[實用新型]弱光型薄膜太陽能電池

有效

• 申請號: 201120459432.0
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN202363460U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李全相;李毅
• 申請（專利權）人: 深圳市創益科技發展有限公司
• 主分類號: H01L27/142
• 分類號: H01L27/142;H01L31/05;H01L31/0224;H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市毅穎專利商標事務所 44233
• 代理人: 張藝影;李奕暉

技術領域

本實用新型涉及一種薄膜太陽能電池，尤其是一種低成本、高性能的弱光型薄膜太陽能電池，屬于薄膜太陽能電池技術領域。?

背景技術

薄膜太陽能電池結構一般采用在基板上順序層疊沉積的制造方法，因此可制造出單體尺寸很大的薄膜太陽能電池，而為了獲得高電壓，一般在電池內部形成串聯的結構來達到一定的電壓，但由于薄膜太陽能電池大面積沉積時不可避免地會出現隨機的局部區域的缺陷，如沉積時轉換層之間的短路問題，該缺陷會造成電池電性能的整體下降。為了減少這種缺陷對整塊電池的性能影響，采用將整塊電池進行分區后再通過焊帶將每個區域并聯的方法，如美國專利US20060196536《THIN?FILM?SOLAR?CELL?AND?MANUFACTURING?METHOD?THEREOF》（以上簡稱對比文件1）采用相互正交的第一開口槽7和第二開口槽（8a、12和8b）將前電極層、光電轉換層以及背電極層分成多個區域，端部的前電極、光電轉換層和背電極都刻穿形成槽8a和槽12，防止電池短路，電池單元節之間由光電轉換層的隔離溝道6實現內部串聯，串聯后的電池單元通過邊緣的焊帶并聯。中國專利200980137203.2《集成薄膜太陽能電池及其制造方法》（以下簡稱對比文件2），該集成薄膜太陽能電池在傳統的內部串聯的薄膜太陽能電池結構的基礎上，通過激光刻劃方法對前電極層、光電轉換層以及背電極層刻劃出與串聯刻劃溝道垂直的并聯刻劃溝道，對串聯刻劃溝道形成的單元電池再進行分割成單元子電池的分區辦法，這種分區辦法有效地解決了只有串聯刻劃溝道時因某一局部缺陷造成的所在串聯的單元電池整節電池的失效，但由于該技術仍然采用激光刻劃的方法，在刻劃背電極的并聯刻劃溝道時不可避免地要同時刻劃掉光電轉換層。眾所周知，在薄膜太陽能電池生產行業，激光刻槽工藝過程中，激光加工前電極和背電極電極材料的過程中所產生的導電粉塵顆粒，極易落到激光刻槽內，使前電極和背電極在刻槽處通過落到刻槽內的導電粉塵顆粒形成短路或微短路。對比文件1和2只適合強光型薄膜太陽能電池的生產，對于在弱光照下使用、甚至是在室內燈光下使用的弱光型薄膜太陽能電池來說，此種工藝方法并不適用，原因如下：電池光電轉換層的厚度只有0.4-3μm，而激光刻槽寬度達到了80μm-300μm，雖然槽寬可以避免相鄰前電極和前電極之間、背電極和背電極之間的短路，但激光加工過程形成的導電粉塵顆粒最大直徑可達10μm，如此大的導電顆粒足以跨過厚度只有0.4-3μm的光電轉換層，使電池前電極與背電極在激光刻槽處形成短路或微短路；另外，激光加工造成的背電極刻槽邊緣毛刺也極易跨過光電轉換層和前電極層形成短路或微短路，造成漏電現象。改善的激光設備和激光加工工藝對微短路現象的貢獻只體現在減輕微短路現象和減輕因微短路現象造成的電池輸出功率下降問題，但并不能完全消除微短路現象和因微短路現象造成的電池輸出功率下降問題。這種下降問題，對于大尺寸功率在10W以上的薄膜電池組件來說，由于組件自身的等效內阻較小，只有幾歐姆到幾十歐姆，激光刻槽處因激光加工工藝造成的旁路電阻為幾千歐到幾十千歐，相對于薄膜太陽能電池的內阻來說，電池漏電導致電池功率下降幅度只有1‰到1%。因此，可以認為激光刻槽工藝導致的刻槽處微短路基本不會影響大尺寸薄膜太陽能電池的功率輸出。但對于小尺寸，特別是在室內弱光條件下使用的微瓦級的薄膜電池來說，自身的等效內阻是幾十千歐姆到幾百千歐姆，激光刻槽處因激光加工工藝造成電池漏電導致電池功率下降幅度就會達到甚至超過50%，因此，激光刻槽工藝導致的刻槽處微短路對弱光型薄膜太陽能電池的輸出功率大小存在嚴重影響，激光刻槽加工工藝不適合用于弱光型薄膜太陽能電池生產工藝中，也就是說，對比文件1和2不適合用于弱光型薄膜太陽能電池的生產。?

實用新型內容

針對以上存在的問題，本實用新型設計一種適合弱光條件下使用的薄膜太陽能電池及其制造方法，解決因光電轉換層的缺陷造成的電池輸出性能下降的技術問題，提高產品的電性能和合格率，使電池具有更好的耐候性和穩定性。?

為了實現以上任務，本實用新型采用的技術方案是：?

設計一種弱光型薄膜太陽能電池，包括在基板上順序層疊的前電極層、光電轉換層、背電極層和背漆保護層，其特征在于所述前電極層和背電極層均設有縱橫交錯的第一和第二隔離溝道，光電轉換層上具有多條平行排列且敷設串聯連接線的刻劃槽；前電極層和背電極層的端部分別有未刻除的導電膜，形成電池單元節的并聯連接線。