[發明專利]薄膜太陽能電池及其制造方法

無效

• 申請號: 201210145626.2
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN103390656A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 羅正言;黃敬修
• 申請（專利權）人: 杜邦太陽能有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/042
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 唐華明

技術領域

本發明涉及太陽能技術領域，尤其涉及的是一種薄膜太陽能電池和一種薄膜太陽能電池的制造方法。

背景技術

石油等傳統能源的大量消耗以及其儲存量有限，并且對環境存在著嚴重污染等缺點，使得風能、太陽能等清潔能源越來越受到人們的重視，特別是太陽能受地域限制較少，并且能源豐富，越來越成為研究的熱點和重點。

其中，薄膜太陽電池可以使用價格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨或金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數微米，目前轉換效率最高以可達13%。薄膜電池太陽電池除了平面之外，也因為具有可撓性可以制作成非平面構造其應用范圍大，可與建筑物結合或是變成建筑體的一部份，因此薄膜太陽能電池的應用非常廣泛。

現有技術中的薄膜太陽能電池，從結構上分為：單層薄膜太陽能電池和疊層薄膜太陽能電池；從材料上分為：非晶硅(Amorphous?Silicon)、微晶硅(Nanocrystalline?Silicon)、化合物半導體II-IV族、色素敏化染料(Dye-Sensitized?Solar?Cell)、有機導電高分子(Organic/polymer?solar?cells)、CIGS(銅銦硒化物)等薄膜太陽能電池。

在公開號為CN101775591A的中國專利申請中公開了一種單層非晶硅薄膜太陽能電池，如圖1所示，所述非晶硅薄膜太陽能電池自下至上依次包括：背板16、底部電極15、N型非晶硅層14、本征非晶硅層13、P型非晶硅層12、透明電極11和玻璃基板10。其中，所述P型非晶硅層12、本征非晶硅層13和N型非晶硅層14共同組成一個非晶硅光伏單元。

在上述單層非晶硅薄膜太陽能電池的工作工程中，光投射至玻璃基板10、透過透明電極11到達非晶硅光伏單元，所述非晶硅光伏單元將光信號轉換為電信號，所述電信號經由透明電極11和底部電極15輸出。

圖2示出了現有技術中一種疊層薄膜太陽能電池的結構示意圖，其包括：玻璃基板30、透明電極層31、非晶硅光電單元、微晶硅光電單元、背電極38、保護板39，其中所述非晶硅光電單元由P型非晶硅層32、本征非晶硅層33和N型非晶硅層34共同組成；所述微晶硅光電單元由P型微晶硅層35、本征微晶硅層36和N型微晶硅層37共同組成。

但是現有技術中薄膜太陽能電池普遍存在光致衰退（Light?Induced?Degradation，LID）現象。具體地，參考圖3所示，在薄膜太陽能電池的初期使用過程中，薄膜太陽能電池的輸出功率處于早期衰退期，即輸出功率隨著時間變化而逐漸減小，在時間T時，薄膜太陽能電池的輸出功率由開始時的P1減至P2。早期衰退期的衰退過程不可避免且不可控。然后，薄膜太陽能電池的輸出功率進入穩定期，即輸出功率相對穩定不變。在薄膜太陽能電池使用較長時間后，還會進入晚期衰退期（圖3中未示出），即薄膜太陽能電池的輸出功率再次下降。

上述薄膜太陽能電池光致衰退的衰退時間為T，衰退率為不同薄膜太陽能電池在早期衰退期的衰退時間和衰退率可以分別不同。

針對上述問題，現有技術在進行薄膜太陽能電池的實際應用中，對功率、電流和電壓等均需要進行過度設計（over?design），如：電纜或電存儲裝置等的閾值功率必須大于功率P1，但是薄膜太陽能電池在大部分的工作時間內輸出功率不大于P2。過度設計必然導致相關器件的結構比較復雜，從而提高了薄膜太陽能電池的成本。

由于薄膜太陽能電池的早期衰退期一般是幾個月，而薄膜太陽能電池的穩定期至少是幾年或十幾年，因此，為了因應短時間的早期衰退期而進行的過度設計實質上產生了一種材料上與設備上的浪費，并提高了薄膜太陽能電池的整體費用。

因此，如何在保證薄膜太陽能電池使用安全與維持原有效能的前提下，減少薄膜太陽能電池的過度設計與降低成本就成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種薄膜太陽能電池及其制造方法，既可以保證使用的安全性與效能，又可以避免過度設計，最終降低成本。

為解決上述問題，本發明提供了一種薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池至少包括薄膜太陽能電池板及可降解膜（degradable?film），其中所述可降解膜至少覆蓋一部分所述薄膜太陽能電池板的受光面，用以降低所述薄膜太陽能電池的平均透光率。

可選地，所述可降解膜的降解時間等于所述薄膜太陽能電池板在早期衰退期的衰退時間。