[發明專利]用于快速穩定薄層太陽能模塊的額定功率的方法

有效

• 申請號: 201280031925.1
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN103650168B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: A.阿韋蘭;M.格呂納貝爾
• 申請（專利權）人: 法國圣戈班玻璃廠
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 臧永杰,胡莉莉

技術領域

本發明處于光伏能量產生的技術領域并且涉及一種用于快速穩定薄層太陽能模塊的額定功率或效率的方法。

背景技術

用于將太陽光直接轉換為電能的光伏層系統是充分已知的。平面擴展的層系統通常稱為“太陽能電池”。專門的概念“薄層太陽能電池”表示厚度僅幾微米的光伏層系統。薄層太陽能電池需要用于提供足夠機械強度的載體襯底。已知的載體襯底包括無機玻璃、塑料（聚合物）或金屬，尤其是金屬合金，并且可以依據相應的層厚和特定的材料特性而被構成為剛性板或可彎曲的薄膜?；趶V泛可用的載體襯底和簡單的單片集成，可以成本低地制造薄層太陽能電池的大面積的裝置，其中半導體層一般被直接施加在例如玻璃的載體襯底上。就工藝可操縱性和效率而言，具有由非晶硅、微晶（mikromorphem）硅或多晶硅、碲化鎘（CdTe）、砷化鎵（GaAs）或黃銅礦化合物——尤其是銅-銦/鎵-硫/硒（CI(In,Ga)(S,Se)₂）制成的半導體層的薄層太陽能電池被證明是有利的，其中尤其是二硒化銅銦（CuInSe₂或CIS）由于其與太陽光的光譜匹配的帶隙以高的吸收系數而突出。

為了獲得技術上有用的輸出電壓，一般將很多太陽能電池串聯接線，其中尤其是施加在載體襯底上的太陽能電池通常與正面的透明覆蓋層、尤其是蓋板連接并且與至少一個增附粘接薄膜連接成抗風化的光伏模塊或太陽能模塊（“層壓”）。對于覆蓋層的材料，例如選擇低鐵的鈉鈣玻璃。增附粘接薄膜例如由乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、聚乙烯醇縮丁醛（PVB）、聚乙烯（PE）、聚乙烯丙烯酸共聚物或聚丙烯酰胺（PA）組成。EVA作為可交聯的橡膠彈性材料以特別好的可處理性而突出，并因此經常被采用。在具有復合片材結構的薄層太陽能模塊中，近年里越來越多地采用PVB。PVB屬于熱塑性塑料，其在熱作用下熔化而在此不交聯，并且在化學組成方面不改變。

現在，在制造太陽能模塊時可能出現不同類型的缺陷，這些缺陷不利地引起內部的電功率損耗并由此降低太陽能模塊的額定功率或效率。對此的例子是導致局部提高的載流子重新組合速率、諸如裂縫、破裂的機械缺陷以及脫層或材料質量變化的短路（分路）。

在一些太陽能模塊中，可能以特別不利的方式由于層壓過程而出現額定功率的至少在很大程度上可逆的（瞬時的）減小。不限于理論，假定在層壓時通過熱、壓力和濕氣的作用在半導體層中產生缺陷，這些缺陷隨著時間的流逝至少部分地、但一般最大程度地又痊愈。如同試驗所展示的，基于黃銅礦半導體的薄層太陽能模塊在層壓之后具有暫時減小的額定功率，該額定功率比層壓之前太陽能電池的額定功率小大約5-20%。

對于制造商而言，這可能意味著經濟上的缺點，因為太陽能模塊以與想象的更低的功率協調的價格銷售。如果針對太陽能模塊在工廠側說明的額定功率明顯低于恢復后出現的實際額定功率，則這必要時也可能導致太陽能設備的電系統的次優設計。

發明內容

與此相應地，本發明的任務在于提供一種對于薄層太陽能模塊的批量生產適宜的用于快速穩定額定功率的方法，通過該方法在工廠內在常見生產循環的范圍中就已經可以至少在最大程度上消除薄層太陽能模塊的通過層壓引起的（暫時）額定功率減小。該任務和其它任務根據本發明的建議通過具有獨立權利要求的特征的方法解決。本發明的有利構型通過從屬權利要求的特征說明。

根據本發明，展示了一種用于快速穩定薄層太陽能模塊的額定功率或效率的方法。

該薄層太陽能模塊包括由兩個通過至少一個（塑料）粘接層相互連接的襯底組成的層壓復合物，在這兩個襯底之間有串聯接線的（薄層）太陽能電池。每個太陽能電池包括至少一個形成異質結或pn結、也就是具有不同導電類型的區域序列的半導體層。該層壓復合物典型地包括至少一個（背側的）載體襯底，例如玻璃載體，在該載體襯底上施加太陽能電池，其中為此目的一般將第一電極層、第二電極層和至少一個布置在兩個電極層之間的半導體層施加在載體襯底上。通常用摻雜物質來對半導體層摻雜。優選該半導體層由黃銅礦化合物組成，該黃銅礦化合物尤其是來自銅-銦/鎵-二硫化物/二硒化物（Cu(In/Ga)(S/Se)₂）族的I-III-VI半導體，例如二硒化銅銦（CuInSe₂或CIS）或同族化合物。典型地，在該層壓復合物中借助粘接層將具有所施加的太陽能電池的載體襯底與對于太陽光來說盡可能可穿透的（正面）覆蓋層（例如玻璃板）粘接，其中太陽能電池嵌入在粘接層中。