[發(fā)明專利]太陽能電池和使用其的太陽能電池模塊

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280048333.0
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103843148A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樸起昆
• 申請（專利權(quán)）人: LG伊諾特有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 許向彤;陳英俊

技術(shù)領(lǐng)域

實施例涉及一種太陽能電池和使用其的太陽能電池模塊。

背景技術(shù)

最近，由于嚴重的環(huán)境污染和化石燃料短缺，新的可再生能源的發(fā)展變得越來越重要并且倍受關(guān)注。在這些新的可再生能源之中，太陽能電池作為解決未來能源問題的無污染能源而引人注目，因為太陽能電池幾乎不造成環(huán)境污染并且具有半永久使用壽命，并且存在用于太陽能電池的無限資源。

太陽能電池可以定義為當(dāng)光入射到P-N結(jié)二極管上時通過使用產(chǎn)生電子的光伏效應(yīng)而將光能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。根據(jù)構(gòu)成結(jié)二極管的材料，太陽能電池可以分為硅太陽能電池、主要包括I-III-VI族化合物或III-V族化合物的化合物半導(dǎo)體太陽能電池、染料敏化太陽能電池和有機太陽能電池。

由CIGS（CuInGaSe）（I-III-VI族黃銅礦類化合物半導(dǎo)體的一種）制成的太陽能電池表現(xiàn)出更為出色的光吸收性，更高的光電轉(zhuǎn)換效率且厚度很薄，以及出色的電光穩(wěn)定性，所以CIGS太陽能電池作為常規(guī)的硅太陽能電池的替代物而引人注目。

通常，CIGS太陽能電池可以通過在玻璃基板上順序地形成背電極層、光吸收層、緩沖層和前電極層來制造。基板可以通過使用多種材料來制備，例如，鈉鈣玻璃、不銹鋼和聚酰亞胺（PI）。鉬（Mo）主要用作背電極層的材料，因為Mo具有與玻璃基板相似的低電阻率和熱膨脹系數(shù)。

光吸收層是P型半導(dǎo)體層，并且主要包括CuInSe₂或Cu(In_xGa_1-x)Se₂（用Ga替代一部分In獲得的）。光吸收層可以通過多種工藝來形成，例如，蒸鍍工藝、濺鍍工藝、硒化工藝或電鍍工藝。

緩沖層設(shè)置在晶格常數(shù)和能帶隙存在很大差別的光吸收層和前電極層之間，以在兩者之間形成出色的結(jié)。緩沖層主要包括通過化學(xué)浴沉積（CBD）制備的硫化鎘。

前電極層是N型半導(dǎo)體層，并且相對于光吸收層和緩沖層一起形成PN結(jié)。此外，由于前電極層在太陽能電池的前表面處充當(dāng)透明電極，所以前電極層主要包括具有出色的透光率和導(dǎo)電率的摻雜鋁的氧化鋅（AZO）。韓國專利注冊號No.10-0999810中詳細公開了CIGS太陽能電池的結(jié)構(gòu)及其制造方法。

太陽能電池的最小單位被稱為單元電池（cell）。通常，一個單元電池產(chǎn)生非常小的電壓，約0.5V至約0.6V。因此，使用平板形式的太陽能電池模塊，這種太陽能電池模塊通過在基板上互相串聯(lián)多個單元電池以產(chǎn)生幾伏特至幾百伏特的電壓而制造。

圖1是示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的太陽能電池模塊的剖視圖。參見圖1，第一單元電池C1的前電極層60與第二單元電池C2的背電極層21接觸，所以第一單元電池C1連接到第二單元電池C2。第一單元電池C1的前電極層60在垂直方向上突然彎折并且連接到第二單元電池C2的背電極層21。然而，如果前電極層60彎折，那么它會干擾前電極層60中的電子運動，所以會增大單元電池之間的連接電阻。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

實施例提供了一種太陽能電池和使用該太陽能電池的太陽能電池模塊，所述太陽能電池容易制造并且具有改善的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)方案

根據(jù)實施例的太陽能電池包括：在支撐基板上的臺階部分；在所述支撐基板和所述臺階部分上的背電極層，具有第一高度差；在所述背電極層上的光吸收層，具有第二高度差；以及在所述光吸收層上的前電極層，具有第三高度差。

根據(jù)實施例的太陽能電池模塊，包括：在支撐基板上的臺階部分；在所述支撐基板上的第一太陽能電池；以及在所述臺階部分上的第二太陽能電池，其中所述第一太陽能電池在所述臺階部分的側(cè)邊處電性連接到所述第二太陽能電池。

根據(jù)實施例的用于制造太陽能電池模塊的方法，所述方法包括：在包括臺階部分的支撐基板上形成背電極層；在所述背電極層上形成光吸收層；以及在所述光吸收層上形成前電極層。

有益效果

根據(jù)實施例的太陽能電池包括形成在所述支撐基板上的臺階部分。由于臺階部分，所以形成在支撐基板上的背電極層、光吸收層和前電極層可以分別具有高度差。

此外，在太陽能電池模塊是通過連接多個太陽能電池來形成的情況中，將太陽能電池彼此連接的連接電極由于高度差可以幾乎水平地彼此連接，所以可以擴大連接電極之間的接觸面積。也就是說，根據(jù)實施例的太陽能電池模塊可以減小由連接電極的彎折結(jié)構(gòu)引起的接觸電阻，并且可以提高光電效率。