[發明專利]一種具有嵌入式柵線電極的柔性CIGS薄膜電池

有效

• 申請號: 202011397877.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112993062B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張準;鄒勇
• 申請（專利權）人: 圣暉萊南京能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0236;H01L31/0445;H01L31/052;H01L31/0749
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發明公開了一種具有嵌入式柵線電極的柔性CIGS薄膜電池，所述薄膜電池包括CIGS光吸收層和透明表面電極層，所述薄膜電池的CIGS光吸收層在絲印導電柵線的位置刻蝕有線槽結構，所述透明表面電極層在與線槽結構對應的位置處設有向下凸的線狀凹槽，向下凸的線狀凹槽嵌入CIGS光吸收層的線槽結構中，導電柵線的下端部嵌入線狀凹槽中，導電柵線的上端部向上延伸至線狀凹槽外。本發明薄膜電池通過增大柵線電極與透明表面電極層的接觸面積，從而實現電池上表面柵線電極尺寸很小的情況下仍具有低的電阻和良好的導電性能。

技術領域

本發明涉及一種具有嵌入式柵線電極的柔性CIGS薄膜電池。

背景技術

太陽能電池能夠將光轉換成電能，每個獨立的電池單元串聯成整體對外輸出電能。評價一款電池性能好壞最直接的指標就是光電轉換效率的高低，影響光伏電池光電轉換效率高低的因素有許多，例如不同種類光伏材料自身的差異、制備工藝、有效受光面積以及電池自身功率損耗等。而增加電池有效受光面積或減少電池自身功率損耗被認為是比較容易實現電池光電轉換效率提升的方法。目前絕大部分光伏電池都是采用頂層印刷電極的方法制備電池輸出電極，頂層電極起到收集電荷，將電池轉換的電能傳導出去的作用，其自身電阻越低，消耗的電池功率就越小，因此要求電極柵線越粗越寬越好，但又因為電極柵線位于電池頂層，越寬的柵線會遮擋越多的光線，影響電池有效受光面積，反過來就要求電極柵線越細越好。針對這個問題，現有技術采用調整柵線高寬比(即柵線變窄但高度增加)或采用無主柵穿孔式背接觸電池(多見于晶硅電池)或采用超密無主柵結構來解決柵線電阻與遮光面積相互制約的關系。背接觸電池舍去主柵，雖然大幅度降低了遮光面積，但由于電池被激光開孔隧穿，增大了隱裂風險；調整柵線高寬比，即在現有印刷圖案上增加高寬比，使柵線變窄但高度增加，由于標準電池效率檢測時光源都是正對電池，遮光主要受柵線寬度影響而與高度無關，但實際光伏產品安裝在戶外應用時，太陽光從早到晚角度一直變化著，此時柵線高度也會影響到光線，尤其增高后的主柵再加上焊帶厚度，將會遮擋更多的斜射光線。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術在解決柵線電極電阻與電池遮光面積之間相互制約問題時存在的具有隱裂風險或對斜光光照仍有遮光的問題，提供一種具有嵌入式柵線電極的柔性CIGS薄膜電池，該薄膜電池通過增大柵線電極與透明表面電極層的接觸面積，實現了電池上表面柵線電極尺寸很小的情況下仍具有低的電阻和良好的導電性能。

技術方案：本發明所述的具有嵌入式柵線電極的柔性CIGS薄膜電池，所述薄膜電池包括CIGS光吸收層和透明表面電極層，所述薄膜電池的CIGS光吸收層在絲印導電柵線的位置刻蝕有線槽結構，所述透明表面電極層在與線槽結構對應的位置處設有向下凸的線狀凹槽，向下凸的線狀凹槽嵌入CIGS光吸收層的線槽結構中，導電柵線的下端部嵌入線狀凹槽中，導電柵線的上端部向上延伸至線狀凹槽外。

其中，所述薄膜電池沿縱向由下至上依次包括基板、背電極層、反射層、CIGS光吸收層、緩沖層以及透明表面電極層；所述透明表面電極層依次包括透明表面電極高阻抗層和透明表面電極低阻抗層，所述導電柵線包括位于線狀凹槽內的下端部和伸出線狀凹槽的上端部，所述導電柵線上端部與低阻抗層連接，導電柵線下端部與高阻抗層連接。

其中，導電柵線上端部的橫截面呈半圓形或矩形，所述導電柵線下端部的橫截面呈矩形。

其中，所述導電柵線上端部為銀柵線；所述導電柵線下端部為銀柵線或為摻雜有鈉的銀柵線，當為摻雜有鈉的銀柵線時，鈉摻雜在銀柵線的下端。

其中，所述導電柵線絲印在電池上，形成柵線電極；柵線電極為含至少一個主柵線的柵線電極或柵線電極為無主柵柵線電極。

其中，柵線電極中的細柵線對應的線狀凹槽的內徑為49～79um，深度為1.75～2.25um；柵線電極中的主柵線對應的線狀凹槽的內徑為999～1499um，深度為1.75～2.25um。