太阳能电池组件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池组件，包括若干太阳能电池单元，每个太阳能电池单元包括依次堆叠设置的支撑层、金属电极层和光电转换层，相邻的所述太阳能电池单元之间形成有隔离槽，所述隔离槽贯穿所述金属电极层和光电转换层；所述太阳能电池单元之间通过互连电极实现电气连接，本发明专利技术太阳能电池组件采用相邻太阳能电池单元之间同平面设置方式，避免了传统的太阳能电池单元搭接串联造成的电池面积浪费的问题，有效增大了太阳能电池单元的利用效率，提高了组件的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池组件及其制备方法
本专利技术涉及一种太阳能电池
，更具体地讲涉及一种太阳能电池组件及其制备方法。
技术介绍
人类社会的发展与进步，与能源的获得与利用息息相关。其中，石化能源是人类赖以生存和发展的主要能量来源，但是，石化能源作为非可再生资源，在地球上的储量是固定的，并且，随着人类不断提高的能源需求，化石燃料正以不断增加的速率耗尽，人类对替代能源的需要变得越来越明显，风能、太阳能及水能作为新兴清洁能源，是石化能源(煤、油及天然气)的可再生的、环境友好的替代物，具有广泛的发展前景。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能量来源。据估算，一年之中投射到地球的太阳能，其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量，大约为目前全球一年内利用各种能源所产生能量的两万多倍。在我国，约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源，并且太阳能发电不受地域的限制，可以实现光伏系统模块化，安装在靠近电力消耗的地方，并可在远离电网的地区，降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。目前，薄膜太阳能电池由于光吸收层用料少，其内在材料特性只需几个微米就可以将太阳光能有效地转换成电能。半导体异质结太阳能电池是由两种能带结构不相同的半导体材料构成，在接触面上能带发生弯曲或突变，从而形成内建电场，为光生伏特效应在半导体中产生的载流子的分离提供了条件。因半导体材料种类繁多，所以构成异质结太阳能电池的材料也有多种选择。目前，半导体异质结太阳能电池中主要包括非晶硅/单晶硅异质结电池，InGaP/GaAs异质结电池，CdS/CdTe异质结电池，有机体异质结，AlGaAs/GaAs异质结电池等。由于利用HF酸实现的外延层剥离技术(ELO)应用于GaAs外延层与基底的分离，而n型掺杂基极层与p+型掺杂发射极层的接触产生p-n层。当光在p-n层附近被吸收以产生电子空穴对时，在异质结内建电场可使空穴移动至p+型掺杂侧且使电子移动至n型掺杂侧。光生载流子的位移导致p+型掺杂侧与n型掺杂侧间形成电势差，形成光生伏特效应。砷化镓GaAs薄膜太阳能电池是目前的薄膜电池中光电转换效率最高的电池，且具有质量轻、可柔性化等特点，具有极其广泛的应用前景，因其具有效率高的特点，同比条件下可在较少受光面积下具有高的输出功率，可应用于消费类电池产品。目前，主要采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)的方法在GaAs外延片上沉积电池层形成光伏器件，然后采用外延层剥离技术(ELO)将电池层剥离，通过在单片电池上制备受光面电极，然后将单片电池通过激光分切为数个较小面积的电池。在串联电池互联过程中，通过电池之间的类似“瓦片”搭接的方式实现电池之间的串联，但是此种互联方式因重叠区域部分电池被遮盖而造成低的GaAs沉积电池层总面积的有效利用率。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有太阳能电池相互连接时存在叠置导致有效面积降低的问题，进而提供一种太阳能电池组件，其通过改变太阳能电池组件结构解决了现有技术的问题，提高了太阳能电池组件的有效利用率。为实现上述目的，本专利技术所采用如下技术方案：一种太阳能电池组件，包括若干太阳能电池单元，每个太阳能电池单元包括依次堆叠设置的支撑层、金属电极层和光电转换层，相邻的所述太阳能电池单元之间形成有隔离槽，所述隔离槽贯穿所述金属电极层和光电转换层；所述太阳能电池单元之间通过互连电极实现电气连接。相邻所述太阳能电池单元的支撑层未被金属电极层覆盖的区域拼接后形成所述隔离槽的底部。所述互连电极包括：电极栅线:包括主栅和形成在光电转换层上且与主栅电气连接的副栅；互联触点：每个太阳能电池单元上设置有与金属电极层电气连接，且与该太阳能电池单元的电极栅线相互绝缘的互联触点；太阳能电池单元上的电极栅线与其相邻的太阳能电池单元的互联触点电气连接实现太阳能电池单元的串联连接。每个所述太阳能电池单元设有贯穿光电转换层的电池互联槽口，所述电池互联槽口使所述金属电极层暴露，所述电池互联槽口内设有与电池互联槽口内壁绝缘的互联触点。相邻的所述太阳能电池单元之间形成X方向隔离槽或Y方向隔离槽，所述X方向隔离槽设置有绝缘材料，所述Y方向隔离槽设置或未设置绝缘材料；所述主栅设置在位于X方向隔离槽内的绝缘材料的上方。每个所述太阳能电池单元的所述电池互联槽口靠近所述X方向隔离槽设置，且设置在该电池互联槽口中的互连触点与该太阳能电池单元的副栅绝缘，所述副栅垂直于所述主栅。所述电池互联槽口内壁与所述互联触点之间设置有绝缘材料。所述太阳能电池组件还包括位于所述金属电极层和光电转换层之间的反射层，所述的隔离槽贯穿金属电极层、反射层和光电转换层使所述金属电极层暴露。所述太阳能电池组件两端部分别设置有引出电极，所述引出电极包括第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极与端部太阳能电池单元的金属电极层电气连接，所述第二引出电极与另一端部太阳能电池单元的主栅电气连接。一种制备太阳能电池组件的方法，包括下述步骤：S1、制备太阳能电池单元S11、在基底上依次沉积牺牲层和光电转换层；S12、在光电转换层上采用掩膜法沉积金属电极层，所述金属电极层被X方向第一隔离槽、Y方向第一隔离槽分割成若干区域；S13、采用层压工艺在所述金属电极层的上方粘结支撑层，并去除牺牲层以剥离基底；S14、在所述X方向第一隔离槽和所述Y方向第一隔离槽对应的位置刻蚀所述光电转换层，分别形成X方向隔离槽和Y方向隔离槽；同时刻蚀所述光电转换层形成电池互联槽口，使所述金属电极层暴露；S15、沿X方向隔离槽和Y方向隔离槽的长度方向上对支撑层进行切割，使其断裂得到多个太阳能电池单元；S2、电池单元互联：S21、将太阳能电池单元陈列排布在基板上，相邻的所述太阳能电池单元之间为X方向隔离槽或Y方向隔离槽，所述X方向隔离槽中填充绝缘材料；S22、在太阳能电池单元的入射光面制作电极栅线，所述的电极栅线包括相互电气连接的主栅和副栅，所述的主栅设置在X方向隔离槽中填充绝缘材料上，所述的副栅形成在太阳能电池单元的上；在电池互联槽口内制作与电池互联槽口内壁绝缘的互联触点；太阳能电池单元上的电极栅线与其相邻的太阳能电池单元的互联触点电气连接实现太阳能电池单元的串联连接；S3、封装即得太阳能电池组件。优选地，所述的步骤S2还包括S22和S23：S23、在支撑层一侧端部制作第一引出电极，在另一端部制作第二引出电极；S24、所述第一引出电极通过互联触点与所述端部太阳能电池单元的金属电极层电气连接；所述第二引出电极与该太阳能电池单元的主栅电气连接。所述步骤S11和S13为：S11、在基底上依次沉积缓冲层、牺牲层和光电转换层；S13、采用层压工艺在所述金属电极层的上方粘结支撑层；粘结剂填充X方向第一隔离槽和Y方向第一隔离槽，并去除牺牲层以剥离缓冲层和基底。所述步骤S12和S14为：S12、在光电转换层上采用掩膜法沉积反射层和金属电极层，所述反射层和金属电极层被X方向第一隔离槽、Y方向第一隔离槽分割成若干区域；S14、在所述X方向第一隔离槽和所述Y方向第一隔离槽对应的位置刻蚀所述光电转换层，分别形成X方向隔离槽和Y方向隔离槽；同时刻蚀部分所述反射层和光电转换层形成电池互联槽口，使所述金属电极层暴露。所述步骤S21为：在X方向隔离槽和Y方向隔离槽中填充绝缘材料，从而实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池组件，包括若干太阳能电池单元，每个太阳能电池单元包括依次堆叠设置的支撑层(10)、金属电极层(8)和光电转换层(21)，其特征在于，相邻的所述太阳能电池单元之间形成有隔离槽，所述隔离槽贯穿所述金属电极层(8)和光电转换层(21)；所述太阳能电池单元之间通过互连电极实现电气连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池组件，包括若干太阳能电池单元，每个太阳能电池单元包括依次堆叠设置的支撑层(10)、金属电极层(8)和光电转换层(21)，其特征在于，相邻的所述太阳能电池单元之间形成有隔离槽，所述隔离槽贯穿所述金属电极层(8)和光电转换层(21)；所述太阳能电池单元之间通过互连电极实现电气连接。2.根据权利要求1所述太阳能电池组件，其特征在于，相邻所述太阳能电池单元的支撑层(10)未被金属电极层(8)覆盖的区域拼接后形成所述隔离槽的底部。3.根据权利要求2所述太阳能电池组件，其特征在于，所述互连电极包括：电极栅线:包括主栅(14)和形成在光电转换层(21)上且与主栅(14)电气连接的副栅(15)；互联触点(17)：每个太阳能电池单元上设置有与金属电极层(8)电气连接，且与该太阳能电池单元的电极栅线相互绝缘的互联触点(17)；太阳能电池单元上的电极栅线与其相邻的太阳能电池单元的互联触点(17)电气连接实现太阳能电池单元的串联连接。4.根据权利要求3所述太阳能电池组件，其特征在于，每个所述太阳能电池单元设有贯穿光电转换层(21)的电池互联槽口(16)，所述电池互联槽口(16)使所述金属电极层(8)暴露，所述电池互联槽口(16)内设有与电池互联槽口(16)内壁绝缘的互联触点(17)。5.根据权利要求4所述太阳能电池组件，其特征在于，相邻的所述太阳能电池单元之间形成X方向隔离槽(12)或Y方向隔离槽(13)，所述X方向隔离槽(12)设置有绝缘材料(11)，所述Y方向隔离槽(13)设置或未设置绝缘材料(11)；所述主栅(14)设置在位于X方向隔离槽(12)内的绝缘材料(11)的上方。6.根据权利要求5所述太阳能电池组件，其特征在于，每个所述太阳能电池单元的所述电池互联槽口(16)靠近所述X方向隔离槽(12)设置，且设置在该电池互联槽口中的互连触点与该太阳能电池单元的副栅(15)绝缘，所述副栅(15)垂直于所述主栅。7.根据权利要求6所述太阳能电池组件，其特征在于，所述电池互联槽口(16)内壁与所述互联触点(17)之间设置有绝缘材料(11)。8.根据权利要求3-6任一项所述太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件还包括位于所述金属电极层(8)和光电转换层(21)之间的反射层(7)，所述的隔离槽贯穿金属电极层(8)、反射层(7)和光电转换层(21)使所述金属电极层(8)暴露。9.根据权利要求8所述太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件两端部分别设置有引出电极，所述引出电极包括第一引出电极(19)和第二引出电极(20)，所述第一引出电极(19)与端部太阳能电池单元的金属电极层(8)电气连接，所述第二引出电极(20)与另一端部太阳能电池单元的主栅(14)电气连接。10.一种制备太阳能电池组件的方法，其特征在于包括下述步骤：S1、制备太阳能电池单元S11、在基底(1)上依次沉积牺牲层(3)和光电转换层(21)；S12、在光电转换层(21)上采用掩膜法沉积金属电极层(8)，所述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰立广，
申请(专利权)人：北京汉能创昱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11