本发明专利技术涉及一种光电（ＰＶ）模块，其包括多个电池，每个电池包括基底、透明导体层、光电层、以及背电极层，其中所述光电层包括至少一个ｐ－ｉ－ｎ或ｎ－ｉ－ｐ硅层，其特征在于，所述硅层包括１０至１０００个再结晶硅的传导点／ｃｍ↑［２］，每个传导点独立地具有１０至２５００μｍ↑［２］的表面。所述ＰＶ模块通过其中所述ｐ－ｉ－ｎ或ｎ－ｉ－ｐ硅层被局部加热的方法获得，从而所述硅在这些点变换，在其之后这些点处的硅可以以变换后的状态而被固化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括多个电池的光电(PV)模块，每个电池包含基底、透 明导体层、光电层、以及背电极层，其中所述光电层包括至少一个p-i-n 或n-i-p硅层，本专利技术还涉及一种制造所述光电模块的方法。
技术介绍
当由多个串联连接的电池构成的PV模块被部分遮蔽时，被照射的电 池可能在被遮蔽的电池上产生强的负(反向)电压。当被遮蔽的电池具有 高的并联电阻时尤其如此。因为在被遮蔽的电池中没有电流产生，模块电 流几乎为零，从而被遮蔽的电池暴露于被照射电池的开路电压。在大的系 统中，这样的电压可能非常高，以致击穿电压容易通过。在被遮蔽的电池 中，可发生强的局部热量产生(热点)，这可能导致被遮蔽电池的局部损 坏。在最坏的情况下，这些热点可能导致火突。最常用的用于防止热点的补救方法是如美国5,223,044和WO 2005/101511中所述的应用旁通二极管，其在一个方向以较低的电压开始导 电，在另一个方向隔离。然而，应用旁通二极管是昂贵的。尤其是在具有 较低击穿电压(通常小于8V)的薄膜PV模块的情况下，每个旁通二极管 可保护的电池数目较小，即，对于a-Si薄膜约为小于10个。在薄膜PV模块的情况下，可以以用于串联连接的非常复杂的工艺的 成本制造单片旁通二极管。另一种方法是如在美国2003/0159728中所述的应用所谓的PV分流 器。根据该方法，并联连接数个由串联连接的电池构成的模块。当一个模 块被部分遮蔽时，通过被完全照射的模块的电压来降低被遮蔽电池上的反向电压。然而，组合的串联和并联连接降低了系统电压并增加了系统电流， 并且限制了系统设计的自由度。在EP1079441中，描述了一种用于调节,皮部分遮蔽的PV模块的IV 特征的方法。根据该方法，电池暴露于增加的偏置AC电压，直到电流开 始增加。经过处理，电池示出非线性传导，其允许被遮蔽电池以较低电压 传导被照射电池的短路电流。然而，该方法依赖于PV电池中的可以引入 非线性传导的偶然点(accidental spot)的存在。而且，需要与全部电池直 接接触。美国5,810,945描述了一种制造电子樣i构图器件的方法，尤其是一种太 阳能电池，其中至少一个电极被提供图形。在该文献中未解决遮蔽问题。Toet等(D. Toet等，Thin solid films 296(1977) 49-52 )描述了 一种 用于在玻璃基底上生长多晶硅薄膜的二步骤技术。遮蔽问题未得到解决。Wohlgemuth等(J. Wohlgemuth和W. Herrmann, Hot spot test for crystalline silicon modules, Photovoltaic Specialists Conference, 2005， Piscataway， NJ， USA 3-7 January 2005， IEEE, US, January 3， 2005，第 1062-1063页)描述了用于进行热点测试的方法。其中未讨论如何避免热点 的形成。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种没有任何上述缺点的防止热点的补偿方法，并且以容易JU更宜的方式实施。已经发现通过在精确限定的位置引入相同的严格限定的非线性传导点来调节薄膜PV电池的IV特征，可以实现该目的。为此，本专利技术涉及包括多个电池的光电(PV)模块，每个电池包含基底、透明导体层、光电层、以及背电极层，其中所述光电层包括至少一个p-i-n或n-i-p硅层，其特征在于，所述珪层包括10至1000个再结晶硅的传导点/cm2，每个传导点独立地具有10至2500nm2的表面。该方法基于大部分PV电池包括在两侧具有电极层的有源半导体层。 至少一个所述电极层是透明的，从而光可以到达所述有源层。4根据本专利技术，PV电池的有源层被局部加热，从而该层至少部分地变换 为另一相。变换后的材料失去了 PV特征，但是可以通过仔细地配置热量来保持半导体特性。从而，变换后的点在低电压下具有较低电导率和高电 压下具有较高电导率的两个电极层之间用作非线性传导路径。更具体地，在.1V电压下，这些点的电导率低于0.2mA/cm2，而在8V电压下，电导率 大于10mA/cm2。在本说明书中，变换后的材料有时候表示为再结晶硅，并且形成过程有时候表示为再结晶之前的熔化。然而，该表述决不应裙:认为是限制本发 明的特性。显然，本专利技术的特征在于存在传导点，并且其通过热处理而形 成。本专利技术的特征不在于硅的结晶形式或者是否发生熔化或再结晶。为了使局部热量的产生最小化，必须形成许多这样的非线性传导点， 以使每个点的电流较小。通过非线性传导点的电流可以用奇数级私艮开式描述<formula>formula see original document page 5</formula>其中J传导点(V)是在电压V下通过传导点的每单位表面的电流[A/cm^; V是两个电极之间的电压[V；以及1/Rn是级lt艮开式的第n阶系数。Rn 的量纲是[V、m"A。直接在电压V=0附近的部分大部分由R,决定，下一部分还由R3决定， 依此类推。对于PV电池的JV曲线的主要部分的描述，系数R，和R3已经 足够。因为在低电压下线性传导开始导致损失，R,必须尽可能高。R3必须 被选择为使得在低于击穿电压的电压下传导最大可能的电流。在不引入非线性传导点的情况下，当模块#皮短路时，在具有28个电池 的才莫块中，被遮蔽电池上的反向电压可能高达-19V (R产IOOOO， R3=1000000)。在具有更多的电池的情况下，-陂遮蔽电池上的反向电压增 大。该大电压远远超过击穿电压。利用非线性传导点(R产2500， R3=10000 )， 被遮蔽电池上的电压被限定至低于击穿电压的-5V。 R,显示出与R3的引入有关的降低。在正常条件(无遮蔽)下的JV曲线几乎不受非线性传导点的影响。在电池数目增多的情况下，当模块被短路时，被遮蔽电池上的反向电压保持为约-5V。当在模块的所有电池上施加非线性传导点以使p-i-n或n-i-p珪层包括 10-1000个再结晶硅的传导点/cn^时，每个传导点独立地具有10-2500jim2 的表面，则无论串联连接的电池的数目是多少，遮蔽都不导致损坏。因为 引入了大量规则分布的传导点，被遮蔽电池中的耗散能也在PV电池上规 则分布。避免了单个点的过度加热。正常条件下的模块性能几乎不受非线 性传导点的影响。在优选实施例中，PV模块的硅层包括20-500个传导点/cm2，更优选 30-300个传导点/cm2，进一步更优选80-120个传导点/cm2。在另一个优选 实施例中，在PV模块所具有的硅层中，传导点具有30-30(Vm2、优选 50-15(Him2、更优选60-120nm2的表面。因为这些点在正常工作条件下不会形成电流，优选传导点的全部表面 积相对小。更具体地，传导点的表面积与太阳能电池的电流产生部分的表 面积的比率优选低于0.01:1，更优选低于0.001:1。作为优选最小值，该比 率可以为0.00001:1。本专利技术的另一个目的是提供形成上述PV模块的方法。可以数种方式获得非线性传导点。 一种方式是通过在与长电极直接接触的电池上施加增加的AC电压而获得非线性点。然而本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电（ＰＶ）模块，包括多个电池，每个电池包括基底、透明导体层、光电层、以及背电极层，其中所述光电层包括至少一个ｐ－ｉ－ｎ或ｎ－ｉ－ｐ硅层，其特征在于，所述硅层包括１０至１０００个再结晶硅的传导点／ｃｍ↑［２］，每个传导点独立地具有１０至２５００μｍ↑［２］的表面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：GC杜贝尔达姆，EP斯波泰尔，
申请(专利权)人：海利安特斯有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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