提供太阳能电池系统中串联连接的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种提供太阳能电池中串联连接的过程，该过程包括提供太阳能电池、包括透明导电氧化物层、光伏层和后电极的系统，其中该系统被划分为至少两个单独的电池，其中一个电池的透明导电氧化物层通过导电互联与相邻电池的后电极连接，并且透明导电氧化物层具有在该互联的一侧的绝缘中断，而后电极具有该互联另一侧上的中断，该过程特征在于通过玻璃化透明导电氧化物层提供透明导电氧化物层中的中断。还请求保护具有串联连接的太阳能电池系统，其中ＴＣＯ层中的中断由ＴＣＯ的玻璃化部分制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种提供太阳能电池系统中的串联连接的方法，以及包括串联连接太阳能电池的太阳能电池系统。
技术介绍
也称为光伏电池的太阳能电池通常包括载体和由位于包括透明导电氧化物(TCO)(在电池的光接收侧)的前电极和后电极(在电池背部)之间的半导体材料组成的光伏(PV)层。前电极透明，使得入射光能够到达半导体材料，其中入射辐射转换为电能。通过这种方法光可用于产生电流，其提供了对例如化石燃料或者核能的关注替代物。太阳能电池的最大电压由电池的组成、更特别由半导体材料的性质、和由入射光强度决定。当太阳能电池的表面积增加时，产生更多电能，但电压保持相同。为增大电压，太阳能电池常常被划分为串联连接形成太阳能电池系统的单独子电池。通过在一个电池的前电极和另一个电池的后电极之间建立也称为互联的导电接触同时阻碍每个都处于互联的不同端的前电极和后电极以防止短路而实现这一点。可通过例如利用激光或者借助蚀刻或者任何其它构图方法在太阳能电池电极层中提供沟槽而实现这一点。为尽量减小太阳能电池中不产生能量的区域，互联与中断必须尽可能地靠近并且互联与中断必须尽可能地窄。在本领域已知的一个实施例中，如下实现串联连接：沉积在(玻璃)基底上的透明导电氧化物(TCO)层被构图有形成前电极中的中断的平行沟槽。沉积在TCO层上方的光伏(PV)层也被构图有平行沟槽，这些平行沟槽构成一个电池前电极和相邻电池后电极之间的互联基础。后电极然后沉积在PV层上，并被构图有沟槽以形成中断。通过沉积在PV层中的沟槽内的后电极材料形成互联。P.Pernet等人在1998年7月于Wien的Proc.2nd World ConferencePV上提出了制造太阳能电池系统中串联连接的另一个过程。根据该过程，在基底上沉积金属后电极、光伏层和ITO或者ZnO前电极之后，在一个过程步骤中采用选择激光划线提供三个不同深度的沟槽。基底上的最深沟槽填充绝缘化合物以形成后电极中的中断。金属后电极中次深的沟槽填充与最深沟槽中的绝缘浆料重叠的导电浆料以形成互联。光伏层中的最浅沟槽为前电极中的中断。WO 2003001602描述了一种通过采用临时基底的方法制造具有串联连接的太阳能电池的方法，该方法包括从最终太阳能电池系统的入射光侧提供经透明导电氧化物前电极的沟槽的步骤。如上所述，在提供串联连接的过程中，通常有必要中断一个太阳能电池的前电极和另一个太阳能电池后电极之间的互联的每侧上的电极以防止短路。在许多过程中这一点包括提供通过前电极的沟槽，前电极为透明导电氧化物层并且也将表示为TCO层，该沟槽然后填充绝缘材料。已经发现通常通过激光提供经过TCO层的沟槽存在几个缺点。首先，在TCO层中刻划沟槽可能破坏TCO层下面的材料。例如如果下面的材料为-->金属基底则可为金属的该材料的碎片可污染太阳能电池并且例如造成分流。当在TCO等层上形成沟槽以及当经过覆盖TCO层的层例如光伏层和可选地后电极层进行刻划时均如此。对基底等的破坏也可对系统性质产生不利影响。当提供沟槽时在光伏层顶部出现TCO层时同样如此。在TCO层中提供沟槽可对下面的PV层产生破坏。其次，在下电极下面的基底为临时基底的情形，经过下面的电极的绝缘槽可形成系统的弱点。例如，WO98/13882和WO99/49483描述了一种制造光伏箔的方法，包括如下步骤，提供例如为铝箔的临时基底，在临时基底上施加透明导电氧化物层作为前电极，在TCO层上施加光伏层，在光伏层上施加后电极层，在后电极上施加载体，以及去除临时基底。在这些系统中提供串联连接时，可经TCO层(可选地经PV层以及如果存在的话后电极)在临时基底上施加沟槽，然后沟槽被填充绝缘材料。当然后通过例如蚀刻过程去除临时基底时，出现在那里的沟槽和绝缘材料与蚀刻剂接触，这一点可破坏串联连接。制造包括串联连接太阳能电池的太阳能电池系统的普遍问题在于过程步骤数和过程步骤之间准确的重新定位形成了复杂而成本昂贵的过程。因此，需要一种其中避免经TCO层提供沟槽的串联连接过程。也需要一种其中避免经出现于临时基底上的TCO层提供沟槽的提供串联连接的过程。本专利技术提供了这样的过程。从下面的说明将清楚根据本专利技术的过程及其具体实施例的其它优点。
技术实现思路
本专利技术涉及一种提供太阳能电池系统中串联连接的过程，该过程包括提供包括透明导电氧化物层、光伏层和后电极的太阳能电池系统，其中该系统被划分为至少两个单独的电池，其中一个电池的透明导电氧化物层通过导电互联与相邻电池的后电极连接，并且透明导电氧化物层具有在该互联的一侧的绝缘中断，而后电极具有该互联另一侧上的中断，该过程特征在于通过玻璃化透明导电氧化物层提供透明导电氧化物层中的绝缘中断。本专利技术还涉及一种包括透明导电氧化物层、光伏层和后电极的太阳能电池系统，该系统包括至少两个单独的电池，其中一个电池的透明导电氧化物层通过导电互联与相邻电池的后电极连接，其中透明导电氧化物层具有在该互联的一侧的绝缘中断，而后电极具有该互联另一侧上的中断，该系统特征在于透明前电极中的绝缘中断由玻璃化透明导电氧化物制成。需要注意的是中断在本质上通常绝缘，无论是否如此指定。本专利技术的关键在于认识到可通过玻璃化TCO获得透明导电氧化物层(也表示为TCO层)中的中断。合适的透明导电氧化物包括铟锡氧化物、氧化锌、掺铝氧化锌、氟、镓、或者硼、氧化镉、氧化锡、金属锡酸盐例如Zn或者Cd锡酸盐、和掺F SnO2、掺Sb SnO2、掺P TCO，例如铜酸盐如Sr基铜酸盐。玻璃化过程转换透明导电氧化物以形成透明绝缘中断。可通过以能量例如利用激光提供TCO层执行玻璃化过程，其中所提供能量的量足以玻璃化TCO层但不足以切割该层。合适玻璃化方法的选择包括合适波长的激光的选择属于本领域技术人员的能力范围。在一个实施例中，其中当不被另一层覆盖时在TCO上执行玻璃化步骤，UV激光一般是合适的。实例包括三重或者四重Nd(脉冲)激光器和受激准分子(脉冲)激光器。这些激光器发出的光可选择地被TCO层吸收，这一点可使得TCO层玻璃化。在另一个实施例中，其中在进行玻璃化步骤时TCO被覆盖硅PV层以及可选地后电-->极，合适的玻璃化过程包括采用“绿色”(532nm)激光器。该激光器熔化硅层。硅层将热输送给TCO层，TCO然后玻璃化。在一个实施例中，当进行玻璃化过程时，TCO层位于永久基底例如玻璃基底或者耐热透明聚合物基底上。在本说明书的上下文中永久基底为在准备使用太阳能电池之前将不去除的基底。在另一个实施例中，当进行玻璃化过程例如当利用如WO98/13882或WO99/49483所述的过程时，TCO层位于临时基底上。在本说明书的上下文中临时基底为在适合于使用太阳能电池之前将从TCO去除的基底。在另一个实施例中当进行玻璃化过程时TCO层处于光伏层上。该实施例可较不优选。可通过向TCO层直接提供能量例如采用合适的激光器在TCO层等上进行玻璃化过程。还可能例如采用合适的激光器组合玻璃化步骤和经光伏层提供沟槽。在这种情况下，激光器所提供的能量的量被选为使得经PV层提供沟槽同时足以玻璃化PV层下的TCO层。当采用硅基PV层时该过程特别有效。因为当选择合适的激光器时硅为良好的能量吸收体，所以硅层将变得非常热，这一点将促进TCO层的玻璃化。还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供太阳能电池系统中串联连接的过程，该过程包括提供包括透明导电氧化物层、光伏层和后电极的太阳能电池系统，其中该系统被划分为至少两个单独的电池，其中一个电池的透明导电氧化物层通过导电互联与相邻电池的后电极连接，并且所述透明导电氧化物层具有在该互联的一侧的绝缘中断，而所述后电极具有在该互联另一侧上的中断，该过程特征在于，通过玻璃化透明导电氧化物层提供透明导电氧化物层中的中断。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-12-21 07123962.8;EP 2008-2-18 08101700.61.一种提供太阳能电池系统中串联连接的过程，该过程包括提供包括透明导电氧化物层、光伏层和后电极的太阳能电池系统，其中该系统被划分为至少两个单独的电池，其中一个电池的透明导电氧化物层通过导电互联与相邻电池的后电极连接，并且所述透明导电氧化物层具有在该互联的一侧的绝缘中断，而所述后电极具有在该互联另一侧上的中断，该过程特征在于，通过玻璃化透明导电氧化物层提供透明导电氧化物层中的中断。2.根据权利要求1的过程，其中所述透明导电氧化物层下面的层为基底。3.根据权利要求1或者2的过程，其中通过对所述TCO层提供能量执行所述玻璃化过程，其中提供能量的量足以玻璃化TCO层但不足以切割该层。4.根据前述权利要求任一项的过程，其中采用激光玻璃化所述TCO层。5.根据前述权利要求任一项的过程，其中所述玻璃化步骤与提供经光伏层的沟槽结合，其中所提供能量的量被选择为使得经PV层提供沟槽同时足以玻璃化PV层下方的TCO层。6.根据前述权利要求任一项的过程，包括如下步骤：·提供作为透明永久基底或者临时基底的基底(1)·在所述临时基底上施加透明导电氧化物层·向所述透明导电氧化物层施加光伏(PV)层(3)，在所述透明导电氧化物层上提供经PV层的第一沟槽，施加一定量的能量使得所述沟槽下的透明导电氧化物层的部分(v)玻璃化，提供经PV层的第二沟槽，施加一定量的能量使得所述沟槽下的透明导电氧化物层不被玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：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]