同心圆非晶硅薄膜太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种同心圆非晶硅薄膜太阳能电池，由串联连接的同心圆电池单元（１１）构成，每个电池单元（１１）具有相等的有效工作面积，非晶硅薄膜电池的正极（１０）位于同心圆的中心，负极（９）位于电池的周边；本实用新型专利技术不仅制作工艺简单，而且同心圆非晶硅太阳能电池中的每个电池单元的有效工作面积相等，使各电池单元的电流相等，保证了同心圆非晶硅太阳能电池具有良好的电性能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种同心圆非晶硅太阳能电池，属于非晶硅薄膜太阳能电 池

技术介绍
目前，随着全球对人类赖以生存的地球生态环境问题的关注，人们对清洁 能源的需求日益增长，太阳能电池也得到了快速发展和广泛应用，尤其是将不 同形状的太阳能电池与其相关应用产品完美结合符合美观设计要求备受亲睐。申请号为200610061259的专利公开了一种异形硅薄膜太阳能电池，该电池的外 形和电池有效工作面的图形复杂多样，可以是圆形、圆环、条形、扇形、正N 边形及其它不规则形状，而且在电池面内打孔做成各种形状的透明视窗。虽然 该专利能制作出不同形状的非晶硅太阳能电池，但是工艺复杂，既要刻划直线 图形，又要刻划曲线图形，要求采用高精度的激光设备，而且该专利公开的电 池单元的有效工作面图形复杂，难以做到使每个电池单元的有效工作面积相等， 而如果各电池单元的有效工作面积不相等，会使各电池单元的电流不匹配，影 响太阳能电池的电性能。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述现有技术存在的问题，公开一种制作工艺 简单、美观、具有良好电性能的同心圆非晶硅太阳能电池。本技术为了实现以上目的所采用的技术方案是提供一种同心圆非晶 硅薄膜太阳能电池，由串联连接的电池单元构成，以透明基板为衬底，包括依 序层叠的前电极层、非晶硅薄膜层、背电极层和背漆保护层，其特征在于所说的非晶硅薄膜太阳能电池由同心圆电池单元组成，每个电池单元具有相等的有 效工作面积，非晶硅薄膜电池的正极位于同心圆的中心，负极位于电池的周边。所述的同心圆非晶硅薄膜太阳能电池的正极图形是圆形，其半径为3~10mm。所说的同心圆非晶硅薄膜太阳能电池的前电极层、非晶硅薄膜层和背电极 层上均设有隔离槽，前电极层和背电极层的隔离槽的宽度均为0.1 0.15mm，非 晶硅薄膜层的隔离槽的宽度为0.15 0.3mm。所说的非晶硅薄膜电池的最外圈电池单元的前电极层的隔离槽与电池边缘 的距离为2 3mm。所说的前电极层、非晶硅薄膜层和背电极层的隔离槽相互之间的间距为 0.1 0.6mm。本技术的积极效果是太阳能电池采用同心圆结构，不仅制作工艺简单， 而且同心圆非晶硅太阳能电池中的每个电池单元的有效工作面积相等，使各电 池单元的电流相等，保证同心圆非晶硅太阳能电池具有良好的电性能；本实用 新型可广泛应用于电子礼品、工艺品、建筑光伏玻璃幕墙、广告牌等，满足美 观设计要求。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是图1的纵向剖视图。图3是本技术的实施例4示意图。l为透明基板，2为前电极层，3为非晶硅薄膜层，4为背电极层，5为背漆 保护层，6为前电极的隔离槽，7为非晶硅薄膜层的隔离槽，8为背电极的隔离 槽，9为负极，IO为正极，ll为电池单元。以下结合附图详细说明本技术的结构原理。见图l、图2，本技术的非晶硅太阳能电池为同心圆结构，同心圆的中心为非晶硅太阳能电池的正极10，正极图形的半径为3 10mm;同心圆非晶硅 太阳能电池的周边为电池的负极9。在透明基板1上顺序层叠前电极层2、非晶 硅薄膜层3、背电极层4、背漆保护层5，采用激光分别刻划前电极层2、非晶 硅薄膜层3、背电极层4，将太阳能电池分成几个有效工作面积相等的电池单元 11，电池单元的有效工作面积是指前一节电池单元的背电极隔离槽与相邻后一 节电池单元的前电极隔离槽所围成的区域面积；本技术根据同心圆非晶硅 薄膜太阳能电池的面积或所需工作电流的大小，确定电池单元的有效工作面积的大小，且多个有效工作面积相等的圆形电池单元组成同心圆非晶硅薄膜太阳 能电池。见图2，非晶硅薄膜层3的隔离槽7内填充有与背电极8相同的导电材 料，使前一节电池单元的前电极2 (即正极)与后一节电池单元的背电极4 (即 负极)连接，实现各电池单元之间串联连接。同心圆非晶硅太阳能电池包括多 个电池单元，每个电池单元的有效工作面积相等，且各电池单元串联连接，满 足常用工作电压的需要。本技术也可以做成单元电池有效面积相等的同心椭圆、同心环结构。具体实施方式实施例1制作直径为40mm的具有四节电池单元的同心圆非晶硅薄膜太阳能电池， 其开路电压为2.2V,满足1.5 1.8V直流工作电压的需要。根据同心圆非晶硅薄膜太阳能电池的面积，将其划分为四节具有相等有效 工作面积的电池单元。正极图形10的半径设定为4mm。取正极引出电极半径为4mm，前电极层、背电极层的激光隔离槽的宽度为O.lmm，非晶硅薄膜层的激光隔离槽的宽度为0.15mm，各激光隔离槽之间的间 距为O.lmm。同心圆非晶硅薄膜太阳能电池的最外圈电池单元前电极层2的隔 离槽6与电池边缘的距离为3mm。根据以上设定的参数，则可计算出同心圆非 晶硅太阳能电池的每个电池单元的有效面积为214mm2; Ri2=[(214xi+4x4x3.14)+3.14]，其中i=0,l,2,3,4;可得出四节电池单元的半径分别为Ro=4mm， R产9.2mm， R2=12.3mm， R3=14.8mm， ILrl7.0mm;刻划非晶硅薄膜层的激光隔离槽的半径分别为4mm， 9.2mm， 12.3mm， 14.8mm，刻划前电极层的电极隔离激光隔离槽的半径分别为 8.8mm， 11.9mm， 14.4mm， 16.6mm，刻划背电极层激光隔离槽的半径分别为 4.4mm， 9.6mm， 12.7mm， 15.2mm。见如图1，中间+标记是电池的正极， 电池周边一标记为负极。如下在透明基板1上沉积前电极层2，前电极层是一种透明导电膜，如Sn02或 ZnO等，利用激光刻划出前电极层2的隔离槽6，其宽度为0.1mm;在前电极层 2上沉积非晶硅薄膜层3，且前电极层2的隔离槽6内填充满非晶硅薄膜材料， 用激光刻划出非晶硅薄膜层3的隔离槽7，其宽度为0.15mm;在非晶硅薄膜层 3上沉积背电极层4，且非晶硅薄膜层3的隔离槽7内填充满背电极材料，使前 一节电池单元的正极与相邻后一节电池单元的负极相连接，实现各电池单元之 间的串联连接；用激光刻划出背电极层4的隔离槽8，其宽度为0.1mm;在背电 极层4上丝印背漆保护层5，并制作出电池的负极图形9;背电极层4的隔离槽 8内填充满具有密封、绝缘作用的背漆保护材料，防止电池受潮、漏电流。背漆 保护层5可以是UV胶或环氧树脂或各种太阳能用密封油漆等。在背漆保护层5 上还可印刷产品型号规格、商标编号等标识。同心圆非晶硅薄膜太阳能电池的正极从同心圆的中心引出，负极从电池的周边引出，正负电极引出可采用焊接 导线引出，也可以采用金属压片抵压接触等方法引出。以上所说的前电极层2的隔离槽6、非晶硅薄膜层3的隔离槽7、背电极层 4的隔离槽8相互之间的间距为O.lmm。同心圆非晶硅薄膜太阳能电池的最外圈 电池单元前电极层2的隔离槽6与电池边缘的距离为3mm,该隔离槽6内填充 有非晶硅薄膜材料，可将电池与外界隔离、密封，保证电池具有良好的电性能。 实施例2制作直径为50mm的具有三节电池单元的同心圆非晶硅薄膜太阳能电池， 其开路电压为1.65V，满足1.2 1.4V直流工作电压的需要。根据同心圆非晶硅薄膜太阳能电池的面积，将其划分为三节具有相等有效 工作面积的电池单元。正极图形10的半径设定为3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同心圆非晶硅薄膜太阳能电池，由串联连接的电池单元构成，以透明基板（１）为衬底，包括依序层叠的前电极层（２）、非晶硅薄膜层（３）、背电极层（４）和背漆保护层（５），其特征在于所说的非晶硅薄膜太阳能电池由同心圆电池单元（１１）组成，每个电池单元（１１）具有相等的有效工作面积，非晶硅薄膜电池的正极（１０）位于同心圆的中心，负极（９）位于电池的周边。

【技术特征摘要】
1、一种同心圆非晶硅薄膜太阳能电池，由串联连接的电池单元构成，以透明基板(1)为衬底，包括依序层叠的前电极层(2)、非晶硅薄膜层(3)、背电极层(4)和背漆保护层(5)，其特征在于所说的非晶硅薄膜太阳能电池由同心圆电池单元(11)组成，每个电池单元(11)具有相等的有效工作面积，非晶硅薄膜电池的正极(10)位于同心圆的中心，负极(9)位于电池的周边。2、 根据权利要求l所述的同心圆非晶硅薄膜太阳能电池，其特征在于所说的非晶硅薄膜电池的正极图形是圆形，其半径为3 10mm。3、 根据权利要求l所述的同心圆非晶硅薄膜太阳能电池，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，李新春，
申请(专利权)人：李毅，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]