形成光伏电池的方法与系统以及光伏电池技术方案

本发明专利技术名称为形成光伏电池的方法与系统以及光伏电池。公开的是光伏电池(107)、形成光伏电池(107)的方法、以及用于形成光伏电池(107)的系统。该光伏电池(107)包括多个层，在多个层内布置的至少一个划刻(503)，以及从多个层界定划刻(503)的侧壁(510)。侧壁(510)的至少一部分包括基本与多个层一致的材料特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术针对光伏电池以及用于形成光伏电池的方法与系统。更特别地，本专利技术针对具有顶冒轮廓以用于选择性去除多个层的一个或者多个的光伏电池以及方法、系统。
技术介绍
能量需求不断地增加。随着能量需求的增加，替代化石燃料能源的源的重要性增加。一种这样的替代能源是太阳能。一般地，太阳能通过将辐射(如，日光)转换成可被存储或者通过电力网被传输的电来产生。激光划刻系统可被用在对用于产生太阳能的光伏模块的单片集成电路进行划刻的过程中。传统的射束轮廓包括高斯射束轮廓并且可在划刻中生成相当大的热和/或导致大的热影响区(HAZ)。HAZ在划刻附近的区域中由于暴露给不足以去除材料的射束积分通量而导致不希望的材料变更或者损坏。为了提供希望的划刻，较大的高斯轮廓射束被用于产生划刻。较大的高斯轮廓射束可导致较大的被划刻或者被热影响的光伏电池的区域。大的高斯轮廓射束的利用影响光伏模块的较大区域，从而导致需要在光伏电池的温度敏感部分之间有另外的材料。该另外的材料可减少效率和/或性能，并且导致增加的成本。大的热影响区还通过增加短路的机会和/或增加材料被不利改性的机会而增加光伏电池故障的风险。本领域中将期望有这样的光伏电池、形成光伏电池的方法、以及用于形成光伏电池的系统，其中该方法、系统、以及光伏电池具有顶帽轮廓射束，其用于多个层的一个或者多个的选择性的去除，因此减少或者消除材料改性(比如热影响区)。
技术实现思路
在一个示例性的实施例中，光伏电池包括多个层，在多个层内布置的划刻，以及从多个层界定该划刻的侧壁。在实施例中，侧壁的至少一部分包括基本与该多个层一致的材料特性。在另一示例性的实施例中，形成光伏电池的方法包括提供多个层并且将来自激光器的能量导向多个层以及选择性地去除多个层的一个或者多个以形成划刻。在实施例中， 从多个层通过侧壁界定划刻，并且侧壁的至少一部分包括基本与该多个层一致的材料特性。在另一示例性的实施例中，形成光伏电池的系统包括光伏电池定位机构，激光器定位机构、以及激光器。光伏电池定位机构被配置成定位光伏电池的多个层。激光器定位机构被配置成将来自激光器的能量导向多个层以通过多个层的一个或者多个的选择性的去除而形成划刻。在该实施例中，该划刻从多个层通过侧壁来界定，并且侧壁的至少一部分包括基本与该多个层一致的材料特性。附图说明图1示出根据本公开的安置在基底上的薄膜模块。图2是根据本公开的构成模块的电池的层系统的图表。图3是根据本公开用于形成模块的示例性的过程的过程流程图。图4示出图1的薄膜模块的放大区域400。图5示出在图4的方向5-5上选取的剖视图。图6是根据本公开用于形成互连的示例性过程的过程流程图。图7是用于形成划刻的系统的示意图。无论可能与否，相同的参考数字将遍及附图被用于代表相同的部分。 具体实施例方式提供了光伏电池、形成光伏电池的方法以及用于形成光伏电池的系统。该方法、系统以及光伏电池的实施例涉及顶冒轮廓，其用于多个层的一个或者多个的选择性的去除， 因此减少或者消除材料改性(比如热影响区)。本公开的实施例可包括材料的均勻去除(例如，通过烧蚀和/或蒸发)、划刻侧壁的改进控制、热影响区的改进控制、和/或减少的由于划刻造成的电池缺陷。在本公开中，当层被描述为“临近另一层或者衬底”、“在另一层或者衬底上”或者 “在另一层或者衬底之上”时，应理解，该层能被直接接触或者另一层或者特征能介入。另外，“死区域”包括跨PV模块的不产生电(当暴露给光时)的区域。例如死区域可包括无产生电的材料的区域或者可包括被电隔离的电产生层。反过来，“有效区域”包括跨PV模块的产生电(当暴露给光时)并且与负载连接的区域。当层或者材料被描述为“透明的”，应理解，透明的膜包括完全或者部分对在自然日光中发现的某些或者所有波长的光透明的材料。当层或者材料被描述为“导电的”或者“传导的”或者是“导体”时，应理解，材料带电阻或者不带电阻地允许电的流动。当层或者材料被描述为“电绝缘的”、“绝缘的”或者是“绝缘体”时，应理解，该材料阻止或者阻碍电的流动。“还原”以及其他的其语法变形指的是材料的化学还原，其中发生通过分子、原子或者离子的电子获得或者氧化态的减少。特别地， 还原可包括从氧化物化学去除以形成金属态或者部分金属态材料。关于层、物品、以及材料的“改性”以及其他的其语法的变形指的是在材料中的改变(比如化学改变)，从而导致与原始材料不同的特性。本公开的一个实施例包括用于将PV模块的死区域中的透明传导层(典型地透明传导氧化物层(TCO))转换成更高传导性的金属。该转换过程可包括化学还原过程，其从 TCO去除氧。转换TCO的该方法是经由当存在氧吸引气体(比如氢、合成气体或者一氧化碳)时通过激光器加热时膜中氧的减轻。图1图示了在基底103上安置的薄膜PV模块100。该PV模块被设置成接收光105。 该PV模块被划分成多个电池107，其被设置成串联。电池107通过间隔物、非传导的材料和/或其他分离电路的结构来划分。例如，电池107可通过由激光划刻形成的划刻而彼此隔离。当PV模块100被暴露给光105时，产生电。本公开不限于所示的设置并且可包括其他安置设置和/或电池107。例如，电池107可沿着模块100的长尺寸、而不是模块100的短尺寸来取向。本公开的一个实施例包括薄膜CdTe太阳能光伏(PV)模块。这样的模块被用于产生太阳能电以用于许多应用，例如，在商业或者住宅建筑物上的大的地面安置系统以及屋顶系统。如以下更详细地所示以及所述，区域400是包括几个电池107的PV模块的区域。图2是PV模块100的形成电池107的层系统的图表。电池107的层包括上板 (SuperStrate)201、第一传导层203、缓冲层205、第一半导体层207、第二半导体层209、第二传导层211以及封装玻璃213。电池107的层被设置成当暴露给光105时以有用的形式生成电并且导电。上板201是高透光玻璃片，薄膜在其上生长。上板201在下面的层之前接收光 105 (见如，图1)。上板201可以是高透光、低铁浮法玻璃或者任何其他适合的具有对光105 的高透光率的玻璃材料。在另一实施例中，上板201还可以是高透光硼硅酸盐玻璃。在光105穿过上板201之后，光105的至少一部分穿过第一传导层203。第一传导层203可以是透明传导氧化物(TCO)，其允许以极少的吸收或者无吸收地透过光105。第一传导层203也是导电的，其允许导电以提供电池107的串联设置。其他适合的第一传导层203可包括掺氟的氧化锡、掺铝的氧化锌、氧化铟锡、掺杂的氧化铟、掺锌或者镉的氧化锡、铜铝氧化物或者氧化镉锡的另一化合物(比如CdSnO3)。第一传导层203可允许光105穿过直至半导体层(如，第一半导体层207以及第二半导体层 209)，同时还用作欧姆电极以运送光生电荷载流子离开光吸收材料。缓冲层205邻近第一传导层203。缓冲层205电阻性更大并且保护电池107的层免于来自玻璃的化学交互作用和/或可从后续处理招致的交互作用。具有缓冲层205减少或者阻碍了跨电池107以及跨模块100可发生的电的或者其他的损失。用于缓冲层205的适合的材料可包括含氧化锡的材料，比如掺杂锌的氧化锡、锌与锡氧化物的混合物(例如具有0. 5至33原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光伏电池（１０７），其包括：多个层；在所述多个层内布置的划刻（５０３）；以及侧壁（５１０），其从所述多个层界定所述划刻（５０３）；其中侧壁（５１０）的至少一部分包括基本与所述多个层一致的材料特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·弗里，
申请(专利权)人：初星太阳能公司，
类型：发明
国别省市：US