弱光型薄膜太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种弱光型薄膜太阳能电池，解决因光电转换层的缺陷造成的电池输出性能下降的技术问题，提高产品的电性能和合格率，属于太阳能电池技术领域。设计的新型薄膜太阳能电池包括在基板上顺序层叠的前电极层、光电转换层、背电极层和背漆保护层，前电极层和背电极层均设有纵横交错的第一和第二隔离沟道，光电转换层上具有多条平行排列且敷设电池单元节串联连接线的刻划槽；前电极层和背电极层的端部分别有未刻除的导电膜，形成电池单元节的并联连接线。本实用新型专利技术减小了某个单元子电池的缺陷对整个单元电池的电性能输出的影响，提高了整个弱光型薄膜太阳能电池的输出电性能和产品合格率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种薄膜太阳能电池，尤其是一种低成本、高性能的弱光型薄膜太阳能电池，属于薄膜太阳能电池
技术背景薄膜太阳能电池结构一般采用在基板上顺序层叠沉积的制造方法，因此可制造出单体尺寸很大的薄膜太阳能电池，而为了获得高电压，一般在电池内部形成串联的结构来达到一定的电压，但由于薄膜太阳能电池大面积沉积时不可避免地会出现随机的局部区域的缺陷，如沉积时转换层之间的短路问题，该缺陷会造成电池电性能的整体下降。为了减少这种缺陷对整块电池的性能影响，采用将整块电池进行分区后再通过焊带将每个区域并联的方法，如美国专利 US20060196536 ((THIN FILM SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHODTHEREOF》(以上简称对比文件I)采用相互正交的第一开口槽7和第二开口槽(8a、12和8b)将前电极层、光电转换层以及背电极层分成多个区域，端部的前电极、光电转换层和背电极都刻穿形成槽8a和槽12，防止电池短路，电池单元节之间由光电转换层的隔离沟道6实现内部串联，串联后的电池单元通过边缘的焊带并联。中国专利200980137203. 2《集成薄膜太阳能电池及其制造方法》(以下简称对比文件2)，该集成薄膜太阳能电池在传统的内部串联的薄膜太阳能电池结构的基础上，通过激光刻划方法对前电极层、光电转换层以及背电极层刻划出与串联刻划沟道垂直的并联刻划沟道，对串联刻划沟道形成的单元电池再进行分割成单元子电池的分区办法，这种分区办法有效地解决了只有串联刻划沟道时因某一局部缺陷造成的所在串联的单元电池整节电池的失效，但由于该技术仍然采用激光刻划的方法，在刻划背电极的并联刻划沟道时不可避免地要同时刻划掉光电转换层。众所周知，在薄膜太阳能电池生产行业，激光刻槽工艺过程中，激光加工前电极和背电极电极材料的过程中所产生的导电粉尘颗粒，极易落到激光刻槽内，使前电极和背电极在刻槽处通过落到刻槽内的导电粉尘颗粒形成短路或微短路。对比文件I和2只适合强光型薄膜太阳能电池的生产，对于在弱光照下使用、甚至是在室内灯光下使用的弱光型薄膜太阳能电池来说，此种工艺方法并不适用，原因如下电池光电转换层的厚度只有0. 4-3 u m,而激光刻槽宽度达到了 80 iim-300 ym，虽然槽宽可以避免相邻前电极和前电极之间、背电极和背电极之间的短路，但激光加工过程形成的导电粉尘颗粒最大直径可达10 ym，如此大的导电颗粒足以跨过厚度只有0. 4-3 的光电转换层，使电池前电极与背电极在激光刻槽处形成短路或微短路；另外，激光加工造成的背电极刻槽边缘毛刺也极易跨过光电转换层和前电极层形成短路或微短路，造成漏电现象。改善的激光设备和激光加工工艺对微短路现象的贡献只体现在减轻微短路现象和减轻因微短路现象造成的电池输出功率下降问题，但并不能完全消除微短路现象和因微短路现象造成的电池输出功率下降问题。这种下降问题，对于大尺寸功率在IOW以上的薄膜电池组件来说，由于组件自身的等效内阻较小，只有几欧姆到几十欧姆，激光刻槽处因激光加工工艺造成的旁路电阻为几千欧到几十千欧，相对于薄膜太阳能电池的内阻来说，电池漏电导致电池功率下降幅度只有1%。到1%。因此，可以认为激光刻槽工艺导致的刻槽处微短路基本不会影响大尺寸薄膜太阳能电池的功率输出。但对于小尺寸，特别是在室内弱光条件下使用的微瓦级的薄膜电池来说，自身的等效内阻是几十千欧姆到几百千欧姆，激光刻槽处因激光加工工艺造成电池漏电导致电池功率下降幅度就会达到甚至超过50%，因此，激光刻槽工艺导致的刻槽处微短路对弱光型薄膜太阳能电池的输出功率大小存在严重影响，激光刻槽加工工艺不适合用于弱光型薄膜太阳能电池生产工艺中，也就是说，对比文件I和2不适合用于弱光型薄膜太阳能电池的生产
技术实现思路
针对以上存在的问题，本技术设计一种适合弱光条件下使用的薄膜太阳能电池及其制造方法，解决因光电转换层的缺陷造成的电池输出性能下降的技术问题，提高产品的电性能和合格率，使电池具有更好的耐候性和稳定性。为了实现以上任务，本技术采用的技术方案是设计一种弱光型薄膜太阳能电池，包括在基板上顺序层叠的前电极层、光电转换层、背电极层和背漆保护层，其特征在于所述前电极层和背电极层均设有纵横交错的第一和第二隔离沟道，光电转换层上具有多条平行排列且敷设串联连接线的刻划槽；前电极层和背电极层的端部分别有未刻除的导电膜，形成电池单元节的并联连接线。太阳能电池由前电极层、光电转换层和背电极层的第一隔离沟道分成多个内部串联的电池单元节，每个电池单元节由前电极层和背电极层上的第二隔离沟道分成多个单元子电池，且每个电池单元节的光电转换层为完整的发电单元。前电极层和背电极层的第一隔离沟道与光电转换层的刻划槽平行排列，且在平行刻划槽的方向上分别贯穿前电极层和背电极层。光电转换层是具有至少一个PN结的薄膜电池层。薄膜电池层是同质或异质结。前电极层的第二隔离沟道未贯穿正电极弓I出端处的导电膜层，背电极层的第二隔离沟道未贯穿负电极引出端处的导电膜层，在电池两端形成电池单元节的并联连接线。背电极层的第二隔离沟道位于前电极层的第二隔离沟道的正上方。前电极层的第二隔离沟道未贯穿正电极引出端与电池边缘之间的距离大于光电转换层相应位置的刻划槽与电池边缘之间的距离。前电极层和背电极层的第二隔离沟道与光电转换层的刻划槽垂直。弱光型薄膜太阳能电池的光电转换层具有多个同质或异质PN结。太阳能电池可以是硅基薄膜太阳能电池或其它薄膜太阳能电池。本技术所述第二隔离沟道与电池单元节串联方向相平行，第一隔离沟道与电池单元节串联方向相垂直，光电转换层的刻划槽也与电池单元节串联方向相垂直。第一隔离沟道将太阳能电池分成若干个电池单元节，第二隔离沟道进一步将每个电池单元节分成若干个单元子电池。本技术产生的积极效果I.由于光电转换层在背电极第一隔离沟道和第二隔离沟道处未被激光去除，使得单元子电池在背电极第一隔离沟道和第二隔离沟道处的前电极层和背电极层完全由夹在两者之间的光电转换层分隔开，消除了背电极第一隔离沟道和第二隔离沟道处的前电极层和背电极层短路漏电现象，同时由于前电极层和背电极层的第二隔离沟道未完全贯通，边缘连在一起，通过边缘的连接使得单元子电池在内部就并联起来，不需要焊接导电带将单元子电池一个个连接。2.把单元电池分隔成几个单元子电池内部并联，使得缺陷只存在于某个单元子电池内，减小了某个单元子电池的缺陷对整个单元电池的电性能输出的影响，避免因任意一个内部区域出现缺陷造成短路或漏电进而造成整个单元电池的短路或漏电，影响整个弱光型薄膜太阳能电池的电性能输出的现象，提高了整个弱光型薄膜太阳能电池的输出电性能，提高了电池在弱光照条件下的光电转换率，提高了产品合格率；单元子电池面积越大，电性能输出的改善越明显，弱光照条件下的光电转换率提高越明显，合格率的提高越明 显；3.单元电池中每个单元子电池的背电极被第二隔离沟道和第一隔离沟道(原来的相邻单元子电池的背电极隔离沟道)完全分隔，相邻单元子电池的背电极完全独立，在电池后部封装时，丝印上的环氧树脂等保护层将覆盖整个背电极和背电极隔离沟道，这样就相当于把每一个单元子电池都独立封装起来，提高了单元子电池的稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李全相，李毅，
申请(专利权)人：深圳市创益科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：