專利名稱：一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池制造領(lǐng)域，涉及一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，特別是在保證電池輸出功率的前提下，通過激光劃刻后進行并聯(lián)，降低了非晶硅薄膜太陽電池板的輸出電壓、提升了輸出電流。
背景技術(shù)：
世界能源的需求使太陽電池技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，目前市場雖然主要以單晶、 多晶為主，但是非晶硅薄膜太陽電池由于生產(chǎn)成本低、能量返回期短、便于大面積自動化生產(chǎn)、弱光性能好以及由技術(shù)進步應用于光伏建筑一體化BIPV領(lǐng)域的優(yōu)勢，在最近得到突飛猛進的發(fā)展。在應用時一般采用多個電池片串聯(lián)后連接逆變器，但是由于非晶硅太陽電池片的輸出電參數(shù)都是高電壓，往往達到100V以上，給電池片的應用帶來很多不利，主要表現(xiàn)在 因為逆變器的輸入電壓是一定的，單片電池電壓高就意味著可串聯(lián)的電池片數(shù)量少，不能與逆變器的輸入特性充分匹配；而多個太陽能電池并聯(lián)又因為電壓不匹配會造成功率損失。因此，如何在不損失功率的情況下降低輸出電壓成為一個難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決在保證電池輸出功率的前提下，降低非晶硅薄膜太陽能電池板的輸出電壓、提升輸出電流的技術(shù)難題，設(shè)計了一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，對電池板分區(qū)塊進行劃刻，然后將每個區(qū)塊形成的正負極并聯(lián)，最后用導電條將正負極的電流引出，以達到降低電池輸出電壓的目的。本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，包括在基板玻璃襯底上制備導電膜層、光伏吸收層、背電極層、以及在以上三層結(jié)構(gòu)上進行激光劃刻步驟，關(guān)鍵是在制備導電膜層后首先將導電膜層上劃刻分區(qū)，然后在每一個區(qū)塊上分別制備電池單元塊，最后將所有電池單元塊并聯(lián)弓丨出導線，具體步驟是a、依據(jù)額定輸出電壓在導電膜層上等面積劃分區(qū)塊；b、在上述劃分出的每一個區(qū)塊上按照正常工藝依次進行第一次激光劃刻、制備光伏吸收層、第二次激光劃刻、制備背電極層以及第三次激光劃刻，制備電池單元塊；C、分別在每一個電池單元塊的正極端和負極端粘接導電引流條；d、用導電匯流條分別將每一個電池單元塊的正極端之間和負極端之間并聯(lián)連接， 并在導電匯流條所經(jīng)過的地方加設(shè)絕緣膠條、與電池單元塊電隔離；e、用引出導線與導電匯流條連接作為輸出端、與接線盒連接；f、進行清洗、檢測、封裝、檢驗、包裝步驟，完成電池制備工藝。本發(fā)明根據(jù)并聯(lián)分壓的原理，通過計算非晶硅太陽電池片輸出電壓與計劃輸出電壓之間的關(guān)系，來計算需要劃分的區(qū)塊數(shù)，然后利用激光工藝分別在劃分的區(qū)塊內(nèi)進行劃刻，并分別制備導電膜層、光伏吸收層和背電極層，然后將每個區(qū)塊形成的正負極并聯(lián)，最后用導電條將正負極的電流引出，解決了非晶硅太陽電池片輸出電壓高、電流低的問題，使非晶硅太陽電池在獨立電站、并網(wǎng)及光伏建筑一體化BIPV的應用上更加方便。而且經(jīng)過并聯(lián)后的單個電池的電壓輸出小，可使串聯(lián)的電池片數(shù)量成倍增加，使逆變器的利用更充分； 通過增加串聯(lián)電池片的數(shù)量，大大減少了并聯(lián)電池片的數(shù)量，從而減少了因并聯(lián)造成的功率損失。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是將一塊電池劃分為兩個區(qū)塊進行并聯(lián)的實施例示意圖。圖2是圖1中A-A截面示意圖。附圖中，1是基板玻璃襯底，2是導電膜層，3是光伏吸收層，4是背電極層，5A、5B是絕緣膠條，6、7A、7B是導電引流條，8A、8B是導電匯流條。
具體實施例方式一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，包括在基板玻璃襯底1上制備導電膜層2、光伏吸收層3、背電極層4、以及在以上三層結(jié)構(gòu)上進行激光劃刻步驟，關(guān)鍵是在制備導電膜層2后首先將導電膜層2上劃刻分區(qū)，然后在每一個區(qū)塊上分別制備電池單元塊，最后將所有電池單元塊并聯(lián)引出導線，具體步驟是a、依據(jù)額定輸出電壓在導電膜層2上等面積劃分區(qū)塊；根據(jù)并聯(lián)分壓的原理，將電池板分成等面積的幾個區(qū)塊，通過計算非晶硅太陽電池片輸出電壓與計劃輸出電壓之間的關(guān)系，來計算需要劃分的區(qū)塊數(shù)；b、在上述劃分出的每一個區(qū)塊上按照正常工藝依次進行第一次激光劃刻、制備光伏吸收層3、第二次激光劃刻、制備背電極層4以及第三次激光劃刻，制備電池單元塊；C、分別在每一個電池單元塊的正極端和負極端粘接導電引流條6、7A、7B ；d、用導電匯流條8A、8B分別將每一個電池單元塊的正極端之間和負極端之間并聯(lián)連接，并在導電匯流條8A、8B所經(jīng)過的地方加設(shè)絕緣膠條5A、5B、與電池單元塊電隔離；e、用引出導線與導電匯流條8A、8B連接作為輸出端、與接線盒連接；f、進行清洗、檢測、封裝、檢驗、包裝步驟，完成電池制備工藝。所述的步驟b，相鄰兩個區(qū)塊之間三次激光劃刻的線條對稱分布。可以在后續(xù)的引流過程中節(jié)省使用引流條的數(shù)量。在b步驟制備好電池單元塊后，再對整個電池板的四周邊緣10_15mm范圍進行除邊。保證電池板四周的絕緣性，以增加使用安全，同時也減少因中間封裝材料PVB吸水性而導致的電池效率的下降。所述的步驟c中，粘接導電引流條6、7A、7B的方式是借助超聲波使含錫的導電引流條6、7A、7B在背電極層4上進行往復運動，產(chǎn)生局部高溫使錫與背電極層4焊接在一起。三次激光劃刻的線條寬度是30_38um，線條間距是7. 5_9mm。最大程度的減小了激光劃刻過程中形成的死區(qū)，使電池片的有效面積最大化，布局合理，形成了適當大小的子電池。下面舉出一個具體實施例，一般非晶硅太陽電池片的輸出電壓為Voc = 100V，欲將其輸出電壓降低到50V，只需將電池板分為兩塊面積相等的區(qū)塊。參看圖1和圖2，步驟為 在這兩個區(qū)塊內(nèi)進行激光劃刻時，左邊區(qū)塊的劃刻順序為從左向右，右邊區(qū)塊的劃刻順序為從右向左，線寬控制在35um左右，兩線間距為8mm，劃線中心分別相距82um ； 對電池板四周邊緣12mm范圍進行除邊； 粘貼導電引流條通過超聲波使含錫成分的導電條在電池基板的背電極上進行往復運動，并產(chǎn)生局部高溫使錫熔合，從而將導電條與背電極焊接在一起，形成正極端導電引流條6，兩個負極端導電引流條7A、7B。 將每個區(qū)塊劃刻后形成的正負極并聯(lián)在相鄰區(qū)塊的正極之間、負極之間分別粘貼絕緣膠條5A、5B，然后將導電匯流條8A、8B粘貼在絕緣膠條5A、5B上，并與相鄰的區(qū)塊的正極和負極分別連接。 粘貼匯流條將正負極電流引出用銅錫復合帶粘貼在并聯(lián)后的導電匯流條8A、 8B上，輸出到端子上。利用本方法制作的可調(diào)式低電壓太陽電池模組，電池功率90W，輸出電壓可根據(jù)需求降低，使串聯(lián)的電池片數(shù)量成倍增加，使逆變器的利用更充分；通過增加串聯(lián)電池片的數(shù)量，大大減少了并聯(lián)電池片的數(shù)量，從而減少了因并聯(lián)造成的功率損失。
權(quán)利要求
1.一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，包括在基板玻璃襯底(1)上制備導電膜層(2)、光伏吸收層(3)、背電極層(4)、以及在以上三層結(jié)構(gòu)上進行激光劃刻步驟，其特征在于在制備導電膜層(2)后首先將導電膜層(2)上劃刻分區(qū)，然后在每一個區(qū)塊上分別制備電池單元塊，最后將所有電池單元塊并聯(lián)引出導線，具體步驟是a、依據(jù)額定輸出電壓在導電膜層(2)上等面積劃分區(qū)塊；b、在上述劃分出的每一個區(qū)塊上按照正常工藝依次進行第一次激光劃刻、制備光伏吸收層(3)、第二次激光劃刻、制備背電極層(4)以及第三次激光劃刻，制備電池單元塊；c、分別在每一個電池單元塊的正極端和負極端粘接導電引流條(6、7A、7B)；d、用導電匯流條(8A、8B)分別將每一個電池單元塊的正極端之間和負極端之間并聯(lián)連接，并在導電匯流條(8A、8B)所經(jīng)過的地方加設(shè)絕緣膠條(5A、5B)、與電池單元塊電隔罔；e、用引出導線與導電匯流條(8A、8B)連接作為輸出端、與接線盒連接；f、進行清洗、檢測、封裝、檢驗、包裝步驟，完成電池制備工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，其特征在于所述的步驟b，相鄰兩個區(qū)塊之間三次激光劃刻的線條對稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，其特征在于在b步驟制備好電池單元塊后，再對整個電池板的四周邊緣10-15mm范圍進行除邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，其特征在于所述的步驟c中，粘接導電引流條(6、7A、7B)的方式是借助超聲波使含錫的導電引流條 (6、7A、7B)在背電極層(4)上進行往復運動，產(chǎn)生局部高溫使錫與背電極層(4)焊接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，其特征在于三次激光劃刻的線條寬度是30-38um，線條間距是7. 5_9mm。
全文摘要
一種改變額定輸出電壓的太陽能電池制備工藝，解決在保證電池輸出功率的前提下，降低非晶硅薄膜太陽能電池板的輸出電壓、提升輸出電流的技術(shù)難題，采用的技術(shù)方案是，在制備導電膜層后首先將導電膜層上劃刻分區(qū)，然后在每一個區(qū)塊上分別制備電池單元塊，最后將所有電池單元塊并聯(lián)引出導線，進行清洗、檢測、封裝、檢驗、包裝步驟，完成電池制備工藝。利用本方法制作的可調(diào)式低電壓太陽電池模組，電池功率90W，輸出電壓可根據(jù)需求降低，使串聯(lián)的電池片數(shù)量成倍增加，使逆變器的利用更充分；通過增加串聯(lián)電池片的數(shù)量，大大減少了并聯(lián)電池片的數(shù)量，從而減少了因并聯(lián)造成的功率損失。
文檔編號H01L31/20GK102315334SQ201110091850
公開日2012年1月11日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者李兆廷, 李鵬, 林宏達, 王恩忠, 薛泳波 申請人:東旭集團有限公司