專利名稱：弱光型薄膜太陽能電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜太陽能電池及其制造方法，尤其是一種低成本、高性能的弱光型薄膜太陽能電池及其制造方法，屬于薄膜太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)一般采用在基板上順序?qū)盈B沉積的制造方法，因此可制造出單體尺寸很大的薄膜太陽能電池，而為了獲得高電壓，一般在電池內(nèi)部形成串聯(lián)的結(jié)構(gòu)來達到一定的電壓，但由于薄膜太陽能電池大面積沉積時不可避免地會出現(xiàn)隨機的局部區(qū)域的缺陷，如沉積時轉(zhuǎn)換層之間的短路問題，該缺陷會造成電池電性能的整體下降。為了減少這種缺陷對整塊電池的性能影響，采用將整塊電池進行分區(qū)后再通過焊帶將每個區(qū)域并聯(lián)的方法，如美國專利 US20060196536《THIN FILM SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF》(以上簡稱對比文件1)采用相互正交的第一開口槽7和第二開口槽(8a、12和8b) 將前電極層、光電轉(zhuǎn)換層以及背電極層分成多個區(qū)域，端部的前電極、光電轉(zhuǎn)換層和背電極都刻穿形成槽8a和槽12，防止電池短路，電池單元節(jié)之間由光電轉(zhuǎn)換層的隔離溝道6實現(xiàn)內(nèi)部串聯(lián)，串聯(lián)后的電池單元通過邊緣的焊帶并聯(lián)。中國專利200980137203. 2《集成薄膜太陽能電池及其制造方法》(以下簡稱對比文件2)，該集成薄膜太陽能電池在傳統(tǒng)的內(nèi)部串聯(lián)的薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過激光刻劃方法對前電極層、光電轉(zhuǎn)換層以及背電極層刻劃出與串聯(lián)刻劃溝道垂直的并聯(lián)刻劃溝道，對串聯(lián)刻劃溝道形成的單元電池再進行分割成單元子電池的分區(qū)辦法，這種分區(qū)辦法有效地解決了只有串聯(lián)刻劃溝道時因某一局部缺陷造成的所在串聯(lián)的單元電池整節(jié)電池的失效，但由于該技術(shù)仍然采用激光刻劃的方法，在刻劃背電極的并聯(lián)刻劃溝道時不可避免地要同時刻劃掉光電轉(zhuǎn)換層。眾所周知，在薄膜太陽能電池生產(chǎn)行業(yè)，激光刻槽工藝過程中，激光加工前電極和背電極電極材料的過程中所產(chǎn)生的導(dǎo)電粉塵顆粒，極易落到激光刻槽內(nèi)，使前電極和背電極在刻槽處通過落到刻槽內(nèi)的導(dǎo)電粉塵顆粒形成短路或微短路。對比文件1和2只適合強光型薄膜太陽能電池的生產(chǎn)，對于在弱光照下使用、甚至是在室內(nèi)燈光下使用的弱光型薄膜太陽能電池來說，此種工藝方法并不適用，原因如下電池光電轉(zhuǎn)換層的厚度只有0. 4-3 μ m,而激光刻槽寬度達到了 80 μ m-300 μ m，雖然槽寬可以避免相鄰前電極和前電極之間、背電極和背電極之間的短路，但激光加工過程形成的導(dǎo)電粉塵顆粒最大直徑可達10 μ m，如此大的導(dǎo)電顆粒足以跨過厚度只有0. 4-3 μ m的光電轉(zhuǎn)換層，使電池前電極與背電極在激光刻槽處形成短路或微短路；另外，激光加工造成的背電極刻槽邊緣毛刺也極易跨過光電轉(zhuǎn)換層和前電極層形成短路或微短路，造成漏電現(xiàn)象。改善的激光設(shè)備和激光加工工藝對微短路現(xiàn)象的貢獻只體現(xiàn)在減輕微短路現(xiàn)象和減輕因微短路現(xiàn)象造成的電池輸出功率下降問題，但并不能完全消除微短路現(xiàn)象和因微短路現(xiàn)象造成的電池輸出功率下降問題。這種下降問題，對于大尺寸功率在IOW以上的薄膜電池組件來說，由于組件自身的等效內(nèi)阻較小，只有幾歐姆到幾十歐姆，激光刻槽處因激光加工工藝造成的旁路電阻為幾千歐到幾十千歐，相對于薄膜太陽能電池的內(nèi)阻來說，電池漏電導(dǎo)致電池功率下降幅度只有1%。到1%。因此，可以認為激光刻槽工藝導(dǎo)致的刻槽處微短路基本不會影響大尺寸薄膜太陽能電池的功率輸出。但對于小尺寸，特別是在室內(nèi)弱光條件下使用的微瓦級的薄膜電池來說，自身的等效內(nèi)阻是幾十千歐姆到幾百千歐姆，激光刻槽處因激光加工工藝造成電池漏電導(dǎo)致電池功率下降幅度就會達到甚至超過50%，因此，激光刻槽工藝導(dǎo)致的刻槽處微短路對弱光型薄膜太陽能電池的輸出功率大小存在嚴(yán)重影響，激光刻槽加工工藝不適合用于弱光型薄膜太陽能電池生產(chǎn)工藝中，也就是說，對比文件1和2不適合用于弱光型薄膜太陽能電池的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上存在的問題，本發(fā)明設(shè)計一種適合弱光條件下使用的薄膜太陽能電池及其制造方法，解決因光電轉(zhuǎn)換層的缺陷造成的電池輸出性能下降的技術(shù)問題，提高產(chǎn)品的電性能和合格率，使電池具有更好的耐候性和穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)以上任務(wù)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
設(shè)計一種弱光型薄膜太陽能電池，包括在基板上順序?qū)盈B的前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、背電極層和背漆保護層，其特征是前電極層、光電轉(zhuǎn)換層和背電極層由橫向和/或縱向的隔離溝道分區(qū)形成多個內(nèi)部串并聯(lián)連接的電池單元節(jié)；相鄰電池單元節(jié)的串聯(lián)連接線敷設(shè)在光電轉(zhuǎn)換層的隔離溝道內(nèi)，太陽能電池由前電極層、光電轉(zhuǎn)換層和背電極層的縱向隔離溝道分成多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元節(jié)，每個電池單元節(jié)由前電極層和背電極層上的橫向隔離溝道分成多個單元子電池，且每個電池單元節(jié)的光電轉(zhuǎn)換層為完整的發(fā)電單元，所述前電極層和背電極層上的橫向隔離溝道非貫穿電池正負電極引出端，形成多個單元子電池內(nèi)部并聯(lián)的連接線。前電極層的橫向隔離溝道非貫穿正電極引出端，背電極層的橫向隔離溝道非貫穿負電極引出端，在電池兩端形成多個單元子電池的并聯(lián)連接線。背電極層的橫向隔離溝道位于前電極層的橫向隔離溝道的正上方，且前電極和背電極的橫向隔離溝道均與光電轉(zhuǎn)換層的隔離溝道垂直。前電極層的橫向隔離溝道非貫穿正電極引出端與電池邊緣之間的距離大于光電轉(zhuǎn)換層的相應(yīng)位置縱向隔離溝道與電池邊緣之間的距離。前電極層、光電轉(zhuǎn)換層和背電極層的縱向隔離溝道相互錯開排列，且縱向貫穿電池，形成多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元節(jié)。本發(fā)明制造弱光型薄膜太陽能電池的方法是在基板上依序?qū)盈B前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、背電極層和背漆保護層；
采用化學(xué)刻蝕或激光刻蝕方法制作前電極層圖形，把前電極層刻蝕成具有縱橫交錯分布的隔離溝道，其中橫向隔離溝道非貫穿正電極引出端，縱向隔離溝道貫穿電池；
用激光刻劃光電轉(zhuǎn)換層，形成縱向貫穿的隔離溝道，該溝道內(nèi)敷設(shè)有連接相鄰電池單元節(jié)的串聯(lián)連接線；
將背電極層制成具有縱橫交錯分布的隔離溝道，其中橫向隔離溝道非貫穿負電極引出端，縱向隔離溝道貫穿電池；
每個電池單元節(jié)由前電極層和背電極層上的橫向隔離溝道分成多個單元子電池，且前電極層和背電極層的橫向隔離溝道分別非貫穿正電極和負電極引出端，在電池兩端形成多個單元子電池的并聯(lián)連接線，輸出發(fā)電。
4
背電極層采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電漿料(碳漿或銀漿等)方法制備；也可以采用PVD磁控濺射鍍金屬鋁膜制作背電極層，且用掩膜化學(xué)腐蝕的方法蝕刻背電極層；還可以用掩膜鍍金屬鋁膜的方法制備背電極層，以上幾種方法都可以在制備背電極層的同時形成多條縱橫交錯的隔離溝道。背電極層采用可絲印的導(dǎo)電材料，通過絲印工藝代替激光工藝制作背電極層，在絲印背電極材料的同時，制作出電池背電極的串聯(lián)溝道和分區(qū)用的并聯(lián)溝道，此工藝保留了電池背電極串聯(lián)溝道和并聯(lián)溝道正下方的光電轉(zhuǎn)換層，而光電轉(zhuǎn)換層把溝道處的前電極和背電極材料完全隔離開，有效地避免了溝道處前電極層與背電極層的短路漏電造成的電池輸出電性能下降問題。弱光型薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換層具有多個同質(zhì)或異質(zhì)PN結(jié)。太陽能電池可以是硅基薄膜太陽能電池或其它薄膜太陽能電池。本發(fā)明所述的橫向和縱向是一個相對的概念，即橫向是指與電池單元節(jié)串聯(lián)方向相平行的方向，縱向是指與電池單元節(jié)串聯(lián)方向相垂直的方向?？v向隔離溝道將太陽能電池分成若干個電池單元節(jié)，橫向隔離溝道進一步將每個電池單元節(jié)分成若干個單元子電池。本發(fā)明產(chǎn)生的積極效果
1.由于光電轉(zhuǎn)換層在背電極縱向隔離溝道和橫向隔離溝道處未被激光去除，使得單元子電池在背電極縱向隔離溝道和橫向隔離溝道處的前電極層和背電極層完全由夾在兩者之間的光電轉(zhuǎn)換層分隔開，消除了背電極縱向隔離溝道和橫向隔離溝道處的前電極層和背電極層短路漏電現(xiàn)象，同時由于前電極層和背電極層的橫向隔離溝道未完全貫通，邊緣連在一起，通過邊緣的連接使得單元子電池在內(nèi)部就并聯(lián)起來，不需要焊接導(dǎo)電帶將單元子電池一個個連接。2.把單元電池分隔成幾個單元子電池內(nèi)部并聯(lián)，使得缺陷只存在于某個單元子電池內(nèi)，減小了某個單元子電池的缺陷對整個單元電池的電性能輸出的影響，避免因任意一個內(nèi)部區(qū)域出現(xiàn)缺陷造成短路或漏電進而造成整個單元電池的短路或漏電，影響整個弱光型薄膜太陽能電池的電性能輸出的現(xiàn)象，提高了整個弱光型薄膜太陽能電池的輸出電性能，提高了電池在弱光照條件下的光電轉(zhuǎn)換率，提高了產(chǎn)品合格率；單元子電池面積越大，電性能輸出的改善越明顯，弱光照條件下的光電轉(zhuǎn)換率提高越明顯，合格率的提高越明顯；
3.單元電池中每個單元子電池的背電極被橫向隔離溝道和縱向隔離溝道(原來的相鄰單元子電池的背電極隔離溝道)完全分隔，相鄰單元子電池的背電極完全獨立，在電池后部封裝時，絲印上的環(huán)氧樹脂等保護層將覆蓋整個背電極和背電極隔離溝道，這樣就相當(dāng)于把每一個單元子電池都獨立封裝起來，提高了單元子電池的穩(wěn)定性和耐候性；當(dāng)薄膜太陽能電池背電極材料是導(dǎo)電碳漿時，因?qū)щ娞紳{和硅基薄膜層的結(jié)合力相對較弱，而封裝保護層材料(如環(huán)氧樹脂)和硅基薄膜層的結(jié)合力相對較強，新設(shè)計增大了封裝保護層材料和硅基薄膜層直接結(jié)合的面積，提高了單元子電池背電極同硅基薄膜層的附著力，同時把單元子電池的導(dǎo)電碳漿背電極完全密封，提高了單元子電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐候性。4.前電極和背電極層上有縱橫交錯的隔離溝道，而光電轉(zhuǎn)換層上只有用于敷設(shè)串聯(lián)連接線的隔離溝道，增大了電池的有效面積。


圖1 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)局部剖開示意圖。圖2 圖1中A-A的剖面示意圖。圖3:圖1中B-B的剖面示意圖。圖4 前電極層2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5 光電轉(zhuǎn)換層3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6 背電極層4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7 背漆保護層5的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8 實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9 實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10 本發(fā)明太陽能電池串并聯(lián)的等效電路圖。圖中1、透明基片，2、前電極層，3、光電轉(zhuǎn)換層，4、背電極層，5、背漆保護層，6、可焊電極。如附圖所示，弱光型薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)為在透明基片1上依序?qū)盈B為前電極層2、光電轉(zhuǎn)換層3、背電極層4和背漆保護層5，在背漆保護層5上有電極引出孔5a，在電極引出孔fe上有可焊電極6，在前電極層2有一條以上寬度為0. ImnTO. 5mm的縱向隔離溝道加和橫向隔離溝道2b，縱向隔離溝道加縱向貫穿電池，橫向隔離溝道2b從負電極側(cè)的單元電池2-2邊緣開始，但不刻穿正電極側(cè)的單元電池2-1。在光電轉(zhuǎn)換層3有一條以上的寬度為0. ImnTO. 5mm的縱向隔離溝道3a，縱向隔離溝道3a縱向貫穿電池，光電轉(zhuǎn)換層3的縱向凸棱3c和橫向凸棱3d填滿前電極層2的縱向隔離溝道2c和橫向隔離溝道2d。在電池的背電極層4有一條以上寬度為0. ImnTO. 5mm的縱向隔離溝道如和橫向隔離溝道4b，縱向隔離溝道如貫穿縱向，橫向隔離溝道4b不貫穿正電極側(cè)第一單元電池4-1，從第二單元電池開始，直到負電極側(cè)的單元電池4-2，但不貫穿單元電池4-2，背電極層4的凸棱如填滿光電轉(zhuǎn)換層3的縱向隔離溝道3a，背漆保護層5的縱向凸棱5c和橫向凸棱填滿背電極層 4的縱向隔離溝道如和橫向隔離溝道4b。針對所述的弱光型薄膜太陽能電池，其制造方法包括依次沉積前電極層、制作前電極層圖形、沉積光電轉(zhuǎn)換層、激光刻劃光電轉(zhuǎn)換層、制作背電極層、背漆保護層及引出電極，其中前電極層圖形采用化學(xué)刻蝕或激光刻蝕方法，把前電極層刻蝕成具有橫、縱隔離溝道的獨立小塊形狀；背電極層采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電漿料方法，將背電極制成具有橫、縱隔離溝道的獨立小塊形狀，或先濺射鍍膜后再通過掩膜化學(xué)腐蝕的方法進行背電極層橫、縱隔離溝道的制作。具體工藝步驟如下
1.沉積前電極層1在透明基片1上濺射沉積ITO或51102或2110為導(dǎo)電材料的前電極層2 ；
2.前電極層2圖形制作采用化學(xué)刻蝕或激光刻蝕技術(shù)，把前電極層2刻蝕出縱向隔離溝道加和橫向隔離溝道2b;
3.沉積光電轉(zhuǎn)換層3在刻蝕好前電極圖形的襯底上，采用等離子化學(xué)氣相沉積 (PECVD)的方法，制作出電池光電轉(zhuǎn)換層3 ；
4.激光刻劃光電轉(zhuǎn)換層3在電池左邊正極端相應(yīng)位置、平行于每條縱向隔離溝道加且向左間隔0. 05mm-0. 3mm的位置，用綠激光刻除光電轉(zhuǎn)換層3，形成電池內(nèi)部相鄰單元電池的前電極層2和背電極層4相互串聯(lián)用的縱向隔離溝道3a ；
5.制作背電極層4:采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電漿料技術(shù)，或采用PVD(蒸發(fā)或磁控濺射鍍膜) 鍍金屬導(dǎo)電膜和化學(xué)刻蝕技術(shù)，在已刻蝕完串聯(lián)縱向隔離溝道3a的光電轉(zhuǎn)換層3上，制作出電池背電極層4;
6.制作背漆保護層5采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在已制作好背電極層4的襯底上絲印上絕緣、阻焊、耐濕、耐酸堿厚度為lOMnTlOOum的樹脂保護層，并留出電極引出孔fe;
7.制作可焊電極6:采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在電極引出孔fe的相應(yīng)位置，絲印上可焊電極6，并推入烘箱烘干固化。 至此，弱光型薄膜太陽能電池加工完成。
具體實施例方式實施例1
一種弱光型薄膜太陽能電池，結(jié)構(gòu)依次為透明基片、前電極層(透明導(dǎo)電膜)、光電轉(zhuǎn)換層、背電極層(可以是碳漿或銀漿等導(dǎo)電漿料或金屬導(dǎo)電膜)、背漆保護層及電極，其前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、背電極層通過隔離溝道進行相互垂直的橫向和/或縱向的分區(qū)成多個單元子電池，縱向分區(qū)形成單元子電池內(nèi)部的串聯(lián)，橫向分區(qū)形成單元子電池內(nèi)部的并聯(lián)，前電極層和背電極層進行橫向和縱向隔離溝道分區(qū)，光電轉(zhuǎn)換層進行縱向隔離溝道分區(qū)，并都由上一層材料的凸棱填滿下一層的隔離溝道。前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、背電極層的縱向隔離溝道相互錯開，前電極層和背電極層的橫向隔離溝道位置中心重疊?？v向隔離溝道貫穿整個電池縱向。前電極層橫向隔離溝道一頭貫穿，而正電極引出的一頭不貫穿，其端點位置短于光電轉(zhuǎn)換層的相對應(yīng)位置最邊緣第一條縱向隔離溝道。背電極層橫向隔離溝道一頭從前電極相對應(yīng)位置的最邊緣第一條縱向隔離溝道開始，而另一端負電極引出端不貫穿，其端點位置稍短于最邊緣。生產(chǎn)外形尺寸為IlOmmX 14. 4mm單元節(jié)數(shù)為4節(jié)、節(jié)間距為26. 9mm、的弱光型單結(jié)非晶硅太陽能電池。透明基片1為厚度1. Imm的超白玻璃，前電極層2為ΙΤ0，光電轉(zhuǎn)換層 3為單結(jié)非晶硅，背電極層4為碳漿，背漆保護層5為環(huán)氧樹脂，可焊電極6為銅漿。制造方法及步驟如下
1.在透明基片1磁控濺射沉積ITO前電極層2；
2.前電極層2圖形的制作采用耐酸油墨掩膜化學(xué)刻蝕技術(shù)，把前電極層2刻蝕成具有三條寬度為0. 3mm的縱向隔離溝道加和兩條寬度為0. 3mm橫向隔離溝道2b的前電極圖形，ITO小塊間相互絕緣；
3.沉積單結(jié)非晶硅-光電轉(zhuǎn)換層3:將已腐蝕好前電極圖形的襯底，經(jīng)超聲清洗烘干后，裝入鍍非晶硅膜的專用夾具，推入預(yù)熱烘箱預(yù)熱，達到工藝溫度恒溫1.5小時后，將夾具從預(yù)熱烘箱內(nèi)取出，推入非晶硅沉積系統(tǒng)反應(yīng)真空室，采用等離子化學(xué)氣相沉積 (PECVD)的方法，在襯底上依次沉積P型非晶硅摻雜層、I本征非晶硅層和N型非晶硅摻雜層，制作出電池的非晶硅光電轉(zhuǎn)換層3 ；
4.激光刻劃非晶硅層-光電轉(zhuǎn)換層3 采用端泵綠光激光器，在沉積好非晶硅的
7襯底玻璃基片上，在電池左邊正極端相應(yīng)位置、平行于每條ITO縱向隔離溝道加且向左間隔0. Imm的位置，刻除非晶硅-光電轉(zhuǎn)換層3，形成四條寬度為0. 12mm的電池內(nèi)部相鄰單元電池的前電極層2和背電極層4相互串聯(lián)用的縱向隔離溝道3a。5.碳漿背電極層4的制作采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電碳漿技術(shù)，在已刻蝕完串聯(lián)縱向隔離溝道3a的光電轉(zhuǎn)換層3上，制作出電池背電極層4，在電池碳漿背電極層4上，平行于每條縱向隔離溝道3a且向左間隔0. Imm的位置，各有一條寬度為0. 3mm的縱向隔離溝道4a， 共四條；在和每條ITO橫向隔離溝道2b完全重合的位置，各有一條寬度為0. 3mm的碳漿橫向隔離溝道4b，共兩條；絲印好碳漿背電極層的基片，推入固化烘箱烘烤固化。6.背漆保護層5的制作采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在已制作好碳漿背電極層4的襯底上絲印上絕緣、阻焊、耐濕、耐酸堿厚度為60um的樹脂保護層-背漆保護層5，推入固化烘箱烘烤固化。7.字符制作采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在已絲印好背漆保護層5的襯底上的相應(yīng)位置，絲印上公司商標(biāo)、電池型號和正負電極標(biāo)識等標(biāo)示用字符，并固化。8.銅漿可焊電極6制作采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在已絲印好字符的襯底上電極引出孔fe的相應(yīng)位置，絲印上銅漿可焊電極6，并推入烘箱烘干固化。9.切割分粒采用高精度程控玻璃切割機，按設(shè)計排版IlOmmX 14. 4mm陣列間距，把襯底上的成品電池切割成IlOmmX 14. 4mm的矩形電池。至此，外形尺寸為IlOmmX 14. 4mm的節(jié)間距為26. 9mm的4單元節(jié)、背電極為碳漿的弱光型單結(jié)非晶硅太陽能電池制作完成。電性能、外觀檢測合格后入庫。采用對比文件2 (200980137203. 2)的方法制造一批同本實施例一樣的 IlOmmX 14. 4mm節(jié)間距為26. 9mm的4單元節(jié)太陽能電池，在熒光燈200Lux照度下分別測試本發(fā)明專利產(chǎn)品和對比文件2的產(chǎn)品，對比分析結(jié)果見表1，本發(fā)明的產(chǎn)品合格率高達 91. 20%，平均工作電壓為1. 87V ；而對比文件2的產(chǎn)品合格率僅為23. 89%，平均工作電壓只有1.35 V，達不到合格標(biāo)準(zhǔn)。因此，對比文件2不適合生產(chǎn)弱光電池。表 1. IlOmmX 14. 4mm 弱光電池?zé)晒鉄?200Lux
權(quán)利要求
1.一種弱光型薄膜太陽能電池，包括在基板上順序?qū)盈B的前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、背電極層和背漆保護層，其特征在于所述前電極層和背電極層上均設(shè)有縱橫交錯分布的隔離溝道，太陽能電池由前電極層、光電轉(zhuǎn)換層和背電極層的縱向隔離溝道分成多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元節(jié)，每個電池單元節(jié)由前電極層和背電極層上的橫向隔離溝道分成多個單元子電池，且每個電池單元節(jié)的光電轉(zhuǎn)換層為完整的發(fā)電單元，所述前電極層和背電極層上的橫向隔離溝道非貫穿電池正負電極引出端，形成多個單元子電池內(nèi)部并聯(lián)的連接線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弱光型薄膜太陽能電池，其特征在于所述前電極層的橫向隔離溝道非貫穿正電極引出端，背電極層的橫向隔離溝道非貫穿負電極引出端，在電池兩端形成多個單元子電池的并聯(lián)連接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弱光型薄膜太陽能電池，其特征在于所述背電極層的橫向隔離溝道位于前電極層的橫向隔離溝道的正上方，且前電極和背電極的橫向隔離溝道均與光電轉(zhuǎn)換層的隔離溝道垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弱光型薄膜太陽能電池，其特征在于所述前電極層的橫向隔離溝道非貫穿正電極引出端與電池邊緣之間的距離大于光電轉(zhuǎn)換層的相應(yīng)位置縱向隔離溝道與電池邊緣之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弱光型薄膜太陽能電池，其特征在于所述前電極層、光電轉(zhuǎn)換層和背電極層的縱向隔離溝道相互錯開排列，且縱向貫穿電池，形成多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元節(jié)。
6.一種弱光型薄膜太陽能電池的制造方法，在基板上依序?qū)盈B前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、 背電極層和背漆保護層，其特征在于采用化學(xué)刻蝕或激光刻蝕方法制作前電極層圖形，把前電極層刻蝕成具有縱橫交錯分布的隔離溝道，其中橫向隔離溝道非貫穿正電極引出端，縱向隔離溝道貫穿電池；用激光刻劃光電轉(zhuǎn)換層，形成縱向貫穿的隔離溝槽，該溝道內(nèi)敷設(shè)有連接相鄰電池單元節(jié)的串聯(lián)連接線；將背電極層制成具有縱橫交錯分布的隔離溝道，其中橫向隔離溝道非貫穿負電極引出端，縱向隔離溝道貫穿電池；每個電池單元節(jié)由前電極層和背電極層上的橫向隔離溝道分成多個單元子電池，且前電極層和背電極層的橫向隔離溝道分別非貫穿正電極和負電極引出端，在電池兩端形成多個單元子電池的并聯(lián)連接線，輸出發(fā)電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的弱光型薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于所述背電極層采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電漿料方法制備，且形成多條縱橫交錯的隔離溝道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的弱光型薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于采用PVD磁控濺射鍍金屬鋁膜制作背電極層，且用掩膜化學(xué)腐蝕的方法蝕刻背電極層，形成多條縱橫交錯的隔離溝道。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的弱光型薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于采用掩膜鍍金屬鋁膜制作背電極層，同時形成背電極層縱橫交錯的隔離溝道。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的弱光型薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換層是具有至少一個PN結(jié)硅基薄膜電池層，采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電碳漿或銀漿制作背電極層，且在背電極層上絲印背漆保護層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種弱光型薄膜太陽能電池及其制造方法，解決因光電轉(zhuǎn)換層的缺陷造成的電池輸出性能下降的技術(shù)問題，提高產(chǎn)品的電性能和合格率，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明設(shè)計的新型薄膜太陽能電池由前電極層、光電轉(zhuǎn)換層和背電極層的縱向隔離溝道分成多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元節(jié)，每個電池單元節(jié)由前電極層和背電極層上的橫向隔離溝道分成多個單元子電池，且每個電池單元節(jié)的光電轉(zhuǎn)換層為完整的發(fā)電單元，減小了某個單元子電池的缺陷對整個單元電池的電性能輸出的影響，提高了整個弱光型薄膜太陽能電池的輸出電性能和產(chǎn)品合格率。
文檔編號H01L31/18GK102427078SQ20111036727
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者李全相, 李毅 申請人:深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司