專利名稱：一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，特別強(qiáng)調(diào)光電池各電極層及光電轉(zhuǎn)換層的平面圖形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
眾所周知，在非晶硅光電池的制造過程中，導(dǎo)電膜層圖形設(shè)計(jì)非常重要，而導(dǎo)電膜層的圖形設(shè)計(jì)，實(shí)際上涉及到非晶硅光電池的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。透明導(dǎo)電膜層、光電轉(zhuǎn)換層及背電極層圖形設(shè)計(jì)，會(huì)直接影響到電池加工成本、電性能、成品率等問題。中國專利一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，專利號(hào)為95226310.6，從已公開的文件及附圖中可看出，這種外聯(lián)式光電池在實(shí)質(zhì)上并沒有增大有效受光面積。而它的結(jié)構(gòu)從透明導(dǎo)電極和背電極圖形可看到已落入公知技術(shù)，內(nèi)聯(lián)式弱光型非晶硅光電池的圖形范圍之內(nèi)，這種所謂的外聯(lián)式結(jié)構(gòu)，是以減少非晶硅膜層有效受光面積為代價(jià)，來換取的。從本實(shí)用新型的圖6和圖7中可以看出，導(dǎo)電膜層和鋁背電極層圖形復(fù)雜，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)起來很困難，由于加工程序多，難以保證電性能優(yōu)良，導(dǎo)致了成品率降低，生產(chǎn)成本上漲。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，圖形簡單，結(jié)構(gòu)更為合理，光電轉(zhuǎn)換層有效受光面積大，弱光轉(zhuǎn)換率高，電性能好，產(chǎn)品合格率高，制作成本低的大規(guī)模外聯(lián)集成式非晶硅光電池。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型任務(wù)，提出由平板式透明材料基底1上的透明導(dǎo)電膜層2、非晶硅層3、背電極層4構(gòu)成的外聯(lián)式光電池，其技術(shù)特征是透明導(dǎo)電膜層2和背電極膜層4，由兩個(gè)以上透明電極單元集合而成，在相鄰電極單元之間有階梯形絕緣溝槽6隔離，且在每個(gè)電極單元上方同向延伸部分，位于相鄰電極單元正上方，形成正、負(fù)電極串聯(lián)引出區(qū)；非晶硅層膜3，由輝光放電在透明導(dǎo)電膜層2上生成，非晶硅膜層3上有一刻劃線5橫向貫穿在正、負(fù)電極連接區(qū)內(nèi)?？虅澗€5由激光在非晶硅膜層3上打出的孔點(diǎn)組成直線。鋁膜背電極層4，在非晶硅層3上用掩膜法蒸鍍鋁膜4，形成一個(gè)個(gè)與透明導(dǎo)電極對應(yīng)的矩形單元，各相鄰鋁背電極單元之間均有電氣絕緣溝槽7與透明電極單元間的絕緣溝槽6豎直段重合。透明基底1與上述導(dǎo)電圖形之間的矩形包絡(luò)線是一防短路漏電環(huán)。每個(gè)鋁背電極單元4與裸露在正、負(fù)電極串聯(lián)引出區(qū)內(nèi)的刻劃線5孔點(diǎn)上的透明導(dǎo)電膜連接，形成光電池外部串聯(lián)，由鋁背電極小矩形單元引出正極8，由相對于小矩形之外的任意一個(gè)矩形鋁背電極單元4引出負(fù)電極9。
以上所說透明導(dǎo)電膜層2是一個(gè)個(gè)矩形電極單元的集成，外包絡(luò)線是折線狀的矩形，每個(gè)電極單元圖形同方向延伸一小矩形。而鋁背電極層4是一個(gè)個(gè)矩形電極單元的集成外包絡(luò)線亦是矩形。
本實(shí)用新型產(chǎn)生的積極效果，反映在外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，采用電性能優(yōu)良的導(dǎo)電膜作透明電極，用鋼絲掩膜法制成背電極，圖形簡單，節(jié)省了原材料；易工業(yè)化生產(chǎn)加工；采用激光加工電池中的溝槽，尤其對非晶硅層激光打孔，最大限度的提高了光電池有效受光面積，使各項(xiàng)電性能參數(shù)得到優(yōu)化，產(chǎn)品合格率高，生產(chǎn)成本大大降低。
以下結(jié)合附圖并參照最佳實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容。


圖1，是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2，是本實(shí)用新型透明電極示意圖；圖3，是本實(shí)用新型非晶硅層示意圖；圖4，是本實(shí)用新型鋁背電極示意圖；圖5，是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)布置透視示意圖；圖6，是已有技術(shù)透明電極的結(jié)構(gòu)示意圖7，是已有技術(shù)鋁背電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
從圖1至圖4所示為本實(shí)用新型外聯(lián)集成式弱光型光電池，可清楚的看到是在一個(gè)平板上實(shí)現(xiàn)有規(guī)則的圖形結(jié)構(gòu)。圖2，作為集成透明正電極各矩形單元之間的絕緣溝槽6均呈一折線階梯形，圖3非晶硅層作為光電轉(zhuǎn)換層，集成圖形是一個(gè)大矩形，其上由孔點(diǎn)組成的刻劃線5，圖4是背電極負(fù)極各集成單元均是矩形，即沒有變形或延伸，各單元之間均以絕緣溝槽7隔離。圖2中的透明電極2為正極，既可在矩形的右上角延伸亦可向左上角延伸一個(gè)小圖形一般都為矩形，目的是實(shí)現(xiàn)光電池正、負(fù)極的外部串聯(lián)連接。圖2透明導(dǎo)電膜層、圖4鋁背電極和已有技術(shù)圖6透明電極、圖7鋁背電極的對照中看出，已知技術(shù)圖形復(fù)雜，制作加工起來較困難。
以下例舉本實(shí)用新型最佳實(shí)施例。
例1見圖5，平板玻璃基底1，尺寸為12mm×30mm，厚度為1.2mm，采用采用高溫氣相沉積一層厚度為0.65微米二氧化錫透明導(dǎo)電膜2作正極，具有較好的電性能參數(shù)。用絲印光刻形成透明導(dǎo)電膜矩形圖，各單元電極之間絕緣靠溝槽7，寬度均為0.15mm，溝槽7豎直向上呈-階梯形溝槽。每個(gè)電極單元上方同向延伸部分位于相鄰電極單元正上方，作為正、負(fù)極串聯(lián)引出區(qū)。用輝光放電沉積厚度為0.54微米厚的PIN型非晶硅層3，形成光電池核心部分即光電轉(zhuǎn)換層，同時(shí)也作為高度絕緣層，隔離透明電極正極與背電極負(fù)極出現(xiàn)的短路或因切割電池片出現(xiàn)毛刺造成的漏電現(xiàn)象。所以非晶硅層3完全覆蓋透明導(dǎo)電極各單元，由激光在非晶硅膜層上打孔，由小孔點(diǎn)組成的直線5衡貫在正、負(fù)電極連接區(qū)內(nèi)，以便于正負(fù)極串聯(lián)。在非晶硅層3上用掩膜板遮擋，蒸鍍1微米厚的鋁膜背電極層4，形成一個(gè)個(gè)與透明導(dǎo)電極相對應(yīng)的矩形圖鋁背電極單元，各矩形圖之間均有絕緣溝槽7，與透明導(dǎo)電極單元間的絕緣階梯溝槽6的豎直段重合。每個(gè)鋁背電極單元4與裸露在正、負(fù)極串聯(lián)引出區(qū)內(nèi)刻劃線5孔點(diǎn)上的透明導(dǎo)電膜連接，形成光電池外部串聯(lián)。最后在背電極上絲印保護(hù)漆、引出可焊電極成光電池成品。
例2同實(shí)施例1，型號(hào)為435電池，用厚度1.0毫米，超薄ITO透明導(dǎo)電玻璃，ITO膜厚度為0.55微米，用激光切斷膜層，形成透明導(dǎo)電極圖形，溝槽8寬度為0.18毫米，非晶硅層厚度為0.57微米，蒸鍍鋁膜，背電極圖形即背電極間的溝槽8，是用鋼絲掩膜得到矩形電極單元。最后絲印保護(hù)漆，引出可焊電極得光電池電池成品。
權(quán)利要求1，一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，包括由平板式透明材料基底(1)上的透明導(dǎo)電膜層(2)、非晶硅膜層(3)、背電極膜層(4)組成，其特征在于，所述各層平面電極圖形一一對應(yīng)；所說透明導(dǎo)電膜層(2)和背電極膜層(4)，由兩個(gè)以上電極單元集合而成，在相鄰電極單元之間有絕緣溝槽隔離，在每個(gè)透明導(dǎo)電極單元上方同向延伸部分，位于相鄰?fù)该麟姌O單元正上方，形成正、負(fù)電極串聯(lián)引出區(qū)；非晶硅層膜(3)由輝光放電在透明導(dǎo)電膜層(2)上生成，該膜層(3)上的刻劃線(5)橫向貫穿在正、負(fù)電極連接區(qū)內(nèi)；覆蓋在非晶硅膜層(3)的背電極單元之間絕緣溝槽(7)與透明導(dǎo)電極單元之間溝槽(6)豎直段重合；透明基底(1)與上述導(dǎo)電圖形之間的矩形包絡(luò)線是一防短路漏電環(huán)。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，其特征在于，所說透明導(dǎo)電膜是ITO層(2)，各透明電極單元電之間絕緣溝槽(6)豎直向上呈一折線形；正、負(fù)極串聯(lián)引出區(qū)內(nèi)刻劃線(5)上的孔點(diǎn)處裸露的透明導(dǎo)電膜正極與對應(yīng)的鋁背電極膜負(fù)極連接形成光電池外部串聯(lián)。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，其特征在于，所說集成導(dǎo)電膜層(2)矩形電極單元的外包絡(luò)線是一有折線的矩形，且向同方向延伸一小矩形。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，其特征在于，鋁背電極膜層(4)，在非晶硅層(3)上用掩膜板蒸鍍鋁集成鋁背電極矩形圖和各單元之間絕緣溝槽(7)。
5，根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池，其特征在于，鋁背電極矩形圖單元之間的絕緣直線溝槽(7)形是用掩膜線制成的。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種外聯(lián)集成式弱光型非晶硅光電池,特別強(qiáng)調(diào)光電池各電極層及光電轉(zhuǎn)換層的平面圖形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。透明導(dǎo)電膜層2和背電極層由兩個(gè)以上電單元集合而成,單元之間有絕緣溝槽隔離,透明電極單元上方同向延伸部分位于相鄰電極單元正上方,作正、負(fù)電極串聯(lián)引出區(qū);非晶硅膜層3,有刻劃線5橫向貫穿,背電極單元絕緣溝槽7與透明導(dǎo)電極單元間的溝槽6豎直重合;透明基底1上的圖形之間的矩形包絡(luò)線是一防短路漏電環(huán)。
文檔編號(hào)H01L31/00GK2342467SQ9724034
公開日1999年10月6日 申請日期1997年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月16日
發(fā)明者李毅, 張永林, 平功長 申請人:深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司