太陽(yáng)能電池模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池模塊，更具體地，涉及薄膜太陽(yáng)能電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如，基于CIS的太陽(yáng)能電池模塊(例如，銅銦鎵(二)硒或銅銦鋁(二)硒)傳統(tǒng)的薄膜太陽(yáng)能電池模塊僅具有單結(jié)，并且由于熱化損耗大，它們的轉(zhuǎn)換效率受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊，包括:第一薄膜太陽(yáng)能電池電路，包括一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池；第二薄膜太陽(yáng)能電池電路，設(shè)置在所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的下面，并且包括一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池；以及透明連接層，設(shè)置在所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路之間，并且將所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路以堆疊的形式固定在一起，其中，每個(gè)太陽(yáng)能電池電路都包括多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括襯底、形成在所述襯底上方的第一導(dǎo)電層、緩沖層、形成在所述第一導(dǎo)電層和所述緩沖層之間的吸收層以及形成在所述緩沖層上方的第二導(dǎo)電層，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路定向?yàn)楸舜讼鄬?duì)，使得所述吸收層都設(shè)置在上述兩個(gè)電路的襯底之間，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路具有不同的帶隙分布。
[0004]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路包括有源區(qū)和設(shè)置在所述有源區(qū)之間的無(wú)吸收作用的死區(qū)，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的有源區(qū)具有第一有源區(qū)寬度，并且所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路包括有源區(qū)和設(shè)置在所述有源區(qū)之間的死區(qū)，所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路的有源區(qū)具有第二有源區(qū)寬度，所述第一有源區(qū)寬度和所述第二有源區(qū)寬度不同。
[0005]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的死區(qū)與所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路的死區(qū)不重疊。
[0006]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的吸收層的帶隙分布與所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路的吸收層的帶隙分布不同。
[0007]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述太陽(yáng)能電池電路的帶隙分布是雙漸變帶隙分布。
[0008]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路中的一個(gè)的帶隙分布具有的最小帶隙大于所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路中的另一個(gè)的最大帶隙。
[0009]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的最小帶隙大于所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路的最大帶隙。
[0010]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述吸收層由選自包含Cu(In，Al) (Se，S) 2和Cu (In, Ga) (Se, S)2的組中的化合物形成，并且所述吸收層在整個(gè)所述吸收層上具有Ga/(Ga+In)或Al/(A1+In)的漸變比率，當(dāng)與靠近每個(gè)電路的所述緩沖層和所述吸收層之間的界面的區(qū)域處的比率相比較時(shí)，在遠(yuǎn)離所述界面的區(qū)域處具有較大的比率，由此減小了少數(shù)載流子的收集損耗。
[0011]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述吸收層由CU-1I1-(Se，S)2化合物形成，并且所述吸收層在整個(gè)所述吸收層上具有S/(Se+S)的漸變比率，當(dāng)與遠(yuǎn)離每個(gè)電路的所述吸收層和所述緩沖層之間的界面的區(qū)域處的比率相比較時(shí)，在靠近所述界面的區(qū)域處具有較大的比率，由此減小了復(fù)合損耗。
[0012]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，每個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池電路都是基于銅銦硒(CIS)的太陽(yáng)能電池電路。
[0013]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路的第二導(dǎo)電層是相同類型的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層。
[0014]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路以并聯(lián)形式電連接。
[0015]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路以串聯(lián)形式電連接。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊，包括:第一薄膜太陽(yáng)能電池電路，包括一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池；第二薄膜太陽(yáng)能電池電路，設(shè)置在所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的下面，并且包括一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池；以及透明連接層，設(shè)置在所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路之間，并且所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電路以堆疊的形式固定在一起，其中，每個(gè)太陽(yáng)能電池電路都包括多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括襯底、形成在所述襯底上方的第一導(dǎo)電層、緩沖層、形成在所述第一導(dǎo)電層和所述緩沖層之間的吸收層以及形成在所述緩沖層上方的第二導(dǎo)電層，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路定向?yàn)楸舜讼鄬?duì)，使得所述吸收層都設(shè)置在上述兩個(gè)電路的襯底之間，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路都具有雙漸變帶隙分布，帶隙隨著靠近所述吸收層和所述第一導(dǎo)電層之間的界面并且隨著靠近所述吸收層和所述緩沖層之間的界面而增大，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路被配置為吸收高能量光子而所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路被配置為吸收低能量光子。
[0017]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述緩沖層是CdS，設(shè)置所述緩沖層使得高能量光子在到達(dá)所述緩沖層之前由所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的吸收層吸收。
[0018]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路的最小帶隙大于所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路的最大帶隙。
[0019]在該串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊中，每個(gè)所述吸收層都由CU-1I1-(Se，S)2化合物形成。
[0020]根據(jù)又一方面，提供了一種形成串聯(lián)太陽(yáng)能電池模塊的方法，包括:形成包括一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池的第一薄膜太陽(yáng)能電池電路；形成包括一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池的第二薄膜太陽(yáng)能電池電路，其中，每個(gè)太陽(yáng)能電池電路都包括多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括襯底、形成在所述襯底上方的第一導(dǎo)電層、緩沖層、形成在所述第一導(dǎo)電層和所述緩沖層之間的吸收層以及形成在所述緩沖層上方的第二導(dǎo)電層；將所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路設(shè)置在所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路下方；以及利用透明連接層將所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路連接在一起，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路定向?yàn)楸舜讼鄬?duì)，使得所述吸收層設(shè)置在所述電路的襯底之間，其中，所述第一太陽(yáng)能電池電路和所述第二太陽(yáng)能電池電路具有不同的帶隙分布。
[0021]在該方法中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路被配置為吸收高能量光子而所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路被配置為吸收低能量光子。
[0022]在該方法中，所述第一薄膜太陽(yáng)能電池電路和所述第二薄膜太陽(yáng)能電池電路都具有雙漸變帶隙分布，帶隙隨著靠近所述吸收層和所述第一導(dǎo)電層之間的界面并且隨著靠近所述吸收層和所述緩沖層之間的界面而增大。
【附圖說(shuō)明】
[0023]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，通過(guò)以下詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪出。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0024]圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例的串聯(lián)的太陽(yáng)能電池模塊。
[0025]圖1A示出了根據(jù)一些實(shí)施例穿過(guò)圖1中的串聯(lián)的太陽(yáng)能電池模塊的各種光學(xué)路徑。
[0026]圖2更詳細(xì)地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖1中的串聯(lián)的太陽(yáng)能電池模塊的層結(jié)構(gòu)和頂部電路的帶隙分布。
[0027]圖3更詳細(xì)地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖1中的串聯(lián)的太陽(yáng)能電池模塊的層結(jié)構(gòu)和底部電路的帶隙分布。
[0028]圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例制造圖1中的太陽(yáng)能電池電路和串聯(lián)的太陽(yáng)能電池模塊的方法。
[0029]圖5以曲線圖的方式示出了與太陽(yáng)能電池相關(guān)聯(lián)的各種能量損耗。