[发明专利]集成薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及集成薄膜太阳能电池。

背景技术

作为常规技术1，例如，专利文件1中的图6公开了具有串(string)的集成薄膜太阳能电池，其中多个薄膜光电转换元件串联电连接。

在常规技术1中，薄膜光电转换元件配置为透明电极层、光电转换层和金属电极层顺序层合在透明绝缘基板上，并且由金属棒制成的集电电极经由钎料连接到薄膜光电转换元件的金属电极层的三处或更多处。

另外，作为常规技术2的集成薄膜太阳能电池，专利文件1的图1公开了具有下列构造的集成薄膜太阳能电池。

在该构造中，在连接集电电极的薄膜光电转换元件中，金属电极层和光电转换层被部分移除以形成槽，并且集电电极被掩埋在槽中以与透明电极层直接电连接。

该构造也公开在专利文件2的图1中。

在常规技术1和2的其中集电电极与三个以上薄膜光电转换元件相连接的集成薄膜太阳能电池中，在一端侧的集电电极和中间的集电电极之间的多个薄膜光电转换元件串联连接以形成一个串联连接的串。另外，在串联方向上相邻的串联连接串构造为它们的电流方向彼此相反。

另外，作为常规技术3，专利文件3的图1公开了具有这种构造的集成薄膜太阳能电池：集电电极仅与在串联方向两端的薄膜光电转换元件的金属电极层连接。

另外，作为常规技术4，专利文件3中的图3公开了具有这种构造的集成薄膜太阳能电池：集电电极与在串联方向两端的薄膜光电转换元件的金属电极层和在这两端的薄膜光电转换元件之间的一个或更多个薄膜光电转换元件的金属电极层连接。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：日本专利申请特开No.2005-353767

专利文件2：日本专利申请特开No.2000-49369

专利文件3：日本专利申请特开No.2001-68713

发明内容

本发明要解决的技术问题

在常规技术1的集成薄膜太阳能电池中，当集电电极经由钎料连接到薄膜光电转换元件的金属电极层时，由于薄膜光电转换元件的膜厚薄至200至5000nm，因此金属电极层与透明电极层之间的光电转换层有时会因将集电电极压到金属电极层的表面上产生的压力而中途短路。

在这种情况下，由于在集电电极正下方的光电转换层具有正常的光电转换功能，因此由光电转换层产生的电功率在短路部分被消耗从而局部产生热。这种局部产生热导致例如基板破裂、膜剥落、电极损伤和集电电极凹变(dropping)。

除了这种情况，由于在集电电极正下方的光电转换层没有与串联连接方向上的另一相邻光电转换层充分隔离，因此当一个薄膜光电转换元件的金属电极层与另一个相邻的薄膜光电转换元件的透明电极层不充分接触时，大电流集中流向光电转换层中的短路位置，从而导致产生更多的热。

“中途短路”是指由于电气电阻大于普通电短路中的电阻(电阻范围：10至1000Ω)，导致在电流流过时产生热。

在常规技术2中，由于集电电极形成在透明电极层上，所以不会出现常规技术1中类似的短路问题。

在常规技术4中，其中如图6和7所示中间集电电极114设置在具有元件串联连接构造的串中，当短路部分存在于在中间集电电极114正下方的光电转换层3中时，光电转换层3也可能局部产生热。在图6和7中，标号101表示透明绝缘基板，102表示透明电极层，104表示金属电极层，104a表示用于串联连接的导电部分，105表示薄膜光电转换元件，106和107表示集电电极。

解决本问题的方案

本发明的一个目的是提供解决常规技术的问题并能防止因薄膜光电元件中短路引起的局部热生成的集成薄膜太阳能电池。

因此，本发明提供一种集成薄膜太阳能电池，包括：

包括多个薄膜光电转换元件的串，所述薄膜光电转换元件形成在透明绝缘基板上并互相串联电连接；和

一个或更多个与所述串电连接的集电电极，其中

所述薄膜光电转换元件具有层合在所述透明绝缘基板上的第一透明电极层、层合在所述第一电极层上的光电转换层和层合在所述光电转换层上的第二电极层，

集电电极电连接到所述串中的任意薄膜光电转换元件的第二电极层上，

所述串具有元件隔离槽，所述槽通过移除相邻两个薄膜光电转换元件之间的第二电极层和光电转换层而形成，

一个薄膜光电转换元件的第一电极层具有延伸部分，并且通过一个或更多个电极隔离线与另一相邻的薄膜光电转换元件的第一电极层电绝缘；所述延伸部分的一端穿过元件隔离槽，并延伸到所述相邻薄膜光电转换元件的区域，