[实用新型]弱光型薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池，尤其是一种低成本、高性能的弱光型薄膜太阳能电池，属于薄膜太阳能电池技术领域。 

背景技术

薄膜太阳能电池结构一般采用在基板上顺序层叠沉积的制造方法，因此可制造出单体尺寸很大的薄膜太阳能电池，而为了获得高电压，一般在电池内部形成串联的结构来达到一定的电压，但由于薄膜太阳能电池大面积沉积时不可避免地会出现随机的局部区域的缺陷，如沉积时转换层之间的短路问题，该缺陷会造成电池电性能的整体下降。为了减少这种缺陷对整块电池的性能影响，采用将整块电池进行分区后再通过焊带将每个区域并联的方法，如美国专利US20060196536《THIN FILM SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF》（以上简称对比文件1）采用相互正交的第一开口槽7和第二开口槽（8a、12和8b）将前电极层、光电转换层以及背电极层分成多个区域，端部的前电极、光电转换层和背电极都刻穿形成槽8a和槽12，防止电池短路，电池单元节之间由光电转换层的隔离沟道6实现内部串联，串联后的电池单元通过边缘的焊带并联。中国专利200980137203.2《集成薄膜太阳能电池及其制造方法》（以下简称对比文件2），该集成薄膜太阳能电池在传统的内部串联的薄膜太阳能电池结构的基础上，通过激光刻划方法对前电极层、光电转换层以及背电极层刻划出与串联刻划沟道垂直的并联刻划沟道，对串联刻划沟道形成的单元电池再进行分割成单元子电池的分区办法，这种分区办法有效地解决了只有串联刻划沟道时因某一局部缺陷造成的所在串联的单元电池整节电池的失效，但由于该技术仍然采用激光刻划的方法，在刻划背电极的并联刻划沟道时不可避免地要同时刻划掉光电转换层。众所周知，在薄膜太阳能电池生产行业，激光刻槽工艺过程中，激光加工前电极和背电极电极材料的过程中所产生的导电粉尘颗粒，极易落到激光刻槽内，使前电极和背电极在刻槽处通过落到刻槽内的导电粉尘颗粒形成短路或微短路。对比文件1和2只适合强光型薄膜太阳能电池的生产，对于在弱光照下使用、甚至是在室内灯光下使用的弱光型薄膜太阳能电池来说，此种工艺方法并不适用，原因如下：电池光电转换层的厚度只有0.4-3μm，而激光刻槽宽度达到了80μm-300μm，虽然槽宽可以避免相邻前电极和前电极之间、背电极和背电极之间的短路，但激光加工过程形成的导电粉尘颗粒最大直径可达10μm，如此大的导电颗粒足以跨过厚度只有0.4-3μm的光电转换层，使电池前电极与背电极在激光刻槽处形成短路或微短路；另外，激光加工造成的背电极刻槽边缘毛刺也极易跨过光电转换层和前电极层形成短路或微短路，造成漏电现象。改善的激光设备和激光加工工艺对微短路现象的贡献只体现在减轻微短路现象和减轻因微短路现象造成的电池输出功率下降问题，但并不能完全消除微短路现象和因微短路现象造成的电池输出功率下降问题。这种下降问题，对于大尺寸功率在10W以上的薄膜电池组件来说，由于组件自身的等效内阻较小，只有几欧姆到几十欧姆，激光刻槽处因激光加工工艺造成的旁路电阻为几千欧到几十千欧，相对于薄膜太阳能电池的内阻来说，电池漏电导致电池功率下降幅度只有1‰到1%。因此，可以认为激光刻槽工艺导致的刻槽处微短路基本不会影响大尺寸薄膜太阳能电池的功率输出。但对于小尺寸，特别是在室内弱光条件下使用的微瓦级的薄膜电池来说，自身的等效内阻是几十千欧姆到几百千欧姆，激光刻槽处因激光加工工艺造成电池漏电导致电池功率下降幅度就会达到甚至超过50%，因此，激光刻槽工艺导致的刻槽处微短路对弱光型薄膜太阳能电池的输出功率大小存在严重影响，激光刻槽加工工艺不适合用于弱光型薄膜太阳能电池生产工艺中，也就是说，对比文件1和2不适合用于弱光型薄膜太阳能电池的生产。 

实用新型内容

针对以上存在的问题，本实用新型设计一种适合弱光条件下使用的薄膜太阳能电池及其制造方法，解决因光电转换层的缺陷造成的电池输出性能下降的技术问题，提高产品的电性能和合格率，使电池具有更好的耐候性和稳定性。 

为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案是： 

设计一种弱光型薄膜太阳能电池，包括在基板上顺序层叠的前电极层、光电转换层、背电极层和背漆保护层，其特征在于所述前电极层和背电极层均设有纵横交错的第一和第二隔离沟道，光电转换层上具有多条平行排列且敷设串联连接线的刻划槽；前电极层和背电极层的端部分别有未刻除的导电膜，形成电池单元节的并联连接线。