[发明专利]一种硅基薄膜太阳能电池结构及加工工艺

说明书

本发明公开了一种硅基薄膜太阳能电池结构，其特征在于沿基板长度方向由分割线均匀分成至少两个外部并联的子电池，沿基板宽度方向由设置在透明导电前电极层设有刻划P1，沉积硅基薄膜层设有刻划P2，溅射背电极层设有刻划P3，刻划P1、P2、P3依次设置，本发明的关键在于根据PECVD设备沉积膜层的实际情况，按照最佳节宽度公式制作刻划P1、刻划P2和刻划P3，优化了最佳电池条宽度，长度方向分割电池，通过简单的方法将它们相并联，将大面积沉积硅基薄膜层厚度的不均匀性，以及短路点对电池性能的影响降到最低，使硅基薄膜电池在合适输出电压下，同时有最佳的输出电流，通过简单有效的方法充分发挥了大面硅基薄膜电池本身的潜能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体地说是一种能改善太阳能电池性能的硅基薄膜太阳能电池结构及加工工艺。

背景技术

众所周知，太阳能光伏组件应用于生活领域逐渐增多，例如独立发电系统、太阳能路灯、并网发电、光伏建筑一体化等。目前市场成熟主流的技术以单晶硅和多晶硅太阳电池为主，但是由于硅材料的日渐短缺以及生产晶体硅过程中存在的破坏环境问题，非晶硅薄膜太阳电池具有耗材少、环境友好、成本下降空间较大、成本低、弱光响应好、高温性能好，相同装机容量下发电量高等优点，所以非晶硅薄膜太阳电池越来越受到人们的关注。目前，硅基薄膜太阳能电池主要问题是如何提高转化效率和降低光致衰退效应。现有技术中大都从改善膜层质量、优化工艺配方和沉积条件、及制备陷光结构等方式提高硅基薄膜太阳能电池的转化效率，但是，大面积制备硅薄膜主要存在的问题是：1、薄膜厚度不均匀；2、薄膜内部存在缺陷。对与硅基薄膜太阳能电池来说，这两方面的问题导致整个面的电流密度不均匀、存在短路等问题。因此，如何将电流密度不均匀和短路问题对电池造成的影响降到最低至关重要。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种通过化整为零，对薄膜太阳能电池进行纵横方向的合理分割，充分挖掘电池自身性能，将薄膜不均匀性和内部缺陷对电池的影响降到最低，使硅基薄膜电池在合适的输出电压下，同时有最佳输出电流的硅基薄膜太阳能电池结构。

本发明可以通过如下措施达到：

一种硅基薄膜太阳能电池结构，包括基板，基板a上设有由透明导电前电极层b、沉积硅基薄膜层c和溅射背电极层d构成的电池板和焊接电极，其特征在于沿基板长度方向由分割线P均匀分成至少两个外部并联的子电池，分割线P由功率约为1W的532nm的脉冲式激光器刻划，532nm的激光器可以透过透明导电前电极，将硅基薄膜层和背电极刻划断，划线宽度至少30um，分割线P在长度方向将电池均匀的分成至少两个子电池；沿基板宽度方向由设置在透明导电前电极层b设有刻划P1，刻划P1由功率约为500mW的1064nm红外脉冲激光器刻划，刻划P1线的宽度约为30um，刻划P1将透明导电前电极完全刻断，横跨刻划P1线的绝缘电阻≥5MΩ；刻划P1线划分了子电池的一个边界；硅基薄膜层c设有刻划P2，刻划P2偏离P1约100um，刻划P2由功率约为500mW的532nm的脉冲式激光器刻划，刻划P2的宽度约为30um；横跨刻划P2线的绝缘电阻≥5MΩ，溅射背电极层d设有刻划P3，刻划P3偏离P2约100um，刻划P3由功率约为500mW的532nm的脉冲式激光器刻划，刻划P3的宽度约为30um，横跨刻划P3线的绝缘电阻≥5MΩ刻划，P3划分了子电池的另一个边界，刻划P3将电池在宽度方向上划分为多个内部串联的子电池。

本发明所述沿基板宽度方向的子电池的宽度由下列公式计算：

其中的J_mpp为最佳功率点的电流密度、V_mpp 为最佳功率点的电压、P_LS 为是指太阳能电池标准测试条件的辐射光强度的功率密度、W_a为子电池的有效宽度，W_d 为死区宽度、R_tco为透明导电前电极的方块电阻。