[实用新型]薄膜太阳能电池组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及薄膜太阳能电池领域，具体地说，涉及一种薄膜太阳能电池组件。

背景技术

薄膜太阳能电池由于高温效应好、弱光效应好、成本相对较低等优点，近些年得到了较快的发展。但相比晶体管太阳能电池，薄膜太阳能电池转换效率低，对其大规模发展应用起到了一定的阻碍，为了提高薄膜太阳能电池的转换效率，人们研究开发出了双结、三结等多结薄膜太阳能电池，比如非晶硅/微晶硅双结电池、非晶硅/非晶硅锗双结电池、铜铟镓硒双结电池、非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗三结电池等。但目前的这些多结薄膜太阳能电池存在以下问题：由于多结电池增加了太阳光谱利用范围，提高了太阳光的吸收效率，相比单结薄膜太阳能电池，提高了转换效率。但由于这些多结电池的上下子电池采串联结构，存在电流完全匹配困难，工艺调试难度大的缺陷，限制了其转换效率的进一步提升。而且这类太阳能组件在实际的户外应用中，随着太阳光强和光谱的不断变化，上下子电池电流匹配进一步恶化，严重影响着其实际的发电效益。此外，多结薄膜太阳能电池由于采用集成制造的方式，单个组件开路电压普遍较高，在光伏系统集成设计时，受光伏系统的最大系统电压和逆变器最大输入电压的限制，单个阵列串联的薄膜太阳能电池组件个数少，这就大大增加了光伏电缆和连接器利用数量，提高了薄膜光伏系统的造价，而且对于面积较小的薄膜光伏电站项目（如屋顶电站），由于功率较低，电压较高，可选择的逆变器类型非常有限，不利于光伏系统集成。

现有技术的叠层薄膜太阳能电池公开了一种试图解决上述第一个问题的技术方案，通过将叠层太阳能电池的上层和下层分别做成若干光电子单元，每个子单元再由若干子太阳能电池串联，每个上层子单元与一个下层子单元并联成一个大的光电单元，再将各个光电单元通过透明电池联接起来组成输出电路。由于此技术方案形成的薄膜太阳能电池组件由许多个上下并联的光电转换单元组成的电池模块串联构成，其缺点如下：

一、虽然对于每一个电池模块的上下光电转换单元，可以通过设置子电池的个数实现1:2、1:3等整数倍电压关系，但实际生产应用中，上下光电转换单元所用材料的带隙不同，带隙比例不可能刚好是整数倍，所以其开路电压之比也不会简单的1:2、1:3等整数倍关系，这就导致上下光电转换单元电压失配，导致电池组件内耗的增大，转换效率随之降低。

二、此方案每一个电池模块的上下光电转换单元并联的实现，涉及两个光电转换单元、四个透明导电极、一个透明绝缘膜层的沉积工序以及七次激光划线工序，工艺步骤长而复杂，尤其是较多而且相互牵连的激光划线工序，引起内部电路的隔离绝缘性能的波动，因此每一个电池模块的短路电流会产生一定差异，导致模块间的串联电流的失配，电池组件内耗的增大，转换效率随之降低。

三、此方案中每一个电池模块的绝缘膜层均需要采用激光划刻方式进行，由于绝缘膜层的禁带宽度一般比较大，比如SiO₂的禁带宽度高达9eV，目前一般的薄膜太阳能电池组件生产线均采用1064nm、532nm、355nm的激光进行划线，SiO₂对这些激光的透过率非常高，根本无法划刻，需要另增加157nm甚至波长更短的激光工艺设备，才有可能实现对SiO₂等绝缘膜层划刻，这会大大增加薄膜太阳能电池组件的生产成本，不利于产业化的实施。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的薄膜太阳能电池组件由许多个上下并联的光电转换单元组成的电池模块串联构成，导致上下光电转换单元电压失配，电池组件内耗的增大，转换效率随之降低。

本实用新型的技术方案如下：

一种薄膜太阳能电池组件，包括衬底、沉积在所述衬底上的第一单元电池和设置在所述第一单元电池上的第二单元电池，还包括：绝缘膜层，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池之间，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池绝缘；第一隔离沟道和第二隔离沟道，分别设置在所述绝缘膜层的边缘的两侧，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池并联。

进一步：所述第一单元电池和所述第二单元电池均包括第一电极膜层、光电转换膜层和第二电极膜层。

进一步：所述第一隔离沟道贯穿所述第二单元电池的第一电极膜层和所述第一单元电池的第二电极膜层，所述第二隔离沟道贯穿所述第二单元电池的第一电极膜层，实现所述第一单元电池和所述第二单元电池的并联。