[发明专利]用于通过电绝缘的绝缘沟槽在薄层太阳能模块中制造子太阳能模块的方法以及用于制造具有这种类型的绝缘沟槽的薄层太阳能模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过电绝缘的绝缘沟槽在薄层太阳能模块中制造子太阳能模块的方法，并且本发明还涉及一种用于制造具有这种类型的绝缘沟槽的薄层太阳能模块的方法。

背景技术

薄层太阳能模块通常具有一体式串联互连的薄层太阳能电池。为了建立一体式互连，依次沉积用于前电极和背电极的和用于光伏吸收器的薄层。在完成这三个薄层沉积过程中的每一个之后，都首先进行结构化步骤，以便最终建立起单个的且相邻地布置的条带状的薄层太阳能电池的一体式串联互连。

该依次交替的薄层沉积和结构化例如由DE 3129344A1所公知。由该文献同样公知的是，产生了所谓的绝缘沟槽，这些绝缘沟槽割断了整个薄层堆直至基底。这些绝缘沟槽垂直于条带状的薄层太阳能电池的延伸长度方向地延伸。因此，绝缘沟槽导致将太阳能模块划分成多个相邻地布置在相同的基底上的彼此分别并联的子太阳能模块。该子模块结构带来了一系列优点。如果在薄层太阳能模块运行时发生表面被部分遮挡光线，不产生光电流的被遮挡光线的电池相对于其余的串联的电池来说作为欧姆电阻器起作用。作为欧姆电阻器起作用的被遮挡光线的太阳能电池的温度依赖于流过串联的薄层太阳能电池的总电流强度地上升，因此出现了所谓的热斑(Hotspots)。这些热斑降低了太阳能模块的效率，但也可能导致太阳能模块的局部损坏。通过将太阳能模块划分成多个子模块，明显降低了这种遮挡光线或起同样作用的、由生产引起的分路电阻器(Shunt分流器)对整个太阳能模块的功能的影响。

例如可以刻入或者借助激光射束来产生绝缘沟槽。借助激光射束产生这种类型的绝缘沟槽例如由US 4,667,058所公知。为此，提供了对于激光波长来说透明的具有第一侧和第二侧的基底，其中，基底的第一侧具有多个一体式互连的薄层太阳能电池，薄层太阳能电池由背电极薄层、布置在背电极薄层上的吸收薄层和布置在吸收薄层上的前电极结构来构建。激光射束射入到基底上，并且激光射束沿着至少一条切割线在基底上运动并且/或者基底相对于激光射束运动，用以借助激光射束与基底之间的相对运动产生至少一个绝缘沟槽。

但在使用由现有技术公知的借助激光射束的结构化方法时不利的是，由于薄层材料的熔融、蒸发、升华存在如下危险，即，在薄层材料冷凝和凝固之后或再升华之后，在产生的绝缘沟槽的侧面上可能在电极层之间出现短路。为了应对该危险，根据US 4,667,058在刻写绝缘沟槽之后执行蚀刻步骤，尤其是等离子蚀刻步骤，其清除了绝缘沟槽的侧面上的可能引起短路或分路的残留物。

对于借助机械式的刮划方法来产生绝缘沟槽来说所需的工具必然承受机械磨损并且因此表现为重要的成本因素。借助激光产生的绝缘沟槽需要后续的蚀刻步骤，用以清洁借助激光射束产生的侧面并且同样表现为生产中附加的时间因素和成本因素。

发明内容

由于光伏行业的整个生产过程存在有巨大的成本压力，因此本发明的任务在于，提供一种用于通过电绝缘的绝缘沟槽在薄层太阳能模块中制造子太阳能模块的方法以及提供一种用于制造具有这种类型的绝缘沟槽的薄层太阳能模块的方法，这些方法是成本明显更低廉的。

该任务通过一种用于通过电绝缘的绝缘沟槽在薄层太阳能模块中制造子太阳能模块的方法来解决，所述薄层太阳能模块由一体式彼此互连的薄层太阳能电池来构建，所述方法具有以下步骤：

-提供具有激光波长的激光，

-提供具有第一侧和第二侧的基底，所述基底对于所述激光波长来说是透明的，其中，所述基底的第一侧具有多个一体式互连的薄层太阳能电池，所述薄层太阳能电池由金属的背电极薄层、布置在所述金属的背电极薄层上的吸收薄层和布置在所述吸收薄层上的前电极结构来构建，

-将激光射束射入到所述基底上，

-使所述激光射束沿着至少一条切割线在所述基底上运动和/或使所述基底相对于所述激光射束运动，用以借助激光射束与基底之间的相对运动产生至少一个绝缘沟槽，

其特征在于，

将所述激光射束射入到所述基底的第二侧上、穿过所述基底落到所述金属的背电极薄层上，并且所述激光射束以在皮秒或飞秒范围内的激光脉冲以如下方式调节并且所述激光射束与基底之间的相对运动以如下方式实施，即，连同所述金属的背电极薄层一起将布置在所述金属的背电极薄层上的吸收薄层和布置在所述吸收薄层上的前电极结构沿着所述切割线从所述基底烧蚀掉。