[发明专利]积体薄膜太阳能晶胞电池的互连

说明书

本发明申请涉及积体薄膜太阳能晶胞电池的互连。多个挠性薄膜光伏晶胞电池，以电连接方式形成串行，并层压于一实质透明的上片，该上片面朝该光伏晶包电池的一面具有一导电的格状图案。该光伏模块的制造方法，包括整合互连多个光伏晶胞电池。该方法可包括以持续处理方式而协调、整合以及登录多个基材卷。

本申请是申请日为2013年04月17日，申请号为201380019972.9，发明名称为“积体薄膜太阳能晶胞电池的互连”的申请的分案申请。

相关申请案的交互参照

本申请案根据2012年4月17日的美国临时申请号61/625,553而主张优先权，其全文经结合以作为参考。本申请案亦以参照方式结合下列专利和申请案全文：美国专利号8,062,922、美国专利号7,194,197、美国专利号6,690,041、美国专利号6,372,538、美国专利号6,310,281以及美国专利申请公开号2012/0000502。

技术领域

本发明申请涉及积体薄膜太阳能晶胞电池的互连。

背景技术

光伏材料的领域通常相关于可直接将阳光转换成直流电力的多层次材料。此转换的基本机制系为光伏效应，由Antoine-César Becquerel首先于1839年发现，并由爱因斯坦在一篇1905研讨会科学论文中正确说明，爱因斯坦并因此而获得诺贝尔物理学奖。在美国，光伏装置系被称为太阳能晶胞电池或PV晶胞电池而为大众所周知。太阳能晶胞电池通常系组构为p型半导体和n型半导体合成的夹板，其中该n型半导体基材(在该夹板的一个＂面＂上)陈列大量的电子，而该p型半导体基材(在该夹板的另一个＂面＂上)陈列大量的电洞，每一个电洞皆不具有电子。在两种基材之间的p-n接合处附近，来自n型半导体层的价电子会移动至相邻的p型半导体层，而在太阳能晶胞电池内部产生小型的电力不平衡。此结果会在形成电子p-n接合处的锻铸接合处附近形成电场。

当入射光子将晶胞电池中的电子推动至导电带时，该经推动的电子会与该半导体的该原子分离，产生一对自由的电子/电洞组合。因为，如前所述，p-n接合处会在接合处附近产生电场，以此方式在接合处附近产生的电子/电洞组合，常常会分离并远离该接合处，其中电子会朝n型的一侧上的电极移动，而电洞会朝接合处的p型的一侧上的电极移动。如此会造成晶胞电池中的整体电流不平衡，于是若于该晶胞电池的两面之间提供一外部导电路径，电子将可沿着该外部导电路径从该n型侧移动返回该p型侧，而产生电流。在实际的实施中，可从n型侧的表面或其附近而藉由覆盖该表面一部分的一导电格状图案而收集电子，而同时仍允许入射光子有足够的进入晶胞电池的通路。

这种光伏结构，当其包括了经适当定位的电接触，且晶胞电池(或一序列的电池)中系结合于一封闭的电回路，会形成一可运作的PV装置。作为独立作业的装置，一单独的传统太阳能电池不足以为大多数的应用供电。因此，太阳能电池常排列成PV模块，或藉由连接一个晶胞电池的前侧与另一个晶胞电池的背侧而形成「串行」，从而一起增加电串行中的该些个别晶胞电池的电压。标准的状况下，一个串行中有大量的经连接的晶胞电池，来实现可用的电压。经此而产生的直流电流则可通过一反相器而送出，该直流电在此变换为一适当频率的交流电流，该交流电流系经选择而符合一传统电力网所提供的交流电流。在美国，此频率为60Hz(赫兹)，而大部分其他国家提供50Hz或60Hz的交流电。

为商业用途而发展的一种特定类型的太阳能晶胞电池系为「薄膜」PV晶胞电池。和其他类型的PV晶胞电池例如硅晶型PV晶胞电池相较之下，薄膜PV晶胞电池需要较少的光吸收半导体材料来制成可用的晶胞电池，因此可以减少处理成本。薄膜型PV晶胞电池也藉由使用过去为电极层发展的沉积技术而减少成本，此技术系为广泛地用于制膜(保护性薄膜、装饰性薄膜以及功能性的包覆膜等)产业。低成本商业薄膜产品的常见范例包括：聚合物基础的食物包装上的防水包膜、建筑玻璃上的装饰性包膜、住宅和商业玻璃上的低放射率热能控制包膜，以及用于眼镜的防刮和抗反射包膜。采用或修改该些其他领域的技术，使PV晶胞电池薄膜设置技术得以减少研发成本。