[发明专利]薄膜光伏器件及相关制造方法

说明书

提出一种薄膜光伏器件(100)，其对其中一个电触头具有优化的设置。器件包括基板(10)。形成光伏器件的第一电触头(1)的第一薄膜设置在基板上。吸收器(3)设置在第一电触头上。形成光伏器件第二电触头(2)的第二薄膜设置在基板上。透明导电层(5)设置在吸收器上。此外，第二电触头与第一电触头隔开，透明导电层与吸收器和第二电触头接触。

技术领域

本发明涉及到薄膜光伏器件的领域。本发明特别适用于制造薄膜光伏器件中的电触头，例如，诸如装备有聚光器的光伏器件。

背景技术

太阳能电池是包含具有光伏特性的称为吸收器的材料的光伏器件，，所述吸收器把到达电池的入射光的能量转换成电流。由分布在吸收器每侧上的电触头来收集因此产生的电流。

为了提高光伏器件的性能，需要制造优质的电触头，所述电触头放置在吸收器附近，并使入射光能够到达吸收器。

在光伏器件中制造电触头时出现的一个问题便是这些触头相对于吸收器的布置。最好使电触头的位置尽可能靠近吸收器，但是不覆盖吸收器。电触头离吸收器越远，则在电流从吸收器流动到电触头的过程中电阻损耗增加得越多。但是，尽可能靠近吸收器定位电触头却遇到若干困难。

在晶体太阳能电池的情况下，吸收器来自被分成多个电池的晶片，然后，所述电池组装在光伏板上。晶体太阳能电池基于这样的制造技术，该技术随着用于固定尺寸的板的太阳能电池数量的增加而增加成本。

相对于电触头定位电池的这个问题尤其涉及到“聚光”光伏器件。“聚光”光伏器件进一步包括一种光学系统，所述光学系统把基板的缩小区域上的光集中在吸收器上，吸收器仅覆盖光伏板表面的一小部分。在这些器件中，需要较少数量的吸收器，因为入射光聚焦在太阳能板的较小区域上。但是，在聚光光伏器件中具有缩小尺寸的吸收器的定位需要更高的精度。

在聚光系统中，吸收器接收的光强度比没有任何聚光器的光伏器件中的光强度高。因此，吸收器与电触头之间的电阻损耗比聚光光伏器件中更高，因此促使寻求将电触头尽可能靠近吸收器放置的装置。

为了更精确地控制电触头相对于吸收器放置的一个方案是选择使用薄膜太阳能电池。薄膜光伏器件也是非常有吸引力的，因为其制造成本低于晶体太阳能电池，而且制造技术的使用适合工业化应用，比如电沉积、共蒸发、溅射或油墨印刷。

薄膜光伏器件应被理解为意指一种器件，该器件包括呈薄层形式的材料，薄层的厚度通常从几个原子层变化到大约十微米。本领域技术人员，尤其是光伏领域的技术人员熟知薄膜器件的概念。

电沉积和印刷是选择性沉积技术，该技术允许使用较少材料来制造薄膜。

选择性沉积应被理解为意指一种沉积，其中，沉积材料的位置取决于其上发生沉积的基板的化学性质和/或电气性质。通过选择性沉积，通常足以提供其特性在空间上变化的基板。例如，如果基板具有亲水区域和疏水区域，则可以将水性液体热力学地拖拽到亲水区域。如果基板具有导电区域和绝缘区域，电沉积则只能发生在导电区域上。因此，选择性沉积与通过掩膜的沉积以及外加架构化步骤的沉积形成对比。例如，在印刷中为了在基板上沉积液滴而移动电动印刷喷嘴，这样的印刷不一定是选择性的。相反，在印刷中将基板浸入墨槽中，而且由于亲水性/疏水性反差，将墨仅拉到某些点，这样的印刷则被视为选择性的。

如WO2011/151338中所述，电沉积可用于形成聚光光伏器件的各种组成层。然而，尽管电沉积方法在放置电触头过程中的控制和精度方面提供了许多优点，但是，制造薄膜光伏器件的方法有其它的限制，这些限制使其难以获得尽可能接近吸收器的高品质电触头。

薄膜太阳能电池的制造通常包括涉及到500℃以上温度的退火步骤。为了防止在所述条件下损坏电触头，与吸收器上表面相关联的电触头通常是在电池制造工艺结束时制造的。在这种结构中，薄膜光伏器件正面上的电触头搁靠在吸收器的上部，并因此可隐蔽一部分吸收器。因此将电触头放置在光伏器件正面上的如此布置并不令人满意。