[发明专利]具有附加导线的薄膜装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种新型薄膜装置，其包括至少一个薄膜电池（100），该薄膜电池（100）包括第一电极（101）、光敏层（102）和第二电极（103），该光敏层（102）设置在第一电极（101）和第二电极（103）之间。至少一条附加导线（104a）布置在薄膜电池（100）的有效区域（108）内并包含在光敏层（102）中，与第一电极（101）电互连。此外，本发明提供一种形成薄膜装置的方法，该薄膜装置包括至少一个薄膜电池（100），该薄膜电池（100）包括第一电极（101）、光敏层（102）和第二电极（103），该光敏层（102）设置在第一电极（101）和第二电极（103）之间。

技术领域

本发明涉及一种新的薄膜装置及其制造方法。特别地，本发明涉及一种薄膜装置，该薄膜装置包括第一电极、光敏层和第二电极，该第二电极具有附加导线，该附加导线形成在该装置的有效区内、处于光敏层中、并与第一电极电连接。

背景技术

诸如薄膜太阳能电池的薄膜装置通常包括第一电极、至少一个光敏层和第二电极。薄膜太阳能电池装置可以在电极层和光敏层之间包括一个或多个缓冲层。在薄膜太阳能电池中，面对日光的电极通常由透明材料制成，以使日光能够进入光敏层。薄膜太阳能电池的第一电极和第二电极用作接触电极，用于释放所产生的电荷载流子。薄膜太阳能电池中产生的全部电流由透明导电材料传输，透明导电氧化物(TCO)通常用作薄膜装置(如薄膜太阳能电池，触摸屏或液晶显示器)中的透明导电电极。常用的TCO是氧化铟锡(ITO)和氟氧化锡(FTO)，掺铝氧化锌(AZO)或任何其他掺杂或未掺杂的二元或三元氧化物，它们的薄层电阻约为8至17Ω/□，并且在可见光范围内的平均透射率高于82％。

透明电极材料的高薄层电阻阻碍了薄膜太阳能电池或模块的效率，用低填充系数表示。为了减少损耗并提高透明电极材料的电导率，已经开发了不同的技术。

增加TCO电导率的一种方法是在TCO层之间加入金属线作为夹心层(TCO/metal/TCO)[1]。然而，这种精细的图案化结构难以在薄膜模块生产中实现，而且它不能承受电池生产的连续高温工艺步骤。

US2014/0090685A1描述了一种用于制造染料敏化太阳能电池模块的工艺，通过在绝缘衬底和透明导电氧化物电极之间引入导电网来改善涂覆有透明导电氧化物的玻璃衬底的导电性。可以将导电网插入裸玻璃衬底上拉制的凹槽中，然后涂上透明导电氧化物，或直接印刷在玻璃衬底上。

将多个薄膜太阳能电池连接到薄膜模块用于调节薄膜模块的电输出参数。通过单个薄膜电池的串联连接可以获得更高的电压，而并联连接则可以达到薄膜模块更高的电流水平。

通常，用作第一电极、光敏层和第二电极的层形成为所有薄膜电池和单个电池的连续层，并且单个电池的串联或并联连接通过结构化工艺形成。多个薄膜电池的串联连接通常通过集成在薄膜模块制造工艺中的三阶段结构化工艺来完成。

可以通过激光划线工艺、机械划线工艺和/或化学蚀刻或其组合来执行三阶段结构化工艺，并且为每个薄膜电池形成三个平行的划线。这三个划线将每个薄膜电池的区域划分为“有效区域”和“死区”或划线区域。在有效区域中产生电荷载流子。在死区或划片区域中不产生电荷载流子，并且三个划线位于死区或划线区域。