[发明专利]一种具有嵌入式栅线电极的柔性CIGS薄膜电池

说明书

本发明公开了一种具有嵌入式栅线电极的柔性CIGS薄膜电池，所述薄膜电池包括CIGS光吸收层和透明表面电极层，所述薄膜电池的CIGS光吸收层在丝印导电栅线的位置刻蚀有线槽结构，所述透明表面电极层在与线槽结构对应的位置处设有向下凸的线状凹槽，向下凸的线状凹槽嵌入CIGS光吸收层的线槽结构中，导电栅线的下端部嵌入线状凹槽中，导电栅线的上端部向上延伸至线状凹槽外。本发明薄膜电池通过增大栅线电极与透明表面电极层的接触面积，从而实现电池上表面栅线电极尺寸很小的情况下仍具有低的电阻和良好的导电性能。

技术领域

本发明涉及一种具有嵌入式栅线电极的柔性CIGS薄膜电池。

背景技术

太阳能电池能够将光转换成电能，每个独立的电池单元串联成整体对外输出电能。评价一款电池性能好坏最直接的指标就是光电转换效率的高低，影响光伏电池光电转换效率高低的因素有许多，例如不同种类光伏材料自身的差异、制备工艺、有效受光面积以及电池自身功率损耗等。而增加电池有效受光面积或减少电池自身功率损耗被认为是比较容易实现电池光电转换效率提升的方法。目前绝大部分光伏电池都是采用顶层印刷电极的方法制备电池输出电极，顶层电极起到收集电荷，将电池转换的电能传导出去的作用，其自身电阻越低，消耗的电池功率就越小，因此要求电极栅线越粗越宽越好，但又因为电极栅线位于电池顶层，越宽的栅线会遮挡越多的光线，影响电池有效受光面积，反过来就要求电极栅线越细越好。针对这个问题，现有技术采用调整栅线高宽比(即栅线变窄但高度增加)或采用无主栅穿孔式背接触电池(多见于晶硅电池)或采用超密无主栅结构来解决栅线电阻与遮光面积相互制约的关系。背接触电池舍去主栅，虽然大幅度降低了遮光面积，但由于电池被激光开孔隧穿，增大了隐裂风险；调整栅线高宽比，即在现有印刷图案上增加高宽比，使栅线变窄但高度增加，由于标准电池效率检测时光源都是正对电池，遮光主要受栅线宽度影响而与高度无关，但实际光伏产品安装在户外应用时，太阳光从早到晚角度一直变化着，此时栅线高度也会影响到光线，尤其增高后的主栅再加上焊带厚度，将会遮挡更多的斜射光线。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术在解决栅线电极电阻与电池遮光面积之间相互制约问题时存在的具有隐裂风险或对斜光光照仍有遮光的问题，提供一种具有嵌入式栅线电极的柔性CIGS薄膜电池，该薄膜电池通过增大栅线电极与透明表面电极层的接触面积，实现了电池上表面栅线电极尺寸很小的情况下仍具有低的电阻和良好的导电性能。

技术方案：本发明所述的具有嵌入式栅线电极的柔性CIGS薄膜电池，所述薄膜电池包括CIGS光吸收层和透明表面电极层，所述薄膜电池的CIGS光吸收层在丝印导电栅线的位置刻蚀有线槽结构，所述透明表面电极层在与线槽结构对应的位置处设有向下凸的线状凹槽，向下凸的线状凹槽嵌入CIGS光吸收层的线槽结构中，导电栅线的下端部嵌入线状凹槽中，导电栅线的上端部向上延伸至线状凹槽外。

其中，所述薄膜电池沿纵向由下至上依次包括基板、背电极层、反射层、CIGS光吸收层、缓冲层以及透明表面电极层；所述透明表面电极层依次包括透明表面电极高阻抗层和透明表面电极低阻抗层，所述导电栅线包括位于线状凹槽内的下端部和伸出线状凹槽的上端部，所述导电栅线上端部与低阻抗层连接，导电栅线下端部与高阻抗层连接。

其中，导电栅线上端部的横截面呈半圆形或矩形，所述导电栅线下端部的横截面呈矩形。

其中，所述导电栅线上端部为银栅线；所述导电栅线下端部为银栅线或为掺杂有钠的银栅线，当为掺杂有钠的银栅线时，钠掺杂在银栅线的下端。

其中，所述导电栅线丝印在电池上，形成栅线电极；栅线电极为含至少一个主栅线的栅线电极或栅线电极为无主栅栅线电极。

其中，栅线电极中的细栅线对应的线状凹槽的内径为49～79um，深度为1.75～2.25um；栅线电极中的主栅线对应的线状凹槽的内径为999～1499um，深度为1.75～2.25um。