專利名稱：一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種薄膜太陽(yáng)能電池組件，特別是涉及一種透光型、能夠作為光 伏建筑一體化使用和農(nóng)業(yè)大棚使用的薄膜太陽(yáng)能電池組件。
背景技術(shù)：
目前，薄膜類太陽(yáng)能電池通常采用較厚的金屬層作為背接觸電極，因金屬層的高 反射，可以使未被光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)域吸收的光線再次入射到該層，從而提高太陽(yáng)能電池效 率。但此結(jié)構(gòu)的電池對(duì)光不透過(guò)，無(wú)法作為光伏建筑一體化及農(nóng)業(yè)大棚頂棚使用。目前， 已有關(guān)于透光型薄膜太陽(yáng)能電池的相關(guān)技術(shù)報(bào)道，其結(jié)構(gòu)一般包括透明基板、透明導(dǎo)電層、 背面電極以及位于透明導(dǎo)電層與背面電極之間的光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)，背面電極都是采用金屬 膜。金屬膜厚度一般為100 250nm，此厚度的金屬膜對(duì)光線完全阻隔，要想達(dá)到透光的效 果，需再采用激光切割的方式去除部分背電極，但此種做法皆為在采用較厚金屬背電極基 礎(chǔ)上，另外增加工序除去部分金屬層，此類制作方法一方面復(fù)雜了制備工序，另一方面造成 原材料的浪費(fèi)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是想克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種改進(jìn)的薄膜太 陽(yáng)能電池組件，該電池組件不僅透光效果好，而且制作流程簡(jiǎn)單，可節(jié)省原材料。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的所采用的技術(shù)方案是一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池 組件，包括透明基板、第一電極層、背面電極層以及位于第一電極層與背面電極層之間的光 電轉(zhuǎn)換電池區(qū)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是所述的背面電極層采用高透過(guò)、高導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜，該透 明導(dǎo)電膜是由第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜、金屬膜及第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜構(gòu)成的。本實(shí)用新型在背面電極層14的層面上還涂有一層密封材料12，背面密封板15覆 蓋在密封材料12上。所述的密封材料可采用聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂材料(PVB)或乙烯-醋 酸乙烯共聚物材料(EVA)中的至少一種；所述的背面密封板可采用玻璃背板。所述的透明導(dǎo)電氧化物薄膜可采用三氧化二銦(In2O3)基薄膜、二氧化錫(SnO2) 基薄膜、氧化鋅(ZnO)基薄膜等氧化物薄膜。所述的金屬膜可選擇銀、鋁、銅或銀銅合金等所述的第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜、金屬膜、第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜順次沉 積在光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)之上，形成第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜/金屬膜/第二層透明導(dǎo)電氧 化物薄膜的層狀結(jié)構(gòu)。其中，第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜的厚度在20 300nm之間；第二層透明導(dǎo)電氧 化物薄膜的厚度在20 300nm之間；金屬膜的厚度在5 30nm之間。本實(shí)用新型由于采用了透明導(dǎo)電膜作為背面電極層，而透明導(dǎo)電膜中的金屬膜的 厚度在5-30nm之間，大大低于現(xiàn)有技術(shù)中的金屬膜(100 250nm)厚度，該厚度的金屬膜 具有較好的透光效果，能完全達(dá)到透光型電池的透光要求。因此省去了現(xiàn)有技術(shù)中采用激光切割的方式去除部分背電極金屬膜的工序，節(jié)省了原料成本。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相 比，具有制做工藝簡(jiǎn)單，原料成本低，透光效果好等優(yōu)點(diǎn)，適于大面積生產(chǎn)，具有十分廣闊的 市場(chǎng)前景。
圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，然而，所述實(shí)施 例不應(yīng)以限制的方式解釋。從圖1給出的實(shí)施例中可以看出，彼此串聯(lián)的多顆電池，在這些電池之間暴露出 透明基板的多條Y方向開(kāi)口。透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件包括基板1、第一電極層2、光電 轉(zhuǎn)換電池區(qū)13及背面電極層14。其中，第一電極層2配置在透明基板1上，光電轉(zhuǎn)換電池 區(qū)13配置在第一電極層2之上，背面電極層14配置在光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13之上，三個(gè)溝槽 3、7、11皆在Y方向上，且相互平行。在背面電極層14的層面上還涂有一層密封材料12，背 面密封板15覆蓋在密封材料12上。背面電極層14采用高透過(guò)、高導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜， 該透明導(dǎo)電膜是由第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜8、金屬膜9及第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜 10構(gòu)成的。溝槽3分隔第一電極層2，在第一電極層2和光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13的界面上具有開(kāi) 口，且以透明基板1的表面作為底面，溝槽3由光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13 (硅系薄膜)添埋，將相 鄰的第一電極層2相互絕緣。溝槽11分割光電轉(zhuǎn)換層13及背面電極層14，在背面電極層14的界面上具有開(kāi) 口，且以第一電極層2的表面作為底面。溝槽7設(shè)于溝槽3及溝槽11之間，分割光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13，在光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13 和背面電極層14的界面上具有開(kāi)口，并且以第一電極層2的表面作為底面，該溝槽7由背 面電極層14所添埋。光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13是由ρ型半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體i、n型半導(dǎo)體堆迭形成p-i-η的 結(jié)構(gòu)，背電極層14則由第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜8、金屬膜9、第二層透明導(dǎo)電氧化物薄 膜10三層構(gòu)成，三層膜的厚度分別為20 300nm、5 30nm、20 300nm。具體加工工藝如下首先，在透明基板1上采用蒸鍍法、化學(xué)氣相淀積法、或?yàn)R射法等其本身已經(jīng)公知 的氣相淀積法形成第一電極層2，膜層厚度為500 lOOOnm，或直接采用已沉積過(guò)透明導(dǎo)電 氧化物薄膜的玻璃，然后，采用激光劃線方式移除部分第一電極層，以形成可將第一電極層 分隔成多個(gè)帶狀電極材料的多條第一 Y方向開(kāi)口的溝槽3，槽寬30 60 μ m ；接著，采用例如等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝，利用乙硼烷、甲烷、硅烷、磷烷、氫 氣等以P型、i型、η型的順序至少沉積一次非晶硅以及/或多晶硅，形成如圖1所示的光電 轉(zhuǎn)換電池區(qū)域ρ層4、i層5和η層6，覆蓋第一電極及第一 Y方向開(kāi)口的溝槽3。采用激光 劃線方式移除部分光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13，以于第一電極層2的上方形成相對(duì)平行第一 Y方向 開(kāi)口溝槽3的多條第二 Y方向開(kāi)口的溝槽7，槽寬30 60 μ m ；[0020]之后，采用例如蒸鍍法或直流磁控濺射工藝，順次沉積背面電極層14(高透過(guò)、高 導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜)的第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜8例如氧化鋅摻鎵層、金屬膜9例如 銀層、第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜10例如氧化鋅摻鎵層。例如，背電極層14的沉積采用直流磁控濺射工藝，第一、第二層透明導(dǎo)電氧化物 的濺射功率為1 5kw，濺射過(guò)程中使用氧氣與氬氣的混合氣體，氣體壓強(qiáng)控制在0. 1 1. OPa范圍內(nèi)；金屬膜的濺射功率為0. 5 5kW，濺射過(guò)程中使用純氬氣，氣體壓強(qiáng)控制在 0. 1 1. OPa范圍內(nèi)。最后形成三層合計(jì)厚度約為45 630nm的高透過(guò)、高導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜，其中， 第一層透明導(dǎo)電氧化物膜的厚度為20 300nm，第二層透明導(dǎo)電氧化物膜的厚度為20 300nm，金屬膜層的厚度為5 30nm。背面電極層14覆蓋光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13及第二 Y方向開(kāi)口的溝槽7。采用激光劃 線方式移除部分背面電極層14與部分光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13，以形成暴露出第一電極表面的 多條第三Y方向開(kāi)口的溝槽11，槽寬30 60 μ m。最后，在背面電極層14的層面上涂一層密封材料12，用背面密封板15如玻璃背板 進(jìn)行層壓，從而形成可靠性良好的透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件。密封層壓材料12可選用聚 乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂材料(PVB)或乙烯-醋酸乙烯共聚物材料(EVA)等。本實(shí)用新型可按現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的任何常規(guī)方法從背板中引出接線端，接上接線品.ο上述的透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件的第一電極層2為透明導(dǎo)電氧化物層，可采用 三氧化二銦(In2O3)基薄膜、二氧化錫(SnO2)基薄膜、氧化鋅(SiO)基薄膜等透明導(dǎo)電氧化 物薄膜材料。第一電極層2可以是單層，也可以是多層結(jié)構(gòu)。光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)13可采用單層結(jié)構(gòu)或堆迭層結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)例如是非 結(jié)晶硅及其合金、硫化鎘、銅銦鎵二硒、銅銦二硒、碲化鎘或有機(jī)材料等。本實(shí)用新型的背面電極采用高透過(guò)、高導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜，也即采用第一層透 明導(dǎo)電氧化物薄膜、金屬膜、第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜三層順次沉積在光電轉(zhuǎn)換電池區(qū) 之上的方法制作，適合在現(xiàn)有公開(kāi)的任何透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件中加工背面電極中使 用，也即，任何透明太陽(yáng)能電池組件的背面電極采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，都可以使其電池組 件在原有的基礎(chǔ)上達(dá)到透光性好，工藝簡(jiǎn)單、節(jié)約原料成本的目的。本實(shí)用新型所述的各種工藝方法如等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝等，皆為本領(lǐng)域 內(nèi)的普通專業(yè)技術(shù)人員所公知，這里不再詳細(xì)介紹。本實(shí)用新型可在原有工序基礎(chǔ)上使用，既可降低原物料的使用成本，又能實(shí)現(xiàn)電 池組件透光的效果。
權(quán)利要求1.一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件，包括透明基板(1)、第一電極層O)、背面電極層 (14)以及位于第一電極層O)與背面電極層(14)之間的光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)(13)，其特征是 所述的背面電極層(14)采用高透過(guò)、高導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜，該透明導(dǎo)電膜是由第一層透 明導(dǎo)電氧化物薄膜(8)、金屬膜(9)及第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜(10)構(gòu)成的。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件，其特征在于在背面電極層 (14)的層面上涂有一層密封材料(12)，背面密封板(1 覆蓋在密封材料(1 上。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述的背面密 封板(1 為玻璃背板。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述的第一電 極層⑵為透明導(dǎo)電氧化物。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述的第一層 透明導(dǎo)電氧化物薄膜(8)、金屬膜(9)、第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜(10)順次沉積在光電轉(zhuǎn) 換電池區(qū)(1 之上，形成透明導(dǎo)電氧化物薄膜(8)/金屬膜(9)/透明導(dǎo)電氧化物薄膜(10) 的層狀結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件，其特征在于第一層透明導(dǎo) 電氧化物薄膜的厚度在20 300nm之間；第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜的厚度在20 300nm 之間；金屬膜的厚度在5 30nm之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種透光型薄膜太陽(yáng)能電池組件，包括透明基板(1)、第一電極層(2)、背面電極層(14)以及位于第一電極層(2)與背面電極層(14)之間的光電轉(zhuǎn)換電池區(qū)(13)，其特征是所述的背面電極層(14)采用高透過(guò)、高導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜，該透明導(dǎo)電膜是由第一層透明導(dǎo)電氧化物薄膜(8)、金屬膜(9)及第二層透明導(dǎo)電氧化物薄膜(10)構(gòu)成的。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，制做工藝簡(jiǎn)單，原料成本低，透光效果好，適于大面積生產(chǎn)，具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)H01L31/18GK201838599SQ201020252110
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者孔偉, 李文艷, 李愛(ài)麗, 江明政, 耿梅艷, 陳鉅昆, 陶武松 申請(qǐng)人:通用光伏能源(煙臺(tái))有限公司