專利名稱：非晶硅太陽電池組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非晶硅太陽電池組件及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前在光電轉(zhuǎn)換技術(shù)方面，廣泛使用非晶硅太陽電池。由于非晶硅單體電池單元的輸出電壓較小，使用時還需要將數(shù)個單體電池單元串聯(lián)成組件才能滿足實際使用的需要。圖1和2示出了現(xiàn)有的非晶硅太陽電池組件。圖1為現(xiàn)有的非晶硅太陽電池組件的正視圖。圖2為圖1的非晶硅太陽電池組件的A-A線剖視圖。如圖2所示，該非晶硅太陽電池組件的非晶硅單體電池單元包括玻璃基板10、TC0膜12 (Transparent Conductive Oxide ； 透明導(dǎo)電膜)、非晶硅層14和B⑶(Back Contact ；背電極)層16。在非晶硅太陽電池組件制造過程中，通過介質(zhì)沉積工藝和對應(yīng)的激光刻劃工藝，形成多個串聯(lián)連接的非晶硅單體電池單元，即形成如圖1所示的非晶硅太陽電池組件。非晶硅的半導(dǎo)體特性決定了非晶硅薄膜太陽電池組件電壓比較高，而電流較小。 在離網(wǎng)光伏系統(tǒng)中，所使用的儲能單元一般是12V的蓄電池，要滿足對兩個串聯(lián)的12V蓄電池充電，開路電壓為48V的非晶硅太陽電池組件是最合適的，現(xiàn)有技術(shù)的非晶硅太陽能電池組件的開路電壓通常為96V，無法滿足離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的蓄電池對充電電壓的需求，另外蓄電池需較大的充電電流，開路電壓為96V的非晶硅太陽能電池組件也無法滿足蓄電池對充電電流的需求。因此，如何提供一種非晶硅太陽電池組件及其制造技術(shù)以滿足離網(wǎng)光伏系統(tǒng)對充電電壓和充電電流的需求，提高非晶硅太陽電池組件所產(chǎn)生電能的利用效率，已成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種太陽電池組件及其制造方法，可以滿足離網(wǎng)光伏系統(tǒng)對充電電壓和充電電流的需求，并可提高非晶硅太陽電池組件所產(chǎn)生電能的利用效率。本發(fā)明提供一種非晶硅太陽電池組件，包括依次層疊的玻璃基板、TCO膜、非晶硅層和B⑶層，還包括貫穿TCO膜、非晶硅層和B⑶層且連通的第一溝槽、第二溝槽和第三溝槽，其中第一溝槽橫向排布在組件中部且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，第一溝槽兩端均位于組件內(nèi)，第二和第三溝槽分別縱向連接在第一溝槽的兩端且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，第二和第三溝槽的末端均貫通至組件邊緣；第一模塊和第二模塊，通過第一溝槽隔離且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，包含相同數(shù)量且串聯(lián)連接的單體電池單元；以及第三模塊和第四模塊，分別電性連接在第一模塊和第二模塊上且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，并分別通過第二溝槽和第三溝槽與第二模塊和第一模塊隔離，該第三模塊和第四模塊的BCD層均為一體的。優(yōu)選地，在本發(fā)明的太陽電池組件中，該第一模塊和第二模塊的單體電池單元間均通過貫穿非晶硅層和BCD層的激光刻線隔離，該第一溝槽與激光刻線平行。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的太陽電池組件中，該第一溝槽橫向水平排布在組件中部，該第
二溝槽和第三溝槽均與第一溝槽垂直連接。優(yōu)選地，在本發(fā)明的太陽電池組件中，該第二溝槽和第三溝槽分別位于第一溝槽的左上側(cè)和右下側(cè)，該第一模塊和第二模塊分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)，該第三模塊和第四模塊分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)。優(yōu)選地，在本發(fā)明的太陽電池組件中，該第二溝槽和第三溝槽分別位于第一溝槽的左下側(cè)和右上側(cè)，該第一模塊和第二模塊分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)，該第三模塊和第四模塊分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)。優(yōu)選地，在本發(fā)明的太陽電池組件中，第一模塊的面積大于第四模塊的面積。本發(fā)明提供一種制造太陽電池組件的方法，包括步驟提供玻璃基板；在玻璃基板上形成TCO膜；對TCO膜進(jìn)行第一道激光刻劃；沉積非晶硅層；對非晶硅層進(jìn)行第二道激光刻劃；沉積BCD層；對第一模塊和第二模塊對應(yīng)的非晶硅層和BCD層進(jìn)行第三道激光刻劃；對B⑶層、非晶硅層、TCO膜進(jìn)行第四道激光刻劃形成連通的第一、第二和第三溝槽。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，第一溝槽平行于第三道激光刻劃所形成的激光刻線。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，該第一溝槽橫向水平形成在組件中部，第二溝槽和第三溝槽均與第一溝槽垂直連接。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，該第二溝槽和第三溝槽分別形成在第一溝槽的左上側(cè)和右下側(cè)。優(yōu)選地，該第二溝槽和第三溝槽分別形成在第一溝槽的左下側(cè)和右上側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)中所有的單體電池單元均串聯(lián)連接無法滿足離網(wǎng)光伏系統(tǒng)對充電電壓和充電電流的需求相比，本發(fā)明的非晶硅太陽電池組件形成了并聯(lián)連接的第一模塊和第二模塊，第一和第二模塊均包含相同數(shù)量且串聯(lián)連接的單體電池單元，從而降低了充電電壓提高了充電電流，有效滿足了離網(wǎng)光伏系統(tǒng)對充電電壓和充電電流的需求，提高了組件所產(chǎn)生電能的利用效率。


圖1為現(xiàn)有的非晶硅太陽電池組件的正視圖；圖2為沿圖1中A-A線的剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的示意性實施例的太陽電池組件的正視圖；圖4為沿圖3中I-I線的剖視圖；圖5為沿圖3中N-N線的剖視圖；圖6為沿圖3中M-M線的剖視圖。圖7為本發(fā)明的非晶硅太陽電池組件的制造方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中相同的參考標(biāo)號表示相同的元件。本文中的術(shù)語“橫向”和“縱向”是參考太陽電池組件的正視圖并且相對與激光刻線的方向而定，“左”、“右”、“上”、“下”是參考太陽電池組件的正視圖及組件中心點(diǎn)而定。為了簡化描述和示例，在圖3至圖6中將非晶硅太陽能電池組件示為具有四個單體電池單元進(jìn)行說明。但是本發(fā)明并沒有將單體電池單元的數(shù)量限定為四個，可以根據(jù)實際需要適當(dāng)增減。下面將結(jié)合圖3至圖6詳細(xì)描述本發(fā)明的示意性實施例。參見圖3至圖6，圖3為根據(jù)本發(fā)明的示意性實施例的非晶硅太陽電池組件的正視圖；圖4至圖6分別為沿圖3中I-I線、N-N線和M-M線的剖視圖，本發(fā)明的非晶硅太陽電池組件包括依次層疊的玻璃基板10、TCO膜12、非晶硅層14和B⑶層16，還包括第一溝槽 G1、第二溝槽G2、第三溝槽G3、第一模塊20、第二模塊22、第三模塊M和第四模塊沈。所述非晶硅層14優(yōu)選為PIN非晶硅層，包括P層非晶硅膜、I層非晶硅膜和N層非晶硅膜。所述TCO膜優(yōu)選為ITCKSn-doped In2O3 ；錫摻雜三氧化銦)、ZnO或Sr^2膜。第一溝槽G1、第二溝槽G2和第三溝槽G3相互連通且貫穿TCO膜12、非晶硅層14 和B⑶層16，第一溝槽Gl橫向排布在組件中部且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，第一溝槽Gl兩端均位于太陽電池組件內(nèi)，第二和第三溝槽G2和G3分別縱向連接在第一溝槽Gl的兩端且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，第二和第三溝槽G2和G3的末端均貫通至組件邊緣。在本實施例中，第一溝槽Gl橫向平行排布在組件中部，第二和第三溝槽G2和G3 均與第一溝槽Gl垂直連接。在本實施例中，第二和第三溝槽G2和G3分別位于第一溝槽Gl的左上側(cè)和右下側(cè)，第一模塊20和第二模塊22分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)，第三模塊M和第四模塊 26分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)?？商鎿Q地，在本發(fā)明另一實施例中，第二溝槽G2和第三溝槽G3分別位于第一溝槽 Gl的左下側(cè)和右上側(cè)，第一模塊20和第二模塊22分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)，第三模塊M和第四模塊沈分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)。在本實施例中，所述第一模塊20和第二模塊22的面積相等，所述第三模塊M和第四模塊26的面積相等，所述第一模塊20的面積大于第四模塊沈的面積。第一模塊20和第二模塊22通過第一溝槽Gl隔離且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，包含相同數(shù)量且串聯(lián)連接的單體電池單元，所述單體電池單元平行于第一溝槽Gl排布。第三模塊M和第四模塊沈分別電性連接在第一模塊20和第二模塊22上且沿組件中心點(diǎn)中心對稱分布，并分別通過第二溝槽G2和第三溝槽G3與第二模塊22和第一模塊 20隔離。所述第一模塊20和第二模塊22的單體電池單元間均通過貫穿非晶硅層和B⑶層的激光刻線L隔離，所述激光刻線L與第一溝槽Gl平行。繼續(xù)參見圖5和圖6，所述第三模塊M和第四模塊沈的B⑶層16均為一體的， 其上并未進(jìn)行針對B⑶層16的第三道激光刻劃(P； )，第三模塊M通過其對應(yīng)的B⑶層16 電性連接至第一模塊20的正電極(P)上，第四模塊沈通過其對應(yīng)的BCD層16電性連接至第二模塊22的負(fù)電極(N)上。本發(fā)明的示意性實施例的太陽電池組件通過第一溝槽G1、第二溝槽G2和第三溝槽G3的設(shè)置，將組件劃分成并聯(lián)連接的第一模塊20和第二模塊22，并通過第三模塊M和第四模塊26分別將第一模塊20和第二模塊22的電極引出。與圖1、2中所示出的現(xiàn)有的非晶硅太陽電池組件相比，圖3所示的非晶硅太陽電池組件的開路電壓為現(xiàn)有電壓的一半，而所提供的電流為現(xiàn)有電流的兩倍。當(dāng)現(xiàn)有的太陽電池組件開路電壓為96V時，與其具有相同數(shù)量的單體電池單元的本發(fā)明的非晶硅太陽電
6池組件的開路電壓為48V，能很好的滿足離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的蓄電池對充電電壓和充電電流的需求。上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以對第一溝槽G1、第二溝槽G2和第三溝槽G3進(jìn)行修改。第一溝槽G1、第二溝槽G2和第三溝槽G3的位置包括但不限于下述位置第一溝槽也可以與第一模塊或第二模塊的激光刻線L成一定角度。優(yōu)選地，所述角度大于0°且小于90° ；第二溝槽G2和第三溝槽G3可以不垂直于第一溝槽G1，與第一溝槽Gl成一定角度，優(yōu)選地，所述角度大于0°且小于90°或大于90°且小于180°。圖7為制造圖3所示的非晶硅太陽電池組件的制造方法的流程圖，本發(fā)明的非晶硅太陽電池組件的制造方法首先進(jìn)行步驟Si，提供玻璃基板。接著繼續(xù)步驟S2，在玻璃基板上形成TCO膜。所述TCO膜優(yōu)選為ΙΤ0、Ζη0或SnA膜。接著繼續(xù)步驟S3，對TCO膜進(jìn)行第一道激光刻劃。接著繼續(xù)步驟S4，沉積非晶硅層。所述非晶硅層優(yōu)選為PIN非晶硅層，包括P層非晶硅膜、I層非晶硅膜和N層非晶硅膜。接著繼續(xù)步驟S5，對非晶硅層進(jìn)行第二道激光刻劃。接著繼續(xù)步驟S6，沉積B⑶層。接著繼續(xù)步驟S7，對第一模塊和第二模塊對應(yīng)的非晶硅層和B⑶層進(jìn)行第三道激光刻劃。在本實施例中，第一溝槽平行于第三道激光刻劃所形成的激光刻線。接著繼續(xù)步驟S8，對B⑶層、非晶硅層、TCO膜進(jìn)行第四道激光刻劃形成連通的第
一、第二和第三溝槽。在本實施例中，所述第一溝槽橫向水平形成在組件中部，所述第二溝槽和第三溝槽均與第一溝槽垂直連接。完成步驟S8后，所述第一模塊和第二模塊通過第一溝槽隔離，第三模塊和第四模塊分別通過第二溝槽和第三溝槽與第二模塊和第一模塊隔離。從而實現(xiàn)使得第一模塊和第二模塊并聯(lián)連接，并通過第三模塊和第四模塊分別將第一模塊和第二模塊的電極引出的技術(shù)效果。上述僅為圖3所示的非晶硅太陽電池組件的制造方法的優(yōu)選實施例，并沒有對步驟S1-S8的執(zhí)行順序進(jìn)行限定，可以對其中的步驟順序進(jìn)行修改。例如，可替換地，在本發(fā)明的另一實施例中，可以先執(zhí)行步驟S8，對BCD層、非晶硅層、TCO膜進(jìn)行第四道激光刻劃形成連通的第一、第二和第三溝槽及第三和第四模塊，然后執(zhí)行步驟S7，對第一模塊和第二模塊對應(yīng)的非晶硅層和BCD層進(jìn)行第三道激光刻劃形成第一模塊和第二模塊。此時同樣可以使第一模塊和第二模塊通過第一溝槽隔離，第三模塊和第四模塊分別通過第二溝槽和第三溝槽與第二模塊和第一模塊隔離，從而實現(xiàn)使得第一模塊和第二模塊并聯(lián)連接的技術(shù)效果。第二溝槽G2和第三溝槽G3可分別位于第一溝槽Gl的左上側(cè)和右下側(cè)，相應(yīng)地第一模塊20和第二模塊22分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)，第三模塊M和第四模塊沈分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)。可替換地，第二溝槽G2和第三溝槽G3也可分別位于第一溝槽Gl的左下側(cè)和右上側(cè)，相應(yīng)地第一模塊20和第二模塊22分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)，第三模塊M和第四模塊26分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)。 鑒于這些教導(dǎo)，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易想到本發(fā)明的其它實施例、組合和修改。因此，當(dāng)結(jié)合上述說明和附圖進(jìn)行閱讀時，本發(fā)明僅僅由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種非晶硅太陽電池組件，包括依次層疊的玻璃基板、TCO膜、非晶硅層和B⑶層，其特征在于還包括貫穿TCO膜、非晶硅層和B⑶層且連通的第一溝槽、第二溝槽和第三溝槽，其中第一溝槽橫向排布在組件中部且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，第一溝槽兩端均位于組件內(nèi)，第二和第三溝槽分別縱向連接在第一溝槽的兩端且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，第二和第三溝槽的末端均貫通至組件邊緣；第一模塊和第二模塊，通過第一溝槽隔離且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，包含相同數(shù)量且串聯(lián)連接的單體電池單元；以及第三模塊和第四模塊，分別電性連接在第一模塊和第二模塊上且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，并分別通過第二溝槽和第三溝槽與第二模塊和第一模塊隔離，該第三模塊和第四模塊的B⑶層均為一體的。
2.如權(quán)利要求1所述的非晶硅太陽電池組件，其特征在于，該第一模塊和第二模塊的單體電池單元間均通過貫穿非晶硅層和BCD層的激光刻線隔離，其中該第一溝槽與激光刻線平行。
3.如權(quán)利要求1所述的非晶硅太陽電池組件，其特征在于，該第一溝槽橫向水平排布在組件中部，該第二溝槽和第三溝槽均與第一溝槽垂直連接。
4.如權(quán)利要求1所述的非晶硅太陽電池組件，其特征在于，該第二溝槽和第三溝槽分別位于第一溝槽的左上側(cè)和右下側(cè)，該第一模塊和第二模塊分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)，該第三模塊和第四模塊分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的非晶硅太陽電池組件，其特征在于，該第二溝槽和第三溝槽分別位于第一溝槽的左下側(cè)和右上側(cè)，該第一模塊和第二模塊分別位于組件的左上側(cè)和右下側(cè)，該第三模塊和第四模塊分別位于組件的左下側(cè)和右上側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的非晶硅太陽電池組件，其特征在于，所述第一模塊的面積大于第四模塊的面積。
7.—種如權(quán)利要求1-6中任一項所述的非晶硅太陽電池組件的制造方法，其特征在于，包括步驟提供玻璃基板；在玻璃基板上形成TCO膜；對TCO膜進(jìn)行第一道激光刻劃；沉積非晶硅層；對非晶硅層進(jìn)行第二道激光刻劃；沉積BCD層；對第一模塊和第二模塊對應(yīng)的非晶硅層和BCD層進(jìn)行第三道激光刻劃；對B⑶層、非晶硅層、TCO膜進(jìn)行第四道激光刻劃形成連通的第一、第二和第三溝槽。
8.如權(quán)利要求7所述的非晶硅太陽電池組件的制造方法，其特征在于，第一溝槽平行于第三道激光刻劃所形成的激光刻線。
9.如權(quán)利要求7所述的非晶硅太陽電池組件的制造方法，其特征在于，該第一溝槽橫向水平形成在組件中部，該第二溝槽和第三溝槽均與第一溝槽垂直連接。
10.如權(quán)利要求7所述的非晶硅太陽電池組件的制造方法，其特征在于，該第二溝槽和第三溝槽分別形成在第一溝槽的左上側(cè)和右下側(cè)。
11.如權(quán)利要求7所述的非晶硅太陽電池組件的制造方法，其特征在于，該第二溝槽和第三溝槽分別形成在第一溝槽的左下側(cè)和右上側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非晶硅太陽電池組件及其制造方法，該組件包括依次層疊的玻璃基板、TCO膜、非晶硅層和BCD層，還包括連通的第一、第二和第三溝槽，第一至第四模塊。第一溝槽橫向排布在組件中部且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，第二和第三溝槽分別縱向連接在第一溝槽的兩端且沿組件中心點(diǎn)中心對稱；第一和第二模塊通過第一溝槽隔離且沿組件中心點(diǎn)中心對稱且包含相同數(shù)量且串聯(lián)連接的單體電池單元；其BCD層均為一體的第三和第四模塊分別電性連接在第一和第二模塊上且沿組件中心點(diǎn)中心對稱，并分別通過第二和第三溝槽與第二和第一模塊隔離。本發(fā)明可滿足離網(wǎng)光伏系統(tǒng)對充電電壓和充電電流的需求，有效提高了組件所產(chǎn)生電能的利用效率。
文檔編號H01L31/20GK102376807SQ20101025713
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者何悅, 葉松, 王奇, 馬曉光 申請人:尚德太陽能電力有限公司, 無錫尚德太陽能電力有限公司