專利名稱：一種非晶硅薄膜太陽能電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高功率低電壓的非晶硅薄膜太陽能電池組件，屬于太陽能電 池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，太陽能光伏組件越來越多地應(yīng)用于生活領(lǐng)域，如并網(wǎng)發(fā)電、離網(wǎng)式供電、光 伏建筑一體化等。而在離網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)當中，需要依靠蓄電池儲存光伏組件所產(chǎn)生的電能， 并在需要用電的時候輸出至負載。而非晶硅太陽能電池有著成本低、弱光性能突出、高溫性 能好，年度發(fā)電量高(相同功率的非晶硅電池與晶體硅電池比較)等優(yōu)點，在離網(wǎng)式應(yīng)用 中越來越受到青睞。離網(wǎng)式應(yīng)用中的蓄電池電壓以6V，12V居多，特別是針對容量較大的 蓄電池，所需要的電池組件功率較高。對于單塊組件來說，非晶硅薄膜組件一般采用的是通 過激光刻劃將整塊電池分割成很多有一定寬度的電池單元節(jié)，然后進行內(nèi)部串聯(lián)將每個電 池單元節(jié)連接起來獲得所需的電壓和功率，這樣使得整個組件只需要在兩邊的正負極焊接 電源引出線即可，這樣不但減少焊接工作，降低成本，同時也使外形美觀。但由于電池單元 節(jié)的寬度有一個最佳值范圍，既不能過小，也不能過大，電池寬度過小，每節(jié)無效面積增多， 總的有效發(fā)電面積就越少，電池寬度過大，電池材料的橫向不均勻性引起的旁路電導隨面 積的增大而增大，而且透明電極的橫向電阻引起的串聯(lián)電阻也隨面積的增大而增大，因此 都會減少功率輸出，所以對有些將非晶硅薄膜組件應(yīng)用在給低電壓蓄電池充電的獨立系統(tǒng) 中，為了獲得較高功率、低電壓的組件時就會出現(xiàn)組件外形尺寸又細又長的形狀，給使用造 成諸多不便，對于有尺寸要求的組件，更是不得已采用降低功率的辦法滿足低電壓要求。例 如，專利號為ZL200720172723. 5的中國專利公開了一種能滿足大電流、低電壓的疊層太陽 能電池，將兩層子電池內(nèi)部并聯(lián)，解決了現(xiàn)有疊層電池中兩層子電池的電流不匹配問題，但 是該結(jié)構(gòu)只適合疊層太陽能電池。申請?zhí)枮閆L200910105067. 0的中國專利公開了一種異 形太陽能光伏幕墻玻璃及其制造方法，從大規(guī)模集成非晶硅太陽能電池芯板的結(jié)構(gòu)設(shè)計和 工藝上，將有效面積相同的子電池串聯(lián)或節(jié)數(shù)相同、電壓一致的子電池并聯(lián)，可以實現(xiàn)規(guī)模 化生產(chǎn)，該異形太陽能光伏幕墻玻璃從縱向上分為多個光伏組件，且光伏組件通過導電帶 實現(xiàn)外部并聯(lián)，但未公開非晶硅薄膜太陽能電池在橫向上由多個小電池組件內(nèi)部串聯(lián)、外 部并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。因此，需要設(shè)計一種新型的非晶硅薄膜太陽能電池組件(簡稱電池組件)， 在橫向上由多個小電池組件內(nèi)部串聯(lián)、外部并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，在一定尺寸要求下，使該電池組件 具有高功率和低電壓的特性，且這種結(jié)構(gòu)既適合疊層電池，又適用于單結(jié)電池。

實用新型內(nèi)容本實用新型的任務(wù)是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、適用于疊層 電池和單結(jié)電池的高功率、低電壓的非晶硅薄膜太陽能電池組件。為了實現(xiàn)本實用新型的任務(wù)，采用的技術(shù)方案是設(shè)計一種非晶硅薄膜太陽能電 池組件，包括在絕緣基板上順序沉積的前電極、非晶硅薄膜層、背電極及封裝層，其特征在于所述的太陽能電池組件由至少兩個小電池并聯(lián)組成，每個小電池由多個內(nèi)部串聯(lián)的電池 單元節(jié)構(gòu)成，相鄰小電池內(nèi)的前電極、非晶硅薄膜層、背電極的溝道分布位置鏡像對稱，且 相鄰小電池之間具有共用電極，太陽能電池組件的正負電極由導電帶引出。所述相鄰小電池兩端的電池單元節(jié)上設(shè)有同一極性的電極，由匯流導電帶引出。所述共用電極上的導電帶的寬度大于相鄰小電池兩端電池單元節(jié)上的導電帶的 寬度。所述太陽能電池組件的背電極與封裝層之間夾有膠膜。所述太陽能電池組件是非晶硅疊層太陽能電池組件。所述匯流導電帶下設(shè)有防止小電池短路的絕緣帶，該絕緣帶為PET絕緣層。本實用新型的有益效果是非晶硅薄膜太陽能電池組件內(nèi)部串聯(lián)，外部并聯(lián)，結(jié)構(gòu) 簡單，具有高功率、低電壓的特性，可以滿足不同客戶的需求，應(yīng)用廣泛，既可適用于疊層太 陽能電池組件，又可應(yīng)用于單結(jié)非晶硅太陽能電池組件。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例1的示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是實施例2的示意圖；圖5是圖4的俯視圖；圖6是圖4的截面示意圖；圖7是實施例3的示意圖；圖8是圖7的俯視圖；圖9是圖7的截面示意圖；圖10是現(xiàn)有非晶硅薄膜太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1至圖10中，基板1，前電極2，非晶硅薄膜層3，背電極4，膠膜5，封裝層6，導 電帶7，背電極的隔離溝道8，非晶硅薄膜層的溝道9，前電極的隔離溝道10，絕緣帶11，非晶 硅薄膜太陽能電池組件兩端的電池單元節(jié)31，中間電池單元節(jié)32，具有共用電極的電池單 元節(jié)33，相鄰小電池兩端的電池單元節(jié)上的導電帶71，共用電極上的導電帶72，匯流導電 帶73。
具體實施方式
實施例1 本實用新型非晶硅薄膜太陽能電池組件，包括在絕緣基板上順序沉積的前電極、 非晶硅薄膜層、背電極及封裝層，該太陽能電池組件由至少兩個小電池并聯(lián)組成，每個小電 池由多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元構(gòu)成，相鄰小電池內(nèi)的前電極、非晶硅薄膜層、背電極的溝道 分布位置相反，且相鄰小電池具有一個共用電極，太陽能電池組件的正負電極由導電帶引 出。具體的說是根據(jù)客戶對電壓的要求，采用內(nèi)部串聯(lián)、外部并聯(lián)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，將一個電 池組件分成多個外部并聯(lián)的小電池，相鄰小電池具有共用的電極，每個小電池由多個內(nèi)部 串聯(lián)連接的電池單元節(jié)構(gòu)成，這樣可以獲得高功率、低電壓的組件。[0024]如圖1至圖3所示，非晶硅薄膜太陽能電池組件由兩個小電池組成，其兩端的小電 池上的電池單元節(jié)31具有同一極性的電極，33為共用的電極，由導電帶72、73將電池組件 的電流引出至負載。見圖2，是共用負極的非晶硅薄膜太陽能電池組件，在基板1上濺鍍透 明導電層形成前電極2，并采用紅外激光對前電極2進行絕緣刻劃，兩端的小電池上的電池 單元節(jié)31均為正極，32為中間電池單元節(jié)，具有最優(yōu)寬度，33為共用負極。電池單元節(jié)31 的寬度比中間單元節(jié)32的寬度小，電池單元節(jié)31的寬度可比其上的導電帶71稍寬2-5mm 即可；而共用負極33匯流了兩個小電池的電流，故共用電極所在的電池單元節(jié)的寬度為中 間電池單元節(jié)寬度的2倍或者比2倍稍寬2-5mm。沉積完非晶硅薄膜層3后，用綠激光對 其進行刻劃，形成非晶硅薄膜層的溝道9 ；濺鍍完背電極層4后，用綠激光對非晶硅薄膜層3 及背電極層4同時進行刻劃，形成背電極的隔離溝道8。而實現(xiàn)兩個小電池共用同一負極， 兩端均為正極的設(shè)計，主要依靠背電極的隔離溝道8、非晶硅薄膜層的溝道9以及透明前電 極的隔離溝道10在電池組件左右兩個小電池的相對位置不同而實現(xiàn)，如在左邊小電池的 每個電池單元節(jié)中，從左至右依次是透明前電極的隔離溝道10，非晶硅薄膜層的溝道9，背 電極的隔離溝道8;如在右邊小電池的每個電池單元節(jié)中，前電極、非晶硅薄膜層和背電極 的溝道分布位置與左邊小電池相反，右邊小電池中，從左至右依次是背電極的隔離溝道8， 非晶硅薄膜層的溝道9，透明前電極的隔離溝道10，即相鄰小電池內(nèi)的前電極、非晶硅薄膜 層、背電極的溝道分布位置鏡像對稱。完成所有的激光刻劃后，在電池兩端正極和共用負極 上分別焊上導電帶71、72，其中引出電池正極的導電帶71通過匯流導電帶73匯集輸出，匯 流導電帶73下粘帖有防止小電池之間短路的絕緣帶，絕緣帶可以采用PET或其他起絕緣作 用的材料制成。匯流導電帶73和共用負極上的導電帶72分別作為太陽能電池的正負極引 出線。根據(jù)電流配置不同，導電帶72、73上的電流為導電帶71上的兩倍左右，故導電帶72、 73的寬度比導電帶71寬(導電帶的厚度相同)，降低電路中能量損失。最后利用層壓或者 高壓釜工藝將基板1、前電極2、非晶硅薄膜層3、背電極4、膠膜5以及封裝層6形成夾膠組 件。采用外形尺寸為707mmX 1640mm的非晶硅太陽能電池組件，給12V的蓄電池充電， 要求電池組件的工作電壓是16-19V，若是將電池采用傳統(tǒng)的內(nèi)部串聯(lián)方式，電池單元節(jié)的 寬度為10mm，該電池組件的工作電壓為38-40V。而采用了本實用新型設(shè)計的共用負極的電 池組件結(jié)構(gòu)，相同組件尺寸，相同電池單元節(jié)寬度的電池組件工作電壓為18-19V，組件功率 與傳統(tǒng)內(nèi)部串聯(lián)方式的組件功率基本一致，滿足給低電壓蓄電池充電要求。實施例2 見圖4至圖6，是共用正極的薄膜組件，與圖2所示的共用負極的薄膜組件基本一 致，主要區(qū)別在于兩端小電池上的電池單元節(jié)31均為負極，33為共用正極，且電池單元節(jié) 31，32，33均為具有最優(yōu)寬度。沉積完非晶硅薄膜層3后，用綠激光對其進行刻劃，形成非晶 硅薄膜層的溝道9 ；濺鍍完背電極層4后，用綠激光對非晶硅薄膜層3及背電極層4同時進 行刻劃，形成背電極的隔離溝道8。本實施例兩個小電池共用同一正極，兩端均為負極的這 種設(shè)計，主要依靠背電極4的隔離溝道8、非晶硅薄膜層3的溝道9以及透明前電極2的隔 離溝道10在兩個小電池的相對位置不同而實現(xiàn)，如在左邊小電池的每個電池單元節(jié)中，從 左至右依次是背電極的隔離溝道8，非晶硅薄膜層的溝道9，透明前電極的隔離溝道10 ；而 在右邊小電池的每個電池單元節(jié)中，從左至右依次是透明前電極的隔離溝道10，非晶硅薄
5膜層的溝道9，背電極的隔離溝道8，即相鄰小電池內(nèi)的前電極、非晶硅薄膜層、背電極的溝 道分布位置鏡像對稱。采用外形尺寸為707mmX 1640mm的電池組件，給12V的蓄電池充電，要求電池組 件的工作電壓是16-19V，若是將電池采用傳統(tǒng)的內(nèi)部串聯(lián)方式，電池單元節(jié)的最優(yōu)寬度為 10mm，則該電池組件的工作電壓為38-40V。而采用了本實用新型設(shè)計的共用正極的電池組 件結(jié)構(gòu)，相同組件尺寸，相同電池單元節(jié)寬度的電池組件工作電壓為18-19V，組件功率與傳 統(tǒng)內(nèi)部串聯(lián)方式及共用負極的組件功率基本一致，滿足給低電壓蓄電池充電要求。實施例3 采用外形尺寸為707mmX 1640mm的電池組件，給6V的蓄電池充電，要求電池組件 的工作電壓是9V左右，若是將電池組件采用傳統(tǒng)的內(nèi)部串聯(lián)方式，則該電池組件的工作電 壓為34-36V。本實施例采用三個小電池并聯(lián)，見圖7至圖9，相同組件尺寸，相同電池最優(yōu) 寬度的電池組件工作電壓為9-10V，組件功率與傳統(tǒng)內(nèi)部串聯(lián)方式、共用負極和共用正極的 組件功率基本一致，滿足給低電壓蓄電池充電要求。以上結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上 述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前 提下作出各種變化。
權(quán)利要求1.一種非晶硅薄膜太陽能電池組件，包括在絕緣基板上順序沉積的前電極、非晶硅薄 膜層、背電極及封裝層，其特征在于所述的太陽能電池組件由至少兩個小電池并聯(lián)組成，每 個小電池由多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元節(jié)構(gòu)成，相鄰小電池內(nèi)的前電極、非晶硅薄膜層、背電 極的溝道分布呈鏡像對稱，且相鄰小電池之間具有共用電極，太陽能電池組件的正負電極 由導電帶引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶硅薄膜太陽能電池組件，其特征在于所述相鄰小電池兩 端的電池單元節(jié)上設(shè)有同一極性的電極，由匯流導電帶引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶硅薄膜太陽能電池組件，其特征在于所述共用電極上的 導電帶的寬度大于相鄰小電池兩端電池單元節(jié)上的導電帶的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶硅薄膜太陽能電池組件，其特征在于所述太陽能電池組 件的背電極與封裝層之間夾有膠膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶硅薄膜太陽能電池組件，其特征在于所述太陽能電池組 件是非晶硅疊層太陽能電池組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非晶硅薄膜太陽能電池組件，其特征在于所述的匯流導電帶 下設(shè)有絕緣帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非晶硅薄膜太陽能電池組件，其特征在于所述的絕緣帶為 PET絕緣層。
專利摘要本實用新型涉及一種高功率低電壓的非晶硅薄膜太陽能電池組件，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。非晶硅薄膜太陽能電池組件包括在絕緣基板上順序沉積的前電極、非晶硅薄膜層、背電極及封裝層，其特征在于所述的太陽能電池組件由至少兩個小電池并聯(lián)組成，每個小電池由多個內(nèi)部串聯(lián)的電池單元節(jié)構(gòu)成，相鄰小電池內(nèi)的前電極、非晶硅薄膜層、背電極的溝道分布呈鏡像對稱，且相鄰小電池之間具有共用電極，太陽能電池組件的正負電極由導電帶引出。本實用新型采用內(nèi)部串聯(lián)、外部并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，具有高功率、低電壓的特性，可以滿足不同客戶的需求，應(yīng)用廣泛，既可適用于疊層太陽能電池組件，又可應(yīng)用于單結(jié)非晶硅太陽能電池組件。
文檔編號H01L31/0224GK201788988SQ20102029466
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者吳志武, 康曉軍, 李全相, 李毅, 郭權(quán)發(fā) 申請人:深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司