薄膜太陽能電池模組及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種薄膜太陽能電池模組及其制備方法。其背電極層被多個第一條形槽分割，所述薄膜太陽能電池模組上還開設(shè)有多個第二條形槽，光吸收層、緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層被所述第二條形槽分割，并使部分所述背電極層裸露；所述第一條形槽和第二條形槽將所述薄膜太陽能電池模組分隔成多個太陽能單元電池；所述金屬柵極位于所述透明導(dǎo)電層之上，多個所述金屬柵極分別分布于多個所述太陽能單元電池上，以實現(xiàn)所述透明導(dǎo)電層與所述背電極層之間的電連接。上述薄膜太陽能電池模組通過金屬柵極來收集光吸收層中的光生載流子，可以減小透明導(dǎo)電層的厚度，提高了薄膜太陽能電池模組的透光率。
【專利說明】薄膜太陽能電池模組及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏技術(shù)，特別是涉及一種薄膜太陽能電池模組及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 薄膜太陽能電池一般為多層結(jié)構(gòu)，尤其是化合物薄膜太陽能電池，其一般包括基 板、背電極層、光吸收層、緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層。工作狀態(tài)下陽光從最上層的透明導(dǎo) 電層射入。
[0003] 為了提高輸出電壓，單塊基板上的電池可以通過劃線被分成多個單元電池，多個 單元電池之間相互串聯(lián)，構(gòu)成薄膜太陽電池模組。
[0004] 對于傳統(tǒng)的薄膜太陽能電池模組，其包括3次切割形成的3條溝槽，其分別為溝槽 P1、溝槽P2、溝槽P3。溝槽P1把背電極層切斷為相互絕緣的單元。溝槽P2切割光吸收層、 緩沖層及高阻層，露出下面的背電極層。其后在上面生長的透明導(dǎo)電層把相鄰太陽能單元 電池的背電極層導(dǎo)通。溝槽P3切割開光吸收層、緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層，以隔離開相 鄰的太陽能單元電池。如此形成相互串聯(lián)的太陽能單元電池，即被稱為太陽電池模組。為 了實現(xiàn)太陽能單元電池之間的串聯(lián)具有良好的導(dǎo)電性能，要求透明導(dǎo)電層的厚度比較大， 以實現(xiàn)較高的導(dǎo)電率。上述太陽電池模組再被封裝，并且安裝了用于引出電流電壓的導(dǎo)線 后，即可用于安裝在太陽能發(fā)電站。
[0005] 傳統(tǒng)的薄膜太陽能電池模組中，為了實現(xiàn)較高的導(dǎo)電率，故其上透明導(dǎo)電層不能 夠太薄，例如，以銅鋅錫硫薄膜太陽電池為例，其透明導(dǎo)電層為摻鋁氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜， 其厚度必須達(dá)到1微米左右，但是由于摻鋁氧化鋅的材料特性，導(dǎo)致其對近紅外波段的光 吸收較強，透明導(dǎo)電層越厚，其對透光率的影響就越大，阻擋了進(jìn)入光吸收層中的光線，導(dǎo) 致短路電流下降，因而影響了電池模組的效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于此，有必要提供一種透光率較高的薄膜太陽能電池模組。
[0007] -種薄膜太陽能電池模組，包括依次層疊的基板、背電極層、光吸收層、緩沖層、高 阻層及透明導(dǎo)電層，所述背電極層被多個第一條形槽分割，多個所述第一條形槽間相平行 并且被所述光吸收層、緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層填充，所述薄膜太陽能電池模組上每一 個所述第一條形槽旁邊還平行開設(shè)有一個第二條形槽，所述光吸收層、緩沖層、高阻層及透 明導(dǎo)電層被所述第二條形槽分割，從而使所述第二條形槽底部的所述背電極層裸露；所述 第一條形槽和第二條形槽將所述薄膜太陽能電池模組分隔成多個太陽能單元電池；設(shè)所述 第一條形槽和第二條形槽延伸的方向為所述太陽能單元電池的長度方向，其垂直方向為所 述太陽能單元電池的寬度方向；
[0008] 所述薄膜太陽能電池模組還包括位于所述透明導(dǎo)電層之上、用于收集光生載流子 的多個金屬柵極，所述金屬柵極通過所述第二條形槽的側(cè)壁實現(xiàn)所述透明導(dǎo)電層與相鄰所 述太陽能單元電池的背電極層電連接。
[0009] 在其中一個實施例中，所述金屬柵極包括總條及多個相互間隔的支條；所述總條 在所述太陽能單元電池的長度方向上延伸；所述支條在所述太陽能單元電池的寬度方向上 延伸，所述支條的一端連接于所述總條上。
[0010] 在其中一個實施例中，所述金屬柵極的總條在所述太陽能單元電池的寬度方向上 的長度小于等于所述第一條形槽在所述太陽能單元電池的寬度方向上的長度。
[0011] 在其中一個實施例中，所述透明導(dǎo)電層的厚度為200nm。
[0012] 在其中一個實施例中，所述太陽能單元電池的寬度為10mm?16mm。
[0013] 在其中一個實施例中，所述第一條形槽的寬度為60μπι，所述第二條形槽的寬度為 50 μ m〇
[0014] 在其中一個實施例中，所述金屬柵極的材質(zhì)為鋁、金、銀或銅。
[0015] 在其中一個實施例中，所述支條的寬度為10 μ m，相鄰所述支條之間的間距為 0· 8mm〇
[0016] 同時還提供了一種制備上述薄膜太陽能電池模組的薄膜太陽能電池模組制備方 法。
[0017] 一種薄膜太陽能電池模組制備方法，包括以下步驟：
[0018] 在基板上通過磁控濺射法制備背電極層，并采用激光劃線法或機械劃線法在所述 背電極層上間隔形成多個切斷所述背電極層的第一條形槽；
[0019] 在所述背電極層及所述第一條形槽上制備光吸收層；
[0020] 通過水浴法或濺射法在所述光吸收層上制備緩沖層；
[0021] 通過磁控濺射法在所述緩沖層上制備高阻層；
[0022] 在所述高阻層上制備透明導(dǎo)電層；
[0023] 在每一個所述第一條形槽旁邊通過激光劃線或者機械劃線法，切割所述光吸收 層、緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層，并使得部分背電極層裸露出來，以形成第二條形槽，所述 薄膜太陽能電池模組被所述第一條形槽和第二條形槽分隔成多個太陽能單元電池；
[0024] 通過甩膠工藝，將光刻膠覆蓋于所述透明導(dǎo)電層及所述第二條形槽上，形成光刻 膠層；
[0025] 使用柵極模板通過顯影及定影工藝去除部分光刻膠，在所述光刻膠層上形成柵極 槽；
[0026] 在有所述柵極槽的所述光刻膠層上蒸鍍金屬導(dǎo)電層，并清洗所述光刻膠層，以在 所述透明導(dǎo)電層上形成金屬柵極；所述金屬柵極通過所述第二條形槽的側(cè)壁實現(xiàn)所述透明 導(dǎo)電層與相鄰所述太陽能單元電池的背電極層電連接。
[0027] 在其中一個實施例中，所述支條的寬度為10 μ m，相鄰所述支條之間的間距為 0. 8mm η
[0028] 上述薄膜太陽能電池模組，與傳統(tǒng)的薄膜太陽能電池模組相比，至少具備以下優(yōu) 占·
[0029] 首先，通過金屬柵極來收集光吸收層中的光生載流子，并實現(xiàn)相鄰太陽能單元電 池，提高了對光生載流子的收集效率，并無需再采用較厚的透明導(dǎo)電層來提高光生載流子 的收集效率，從而可以減小透明導(dǎo)電層的厚度，提高了薄膜太陽能電池模組的透光率。
[0030] 其次，上述薄膜太陽能電池模組中，由于金屬柵極的收集效率大大高于透明導(dǎo)電 層，因此對光吸收層中的光生載流子的收集效率大大提高，所以太陽能單元電池的寬度可 以更寬，以減少死區(qū)面積占比。
[0031] 此外，上述薄膜太陽能電池模組中，可采用梯形長條狀結(jié)構(gòu)的支條，當(dāng)支條上的電 流變大，相對應(yīng)的支條的寬度也隨之增加，電阻變小，導(dǎo)電能力更強，薄膜太陽能電池模組 的輸出效率也相應(yīng)變強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明較佳實施例中薄膜太陽能電池模組的結(jié)構(gòu)圖；
[0033] 圖2為圖1所示薄膜太陽能電池模組中金屬柵極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖3為另一實施例的支條的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4為另一實施例的金屬柵極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖5為本發(fā)明較佳實施例中薄膜太陽能電池模組制備方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0037] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更 加透徹全面。
[0038] 需要說明的是，當(dāng)元件被稱為"固定于"另一個元件，它可以直接在另一個元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是"連接"另一個元件，它可以是直接連接 到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右"以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。
[0039] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個或多 個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0040] 請參閱圖1，本發(fā)明較佳實施例中的薄膜太陽能電池模組10,包括依次層疊的基 板100、背電極層200、光吸收層300、緩沖層400、高阻層500及透明導(dǎo)電層600。
[0041] 基板100可為玻璃基板，也可為鈦箔等金屬箔及其隔離層，或者其它柔性材料襯 底基板100,如聚酰亞胺塑料等。背電極層200設(shè)置于基板100上。背電極層200 -般為金 屬鑰背電極層。具體在本實施例中，背電極層200的厚度約為Ιμπι。
[0042] 背電極層200被多個第一條形槽210切斷成相互電絕緣的長條，多個第一條形槽 210間相平行，且第一條形槽210被光吸收層300、緩沖層400、高阻層500及透明導(dǎo)電層600 填充。具體的，第一條形槽210的寬度為60 μ m。
[0043] 光吸收層300的厚度大約為2微米。光吸收層300設(shè)置于背電極層200上。當(dāng)光 線射入時，光吸收層300內(nèi)會產(chǎn)生光生載流子。其中，產(chǎn)生的空隙朝向背電極層200的方向 移動，而產(chǎn)生的電子朝向透明導(dǎo)電層600的方向移動。根據(jù)薄膜太陽能電池的種類，光吸收 層300可為銅鋅錫硫光吸收層，也可為銅銦鎵硒光吸收層或其它材質(zhì)的光吸收層。
[0044] 緩沖層400設(shè)置于光吸收層300上，緩沖層400的厚度約為50nm。高阻層500設(shè) 置于緩沖層400上，高阻層500的厚度大約為50nm。具體在本實施例中，緩沖層400為硫化 鎘緩沖層400。高阻層500為本征氧化鋅層。
[0045] 透明導(dǎo)電層600設(shè)置于高阻層500上，其厚度為200nm。透明導(dǎo)電層600具體為摻 鋁氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜。
[0046] 薄膜太陽能電池模組10每一個第一條形槽210旁邊上還平行開設(shè)有一個第二條 形槽700,第二條形槽700的位置緊挨著第一條形槽210。光吸收層300、緩沖層400、高阻 層500及透明導(dǎo)電層600被第二條形槽700分割，從而使底部的部分背電極層200裸露。
[0047] 第一條形槽210和第二條形槽700將薄膜太陽能電池模組10分隔成多個太陽能 單元電池（圖未標(biāo)）。設(shè)第一條形槽210和第二條形槽700延伸的方向為太陽能單元電池 的長度方向，其垂直方向為太陽能單元電池的寬度方向。
[0048] 具體在本實施例中，第二條形槽700的寬度為50 μ m。在單個太陽能單元電池中， 第一條形槽210與第二條形槽700的間隔約為50 μ m。
[0049] 太陽能單元電池還包括多個位于透明導(dǎo)電層600之上、用于收集光生載流子的金 屬柵極800。金屬柵極800通過第二條形槽700的側(cè)壁實現(xiàn)透明導(dǎo)電層600與相鄰太陽能 單元電池的背電極層200電連接.
[0050] 金屬柵極800包括總條810及多個相互間隔的支條830,總條810在太陽能單元 電池的長度方向上延伸，并通過第二條形槽700的側(cè)壁實現(xiàn)透明導(dǎo)電層600與相鄰太陽能 單元電池的背電極層200電連接。光線射入太陽能單元電池的光吸收層300時，光吸收層 300內(nèi)產(chǎn)生的載流子在內(nèi)建電場的作用下，電子朝向透明導(dǎo)電層600的方向移動，空隙向背 電極層200方向移動；相鄰太陽能單元電池的光吸收層300產(chǎn)生的電子和空隙在金屬柵極 位于第二條形槽700處的部分相遇復(fù)合。
[0051] 金屬柵極800 -般由金屬良導(dǎo)體制成，具體在本實施例中，金屬柵極800的材質(zhì)為 鋁。在其它實施例中，金屬柵極800的材質(zhì)還可為金、銀或銅等良導(dǎo)體。
[0052] 以鋁質(zhì)的金屬柵極800為例，其導(dǎo)電率為26x10-7 (歐姆*厘米）；而對于透明導(dǎo)電 層600,以摻鋁氧化鋅導(dǎo)電薄膜為例，摻鋁氧化鋅的導(dǎo)電率為1. 0x10-3 (歐姆*厘米）。由此 可見，金屬柵極800的導(dǎo)電率遠(yuǎn)高于透明導(dǎo)電層600,在太陽能單元電池的透明導(dǎo)電層600 上合理分布的金屬柵極800對光吸收層300中的光生載流子的收集效率大大提高。因此，通 過金屬柵極800來收集光吸收層300中的光生載流子，并實現(xiàn)相鄰太陽能單元電池的串聯(lián)， 提高了對光生載流子的收集效率，無需再采用較厚的透明導(dǎo)電層600來提高光生載流子的 收集效率，從而可以減小透明導(dǎo)電層600的厚度，提高了透光率。具體在本實施例中，透明 導(dǎo)電層600的厚度為200nm，其厚度約為傳統(tǒng)的五分之一。
[0053] 同時，對于傳統(tǒng)薄膜太陽能電池模組而言，其上一般開設(shè)有三個槽，三個槽及槽 與槽之間的位置均為電池死區(qū)，該部分電池產(chǎn)生的光生載流子不能被收集，對薄膜太陽 能電池模組的發(fā)電輸出沒有貢獻(xiàn)。在傳統(tǒng)的薄膜太陽能電池模組中，其太陽能單元電池 的寬度約為5?8毫米，假設(shè)三個槽的寬度分別為60 μ m、50 μ m、50 μ m。第一槽與第二 槽之間的間距約為50 μ m，第二槽與第三槽之間的間距約為5 μ m，則死區(qū)面積占比為： (60+50+50+50+5)八5000 ?8000)?2. 7%?4. 3%
[0054] 由于金屬柵極800的收集效率大大高于透明導(dǎo)電層600,因此對光吸收層300中的 光生載流子的收集效率大大提高，所以可以適當(dāng)調(diào)寬太陽能單元電池的寬度，即可減少死 區(qū)面積占比。具體在本實施例中，太陽能單元電池的寬度為10mm?16_，其約為傳統(tǒng)太陽 能單元電池的兩倍，則死區(qū)面積占比下降了一半。
[0055] 并且，相比于傳統(tǒng)的三槽結(jié)構(gòu)的薄膜太陽能電池模組10,上述薄膜太陽能電池模 組10中，對于單個太陽能單元電池而言，其上僅開設(shè)第一條形槽210及第二條形槽700,雖 然死區(qū)不可避免，但是由于本發(fā)明只需要2個條形槽，進(jìn)一步減小了死區(qū)的面積。
[0056] 此外，雖然金屬柵極800也會阻擋光線的射入，但由于其支條830較細(xì)，對光線遮 擋有限，且總條810位于死區(qū)內(nèi)，不會對光線進(jìn)行遮擋。
[0057] 具體在本實施例中，請一并參閱圖2,支條830的長度等于太陽能單元電池的寬度 為5mm。支條830的平均寬度為10 μ m。相鄰支條830之間的間距為0.8mm，其擋光率約為 10/800 = 1. 25%。
[0058] 為了降低擋光率，在金屬柵極800中，支條830的寬度必須受到限制，在支條830 寬度較小的情況下，其對光生載流子的收集效率也會受到限制，進(jìn)而影響整個薄膜太陽能 電池模組10的轉(zhuǎn)換效率。
[0059] 為解決上述問題，請一并參閱圖3及圖4,支條830在太陽能單元電池的寬度方向 上延伸。支條830為梯形長條狀結(jié)構(gòu)。支條830包括大頭纟而及覽度小于大頭纟而的小頭立而， 大頭端連接于總條810上。
[0060] 由于金屬柵極800中流過的光生載流子往總條810方向集中，所以越接近總條810 的位置電流越大，對電池的內(nèi)阻貢獻(xiàn)最大。采用上述梯形長條狀結(jié)構(gòu)的支條830，當(dāng)其上電 流變大，相對應(yīng)的支條830的寬度也隨之增加，電阻變小，導(dǎo)電能力更強，薄膜太陽能電池 模組10的輸出效率也相應(yīng)變強。同時，支條830為梯形長條狀結(jié)構(gòu)，其遮光面積與矩形長 條狀的支條相一致。
[0061] 具體在本實施例中，支條830的大頭端的寬度為15 μ m，小頭端的寬度為5 μ m。以 使支條830的平均寬度保持在10 μ m，其遮光面積與矩形的寬度為10 μ m的支條830相同， 既沒有增大支條830的遮光面積，又減小了電阻。
[0062] 請一并參閱圖5,為了制備上述薄膜太陽能電池模組10,還提供了一種薄膜太陽 能電池模組制備方法，包括以下步驟：
[0063] 步驟S110,在基板上通過磁控濺射法制備背電極層，并采用激光劃線法或機械劃 線法在背電極層上間隔形成多個切斷所述背電極層的第一條形槽。
[0064] 通過磁控濺射法在基板100上制備背電極層200,其厚度約為1微米。背電極層 200可為鑰背電極層。請一并參閱圖1，采用激光劃線法或機械劃線法在背電極層200上間 隔形成多個切斷背電極層200的第一條形槽210。具體的，第一條形槽210的寬度為60 μ m。
[0065] 步驟S120,在背電極層及第一條形槽上制備光吸收層。
[0066] 具體在本實施例中，光吸收層300為銅鋅錫硫光吸收層300或銅銦鎵硒光吸收層 300,其可通過共蒸發(fā)法、濺射后硒化法或電鍍法等方法制備于背電極層200及第一條形槽 210內(nèi)上。光吸收層300的厚度約為2 μ m。
[0067] 步驟S130,通過水浴法或濺射法在光吸收層上制備緩沖層。
[0068] 通過水浴法或濺射法在光吸收層300上制備緩沖層400。具體在本實施例中，緩沖 層400為硫化鎘緩沖層400,其厚度約為50nm。
[0069] 步驟S140,通過磁控濺射法在緩沖層上制備高阻層。通過磁控濺射法在緩沖層上 制備高阻層。具體在本實施例中，高阻層500為本征氧化鋅層，其厚度約為50nm。
[0070] 步驟S150,在高阻層上制備透明導(dǎo)電層。在高阻層500上制備透明導(dǎo)電層600。第 一條形槽210被光吸收層300、緩沖層400、高阻層500及透明導(dǎo)電層600填充。具體在本 實施例中，透明導(dǎo)電層600具體為摻鋁氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜，其厚度為200nm。
[0071] 步驟S160,在每一個第一條形槽旁邊通過激光劃線或者機械劃線法，切割光吸收 層、緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層，并使得部分背電極層裸露出來，以形成第二條形槽，薄膜 太陽能電池模組被第一條形槽和第二條形槽分隔成多個太陽能單元電池。
[0072] 通過激光劃線或者機械劃線法，切割光吸收層300、緩沖層400、高阻層500及透明 導(dǎo)電層600,并使得部分背電極層200裸露出來，以形成多個第二條形槽700。第二條形槽 700緊挨著第一條形槽210開設(shè)。第一條形槽210和第二條形槽700將薄膜太陽能電池模 組10分隔成多個太陽能單元電池（圖未標(biāo)）
[0073] 具體在本實施例中，第二條形槽700的寬度為50 μ m。在單個太陽能單元電池中， 第一條形槽210與第二條形槽700的間隔約為50 μ m。
[0074] 步驟S170,通過甩膠工藝，將光刻膠覆蓋于透明導(dǎo)電層及第二條形槽上，形成光刻 月父層。
[0075] 通過甩膠工藝，將光刻膠覆蓋于透明導(dǎo)電層600及第二條形槽700上，形成光刻膠 層。光刻I父層的厚度約為10 um。
[0076] 步驟S180,使用柵極模板通過顯影及定影工藝去除部分光刻膠，在光刻膠層上形 成多個柵極槽。
[0077] 將印有金屬柵極800形狀圖案的柵極模板（圖未示）置于光刻膠層上方，通過顯 影及定影工藝去除部分光刻膠，以在光刻膠層上形成多個柵極槽（圖未示），柵極槽的形狀 與金屬柵極800相適配。
[0078] 步驟S190,在柵極槽中蒸鍍一層金屬導(dǎo)電層，并清洗光刻膠層，以在透明導(dǎo)電層上 形成金屬柵極；金屬柵極通過第二條形槽的側(cè)壁實現(xiàn)透明導(dǎo)電層與相鄰太陽能單元電池的 背電極層電連接。
[0079] 在柵極槽中蒸鍍一層金屬導(dǎo)電層，并對光刻膠層進(jìn)行清洗，以在透明導(dǎo)電層600 上形成多個金屬柵極800,制得薄膜太陽能電池模組10。
[0080] 金屬柵極800包括總條810及多個相互間隔的支條830,總條810在太陽能單元 電池的長度方向上延伸，并通過第二條形槽700的側(cè)壁實現(xiàn)透明導(dǎo)電層600與相鄰太陽能 單元電池的背電極層200電連接。光線射入太陽能單元電池的光吸收層300時，光吸收層 300內(nèi)產(chǎn)生的電子朝向透明導(dǎo)電層600的方向移動，并與相鄰太陽能單元電池的光吸收層 300產(chǎn)生的空隙在第二條形槽700處相遇復(fù)合。
[0081] 金屬柵極800 -般由金屬良導(dǎo)體制成，具體在本實施例中，金屬柵極800的材質(zhì)為 鋁。在其它實施例中，金屬柵極800的材質(zhì)還可為金、銀或銅等良導(dǎo)體。
[0082] 通過金屬柵極800來收集光吸收層300中的光生載流子，并實現(xiàn)相鄰太陽能單元 電池，提高了對光生載流子的收集效率，并無需再采用較厚的透明導(dǎo)電層600來提高光生 載流子的收集效率，從而可以減小透明導(dǎo)電層600的厚度，提高了透光率。具體在本實施例 中，透明導(dǎo)電層600的厚度為200nm，其厚度約為傳統(tǒng)的五分之一。
[0083] 具體在本實施例中，請一并參閱圖2,支條830的長度為5mm。支條830的平均寬 度為ΙΟμπι，相鄰支條830之間的間距為0.8mm，其擋光率約為10/800 = 1.25%。
[0084] 為了降低擋光率，在金屬柵極800中，支條830的寬度必須受到限制，在支條830 寬度較小的情況下，其對光生載流子的收集效率也會受到限制，進(jìn)而影響整個薄膜太陽能 電池模組10的轉(zhuǎn)換效率。
[0085] 為解決上述問題，請
[0086] 請一并參閱圖3及圖4,支條830為梯形長條狀結(jié)構(gòu)。支條830包括大頭端及寬度 小于大頭端的小頭端，大頭端連接于總條810上。傳統(tǒng)的太陽能單元電池寬度是5?7_。 在上述方法制得的薄膜太陽能電池模組10中，若采用了矩形條狀結(jié)構(gòu)的金屬柵極800及第 一條形槽210及第二條形槽700后，其太陽能單元電池寬度可以加寬到10?14_。而若其 改用長條狀結(jié)構(gòu)的金屬柵極800后可以加寬到15?21mm
[0087] 由于金屬柵極800中流過的光生載流子往總條810方向集中，所以越接近總條810 的位置電流越大，對電池的內(nèi)阻貢獻(xiàn)最大。采用上述梯形長條狀結(jié)構(gòu)的支條830，當(dāng)其上電 流變大，相對應(yīng)的支條830的寬度也隨之增加，電阻變小，導(dǎo)電能力更強，薄膜太陽能電池 模組10的輸出效率也相應(yīng)變強。
[0088] 具體在本實施例中，支條830的大頭端的寬度為15 μ m，小頭端的寬度為5 μ m。以 使支條830的平均寬度保持在10 μ m，其遮光面積與矩形的寬度為10 μ m的支條830相同， 既沒有增大支條830的遮光面積，又減小了電阻。
[0089] 上述薄膜太陽能電池模組10,與傳統(tǒng)的薄膜太陽能電池模組相比，至少具備以下 優(yōu)點：
[0090] 首先，通過金屬柵極800來收集光吸收層300中的光生載流子，并實現(xiàn)相鄰太陽能 單元電池的電連接。對比傳統(tǒng)技術(shù)中采用透明導(dǎo)電薄膜收集光生載流子并需要三個條形槽 實現(xiàn)單元電池之間的串聯(lián)，上述薄膜太陽能電池模組10提高了對光生載流子的收集效率， 并無需再采用較厚的透明導(dǎo)電層600來提高光生載流子的收集效率，從而可以減小透明導(dǎo) 電層600的厚度，提高了薄膜太陽能電池模組10的透光率。
[0091] 其次，因為通過金屬柵極800實現(xiàn)太陽能單元電池之間的串聯(lián)，其工藝上可以更 精準(zhǔn)，金屬柵極800不僅可以實現(xiàn)相鄰太陽能單元電池之間的透明導(dǎo)電層600與背電極層 200之間的電連接，同時金屬柵極800的金屬材料不會填滿第二溝槽的空間，保證了相鄰單 元電池之間的隔離，所以上述薄膜太陽能電池模組10可以少做一條溝槽，減小了單元電池 中死區(qū)面積占比。
[0092] 并且，上述薄膜太陽能電池模組10中，由于金屬柵極800的收集效率大大高于透 明導(dǎo)電層600,因此對光吸收層300中的光生載流子的收集效率大大提高，所以太陽能單元 電池的寬度可以更寬，以減少死區(qū)面積占比。
[0093] 此外，上述薄膜太陽能電池模組10中，可采用梯形長條狀結(jié)構(gòu)的支條830,當(dāng)支條 830上的電流變大，相對應(yīng)的支條830的寬度也隨之增加，電阻變小，導(dǎo)電能力更強，薄膜太 陽能電池模組10的輸出效率也相應(yīng)變強。
[0094] 以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種薄膜太陽能電池模組，其特征在于，包括依次層疊的基板、背電極層、光吸收層、 緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層，所述背電極層被多個第一條形槽分割，多個所述第一條形槽 間相平行并且被所述光吸收層、緩沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層填充，所述薄膜太陽能電池模 組上每一個所述第一條形槽旁邊還平行開設(shè)有一個第二條形槽，所述光吸收層、緩沖層、高 阻層及透明導(dǎo)電層被所述第二條形槽分割，從而使所述第二條形槽底部的所述背電極層裸 露；所述第一條形槽和第二條形槽將所述薄膜太陽能電池模組分隔成多個太陽能單元電 池；設(shè)所述第一條形槽和第二條形槽延伸的方向為所述太陽能單元電池的長度方向，其垂 直方向為所述太陽能單元電池的寬度方向； 所述薄膜太陽能電池模組還包括位于所述透明導(dǎo)電層之上、用于收集光生載流子的多 個金屬柵極，所述金屬柵極通過所述第二條形槽的側(cè)壁實現(xiàn)所述透明導(dǎo)電層與相鄰所述太 陽能單元電池的背電極層電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池模組，其特征在于，所述金屬柵極包括總條 及多個相互間隔的支條；所述總條在所述太陽能單元電池的長度方向上延伸；所述支條在 所述太陽能單元電池的寬度方向上延伸，所述支條的一端連接于所述總條上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜太陽能電池模組，其特征在于，所述金屬柵極的總條在 所述太陽能單元電池的寬度方向上的長度小于等于所述第一條形槽在所述太陽能單元電 池的寬度方向上的長度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池模組，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層的厚度 為 200nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池模組，其特征在于，所述太陽能單元電池的 寬度為ICtam?16mmη
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池模組，其特征在于，所述第一條形槽的寬度 為60 μ m,所述第二條形槽的寬度為50 μ m。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池模組，其特征在于，所述金屬柵極的材質(zhì)為 鋁、金、銀或銅。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池模組，其特征在于，所述支條的寬度為 10 μ m，相鄰所述支條之間的間距為0. 8mm。
9. 一種薄膜太陽能電池模組制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 在基板上通過磁控濺射法制備背電極層，并采用激光劃線法或機械劃線法在所述背電 極層上間隔形成多個切斷所述背電極層的第一條形槽； 在所述背電極層及所述第一條形槽上制備光吸收層； 通過水浴法或濺射法在所述光吸收層上制備緩沖層； 通過磁控濺射法在所述緩沖層上制備高阻層； 在所述高阻層上制備透明導(dǎo)電層； 在每一個所述第一條形槽旁邊通過激光劃線或者機械劃線法，切割所述光吸收層、緩 沖層、高阻層及透明導(dǎo)電層，并使得部分背電極層裸露出來，以形成第二條形槽，所述薄膜 太陽能電池模組被所述第一條形槽和第二條形槽分隔成多個太陽能單元電池； 通過甩膠工藝，將光刻膠覆蓋于所述透明導(dǎo)電層及所述第二條形槽上，形成光刻膠 層； 使用柵極模板通過顯影及定影工藝去除部分光刻膠，在所述光刻膠層上形成柵極槽； 在有所述柵極槽的所述光刻膠層上蒸鍍金屬導(dǎo)電層，并清洗所述光刻膠層，以在所述 透明導(dǎo)電層上形成金屬柵極；所述金屬柵極通過所述第二條形槽的側(cè)壁實現(xiàn)所述透明導(dǎo)電 層與相鄰所述太陽能單元電池的背電極層電連接。
10. -種薄膜太陽能電池模組制備方法，其特征在于，所述支條的寬度為10 μ m，相鄰 所述支條之間的間距為0. 8mm。
【文檔編號】H01L31/18GK104124288SQ201410286153
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】羅海林, 顧光一, 楊春雷, 楊世航, 朱家寬, 肖旭東 申請人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院, 香港中文大學(xué)