专利名称：一种透光型薄膜太阳能电池组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池组件，特别是涉及一种透光型、能够作为光 伏建筑一体化使用和农业大棚使用的薄膜太阳能电池组件。
背景技术：
目前，薄膜类太阳能电池通常采用较厚的金属层作为背接触电极，因金属层的高 反射，可以使未被光电转换电池区域吸收的光线再次入射到该层，从而提高太阳能电池效 率。但此结构的电池对光不透过，无法作为光伏建筑一体化及农业大棚顶棚使用。目前， 已有关于透光型薄膜太阳能电池的相关技术报道，其结构一般包括透明基板、透明导电层、 背面电极以及位于透明导电层与背面电极之间的光电转换电池区，背面电极都是采用金属 膜。金属膜厚度一般为100 250nm，此厚度的金属膜对光线完全阻隔，要想达到透光的效 果，需再采用激光切割的方式去除部分背电极，但此种做法皆为在采用较厚金属背电极基 础上，另外增加工序除去部分金属层，此类制作方法一方面复杂了制备工序，另一方面造成 原材料的浪费。发明内容本实用新型的目的是想克服上述现有技术中存在的不足，提供一种改进的薄膜太 阳能电池组件，该电池组件不仅透光效果好，而且制作流程简单，可节省原材料。为实现本实用新型的上述目的所采用的技术方案是一种透光型薄膜太阳能电池 组件，包括透明基板、第一电极层、背面电极层以及位于第一电极层与背面电极层之间的光 电转换电池区，其结构特点是所述的背面电极层采用高透过、高导电性的透明导电膜，该透 明导电膜是由第一层透明导电氧化物薄膜、金属膜及第二层透明导电氧化物薄膜构成的。本实用新型在背面电极层14的层面上还涂有一层密封材料12，背面密封板15覆 盖在密封材料12上。所述的密封材料可采用聚乙烯醇缩丁醛树脂材料(PVB)或乙烯-醋 酸乙烯共聚物材料(EVA)中的至少一种；所述的背面密封板可采用玻璃背板。所述的透明导电氧化物薄膜可采用三氧化二铟(In2O3)基薄膜、二氧化锡(SnO2) 基薄膜、氧化锌(ZnO)基薄膜等氧化物薄膜。所述的金属膜可选择银、铝、铜或银铜合金等所述的第一层透明导电氧化物薄膜、金属膜、第二层透明导电氧化物薄膜顺次沉 积在光电转换电池区之上，形成第一层透明导电氧化物薄膜/金属膜/第二层透明导电氧 化物薄膜的层状结构。其中，第一层透明导电氧化物薄膜的厚度在20 300nm之间；第二层透明导电氧 化物薄膜的厚度在20 300nm之间；金属膜的厚度在5 30nm之间。本实用新型由于采用了透明导电膜作为背面电极层，而透明导电膜中的金属膜的 厚度在5-30nm之间，大大低于现有技术中的金属膜(100 250nm)厚度，该厚度的金属膜 具有较好的透光效果，能完全达到透光型电池的透光要求。因此省去了现有技术中采用激光切割的方式去除部分背电极金属膜的工序，节省了原料成本。本实用新型与现有技术相 比，具有制做工艺简单，原料成本低，透光效果好等优点，适于大面积生产，具有十分广阔的 市场前景。
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，然而，所述实施 例不应以限制的方式解释。从图1给出的实施例中可以看出，彼此串联的多颗电池，在这些电池之间暴露出 透明基板的多条Y方向开口。透光型薄膜太阳能电池组件包括基板1、第一电极层2、光电 转换电池区13及背面电极层14。其中，第一电极层2配置在透明基板1上，光电转换电池 区13配置在第一电极层2之上，背面电极层14配置在光电转换电池区13之上，三个沟槽 3、7、11皆在Y方向上，且相互平行。在背面电极层14的层面上还涂有一层密封材料12，背 面密封板15覆盖在密封材料12上。背面电极层14采用高透过、高导电性的透明导电膜， 该透明导电膜是由第一层透明导电氧化物薄膜8、金属膜9及第二层透明导电氧化物薄膜 10构成的。沟槽3分隔第一电极层2，在第一电极层2和光电转换电池区13的界面上具有开 口，且以透明基板1的表面作为底面，沟槽3由光电转换电池区13 (硅系薄膜)添埋，将相 邻的第一电极层2相互绝缘。沟槽11分割光电转换层13及背面电极层14，在背面电极层14的界面上具有开 口，且以第一电极层2的表面作为底面。沟槽7设于沟槽3及沟槽11之间，分割光电转换电池区13，在光电转换电池区13 和背面电极层14的界面上具有开口，并且以第一电极层2的表面作为底面，该沟槽7由背 面电极层14所添埋。光电转换电池区13是由ρ型半导体、本征半导体i、n型半导体堆迭形成p-i-η的 结构，背电极层14则由第一层透明导电氧化物薄膜8、金属膜9、第二层透明导电氧化物薄 膜10三层构成，三层膜的厚度分别为20 300nm、5 30nm、20 300nm。具体加工工艺如下首先，在透明基板1上采用蒸镀法、化学气相淀积法、或溅射法等其本身已经公知 的气相淀积法形成第一电极层2，膜层厚度为500 lOOOnm，或直接采用已沉积过透明导电 氧化物薄膜的玻璃，然后，采用激光划线方式移除部分第一电极层，以形成可将第一电极层 分隔成多个带状电极材料的多条第一 Y方向开口的沟槽3，槽宽30 60 μ m ；接着，采用例如等离子增强化学气相沉积工艺，利用乙硼烷、甲烷、硅烷、磷烷、氢 气等以P型、i型、η型的顺序至少沉积一次非晶硅以及/或多晶硅，形成如图1所示的光电 转换电池区域ρ层4、i层5和η层6，覆盖第一电极及第一 Y方向开口的沟槽3。采用激光 划线方式移除部分光电转换电池区13，以于第一电极层2的上方形成相对平行第一 Y方向 开口沟槽3的多条第二 Y方向开口的沟槽7，槽宽30 60 μ m ；[0020]之后，采用例如蒸镀法或直流磁控溅射工艺，顺次沉积背面电极层14(高透过、高 导电性的透明导电膜)的第一层透明导电氧化物薄膜8例如氧化锌掺镓层、金属膜9例如 银层、第二层透明导电氧化物薄膜10例如氧化锌掺镓层。例如，背电极层14的沉积采用直流磁控溅射工艺，第一、第二层透明导电氧化物 的溅射功率为1 5kw，溅射过程中使用氧气与氩气的混合气体，气体压强控制在0. 1 1. OPa范围内；金属膜的溅射功率为0. 5 5kW，溅射过程中使用纯氩气，气体压强控制在 0. 1 1. OPa范围内。最后形成三层合计厚度约为45 630nm的高透过、高导电性的透明导电膜，其中， 第一层透明导电氧化物膜的厚度为20 300nm，第二层透明导电氧化物膜的厚度为20 300nm，金属膜层的厚度为5 30nm。背面电极层14覆盖光电转换电池区13及第二 Y方向开口的沟槽7。采用激光划 线方式移除部分背面电极层14与部分光电转换电池区13，以形成暴露出第一电极表面的 多条第三Y方向开口的沟槽11，槽宽30 60 μ m。最后，在背面电极层14的层面上涂一层密封材料12，用背面密封板15如玻璃背板 进行层压，从而形成可靠性良好的透光型薄膜太阳能电池组件。密封层压材料12可选用聚 乙烯醇缩丁醛树脂材料(PVB)或乙烯-醋酸乙烯共聚物材料(EVA)等。本实用新型可按现有技术中公开的任何常规方法从背板中引出接线端，接上接线品.ο上述的透光型薄膜太阳能电池组件的第一电极层2为透明导电氧化物层，可采用 三氧化二铟(In2O3)基薄膜、二氧化锡(SnO2)基薄膜、氧化锌(SiO)基薄膜等透明导电氧化 物薄膜材料。第一电极层2可以是单层，也可以是多层结构。光电转换电池区13可采用单层结构或堆迭层结构，光电转换层的材质例如是非 结晶硅及其合金、硫化镉、铜铟镓二硒、铜铟二硒、碲化镉或有机材料等。本实用新型的背面电极采用高透过、高导电性的透明导电膜，也即采用第一层透 明导电氧化物薄膜、金属膜、第二层透明导电氧化物薄膜三层顺次沉积在光电转换电池区 之上的方法制作，适合在现有公开的任何透光型薄膜太阳能电池组件中加工背面电极中使 用，也即，任何透明太阳能电池组件的背面电极采用本实用新型的结构，都可以使其电池组 件在原有的基础上达到透光性好，工艺简单、节约原料成本的目的。本实用新型所述的各种工艺方法如等离子增强化学气相沉积工艺等，皆为本领域 内的普通专业技术人员所公知，这里不再详细介绍。本实用新型可在原有工序基础上使用，既可降低原物料的使用成本，又能实现电 池组件透光的效果。
权利要求1.一种透光型薄膜太阳能电池组件，包括透明基板(1)、第一电极层O)、背面电极层 (14)以及位于第一电极层O)与背面电极层(14)之间的光电转换电池区(13)，其特征是 所述的背面电极层(14)采用高透过、高导电性的透明导电膜，该透明导电膜是由第一层透 明导电氧化物薄膜(8)、金属膜(9)及第二层透明导电氧化物薄膜(10)构成的。
2.按照权利要求1所述的一种透光型薄膜太阳能电池组件，其特征在于在背面电极层 (14)的层面上涂有一层密封材料(12)，背面密封板(1 覆盖在密封材料(1 上。
3.按照权利要求2所述的一种透光型薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述的背面密 封板(1 为玻璃背板。
4.按照权利要求1所述的一种透光型薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述的第一电 极层⑵为透明导电氧化物。
5.按照权利要求1所述的一种透光型薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述的第一层 透明导电氧化物薄膜(8)、金属膜(9)、第二层透明导电氧化物薄膜(10)顺次沉积在光电转 换电池区(1 之上，形成透明导电氧化物薄膜(8)/金属膜(9)/透明导电氧化物薄膜(10) 的层状结构。
6.按照权利要求5所述的一种透光型薄膜太阳能电池组件，其特征在于第一层透明导 电氧化物薄膜的厚度在20 300nm之间；第二层透明导电氧化物薄膜的厚度在20 300nm 之间；金属膜的厚度在5 30nm之间。
专利摘要本实用新型公开了一种透光型薄膜太阳能电池组件，包括透明基板(1)、第一电极层(2)、背面电极层(14)以及位于第一电极层(2)与背面电极层(14)之间的光电转换电池区(13)，其特征是所述的背面电极层(14)采用高透过、高导电性的透明导电膜，该透明导电膜是由第一层透明导电氧化物薄膜(8)、金属膜(9)及第二层透明导电氧化物薄膜(10)构成的。本实用新型与现有技术相比，制做工艺简单，原料成本低，透光效果好，适于大面积生产，具有十分广阔的市场前景。
文档编号H01L31/18GK201838599SQ201020252110
公开日2011年5月18日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者孔伟, 李文艳, 李爱丽, 江明政, 耿梅艳, 陈钜昆, 陶武松 申请人:通用光伏能源(烟台)有限公司