从而提高了收集效率。太阳能电池设计能够容纳各种太阳能电池的形状、尺寸和高宽比，并且不受现有太阳能电池的宽度限制的限制。可大致减少太阳能组件中太阳能电池的数量(例如，减至每个太阳能组件有10个至20个太阳能电池的范围内)。如在此所述的具有约Im2面积的太阳能组件能够提供1V至50V的Voc。
[0039]在一些实施例中，在正面接触层之后形成将第一太阳能电池的正面接触层和邻近的第二太阳能电池的背面接触层连接在一起的P2划线。在一些实施例中，P2划线的一部分使第一太阳能电池的吸收层、缓冲层和正面接触层与第二太阳能电池的相应的吸收层、缓冲层和正面接触层隔离。不需要将邻近的太阳能电池的相应的正面接触层、缓冲层和吸收层隔离的单独P3划线。由于消除了 P3划线以及P2划线和P3划线(在具有三条划线的现有太阳能电池中)之间的距离，所以减小了互连结构的长度。互连结构的长度的减小可进一步降低边缘重组效应，从而实现较高的太阳能电池Voc和Jsc。
[0040]图1A是根据一些实施例的太阳能组件110的平面图。太阳能组件110具有多个太阳能电池100。每个太阳能电池100均包括收集区102和互连结构104。互连结构104提供两个邻近的太阳能电池100之间的串联连接。在一些实施例中，太阳能组件110具有约Im2的总面积(包括10个至100个太阳能电池100)，并且组件Voc介于每个组件6V至每个组件60V之间。例如，图1A的太阳能组件110具有20个太阳能电池100。
[0041 ] 在一些实施例中，太阳能组件110内的太阳能电池100在二维阵列中串联连接。例如，在图1A中，箭头示出电荷载流子在组件之间按照蛇形图案的流动方向。电流向下流过太阳能电池100的一列111，通过互连结构105到达列112，然后向上流过太阳能电池100的一列112。在每列111、112的末端，细长的互连结构105在两个邻近的列中的邻近的太阳能电池100之间在水平方向上传输电流。如在此所述的太阳能组件110不限于蛇形布置，并且太阳能电池100可以以其他布置(例如，螺旋配置(未示出))串联连接。
[0042]图2是根据一些实施例的太阳能电池100的截面图。太阳能电池100包括太阳能组件衬底110、衬底上的背面接触层120、背面接触层120上方的吸收层130、吸收层130上方的缓冲层140以及位于缓冲层140上方的包括透明导电材料(诸如，透明导电氧化物或TC0)的正面接触层150。
[0043]衬底110可以包括诸如玻璃的任何合适的太阳能板衬底材料。在一些实施例中，衬底110包括诸如钠钙玻璃的玻璃衬底、或柔性的金属箔或聚合物(例如，聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯萘(PEN)高分子碳氢化合物、纤维素聚合物、聚碳酸酯、聚醚或其他)。其他实施例还包括其他衬底材料。
[0044]后接触层120包括诸如金属的任何合适的背面接触层材料。在一些实施例中，背面接触层120可以包括钥(Mo)、钼(Pt)、金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)或铜(Cu)。其他实施例还包括其他背面接触层材料。在一些实施例中，背面接触层120具有介于约50nm至约2 μ m范围内的厚度。在一些实施例中，通过溅射形成背面接触层。
[0045]吸收层130包括诸如P型半导体的任何合适的吸收材料。在一些实施例中，吸收层130可以包括黄铜矿基材料，例如，黄铜矿基材料包括Cu(In，Ga) Se2(CIGS)、碲化镉(CdTe)、CuInSe2(CIS)、CuGaSe2 (CGS)、Cu(InGa) (Se, S)2 (CIGSS)、CZTS 或非晶硅。其他实施例还包括其他吸收材料。在一些实施例中，吸收层130的厚度介于约0.3 μ m至约8 μ m之间。可以使用各种不同的工艺施加吸收层130。例如，可以通过溅射施加CIGS前体。在其他实施例中，通过蒸发施加一种或多种CIGS前体。
[0046]在一些实施例中，如图2所示，缓冲层140包括诸如η型半导体的任何合适的缓冲材料。在一些实施例中，缓冲层140可以包括CdS、ZnS、硒化锌(ZnSe)、硫化铟(III) (In2S3)、硒化铟(In2Se3)或ZnlxMgxO(例如，ZnO)。其他实施例还包括其他缓冲材料。在一些实施例中，缓冲层140的厚度介于约Inm至约500nm之间。
[0047]缓冲层140提供钝化功能并且形成pn结的一部分。在其他实施例中，吸收层130具有表面缺陷很少的高质量表面，从而不包括单独的缓冲层140以钝化使吸收层130。
[0048]在一些实施例中，正面接触层150包括经过退火的透明导电氧化物(TCO)材料。在一些实施例中，TCO层150是高掺杂的。例如，TCO层150的电荷载流子密度可以介于约I X 117Cm 3至约I X 118Cm 3之间。用于经过退火的TCO层的TCO材料可以包括诸如金属氧化物和金属氧化物前体的任何合适的正面接触层材料。在一些实施例中，TCO材料可以包括氧化锌(ZnO)、氧化镉(CdO)、氧化铟(In2O3)、二氧化锡(SnO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化铟镓(GaInO3)、CdSb2O3或氧化铟(ITO)。TCO材料也可以掺杂有合适的掺杂剂。在一些实施例中，ZnO可以掺杂有铝(Al)、镓(Ga)、硼(B)、铟(In)、钇(Y)、钪(Sc)、氟(F)、.凡(V)、硅(Si)、锗(Ge)、钛(Ti)、错(Zr)、铪(Hf)、镁(Mg)、砷(As)和氢(H)中的任何一种。在其他实施例中，SnO2可以掺杂有锑(Sb)、F、As、铌(Nb)或钽(Ta)。在其他实施例中，In2O3可以掺杂有锡(Sn)、Mo、Ta、钨(W)、Zr、F、Ge、Nb、Hf或Mg。在其他实施例中，CdO可以掺杂有In或Sn。在其他实施例中，GaInO3可以掺杂有Sn或Ge。在其他实施例中，CdSb2O3可以掺杂有Y。在其他实施例，ITO可以掺杂有Sn。其他实施例还包括其他TCO材料和相应的掺杂剂。在一些实施例中，正面接触层150的厚度介于约5nm至约3 μ m之间。在一些实施例中，通过金属有机化学汽相沉积(MOCVD)形成正面接触层150。在其他实施例中，通过溅射形成正面接触层150。
[0049]期望可具有高的太阳能收集效率。太阳能电池正面接触层150由TCO材料制成，该TCO材料透光并且导电。选择低电阻和高透光率的TCO材料。降低TCO层的电阻可以降低互连结构中的寄生损失。但是在电阻和透射率之间存在折中。虽然通过使用较厚或更高掺杂的TCO层可以降低串联电阻，但是这些措施中的任意一种均会降低TCO的透光率，从而减少光子收集。
[0050]如图2所示，在一些实施例中，在第一正面接触层150的一部分151的上方提供了第一导电材料160。第一导电材料160延伸穿过P2划线的一部分P2a并且连接至第二太阳能电池100-2的第二背面接触层120。因为高导电材料160降低了施加该材料的区域的透光率，所以高导电材料160具有位于收集区102的主体之上的至少一个开口。例如，如图1A所示，具有高导电材料的区域104、105占用了太阳能组件110中的每个太阳能电池100的总面积的约2%。在不影响所选择区域104和105以外的透光率(或光子收集)的情况下，高导电材料160选择性地降低互连区104和105中的串联电阻。
[0051]在一些实施例中，第一导电层160包括覆盖第一正面接触层150的一部分151的高掺杂透明导电氧化物(TCO)材料。在一些实施例中，TCO层150是高掺杂的。例如，在一些实施例中，高导电层160的电荷载流子密度可以介于约I X 117Cm 3至约I X 118Cm 3之间。例如，高掺杂TCO材料160可以选择性地施加于图1A中示出的区域104和105中。
[0052]在一些实施例中，第一导电层160的高掺杂TCO材料的掺杂度和掺杂区可以分布在太阳能电池的收集区102和/或互连结构104的部分内。可基于太阳能电池100的设计参数(诸如，电池宽度、TCO电阻、吸收层质量(例如，表面缺陷的数量)等来选择分布。
[0053]例如，图1B示