专利名称：具有复合片材结构的薄层太阳能模块的制作方法
技术领域：
本发明根据其类型涉及具有复合片材结构的薄层太阳能模块。
背景技术：
用于将太阳辐射直接转换为电能的光电层系统是广泛公知的。这些层的材料和设置被协调为，使得一个或多个半导电层的入射光辐射以尽可能高的辐射生产率被直接转换为电流。光电层系统也称为“太阳能电池”。用术语“薄层太阳能电池”表示具有仅几微米的厚度的光电层系统，所述厚度是载体衬底为了提供足够的机械强度而需要的。就效率来说，基于多晶黄铜矿半导体的薄层太阳能电池已被证明是有利的，其中尤其是铜铟二硒化物(CuInSe2或CIS)由于其与太阳光的光谱匹配的带距而以特别高的吸收系数而突出。公知的用于薄层太阳能电池的载体衬底包含无机玻璃、聚合物或金属合金，并且可以依据层厚和材料特性构造为刚性板或柔性薄膜。由于广泛可用的载体衬底和简单的单片式集成，可以成本有利地制造薄层太阳能电池的大面积的装置。由于利用单个太阳能电池可以一般仅达到小于I伏特的电压电平，因此一般在一个太阳能模块中将多个太阳能电池串联接线，以通过这种方式获得技术上可使用的输出电压。在此薄层太阳能模块提供特殊优点，即薄层太阳能电池在层制造期间就已经能够以集成的形式串联接线。太阳能模块必须被持续地保护免遭环境影响。通常，为此目的低铁的钙钠玻璃和起粘附剂作用的聚合物薄膜与太阳能电池连接为风化稳定的太阳能模块。起粘附剂作用的聚合物薄膜例如包含聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯(PE)、聚乙烯丙烯酸共聚物或聚酰胺(PA)。具有离子聚合物的起粘附剂作用的聚合物薄膜例如由出版物US5, 476，553 和 W02009/149000 公知。
发明内容
本发明的任务在于以有利的方式扩展所述类型的常规薄层太阳能模块，其中尤其是由老化和风化引起的太阳能模块的功率损耗应当在比较低的制造成本的情况下被减小。该任务和其它任务根据本发明的建议通过具有独立权利要求的特征的薄层太阳能模块解决。本发明的有利构型通过从属权利要求的特征说明。根据本发明，示出一种具有复合片材结构的薄层太阳能模块。薄层太阳能模块具有多个彼此串联连接的薄层太阳能电池用于产生光电能量，这些薄层太阳能电池优选以集成的形式接线。根据其类型，薄层太阳能模块包括两个通过粘结层(封装材料)牢固地相互连接的衬底。在此，每个太阳能电池具有设置在两个衬底之间的层结构，该层结构具有第一电极层、第二电极层和至少一个设置在两个电极层之间的半导体层。可以理解，这种层枚举绝对不是完整的，而是更确切地说该层结构还可以包含其它层。此外，每个层可以包括一个或多个单层。通过太阳能电池的层结构，分别形成异质结或Pn结，也就是具有不同导通类型的层的序列。如常见的那样，用掺杂物、一般是金属离子对半导体层掺杂。优选的，半导体层由黄铜矿化合物组成，该黄铜矿化合物尤其是由铜-铟/锗-双硫化物/双硒化物基(Cu (In, Ga) (S，Se) 2)(例如铜-铟双硒化物(CuInSe2或CIS))或同类化合物组成的I_I I1-VI半导体。掺杂优选用钠、钾和/或锂进行，其中掺杂物在半导体层中以离子形式存在。钠、钾或锂掺杂导致铜-铟/锗-双硫化物/双硒化物(Cu (In, Ga) (S，Se)2)通过自缺陷形成的本征掺杂。在此情况下重要的是，将两个衬底相互连接的粘结层具有按照以下量的用于掺杂半导体层的掺杂物(一般是金属离子)，使得掺杂物从半导体层向粘结层的扩散遭到禁止。正如申请人试图令人惊讶地显示出的，当掺杂物在粘结层中至少以特定的最小浓度被包含时，所加载的掺杂物从半导体层向粘结层的扩散至少被减小。由此以有利的方式可以改善太阳能模块的长时间稳定性，并且由于通过老化出现的半导体层中的掺杂物浓度减小而反作用于功率损耗。所加载的掺杂物从半导体层的扩散出始终伴随着所加载的相同电荷类型的粒子的扩散入，从而在该扩散过程中只进行相同电荷的离子之间的交换。因此如果粘结层包含用于对半导体层掺杂的、对期望的功能来说足够量的掺杂物，则半导体层的掺杂物浓度不变或者至少不按照出现明显的因老化引起的功率损耗的方式改变。在本发明薄层太阳能模块的有利构型中，将两个衬底相互连接的粘结层由一种材料组成，该材料由一种化合物组成或者至少包括这种化合物，该化合物离子化合地包含用于对半导体层掺杂的掺杂物。由此，粘结层的掺杂物的离子以合适的方式作为用于相同类型的离子的扩散伴侣提供给半导体层。优选的，粘结层的材料为此目的是或者包括起粘附剂作用的聚合物层，尤其是离子聚合物(离聚物)，其可以简单地被处理并且可在工业批量制造中成本有利地使用。离聚物的离子通过用于对半导体层掺杂的离子的部分或完全的交换可以化学地以简单的方式执行，从而掺杂物在粘结层中的浓度可以简单和可靠地调整。在使用离聚物的情况下，优选的是离聚物具有相对长的、非离子的脂环基链。通过脂环基链，粘结层有利地虽然具有聚合物的离子片段但是仍然具有相对小的可导电性，从而粘结层的电绝缘特性不会受到离聚物的离子特性影响或者仅受到轻微的影响。将两个衬底相互连接的粘结层优选包含离聚物，即具有离子功能基的有机聚合物。在此，粘结层优选包含公式A-B的共聚物和/或块共聚物，其中A是线性的或分支的未极化的碳氢基，并且B是具有与钠化合的酸基的碳氢基。表达“未极化的碳氢基”在本发明的含义中包括没有极化功能基的饱和的和非饱和的碳氢基。表达“与钠化合的酸基”在本发明的含义中包括有机酸基，其酸质子部分或完全地被钠离子代替。酸质子的代替例如可以通过用氢氧化钠溶液的转换进行。在一种可能的构型中，酸质子的20%至90%通过掺杂物离子、尤其是钠离子代替，由此有利地可以达到半导体层的特别高的稳定性。在另一种可能的构型中，少于5% (但是多于0%)的酸质子通过掺杂物离子、尤其是钠离子代替，由此有利地实现粘结层在两个衬底上的特别高的粘附性。这尤其适用于玻璃衬底，其中可以在粘结层的酸质子与衬底的Si原子之间构成氢键。有利的尤其可以是，通过掺杂物离子、尤其是钠离子代替的酸质子的相关分量处于0.1%至小于5%的范围内、尤其是处于1%至4%的范围内、尤其是处于2%至4%的范围内、尤其是处于3%至4%的范围内。上述百分比说明说明了被替代的酸质子关于酸质子在被替代之前的总量的相对分量。由此该百分比说明与粘结层材料的替代程度相应。A和B基在共聚物中既可以交替地-A-B-A-B-A-出现，也可以不交替地、例如以-A-A-B-A-B-B-B-或-A-A-A-A-A-B-B-B-B-的序列出现。粘结层优选还包含其它热塑性聚合物，如聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、乙酸乙酯、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩醛和/或聚酰胺。粘结层优选包含公式A-B的5至30重量百分比的共聚物。粘结层优选包含一般公式A-B=-[ (CH2-CHR1 )n_( (R3-) C (-R2) (-CH2))m]的共聚物，其中可以
-R1=H, CH3 或 CH2-CH3,
-R2=-COONa, -CH2-COONa, SO3Na,或-H2CSNa,和-R3=H, CH3, CH2-CH3 或苯基。字母η和m与彡5的数字相应，优选彡10，特别优选的彡25并且可以采取相同或不同的值。在聚合物分子重量分布的范围内，平均的、非整数的η和m值也是可行的。本发明的共聚物的制造例如可以通过乙烯和甲基丙烯酸的共聚进行。有利的可以是，粘结层包含其中仅仅包含-H2CSNa作为剩余物R2的共聚物。公式A-B的共聚物包含 优选以5至30重量百分比的成份B的量包含组成部分B，特别优选的以10至20重量百分比的量。 此外或替换的，所加载的掺杂物例如可以至少吸附在粘结层的朝向半导体层的表面(替换地吸附在两个表面)上。通过这些措施，被吸附的离子可以对掺杂物在半导体层中浓度的减小特别有效地起反作用。用于通过在温度升高时熔化来粘结两个衬底的粘结薄膜在工业批量制造中可以特别简单和成本有利地配备所吸附的掺杂物离子。为此例如将粘结薄膜浸入具有包含掺杂物的溶液的相应浸泡池中。替换的还可以考虑用该溶液来喷射粘结薄膜。在本发明的含义中，术语“吸附”应被理解为掺杂物在粘结薄膜的表面上的附着，而不考虑掺杂物与表面的化合特性。尤其是，应当包括在“化学吸附”或“物理吸附”的范围中被专业人员公知的化合机制。一般地，在粘结层中为了抑制掺杂物从半导体层中的扩散出而必须包含的掺杂物的浓度取决于掺杂物在半导体层中的浓度。典型地，在用钠离子掺杂的、铜-铟/锗-双硫化物/双硒化物(Cu (In, Ga) (S，Se)2)基的黄铜矿半导体情况下质量分布处于200-1000ng/cm2的范围中。尤其是对于这种情况优选的是，包含在粘结层中的金属离子关于粘结层的全部材料的相对分量处于0.1至4重量百分比的范围中，更优选处于0.5至2重量百分比的范围中，并且还要优选的是处于I至2重量百分比的范围中。金属离子例如能够以超过1.5重量百分比至2重量百分比、尤其是1.6重量百分比至2重量百分比的范围包含在粘结层中。该百分比说明在此涉及包含在粘结层中的材料的总重量。如本申请人尝试展示的，在粘结层中的金属离子的这样的含量情况下，以令人满意的方式对用于掺杂的金属离子从半导体层的扩散出起相反作用。如上面还已经说明的，尤其是在粘结层向两个衬底的粘附方面有利的可以是，掺杂物离子、尤其是金属离子关于酸质子在代替之前的总数量的相对分量是小于5% (但是高于0%)的。在本发明的薄层太阳能模块的另一种有利的构型中，粘结层与相邻的层或接触粘结层的层离子地和/或共价地连接。通过该措施，尤其是通过粘结层和相邻层之间的共价化合，可以通过抑制水进入半导体层来实现薄层太阳能模块的长时间稳定性的进一步改善。由于通过水分子提供氢离子作为交换伴侣，因此通过所建议的措施对由于薄层太阳能模块中存在的水而导致的金属离子的扩散出起相反作用。薄层太阳能模块的长时间稳定性由此可以进一步得到改善。粘结层与接触粘结层的层之间的共价化合优选可以这样来实现，即粘结层具有可以与相邻层或接触粘结层的层的材料构成无机氢化合物的化合物。粘结层为此目的例如可以包含合适量的脂环基硅烷或脂环基三氢化铝。该化合物例如可以与粘结层的材料混合。替换的，可以分别在粘结层与相邻层或接触粘结层的层之间设置由该化合物组成的层。在本发明的薄层太阳能模块的另一种有利构型中，粘结层具有小于0.1%的水含量或者完全无水。也可以通过该措施，通过抑制由于可能交换伴侣(氢离子)的量减小而导致的金属离子从半导体层扩散出而进一步改善薄层太阳能模块的长时间稳定性。根据现有技术作为粘结层使用的离子计薄膜具有一定分量的锌来用于降低湿气含量，例如由W002/103809A1公知的。如申请人尝试用所谓的干热老化测试令人惊讶地得出的，具有锌含量为0.7重量百分比的粘结层的Cu (In，Ga) (S，Se) 2薄层太阳能电池的效率在温度为85°C时明显降低。这可以通过来自粘结层中的锌与Cu (In，Ga) (S，Se) 2层中的钠、钾和/或锂的离子交换来解释。通过提高温度，离子交换被加速并且明显破坏了吸附剂的自缺陷结构。在本发明薄层太阳能模块的另一种有利设计中，利用作为水的阻挡使用的密封材料对在两个衬底之间环绕的边缘空隙进行密封。通过该措施，也可以通过由于减小水分子量来抑制金属离子从半导体层中扩散出而进一步改善薄层太阳能模块的长时间稳定性，其中通过所述水分子提供可能的针对半导体层中金属离子的交换伴侣(氢离子)。有利的是，密封材料被构造为，使得该密封材料可以与水化学地(例如通过氧化钙CaO)和/或物理地(例如通过氟石)化合。这样的密封材料的重要优点可以由以下事实得出:该密封材料用作水分子的吸收器并且由此也在两个衬底之间的边缘区域中吸引和化合水，以由此降低薄层太阳能模块中的水含量。在本发明薄层太阳能模块的另一种有利构型中，第一电极层以透明前端电极层的形式构造，并且第二电极层构造为不透明的背电极层。优选的，在设置于背电极层的背离前端电极层那一侧上的衬底与背电极层之间设置对于掺杂物、尤其是金属离子来说不可穿透的阻挡层。通过该措施，也可以进一步改善薄层太阳能模块的长时间稳定性。本发明还扩展到用于制造薄层太阳能模块的方法。该方法包括其中提供两个衬底的步骤，其中在两个衬底之间设置层结构。在此，该层结构包括第一电极层、第二电极层和至少一个设置在两个电极层之间的半导体层，其中半导体层形成pn结并且被用掺杂物掺杂。该方法包括另一个步骤，在该另一个步骤中两个衬底与粘结层在热、真空和/或压力的情况下连接。所使用的粘结层具有半导体层的按照这样的量的掺杂物，使得掺杂物从半导体层向粘结层的扩散遭到禁止。薄层太阳能模块的化合例如利用本身公知的层压方法、例如利用高压釜工艺或真空方法来进行，从而在此无需对此详细讲述。此外，本发明扩展到粘结层在如上所述的薄层太阳能模块中的使用，其中该粘结层以这样的量具有包含在薄层太阳能模块的半导体层中的掺杂物，使得掺杂物从被掺杂的半导体层向粘结层的扩散遭到禁止。此外，本发明扩展到具有0.1至4重量百分比的钠含量的粘结层在如上所述的、具有钠掺杂的半导体层的薄层太阳能模块中的使用，所述半导体层尤其是钠掺杂的Cu (In，Ga) (S，Se) 2层。通过粘结层的这种钠含量，禁止钠从钠掺杂的半导体层向粘结层的扩散。本发明还扩展到粘结层在如上所述的薄层太阳能模块中的使用，该薄层太阳能模块包含离聚物，尤其是公式A-B的共聚物，其中A是未极化的碳氢基，并且B是具有与钠化合的有机酸基的碳氢基。在此情况下，公式A-B的共聚物尤其是可以包含以下基:A=- (CH2-CHR1)n 和 B=-((R3-)C(-R2) (-CH2))其中 R1=H, CH3 或 CH2-CH3,R2=COONa, -CH2-COONa, SO3Na,或-H2CSNa, R3=H, CH3, CH2-CH3 或苯基，其中 n, m>10。此夕卜，公式A-B的共聚物尤其是以5至30重量百分比、特别是10至20重量百分比的量包含组成成分B。此外，被掺杂物代替的离聚物的酸质子关于被掺杂物代替之前的酸质子总量的相对分量尤其是可以小于5% (但是大于0%)。
现在借助实施例详细阐述本发明，其中参照附图。图1示出本发明薄层太阳能电池的实施例的示意性横截面视图，和
图2示出具有两个串联连接的薄层太阳能电池的本发明薄层太阳能模块的实施例的示意性横截面视图。
具体实施例方式在图1中示出总体上用附图标记I表示的薄层太阳能模块。薄层太阳能模块I包括多个以集成形式串连接线的太阳能电池11，其中在图1中为了简化显示的目的仅示出唯一的薄层太阳能电池11。与此相应地，薄层太阳能模块I具有与所提到的衬底配置相应的结构，也就是其具有电绝缘的第一衬底2以及施加在该第一衬底上的、由薄层组成的层结构3，其中该层结构3设置在第一衬底2的光入射侧的表面4上。第一衬底2在此例如由具有相对小的光透射率的玻璃组成，其中同样地可以采用其它具有期望强度和针对所执行的工艺步骤的惰性特性的电绝缘材料。层结构3包括设置在第一衬底2的表面4上的背电极层5,该背电极层例如由光不能穿透的金属如钥(Mo)组成并且例如可以通过蒸镀或者通过磁场辅助的阴极溅射施加到该第一衬底2上。背电极层5具有300nm至600nm的层厚，该层厚例如是500nm。在背电极层5上沉积了光电活性的半导体层或吸附层6，该半导体层或吸附层由用金属离子掺杂的半导体组成，该半导体的带距优选能够吸收尽可能大分量的太阳光。吸附层6例如由P导通的黄铜矿半导体组成，所述P导通的黄铜矿半导体例如是Cu (In，Ga) (S，Se) 2基的化合物，尤其是钠(Na)掺杂的Cu (In，Ga) (S，Se)2。吸附层6例如具有处于范围中并且例如是大约2 u m的层厚。在背电极层5与吸附层6之间可以设置阻挡层，其对于吸附层的用作掺杂物的金属离子起到扩散阻挡的作用，这在图1中未详细示出。阻挡层例如包含氮化硅。
在吸附层6上沉积缓冲层7，该缓冲层在此例如由单层硫化镉(CdS)以及由本征氧化锌(1-ZnO)构成的单层组成,这在图1中未详细示出。在缓冲层7上例如通过蒸镀施加前端电极层8。前端电极层8对于可见光谱范围中的辐射是透明的(“窗电极”)，从而入射的太阳光仅被小程度地衰减。透明的前端电极层8例如基于掺杂的金属氧化物，例如n导通的掺杂铝(Al)的氧化锌(ZnO)。这样的前端电极层8—般称为TCO层(TCO=Transparent Conductive Oxide,透明导电氧化物)。通过前端电极层8，与缓冲层7和吸附层6 —起形成异质结(即相反导通类型的层序列)。在此，缓冲层7可以引起吸附层6的半导体材料与前端电极层8的材料之间的电子匹配。前端电极层8的层厚例如是大约500nm。为了保护免遭环境影响，在前端电极层8上施加例如由离聚物组成的粘结层9，该粘结层用于封装层结构3。此外，层结构3配备有对于太阳光来说透明的第二衬底10，该第二衬底例如由铁含量很少的极白的玻璃组成，其中同样可以采用其它具有期望强度和针对所执行的工艺步骤的惰性特性的电绝缘材料。第二衬底10用于对层结构3进行封装。第一衬底2和第二衬底10通过粘结层9牢固地相互连接。粘结层9在此例如是热塑性粘结层，其通过加热可塑性变形，并且在冷却时将两个衬底2和10牢固地相互连接。在薄层太阳能模块I中，粘结层9具有与吸附层6相同的金属离子，这些金属离子在吸附层6那里被用作掺杂物。为此目的，粘结层9例如包含一定分量的离子聚合物，在此例如是聚乙烯共甲基丙烯酸，其中氢离子至少部分地通过吸附层6的用作掺杂物的金属离子(在此例如是钠离子)交换。为了在包括铜-铟/镓-双硫化物/双硒化物(Cu (In, Ga)(S，Se)2)基的半导体的吸附层6中使得作为掺杂物的钠离子的质量分布在200-1000ng/cm2范围中，包含在粘结层9中的钠离子关于粘结层9的全部材料的相对分量处于I重量百分比至2重量百分比的范围中。尤其是包含在粘结层9中的钠离子关于在通过钠离子交换之前的酸质子总量的相对分量可以小于5% (但是大于0%)，以便一方面实现与两个衬底2，10的特别好的粘附性并且另一方面实现对于实践来说足够的对钠离子从吸附层6中扩散出的抑制。聚乙烯共甲基丙烯酸的使用具有以下优点，即该酸具有长的非离子化乙烯链，从而粘结层9的电绝缘特性只会受到离聚物很小的干扰。替换的，粘结层9例如可以通过粘结薄膜形成，该粘结薄膜在施加到层结构3中并且融化以形成粘结层9之前通过食用盐浴拉伸，以便将钠离子吸附在该粘结薄膜的表面。例如，仅在朝向吸附层6的表面上吸附钠离子。通过粘结层9中或粘结层上的钠离子的含量，可以有效地反作用于钠离子从吸附层6向粘结层9的扩散。钠离子被吸附在粘结薄膜上具有工艺技术的优点，因为该吸附可以非常简单和成本有利地集成到薄层太阳能模块的制造中。此外，粘结层9包含一定量的化合物，该化合物导致粘结层9的材料与相邻层(在此是第二衬底10和前端电极层8)的材料形成共价化合物。例如，向粘结层9的材料混合一种可以与相邻层的材料构成无机氢化合物的化合物，例如脂环基硅烷或脂环基三氢化铝。替换的还可以考虑由该化合物组成的层被分别设置在粘结层9与前端电极层8或第二衬底10之间。由此通过抑制水分子进入吸附层6可以实现对薄层太阳能模块I的长时间稳定性的进一步改善。虽然在图1中未详细示出，利用作为水的阻挡使用的密封材料(在此例如是聚异丁烯(PIB))密封在两个衬底2和10之间环绕的边缘空隙，以通过抑制水的进入而进一步改善薄层太阳能模块I的长时间稳定性。该密封材料附加地配备有至少一种化合物，以化学地和/或物理地化合水分子。薄层太阳能模块I在工业批量制造中可以简单和成本有利地制造，其中层结构3的各个层被沉积在第一衬底2上并且在采用诸如激光写入的合适结构化技术和例如通过起模或刻凿的机械处理的情况下被结构化。这样的结构化包括对每个太阳能电池典型的三个结构化步骤，对此在这里不必详细解释。图2示出薄层太阳能模块I的两个薄层太阳能电池11.1和11.2，这些薄层太阳能电池串联地相互连接。划分成各个薄层太阳能电池11.1和11.2通过切口 12在采用诸如激光写入的合适结构化技术和例如通过起模或刻凿的机械处理的情况下进行。各个太阳能电池11.1和11.2经由背电极层5的层区域13串联地相互接线。本发明的薄层太阳能模块I例如具有100个串联接线的薄层太阳能电池和56伏特的空转电压。在这里所示的示例中，薄层太阳能模块I的结果得到的正电压连接端(+ )以及结果得到的负电压连接端(-)经由背电极层5引导并且在背电极层那里电接触。本发明提供一种薄层太阳能模块，其长时间稳定性得到改善，其中可以反作用于由老化引起的、由于吸附层6的退化导致的不可逆的功率损耗。这一方面可以通过以下方式实现，即至少基本上禁止移动的离子从吸附层6`迁移出，其方式是用移动的离子使粘结层饱和，从而粘结层9不再作为移动离子的吸收器起作用。另一方面可以对通过薄层太阳能模块I中存在的水触发的、吸附层6的水解进行反作用。在此情况下避免了结构化沟槽中的水解产物导致不利的电阻。此外可以防止湿气增加太阳能电池的电并联电阻。如本申请人的老化测试所示出的，通过所展示的措施明显降低了在掺杂钠的Cu (In，Ga) (S，Se) 2薄层太阳能模块情况下常见的效率损失。如表格I所示，检查具有3个不同粘结层(薄膜1-3)的掺杂钠的Cu (In，Ga) (S, Se)2薄层太阳能模块。在该尝试中测量专业人员公知的干热老化测试情况下相对于薄层太阳能模块效率的损失。该干热老化测试在温度为85°C以及相对空气湿度〈25%时在5000h (小时)的持续时间上执行。粘结层的钠和锌含量借助X射线荧光分析来确定。表格I中的0重量百分比的钠含量或锌含量意味着低于在X射线荧光分析中可鉴定的、〈lOOppm的量的含量，该含量是相对于粘结层的重量的。表格I
粘结层I材料I钠/重量百分比I锌/重量百分比I在干热老化测试之后相对于效率的损失
薄膜I离聚物1.5F4%—
薄膜2 (对比示例)_PVB 孓~010%~
薄膜3 (对比示例) I离聚物|o|0.7140%据此，具有钠含量为0重量百分比和锌含量为0重量百分比的薄膜2在干热老化测试之后显示出10%的相对于薄层太阳能模块效率的损失。具有锌含量为0.7重量百分比的薄膜3显示出40%的损失。本发明所使用的具有钠含量为1.5重量百分比和锌含量为0重量百分比的薄膜I令人惊讶地显示出仅仅4%的损失。该结果对于专业人员是不可预计并且感到惊讶的。
附图标记列表
I薄层太阳能模块 2第一衬底 3层结构 4表面 5背电极层 6吸附层 7缓冲层 8前端电极层 9粘结层 10第二衬底
11，11.1, 11.2薄层太阳能电池 12切口
13层区域。
权利要求
1.薄层太阳能模块(1)，该薄层太阳能模块具有多个串联接线的薄层太阳能电池(11)用于产生光电能量，该薄层太阳能模块(I)包括两个通过粘结层(9)相互连接的衬底(2，10)，其中每个太阳能电池(11)具有设置在两个衬底(2，10)之间的层结构(3)，该层结构(3)具有第一电极层(8)、第二电极层(5)和至少一个设置在两个电极层(5，8)之间的半导体层(6)，其中半导体层(6)形成pn结并且被用掺杂物掺杂，其中粘结层(9)具有按照以下量的掺杂物，使得掺杂物从半导体层(6)向粘结层(9)的扩散遭到禁止。
2.根据权利要 求1的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，半导体层(6)包含黄铜矿化合物，尤其是 Cu (In，Ga) (S，Se)2。
3.根据权利要求1或2的薄层太阳能模块(I)，其特征在于，半导体层(6)包含钠离子、钾离子或锂离子作为掺杂物。
4.根据权利要求1至3之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，粘结层(9)具有分量为0.1至4重量百分比和尤其是0.5至2重量百分比的掺杂物。
5.根据权利要求1至4之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，粘结层(9)由与掺杂物离子化合的化合物组成或者包括这种化合物。
6.根据权利要求1至5之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，粘结层(9)包含离聚物，尤其是公式A-B的共聚物，其中A是未极化的碳氢基，并且B是具有与钠化合的有机酸基的碳氢!基。
7.根据权利要求6的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，公式A-B的共聚物包含以下基:A=- (CH2-CHR1)n 和 B=-((R3-) C (-R2) (-CH2) )m，其中R1=H, CH3 或 CH2-CH3,R2=COONa, -CH2-COONa, SO3Na,或-H2CSNa,R3=H, CH3, CH2-CH3 或苯基，其中 n, m>10o
8.根据权利要求6或7的薄层太阳能模块(I)，其特征在于，公式A-B的共聚物以5至30重量百分比、尤其是10至20重量百分比的量包含组成成分B。
9.根据权利要求6至8之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，被掺杂物代替的离聚物的酸质子关于被掺杂物代替之前的酸质子总量的相对分量小于5%。
10.根据权利要求1至9之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，掺杂物至少被吸附在粘结层(9)的朝向半导体层(6)的表面上。
11.根据权利要求1至10之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，粘结层(9)具有小于0.1%的水含量。
12.根据权利要求1至11之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，利用作为水的阻挡使用的密封材料对在两个衬底(2，10)之间环绕的边缘空隙进行密封。
13.根据权利要求12的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，所述密封材料被构造为，使得该密封材料能够与水化学地和/或物理地化合。
14.根据权利要求1至13之一的薄层太阳能模块(1)，其特征在于，第一电极层是透明的前端电极层(8)，并且第二电极层是不透明的背电极层(5)，其中在设置于背电极层的背离前端电极层那一侧上的衬底(2)与背电极层(5)之间设置对于掺杂物来说不能穿透的阻挡层。
15.用于制造根据权利要求1至14之一的薄层太阳能模块(I)的方法，其特征在于以下步骤: -提供两个衬底(2，10)，其中在两个衬底(2，10)之间设置层结构(3)，该层结构包括第一电极层(8)、第二电极层(5)和至少一个设置在两个电极层(5，8)之间的半导体层(6)，其中半导体层(6)形成pn结并且被用掺杂物掺杂， -将两个衬底与粘结层(9)在热、真空和/或压力的情况下连接，其中该粘结层(9)具有半导体层(6)的按照以下量的掺杂物，使得掺杂物从半导体层(6)向粘结层(9)的扩散遭到禁止。
16.粘结层在根据权利要求1至14之一的薄层太阳能模块(I)中的使用，其中粘结层(9)具有以下量的掺杂物，使得掺杂物从被掺杂的半导体层(6)向粘结层(9)的扩散遭到禁止。
17.具有0.1至4重量百分比的钠含量的粘结层在根据权利要求1至14之一的薄层太阳能模块(I)中被用于禁止钠从钠掺杂的半导体层(6)、尤其是从钠掺杂的Cu(In，Ga)(S，Se) 2层向粘结层(9)扩散的使用。`
全文摘要
本发明涉及一种薄层太阳能模块(1)，该薄层太阳能模块具有多个串联接线的薄层太阳能电池(11)用于产生光电能量。该模块包括两个通过粘结层(9)相互连接的衬底(2,10)。每个太阳能电池具有设置在两个衬底之间的层结构，该层结构具有第一电极层(5)、第二电极层(8)和设置在两个电极层之间的半导体层(6)。在此，半导体层形成pn结并且被用掺杂物掺杂。在此情况下重要的是，粘结层具有以下量的掺杂物，使得掺杂物从半导体层向粘结层的扩散遭到禁止。
文档编号C09D123/08GK103155175SQ201180049462
公开日2013年6月12日 申请日期2011年10月11日 优先权日2010年10月12日
发明者M.德赫, W.施泰特 申请人:法国圣戈班玻璃厂