专利名称：一种非晶硅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高功率低电压的非晶硅薄膜太阳能电池组件，属于太阳能电 池技术领域。
背景技术：
目前，太阳能光伏组件越来越多地应用于生活领域，如并网发电、离网式供电、光 伏建筑一体化等。而在离网式发电系统当中，需要依靠蓄电池储存光伏组件所产生的电能， 并在需要用电的时候输出至负载。而非晶硅太阳能电池有着成本低、弱光性能突出、高温性 能好，年度发电量高(相同功率的非晶硅电池与晶体硅电池比较)等优点，在离网式应用 中越来越受到青睐。离网式应用中的蓄电池电压以6V，12V居多，特别是针对容量较大的 蓄电池，所需要的电池组件功率较高。对于单块组件来说，非晶硅薄膜组件一般采用的是通 过激光刻划将整块电池分割成很多有一定宽度的电池单元节，然后进行内部串联将每个电 池单元节连接起来获得所需的电压和功率，这样使得整个组件只需要在两边的正负极焊接 电源引出线即可，这样不但减少焊接工作，降低成本，同时也使外形美观。但由于电池单元 节的宽度有一个最佳值范围，既不能过小，也不能过大，电池宽度过小，每节无效面积增多， 总的有效发电面积就越少，电池宽度过大，电池材料的横向不均勻性引起的旁路电导随面 积的增大而增大，而且透明电极的横向电阻引起的串联电阻也随面积的增大而增大，因此 都会减少功率输出，所以对有些将非晶硅薄膜组件应用在给低电压蓄电池充电的独立系统 中，为了获得较高功率、低电压的组件时就会出现组件外形尺寸又细又长的形状，给使用造 成诸多不便，对于有尺寸要求的组件，更是不得已采用降低功率的办法满足低电压要求。例 如，专利号为ZL200720172723. 5的中国专利公开了一种能满足大电流、低电压的叠层太阳 能电池，将两层子电池内部并联，解决了现有叠层电池中两层子电池的电流不匹配问题，但 是该结构只适合叠层太阳能电池。申请号为ZL200910105067. 0的中国专利公开了一种异 形太阳能光伏幕墙玻璃及其制造方法，从大规模集成非晶硅太阳能电池芯板的结构设计和 工艺上，将有效面积相同的子电池串联或节数相同、电压一致的子电池并联，可以实现规模 化生产，该异形太阳能光伏幕墙玻璃从纵向上分为多个光伏组件，且光伏组件通过导电带 实现外部并联，但未公开非晶硅薄膜太阳能电池在横向上由多个小电池组件内部串联、外 部并联的结构。因此，需要设计一种新型的非晶硅薄膜太阳能电池组件(简称电池组件)， 在横向上由多个小电池组件内部串联、外部并联的结构，在一定尺寸要求下，使该电池组件 具有高功率和低电压的特性，且这种结构既适合叠层电池，又适用于单结电池。
实用新型内容本实用新型的任务是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、适用于叠层 电池和单结电池的高功率、低电压的非晶硅薄膜太阳能电池组件。为了实现本实用新型的任务，采用的技术方案是设计一种非晶硅薄膜太阳能电 池组件，包括在绝缘基板上顺序沉积的前电极、非晶硅薄膜层、背电极及封装层，其特征在于所述的太阳能电池组件由至少两个小电池并联组成，每个小电池由多个内部串联的电池 单元节构成，相邻小电池内的前电极、非晶硅薄膜层、背电极的沟道分布位置镜像对称，且 相邻小电池之间具有共用电极，太阳能电池组件的正负电极由导电带引出。所述相邻小电池两端的电池单元节上设有同一极性的电极，由汇流导电带引出。所述共用电极上的导电带的宽度大于相邻小电池两端电池单元节上的导电带的 宽度。所述太阳能电池组件的背电极与封装层之间夹有胶膜。所述太阳能电池组件是非晶硅叠层太阳能电池组件。所述汇流导电带下设有防止小电池短路的绝缘带，该绝缘带为PET绝缘层。本实用新型的有益效果是非晶硅薄膜太阳能电池组件内部串联，外部并联，结构 简单，具有高功率、低电压的特性，可以满足不同客户的需求，应用广泛，既可适用于叠层太 阳能电池组件，又可应用于单结非晶硅太阳能电池组件。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是实施例1的示意图；图3是图2的俯视图；图4是实施例2的示意图；图5是图4的俯视图；图6是图4的截面示意图；图7是实施例3的示意图；图8是图7的俯视图；图9是图7的截面示意图；图10是现有非晶硅薄膜太阳能电池组件的结构示意图。图1至图10中，基板1，前电极2，非晶硅薄膜层3，背电极4，胶膜5，封装层6，导 电带7，背电极的隔离沟道8，非晶硅薄膜层的沟道9，前电极的隔离沟道10，绝缘带11，非晶 硅薄膜太阳能电池组件两端的电池单元节31，中间电池单元节32，具有共用电极的电池单 元节33，相邻小电池两端的电池单元节上的导电带71，共用电极上的导电带72，汇流导电 带73。
具体实施方式
实施例1 本实用新型非晶硅薄膜太阳能电池组件，包括在绝缘基板上顺序沉积的前电极、 非晶硅薄膜层、背电极及封装层，该太阳能电池组件由至少两个小电池并联组成，每个小电 池由多个内部串联的电池单元构成，相邻小电池内的前电极、非晶硅薄膜层、背电极的沟道 分布位置相反，且相邻小电池具有一个共用电极，太阳能电池组件的正负电极由导电带引 出。具体的说是根据客户对电压的要求，采用内部串联、外部并联相结合的结构，将一个电 池组件分成多个外部并联的小电池，相邻小电池具有共用的电极，每个小电池由多个内部 串联连接的电池单元节构成，这样可以获得高功率、低电压的组件。[0024]如图1至图3所示，非晶硅薄膜太阳能电池组件由两个小电池组成，其两端的小电 池上的电池单元节31具有同一极性的电极，33为共用的电极，由导电带72、73将电池组件 的电流引出至负载。见图2，是共用负极的非晶硅薄膜太阳能电池组件，在基板1上溅镀透 明导电层形成前电极2，并采用红外激光对前电极2进行绝缘刻划，两端的小电池上的电池 单元节31均为正极，32为中间电池单元节，具有最优宽度，33为共用负极。电池单元节31 的宽度比中间单元节32的宽度小，电池单元节31的宽度可比其上的导电带71稍宽2-5mm 即可；而共用负极33汇流了两个小电池的电流，故共用电极所在的电池单元节的宽度为中 间电池单元节宽度的2倍或者比2倍稍宽2-5mm。沉积完非晶硅薄膜层3后，用绿激光对 其进行刻划，形成非晶硅薄膜层的沟道9 ；溅镀完背电极层4后，用绿激光对非晶硅薄膜层3 及背电极层4同时进行刻划，形成背电极的隔离沟道8。而实现两个小电池共用同一负极， 两端均为正极的设计，主要依靠背电极的隔离沟道8、非晶硅薄膜层的沟道9以及透明前电 极的隔离沟道10在电池组件左右两个小电池的相对位置不同而实现，如在左边小电池的 每个电池单元节中，从左至右依次是透明前电极的隔离沟道10，非晶硅薄膜层的沟道9，背 电极的隔离沟道8;如在右边小电池的每个电池单元节中，前电极、非晶硅薄膜层和背电极 的沟道分布位置与左边小电池相反，右边小电池中，从左至右依次是背电极的隔离沟道8， 非晶硅薄膜层的沟道9，透明前电极的隔离沟道10，即相邻小电池内的前电极、非晶硅薄膜 层、背电极的沟道分布位置镜像对称。完成所有的激光刻划后，在电池两端正极和共用负极 上分别焊上导电带71、72，其中引出电池正极的导电带71通过汇流导电带73汇集输出，汇 流导电带73下粘帖有防止小电池之间短路的绝缘带，绝缘带可以采用PET或其他起绝缘作 用的材料制成。汇流导电带73和共用负极上的导电带72分别作为太阳能电池的正负极引 出线。根据电流配置不同，导电带72、73上的电流为导电带71上的两倍左右，故导电带72、 73的宽度比导电带71宽(导电带的厚度相同)，降低电路中能量损失。最后利用层压或者 高压釜工艺将基板1、前电极2、非晶硅薄膜层3、背电极4、胶膜5以及封装层6形成夹胶组 件。采用外形尺寸为707mmX 1640mm的非晶硅太阳能电池组件，给12V的蓄电池充电， 要求电池组件的工作电压是16-19V，若是将电池采用传统的内部串联方式，电池单元节的 宽度为10mm，该电池组件的工作电压为38-40V。而采用了本实用新型设计的共用负极的电 池组件结构，相同组件尺寸，相同电池单元节宽度的电池组件工作电压为18-19V，组件功率 与传统内部串联方式的组件功率基本一致，满足给低电压蓄电池充电要求。实施例2 见图4至图6，是共用正极的薄膜组件，与图2所示的共用负极的薄膜组件基本一 致，主要区别在于两端小电池上的电池单元节31均为负极，33为共用正极，且电池单元节 31，32，33均为具有最优宽度。沉积完非晶硅薄膜层3后，用绿激光对其进行刻划，形成非晶 硅薄膜层的沟道9 ；溅镀完背电极层4后，用绿激光对非晶硅薄膜层3及背电极层4同时进 行刻划，形成背电极的隔离沟道8。本实施例两个小电池共用同一正极，两端均为负极的这 种设计，主要依靠背电极4的隔离沟道8、非晶硅薄膜层3的沟道9以及透明前电极2的隔 离沟道10在两个小电池的相对位置不同而实现，如在左边小电池的每个电池单元节中，从 左至右依次是背电极的隔离沟道8，非晶硅薄膜层的沟道9，透明前电极的隔离沟道10 ；而 在右边小电池的每个电池单元节中，从左至右依次是透明前电极的隔离沟道10，非晶硅薄
5膜层的沟道9，背电极的隔离沟道8，即相邻小电池内的前电极、非晶硅薄膜层、背电极的沟 道分布位置镜像对称。采用外形尺寸为707mmX 1640mm的电池组件，给12V的蓄电池充电，要求电池组 件的工作电压是16-19V，若是将电池采用传统的内部串联方式，电池单元节的最优宽度为 10mm，则该电池组件的工作电压为38-40V。而采用了本实用新型设计的共用正极的电池组 件结构，相同组件尺寸，相同电池单元节宽度的电池组件工作电压为18-19V，组件功率与传 统内部串联方式及共用负极的组件功率基本一致，满足给低电压蓄电池充电要求。实施例3 采用外形尺寸为707mmX 1640mm的电池组件，给6V的蓄电池充电，要求电池组件 的工作电压是9V左右，若是将电池组件采用传统的内部串联方式，则该电池组件的工作电 压为34-36V。本实施例采用三个小电池并联，见图7至图9，相同组件尺寸，相同电池最优 宽度的电池组件工作电压为9-10V，组件功率与传统内部串联方式、共用负极和共用正极的 组件功率基本一致，满足给低电压蓄电池充电要求。以上结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上 述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前 提下作出各种变化。
权利要求1.一种非晶硅薄膜太阳能电池组件，包括在绝缘基板上顺序沉积的前电极、非晶硅薄 膜层、背电极及封装层，其特征在于所述的太阳能电池组件由至少两个小电池并联组成，每 个小电池由多个内部串联的电池单元节构成，相邻小电池内的前电极、非晶硅薄膜层、背电 极的沟道分布呈镜像对称，且相邻小电池之间具有共用电极，太阳能电池组件的正负电极 由导电带引出。
2.根据权利要求1所述的非晶硅薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述相邻小电池两 端的电池单元节上设有同一极性的电极，由汇流导电带引出。
3.根据权利要求1所述的非晶硅薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述共用电极上的 导电带的宽度大于相邻小电池两端电池单元节上的导电带的宽度。
4.根据权利要求1所述的非晶硅薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述太阳能电池组 件的背电极与封装层之间夹有胶膜。
5.根据权利要求1所述的非晶硅薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述太阳能电池组 件是非晶硅叠层太阳能电池组件。
6.根据权利要求2所述的非晶硅薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述的汇流导电带 下设有绝缘带。
7.根据权利要求6所述的非晶硅薄膜太阳能电池组件，其特征在于所述的绝缘带为 PET绝缘层。
专利摘要本实用新型涉及一种高功率低电压的非晶硅薄膜太阳能电池组件，属于太阳能电池技术领域。非晶硅薄膜太阳能电池组件包括在绝缘基板上顺序沉积的前电极、非晶硅薄膜层、背电极及封装层，其特征在于所述的太阳能电池组件由至少两个小电池并联组成，每个小电池由多个内部串联的电池单元节构成，相邻小电池内的前电极、非晶硅薄膜层、背电极的沟道分布呈镜像对称，且相邻小电池之间具有共用电极，太阳能电池组件的正负电极由导电带引出。本实用新型采用内部串联、外部并联的结构，具有高功率、低电压的特性，可以满足不同客户的需求，应用广泛，既可适用于叠层太阳能电池组件，又可应用于单结非晶硅太阳能电池组件。
文档编号H01L31/0224GK201788988SQ20102029466
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者吴志武, 康晓军, 李全相, 李毅, 郭权发 申请人:深圳市创益科技发展有限公司