专利名称：太阳能电池设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池设备。
背景技术：
近来，随着对能量需求的增长，已研制出将太阳能转化为电能的太阳能电池。具体地，所述太阳能电池中的每个都包括多个层，诸如玻璃衬底、金属后电极层、 P型基于CIGS的光吸收层、高阻缓冲区层和N型窗口层。另外，所述太阳能电池具有电池彼此并联或串联连接的结构。
发明内容
技术问题本发明提供一种减小电流损耗、结构简单并且包括彼此并联连接的电池的太阳能电池设备。技术方案在一个实施例中，一种太阳能电池设备包括衬底；布置在所述衬底上的多个第一电池；布置在所述衬底上的多个第二电池；以及布置在所述第一电池和所述第二电池之间的第一母线，其中，所述第一母线与所述第一电池和所述第二电池连接。在另一个实施例中，一种太阳能电池设备包括衬底；布置在所述衬底上的第一电池；布置在所述衬底上的第二电池，所述第二电池与所述第一电池分开；以及布置在所述第一电池和所述第二电池之间的母线，其中，所述母线与所述第一电池和所述第二电池电连接。在又一个实施例中，一种太阳能电池设备包括沿第一方向延伸的第一母线；与所述第一母线并排延伸的第二母线；与所述第一母线并排延伸的第三母线，所述第三母线与所述第二母线电连接；布置在所述第一母线与所述第二母线之间的多个第一电池；以及布置在所述第一母线与所述第三母线之间的多个第二电池。有益效果在根据本发明的太阳能电池设备中，所述第一母线布置在所述中央部分，并且所述电池布置在所述第一母线的两侧。另外，在根据本发明的太阳能电池中，所述第二母线和所述第三母线布置在所述衬底的两端。因此，布置在所述第一母线两端的所述电池彼此并联连接。这里，由太阳能产生的电流从两端移动到布置在中央部分处的所述第一母线，或者从布置在中央部分处的所述第一母线移动到布置在两端的所述第二母线和所述第三母线。因此，与在其中电子从一端移动到另一端的太阳能电池相比，在根据实施例的太阳能电池设备中，电子移动较短的距离。因此，根据实施例的太阳能电池具有提高的效率。另外，在根据实施例的太阳能电池中，利用布置在中央部分的第一母线，电子沿彼此相反的方向移动。因此，在根据实施例的太阳能电池中，所述串联连接的电池也并联连接。因此，在根据实施例的太阳能电池中，所述电池以示例结构布置，并且所述电池彼此并联连接
图1是根据一个实施例的太阳能电池设备的平面图；图2是根据一个实施例的太阳能电池设备的电路图；图3是沿图1的A-A，线截取的剖视图；图4是根据另一个实施例的太阳能电池设备的平面图；图5是根据另一个实施例的太阳能电池设备的电路图；图6是沿图4的B-B，线截取的剖视图；图7是根据另一个实施例的太阳能电池设备的平面图；图8是根据另一个实施例的太阳能电池设备的电路图；以及图9是沿图7的C-C’线截取的剖视图。
具体实施例方式在实施例的描述中，应该理解，当层、膜、电极、槽、构件、条或层被表述为在其它层 (或膜)、区域、衬垫、或图案的“上方”时，术语“上方”或“下方”包括“直接地”和“间接地” 两种含义。此外，基于附图确定每个层的“上方”或“下方”。为了方便描述和清楚的目的， 在附图中可以夸大各个层的厚度或尺寸。另外，各个元件的尺寸不完全反映实际尺寸。图1是根据一个实施例的太阳能电池设备的平面图。图2是根据一个实施例的太阳能电池设备的电路图。图3是沿图1的A-A'线截取的剖视图参照图1至图3，根据一个实施例的太阳能电池设备包括支撑衬底10、多个第一电池Cl、多个第二电池C2、第三电池C3、第一母线(bus bar) 20、第二母线30、第三母线40和连接部50。支撑衬底10具有板形形状。支撑衬底10支撑第一电池Cl、第二电池C2、第三电池C3、第一母线20、第二母线30、第三母线40和连接部50。支撑衬底10可以是玻璃衬底、塑料衬底或金属衬底。更详细地，支撑衬底10可以是钠钙玻璃衬底。多个第一电池Cl布置在支撑衬底10上。第一电池Cl彼此串联连接。第一电池 Cl具有沿第一方向延伸的形状。就是说，第一电池Cl彼此并排布置。第一电池Cl可以彼此平行布置。当俯视时，第一电池Cl布置在第一母线20与第二母线30之间。参照图3，多个第一电池Cl中的每个包括第一后电极110、第一光吸收部120、第一缓冲区130、第一高阻缓冲区140和第一窗口 150。第一后电极110布置在支撑衬底10上。第一后电极110可以是导体。用于第一后电极110的材料的例子可以包括钼等。第一光吸收部120布置在第一后电极110上。第一光吸收部120可以包括 I-III-VI族化合物。例如，第一光吸收部120可以具有铜铟镓硒(Cu(In，Ga)Se2，CIGS)晶体结构、铜铟硒晶体结构或铜镓硒晶体结构。第一光吸收部120可以具有大约IeV到大约1. SeV的能带隙。第一缓冲区130布置在第一光吸收部120上。用于第一缓冲区130的材料的例子可以包括硫化镉等。第一高阻缓冲区140布置在第一缓冲区130上。用于第一高阻缓冲区140的材料的例子可以包括未掺杂的氧化锌等。第一窗口 150布置在第一高阻缓冲区140上。用于第一窗口 150的材料的例子可以包括未掺杂的氧化锌等。第二电池C2布置在支撑衬底10上。第二电池C2布置在与第一电池Cl所在区域相邻的区域中。当俯视时，第二电池C2布置在第一母线20与第三母线40之间。多个第二电池C2彼此串联连接。第二电池C2可以具有沿第一方向延伸的形状。 就是说，第二电池C2沿第一方向延伸。第二电池C2彼此并排布置。第二电池C2可以彼此平行布置。就是说，当俯视时，第一电池Cl和第二电池C2布置在彼此相对的位置处，同时第一母线20位于第一电池Cl和第二电池C2之间。参照图3，多个第二电池C2中的每个包括第二后电极210、第二光吸收部220、第二缓冲区230、第二高阻缓冲区240和第二窗口 250。第二后电极210布置在支撑衬底10上。第二后电极210可以是导体。用于第二后电极210的材料的例子可以包括钼等。第二光吸收部220布置在第二后电极210上。第二光吸收部220可以包括 I-III-VI族化合物。第二光吸收部220可以具有大约IeV到大约1. SeV的能带隙。第二缓冲区230布置在第二光吸收部220上。用于第二缓冲区230的材料的例子可以包括硫化镉等。第二高阻缓冲区240布置在第二缓冲区230上。用于第二高阻缓冲区240的材料的例子可以包括未掺杂的氧化锌等。第二窗口 250布置在第二高阻缓冲区240上。用于第二窗口 250的材料的例子可以包括本征氧化锌(iZnO)等。第三电池C3布置在支撑衬底10上。另外，第三电池C3布置在支撑衬底10与第一母线20之间。第三电池C3布置在第一电池Cl和第二电池C2之间。类似地，当俯视时，第一电池Cl和第二电池C2布置在彼此相对的位置，同时第三电池C3位于第一电池Cl和第二电池C2之间。第三电池C3布置在布置有第一电池Cl的区域与布置有第二电池C2的区域之间的区域中。第三电池C3具有沿第一方向纵向地延伸的形状。第三电池C3与第一电池Cl和第二电池C2连接。详细地，第三电池C3与第一电池 Cl和第二电池C2电连接。更详细地，第三电池C3与最靠近第三电池C3的第一电池Cl' 和最靠近第三电池C3的第二电池C2'电连接。另外，第三电池与第一母线20连接。第三电池C3可以直接接触第一母线20。第三电池与第一母线20电连接。
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参照图3，第三电池C3包括第三后电极310、第三光吸收部320、第三缓冲区330、 第三高阻缓冲区340和第三窗口 350。第三后电极310布置在支撑衬底10上。第三后电极310可以是导体。用于第三后电极310的材料的例子可以包括钼等。第三光吸收部320布置在第三后电极310上。第三光吸收部320可以包括 I-III-VI族化合物。第三光吸收部320可以具有大约IeV到大约1. SeV的能带隙。第三缓冲区330布置在第三光吸收部320上。用于第三缓冲区330的材料的例子可以包括硫化镉等。第三高阻缓冲区340布置在第三缓冲区330上。用于第三高阻缓冲区340的材料的例子可以包括未掺杂的氧化锌等。第三窗口 350布置在第三高阻缓冲区340上。用于第三窗口 350的材料的例子可以包括掺杂铝的氧化锌。另外，第三后电极310与靠近该第三后电极310的第一电池Cl'的第一窗口 150 连接。更详细地，第三后电极310与从靠近该第三后电极310的第一电池Cl'的第一窗口 150延伸的第一连接电极151连接。另外，第三后电极310与靠近该第三后电极310的第二电池C2'的第二窗口连接。 更详细地，第三后电极310与从靠近该第三后电极310的第二电池C2'的第二窗口 250延伸的第二连接电极251连接。因此，第三电池C3与第一电池Cl串联连接，同时，与第二电池C2串联连接。第三电池C3的平面面积大于第一电池Cl的平均面积和第二电池C2的平均面积。 更详细地，第三电池C3的平面面积大于或等于第一电池Cl的平均面积与第二电池C2的平均面积之和。第三电池C3的有效面积(第三电池中除了覆盖有第一母线的区域之外的平面面积)基本等于多个第一电池Cl中每个的平面面积与多个第二电池C2中每个的平面面积之禾口。因此，第三电池C3的电流量等于或大于多个第一电池Cl中每个的电流量与多个第二电池C2中每个的电流量之和。因此，整个太阳能电池设备的输出不会由于第三电池C3而降低。第一母线20布置在支撑衬底10的中央部分。例如，第一母线20可以布置在支撑衬底10的中央。第一母线20布置在第三电池C3上。第一母线20布置在第一电池Cl和第二电池 C2之间。第一母线20布置在布置有第一电池Cl的区域与布置有第二电池C2的区域之间的区域中。第一母线20与第三电池C3连接。第一母线20与第三电池C3电连接。第一母线 20与第三电池C3接触。更详细地，第一母线20可以与第三电池C3直接接触。另外，第一母线20与第三窗口 350连接。第一母线20与第三窗口 350电连接。第一母线20与第三窗口 350接触。更详细地，第一母线20可以与第三窗口 350直接接触。第一母线20通过第三电池C3与第一电池Cl和第二电池C2电连接。第一母线20与第三电池C3对应地延伸。第一母线20沿第一方向延伸。
第二母线30布置在支撑衬底10的边缘上。另外，第二母线30布置在多个第一电池Cl中的一个上。更详细地，第二母线30布置在最外侧第一电池Cl"上。另外，第二母线30与第一电池Cl连接。更详细地，第二母线30与第一电池Cl电连接。更详细地，第二母线30与最外侧第一电池Cl"直接接触。就是说，第二母线30与最外侧第一电池Cl"的第一窗口直接接触并且与第一电池Cl电连接。第三母线40与第二电池C2连接。更详细地，第三母线40与第二电池C2电连接。 更详细地，第三母线40与最外侧第二电池C2"直接接触。就是说，第三母线40与最外侧第二电池C2"的第二窗口直接接触并且与第二电池C2电连接。连接部50将第二母线30与第三母线40连接。连接部50布置在没有布置第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3的非有源区域中。连接部50可以与第二母线30及第三母线40 —体形成。第一母线20、第二母线30和第三母线40以及连接部50实现为导体。例如，第一母线20、第二母线30和第三母线40以及连接部50可以是导电胶带。用于第一母线20、第二母线30和第三母线40以及连接部50的材料的例子可以包括铜、银或铝。在第一电池Cl中产生的电子从外侧移动到第一母线20。就是说，从第一电池Cl 中产生的电子沿着与第一方向基本垂直的第二方向从第二母线30移动到第一母线20。就是说，从第一电池Cl中产生的电流从中央部分流到外侧。类似地，在第二电池C2中产生的电子从外侧移动到第一母线20。就是说，从第二电池C2中产生的电子沿着与第一方向基本垂直的第二方向从第三母线40移动到第一母线 20。就是说，从第二电池C2中产生的电流从中央部分流到外侧。就是说，在根据实施例的太阳能电池中，所产生的电子从外侧移动到布置在中央部分的第一母线20。因此，当与其中的电子从一端移动到另一端的太阳能电池相比时，在根据实施例的太阳能电池中，电子移动较短的距离。因此，根据实施例的太阳能电池具有提高的效率。另外，在根据实施例的太阳能电池中，利用布置在中央部分的第一母线20，电子沿彼此相反的方向移动。因此，在根据实施例的太阳能电池中，所述串联连接的电池也并联连接。就是说， 在根据实施例的太阳能电池中，第一电池Cl和第二电池C2沿着第二方向上的一条线布置。因此，在根据实施例的太阳能电池中，所述电池以示例结构布置，并且第一电池Cl 和第二电池C2彼此并联连接。另外，尽管在本实施例中设置了三个母线并且所述多个电池分别布置在所述母线之间，但是本公开不限于此。例如，所述多个电池可以分别布置在更多数量的母线之间。例如，五个母线互相并排布置，并且多个第一电池、多个第二电池、多个第三电池和多个第四电池可以分别布置在五个母线之间。这里，多个第一电池可以彼此串联连接，多个第二电池可以彼此串联连接。类似地，多个第三电池可以彼此串联连接，多个第四电池可以彼此串联连接。另外，第一电池、第二电池、第三电池和第四电池可以彼此并联连接。这里，五个母线的中央的母线和五个母线的两个外侧的母线可以相互电连接，而剩余的母线可以相互电连接。图4是根据另一个实施例的太阳能电池设备的平面图。图5是根据另一个实施例的太阳能电池设备的电路图。图6是沿图4的B-B’线截取的剖视图。本实施例参照前面描述的实施例，并且将额外地描述第三电池。在本实施例的描述中，除了本实施例中的改变的元件之外，该实施例与之前的实施例基本相同。参照图4到图6，第三电池C3实际上不产生电力。就是说，第三电池C3不将利用太阳能产生的电子传送到第一母线20。第三窗口 350与靠近该第三窗口 350的第一电池Cl'的第一后电极110连接。另外，第三窗口 350与靠近该第三窗口 350的第二电池C2 ‘的第二后电极210连接。更详细地，从第三窗口 350延伸的第一连接电极352接触第一后电极110，从第三窗口 350延伸的第二连接电极353接触第二后电极210。因此，第一母线20通过第三窗口 350和第一连接电极352与第一电池Cl连接。另夕卜，第一母线20通过第三窗口 350和第二连接电极353与第二电池C2连接。由于第三电池C3实际上不产生电力，所以无需为第三电池C3提供大的面积。因此，第三电池C3的平面面积可以与第一母线20的平面面积基本相等。在第一电池Cl和第二电池C2中产生的电子从中央部分向外侧移动。就是说，在第一电池Cl和第二电池C2中产生的电流从外侧流向中央部分。因此，当第二母线30与最外侧第一电池Cl"的第一窗口 150接触时，在第一窗口 150中产生的电流会流过第二母线30。实际上，第一母线20与靠近该第一母线20的第一电池Cl ‘的第一后电极110连接，并且第二母线30与最外侧第一电池Cl"的第一窗口连接。因此，整个第一电池Cl可以产生电力。类似地，整个第二电池C2可以产生电力。因此，根据实施例的太阳能电池具有提高的效率。图7是根据另一个实施例的太阳能电池设备的平面图。图8是根据另一个实施例的太阳能电池设备的电路图。图9是沿图7的C-C’线截取的剖视图。本实施例参照前面描述的实施例，并且还将额外地描述连接电极。在本实施例的描述中，除了本实施例中的改变的元件之外，该实施例与之前的实施例基本相同。参照图7到图9，根据本实施例的太阳能电池设备不包括第三电池C3，但是包括连接电极301。连接电极301布置在第一电池Cl和第二电池C2之间。连接电极301布置在布置有第一电池Cl的区域和布置有二电池C2的区域之间。连接电极301布置支撑衬底10上。连接电极301与第一电池Cl和第二电池C2连接。详细地，连接电极301与靠近该连接电极301的第一电池Cl'的第一后电极110和靠近该连接电极301的第二电池C2' 的第二后电极210连接。更详细地，连接电极301可以与第一后电极110和第二后电极210 结合为一体。就是说，连接电极301、第一后电极110和第二后电极210可以形成一个整体。连接电极301可以是导体。用于连接电极301的材料的例子可以包括钼等。第一母线20布置在连接电极301上。第一母线20与连接电极301直接接触。第一母线20通过连接电极301与第一电池Cl和第二电池C2连接。
连接电极301可以与第一后电极110和第二后电极210结合为一体。第一母线20 通过连接电极301与第一电池Cl和第二电池C2连接。因此，可以防止第一母线20与第一电池Cl之间的连接断开，并且可以减小第一母线20与第一电池Cl之间的连接电阻。类似地，可以防止第一母线20与第二电池C2之间的连接断开，并且可以减小第一母线20与第二电池C2之间的连接电阻。因此，根据本实施例的太阳能电池设备具有提高的效率。尽管已参照若干说明性实施例描述了本发明，但是应该理解，本领域技术人员可以推导出的许多其它改进和实施例都将落在本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内可以对所讨论的组合排列的组成部件和/或排列方式进行各种变型和改进。除了对组成部件和/或排列方式进行变型和改进之外，替换使用对本领域技术人员来说也是显而易见的。工业应用性本发明可以应用于太阳能电池设备领域。
权利要求
1.一种太阳能电池设备，包括 衬底；布置在所述衬底上的多个第一电池； 布置在所述衬底上的多个第二电池；以及布置在所述第一电池和所述第二电池之间的第一母线，其中，所述第一母线与所述第一电池和所述第二电池连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其中，所述多个第一电池彼此串联连接，所述多个第二电池彼此串联连接，并且所述多个第一电池通过所述第一母线与所述多个第二电池并联连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，进一步包括布置在所述第一电池和所述第二电池之间的第三电池，其中，所述第一母线通过所述第三电池与所述第一电池和所述第二电池连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，进一步包括 与所述多个第一电池中的一个相连接的第二母线； 与所述多个第二电池中的一个相连接的第三母线；以及将所述第二母线与所述第三母线相连接的连接部。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，进一步包括布置在所述衬底与所述第一母线之间的连接电极，其中，所述第一母线通过所述连接电极与所述第一电池和所述第二电池连接。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池设备，其中，所述连接电极与所述第一电池中最靠近所述第一母线的电池的最下层和所述第二电池中最靠近所述第一母线的电池的最下层结合为一体。
7.一种太阳能电池设备，包括 衬底；布置在所述衬底上的第一电池；布置在所述衬底上的第二电池，所述第二电池与所述第一电池分开；以及布置在所述第一电池和所述第二电池之间的母线， 其中，所述母线与所述第一电池和所述第二电池电连接。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池设备，进一步包括布置在所述第一电池与所述第二电池之间的第三电池，其中，所述母线通过所述第三电池与所述第一电池和所述第二电池连接。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池设备，其中，所述第一电池包括 布置在所述衬底上的第一后电极；布置在所述第一后电极上的第一光吸收部；以及布置在所述第一光吸收部上的第一窗口， 其中，所述第二电池包括 布置在所述衬底上的第二后电极； 布置在所述第二后电极上的第二光吸收部；以及布置在所述第二光吸收部上的第二窗口，其中，所述第三电池包括布置在所述衬底上的第三后电极，所述第三后电极与所述第一窗口和所述第二窗口连接；布置在所述第三后电极上的第三光吸收部；以及布置在所述第三光吸收部上的第三窗口，所述第三窗口与所述母线连接。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池设备，其中，所述第三电池的面积大于所述第一电池的面积与所述第二电池的面积之和。
11.根据权利要求8所述的太阳能电池设备，其中，所述第一电池包括 布置在所述衬底上的第一后电极；布置在所述第一后电极上的第一光吸收部；以及布置在所述第一光吸收部上的第一窗口，其中，所述第二电池包括布置在所述衬底上的第二后电极；布置在所述第二后电极上的第二光吸收部；以及布置在所述第二光吸收部上的第二窗口，其中，所述第三电池包括布置在所述衬底上的第三后电极；布置在所述第三后电极上的第三光吸收部；以及布置在所述第三光吸收部上的第三窗口，所述第三窗口与所述第一后电极和所述第二后电极连接，其中，所述母线接触所述第三窗口的上表面。
12.根据权利要求7所述的太阳能电池设备，进一步包括布置在所述第一电池与所述第二电池之间的连接电极，所述连接电极与所述第一电池和所述第二电池连接，其中，所述母线接触所述连接电极。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池设备，其中，所述第一电池包括 布置在所述衬底上的第一后电极；布置在所述第一后电极上的第一光吸收部；以及布置在所述第一光吸收部上的第一窗口， 其中，所述第二电池包括 布置在所述衬底上的第二后电极； 布置在所述第二后电极上的第二光吸收部；以及布置在所述第二光吸收部上的第二窗口，其中，所述连接电极与所述第一后电极和所述第二后电极结合为一体。
14.一种太阳能电池设备，包括 沿第一方向延伸的第一母线；与所述第一母线并排延伸的第二母线；与所述第一母线并排延伸的第三母线，所述第三母线与所述第二母线电连接； 布置在所述第一母线与所述第二母线之间的多个第一电池；以及布置在所述第一母线与所述第三母线之间的多个第二电池。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池设备，其中，所述多个第一电池彼此串联连接， 所述多个第二电池彼此串联连接，所述多个第一电池与所述多个第二电池彼此并联连接。
16.根据权利要求14所述的太阳能电池设备，进一步包括直接与所述第一母线连接的第三电池，所述第三电池与所述第一电池和所述第二电池连接。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池设备，其中，所述第三电池的面积大于所述第一电池的平均面积和所述第二电池的平均面积。
18.根据权利要求15所述的太阳能电池设备，其中，所述第二母线与所述多个第一电池中的最外侧第一电池连接，以及所述第三母线与所述多个第二电池中的最外侧第二电池连接。
全文摘要
本发明公开一种太阳能电池设备。所述太阳能电池设备包括衬底；布置在所述衬底上的多个第一电池；布置在所述衬底上的多个第二电池；以及布置在所述第一电池和所述第二电池之间的第一母线，其中，所述第一母线与所述第一电池和所述第二电池连接。
文档编号H01L31/05GK102473785SQ201080029766
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者池奭宰 申请人:Lg伊诺特有限公司