薄层太阳能电池的串接方法

专利名称：薄层太阳能电池的串接方法
技术领域：
本发明涉及用于制造太阳能模块的薄层太阳能电池的串接方法。
背景技术：
制造不同构造的薄层太阳能电池的方法是已知的。它们可以在硬质载体，例如玻璃上，也可以在薄膜，即由金属或聚合物构成的薄的、弹性的载体上发生离折。图1中结合基于薄膜的CIGS薄层太阳能电池示出了薄层太阳能电池的原理构造，其包括例如由膜1 构成的载体或基底；金属背面接触层2，其例如主要包括钼层；例如由CIGS构成的吸附层 3 ；例如由硫化镉构成的缓冲层4 ；例如由固有的氧化锌构成的隧道式触点；和透明的前侧电极，该前侧电极由透明的氧化物导体、如氧化锡铜(ITO)或夹杂着铝的氧化锌构成。隧道式触点和前侧电极(也称作透明正面接触层)共同地作为层5示出。有利地，为制造太阳能电池在层离析时进行连续过程进程。另外已知ー种以单片整合的形式实现薄层太阳能电池的串接方法。例如文献US 5，593，901示出了这样的方法。对于单片整合的连接必须如所述，在构造太阳能电池及其连接时交替进行涂层和结构化处理步骤。薄层太阳能电池的单层的离析因此通过多个结构化处理步骤被打断。为避免离析过程的中断，在文献W02008/157807A2中建议了，使所有结构化处理步骤在制成完整的层组合结构之后进行，并将其用导电的聚合物膏或绝缘的聚合物膏进行填充(图2)。图3示出了基于现有技术的流程。出发点是在图3(a)中示出的由基底1、背面接触层2、光活性层3、缓冲层4和透明正面接触层5构成的层组合结构。如图3(b)所示，该层组合结构经过结构化处理，并在此划分为单个节段。单个节段的数目首先可以任意选择。每个单个节段需要三个结构化处理步骤。下面，凭借图3(b)阐明各个结构化处理步骤。结构化处理A将透明的正面接触层5完全分离，从而使缓冲层4或吸收层3可见。结构化处理B将背面接触层2之上的所有层分开，并由此使这些层露出。通过结构化处理C， 完整的层组合结构、包括基底上的背面接触层被完全分离。为了实现通过结构化处理过程限定的单个节段之间的串接，必须实现ー个节段的背面接触层与后继的节段的正面接触层的连接。在现有技术中，该连接通过导电的聚合物膏形成，该聚合物膏被填入经结构化处理的沟槽B(见图3(d))中。结构化处理A用干，防止与正面接触层邻接的单个节段的短路。 结构化处理C实现了同样的目的，然而是用于相邻的单个节段的背面接触层。结构化处理 A和C用绝缘的聚合物膏进行填充(见图3(c))。已知的技术方案具有一系列的缺陷，具体分为两个方面。第一方面在图3(b)中示出的全部三个结构化处理(A、B和C)被引入层组合结构的不同深度——结构化处理步骤A直至缓冲层，结构化处理步骤B直至背面接触层，结构化处理步骤 C直至基底。必须为每个结构化处理步骤设置自己用的參数，以完全去除相应的层，而不损伤位于其下面的层，或者使用额外的技木。由于对于结构化处理A、B和C要分开不同的层次序，因而有必要使用3组参数或者直至3种不同的技术。如果结构化处理过程例如以机械方式凭借划线针进行，那么一组参数可以包括例如针的作用力、针的穿越速度、针尖的半径和针的穿过数。通常情况下，透明的正面接触层5在缓冲层4上或在吸收层3上的粘附力要高于吸收层3在背面接触层2上的粘附力。因此，例如凭借划线针将缓冲层上的透明的正面接触层去除在技术上是高要求的。类似地有问题的是，通过激光射线将透明的正面接触层去除。例如，如果使用波长为532nm的激光，可以在透明的正面接触层中几乎不吸收能量，这是因为，在这个波长条件下透明的正面接触层通常具有高透光性。因此，激光射出的能量的大部分被缓冲层和吸收层所吸收，并立刻例如导致这些层熔化，这会由于在这些层出现短路而导致故障。为了应对该问题，可以选择波长较小的激光，例如，常见透明的正面接触层在266nm的波长条件下展现了较高的吸收性能，由此，激光放出的射线可以良好地在透明的正面接触层中得到吸收。该激光的短波长通过“频率转化”由更大波长的激光生成。这样的“频率转化”以昂贵的、部分寿命有限的光学设备为前提。另一方面，这样的“频率转化”总会导致激光强度的降低并由此导致批量生产过程中生产量的降低。结构化处理步骤A将两个邻接节段的正面接触层分离。在现有技术中，缓冲和吸收层不曾分离。吸收层通常涉及半导体材料，该材料同样是导电的。尽管该半导体层的横向导电率通常明显低于透明的正面接触层和背面接触层的横向导电率，但也不是小得可忽略不计。造成困难的还有，现代的吸收器半导体层越来越实施为小电阻，由此也导致横向导电率增加。显而易见存在这样的错觉，即绝缘通过分离透明的正面接触层就可以实现。完全可能的是，尽管对透明的正面接触层进行分离，一如既往地，在两个邻接的单个节段的透明正面接触层之间、经吸收层和填充在结构化处理沟槽B中的导电聚合物膏、仍存在电连接(见图3(d))。由此存在短路，而单个节段的电连接在串接方面于功能上显著受到妨碍。第二方面在现有技术中，首先进行层组合结构的结构化处理，接着，如上所述，通过绝缘的和导电的聚合物膏对生成的沟槽进行填充。对于在涂覆导电的和绝缘的聚合物膏时的定位精确性以及在涂覆后聚合物膏的延伸重要的是，在结构化处理时、在确认结构化处理沟槽的间距时必须考虑上述这些方面。通过注意所有的公差，单个结构化处理步骤的间距相互出于过程安全性的视角被选择得更大。结构化处理区域和沟槽的填充对于生成载流子不作出贡献。由此，用现有技术，在生成载流子过程中，对有价值的活性太阳能电池表面未加利用，并由此降低了太阳能电池的效率。

发明内容
本发明的目的在于，对结构化处理这样进行设计，S卩，首先简化过程并由此降低成本，此外还避免单个节段的连接位上的短路(第一方面)。本发明的目的还在于，将通过连接单个节段而生成的非活性太阳能电池表面降至最低，并由此提高太阳能电池的效率(第
二方面)O第一方面由此实现了本发明的目的，即在结构化处理步骤A中，不仅穿透透明的正面接触层，而且穿透所有位于金属背面接触层之上的层(见图4)。由此，结构化处理步骤A和B在技术上一致，由此可以为A和B使用同样的参数或在结构化处理时使用同样的技术。此外，两个相邻的节段发生短路的危险通过吸收层3加以避免。单个太阳能电池节段的连接已知通过在结构化处理沟槽B中使用导电聚合物膏来进行，相反，使经结构化处理的沟槽A和C用绝缘的聚合物膏进行填充。第二方面为使太阳能电池的非活性表面最小化，根据本发明，提供了工艺流程的改动。在对经结构化处理的沟槽B和C进行填充之后，再进行结构化处理A。由此，例如通过使用照相系统识别出填充在沟槽B中的导电聚合物膏的轮廓。由此，结构化处理A可以任意地紧密靠近导电聚合物膏的边棱设置。用绝缘膏对经结构化处理的沟槽A进行填充不再是必要的。在第二方面提及的技术途径由此一方面使非活性表面的份额最小化，而且另一方面节约绝缘的聚合物膏(见图5上)


图1示出了 CIGS薄层太阳能电池的构造；图2示出了现有技术；图3示出了现有技术的工艺流程；图4示出了根据本发明的连接的构造；图5示出了根据本发明的串接的变换方式，上方侧视图，左下结构化处理A相对于由导电膏构成的填充物的曲线边沿的调整，右下结构化处理A相对于由导电膏构成的填充物的边沿的位置设置；图6示出了根据本发明的第一方面的工艺流程；图7示出了第一方面的工艺流程的实施例；图8示出了根据本发明的第二方面的工艺流程；图9示出了第一方面的工艺流程的实施例；图10示出了根据本发明的串接的变换方式；图11示出了额外涂覆有导电接触爪的根据本发明的构造的变换方式。附图标记说明1 基底，载体2背面基础层(例如，金属层)3光活性层，吸收层4缓冲层5隧道式触点和透明前侧电极(例如，导电氧化物)6绝缘层(例如，绝缘的聚合物膏)7导电层(例如，填充有金属颗粒的聚合物膏)8 接触爪
具体实施例方式根据本发明的串接方法的工艺流程
6
第一方面出发点是基底，用对于薄层太阳能电池所必要的单层进行涂层(见图1和图6(a))。在基底上的这些层接着进行结构化处理。在此，将这些层划分为单个节段。根据各个单个节段主要具有3种结构化处理(A、B和C(见图6(b))。在此，结构化处理A和B将层3、4和5完全分开，从而使层2可见。结构化处理C使层2、3、4和5完全分离，从而使基底1可见。对层的分离在此可以例如以机械方式用划线针进行。在此可以找到对单一层进行蚀刻的理想参数。由此，例如针的力、针的穿越速度、针尖的半径或针的穿过数可以进行调整。结构化处理A和B的参数在此可以如此选择，即要避免对层2造成伤害，但要确保完全去除层3、4和5。对结构化处理C的参数如此选择，即要确保层2的完全分离，而不对基底1的功能造成影响。理想情况下，对于结构化处理C，基底在表面不受到蚀刻。然而，只要基底的稳定性不受影响，对基底的表面蚀刻就不成问题。沟槽A、B和C的暴露根据本发明可以使用激光射线、或通过结合使用平版印刷术与湿化学蚀刻或与基于真空的干燥-蚀刻技术来实现。节段的3种结构化处理的间距主要由对结构化处理沟槽的填充以及对导电和绝缘的聚合物膏的延伸的定位精确性而得到确定，并应当在使非光活性表面最小化方面得到优化。接着结构化处理A和C，用绝缘聚合物膏(沟槽A和C)和导电聚合物膏(沟槽B)对生成的沟槽进行填充。为填充沟槽，可采用具有用压力输送的药筒的分配器、或者采用具有操纵阀的分配器、或者采用具有喷射阀的分配器，其中，最后一个系统确保了批量生产过程中的更高的生产量。而且创造性地，同样采用丝网印刷技术或相关技术。绝缘的聚合物膏在此填充沟槽A和C (见图6 (c))。对沟槽A和C的填充在此如此进行，即，使绝缘的聚合物膏不会抵达沟槽B。此外，对沟槽A和C必须进行完全填充，而不再存在未填充的沟槽部分。接着，使导电膏在沟槽B中溢出并覆盖沟槽C而进行涂覆(见图6(d))。填充在沟槽中的聚合物膏必须在涂覆之后对应于制造商说明进行干燥。这一步需要根据膏的聚合物组系在循环空气干燥炉中或通过UV照射进行。由此在一个节段的背面接触层和邻接的节段的正面接触层之间制成了电连接(见图6(d))。导电的聚合物膏必须在此经非导电的对沟槽C的填充而溢出，从而对透明的正面接触层形成电接触。最终接触透明的正面接触层的面积有多大，取决于透明的正面接触层和导电聚合物膏的类型。在此必须对电损失和活性电池表面的色调明暗层次进行优化。第一方面的实施例通过图7描述该实施例。使用工艺流程构建5emX5cm的由彼此串接的薄层太阳能电池构成的单元。应当提及的是，串接的太阳能电池的大小是示例性的，根据本发明，可以采用任意大小。出发点是作为基底1的15-75 μ m厚的聚酰亚胺膜。通过磁控管溅射对该膜整面地例如用钼进行约0. 2-2 μ m厚的涂层处理。该钼层用作太阳能电池的背面接触层2。然而也可将不同金属或金属层用作背面接触层。在该钼层上接着通过在真空中共蒸发而离析元素铜、铟、镓和硒。然而，也可以使用其它已知技术用于使CIGS层离析。这些技术包括连续式离析、电离析、印刷技术或离子放射支持的离析。然后，在该1-2 μ m厚的Cu (In, Ga) Se2层(吸收层，光活性层幻上用湿化学方式涂覆一层薄的(10至IOOnm)硫化镉层。该CdS层也可以通过基于真空的技术制成。同样具有创造性的是，使用可能无Cd的缓冲层。在该缓冲层上通过射频(RF)溅射涂覆一层薄的(10至IOOnm)的固有氧化锌层(i-&i0)4。最后，溅射一层约0.5-3 μ m厚的掺杂铝的氧化锌层(Al:&i0)。i_ZnO层和Al ZnO层为了简化一起作为正面接触层5制成。Al: ZnO层还可以由ITO构成。单个层的制造可以在批量工艺中或者在连续工艺中(例如滚轮到滚轮)进行离析。将设置了上述涂层的聚亚酰胺带例如切割为5cmX5cm的大小，然后作为出发点用于对层的结构化处理和接着的串接过程(见图7(a))。5cmX5cm的大小的经涂层的聚亚酰胺膜在图7(b)中示出，设置有18个平行的结构化处理，其中，每三个结构化处理分为一组。结构化处理线的顺序(见图7(b))是ABCABC...等。以结构化处理A开始。该结构化处理例如以机械方式用划线针来实现。划线针自身固定在x-y-z-工作台上并由计算机支持进行控制。取决于层3、4和5的材料特性，划线针的操作参数(例如针尖半径、针尖压制力、针尖的穿越速度和针尖的穿过数)这样进行调整，从而使层3、4和5沿着结构化处理线完全去除，而在此不对层2造成损害。在该情况下，结构化处理线的长度为5cm(经涂层基底的长度)。该线的宽度大体上通过针尖半径来确定。在该实施例中，线宽度为70 μ m，另外典型的线宽度为约10至100 μ m。在第一结构化处理A结束之后，进行结构化处理B。该结构化处理以约300 μ m的距离平行于结构化处理A进行错置。然而，该错置距离还可以为50-500 μ m。由于结构化处理A和B在技术上是相同的，因此结构化处理B就按照结构化处理A的样式进行。在结构化处理B结束后进行结构化处理C。该结构化处理以300 μ m的距离平行于结构化处理B进行错置。然而，该错置距离还可以为50-500 μ m。结构化处理C在示出的实施例中通过划线针来进行。不同于结构化处理A和B，对参数这样进行调整，以额外分离出层3、4和5，也使层2切开。如果结构化处理C结束，重复上述结构化处理步骤A、B和C，其中，下一组结构化处理例如以约7mm的距离平行于第一组结构化处理而错置进行。第三组结构化处理再以7mm的距离相对于第二组而错置进行，并以此类推。一共进行六组，每组具有三条结构化处理线(见图7(b))。应该提及，结构化处理组的间距可以位于3至15mm之间，另外还取决于正面接触层的电学特性。同样，在所有结构化处理步骤中，首先使沟槽A在5cm基底上形成，然后进行结构化处理步骤B和C，或者可以以其它任意顺序进行。在结构化处理线结束之后，对生成的沟槽进行填充。首先，对沟槽A和C用绝缘聚合物膏通过计算机控制的分配器的辅助在x-y-z工作台上进行填充(见图7(c))。该填充这样进行，即，使绝缘膏不会流入沟槽B并将其封闭。此外，对沟槽A和C的填充必须用绝缘膏无间隙地进行。这一点对于沟槽C特别重要，这是因为，该沟槽接着会被导电膏所覆盖，导电膏在它这一侧对于没有完全绝缘的沟槽C而言会渗入其中，并由此会导致两个节段的短路。绝缘的聚合物膏可以由商业渠道从不同的制造商处获得。涂覆的膏的线厚度一方面取决于膏的流动特性。另一方面，线厚度可以经分配器的参数(位于药筒处的压力、涂覆速度、药筒开口的直径等)受到影响。典型的线宽度位于1500至300 μ m范围。对沟槽的填充在此经沟槽的整个长度(在此为5cm)进行。在将所有沟槽A和C用绝缘膏填充之后，必须将绝缘膏根据制造商说明通过循环空气干燥炉、或用IR-或UV-照射进行时效硬化处理。在对绝缘膏进行时效硬化处理之后，对所有沟槽B用导电膏进行的填充可以在分配器的辅助下来进行(见图7(d))。在此，线厚度一方面取决于膏的流动特性。另一方面，线厚度可以经分配器的参数(位于药筒处的压力、涂覆速度、药筒开口的直径等)受到影响。导电膏的涂覆在此必须这样进行，即，使沟槽B被完全填满，而没有因此在沟槽A的绝缘填充物之上溢出，这是因为，否则会发生节段短路。另外，在任何情况下，导电膏必须经对沟槽C的绝缘填充物之上引导流出，并由此确保了后继节段的正面接触层的接触。导电填充的典型的线宽度位于400至700 μ m,并另外还取决于沟槽B和C的间距。导电膏可以从商业渠道由不同制造商处获得。在将沟槽B用导电膏进行填充之后，将导电膏根据制造商说明通过循环空气干燥炉、或用IR-或UV-照射进行时效硬化处理。第二方面不同于第一方面的工艺流程，首先在层组合结构(见图8(a))中只进行结构化处理B和C(见图8(b))。接着，用绝缘膏填充沟槽C(见图8(c))。绝缘膏根据制造商说明进行干燥，此后，导电聚合物膏填充在沟槽B中，并经沟槽C的填充物之上用导电聚合物膏进行填充(见图8(d))。接着，进行结构化处理A(见图8(e))。为使非光活性表面最小化，在此有利的是，将结构化处理A尽量置于导电聚合物膏的填充物的边沿。这一点可以这样实现，即，使导电膏的填充物的边沿凭借例如光学识别(相机)而获取(见图5并比较图5下方现有技术)。关键在于，在沟槽B和C填充之后才进行结构化处理A。由于导电聚合物膏通常通过掺入金属颗粒实现其导电性，所以通过在颗粒上反射光得到了对太阳能电池材料的良好的对比度，这是因为太阳能电池材料吸收光。据此，根据由导电膏构成的填充物的边沿的位置和形状，可以使结构化处理A—方面尽可能紧密靠近边沿。另一方面，结构化处理A能够对由导电膏构成的填充物的边沿的形状作出补偿。后两种的可能性使非活性表面的范围最小化，并由此提高太阳能电池的效率。另外，还节约了工艺步骤(用绝缘膏对沟槽A进行填充)，并由此降低了生产成本。第二方面的实施例凭借图9阐明该实施例。使用工艺流程构建例如5cmX5cm的由彼此串接的薄层太阳能电池构成的单元。出发点是在第一方面的实施例描述中阐明的层结构和层制造。将设置了上述涂层的聚亚酰胺带例如切割为5cmX5cm的大小，然后作为出发点用于对层的结构化处理和接着的串接过程。5cmX5cm的大小的经涂层的聚亚酰胺膜在图9(b)中示出，首先进行12个平行的结构化处理，其中，每两个结构化处理分为一组。结构化处理线的顺序(见图9(b))是BCBC...等。以结构化处理B开始。该结构化处理例如以机械方式用划线针来实现。划线针自身固定在x-y-z-工作台上并由计算机支持进行控制。取决于层3、4和5的材料特性，划线针的操作参数(例如针尖半径、针尖压制力、针尖的穿越速度和针尖的穿过数)这样进行调整，从而使层3、4和5沿着结构化处理线完全去除，而在此不对层2造成损害。在该情况下，结构化处理线的长度为5cm(经涂层基底的长度)。该线的宽度大体上通过针尖半径来确定。在该实施例中，线宽度为70μπι，另外典型的线宽度为约10至100 μ m。在第一结构化处理B结束之后，进行结构化处理C。该结构化处理以300 μ m的距离平行于结构化处理B进行错置。该错置距离可为50-500 μ m。结构化处理C例如同样通过划线针来进行。不同于结构化处理B，对参数这样进行调整，以额外分离出层3、4和5，也
9使层2切开。如果结构化处理C结束，重复上述结构化处理步骤B和C，其中，下一组结构化处理例如以约7. 5mm的距离平行于第一组结构化处理而错置进行。第三组结构化处理再以7mm相对于第二组而错置进行，并以此类推。一共进行六组，每组具有两条结构化处理线(见图9(b))。应该提及，结构化处理组的间距可以位于3至15mm之间，另外还取决于正面接触层的电学特性以及沟槽B和C的间距和宽度。同样，在所有结构化处理步骤中，首先使沟槽B在5cm基底上形成，然后进行结构化处理步骤C，或者可以以其它任意顺序进行。在结构化处理线结束之后，对生成的沟槽进行填充。首先，对沟槽C用绝缘聚合物膏通过计算机控制的分配器的辅助在x-y-z工作台上进行填充(见图9(c))。该填充这样进行，即，使绝缘膏不会流入沟槽B并将其封闭。此外，对沟槽C的填充必须用绝缘膏无间隙地进行。这一点特别重要，这是因为，该沟槽接着会被导电膏所覆盖，导电膏在它这一侧对于没有完全绝缘的沟槽C而言会渗入其中并，由此会导致两个节段的短路。绝缘的聚合物膏可以由商业渠道从不同的制造商处获得。涂覆的膏的线厚度一方面取决于膏的流动特性。另一方面，线厚度可以经分配器的参数(位于药筒处的压力、涂覆速度、药筒开口的直径等)受到影响。典型的线宽度位于1500至300 μ m范围。对沟槽的填充在此经沟槽的整个长度(在此为5cm)进行。在将沟槽C用绝缘膏填充之后，必须将绝缘膏根据制造商说明通过循环空气干燥炉、或用IR-或UV-照射进行时效硬化处理。在对绝缘膏进行时效硬化处理之后，对所有沟槽B用导电膏进行的填充可以在分配器的辅助下来进行(见图9(d))。在此，线厚度一方面取决于膏的流动特性。另一方面，线厚度可以经分配器的参数(位于药筒处的压力、涂覆速度、药筒开口的直径等)受到影响。导电膏的涂覆在此必须这样进行，即，在任何情况下，导电膏经对沟槽C的绝缘填充物之上引导流出，并由此确保了后继节段的正面接触层的接触。导电填充的典型的线宽度位于400至700 μ m,并另外还取决于沟槽B和C的间距。导电膏可以从商业渠道由不同制造商处获得。在将沟槽B用导电膏进行填充之后，将导电膏根据制造商说明通过循环空气干燥炉、或用IR-或UV-照射进行时效硬化处理。一旦对导电膏进行了时效硬化处理，就可以进行结构化处理A。结构化处理A在此位于沟槽B的填充物的左侧(图9(e))。结构化处理A例如以机械方式使用划线针进行。结构化处理A—方面应该尽可能紧密靠近沟槽B的填充物。另一方面，在此有利的是，使结构化处理A的延伸与沟槽B的填充物的轮廓相匹配。为此有必要的是，对沟槽B的填充物的轮廓进行识别和评估。这一点可以凭借照相系统连同光学评估来实现，该照相系统同样固定在x-y-z工作台上。填充物的轮廓的数据一旦出现，划线针的轨迹就可以为结构化处理A作出调整，从而使光学损失(通过分离光活性面)最小化。根据本发明的工艺流程的变换所有结构化处理还可以凭借激光或者光平版印刷方式结合使用蚀刻技术(湿化学法或基于真空的干燥蚀刻方法)而实现。同样可以结合所有述及的方法。通常，可将层组合结构以本发明的方法进行串接，该组合结构既可以位于硬质的、又可以位于挠性的基底上。基底在此可以是绝缘的或导电的。对于导电基底的情况(例如金属膜)，必须在该基底上涂覆绝缘层(即在基底1和背面接触层2之间)，从而避免背面接触层上单个节段的短路，该短路会对随后的串接的功能造成巨大干扰。这里，结构化处理C的参数可以这样进行选择，S卩，使绝缘层受到蚀刻或者残留在基底上，关键之处在于，使背面接触层被完全切开。用绝缘聚合物膏对沟槽A和C进行的填充还可以通过用绝缘材料(例如SiOx)通过真空离析或电离析进行的涂层加以代替。用导电聚合物膏对沟槽B进行的填充可以通过用导电材料(例如银)通过真空离析或电离析进行的涂层加以代替。通常还有可能，为对沟槽A、B和C进行填充，将涂覆聚合物膏的方法与真空离析和电离析的方法相结合。结构化处理A、B和C原则上可以这样紧密设置，即没有任何层组合结构存在于结构化处理的沟槽之间(见图10(i))。在本发明的实施过程中，对于沟槽A和B的结构化处理步骤通过单一结构化处理步骤加以代替。除了降低制造费用，这一点还有这样的优点，即降低了太阳能电池的非活性面，并由此提高了太阳能电池的效率。同样还有可能，省去额外用绝缘聚合物膏进行填充的生产步骤(见图10(ii)，类似于图5)。然而，还可以使两条沟槽这样紧密设置，即没有任何层堆叠结构存在于线之间(见图 10(iii))。用绝缘膏或导电膏对沟槽进行填充可以除了用分配器之外还通过丝网印刷、打字蜡纸印刷、墨汁喷射或喷涂法(使用蒙片)来实现。通常，可以考虑使用单个方法的结合方案。除了基于聚合物的绝缘和导电膏，也可以使用基于硅树脂和丙烯酸酯的膏组系。除了用导电聚合物膏对结构化处理B进行填充之外，还可以使导电聚合物膏例如以单个接触爪的形式涂覆在太阳能电池的活性表面上，以支持正面接触层的导电性，由此能够相互扩大单个节段的间距，并由此在对串联电阻损失和太阳能活性表面的色调明暗层次进行优化之后能够达到太阳能活性表面的最大值(见图11)。本发明的方法原则上可以在挠性基底上使用任意类型的薄层太阳能电池。下列类型作为示例 二硒化铜铟镓、二硒化铜铟、二硒化铜镓(或者用硫取代硒) 无定形硅 碲化镉 微晶硅· 申化镓
权利要求
1.一种薄层太阳能电池的串接方法，所述薄层太阳能电池由基底、背面接触层、吸收层、缓冲层、透明的正面接触层构成，其中，将沟槽引入这样的层组合结构中并制造电接触， 其特征在于，涂覆在硬质和挠性的基底上的层组合结构根据图6划分出三个沟槽A、B和C， 其中，沟槽A和B在层组合结构中一直引至背面接触层，而沟槽C 一直引至基底，沟槽A和 C形成为绝缘的，而沟槽B形成为导电的，并将电池节段串接。
2.根据权利要求1所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，为对薄层太阳能电池的层组合结构进行结构化处理，对沟槽A和B使用同样的參数。
3.根据权利要求1和2所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，结构化处理用划线针、用激光射线或以照相平版印刷法进行。
4.根据权利要求1至3所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，用导电膏或绝缘膏对所述沟槽进行填充。
5.根据权利要求1至4所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，使用基于聚合物的、或基于硅树脂或丙烯酸酯的膏组系。
6.根据权利要求1、4和5所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在于，为用导电膏或绝缘膏对生成的沟槽进行填充使用分配器，所述分配器具有压カ输送药筒或具有操纵阀或具有喷射阀。
7.根据权利要求1、4和5所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，通过丝网印刷、打字蜡纸印刷、墨汁喷射或使用蒙片的喷涂法对沟槽进行填充。
8.根据权利要求1、4和5所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，沟槽的绝缘效应通过绝缘材料的真空离析和电离析来实现。
9.根据权利要求1、4、5和8所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，通过结合以下方式，即对沟槽A用分配器进行膏涂覆，对沟槽C用SiOx通过真空离析进行处理，将绝缘层弓I入这两个待填充沟槽。
10.根据权利要求1、4和5所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，沟槽中的电连接通过导电材料的真空离析或电离析实现，所述电连接将ー个节段的背面接触层与相继节段的正面接触层相连接。
11.根据权利要求1所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在于，导电的聚合物膏经沟槽C的不导电填充物之上这样进行伸展，以实现正面接触层的电接触。
12.根据权利要求1至11所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，所述导电聚合物膏作为接触爪涂覆在活性太阳能电池表面上。
13.根据权利要求12所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，所述接触爪由另ー种与导电聚合物膏不同的导电材料构成。
14.一种薄层太阳能电池的串接方法，所述薄层太阳能电池由基底、背面接触层、吸收层、缓冲层、透明的正面接触层构成，将沟槽引入这样的层组合结构中并制造电接触，其特征在干，该层组合结构根据图8划分出三个沟槽A、B和C，其中，沟槽B—直引至背面接触层，而沟槽C 一直引至基底，沟槽C用绝缘膏进行填充，而沟槽B用导电膏这样进行填充， 即，经沟槽C的填充物之上加以覆盖，接着再引入沟槽A。
15.一种薄层太阳能电池的串接方法，所述薄层太阳能电池由基底、背面接触层、吸收层、缓冲层、透明的正面接触层构成，将沟槽引入这样的层组合结构中并制造电接触，其特征在干，所述层组合结构根据图8划分出两个沟槽B、C，其中，沟槽B—直引至背面接触层， 而沟槽C 一直引至基底，沟槽C用绝缘膏进行填充，而沟槽B用导电膏这样进行填充，即，经沟槽C的填充物之上加以覆盖。
16.根据权利要求15所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，所述沟槽B的左侧额外地用绝缘膏进行填充。
17.根据权利要求15所述的薄层太阳能电池的串接方法，其特征在干，后继地将沟槽A 通过所述层组合结构一直弓I至背面接触层。
全文摘要
本发明涉及一种薄层太阳能电池的串接方法。本发明的目的在于，这样提供一种结构化处理方法，其可以实现可靠而有效的连接，避免短路，并提高太阳能电池的可用面积。通过权利要求1和14实现了该目的，该技术方案适于批量生产。
文档编号H01L31/0224GK102598268SQ201080047461
公开日2012年7月18日 申请日期2010年9月17日 优先权日2009年9月20日
发明者亚历山大·布劳恩, 克里斯蒂安·沙伊特, 卡斯滕·奥特, 安德列亚斯·拉姆, 斯特芬·拉格诺瓦 申请人:太阳能光电股份公司