专利名称：太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池模块，尤其涉及通过收纳依次层压的多个太阳能单电池， 从而使电力生产率最大化的太阳能电池模块。
背景技术：
近来，由太阳能电池的发展潜力所引发的研究开发在急速增加。尤其是为了太阳能电池的大规模商用化，关于元件的高效化及低廉化的研究非常活跃。商用高效化作为提高电池性能从而降低发电单价的一种方法，比较适合晶硅太阳能电池和使用CIGS(铜铟镓硒，CuInxGa(1_x)Se2)等化合物半导体的太阳能电池。此外，染料敏化型太阳能电池(Dye-sensitized solar cell)是由瑞士格兰泽尔 (Gratzel)教授于1991年、通过在陶瓷半导体TW2纳米多孔膜上吸附光敏剂Ru(II)类络合物开发出的电池，同现有的太阳能电池相比，其光电效率低，成为当前商业化的绊脚石。染料敏化型太阳能单电池的最高光电转换率为10%的水准，该水准与化合物半导体及a-Si薄膜型太阳能电池相比较低。但由于低廉的制造设备及工艺技术，使其同现有晶硅太阳能电池相比可降低相当一部分的发电单价，并且同其它薄膜型太阳能电池一样，具有可在柔性(flexible)基板上形成的优点。为了获得高效率的染料敏化型太阳能电池，研究被分为TiO2膜的改善、透明导电膜的改善、电解质及染料的改善等。但基本实情为针对染料敏化型太阳能电池的光吸收的研究不那么活跃。现有技术中存在入射光不能被染料敏化型太阳能电池彻底吸收、光能流失的效率低的问题。另外，虽然可由多个现有太阳能单电池以串联结构连接而构成模块，以此来提高输出电压，但需要伴有连接各单电池的配线工序，一旦由导线连接的单电池之一丧失功能， 则有可能导致太阳能电池模块整体丧失功能，且存在维修复杂、须经过高难工序的问题。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的现有技术中的问题而提出的。本发明的目的在于提供一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块尤其通过以并联方式连接多个太阳能单电池并依次层压，进行有效的维护管理并增大相同面积的电力生产。为此，本发明的太阳能电池模块包括多个太阳能单电池；阴极连接件，与所述单电池的阴极部连接；及阳极连接件，与所述单电池的阳极部连接。 优选所述多个太阳能单电池相互层压并被收纳。优选所述多个太阳能单电池以并联方式电连接。优选所述阴极部包括用于与所述阴极连接件连接的第一突出部。优选所述阳极部包括用于与所述阳极连接件进行电连接的第二突出部。此外，优选在所述第一突出部与所述第二突出部的终端涂覆有比所述阴极部及阳极部的透明导电膜的导电性大的金属。并且，优选所述阴极部及/或阳极部的电极具有由IT0、IZ0、AZ0、GZ0、GAZ0(氧化锌共掺杂镓铝)及FTO(氧化锡共掺杂氟)中的至少两种以上的不同透明导电膜层压而成的结构。优选地，所述太阳能单电池包括染料敏化型太阳能单电池，而且还可以包括有机太阳能单电池、a-Si太阳能单电池、CIGS太阳能单电池及CdTe (碲化镉)太阳能单电池中的至少任一种。优选所述太阳能电池模块进一步包括熔结玻璃(frit glass)，位于所述多个太阳能单电池的上部，具有阻止紫外线的功能；及镜状反射物，位于所述模块的下部。由所述多个太阳能单电池、所述阴极连接件及所述阳极连接件组成的多个套件可以沿X方向及Y方向中的至少任一方向连接的方式排列。所述阴极连接件及所述阳极连接件包括与相邻的其它阴极连接件或阳极连接件连接的连接部，所述连接部可沿X方向、Y方向及Z方向中的至少任一方向延长而形成。优选所述阴极连接件进一步包括可与外部的其它阳极连接件电连接的第一连接部。优选所述阳极连接件进一步包括可与外部的其它阴极连接件电连接的第二连接部。此外，优选所述第一连接部和第二连接部的剖面呈梯形，且相互交错配置，从而能够拆装。本发明通过依次收纳太阳能单电池，使在相同面积上的太阳光效率最大化，从而使电力生产最大化。此外，本发明通过依次收纳吸收不同波段的相同或不同的太阳能单电池，具有利用未被吸收的太阳光使电力生产最大化的优点。并且，本发明通过以串联及并联方式连接太阳能电池模块，具有能够实现高电压、 高功率电源的优点。此外，本发明通过大量生产环保能量，有望对经济产生巨大的影响。根据本发明，由于太阳能电池模块以并联连接为基础，因此即使有一个单电池损坏，整体太阳能电池模块仍然工作，所以易于进行维修。此外，本发明由于不要求太阳能单电池之间的复杂的配线，能够以非常简单的盒式结构构成模块，因此结构简单。
图1为表示本发明的一实施例的太阳能电池模块的剖视图。图2为表示图1中的太阳能单电池的剖视图。图3及图4为表示本发明的另一实施例的太阳能电池模块的例示图。符号说明100 太阳能电池模块110 太阳能单电池
111 阴极部112 氧化物层
113 电解质层114 密封部
115 阳极部120 阳极连接件
131, 132 第一连接部 130 阴极连接件 121 第二连接部140 熔结破璃
150 反射物
具体实施例方式下面参照附图对本发明实施例的太阳能电池模块进行详细的说明。本发明的基本原理为将多个太阳能单电池依次层压并收纳于太阳能电池模块中，从而易于替换不良的单电池，且提高相同面积的电力生产率。首先，将本发明的实施例所使用的太阳能电池模块定义为以等间距依次层压多个太阳能单电池并进行收纳的盒式模块。而且，在本发明的说明中，如果对相关的公知功能或结构的具体说明被判断为对本发明宗旨的说明是不必要的，则省略其详细说明。图1为表示本发明实施例的太阳能电池模块100的结构示意图。参照图1，本发明的太阳能电池模块100包括多个太阳能单电池110 ；阴极连接件 130，其与单电池110的阴极部连接；及阳极连接件120，其与单电池的阳极部连接。在太阳能电池模块100中，多个太阳能单电池110沿Z方向被上下等间距层压并被收纳(X方向、Y方向及ζ方向以图4为准)。S卩，在本发明实施例的太阳能电池模块100中单电池以盒式方式被收纳。接下来参照图2对本发明实施例的太阳能单电池110的结构及功能进行说明。图2为表示搭载于本发明实施例的太阳能电池模块100中的太阳能单电池110的结构示意图。参照图2，太阳能单电池110包括阴极部(前面电极基板)111，其在透明基板上涂覆有透明导电膜(电极)；氧化物层112，其含有光吸收染料；电解质层113，其用于向被氧化的染料提供电子；密封部114，其用于密封(baling)氧化物层112和电解质层113的外部；以及阳极部(背面电极基板)115。将太阳能单电池110的工作原理说明如下。首先自然太阳光入射到太阳能单电池110，光子透射阴极部111。那么，下面的氧化物层112中的染料高分子(未图示)吸收如此被透射的光的光子而跃迁为激发态，并生成电子。所生成的电子转移到多孔结构TiO2(未图示)的导带，并通过阴极部111向外部电路(未图示)传输电能。然后，电解质层113向氧化物层供应电子，以使氧化物层112的燃料还原。从电解质层113供应的电子在阳极部115中得到补充。
密封部114从外部密封含液体状态电解质的电解质层113和含染料的氧化物层 112。另外，太阳能单电池110还需要用于使其在太阳能电池模块100中被等间距层压及收纳的装置。即参照图2，阴极部111具有向右突出的第一突出部a，阳极部115具有向左突出的第二突出部b。第一突出部a连接到阴极连接件130，第二突出部b连接到阳极连接件120。并且，由于第一突出部a及第二突出部b分别电连接到阴极连接件130及阳极连接件120，因此优选在终端上涂覆导电性高的金属物质。如此构成的多个太阳能单电池110在太阳能电池模块100中被等间距层压并被收纳。优选多个太阳能单电池110层压为二到四层。需要说明的是，多个太阳能单电池110如果被层压为五层以上，光子(Pho ton)的透射率显著下降，导致位于最下端的太阳能单电池的发电效率几近于零。例如，当550nm波长光入射到由五个太阳能单电池层压而成的太阳能电池模块时，从最上层太阳能单电池到最下层太阳能单电池的发电效率依次可为10-8-3-1-0。由此，因最下层第五个太阳能单电池的发电效率几近于零，本发明实施例的多个太阳能单电池限定为四级。此时可知，多个太阳能单电池110的电连接为并联结构。另外，优选多个太阳能单电池110的阴极部111与阳极部115在自然太阳光易于透射的透明基板上形成。为了方便说明自然光透射过程，对多个太阳能单电池110标注附图标记IlOa IlOd0透射第一个太阳能单电池IlOa的太阳光只有顺次透射被层压的太阳能单电池 IlOb 110d，才能保持正常的电力生产。并且，由于太阳能单电池IlOa IlOd的电连接为并联，就算有一个因错误运行或发生问题而被去除，太阳能电池模块100仍能正常工作。因此能够保证本发明的太阳能电池模块100的稳定性。此时，为了阻止入射太阳光中的紫外线并提高透射性，太阳能电池模块100的上部由熔结玻璃140构成。而且，为了再利用透过太阳能单电池IlOa IlOd的太阳光，太阳能电池模块100 的下部使用例如镜子等的反射物150收尾。因此能够进一步提高本发明太阳能电池模块100的的电力生产率。为了提高太阳能电池模块100的电力生产率，可以层压光的吸收波长不同的相同或不同种类的太阳能单电池。 太阳能单电池1 IOa 1 IOd可具有含光吸收染料的氧化物层112，该光吸收染料吸收吸收波长各不相同的光。 由于各太阳能单电池IlOa IlOd吸收的太阳光波长不同，因此能够吸收在上层未被吸收的波段的太阳光，并生产电力。
由此，太阳能电池模块100的电力生产率可进一步增大。此外，图1中的太阳能电池模块具有染料敏化型太阳能单电池，同时还可包括有机太阳能单电池、a-Si太阳能单电池、CIGS太阳能单电池及CdTe太阳能单电池中的至少一种。此时，位于最下端一层的太阳能单电池的种类优选为CIGS太阳能单电池。图3为表示本发明的另一实施例的太阳能电池模块的示意图，示出多个图1中的太阳能电池模块(图1中的由多个太阳能单电池、阴极连接件及阳极连接件构成的套件，为了与图3及图4中的太阳能电池模块区别开，下面将图1中的太阳能电池模块称为单位太阳能电池模块)以沿X方向连接的方式排列的状态。在此，阴极连接件130具有用于与其他阳极连接件进行电连接的第一连接部131、 132。同样地，阳极连接件120具有用于与其他阴极连接件进行电连接的第二连接部 121。因此，图1中的单位太阳能电池模块100分别以串联方式连接，能够输出更高的电压。在此，第一连接部131、132和第二连接部121的剖面呈梯形，且相互交错配置，从而能够拆装。因此，连接件之间的接触面积增加，能够提高连接强度，并能减少接触电阻。在图3中阴极连接件(或阳极连接件)沿阴极部(或阳极部)的Y方向一边形成， 具有沿Y方向延长而形成的连接部。因此，相邻的阴极连接件和阳极连接件可采用滑动方式沿Y方向连接。图4为表示本发明又一实施例的太阳能电池模块的剖视图及俯视图的示意图，是例示单位太阳能电池模块以沿X方向及Y方向连接的方式排列的状态图。在图4中单位太阳能电池模块沿X方向以串联方式连接，且沿Y方向单位太阳能电池以并联方式连接。在图4中示出沿Y方向延长而形成的连接部和沿Z方向延长而形成的连接部。沿 Z方向延长而形成的连接部采用滑动方式沿Z方向实现连接。不过，本发明不局限于图3及图4表示的连接方向。如上所述，虽然本发明根据限定的实施例和附图进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例，在本发明所属领域中具有通常知识的人可以从这些记载进行多种修改及变形。因此本发明的范围不能局限于已进行说明的实施例并由此确定，须根据权利要求书所记载的内容及与之等同的内容确定。
权利要求
1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括多个太阳能单电池；阴极连接件，与所述多个太阳能单电池的阴极部连接；及阳极连接件，与所述多个太阳能单电池的阳极部连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个太阳能单电池沿Z方向上下层压而被收纳于所述阴极连接件和所述阳极连接件之间。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于，由所述多个太阳能单电池、所述阴极连接件及所述阳极连接件组成的多个套件以沿X 方向及Y方向中的至少任一方向连接的方式排列。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个套件沿X方向以串联方式电连接。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个套件沿Y方向以并联方式电连接。
6.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述阴极连接件及所述阳极连接件包括梯形形状的连接部，所述连接部与相邻的阴极连接件或阳极连接件连接。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述连接部沿所述X方向、所述Y方向以及所述Z方向中的至少任一方向延长而形成。
8.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个太阳能单电池包括光的吸收波长不同的相同种类或不同种类的太阳能单电池。
9.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个太阳能单电池包括i)染料敏化型太阳能单电池；以及ii)有机太阳能单电池、a-Si太阳能单电池、CIGS太阳能单电池及CdTe太阳能单电池中的至少任一种。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个太阳能单电池在最下层具有CIGS太阳能单电池。
11.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个太阳能单电池层压为两层以上且四层以下。
12.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述太阳能电池模块进一步包括熔结玻璃，位于所述多个太阳能单电池的上部、具有阻止紫外线的功能；及反射物，位于所述多个太阳能单电池的下部。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述多个太阳能单电池以并联方式电连接。
14.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述阴极部及所述阳极部中的至少任一个在与所述阴极连接件或所述阳极连接件之间的终端进一步包括涂覆有金属的突出部。
15.根据权利要求14所述太阳能电池模块，其特征在于，所述阴极部的突出部与所述阳极部的突出部向彼此相反的方向突出。
16.根据权利要求1所述太阳能电池模块，其特征在于，所述阴极部及所述阳极部中的至少任一个具有由IT0、IZ0、AZ0、GZ0、GAZ0及FTO中的至少两种以上的不同透明导电膜层压而成的电极。
全文摘要
本发明涉及薄膜型太阳能电池，尤其涉及通过收纳依次层压的多个太阳能单电池而使电力生产率最大化的太阳能电池模块。为此，本发明包括透明的多个太阳能单电池；与所述太阳能单电池的阴极部电连接的阴极连接件；及与所述太阳能单电池的阳极部电连接的阳极连接件。
文档编号H01L25/03GK102543972SQ201110401260
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者尹汉镐, 朴宰莹, 朴柱玉, 朴薰, 李恩暻 申请人:三星康宁精密素材株式会社