专利名称：一种薄膜光伏组件及其连线系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及新能源技术领域，更具体的涉及一种薄膜光伏组件及其连线系统。
背景技术：
在传统能源逐渐枯竭，环境问题逐年加剧之际，新能源已逐渐成为各国能源战略的主流，其中，光伏产业在新能源中占据着重要地位。太阳能电池以半导体材料为媒介实现光和电的直接转换，当阳光照射到太阳能电池时，在没有机械传动和污染性副产物的情况下，将太阳光能直接转换成电能。下面内容将对现有技术中的薄膜光伏组件集成结构进行详细说明。请参考图1,图1为现有技术中的薄膜光伏组件集成结构示意图。现有技术中的薄膜光伏组件包括衬底1、前电极层2、半导体层3及背电极层4。其中，衬底I为玻璃，当然也可为其它材料，例如不锈钢、聚合物等。前电极层2为透明导电材料，其沉积于衬底I上，前电极层2刻有多个间隔分布的槽Pl,多个槽Pl将前电极层2划分为多个宽度相等的子单元，槽Pl要将前电极层刻穿以使得子单元之间相互绝缘。半导体层3沉积于前电极层2上,偏离于槽Pl —定距离的半导体层3上刻有槽P2,刻槽P2时要刻穿半导体层3，但不能损伤前电极层2。背电极层4沉积于半导体层3上，需要说明的是，背电极层4沉积于半导体层3上时，同时，背电极层的材料也需沉积于槽P2内，而后根据槽P2的位置偏移一定的距离再次刻槽P3，刻槽P3时要刻穿背电极层或4同时刻穿背电极层4和半导体层3但不能损伤前电极层2。由图1中可以看出，通过刻槽将一个大面积的太阳能电池分割为若干个面积相等子单元，每一个子单元为一个子电池。通过刻槽Pl，P3分别将前电极层2和背电极层4刻穿，使相邻子电池之间的同层电极绝缘，而通过刻槽P2又使前一个子电池的背电极层4与后一个子电池的前电极层2导通从而实现了相邻子电池的串联。如此，通过刻三道槽使原来的一整块大面积电池变成了若干个子电池的串联结构，即光伏组件。起始端引出电极A通过刻槽P2与第一个子电池的前电极层相连，因此起始端引出电极A可做为整个组件的前电极。末端引出电极B为最后一个子电池的背电极，其做为整个组件的背电极。以上为现有技术中较普遍的光伏组件集成结构。然而，根据材料物理特性，最优的子电池宽度都在一个很小的范围内基本是固定的，因此对于同一种尺寸规格的薄膜光伏组件而言子电池的个数也是基本固定的，从而决定了上述光伏组件的输出电压和电流也是固定的，而这并不能满足多种应用的需求。为了克服现有技术中光伏组件输出电压和输出电流为固定值的不足，专利申请号为200880101249.4的专利文件公布了一种光伏模块的并联互连接的系统和方法。请参考图2，图2为现有发明专利中公布的光伏系统的示意图。由图2可知，整个薄膜光伏组件被分成了左右对称的两部分IOa和10b，对比图1即可发现IOb部分的结构即为常规薄膜光伏组件的结构，而IOa为其镜像结构，这样整个薄膜光伏组件就包括了 IOa和IOb两个子组件，最左端的引出电极是子组件IOa的背电极，最右端的引出电极为子组件IOb的背电极。此外，两个子组件IOa与IOb共用一个公共前电极15，为了便于引线，公共前电极15通过刻槽16a和刻槽16b分别与子组件中间背电极16相连，如此中间背电极16相当于公共前电极15。而后再将左右两个电极，即两个子组件的背电极，通过引线连接起来即形成了两个子组件IOa和IOb的并联。对于相同尺寸规格的组件，相同的子电池宽度来说，每个子组件中的串联子电池个数为常规组件的一半，因此输出电压就为常规组件的一半，而由于是两个相同子组件的并联，其输出电流就是常规组件的两倍。从而可以满足低电压高电流的应用需求。然而，作为公共前电极15及与公共前电极15相对应的中间背电极16之间需刻槽以便引出电极，中间背电极16只能作为引出电极使用，而公共前电极15与中间背电极16之间不能产生电流，进而造成了光伏组件有效电池面积损失的问题。此外，该发明专利中的光伏组件只限于两个子组件的并联，其不能满足光伏组件对低电压高电流的更高要求。因此，如何解决现有技术中光伏组件有效电池面积损失的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明提供了一种薄膜光伏组件，其能够有效避免有效电池面积损失的问题。本发明还提供了一种用于上述薄膜光伏组件的连线系统。本发明提供的一种薄膜光伏组件，包括衬底、沉积于所述衬底的前电极层、沉积于所述前电极层的半导体层及沉积于所述半导体层的背电极层，所述前电极层刻有多道将其贯穿的第一沟槽，所述半导体层刻有多道将其贯穿的第二沟槽，所述背电极层刻有多道将其贯穿的第三沟槽，所述第二沟槽内设置有导体，多道所述第一沟槽与多道所述第三沟槽将所述前电极层与所述背电极层划为多个子电池，所述第二沟槽内的导体将相邻的两个所述子电池相串联，包括由多个子电池串联而成的第一子组件和由多个子电池串联而成且与所述第一子组件相邻的第二子组件，所述第一子组件的引出电极与和其相邻的子电池的前电极通过所述第二沟槽内的导体相串联，且所述第一子组件与所述第二子组件以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，所述第一子组件与所述第二子组件相邻的两个背电极相交形成第一公共背电极。优选地，还包括与所述第二子组件的末端相邻设置的第三子组件，所述第三子组件与所述第二子组件以所述背电极层的垂面为对称中心呈对称分布，所述第三子组件与所述第二子组件相邻的前电极、背电极及半导体层均相交，且所述第三子组件与所述第二子组件相交的前电极形成第一公共前电极。优选地，还包括与所述第三子组件的末端相邻设置的第四子组件，且所述第四子组件与所述第三子组件以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，所述第四子组件与所述第三子组件相邻的两个背电极相交形成第二公共背电极。优选地，还包括与所述第四子组件的末端相邻设置的第五子组件，所述第五子组件与所述第四子组件以所述背电极层的垂面为对称中心呈对称分布，所述第五子组件与所述第四子组件相邻的前电极、背电极及半导体层均相交，且所述第五子组件与所述第四子组件相交的前电极形成第二公共前电极。优选地，所述第一沟槽同时贯穿于所述前电极层和所述半导体层。优选地，所述第三沟槽同时贯穿于所述背电极层和所述半导体层。本发明还提供了一种薄膜光伏组件的连线系统，用于如上述所述的薄膜光伏组件，所述薄膜光伏组件的两端的引出电极及与所述第一公共前电极相对应的背电极通过导电引线相连接；所述第一公共背电极与所述第二公共背电极通过导电引线相连接。优选地，所述导电引线与所述背电极层之间设有绝缘层。优选地，所述绝缘层为粘于所述导电引线与所述背电极层之间的绝缘胶带。本发明提供的一种薄膜光伏组件，包括衬底、沉积于所述衬底的前电极层、沉积于所述前电极层的半导体层及沉积于所述半导体层的背电极层，所述前电极层刻有多道将其贯穿的第一沟槽，所述半导体层刻有多道将其贯穿的第二沟槽，所述背电极层刻有多道将其贯穿的第三沟槽，所述第二沟槽内设置有导体，多道所述第一沟槽与多道所述第三沟槽将所述前电极层与所述背电极层划为多个子电池，所述第二沟槽内的导体将相邻的两个所述子电池相串联，包括由多个子电池串联而成的第一子组件和由多个子电池串联而成且与所述第一子组件相邻的第二子组件，所述第一子组件的引出电极与和其相邻的子电池的前电极通过所述第二沟槽内的导体相串联，且所述第一子组件与所述第二子组件以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，所述第一子组件与所述第二子组件相邻的两个背电极相交形成第一公共背电极。如此设置，第一子组件和第二子组件均由多个子电池串联而成，且第一子组件与第二子组件的公共电极为第一公共背电极。应当理解，由于前电极沉积于衬底和半导体层之间，故不能由前电极引线，而背电极可直接进行引线。此外，第一子组件与第二子组件的公共电极为背电极，第一公共背电极和与其相对应的前电极之间仍能产生电流。因此，相对于现有技术，本发明提供的薄膜光伏组件有效避免了有效电池面积损失的问题。本发明提供的一种薄膜光伏组件的连线系统，用于上述所述的薄膜光伏组件，所述薄膜光伏组件的起始端的引出电极、其最末端的引出电极及与所述第一公共前电极相对应的背电极通过导电引线相连接；所述第一公共背电极与所述第二公共背电极通过导电引线相连接。需要说明的是，由于光伏组件的起始端和最末端的引出电极均通过刻槽与子电池的前电极相连接，故由光伏组件的两端的引出电极引出的导线相当于由光伏组件的两端的前电极引出的导线，此外，由与第一公共前电极相对应的背电极引出的导线相当于由第一公共前电极直接引出的导线。故如此设置，相当于将光伏组件的前电极相并联。同时，通过导电引线将第一公共背电极与第二公共背电极相连接，实现了公共背电极的相并联。此外，需要说明的是，本发明提供的薄膜光伏组件的连线方法还适用于多个光伏子组件的并联，比如，五个、六个、七个等，同样，依照本发明提供的方法可将各个光伏子组件相并联。应当理解，当光伏子组件的个数为奇数时，整个光伏组件的一端背电极，该背电极与各个公共背电极相并联即可；另外，将整个光伏组件的另一端的引出电极和与各个公共前电极相对应的背电极相连接即可。如此设置，将多个子光伏组件的并联，满足了对低电压高电流的更高要求。
图1为现有技术中的薄膜光伏组件集成结构示意图；图2为现有发明专利中公布的光伏系统的示意图；图3为本发明具体实施方式
中光伏组件示意图；图4为本发明另一种具体实施方式
中光伏组件示意图；图5为本发明具体实施方式
中光伏组件接线系统示意图。
具体实施例方式本发明提供了一种薄膜光伏组件，其能够有效避免有效电池面积损失的问题。本发明还提供了一种用于上述薄膜光伏组件的连线系统。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参考图3，图3为本发明具体实施方式
中光伏组件示意图。本具体实施方式
所提供的薄膜光伏组件，包括衬底111、沉积于衬底111的前电极层112、沉积于前电极层112的半导体层113及沉积于半导体层113的背电极层114。前电极层112刻有多道将其贯穿的第一沟槽1121，半导体层113刻有多道将其贯穿的第二沟槽1131，背电极层114刻有多道将其贯穿的第三沟槽1141。其中，第二沟槽1131内设置有导体，该导体可与背电极层的材料相同，即在半导体层113上沉积背电极层114时，可将背电极层114材料沉积于第二沟槽1131内。需要说明的是，多道第一沟槽1121与多道第三沟槽1141将前电极层112与背电极层114划为多个子电池，第二沟槽1131内的导体将相邻的两个子电池相串联。本具体实施方式
所提供的光伏组件包括由多个子电池串联而成的第一子组件115和由多个子电池串联而成且与所述第一子组件115相邻设置的第二子组件116。本具体实施方式
所提供的第一子组件115的引出电极与和其相邻的子电池的前电极通过第二沟槽1131内的导体相串联，且第一子组件115与第二子组件116以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，第一子组件115与第二子组件116相邻的两个背电极相交形成第一公共背电极123。如此设置，第一子组件115和第二子组件116均由多个子电池串联而成，且第一子组件115与第二子组件116的公共电极为第一公共背电极123。应当理解，由于前电极沉积于衬底111和半导体层113之间，故不能由前电极引线，而背电极可直接进行引线。因此，相对于现有技术，本具体实施方式
所提供的第一子组件115与第二子组件116 二者相交部分不必通过刻槽使得前电极与后电极相连，而可以由第一公共背电极123直接引线。此外，第一子组件115与第二子组件116的公共电极为背电极,第一公共背电极123和与其相对应的前电极之间仍能产生电流。因此，相对于现有技术，本发明提供的薄膜光伏组件有效避免了有效电池面积损失的问题。请参照图4，图4为本发明另一种具体实施方式
中光伏组件示意图。
本具体实施方式
所提供的优选方案中，还包括与第二子组件116的末端相邻设置的第三子组件117，第三子组件117与第二子组件116以背电极层114的垂面为对称中心呈对称分布，第三子组件117与第二子组件116相邻的前电极、背电极及半导体层均相交，且第三子组件117与第二子组件116相交的前电极形成第一公共前电极122。如此设置，由于第三子组件117与第二子组件116以背电极层114的垂面为对称中心呈对称分布，第三子组件117与第二子组件116相邻的前电极、背电极及半导体层均相交，所以第三子组件117能够与第二子组件116相交形成第一公共前电极，且第三子组件117与第二子组件116相交的背电极与第一公共前电极122相对应，故引线时可直接由与第一公共前电极122相对应的背电极直接引出即可。如此设置，本发明提供的薄膜光伏组件可包括多个光伏子组件。本具体实施方式
还可包括与第三子组件117的末端相邻设置的第四子组件118，第四子组件118与第三子组件117以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，第四子组件118与第三子组件117相邻的两个背电极相交形成第二公共背电极119。显然，第四子组件118与第三子组件117的连接和第一子组件115与第二子组件116的连接相同，如此第四子组件118与第三子组件117可形成第二公共背电极119。本具体实施方式
所提供的薄膜光伏组件还可包括与第四子组件118的末端相邻设置的第五子组件(图中未示出)，第五子组件与第四子组件118以背电极层的垂面为对称中心呈对称分布，第五子组件与第四子组件118相邻的前电极、背电极及半导体层均相交，且第五子组件与第四子组件118相交的前电极形成第二公共前电极。显然，第五子组件与第四子组件118之间的连接关系与第三子组件117与第二子组件116之间的连接关系相同。当然，本具体实施方式
所提供的光伏组件还可包括第六子组件、第七子组件或更多的子组件，其连接关系与上述子组件之间的连接关系相同，故本文不再赘述。需要说明的是，本具体实施方式
所提供的第一沟槽1121可同时贯穿前电极层112和半导体层113。当然，第三沟槽1141可同时贯穿于背电极层114和半导体层113。本具体实施方式
还提供了用于上述光伏组件的连线系统，下面内容将针对具有四个光伏子组件的光伏组件的连线方法进行详细介绍。薄膜光伏组件的起始端的引出电极120、其最末端的引出电极121及与第一公共前电极122相对应的背电极通过导电引线相连接；第一公共背电极123与所述第二公共背电极119通过导电引线相连接。需要说明的是，由于光伏组件的起始端和最末端的引出电极均通过第二沟槽1131内的导体与前电极相连接，故由光伏组件的起始端和最末端的引出电极引出的导线相当于由光伏组件的两端的前电极引出的导线，此外，由与第一公共前电极122相对应的背电极引出的导线相当于由第一公共前电极122直接引出的导线。故如此设置，相当于将光伏组件的前电极相并联。同时，通过导电引线将第一公共背电极123与第二公共背电极119相连接，实现了公共背电极的相并联。此外，需要说明的是，本具体实施方式
提供的薄膜光伏组件的连线方法还适用于多个光伏子组件的并联，比如，五个、六个、七个等，同样，依照本发明提供的方法可将各个光伏子组件相并联。应当理解，当光伏子组件的个数为奇数时，整个光伏组件的一端为背电极，该背电极与各个公共背电极相并联即可；另外，需将整个光伏组件的另一端的引出电极和与各个公共前电极相对应的背电极相连接。如此设置，将多个子光伏组件的并联，满足了对低电压高电流的更高要求。为了防止各电极引出的导线与光伏组件的子电池接触而引起短路等问题，本具体实施方式
所提供的导电引线与背电极层之间设有绝缘层，以避免导电引线与其它子电池发生电接触。当然，导电引线与各个电极的接触点不需设有绝缘层。设置绝缘层的方法可如下所述。首先，将需要连接导电引线的各个电极之间贴上绝缘胶带124，而后将导电引线粘于绝缘胶带即可。以上对本发明所提供的一种薄膜光伏组件及其连线系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种薄膜光伏组件，包括衬底、沉积于所述衬底的前电极层、沉积于所述前电极层的半导体层及沉积于所述半导体层的背电极层，所述前电极层刻有多道将其贯穿的第一沟槽，所述半导体层刻有多道将其贯穿的第二沟槽，所述背电极层刻有多道将其贯穿的第三沟槽，所述第二沟槽内设置有导体，多道所述第一沟槽与多道所述第三沟槽将所述前电极层与所述背电极层划为多个子电池，所述第二沟槽内的导体将相邻的两个所述子电池相串联，其特征在于，包括由多个子电池串联而成的第一子组件和由多个子电池串联而成且与所述第一子组件相邻的第二子组件，所述第一子组件的引出电极与和其相邻的子电池的前电极通过所述第二沟槽内的导体相串联，且所述第一子组件与所述第二子组件以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，所述第一子组件与所述第二子组件相邻的两个背电极相交形成第一公共背电极。
2.如权利要求1所述的一种薄膜光伏组件，其特征在于，还包括与所述第二子组件的末端相邻设置的第三子组件，所述第三子组件与所述第二子组件以所述背电极层的垂面为对称中心呈对称分布，所述第三子组件与所述第二子组件相邻的前电极、背电极及半导体层均相交，且所述第三子组件与所述第二子组件相交的前电极形成第一公共前电极。
3.如权利要求2所述的一种薄膜光伏组件，其特征在于，还包括与所述第三子组件的末端相邻设置的第四子组件，且所述第四子组件与所述第三子组件以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，所述第四子组件与所述第三子组件相邻的两个背电极相交形成第二公共背电极。
4.如权利要求3所述的一种薄膜光伏组件，其特征在于，还包括与所述第四子组件的末端相邻设置的第五子组件，所述第五子组件与所述第四子组件以所述背电极层的垂面为对称中心呈对称分布，所述第五子组件与所述第四子组件相邻的前电极、背电极及半导体层均相交，且所述第五子组件与所述第四子组件相交的前电极形成第二公共前电极。
5.如权利要求4任一项所述的一种薄膜光伏组件,其特征在于，所述第一沟槽同时贯穿于所述前电极层和所述半导体层。
6.如权利要求4所述的一种薄膜光伏组件，其特征在于，所述第三沟槽同时贯穿于所述背电极层和所述半导体层。
7.一种薄膜光伏组件的连线系统，用于如权利要求3所述的薄膜光伏组件，其特征在于，所述薄膜光伏组件的两端的引出电极及与所述第一公共前电极相对应的背电极通过导电引线相连接；所述第一公共背电极与所述第二公共背电极通过导电引线相连接。
8.如权利要求7所述的薄膜光伏组件的连线系统，其特征在于，所述导电引线与所述背电极层之间设有绝缘层。
9.如权利要求8所述的薄膜光伏组件的连线系统，其特征在于，所述绝缘层为粘于所述导电引线与所述背电极层之间的绝缘胶带。
全文摘要
本发明公开了一种薄膜光伏组件，包括由多个子电池串联而成的第一子组件和由多个子电池串联而成且与所述第一子组件相邻的第二子组件，所述第一子组件的引出电极与和其相邻的子电池的前电极通过第二沟槽内的导体相串联，且所述第一子组件与所述第二子组件以二者相邻的两个前电极之间的第一沟槽为对称中心呈对称分布，所述第一子组件与所述第二子组件相邻的两个背电极相交形成第一公共背电极。如此设置，本发明公开的薄膜光伏组件，其能够有效避免有效电池面积损失的问题。本发明还提供了一种用于上述薄膜光伏组件的连线系统。
文档编号H01L31/0224GK103199136SQ201210005548
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者韩亮, 周洁, 冯仁华 申请人:龙焱能源科技(杭州)有限公司