专利名称：太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能装置，特别涉及一种具有多个相互排列设置的子模块的薄膜太阳能电池模块(Thin Film Photovoltaic Module),至少一子模块通过一间隔与紧邻的子模块分离，多个子模块以并联方式电性连接，以降低其工作电压。
背景技术：
太阳能电池(PhotovoltaicCell)通过光伏效应(Photovoltaic Effect)以将太阳光的能量转换成电能。而通过太阳能电池的组合配置而成为太阳能电池模块(Photovoltaic Module)或太阳能面板(Solar Panel)。现今常用的太阳能电池主要由块状材料如晶娃(Crystalline Silicon)与多晶娃(Polycrystalline Silicon)所构成。此夕卜，太阳能电池可通过制成为一薄膜层(Thin Film Layer)的形式配置于一基板上,如此的 薄膜式太阳能电池相较于块状太阳能电池，可降低其材料需求量而减少材料成本，故，由于薄膜式太阳能电池具有低成本、易曲性、重量轻以及易于整合等优点，因此薄膜式太阳能电池逐渐开始广为流行发展。请参考图11，图11为现有之薄膜太阳能电池模块的俯视示意图。薄膜太阳能电池模块10包括多个太阳能电池，{Cj}，以设置而形成一阵列，其中j = 1、2、3、...N，N是为一正整数。于此说明例中，多个太阳能电池{Cj}形成于一基板上。每一太阳能电池具有一形成于基板上的前导电层、一形成于前导电层上的主动(光伏)层以及一形成于主动层的后导电层。薄膜太阳能电池模块10还具有一正电极17及一负电极18,正电极17形成于第一太阳能电池Cl的后导电层，负电极18形成于最后太阳能电池CN的后导电层。全部的太阳能电池Cl至CN以串联方式连接。此种配置方式具有一种缺点，即相较于同尺寸的块状式晶硅太阳能电池模块，薄膜太阳能电池模块10需要较高的操作电压，故造成较高的转换变频成本，进而产生较高的设备成本。因此，目前尚未解决于现有技术中的上述缺陷及不足之处。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的一实施例提出一种薄膜太阳能电池模块，薄膜太阳能电池模块形成于一基板上，基板包括玻璃、塑胶或金属。于一实施例中，太阳能电池模块包括
一第一子模块及一第二子模块。第一子模块及第二子模块分别包括多个太阳能电池以排列设置而形成一阵列，其中每一太阳能电池包括一第一导电层、一主动层及一第二导电层，第一导电层设置于基板上，主动层设置于第一导电层上，第二导电层设置于主动层上。每一第一子模块及第二子模块中的多个太阳能电池以串联方式相互电性连接，于此，各自的第一子模块及第二子模块中，除了最后的太阳能电池，每一太阳能电池的第二导电层电性连接于紧邻的太阳能电池的第一导电层。主动层包括至少一光吸收层，上述的至少一光吸收层由至少一半导体所形成。于一实施例中，主动层包括一非晶娃(Amorphous Silicon、α-Si)层、一微晶娃(Micro-CrystalIine silicon、μ c_Si)层或同时包括上述两层。于一实施例中，每一第一子模块及第二子模块包括一透明导电薄膜(Transparent Conducting Oxide, TCO)或一金属。透明导电薄膜包括氧化锌(Zinc Oxide, ZnO)、二氧化锡(Tin Oxide, SnO2)、铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)、招锡氧化物(Aluminum Tin Oxide, ΑΤΟ)、招锋氧化物(AluminumZinc Oxide, AZO)、镉铟氧化物(Cadmium Indium Oxide, CIO)、镉锋氧化物(Cadmium ZincOxide, CZO)、嫁锋氧化物(Gallium Zinc Oxide, GZO)、氟锡氧化物(Fluorine Tin Oxide,FTO)或上述的一组合,但不限于上述的材料。金属包括铬(Chromium, Cr)、铜(Copper, Cu)、钥(Molybdenum,Mo)、钦(Titanium,Ti)、镇(Nickel,Ni)、招(Aluminum,Al)、金(Gold,Au)或银(Silver, Ag),但不限于上述的金属。每一第一子模块及第二子模块还包括一正电极及一负电极，正电极形成于每一第一子模块的第一太阳能电池的第二导电层及第二子模块的第一太阳能电池的第二导电层，负电极形成于每一第一子模块的最后的太阳能电池的第二导电层及第二子模块的最后的太阳能电池的第二导电层。第一子模块及第二子模块的正电极相互电性连接，第一子模块 及第二子模块的负电极相互电性连接。第一子模块及第二子模块相互排列设置并以一间隔相互分离，于间隔两侧所设置的一组相邻的正电极或负电极具有相同的极性。于一实施例中，间隔的一宽度范围介于0. I微米(μ )至1500微米之间。同一组相邻的正电极或负电极相互电性连接。于一实施例中，相邻组的正电极或负电极通过一导电元件而相互电性连接，导电元件形成于间隔中及/或横跨间隔。于一实施例中，导电元件是由一材料所形成，材料的导电性大于或等于相对应设置于间隔两侧的
第二导电层。依据本发明所揭露的另一实施例中，一种薄膜太阳能电池模块形成于一基板上，太阳能电池模块包括多个子模块。每一子模块包括多个太阳能电池排列设置而形成一阵列。每一太阳能电池包括一第一导电层、一第二导电层及由第一导电层与第二导电层夹设的一主动层。于一实施例中，主动层包括至少一光吸收层，至少一光吸收层由至少一半导体所形成，举例来说，至少一半导体可为一非晶娃层、一微晶娃层或同时包括上述两层。于一实施例中，每一第一子模块及第二子模块包括一透明导电薄膜或一金属。透明导电薄膜包括ZnO、SnO2, ΙΤ0, ΑΤΟ、AZO、CIO、CZO、GZO、FTO或上述的一组合。金属包括铬、铜、钥、钛、镍、铝、金或银，但不限于上述的金属。每一子模块的多个太阳能电池相互串联并电性连接。于各自的子模块中，除了最后的太阳能电池，每一太阳能电池的第二导电层电性连接于紧邻的另一太阳能电池的第一导电层。每一子模块还包括一正电极及一负电极，正电极形成于每一子模块的第一太阳能电池的第二导电层，负电极形成于每一子模块的最后太阳能电池的第二导电层。每一子模块的正电极相互电性连接，每一子模块的负电极相互电性连接，以使多个子模块以并联方式相互电性连接。于一实施例中，每一子模块的正电极通过一第一导线(ConductiveRibbon)相互电性连接，每一子模块的负电极通过一第二导线相互电性连接。多个子模块以一同方向相互排列，同方向与多个太阳能电池排列设置而形成的阵列的方向相同，相邻的子模块以一间隔相互分离。于一实施例中，间隔的一宽度范围介于0. I微米至1500微米之间。
于一实施例中，间隔两侧所相对应设置的一组相邻的正电极或负电极具有相同的极性，且同一组相邻的正电极或负电极通过一导电元件相互电性连接，导电元件设置于间隔中及/或横跨间隔，间隔用以分离相对应的同一组相邻的子模块。于一实施例中，导电元件是由一材料所形成，材料的导电性大于或等于相对应设置于间隔两侧的相对应的第二导电层。依据本发明所揭露的又一实施例中，一种薄膜太阳能电池模块形成于一基板上，太阳能电池模块包括多个子模块。每一子模块包括多个太阳能电池排列设置而形成一阵列，每一太阳能电池包括一第一导电层、一主动层及一第二导电层，第一导电层设置于基板上，主动层设置于第一导电层上，第二导电层设置于主动层上。每一子模块中的多个太阳能电池以串联方式相互电性连接，于此，各自的子模块中，除了最后的太阳能电池，每一太阳能电池的第二导电层电性连接于紧邻的太阳能电池的第一导电层。
每一子模块还包括一正电极及一负电极，正电极形成于每一子模块的第一太阳能电池的第二导电层，负电极形成于每一子模块的最后的太阳能电池的第二导电层。每一子模块的正电极相互电性连接，每一子模块的负电极相互电性连接，以使多个子模块以并联方式相互电性连接。于一实施例中，每一子模块的正电极通过一第一导线相互电性连接，每一子模块的负电极通过一第二导线相互电性连接。多个子模块以一同方向相互排列，同方向与多个太阳能电池排列设置而形成的阵列的方向相同。于一实施例中，至少一子模块及紧邻的另一子模块的配置方式是为通过一间隔以分离于至少一子模块及紧邻的另一子模块。于一实施例中，间隔两侧所设置的同一组相邻的正电极或负电极具有相同的极性，且通过一导电元件相互电性连接，导电元件设置于间隔中及/或横跨间隔。导电元件是由一材料所形成，材料的导电性大于或等于相对应设置于间隔两侧的第二导电层。于另一实施例，至少一子模块及相邻的另一子模块的配置方式是为通过至少一子模块的至少一层以分离于紧邻的另一子模块的一相对应层。依据本发明的一实施例揭露一具有多个子模块相互连接设置的薄膜太阳能电池模块，至少一子模块通过一间隔分离于紧邻的子模块，且每一组形成于二相邻子模块的相邻电极具有相同的极性。相较于同尺寸的块状硅太阳能电池模块，本发明所揭露的薄膜太阳能电池模块具有较低的电压。相较于现有的薄膜太阳能电池模块，本发明所揭露的薄膜太阳能电池模块具有易于安装的优点。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图I为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的俯视结构示意图；图2为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图；图3为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的电流流动示意图；图4A至图4C为依据本发明所揭露的二实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图5A至图5F为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的制造流程示意图；图6A至图6E为依据本发明所揭露的多个实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图；图7A至图7E为依据本发明所揭露的多个实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图；图8为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图；图9为依据本发明所揭露的另一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图；图10为依据本发明所揭露的又一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意 图；图11为现有的薄膜太阳能电池模块的俯视示意图。其中，附图标记10薄膜太阳能电池模块17正电极18负电极100太阳能电池模块101、102、103、104子模块105间隔107正电极108负电极191第一电性导线192第二电性导线200太阳能电池模块201第一子模块202第二子模块207a、207b电极208a、208b电极210基板220前导电层225第一开口225a开口230主动层232非晶硅层234微晶硅层235第二开口240后导电层245第三开口260间隔
270电流290太阳光400A、400B、400C太阳能电池模块401第一子模块402第二子模块407a、407b电极408a、408b电极
410基板440后导电层460间隔464导电元件507正电极508负电极500太阳能电池模块510基板520前导电层525第一开口530主动层532非晶硅层534微晶硅层535第二开口540后导电层545第三开口601、602子模块608a、608b电极620前导电层625a,625b开口630主动层635a空间660、660a、660b间隔664导电元件670结构配置800太阳能电池模块801、802子模块807a、807b电极808a、808b电极809a,809b导线860间隔C1、C2、C3、...CN太阳能电池
Cal、Ca2、Ca3、Ca4、Ca5太阳能电池Cbl、Cb2、Cb3、Cb4、Cb5太阳能电池Pl第一激光切割P2第二激光切割P3第三激光切割W宽度
具体实施例方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何本领域技术员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。于本发明中将理解到当提及一元件位于另一元件上时，一元件可直接位于另一元件上或是中间具有其他干涉元件介于另一元件之间。对照之下，当提及到一元件直接位于另一元件上时，即不会有其他干涉元件介于一元件及另一元件之间。于此，当使用「及/或」的术语时，包含至少一所列出相关的元件的各种组合。于本发明中将理解当使用到第一、第二、第三...等术语时，可用以形容多个元件、组件、区域、层及/或区段，这些元件、组件、区域、层及/或区段非用以限定于上述的术语，这些术语仅用以区别一元件、组件、区域、层及/或区段于另一元件、组件、区域、层及/或区段。所以，下述所叙述的第一元件、组件、区域、层及/或区段也可称之为第二元件、组件、区域、层及/或区段，且不违反本发明的实施。于此所使用的专有名词，其目的用以描述特定的实施例，但不用以限定本发明。当使用单数的形式如「一」及「该」时，将用以包括多个的形式，除非于上下文中有清楚指示。当使用「包括」或/及「包含」或「具有」时，即明确说明所叙述的特征、区域、完整的事物、步骤、作业、元件及/或组件的存在，但不排除包含其他多个上述的特征、区域、完整的事物、步骤、作业、元件及/或组件的存在。此外，相关的术语，如「下」或「下端」、「上」或「上端」、「前」或「后」，可被用以叙述一元件与另一元件于图示说明中的关系。如此能理解到除了包含装置于图示中所描写的方位外，也包含装置的其他方位。例如如果一装置于其中之一的图中被反转，一元件位于另一元件的「下端」，此方位将被改成一元件位于另一元件的「上端」。故，所示范的术语「下端」，也包含了「上端」及「下端」，将依据图示中的方位进行描述。类似的方式，如果一装置于一图中被反转，若原先叙述一元件位于另一元件「之下」或「下面」，其方位描述将改为一元件位于另一元件「之上」。故，所示范的术语「之下」或「下面」，也包含了「之上」。除非于文中另有定义，于文中的全部术语(包括技术和科学的术语)，其在本发明的相关领域中具有相同的意义，且相关熟知此项技术领域的人所能轻易理解。此外，一般通俗使用的辞典所定义的术语的定义，与相关技术与本揭露书中的术语均具有相同的意义，同时术语将不被解释为理想化或过度正式的意义，除非术语有特别强调定义。于文中使用「大约」、「约」或「近似」时，通常应代表百分之二十于特定的数值或范围中的误差范围，较佳的是百分之十，更佳的是百分之五。文中所给定的数量为近似的数值，如文中未强调指定，如此也可从术语「大约」、「约略」或「近似」中所推论。
于文中使用的术语「基板」，是为一种由以下材料所形成的一薄层，如硅(Silicon)、氧化娃(Silicon Dioxide)、氧化招(Aluminum Oxide)、蓝宝石(Sapphire)、错(Germanium)、砷化嫁(Gallium Arsenide,简称 GaAs)、娃错合金(Alloy of Silicon andGermanium)、憐化铟(Indium Phosphide,简称 InP)、玻璃(Glass)、塑胶(Plastic)、金属(Metal)等。上述的材料将应用于如一太阳能电池的一半导体装置。于文中所使用的术语「多个」，代表大于一的数值。本发明所揭露的实施例的叙述，是以搭配图I至图10进行说明。本发明的目的将于文中据以体现并广泛地叙述，本发明的一实施例是关于一种低电压的薄膜太阳能电池模块。请参照图1，图I为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的俯视结构示意图。在本实施例中，低电压薄膜太阳能电池模块100包括多个子模块，例如四子模 块101、102、103及104。其他数量的子模块也可应用于实现本发明。每一子模块101、102、103或104具有多个太阳能电池，{Cj}，多个太阳能电池分别排列设置而形成一阵列，举例来说，多个太阳能电池排列的方法可沿着一水平方向排列，其中j = 1，2，3，... N，N为一正整数。于图I中的一实施例中，多个太阳能电池中具有7个太阳能电池Cl至C7，每一子模块101、102、103或104具有一正电极107及一负电极108，正电极107附着于第一太阳能电池Cl，负电极108附着于最后太阳能电池C7。四子模块101、102、103及104沿着一水平方向排列设置而形成一阵列，四子模块101、102、103及104的排列方向与每一子模块101、102、103或104的太阳能电池Cl至C7的排列方向相同。根据本发明所揭露的实施例，每两个相邻的子模块，例如子模块101及子模块102、子模块102及子模块103与子模块103及子模块104，相互之间通过一间隔105所分开。在其他实施例中，间隔105可为一空间。一组相邻的正电极107/107或负电极108/108设置于间隔105的两侧且具有相同的电极，分别以「+」或「_」表示。每一组的相邻的电极相互电性连接。一实施例中，每组相邻的正电极107/107或负电极108/108通过一导电材料所组成的一导电元件相互电性连接，导电元件可设置于间隔105中及/或是横跨间隔105，导电元件可为导电条(Conductive Bar)、导电引线(Conductive Lead)、导电母线(Conductive Bus)、导线 / 片(Conductive Ribbon/Strip)或是其他导电工具。导电元件可与每组相邻的正电极107/107或负电极108/108 —体成型。二者择一地，导电元件可为单独形成的元件，再与每组相邻的正电极107/107或负电极108/108电性连接。再者，每一子模块101、102、103及104的正电极107相互电性连接,例如通过第一电性导线191相互电性连接；同时,每一子模块101、102、103及104的负电极108相互电性连接，例如通过第二电性导线192相互电性连接。此种方式乃是以多个子模块101、102、103及104以并联的方式相互电性连接。故，根据本发明所揭露的薄膜太阳能电池模块100，相较于同尺寸的块状硅晶太阳能电池具有较低的工作电压，再者，相较于现有的薄膜太阳能电池模块，具有安装上的优点。请参考图2，图2为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构不意图。在本实施例中，太阳能电池模块200包括形成于一基板210上的一第一子模块201及一第二子模块202，每一第一子模块201及第二子模块202分别包括五太阳能电池Cal至Ca5及Cbl至Cb5。熟知相关技术领域的技术人员，在不影响本发明的精神及范围的情况下，其他数量的子模块及太阳能电池也可用以实现本发明。
每一太阳能电池Cal至Ca5及Cbl至Cb5包括一前(第一)导电层220,形成于基板210上,一后(第二)导电层240及一主动(光电)层230,主动层230被前(第一)导电层220及后(第二)导电层240所夹设。于图2所示的实施例中，主动层230包括一堆叠接合(Tandem Junction)的叠合结构(Stacked Structure)。举例而言,叠合结构包括一非晶娃(Amorphous Silicon、α -Si)层 232,形成于前导电层 220,—微晶娃(Micro-Crystal I ineSilicon、μ c_Si)层234,形成于非晶娃层232上,进而定义为一非晶娃/微晶娃的堆叠接合，另一实施例中，叠合结构中，非晶硅层232可为一P型掺杂的碲化镉(P-Doped CdTe)层，形成于前导电层220上；微晶娃层234可为一 N型掺杂的硫化镉(N-Doped CdS)层,形成于P型掺杂的碲化镉层上。其他实施例中，主动层230可为由周期表第四族(Group IV)元素所组成的半导体薄膜、第三、五族(Group 111-V)的合成半导体薄膜、第二、六族(Group II-VI)的合成半导体薄膜、有机半导体薄膜或上述的合成物。详细地说，周期表第四族的半导体薄膜是为至少一碳薄膜(Carbon Thin Film)、一娃薄膜、一锗薄膜、一娃碳化合物薄膜及一娃锗薄膜，并可为单晶娃形式、多晶娃(Polycrystalline)形式、非晶娃(Amorphous)形式、微 晶硅形式或其组合。举例来说，周期表第三、五族的合成半导体薄膜是为至少一砷化镓(Gallium Arsenide,简称GaAs)薄膜及憐化铟嫁(Indium Gallium Phosphide,简称 InGaP)薄膜或是其组合。举例来说，周期表第三、五族的合成半导体薄膜包括至少一铜铟硒化物(Copper Indium Diselenide,简称 CIS)薄膜、一铜铟嫁硒化物(Copper Indium GalliumDiselenide,简称CIGS)薄膜及一締化镉(Cadmium Telluride,简称CdTe)或是及其组合。再者，上述的有机半导体薄膜可为由一共轭高分子电荷施体(Conjugated PolymerDonor)及一富勒烯衍生物受体(Phenyl-C61_butyric acid methyl ester Acceptor,简称PCBM Acceptor)所组成的一混合物。此外，请参考图9，图9为依据本发明所揭露的另一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图，上述主动层230的薄膜结构可为一 PN 单层(PN Single Layer)或一 PIN 单层(PIN Single Layer)所组成的一光电转换结构(Photoelectric Conversion Structure)。PN 单层包括 P 型半导体(P-TypeSemiconductor)及 N 型半导体(N-Type Semiconductor), PIN 单层包括一 P 型半导体、一内质层(Intrinsic Layer)及一 N型半导体。然而,上述的实施例非用以限定本发明。在其他实施例中，主动层230的薄膜结构可为一堆叠接合(Tandem Junction)的叠合结构(Stacked Structure),例如一非晶娃/微晶娃的堆叠接合或一N型硫化镉/P型締化镉的堆叠接合、如图10所示的三接合(Triple Junction)，图10为依据本发明所揭露的又一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图，或也可为超过三层的光电转换薄膜结构。举例来说，如图10的三接合的叠合结构可为一非晶硅/微晶硅/微晶硅锗(yc-SiGe)的三接合或一未掺杂氧化锌(Intrinsic-ZnO, i-Zn0) /N型硫化镉/P型铜铟镓硒化物的三接合。基板210由玻璃、塑胶或金属中的一材料所形成，前导电层220及后导电层240可由同一材料或是实质上不同材料所形成。在一实施例中，前导电层220及后导电层240可由透明导电薄膜所组成，例如ZnO、SnO2, ΙΤ0, ΑΤΟ、AZO、CIO、CZO、GZO、FTO或上述材料的一组合。在其他实施例中，前导电层220及后导电层240可由一金属所组成，例如钥、钛、镍、铝、金、铬或银。其他透明导电薄膜或金属也可用以实现本发明。根据本发明所揭露的一实施例，太阳光可自基板210或后导电层240入射进太阳能电池中。若太阳光是自太阳能电池的后导电层240入射其中，后导电层240由一透明导电材料所形成。除此之外，若太阳光是自太阳能电池的基板210入射其中，基板210由一透明材料如玻璃所形成，前导电层220由一透明导电材料所形成。前者一般称为基板型太阳能电池(Substrate-Type PhotovoltaicCell);后者一般称为表板型太阳能电池(Superstrate-Type Photovoltaic Cell)。于每一子模块中的全部太阳能电池均以串联方式电性连接，即除了最后的太阳能电池外，每一太阳能电池的后导电层240与紧邻的太阳能电池的前导电层220电性连接。举例来说，于第一子模块201中，第一太阳能电池Cal的后导电层240通过一第二开口 235与第二太阳能电池Ca2的前导电层220电性连接，第二开口 235是以一激光切割(LaserScribing)的方式形成，如同图5A至图5E所示，图5A至图5E为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的制造流程示意图。在其他实施例中，第二开口 235可为一沟槽。第二太阳能电池Ca2的后导电层240电性连接于第三太阳能电池Ca3的前导电层220，以此类推。第二子模块202也为相同连接方式。在操作时，太阳光290射向太阳能电池模块200，可自基板210侧射入，也可自后导电层240侧射入，而后由主动层230吸收。请参考图 3，图3为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的电流流动示意图。太阳光290自基板210侧入射至太阳能电池模块200，通过光伏效应，主动层230转换太阳光290的光能而成为电流270,电流270于每一太阳能电池中的前导电层220流向后导电层240。电流270反转时，除了最后一太阳能电池外，通过第二开口 235于任一太阳能电池的后导电层240流向紧邻的太阳能电池的前导电层220。在其他实施例中，第二开口 235可为一沟槽。请继续参照图2，第一子模块201包括一具有正极性的电极207a，形成于第一太阳能电池Cal的后导电层240上,第一子模块201包括一具有负极性的电极208a,形成于最后(第五)太阳能电池Ca5的后导电层240上。类似地，第二子模块202包括一具有正极性的电极207b及一具有负极性的电极208b，分别形成于第一太阳能电池Cbl的后导电层240上及形成于最后(第五)太阳能电池Cb5的后导电层240上。每一正的电极207a/207b及每一负的电极208a/208b可由金属所制成，例如银、金、铝、铬、铜、镍、钛或类似的金属。另夕卜，前导电层220包括第一开口 225，其中第一开口 225充满着一与主动层230的非晶硅层232相同的材料，主动层230以及后导电层240包括第三开口 245。第一开口 225以及第三开口 245可为沟槽。根据本发明所揭露的实施例，第一子模块201及第二子模块202相互排列并以一间隔260相互分离。一实施例中，间隔260具有一宽度W，宽度W的范围介于0. I微米(μ m)至1500微米之间。于制造第一子模块201及第二子模块202时，第二子模块202的结构形态是对应于第一子模块201，举例来说，设于间隔260两侧的电极208a以及电极208b具有相同的极性。于图2所示的实施例中，相邻的电极为负的电极208a以及负的电极208b，两相邻的负的电极208a及负的电极208b是由一具有导电性的附加材料(未绘示)所电性连接，导电性大于或等于或较佳的是大于太阳能电池Ca5及太阳能电池Cb5的后导电层240。请参考图4A，图4A为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图。太阳能电池模块400A类似于图2的太阳能电池模块200，除了相邻的电极408a及电极408b通过一设置于分开的第一子模块401及第二子模块402的间隔460上的导电元件464相互电性连接。实质上，导电元件464接触或部分重叠于两相邻的电极408a及电极408b。导电元件464可为导电条、导电线、导电总线、导线/条或是其他导电工具。导电兀件464可与一组两相邻的电极408a及电极408b —体成型。二者择一地，导电兀件可为单独形成的元件与相邻组的电极408a及电极408b电性连接。导电元件464的材料可与电极408a及电极408b相同或相异。导电元件的导电性大于或等于或较佳的是大于太阳能电池Ca5及太阳能电池Cb5的后导电层440，例如银、金、铝、铬、铜、镍及钛。于图4A所绘示的实施例中，导电元件464与两相邻的电极408a及电极408b —体成型。请参照图4B，图4B为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图。太阳能电池模块400B类似于图4A的太阳能电池模块400A，相邻的电极408a及电极408b通过一设置于分开第一子模块401及第二子模块402的间隔460的导电元件464相互电性连接。导电元件464形成于间隔460中及/或横跨间隔460。于图4B所绘示的实施例中，太阳能电池Ca5及太阳能电池Cb5的前导电层220包括额外的开口 225a，其中充满着一与主动层230的非晶硅层232相同的材料，进而导电元件464形成于具有实体空间的间隔460且电性连接于并隔离太阳能电池Ca5及太阳能电池Cb5的前导电层220。在其他实施例中，开口 225a可为一沟槽。类似地，导电元件464所形成的材料可与电极408a 及电极408b相同或相异。导电元件的导电性大于或等于或较佳的是大于太阳能电池Ca5及太阳能电池Cb5的后导电层440。于图4B所绘示的实施例中，导电元件464与两相邻的电极408a及电极408b —体成型。请参照图4C，图4C为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图。太阳能电池模块400C类似于图4A的太阳能电池模块400A，于基板410上，相邻的电极407a及电极407b通过一设置于分开第一子模块401及第二子模块402的间隔460的导电兀件464相互电性连接。导电兀件464形成于间隔460中及/或横跨间隔460。电极407a及电极407b为正电极。图5A至图5F为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的制造流程不意图。第一，如图5A所不,前导电层520设于基板510上。第二,如图5B所不,通过一第一激光切割Pl于前导电层520进行切割，用以形成多个第一开口 525，用以分割前导电层520而形成分离的单元。在其他实施例中，第一开口 525可为沟槽，第一激光切割Pl可为机械针刺切割(Mechanical Needle Scribing)。第三,如图5C所示,主动层530设置于前导电层520上。于一实施例中，主动层530包括一非晶娃层532及一微晶娃层534,分别形成于前导电层520及非晶硅层532上。第四，如图所示，通过一第二激光切割P2于主动层530进行切割，用以形成多个第二开口 535。在其他实施例中，第二开口 535可为沟槽，第二激光切割P2可为机械针刺切割。第五,如图5E所不,一后导电层540设于主动层530上。第六，如图5F所示，在太阳能电池模块500中，通过一第三激光切割P3于后导电层520进行切割，用以形成多个第三开口 545。在其他实施例中，第三开口 545可为沟槽，第三激光切割P3可为第三机械针刺切割。最后，正电极507以及负电极508分别形成于第一太阳能电池Cl以及最后太阳能电池C5的后导电层540上。图6A至图6E为依据本发明所揭露的多个实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图。图6A至图6E显示出根据本发明的不同实施例的多种连结的结构配置670，对应于不同的间隔定义，间隔位于二相邻子模块601以及子模块602之间。相邻组的电极608a以及电极608b分别形成于二相邻的子模块601以及子模块602具有相同的负电极，以「_」表不，同时通过一导电兀件664相互电性连接。如图6A所不,二相邻的子模块601以及子模块602被一间隔660完全分离。于一实施例中，间隔660可定义为通过第一激光Pl加第三激光切割P3所形成，如上述的图5B以及图5F所示。在其他实施例中，间隔660可为一空间。再者，如图6B所示，额外的开口 625a、625b可定义为位于相对应的前导电层620内。额外的开口 625a、625b可定义为通过第一激光切割Pl所形成，如上述的图5B所示。额外的开口 625a充满着主动层630的材料。如图6C所示，二子模块601以及子模块602的配置方式，是为子模块601的前导电层通过二开口 625a、625b分离于子模块602的前导电层；子模块601的主动层通过一空间635a分开于子模块602的主动层；同时子模块601的后导电层与子模块602的后导电层是为一体成型。类似地，开口 625a、625b可定义为通过第一激光切割Pl所形成，如上述的图5B所示；同时图5B所示，空间635a可定义为通过第二激光切割P2所形成。在其他实施例中，开口 625a、625b可为沟槽。
如图6D所揭露的实施例，只有子模块601的前导电层通过一沟槽625a与子模块602的前导电层分离。其他子模块601以及子模块602相对应的层是为一体成型。如图6E所揭露的实施例，二相邻的子模块601以及子模块602被三间隔660、660a及660b所完全分离，例如图5F所示，通过第一激光切割Pl以及第三激光切割P3所形成。在其他实施例中，间隔660、660a及660b可为空间。请参照图7A至图7E，图7A至图7E为依据本发明所揭露的多个实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图。图中显示出二相邻的子模块的多种连结的结构配置，其与图6A至图6E相似，除了形成于二相邻子模块的相邻组的电极具有相同的正电极，以「+」表
/Jn ο请参考图8，图8为依据本发明所揭露的一实施例的薄膜太阳能电池模块的剖面结构示意图。一太阳能电池模块800包括子模块801及子模块802，子模块801及子模块802被一间隔860所分离，且相邻的电极808a以及807b分别设置于间隔860的两侧，并具有不同的极性，以「_」及「+」表示。子模块801的正电极807a电性连接于子模块802的正电极807b，例如，子模块801的正电极807a通过一导线809a电性连接于子模块802的正电极807b。子模块801的负电极808a电性连接于子模块802的负电极808b，例如，通过一导线809b电性连接。在其他实施例中，间隔860可为一空间。依据本发明的一实施例揭露一具有形成于一基板上的多个子模块的太阳能电池模块，每一子模块包括多个太阳能电池，排列设置而形成一阵列，每一太阳能电池包括一第一导电层、一主动层及一第二导电层，第一导电层以及第二导电层夹设主动层于其中。每一子模块的太阳能电池以串联方式相互电性连接。每一子模块包括正电极以及负电极，分别形成于各自的子模块的第一及最后太阳能电池的第二导电层。每一子模块的正电极相互电性连接，每一子模块的负电极相互电性连接，以使多个子模块以并联方式电性连接。于一实施例中，每一子模块的正电极通过一第一导线电性连接，且其中每一子模块的负电极通过一第二导线电性连接。多个子模块以一同方向相互排列设置，同方向与多个太阳能电池排列设置而形成的阵列方向相同。于一实施例中，至少一子模块及其紧邻的子模块的设置方式为，至少一子模块以一间隔相互分离于紧邻的子模块。于一实施例中，间隔两侧所设置的一组相邻的电极具有相同的极性，并通过一导电元件电性连接，导电元件形成于间隔中及/或横跨间隔。导电元件所形成的材料的导电性大于或等于相对应设置于间隔两侧的第二导电层。在其他实施例中，至少一子模块及其紧邻的子模块的设置方式为，至少一子模块的至少一层与于其紧邻子模块相对应的至少一层被分离。简言之，依据本发明的一实施例揭露一具有多个子模块相互连接设置的薄膜太阳能电池模块，至少一子模块通过一间隔分离于紧邻的子模块，且每一组形成于二相邻子模块的相邻电极具有相同的极性。相较于同尺寸的块状硅太阳能电池模块，本发明所揭露的薄膜太阳能电池模块具有较低的电压。相较于现有的薄膜太阳能电池模块，本发明所揭露的薄膜太阳能电池模块具有易于安装的优点。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.ー种太阳能电池模块，该太阳能电池模块形成于ー基板上，其特征在于，包括 一第一子模块及一第二子模块，该第一子模块及该第二子模块分别包括多个太阳能电池，排列设置而形成ー阵列，每ー该些太阳能电池包括一第一导电层、一主动层及一第二导电层，该第一导电层设置于该基板上，该主动层设置于该第一导电层上，该第二导电层设置于该主动层上； 其中每ー该第一子模块及该第二子模块中的该些太阳能电池以串联方式相互电性连接，于各自的该第一子模块及该第二子模块中，除了最后的该太阳能电池，每ー该些太阳能电池的该第二导电层电性连接于紧邻的另ー该太阳能电池的该第一导电层； 其中每ー该第一子模块及该第二子模块还包括一正电极及一负电极，该正电极形成于姆ー该第一子模块及该第二子模块的第一该太阳能电池的该第二导电层，该负电极形成于每ー该第一子模块及该第二子模块的最后的该太阳能电池的该第二导电层； 其中该第一子模块及该第二子模块相互排列设置并以ー间隔相互分离，该间隔两侧所设置的一组相邻的该正电极或该负电极具有相同的极性，该组相邻的该正电极或该负电极通过ー导电元件相互电性连接；以及 其中该间隔的一宽度范围介于O. I微米至1500微米之间。
2.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其特征在干，该导电元件是由ー材料所形成，该材料的导电性大于或等于相对应设置于该间隔两侧的该些第二导电层。
3.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其特征在干，每ー该第一导电层及该第二导电层包括一透明导电薄膜或一金属，其中该透明导电薄膜的材料包括氧化锌、ニ氧化錫、铟锡氧化物、招锡氧化物、招锌氧化物、镉铟氧化物、镉锌氧化物、镓锌氧化物、氟锡氧化物或上述的ー组合，该金属的材料包括钥、钛、镍、铝、金、银、铬、铜或上述的ー组合。
4.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其特征在于，该主动层包括至少一光吸收层，该至少一光吸收层由至少一半导体所形成。
5.ー种太阳能电池模块，该太阳能电池模块形成于ー基板上，其特征在于，包括 多个子模块，每ー该些子模块包括多个太阳能电池排列设置而形成ー阵列，每ー该些太阳能电池包括一第一导电层、一主动层及一第二导电层，该第一导电层设置于该基板上，该主动层设置于该第一导电层上，该第二导电层设置于该主动层上； 其中每ー该些子模块中的该些太阳能电池以串联方式相互电性连接，于各自的该些子模块中，除了最后的该太阳能电池，每ー该些太阳能电池的该第二导电层电性连接于紧邻的另ー该太阳能电池的该第一导电层； 其中姆ー该些子模块还包括一正电极及ー负电极，该正电极形成于姆ー该些子模块的第一该太阳能电池的该第二导电层，该负电极形成于每ー该些第二子模块的最后的该太阳能电池的该第二导电层；以及 其中该些子模块以一同方向相互排列设置而形成另ー阵列，该同方向与该些太阳能电池排列设置而形成的该阵列的方向相同，相邻的该些子模块以ー间隔相互分离，该间隔两侧所设置的一组相邻的该正电极或该负电极具有相同的极性，该组相邻的该正电极或该负电极通过ー导电元件相互电性连接，该导电元件设置于该间隔中或是该导电元件横跨于该间隔，该间隔用以分离相对应的该组的相邻该些子模块。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在于，该些子模块的该正电极相互电性连接，该些子模块的该负电极相互电性连接，以使该些子模块以并联方式相互电性连接。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其特征在于，该些子模块的该正电极通过一第一导线相互电性连接，该些子模块的该负电极通过一第二导线相互电性连接。
8.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在干，该导电元件是由ー材料所形成，该材料的导电性大于或等于相对应设置于该间隔两侧的该些第二导电层。
9.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在干，每ー该第一导电层及该第二导 电层包括一透明导电薄膜或一金属。
10.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在于，该主动层包括至少一光吸收层，该至少一光吸收层由至少一半导体所形成。
11.ー种太阳能电池模块，该太阳能电池模块形成于ー基板上，其特征在于，包括多个子模块，每ー该些子模块包括多个太阳能电池排列设置而形成ー阵列，每ー该些太阳能电池包括一第一导电层、一主动层及一第二导电层，该第一导电层设置于该基板上，该主动层设置于该第一导电层上，该第二导电层设置于该主动层上； 其中每ー该些子模块中的该些太阳能电池以串联方式相互电性连接，于各自的该些子模块中，除了最后的该太阳能电池外，每ー该些太阳能电池的该第二导电层电性连接于紧邻的另ー该太阳能电池的该第一导电层； 其中姆ー该些子模块还包括一正电极及ー负电极，该正电极形成于姆ー该些子模块的第一该太阳能电池的该第二导电层，该负电极形成于每ー该些子模块的最后的该太阳能电池的该第二导电层，每ー该些子模块的该正电极相互电性连接，每ー该些子模块的该负电极相互电性连接，以使该些子模块以并联方式相互电性连接；以及 其中该些子模块以一同方向相互排列设置而形成另ー阵列，该同方向与该些太阳能电池排列设置而形成的该阵列的方向相同，相邻的至少ー该些子模块以ー间隔相互分离，该间隔两侧所设置的一组相邻的该正电极或该负电极具有相同的极性。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其特征在于，该组相邻的该正电极或该负电极通过ー导电元件相互电性连接，其中该导电元件是由ー材料所形成，该材料的导电性大于或等于相对应设置于该间隔两侧的该些第二导电层。
13.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其特征在于，该些子模块的该些正电极通过ー第一导线相互电性连接，该些子模块的该些负电极通过ー第二导线相互电性连接。
14.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其特征在于，至少ー该些子模块及相邻的另ー该子模块的配置方式为通过至少ー该些子模块的至少ー层以分离于相邻的另ー该子模块的一相对应的层。
全文摘要
一种太阳能电池模块，包括多个子模块。每一子模块包括多个太阳能电池排列设置而形成阵列，每一太阳能电池具有第一导电层、第二导电层及由第一导电层与第二导电层夹设的主动层。每一子模块的太阳能电池相互串联并电性连接。每一子模块还包括正电极及负电极，分别形成于每一子模块的第一太阳能电池及最后太阳能电池的第二导电层。每一子模块的正电极相互电性连接，每一子模块的负电极相互电性连接，使每一子模块相互以并联方式电性连接。多个子模块相互排列形成阵列，至少一子模块与紧邻的子模块以一间隔分离。
文档编号H01L27/142GK102683357SQ20121003609
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月15日 优先权日2011年3月11日
发明者廖振良, 张志雄, 彭裕钧, 林义凯, 林昆志, 林柏翰, 蔡进耀 申请人:宇通光能股份有限公司