太阳能电池模块及其制造方法
【专利摘要】公开了一种太阳能电池模块及其制造方法。该太阳能电池模块包括：多个太阳能电池，所述太阳能电池包括在支撑基板的顶表面上依次设置的背电极层、光吸收层和前电极层；斜孔，所述斜孔形成为倾斜地穿过所述支撑基板；位于所述支撑基板的底表面上的接线盒；以及母线，所述母线连接到所述太阳能电池中的一个，并通过所述斜孔电连接到所述接线盒。
【专利说明】太阳能电池模块及其制造方法
【技术领域】
[0001 ] 实施例涉及太阳能电池模块及其制造方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池可以定义为利用当光线照射到P-N结二极管上时产生电子的光电效应将光能转化为电能的装置。根据构成结二极管的材料可以将太阳能电池分为硅太阳能电池、主要包含1-1I1-VI族化合物或者II1-VI族化合物的化合物半导体太阳能电池、染料敏化太阳能电池，以及有机太阳能电池。
[0003]太阳能电池的最小单元是电池片。通常，一个电池片产生的电压非常小，在约0.5V到约0.6V之间。因此，把在基板上将多个电池片相互串联来产生几伏特到几百伏特的电压的面板结构称作太阳能电池模块，而把在框架内安装有多个太阳能电池模块的结构称为太阳能电池设备。
[0004]通常，太阳能电池设备具有玻璃/填充材料(乙烯醋酸乙烯酯，EVA)/太阳能电池模块/填充材料(EVA) /表面材料(背板)的结构。
[0005]通常，玻璃包括低铁钢化玻璃。这种玻璃必须表现出高的透光率，并且经过处理以减少入射光线的表面反射损失。用作填充材料的乙烯醋酸乙烯酯设置在太阳能电池和背板的前侧与后侧之间以保护易碎的太阳能电池装置。当EVA长时间暴露在紫外光下时，EVA可能会褪色，EVA的防潮性能可能会退化。因此，在制造太阳能电池模块时，选择一种对EVA填充层的特点来说合适的工艺是重要的，该工艺须可以延长太阳能电池模块的生命周期，并且可以保证太阳能电池模块的可靠性。背板被布置在太阳能电池模块的后侧上。背板须表现出在层与层之间的卓越的粘结强度，须易于操作，必须能够保护太阳能电池设备不受外部环境影响。
[0006]通常，太阳能电池设备包括连接到太阳能电池且分别用作正极和负极的导体(母线)。此后，母线连接到设置在基板的底表面上的接线盒，以便太阳能电池设备可以将太阳能电池中产生的能量输出到外部。
[0007]同时，在相关领域中的太阳能电池设备中，在母线电性连接到接线盒时母线明显地弯曲。母线的弯曲会阻断母线中的电子流，因此太阳能电池的效率可能会降低。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]实施例提供一种能改善光电效率的太阳能电池模块及其制造方法。该太阳能电池模块通过在支撑基板上形成斜孔来改善母线中的电子流，从而改善光电效率。
[0010]解决方案
[0011]根据实施例，提供一种太阳能电池模块，其包括:多个太阳能电池，该太阳能电池包括在支撑基板的顶表面上依次设置的背电极层、光吸收层和前电极层；斜孔，形成为倾斜地穿过该支撑基板；位于该支撑基板的底表面上的接线盒；以及母线，该母线连接到该等太阳能电池中的一个并且通过该斜孔电连接到该接线盒。
[0012]根据实施例，提供一种太阳能电池模块的制造方法。该方法包括:在支撑基板中形成斜孔；在该支撑基板上形成太阳能电池；在该等太阳能电池上形成母线；以及令该母线通过该斜孔，并将该母线电连接到在该支撑基板的底表面上设置的接线盒。
[0013]有益效果
[0014]如上所述，根据实施例的太阳能电池模块，通过倾斜形成的穿过支撑基板的斜孔使得穿过斜孔的母线的弯曲程度最小化。因此，在太阳能电池模块中，电子流能够得以优化，并且由于母线弯曲产生的电阻可以减少。因此，根据实施例的太阳能电池模块，光电转换效率可以得到改善。
[0015]此外，根据实施例的太阳能电池模块，在支撑基板的底表面上设置的接线盒的大小可以通过上述结构而得到最小化。因此，太阳能电池模块的外观可以得到改善，并且可以降低制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是根据实施例的太阳能电池模块的平视图；
[0017]图2是根据实施例的太阳能电池模块的后视图；
[0018]图3是根据实施例的太阳能电池模块的沿着线A-A’所取的截面图； [0019]图4是根据实施例的太阳能电池模块的沿着线B-B’所取的截面图；以及
[0020]图5是根据实施例的包括斜孔的支撑基板的截面图。
【具体实施方式】
[0021]在实施例的描述中，应当知道的是，当基板、层、膜或电极被称为在另一个基板、另一个层、另一个膜或另一个电极“上”或“下”时，它可以“直接地”或“间接地”在另一个基板、另一个层、另一个膜或另一个电极上，或者还可以存在一个或多个中间层。已经参照附图描述了层的这种位置。为了说明的目的，可以夸大、省略或示意性示出附图所示的元件大小，并且可能并非完全反映实际大小。
[0022]图1是根据实施例的太阳能电池模块的平视图，图2是根据实施例的太阳能电池模块的后视图，图3是根据实施例的太阳能电池模块的沿着线A-A’所取的截面图。
[0023]参见图1和图2，根据实施例的太阳能电池模块包括支撑基板100、太阳能电池200、斜孔300、接线盒400，以及母线500。
[0024]支撑基板100呈平板形，并支撑太阳能电池200、斜孔300、接线盒400，以及母线500。
[0025]支撑基板100可以包括刚性平板或柔性平板。此外，支撑基板100可以包括绝缘体。例如，支撑基板100可以包括玻璃基板、塑料基板，或金属基板。更具体地，支撑基板100可以包括钠钙玻璃基板。此外，支撑基板100可以包括陶瓷基板(包括氧化铝)、不锈钢基板，或者有弹性的聚合物基板。
[0026]太阳能电池200形成在支撑基板100上。太阳能电池200包括多个太阳能电池C1、C2、C3，…，以及Cn。尽管在图1中仅示出4个太阳能电池，但实施例不限于此。也就是说，可以提供多个太阳能电池。[0027]太阳能电池C1、C2、C3，…，和Cn相互电连接。因此，太阳能电池200可以将太阳光转化为电能。例如，尽管太阳能电池Cl、C2、C3，…，和Cn相互串联电连接，但实施例不限于此。此外，太阳能电池Cl、C2、C3,...,和Cn在同一方向延伸同时相互平行。
[0028]每一个太阳能电池200可以包括含1-1I1-1V族半导体化合物的太阳能电池(诸如基于CIGS的太阳能电池)、基于硅的太阳能电池，或染料敏化太阳能电池，但实施例不限于此。
[0029]更具体地，如图3所示，太阳能电池200可以包括含1-1I1-1V族半导体化合物的太阳能电池。在该情况下，每一个太阳能电池200可以包括位于支撑基板100上的背电极层10、位于背电极层10上的光吸收层20、位于光吸收层20上的缓冲层30、位于缓冲层30上的高电阻缓冲层40、位于高电阻缓冲层40上的前电极层50。
[0030]背电极层10设置在支撑基板100上。背电极层10是导电层。背电极层10可以包括选自由钥(Mo)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、钨(W)和铜(Cu)组成的组中的一种。在它们之中，较之于其他元素，Mo相对于支撑基板100的热膨胀系数较小，所以Mo表现出较好的粘合性，防止了脱层现象。 [0031]光吸收层20设置在背电极层10上。光吸收层20包含1-1I1-VI族化合物。例如，光吸收层20可以具有CIGSS (Cu (IN，Ga) (Se, S) 2)晶体结构、CISS (Cu (IN) (Se, S) 2)晶体结构或 CGSS (Cu (Ga) (Se, S) 2)晶体结构。
[0032]缓冲层30设置在光吸收层20上。缓冲层30可以包括CdS、ZnS、InXSY或InXSeYZn (O, 0H)。缓冲层30的能带隙在约2.2eV至约2.4eV的范围内。
[0033]高电阻缓冲层40设置在缓冲层30上。高电阻缓冲层40包括不掺杂杂质的i_ZnO。高电阻缓冲层40的能带隙在约3.1eV至约3.3eV的范围内。此外，高电阻缓冲层40可以被省略。
[0034]前电极层50可以设置在光吸收层20上。例如，前电极层50可以与光吸收层20上的高电阻缓冲层40相直接接触。前电极层500可以包括透明导电材料。
[0035]此外，前电极层50可以具有N型半导体的特性。在这种情况下，前电极层50与缓冲层30 —起形成N型半导体，进而与作为P型半导体层的光吸收层20 —起形成PN结。例如，前电极层50可以包括掺铝氧化锌(AZO)。
[0036]同时，尽管在图中未示出，但聚合物树脂层(未示出)和保护板(未示出)可以另外地设置于太阳能电池200上。
[0037]聚合物树脂层(未示出)设置于太阳能电池200上。更具体地，聚合物树脂层插设于太阳能电池200与保护板之间。聚合物树脂层不仅能改善太阳能电池200与保护板之间的粘合强度，还能保护太阳能电池板200不受外部撞击的损害。例如，该聚合物树脂层可以包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)膜，但实施例不限于此。
[0038]保护板(未示出)设置在聚合树脂层上。该保护板保护太阳能电池200不受外部物理撞击和/或外来杂质的损害。保护板是透明的并且可以包括钢化玻璃。在这种情况下，该钢化玻璃可以包括含铁量较小的低铁钢化玻璃。
[0039]图4是沿着图2中的线B-B’所取的太阳能电池模块的截面图。图5是根据实施例的具有斜孔300的支撑基板100的截面图。
[0040]每一个斜孔300用作令母线500通过支撑基板100的通道。通过斜孔300，母线500可以电连接到在支撑基板100的底表面上设置的接线盒400。
[0041]参见图4和图5，斜孔300形成为倾斜地穿过支撑基板100。更具体地，斜孔300可以形成为倾斜地穿过该支撑基板，同时从支撑基板100的顶表面的外围部分延伸到支撑基板100的底表面的中心部分。如上所述，根据实施例的太阳能电池模块，斜孔形成为倾斜地穿过支撑基板100，因此将穿过斜孔300的总线500的弯曲最小化。因此，太阳能电池模块可以改善电子流并且减小弯曲引起的电阻。
[0042]此外，斜孔300可以形成在支撑基板100的非作用区域(NA)。在全文的描述中，术语“非作用区域”是指不影响太阳能电池光电转换的区域。
[0043]斜孔300可以包括供第一母线520从中通过的第一斜孔310以及供第二母线520从中通过的第二斜孔320。如图4和图5所示,第一和第二斜孔310和320可以设置为彼此相对，但实施例不限于此。
[0044]第一和第二斜孔310和320相对于支撑基板100倾斜。例如，第一斜孔310相对于支撑基板100的倾斜角Θ1可以处于约20°到约40°的范围内。第二斜孔310相对于支撑基板100的倾斜角Θ 2可以处于约20°到约40°的范围内，但实施例不限于此。此外，角Θ1和Θ 2可以彼此相等或者不相等。也就是说，第一斜孔310的倾斜角Θ I与第二斜孔320的倾斜角Θ 2可以相等或者不相等。
[0045]更具体地，第一斜孔310包括形成于支撑基板100的顶表面中的第I开口 311和形成于支撑基板100的底表面中的第I’开口 312。此外，第二斜孔320包括形成于支撑基板100的顶表面中的第2开口 321和形成于支撑基板100的底表面中的第2’开口 322。
[0046]第一和第二斜孔310和320可以彼此间隔开。更具体地，形成于支撑基板100的顶表面中的第I开口 311和第2开口 321可以相互间隔开第一距离W1。此外，形成于支撑基板100的底表面中的第I’开口 312和第2’开口 322可以相互间隔开第二距离W2。
[0047]如上所述，斜孔300形成为穿过支撑基板，从支撑基板100的顶表面的外围部分倾斜地延伸到支撑基板100的底表面的中心部分。因此，第一距离Wl大于第二距离W2。例如，第一距离Wl与第二距离W2的比值可以处于1.5:1到10:1之间，但实施例不限于此。
[0048]为了形成斜孔300，可以使用本【技术领域】中常见的对支撑基板100穿孔的各种方案。例如，斜孔300可以通过机械方案来形成，或通过将激光照射到支撑基板100来形成。此外，可以在支撑基板100上形成太阳能电池200之前，或在支撑基板100上形成太阳能电池200之后，来执行形成斜孔300的步骤，但实施例不限于此。
[0049]接线盒400可以设置在支撑基板100的底表面上。接线盒400可以电连接到母线500，并且可以收纳安装有二极管的电路板。
[0050]接线盒400可以向外放出在光吸收层20中由太阳光产生的电子。也就是说，光吸收层20中产生的电子可以通过光吸收层20、穿过斜孔300的母线500和接线盒400输出到外部。
[0051]更具体地，接线盒400可以设置在支撑基板100的底表面的非作用区域中。此外，接线盒400可以被形成为与斜孔300对应。例如，接线盒400可以设置在形成于支撑基板100的底表面中的第I’开口 312和第2’开口 322上。
[0052]如上所述，形成于支撑基板100的底表面中的第I’开口 312和第2’开口 322之间的第二距离W2比形成于支撑基板100的顶表面中的第I开口 311和第2开口 321之间的第一距离Wl短。因此，与相关领域的接线盒相比，设置在第I’开口 312和第2’开口 322上的接线盒400可以被制造成更小的尺寸。也就是说，根据实施例的太阳能电池模块，通过以上结构，可以将接线盒的尺寸最小化。因此，可以改善太阳能电池模块的外观，并且可以节约太阳能电池模块的制造成本。
[0053]母线500连接到太阳能电池Cl、C2、C3，…，和Cn中的一个。更具体地，母线500通过与太阳能电池Cl、C2、C3，…，和Cn中的一个直接接触，电连接到太阳能电池Cl、C2、C3，…，和Cn中的该一个。例如，母线500可以与如图3所示的太阳能电池C1、C2、C3，…，和Cn中的一个的前电极层50直接接触，但实施例不限于此。例如，母线500可以与太阳能电池C1、C2、C3，…，和Cn中的一个的背电极层10直接接触，但实施例不限于此。
[0054]可以提供一个母线500或多个母线500。更具体地，可以提供两个母线500。例如，母线500包括与太阳能电池C1、C2、C3，…，和Cn中的一个的顶表面直接接触的第一母线510，以及与太阳能电池C1、C2、C3，…，和Cn中的另一个的顶表面直接接触的第二母线520。在这种情况下，第一母线510和第二母线520分别用作正极和负极。
[0055]母线500通过斜孔300与接线盒500电连接。更具体地，母线500可以通过斜孔300将接线盒500电连接到太阳能电池C1、C2、C3，…，和Cn。
[0056]在本说明书中对于“ 一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的任何弓丨用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中不同位置出现的这种短语并不一定全部指相同的实施例。另外，当结合任何实施例描述特定的特征、 结构或特性时，所主张的是，结合这些实施例的其他实施例来实现这种特征、结构或特性在本领域技术人员的技术范围内。
[0057]尽管参照本发明的多个说明性实施例描述了实施例，但应当理解，本领域技术人员在本公开的精神和原理的范围内可以进行多种其他修改和实施例。更具体地讲，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内能够在所讨论的主组合配置的组成零件和/或配置上进行多种变型和修改。除在组成零件和/或配置进行变型和修改之外，替代使用对本领域技术人员也是显见的。
【权利要求】
1.一种太阳能电池模块，包括: 多个太阳能电池，所述太阳能电池包括在支撑基板的顶表面上依次设置的背电极层、光吸收层和前电极层； 斜孔，形成为倾斜地穿过所述支撑基板； 位于所述支撑基板的底表面上的接线盒；以及 母线，所述母线连接到所述太阳能电池中的一个，并且通过所述斜孔电连接到所述接线盒。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述斜孔形成为倾斜地穿过所述支撑基板，同时从所述支撑基板的顶表面的外围部分延伸到所述支撑基板的底表面的中心部分。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述斜孔相对于所述支撑基板的倾斜角处于20°到40°的范围内。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述斜孔形成于所述支撑基板的非作用区域中。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述母线包括: 第一母线，与所述太阳能电池中的一个的顶表面直接接触；以及 第二母线，与所述太阳能电池中的另一个的顶表面直接接触。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其中，所述斜孔包括供所述第一母线从中通过的第一斜孔以及供所述第二母线从中通过的第二斜孔， 所述第一斜孔包括形成于所述支撑基板的顶表面中的第I开口，以及形成于所述支撑基板的底表面中的第I’开口，并且， 所述第二斜孔包括形成于所述支撑基板的顶表面中的第2开口，以及形成于所述支撑基板的底表面中的第2’开口。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，所述第一斜孔设置为与所述第二斜孔相对。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，所述第I开口与所述第2开口之间的第一距离大于所述第1’开口与所述第2’开口之间的第二距离。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池模块，其中，所述第一距离与所述第二距离的比值处于1.5:1到10:1的范围内。
10.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，所述接线盒设置在所述第I’开口和所述第2’开口上。
11.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，所述第一斜孔和所述第二斜孔的倾斜角处于20°到40°的范围内。
12.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，所述第一斜孔的倾斜角等于所述第二斜孔的倾斜角。
13.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，所述第一斜孔的倾斜角与所述第二斜孔的倾斜角不相等。
14.一种制造太阳能电池模块的方法，所述方法包括: 在支撑基板中形成斜孔；在所述支撑基板上形成太阳能电池； 在所述太阳能电池上形成母线；以及 令所述母线通过所述斜孔，并将所述母线电连接到设置于所述支撑基板的底表面上的接线盒。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，通过机械刻蚀所述支撑基板或者对所述支撑基板执行激光刻蚀工艺来形成所述斜孔。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述斜孔形成于所述支撑基板的非作用区域中。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述支撑基板上形成太阳能电池包括: 在所述支撑基板上设置背电极层； 在所述背电极层上设置光吸收层；以及 在所述光吸收层上设置前电极层。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述斜孔的倾斜角处于20°到40°的范围内。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述斜孔形成为倾斜地穿过所述支撑基板，同时从所述支撑基板的顶表面的外围部分延伸到所述支撑基板的底表面的中心部分。
【文档编号】H01L31/0224GK103999234SQ201280061878
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年10月13日
【发明者】李东根 申请人:Lg伊诺特有限公司