太阳能电池、其制造方法和包括其的太阳能电池模块与流程

本发明涉及太阳能电池、其制造方法和太阳能电池模块，更加具体地，涉及包含钙钛矿结构体的太阳能电池模块。

背景技术：

1、包括半导体基板的太阳能电池可具有优异的光电转换效率，因此被广泛使用。然而，在提高包括半导体基板的光电转换效率方面存在着一定的局限性，因此提出了多种结构的太阳能电池。

2、作为一实例，提出了吸收短波长的光来执行利用短波长的光电转换的包含钙钛矿化合物的太阳能电池。然而，当由这种钙钛矿化合物形成光电转换层时，通过化合有机物与无机物来形成了一个钙钛矿化合物层。

3、为了形成如上所述的钙钛矿化合物层，韩国公开专利公告第10-2018-0099577号(公开日期2018.09.05.)在通过混合有机物与无机物来制备钙钛矿溶液之后在基板上涂覆所述溶液来形成。

4、随后，开发出了在形成利用半导体基板的第一光电转换区域之后，在其上适用沉积方式来形成钙钛矿化合物层，从而制造串联电芯的技术。

5、如上所述的串联电芯虽然通过沉积在下部的第一光电转换区域上连续地形成第二光电转换区域，但是需要在用沉积设备的固定部固定第一光电转换区域的状态下执行沉积，因此在边缘区域中发生了根据设备的非活性区域。

6、为了减小如上所述的非活性区域，提出了各种尝试，但是由于电芯的活性区域减小而发生了电力减小的问题。

7、此外，当将如上所述的边缘区域利用为形成焊盘的空间时，由于从上部电极沿着侧面形成端差的焊盘，存在着在钙钛矿层中分离的电子在焊盘中再次与空穴结合从而引发电流的短路的风险。

8、另外，对于模块化多个太阳能电池来形成一个太阳能电池模块，包含钙钛矿层的串联电芯的模块化正在崭露头角。

9、在美国专利第us8013236号中公开了关于对多个太阳能电芯同时焊接多个布线的设备和技术的内容，但是对于是否能够将其适用于包含钙钛矿层的串联电芯的技术扩展而言存在着担忧。

10、现有技术文献

11、专利文献

12、韩国公开专利公告第10-2018-0099577号(公开日期：2018年09月05日)

13、美国注册专利第us 8013236号(公开日期：2011年09月06日)

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在提供在具有除了包含钙钛矿化合物的光电转换部以外，还设置有具有与其不同的物质或结构的其它光电转换部的串联型结构的同时，具有优异的效率和可靠性的太阳能电池和太阳能电池模块。

3、本发明旨在提供能够确保具有串联型结构的太阳能电池的活性区域的最佳结构。

4、本发明旨在提供能够减少具有串联电芯结构的太阳能电池的短路电流并且最大化抑制透湿性的最佳结构。

5、此外，本发明旨在提供包含大面积的钙钛矿化合物的太阳能电池模块中的电芯之间的最佳排列和最佳模块化方法。

6、解决技术问题的手段

7、根据本发明的实施例的太阳能电池包括第一光电转换部、第二光电转换部、侧面绝缘层、第一电极和第二电极，所述第一光电转换部包括包含钙钛矿化合物的光电转换层、位于所述光电转换层的一侧处的第一传输层、以及位于所述光电转换层的另一侧处的第二传输层，所述第二光电转换部布置在所述第一光电转换部的所述第二传输层的下部处并且具有与所述第一光电转换部不同的物质或结构，所述侧面绝缘层形成为围绕所述第一光电转换部的侧面，所述第一电极在所述第一光电转换部的作为受光面的一面中电连接到所述第一光电转换部，并且所述第二电极在所述第二光电转换部的下部处电连接到所述第二光电转换部。

8、所述第一光电转换部可具有比所述第二光电转换部小的面积以在所述第二光电转换部上具有端差区域，并且所述端差区域可形成在所述第一光电转换部的整体侧面上。

9、所述侧面绝缘层可包括围绕所述第一光电转换部的侧面中的所有的侧面部、以及从所述侧面部弯折并且覆盖所述第一光电转换部的上面的一部分的覆盖部。

10、所述侧面绝缘层可包括氧化膜或氮化膜。

11、所述侧面绝缘层的所述侧面部可布置在所述端差区域上。

12、所述侧面绝缘层可形成为围绕所述第一光电转换部的框架形状。

13、所述第一电极可包括在一方向上延伸的多个汇流条电极、以及与所述多个汇流条电极交叉并且连接的多个指状电极。

14、所述侧面绝缘层的所述侧面部可从所述第一光电转换部延伸并且形成至所述第二光电转换部的末端以围绕所述太阳能电池的侧面中的所有。

15、另外，本发明的另一实施例提供了太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括多个太阳能电池、以及连接相邻的所述太阳能电池之间的连接部件，所述太阳能电池中的每个包括第一光电转换部、第二光电转换部、侧面绝缘层、第一电极和第二电极，所述第一光电转换部包括包含钙钛矿化合物的光电转换层、位于所述光电转换层的一侧处的第一传输层、以及位于所述光电转换层的另一侧处的第二传输层，所述第二光电转换部布置在所述第一光电转换部的所述第二传输层的下部处并且具有与所述第一光电转换部不同的物质或结构，所述侧面绝缘层形成为围绕所述第一光电转换部的侧面，所述第一电极在所述第一光电转换部的作为受光面的一面中电连接到所述第一光电转换部，并且所述第二电极在所述第二光电转换部的下部处电连接到所述第二光电转换部，所述第一电极包括彼此间隔开并且在一方向上延伸的多个汇流条电极。

16、相邻的所述太阳能电池的一端可通过重叠而被物理结合，并且所述连接部件可横跨所述重叠区域并且电连接所述一个太阳能电池的所述第二电极与相邻的所述太阳能电池的所述汇流条电极。

17、所述连接部件可包括从相邻的所述上部太阳能电池的第二电极延伸至相邻的所述下部太阳能电池的第一电极的所述汇流条电极的多个引线。

18、所述太阳能电池中的每个可包括与相邻的上部太阳能电池重叠的第一重叠部分和与相邻的下部太阳能电池重叠的第二重叠部分，并且还可包括整体地布置在所述重叠区域中的导电粘合层。

19、所述多个引线可包括在长度方向上延伸的芯部、以及围绕所述芯部并且通过焊接与所述第一电极和所述第二电极电结合的焊接层。

20、所述多个太阳能电池可布置成彼此间隔开，并且所述连接部件可连接一个太阳能电池的所述第一电极与相邻的太阳能电池的第二电极。

21、此外，本发明提供太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池的制造方法包括：在半导体基板上形成包括导电区域的第二光电转换部的步骤；在所述第二光电转换部上形成包括包含钙钛矿化合物的光电转换层、位于所述光电转换层的一侧处的第一传输层、以及位于所述光电转换层的另一侧处的第二传输层的第一光电转换部的步骤；形成围绕所述第一光电转换部的侧面的侧面绝缘层的步骤；以及在所述第一光电转换部的作为受光面的一面上形成电连接到所述第一光电转换部并且具有切割区域以开放中央的第一电极、以及在所述第二光电转换部的下部处电连接到所述第二光电转换部并且具有所述切割区域的第二电极的步骤。

22、在形成所述第一光电转换部的步骤中，可在所述第二光电转换部上形成具有比所述第二光电转换部小的面积的第一光电转换部。

23、形成所述侧面绝缘层的步骤可包括：在所述第二光电转换部上布置暴露所述侧面的掩模的步骤；以及在暴露的所述侧面上沉积预定高度的所述侧面绝缘层的步骤。

24、在形成所述侧面绝缘层的步骤中，还可形成覆盖所述第一光电转换部的边缘的一部分的覆盖部。

25、形成所述第一光电转换部的步骤可包括：在所述第二光电转换部上形成具有第一面积的接合层的步骤；在所述接合层上形成具有比所述第一面积大的第二面积的所述第一光电转换部的步骤，所述第二面积可小于所述第二光电转换部的面积。

26、所述侧面绝缘层可形成为围绕所述第一光电转换部和所述第二光电转换部的整体侧面。

27、发明效果

28、根据本实施例，可提供在具有除了包含钙钛矿化合物的光电转换部以外，还设置有具有与其不同的物质或结构的其它光电转换部的串联型结构的同时，具有优异的效率和可靠性的太阳能电池模块。

29、本发明在最大限度地确保具有串联型结构的太阳能电池的活性区域的同时，也能够通过侧面绝缘层结构抑制透湿从而改善可靠性。

30、此外，可提供包含大面积的钙钛矿化合物的太阳能电池模块中的电芯之间的最佳排列从而能够进行模块化。