專利名稱：太陽能電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能電池裝置。
背景技術(shù)：
太陽能電池單元結(jié)構(gòu)主要包括基板、設(shè)于基板的P型半導(dǎo)體材料層及N型半導(dǎo)體材料層。太陽能電池單元主要應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換原理，將太陽的輻射能光子通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。具體地，當(dāng)太陽光照射至半導(dǎo)體，一部分光子被表面反射掉，其余部分光子被半導(dǎo)體吸收或透過。被吸收的光子，一部分變成熱能，另一部分光子則同組成半導(dǎo)體的原子價(jià)電子碰撞，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。如此，光能就以產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⒂赑 型及N型交界面兩邊形成勢壘電場，將電子驅(qū)向N區(qū)，空穴驅(qū)向P區(qū)，從而使得N區(qū)有過剩電子，P區(qū)有過?？昭?，在P-N結(jié)附近形成與勢壘電場方向相反的光生電場。光生電場的一部分除抵消勢壘電場外，還使P型層帶正電，N型半導(dǎo)體層帶負(fù)電，在N區(qū)與P區(qū)之間的薄層產(chǎn)生所謂光生伏打電動(dòng)勢。若分別自P型層及N型半導(dǎo)體層焊接金屬引線，接通負(fù)載，則外電路便有電流通過。太陽能電池裝置通常由透明面板、基板及多個(gè)設(shè)于該透明面板與基板之間的太陽能電池單元封裝而成。其中，該多個(gè)太陽能電池單元中每兩個(gè)太陽能電池單元通過一條導(dǎo)線相連，如此，所有太陽能電池單元相互串聯(lián)。每相鄰兩個(gè)太陽能電池單元之間隙由絕緣樹脂填充。惟，由于該導(dǎo)線的兩端分別連于相鄰兩個(gè)太陽能電池單元的前電極及背電極，即該導(dǎo)線與該透明面板及基板形成一定夾角，于封裝過程中該導(dǎo)線容易因該絕緣樹脂施加的壓力而斷線或者多個(gè)導(dǎo)線碰在一起而短路，浪費(fèi)原料，且引起產(chǎn)品良率低下。對(duì)應(yīng)地，封裝時(shí)需時(shí)時(shí)注意導(dǎo)線之間是否相互接觸，導(dǎo)致封裝費(fèi)時(shí)，不利于提高生產(chǎn)效率。有鑒于此，提供一種太陽能電池裝置來避免短路及加快封裝實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
一種太陽能電池裝置，包括基板、透明面板、多個(gè)第一太陽能電池單元、多個(gè)第二太陽能電池單元、第一電路層及第二電路層。各第一太陽能電池單元與各第二太陽能電池單元交替地設(shè)于該基板與透明面板之間且相互隔開。該第一電路層與第二電路層均設(shè)于該基板與透明面板之間，分別固定于該基板及該透明面板。該多個(gè)第一太陽能電池單元及多個(gè)第二太陽能電池單元通過該第一電路層及該第二電路層相互電氣連接。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)方案提供的太陽能電池裝置中第一電路層與第二電路層由各太陽能電池單元相互隔開，于封裝過程中難以相互接觸，由此避免短路。另，第一電路層及第二電路層呈層狀，將基板、第一電路層、太陽能電池單元、第二電路層及透明面板依次層疊封裝即可，可加快封裝。


圖1為本技術(shù)方案第一實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置的示意圖。
圖2為本技術(shù)方案第二二實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置的示意圖。
圖3為本技術(shù)方案第三Ξ實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置的示意圖。
圖4為本技術(shù)方案第四實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置的示意圖。
主要元件符號(hào)說明
太陽能電池裝置100、200、300、400
基板10、210、310、410
第一電路層20、220、320、420
第一太陽能電池單元30、230、330、430
第二太陽能電池單元70、270、370、470
間隔體40、240、340、440
第二電路層50、250、350、450
透明面板60、260、360、460
第一背電極31,231
P型半導(dǎo)體層32、72、232、272
P-N型半導(dǎo)體層33、73、233、273
N型半導(dǎo)體層34、74、234、274
第一前電極35,235
第二背電極71,271
第二前電極75,275
絕緣層380
透光面361,461
突起362,462
聚光面363
周面46具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施方式及附圖對(duì)本技術(shù)方案提供的太陽能電池裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖1，本技術(shù)方案一實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置100包括基板10、第一電路層20、多個(gè)第一太陽能電池單元30、多個(gè)第二太陽能電池單元70、電絕緣性間隔體40、第二電路層50及透明面板60?；?0由高導(dǎo)熱陶瓷制成?；?0亦可為聚合物薄片或不銹鋼薄片等。聚合物的材料可為聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、冰片烯或其它本領(lǐng)域常用材料。第一電路層20固定于基板10。第二電路層50固定于透明面板60。該第一電路層20及第二電路層50均為層狀，材質(zhì)可為鎳、金、鋁、銅、銦、錫、鋅、鈦或其合金。該第一電路層20及第二電路層50可分別通過噴射法直接將導(dǎo)電材料噴射于基板10及透明面板60 直至形成所需圖案，或預(yù)先利用導(dǎo)電板材由蝕刻法制成所需層狀圖案，后分別固定于基板 10及透明面板60。該多個(gè)第一太陽能電池單元30及多個(gè)第二太陽能電池單元70呈陣列地固定于該第一電路層20與第二電路層50之間，且每個(gè)第一太陽能電池單元30與一個(gè)第二太陽能電池單元70交替排列。每個(gè)第一太陽能電池單元30與與之相鄰的第二太陽能電池單元70之間距大于或等于0. 5mm，通過電絕緣性間隔體40隔開。間隔體40呈電絕緣性，可為塑料或玻璃，舉例而言，間隔體40可由聚乙烯醇、硅膠、環(huán)氧樹脂、或聚碳酸酯，或可光固化樹脂， 如聚甲基丙烯酸甲酯。第一太陽能電池單元30的結(jié)構(gòu)與第二太陽能電池單元70的結(jié)構(gòu)相同。為簡化說明，現(xiàn)以第一太陽能電池單元30為例，說明其結(jié)構(gòu)。每個(gè)第一太陽能電池單元30包括第一背電極31，依次層疊于第一背電極31的第一型半導(dǎo)體層，如P型半導(dǎo)體層 32，P-N過渡層33，第二型半導(dǎo)體層，如N型半導(dǎo)體層34及第一前電極35。第一背電極31的材質(zhì)可為銀、銅、鉬、鋁、銅鋁合金、銀銅合金、或者銅鉬合金。每個(gè)第一背電極31設(shè)于第一電路層20。P型半導(dǎo)體層31的材質(zhì)可為結(jié)合性較好的III-V族化合物、II-VI族化合物、 I-III-VI族化合物，或IV族材料，如碲化鎘、銅銦硒、硅、鍺等材料，如P型非晶硅材料，特別為P型含氫非晶硅材料，氮化銦鎵或鋁砷化鎵。優(yōu)選地，P型半導(dǎo)體層31的材料為P型非晶硅材料。非晶硅材料對(duì)光的吸收性比結(jié)晶硅材料強(qiáng)約500倍，故在對(duì)光子吸收量要求相同的情況下，非晶硅材料制成的半導(dǎo)體層的厚度遠(yuǎn)小于結(jié)晶硅材料制成的半導(dǎo)體層的厚度，且非晶硅材料對(duì)基板材質(zhì)的要求更低。故采用非晶硅材料不僅可以節(jié)省大量的材料，亦使制作大面積的太陽能電池單元成為可能。P-N過渡層33的材質(zhì)可為結(jié)合性較好的III-V族化合物、II-VI族化合物、 I-III-VI族化合物，或IV族材料，如碲化鎘、銅銦硒、硅、鍺等材料。P-N過渡層33的材料亦可為銅銦鎵硒。該P(yáng)-N過渡層33用于將光子轉(zhuǎn)換成電子-孔穴對(duì)并形成勢壘電場。P-N 過渡層33有助于提高太陽能電池單元30的穩(wěn)定性以及光電轉(zhuǎn)換效率。該P(yáng)-N過渡層33 可通過化學(xué)氣相沉積法或?yàn)R射法形成。N型半導(dǎo)體層34的材質(zhì)可為N型非晶硅材料，特別為N型含氫非晶硅材料。N型半導(dǎo)體層34的材質(zhì)還可為結(jié)合性較好的III-V族化合物、II-VI族化合物、I-III-VI族化合物，或IV族材料，如碲化鎘、銅銦硒、硅、鍺等材料。第一前電極35形成于N型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)層34，并固定于第二電路層50。為便于透過大部分太陽光進(jìn)入N型半導(dǎo)體層34，提高光轉(zhuǎn)化效率，第一前電極35優(yōu)選為透明電極，其與N型半導(dǎo)體層34形成歐姆接觸。第一前電極35材料為透明的金屬氧化物或金屬摻雜氧化物，如銦錫氧化物、氧化鋅、氧化錫、銦摻雜一氧化錫、錫摻雜三氧化二鎵、錫摻雜銀銦氧化物、銦錫氧化物、鋅摻雜三氧化二銦、銻摻雜二氧化錫、或鋁摻雜氧化鋅等。第一背電極31 及第一前電極35分別與一電力儲(chǔ)存裝置(圖未示)的正負(fù)極相連，由此儲(chǔ)存光電轉(zhuǎn)換后的電能。第二太陽能電池單元70包括第二前電極75，依次層疊于第二前電極75的第一型半導(dǎo)體層，如N型半導(dǎo)體層74、P-N過渡層73、第二型半導(dǎo)體層如P型半導(dǎo)體層72，及第二背電極71。每個(gè)第一太陽能電池單元30的第一背電極31及每個(gè)第二太陽能電池單元70 的第二前電極75均與該第一電路層20相連?？梢岳斫?，此時(shí)，每個(gè)第一太陽能電池單元30 的第一前電極35及第二太陽能電池單元70的第二背電極71均與該第二電路層50相連， 由此該多個(gè)第一太陽能電池單元30及多個(gè)第二太陽能電池單元70相互串聯(lián)。
透明面板60可由鋼化玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或其它高透明材料制成。于封裝該太陽能電池裝置100時(shí)，需將多個(gè)第一太陽能電池單元30及多個(gè)第二太陽能電池單元70交替地焊接于固定有第一電路層20的基板10，并使每個(gè)第一太陽能電池單元30與與之相鄰的第二太陽能電池單元70的間距大于或等于0. 5mm。后向該間隙填滿間隔體40。當(dāng)間隔體40材質(zhì)為可光固化樹脂時(shí)，可向該間隙內(nèi)注入呈液態(tài)的該樹脂，后光固化成型，如此使得所有第一太陽能電池單元30及所有第二太陽能電池單元70嵌設(shè)于該間隔體40內(nèi)。再后，將固定有第二電路層50的透明面板60完全遮蓋所有第一太陽能電池單元30、所有第二太陽能電池單元70及間隔體40，并使每個(gè)第一太陽能電池單元30的第一前電極35及每個(gè)第二太陽能電池單元70的第二背電極71均與該第二電路層50相連。 當(dāng)然，亦可于基板10上層疊第一電路層20、多個(gè)第一太陽能電池單元30、多個(gè)第二太陽能電池單元70、第二電路層50及透明面板60。相較于先前技術(shù)，本實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置100擯棄導(dǎo)線，通過分別設(shè)于基板10及透明面板60的第一電路層20及第二電路層50來電導(dǎo)通所有太陽能電池單元。相較于導(dǎo)線，第一電路層20及第二電路層50呈層狀，兩者由多個(gè)第一太陽能電池單元 30及第二太陽能電池單元70隔開，難以相接觸，由此避免短路?？梢岳斫?，第一太陽能電池單元30及第二太陽能電池單元70可為其它結(jié)構(gòu)，如本領(lǐng)域常見的PIN結(jié)構(gòu)，其中，I層可為DH雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、MQW多重量子井結(jié)構(gòu)或MQW多重量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。此時(shí)，該I層需臨近透明面板60。第一太陽能電池單元30及第二太陽能電池單元70還可為本領(lǐng)域常見的多接面太陽能電池單元。此時(shí)，第一太陽能電池單元30及第二太陽能電池單元70的高能帶層需臨近透光板60，能帶越低層離透光板60越遠(yuǎn)。請(qǐng)參見圖2，與第一實(shí)施方式相比，本技術(shù)方案第二實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置200具有相似結(jié)構(gòu)，包括基板210、第一電路層220、多個(gè)第一太陽能電池單元230、多個(gè)第二太陽能電池單元270、電絕緣性間隔體對(duì)0、第二電路層250及透明面板沈0。每個(gè)第一太陽能電池單元230包括第一背電極231，依次層疊于第一背電極231的第一型半導(dǎo)體層，如P型半導(dǎo)體層232，P-N過渡層233，第二型半導(dǎo)體層，如N型半導(dǎo)體層 234及第一前電極235。P型半導(dǎo)體層232比N型半導(dǎo)體層234薄。每個(gè)第二太陽能電池單元270包括第二背電極271、依次層疊于第二背電極271的第一型半導(dǎo)體層，如P型半導(dǎo)體層272，P-N過渡層273，第二型半導(dǎo)體層，如N型半導(dǎo)體層274及第二前電極275。第一電路層220覆蓋整個(gè)基板210，第二電路層250覆蓋整個(gè)透明面板沈0。該多個(gè)第一太陽能電池單元230的第一背電極231及多個(gè)第二太陽能電池單元270的背電極 271均與第一電路層220相連，該多個(gè)第一太陽能電池單元230的第一前電極235及多個(gè)第二太陽能電池單元270的第二前電極275均與第二電路層250相連，由此，所有太陽能電池單元相互并聯(lián)。 參見圖3，與第一實(shí)施方式相比，本技術(shù)方案第三實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置 300具有類似結(jié)構(gòu)，包括基板310、第一電路層320、多個(gè)第一太陽能電池單元330、多個(gè)第二太陽能電池單元370、電絕緣性間隔體340、第二電路層350、透明面板360及絕緣層380。
基板310由導(dǎo)熱性好的金屬制成。絕緣層380及第一電路層320依次層疊于基板 310。該多個(gè)第一太陽能電池單元330及多個(gè)第二太陽能電池單元370通過第一電路層320CN 102263150 A
說明書
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及第二電路層350相串聯(lián)。透明面板360的透光面361表面設(shè)有多個(gè)一一與每個(gè)太陽能電池單元對(duì)應(yīng)的突起 362。每個(gè)突起362呈柱形，具有截面呈弧形的聚光面363。特別地，該聚光面363可呈半球面型。如此，可利用該多個(gè)突起362進(jìn)一步聚光，提高光電轉(zhuǎn)化率。參見圖4，與第一實(shí)施方式相比，本技術(shù)方案第四實(shí)施方式提供的太陽能電池裝置 400具有類似結(jié)構(gòu)，包括基板410、第一電路層420、多個(gè)第一太陽能電池單元430、多個(gè)第二太陽能電池單元470、電絕緣性間隔體440、第二電路層450及透明面板460。透明面板460的透光面461表面設(shè)有多個(gè)一一與所有太陽能電池單元對(duì)應(yīng)的突起 462。每個(gè)突起462包括多個(gè)陣列排布的錐形凸起，每個(gè)凸起的周面464與該透光面461形成45度至70度夾角。如此，可避免因光線入射角度的變化而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換率顯著降低?？梢岳斫獾氖?，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化等用于本發(fā)明的設(shè)計(jì)，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池裝置，其包括基板、透明面板、多個(gè)第一太陽能電池單元及多個(gè)第二太陽能電池單元，各第一太陽能電池單元與各第二太陽能電池單元交替地設(shè)于該基板與該透明面板之間且相互隔開，其特征是，該太陽能電池裝置還包括第一電路層及第二電路層， 該第一電路層與該第二電路層均設(shè)于該基板與該透明面板之間，分別固定于該基板及該透明面板，該多個(gè)第一太陽能電池單元及該多個(gè)第二太陽能電池單元通過該第一電路層及該第二電路層相互電氣連接。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池裝置，其特征是，每個(gè)第一太陽能電池單元具有第一背電極及第一前電極，每個(gè)第二太陽能電池單元具有第二背電極及第二前電極，該第一背電極及該第二背電極均與該第一電路層相連，該第一前電極及該第二前電極均與該第二電路層相連。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池裝置，其特征是，每個(gè)第一太陽能電池單元具有第一背電極及第一前電極，每個(gè)第二太陽能電池單元具有第二背電極及第二前電極，該第一背電極及該第二前電極均與該第一電路層相連，該第一前電極及該第二背電極均與該第二電路層相連。
4.如權(quán)利要求2至3任一項(xiàng)所述的太陽能電池裝置，其特征是，該第一前電極及該第二前電極均為透明電極。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能電池裝置，其特征是，該太陽能電池裝置還包括電絕緣性間隔體，每個(gè)第一太陽能電池單元與與之相鄰的一個(gè)第二太陽能電池單元由該間隔體隔開。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能電池裝置，其特征是，每個(gè)第一太陽能電池單元與與之相鄰的第二太陽能電池單元的間距大于或等于0. 5mm。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽能電池裝置，其特征是，該透明面板具有遠(yuǎn)離該第二電路層的透光面，該透光面設(shè)有多個(gè)相互隔開的突起，每個(gè)突起與一個(gè)第一太陽能電池單元或一個(gè)第二太陽能電池單元對(duì)應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池裝置，其特征是，該每個(gè)突起具有圓弧狀聚光面。
9.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池裝置，其特征是，該每個(gè)突起包括多個(gè)陣列排布的錐形凸起，每個(gè)凸起的周面與該透光面形成45度至70度夾角。
10.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池裝置，其特征是，該基板為導(dǎo)電金屬基板，該太陽能電池裝置還包括絕緣層，該第一電路層通過該絕緣層固設(shè)于該基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池裝置。該太陽能電池裝置包括基板、透明面板、多個(gè)第一太陽能電池單元、多個(gè)第二太陽能電池單元、第一電路層及第二電路層。各第一太陽能電池單元與各第二太陽能電池單元交替地設(shè)于該基板與透明面板之間且相互隔開。該第一電路層與第二電路層均設(shè)于該基板與透明面板之間，分別固定于該基板及該透明面板，該多個(gè)第一太陽能電池單元及多個(gè)第二太陽能電池單元通過該第一電路層及該第二電路層相互電氣連接。該太陽能電池裝置難以短路，且易于封裝。
文檔編號(hào)H01L31/052GK102263150SQ20101018526
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者賴志銘 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司