CN103035775A - 太阳能电池组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能电池组及其制造方法，该太阳能电池组制造方法是用以制造一个太阳能电池组，并包含以下步骤：先利用薄膜层叠的方式成型出一个第一太阳能电池。此外，在一个第二下基板上形成一层离型层后，再于该离型层上形成一个第二太阳能电池。接着，将该离型层及第二下基板剥离，而与该第二太阳能电池分离。再利用一层可透光的黏合层，将该第一太阳能电池与该第二太阳能电池叠接，进而形成该太阳能电池组。该第一太阳能电池与第二太阳能电池是先分开制造完成，可运用现有的制程制造，使制造流程简单而可提高生产优良率，同时兼具扩大该太阳能电池组转换光线的波长范围的优点。

Description

太阳能电池组及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电池及其制造方法，特别是涉及一种太阳能电池组及其制造方法。
背景技术
目前太阳能电池有非晶硅(a-Si)、微晶硅(μ-Si)、多晶硅(poly-Si)或硒化铜铟镓(CIGS)等多种薄膜太阳能电池。该非晶硅太阳能电池可吸收的光谱是在紫外光至可见光的部分，而多晶硅、硒化铜铟镓或微晶硅太阳能电池其吸收的光谱大约在红外线至可见光的部分。因为太阳光是全波长，因此为了充分地将各波长的光线吸收并转换为电能，一般制造太阳能电池时，是在基板的上下两侧分别形成一个非晶硅太阳能电池及一个多晶硅或硒化铜铟镓太阳能电池。其制造过程中，是利用多次的蒸镀、溅镀、化学气相沉积、或电浆气相沉积等方式，逐层地在该基板上形成薄膜，因此太阳能电池的薄膜在制造过程中必须历经多次的高酸碱或高温环境，不只增加制造流程中管控复杂度，也使材料容易发生受损或老化而降低生产优良率的状况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提高太阳光转换效率并且兼具制造流程简单而可提高生产优良率的太阳能电池组制造方法，及太阳能电池组。
本发明太阳能电池组制造方法用以制造一个太阳能电池组，该太阳能电池组制造方法包含以下步骤：
步骤(A)：利用薄膜层叠的方式成型出一个第一太阳能电池；
步骤(B)：在一个第二下基板上形成一层离型层；
步骤(C)：在该离型层上形成一个第二太阳能电池；
步骤(D)：将该离型层及第二下基板剥离，进而与该第二太阳能电池分离；及
步骤(E)：利用一层可透光的黏合层，将该第一太阳能电池与该第二太阳能电池叠接，进而形成该太阳能电池组。
本发明所述太阳能电池组制造方法，在步骤(A)中，是在一个第一基板上形成一层第一内电极，再于该第一内电极上形成一个第一光电转换单元，接着在该第一光电转换单元上形成一层第一外电极进而构成该第一太阳能电池，在步骤(C)中，是在该离型层上披覆结合一层第二上基板，并在该第二上基板上形成一层第二内电极，再于该第二内电极上形成一个第二光电转换单元，接着在该第二光电转换单元上形成一层第二外电极进而构成该第二太阳能电池，在步骤(E)中，是在该第一基板与该第二外电极间设置该黏合层，以叠接该第一太阳能电池与该第二太阳能电池，进而构成该太阳能电池组。
本发明所述太阳能电池组制造方法，在步骤(E)中，是在该第一外电极与该第二上基板间设置该黏合层，以叠接该第一太阳能电池与第二太阳能电池，进而构成该太阳能电池组。
本发明所述太阳能电池组制造方法，在步骤(A)中，在将该第一内电极形成在该第一基板上后，是在该第一内电极上形成一层光吸收层，并在该光吸收层上形成一层缓冲层，进而构成该第一光电转换单元，并且该第一外电极是形成在该缓冲层上，在步骤(C)中，在将该第二内电极形成在该第二上基板上后，是在该第二内电极上形成一层p型半导体层，并在该p型半导体层上形成一层本质半导体层，接着在该本质半导体层上形成一层n型半导体层，进而构成该第二光电转换单元，并且该第二外电极是形成在该n型半导体层上。
本发明所述太阳能电池组制造方法，在步骤(A)中，在将该第一内电极形成在该第一基板上后，是在该第一内电极上形成一层p型半导体层，并在该p型半导体层上形成一层本质半导体层，接着在该本质半导体层上形成一层n型半导体层，进而构成该第一光电转换单元，并且该第一外电极是形成在该n型半导体层上，在步骤(C)中，在将该第二内电极形成在该第二上基板上后，是在该第二内电极上形成一层光吸收层，并在该光吸收层上形成一层缓冲层，进而构成该第二光电转换单元，并且该第二外电极是形成在该缓冲层上。
本发明太阳能电池组，包含：一个第一太阳能电池，及一个第二太阳能电池，该第一太阳能电池包括一个可透光的第一基板、一层披覆在该第一基板上且可导电的第一内电极、一个披覆在该第一内电极上且可将光转换为电能的第一光电转换单元，及一层披覆在该第一光电转换单元上的第一外电极，该第一光电转换单元具有一层披覆在该第一内电极上的光吸收层，及一层披覆在该光吸收层上的缓冲层，该第二太阳能电池包括一个可透光的第二上基板、一层披覆在该第二上基板上且可导电的第二内电极、一个披覆在该第二内电极上的第二光电转换单元，及一层披覆在该第二光电转换单元上且可导电的第二外电极，该第二光电转换单元具有一层披覆在该第二内电极上的p型半导体层、一层披覆在该p型半导体层上的本质半导体层，及一层披覆在该本质半导体层上的n型半导体层；该太阳能电池组还包含一层可透光地夹设在该第一太阳能电池与第二太阳能电池间以黏合并叠接该第一太阳能电池与第二太阳能电池的黏合层。
本发明所述太阳能电池组的黏合层是夹设在该第一太阳能电池的第一基板与该第二太阳能电池的第二外电极间。
本发明的有益效果在于：该第一太阳能电池与第二太阳能电池是先分开制造完成，再借由该黏合层叠接以构成该太阳能电池组，因此可运用现有的制程制造，使制造流程简单而可提高生产优良率，同时兼具扩大该太阳能电池组转换光线的波长范围的优点。
附图说明
图1是本发明太阳能电池组的一个结构示意图，主要显示本发明太阳能电池组制造方法的一较佳实施例的太阳能电池组；
图2是一个流程示意图，显示该较佳实施例；
图3是一个流程方块图，显示该较佳实施例。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
为了方便说明，以下的实施例，类似的元件以相同的标号表示。
参阅图1、2、3，本发明太阳能电池组制造方法的一较佳实施例，用以制造一太阳能电池组1。该太阳能电池组1包含：一个第一太阳能电池2、一个第二太阳能电池3，及一层可透光地夹设在该第一与第二太阳能电池2、3间的黏合层9。
该第一太阳能电池2包括一个可透光的第一基板21、一层披覆在该第一基板21上且可导电的第一内电极22、一个披覆在该第一内电极22上的第一光电转换单元20，及一个披覆在该第一光电转换单元20上且可导电的第一外电极23。
所述第一光电转换单元20可利用光电效应，吸收光线并转换为电能。本实施例的第一太阳能电池2是硒化铜铟镓(CGSI)太阳能电池，而该第一光电转换单元20具有一层披覆在该第一内电极22上的光吸收层40，及一披覆在该光吸收层40上的缓冲层50。
该第二太阳能电池3包括一个可透光的第二上基板33、一层披覆在该第二上基板33上且可导电的第二内电极34、一披覆在该第二内电极34上的第二光电转换单元30，及一层披覆在该第二光电转换单元30上且可导电的第二外电极35。
所述第二光电转换单元30可利用光电效应，吸收光线并转换为电能。本实施例的第二太阳能电池3是非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池，而该第二光电转换单元30具有一层披覆在该第二内电极34上的p型半导体层80、一层披覆在该p型半导体层80上的本质半导体层70，及一层披覆在该本质半导体层70上的n型半导体层60。
该黏合层9是夹设在该第一太阳能电池2的第一基板21，与该第二太阳能电池3的第二外电极35间。
而该太阳能电池组制造方法包含以下步骤：
执行步骤91：在该可透光的第一基板21上形成薄膜状的该第一内电极22，并于该第一内电极22上形成薄膜状的该光吸收层40，再于该光吸收层40上形成薄膜状的该缓冲层50，进而在该第一内电极22上构成该第一光电转换单元20，接着在该第一光电转换单元20的缓冲层50上形成薄膜状的该第一外电极23，进而构成该第一太阳能电池2。
换句话说，本实施例的第一太阳能电池2是由所述第一基板21、第一内电极22、光吸收层40、缓冲层50以及该第一外电极23共同结合而成。
在本较佳实施例中，该第一基板21是由玻璃材质制成，然而也可以是透光塑胶材质制成。此外，该第一太阳能电池2是硒化铜铟镓太阳能电池，而所述第一内电极22是透明导电氧化层(transparentconductive oxide，TCO)，该光吸收层40是硫化镉(CdS)材质制成，该缓冲层50是由硒化铜铟镓(CIGS)材质制成，此外，该第一外电极23是由钼(Mo)材质制成。
而在本较佳实施例中，步骤91是利用蒸镀或溅镀方法逐层地形成薄膜在该第一基板21上，以构成该第一太阳能电池2，然而并不以此为限，也可以是利用电镀或涂布的方式来制造。
再执行步骤92：在一个第二下基板31上形成一层离型层32。
补充说明的是，该第二下基板31是由玻璃材质制成，然而也可以是塑胶材质制成，此外，所述离型层32由聚对二甲苯(paralyne)等高分子材质制成，而本实施例的离型层32是涂布在该第二下基板31上。
接着，执行步骤93：将可透光的该第二上基板33覆盖结合在该离型层32上，再于该第二上基板33上形成薄膜状的该第二内电极34，并形成薄膜状的该p型半导体层80在该第二内电极34上，接着在该p型半导体层80上形成薄膜状的该本质半导体层70，再形成薄膜状的该n型半导体层60在该本质半导体层70上，进而在该第二内电极34上构成该第二光电转换单元30，接着，在该第二光电转换单元30的n型半导体层60上形成薄膜状的该第二外电极35，进而在所述离型层32上构成该第二太阳能电池3。
换句话说，本实施例的第二太阳能电池3是由该第二上基板33、第二内电极34、p型半导体层80、本质半导体层70、n型半导体层60以及该第二外电极35共同结合而成。
在本较佳实施例中，该第二上基板33是由PET(Polyethyleneterephthalate)材质制成，并且是利用涂布的方式结合在该离型层32上，而所述离型层32是夹设在该第二下基板31与第二上基板33间。
此外，本较佳实施例的第二太阳能电池3是非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池，而所述第二内电极34是透明导电氧化层(TCO)，该p型半导体层80是非晶硅p型半导体薄膜，而该本质半导体层70是非晶硅本质型半导体薄膜，并且该n型半导体层60是非晶硅n型半导体薄膜，此外，该第二外电极35是氧化锌(ZnO)材质薄膜。
本较佳实施例是利用化学气相沉积方法在该第二上基板33上逐层地形成薄膜以构成该第二太阳能电池3。
而在该离型层32上形成该第二太阳能电池3后，接着，执行步骤94：剥离该离型层32及第二下基板31，使该第二下基板31与该离型层32同步地脱离该第二太阳能电池3。也就是说，使该第二下基板31与该离型层32脱离该第二上基板33。
因为该第二上基板33是PET材质制成，而具有挠性，可轻微地变形，因此可更顺利地与该离型层32分离。
接着，再执行步骤95：利用涂布的方式在该第二太阳能电池3上形成该黏合层9，再将该第一太阳能电池2贴覆在该黏合层9上，以黏合并叠接该第一与第二太阳能电池2、3，而构成该太阳能电池组1。
在本较佳实施例中，该黏合层9是形成在该第二太阳能电池3的第二外电极35，与该第一太阳能电池2的第一基板21间。而本实施例的黏合层9是由乙基醋酸乙烯(ethyl vinylacetate，EVA)材质制成，并且是涂布在该第一基板21或第二外电极35上，再进一步地叠接该第一与第二太阳能电池2、3，然而，该黏合层9的材质不以本实施例为限，也可以是PVB(Polyvinyl butyral)材质。
由于太阳光是接近全波长的光线，并且该第一太阳能电池2与第二太阳能电池3的结构分别是硒化铜铟镓太阳能电池与非晶硅薄膜太阳能电池，其能隙分别为1.1至1.2eV及1.7至1.8eV，而分别可吸收不同范围波长的光线，再转换为电能，因此可增加太阳光转换效率。
再者，本实施例的太阳能电池组制造方法是先分开制造该第一与第二太阳能电池2、3后，再以该黏合层9进行叠接，因此可运用现有已发展成熟的设备与流程制造，而有效地降低制造的复杂度，并提高该太阳能电池组1的生产优良率。
需要注意的是，本较佳实施例的太阳能电池组1在使用时，是以该第二太阳能电池3朝向光源，也就是光线是由该第二上基板33进入，然而该黏合层9在进行叠接时，也可以是黏合该第一外电极23与该第二上基板33，此时是以该第一太阳能电池2朝向光源，其不影响扩展吸收光线波长范围的效果。
进一步说明的是，由于该第一与第二太阳能电池2、3是独立制造，因此执行本方法时，步骤91可与步骤92、93、94交换顺序，也就是先依序执行步骤92、93、94后，再执行步骤91，接着同样地利用步骤95将该第一太阳能电池2与第二太阳能电池3叠接。
值得一提的是，由于该第一与第二太阳能电池2、3是独立制造，因此可依照预订的光照的方向，分别调整各层的顺序，使该太阳能电池组1可有效地吸收光能。此外，本实施例的第二太阳能电池3也可以是微晶硅薄膜太阳能电池或碲化镉太阳能电池，同样可与该第一太阳能电池2配合，达到扩展吸收光线的波长范围的目的。

Claims (7)

1.一种太阳能电池组制造方法，用以制造一个太阳能电池组，其特征在于：该太阳能电池组制造方法包含以下步骤：
步骤A：利用薄膜层叠的方式成型出一个第一太阳能电池；
步骤B：在一个第二下基板上形成一层离型层；
步骤C：在该离型层上形成一个第二太阳能电池；
步骤D：将该离型层及第二下基板剥离，进而与该第二太阳能电池分离；
步骤E：利用一层可透光的黏合层，将该第一太阳能电池与该第二太阳能电池叠接，进而形成该太阳能电池组。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组制造方法，其特征在于：在步骤A中，是在一个第一基板上形成一层第一内电极，再于该第一内电极上形成一个第一光电转换单元，接着在该第一光电转换单元上形成一层第一外电极进而构成该第一太阳能电池；在步骤C中，是在该离型层上披覆结合一层第二上基板，并在该第二上基板上形成一层第二内电极，再于该第二内电极上形成一个第二光电转换单元，接着在该第二光电转换单元上形成一层第二外电极进而构成该第二太阳能电池；在步骤E中，是在该第一基板与该第二外电极间设置该黏合层，以叠接该第一太阳能电池与该第二太阳能电池，进而构成该太阳能电池组。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组制造方法，其特征在于：在步骤A中，是在一个第一基板上形成一层第一内电极，再于该第一内电极上形成一个第一光电转换单元，接着在该第一光电转换单元上形成一层第一外电极进而构成该第一太阳能电池；在步骤C中，是在该离型层上披覆结合一层第二上基板，并在该第二上基板上形成一层第二内电极，再于该第二内电极上形成一个第二光电转换单元，接着在该第二光电转换单元上形成一层第二外电极进而构成该第二太阳能电池；在步骤E中，是在该第一外电极与该第二上基板间设置该黏合层，以叠接该第一太阳能电池与第二太阳能电池，进而构成该太阳能电池组。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池组制造方法，其特征在于：在步骤A中，在将该第一内电极形成在该第一基板上后，是在该第一内电极上形成一层光吸收层，并在该光吸收层上形成一层缓冲层，进而构成该第一光电转换单元，并且该第一外电极是形成在该缓冲层上；在步骤C中，在将该第二内电极形成在该第二上基板上后，是在该第二内电极上形成一层p型半导体层，并在该p型半导体层上形成一层本质半导体层，接着在该本质半导体层上形成一层n型半导体层，进而构成该第二光电转换单元，并且该第二外电极是形成在该n型半导体层上。
5.根据权利要求2或3所述的太阳能电池组制造方法，其特征在于：在步骤A中，在将该第一内电极形成在该第一基板上后，是在该第一内电极上形成一层p型半导体层，并在该p型半导体层上形成一层本质半导体层，接着在该本质半导体层上形成一层n型半导体层，进而构成该第一光电转换单元，并且该第一外电极是形成在该n型半导体层上；在步骤C中，在将该第二内电极形成在该第二上基板上后，是在该第二内电极上形成一层光吸收层，并在该光吸收层上形成一层缓冲层，进而构成该第二光电转换单元，并且该第二外电极是形成在该缓冲层上。
6.一种太阳能电池组，包含：一个第一太阳能电池，及一个第二太阳能电池，该第一太阳能电池包括一个可透光的第一基板、一层披覆在该第一基板上且可导电的第一内电极、一个披覆在该第一内电极上且可将光转换为电能的第一光电转换单元，及一层披覆在该第一光电转换单元上的第一外电极，该第一光电转换单元具有一层披覆在该第一内电极上的光吸收层，及一层披覆在该光吸收层上的缓冲层；该第二太阳能电池包括一个可透光的第二上基板、一层披覆在该第二上基板上且可导电的第二内电极、一个披覆在该第二内电极上的第二光电转换单元，及一层披覆在该第二光电转换单元上且可导电的第二外电极，该第二光电转换单元具有一层披覆在该第二内电极上的p型半导体层、一层披覆在该p型半导体层上的本质半导体层，及一层披覆在该本质半导体层上的n型半导体层；其特征在于：该太阳能电池组还包含一层可透光地夹设在该第一太阳能电池与第二太阳能电池间以黏合并叠接该第一太阳能电池与第二太阳能电池的黏合层。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池组，其特征在于：该黏合层是夹设在该第一太阳能电池的第一基板与该第二太阳能电池的第二外电极间。
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