CN104040718A

CN104040718A - 产生两个或更多个薄膜基互连光伏电池的改进方法

Info

Publication number: CN104040718A
Application number: CN201280066124.9A
Authority: CN
Inventors: R·K·菲斯特; M·E·米尔斯
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-09-10
Also published as: WO2013103479A1; KR20140105522A; BR112014016373A2; US20140360554A1; EP2801112A1; JP2015506587A; MX2014008305A; BR112014016373A8

Abstract

本发明基于生产两个或更多个薄膜基互连光伏电池的方法，包括步骤：a)提供包含柔性导电衬底、至少一个光电活性层、顶部透明导电层和顶部透明层上的承载结构的光伏制品；b)形成一个或多个穿过光伏制品的层的第一通道；c)向导电衬底施加绝缘层并跨越一个或多个第一通道；d)除去承载结构；e)对一个或多个第一通道形成穿过绝缘层的附加部分；f)形成相对于一个或多个第一通道偏移并穿过绝缘层以暴露柔性导电衬底的导电表面的一个或多个第二通道；g)经一个或多个第二通道向柔性导电衬底的导电表面施加第一导电材料；h)向第一绝缘层施加导电膜，该膜经第一导电材料与柔性导电衬底电连通；J)在顶部透明导电层上并通过一个或多个第一通道施加第二导电材料，将步骤b的光伏制品的层与导电膜电连接；j)形成一个或多个穿过导电膜的第三通道；k)在导电膜下施加第二绝缘层；l)形成一个或多个穿过光伏制品的层的第四通道，从而产生两个或更多个互连光伏电池。

Description

产生两个或更多个薄膜基互连光伏电池的改进方法

技术领域

本发明涉及产生两个或更多个薄膜基互连光伏电池的改进方法，更具体涉及从包含柔性导电衬底、至少一个光电活性层和顶部透明导电层的光伏制品产生两个或更多个薄膜基互连光伏电池的改进方法。

背景技术

尝试改进光伏器件、特别是薄膜基互连光伏电池的制造已经是近来很多研究与开发的主题。特别感兴趣的是能够制造各种形状和尺寸的薄膜基互连光伏电池而同时保持高效生产和相对低的资本投入，从而使得最终的产品价格更实惠。开发这些可帮助制造更实惠的最终产品而同时仍然产生优质产品的方法和技术已经是行业的目标。

在一个应用中，这些薄膜基互连光伏电池用作较大的光伏器件的发电部件。相对低成本的薄膜基互连光伏电池可用的形状和尺寸可能限制较大的光伏器件和器件系统的设计，并从而限制它们可能的市场。为了使得这全套组件适合消费者需要以及为了得到市场的广泛认可，所述系统的建造和安装应该是经济的。本发明最终可以帮助促进较低的产能成本，使得PV技术相对于其他发电装置更有竞争力。

据认为，制造薄膜基互连光伏电池的现有技术依靠在完成光伏制品之前实施互连步骤的方法和技术，例如其中至少一个刻划(scribe)或切割(cut)在制品制造过程中完成。

可与这种技术相关的文献包括以下著作和美国专利文献：F.Kessler等，“Flexible and monolithically integrated CIGS-modules”，MRS668:H3.6.1-H3.6.6(2001)；4,754,544；4,697,041；5,131,954；5,639,314；6,372,538；7,122,398和2010/1236490，其全部为了所有目的通过引用并入本文。

发明内容

本发明涉及解决了至少一个或多个在以上段落中描述的问题的PV器件。

因此，按照本发明的一个方面，设想了生产两个或更多个薄膜基互连光伏电池的方法，包括以下步骤：a)提供光伏制品，其包含：柔性导电衬底、至少一个光电活性层、顶部透明导电层和布置在顶部透明层之上的承载结构；b)形成一个或多个穿过所述光伏制品的层的第一通道；c)向所述导电衬底施加绝缘层并跨越所述一个或多个第一通道；d)除去所述承载结构；e)对所述一个或多个第一通道形成穿过所述绝缘层的附加部分；f)形成一个或多个第二通道，其相对于所述一个或多个第一通道偏移并穿过所述绝缘层以暴露所述柔性导电衬底的导电表面；g)经由所述一个或多个第二通道向所述柔性导电衬底的导电表面施加第一导电材料；h)向所述绝缘层施加导电膜，其中所述膜经由所述第一导电材料与所述柔性导电衬底电连通；i)在所述顶部透明导电层之上并穿过所述一个或多个第一通道施加第二导电材料，因而将步骤b的光伏制品的层与所述导电膜电连接；j)形成一个或多个穿过所述导电膜的第一分隔通道；k)在所述导电膜之下施加第二绝缘层；l)形成穿过所述光伏制品的层的一个或多个第二分隔通道，从而产生两个或更多个互连光伏电池。

本发明的特征还可以在于本文中描述的特征之一或任何组合，所述特征例如包括用电绝缘材料至少部分填充所述一个或多个第二分隔通道的步骤；所述电绝缘材料包括氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝、非导电环氧树脂、硅氧烷、聚酯、聚芴、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯或其组合等等；所述绝缘层包括聚酯、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯；所述形成步骤通过刻划、切割、烧蚀或其组合进行；所述光伏制品电池是卷的形式；所述第二绝缘层起到底部承载膜的功能；所述形成步骤的通道的宽度在1–5000微米之间；通过上述方法形成光伏制品。

应该理解，以上提及的方面和实例是非限制性的，因为其他方面和实例也存在于本文中显示和描述的本发明内的。

附图说明

图1A显示光伏制品的层。

图1B显示具有第一通道的光伏制品的层。

图1C显示了具有不同位置的第一通道和绝缘层的光伏制品的层。

图1D显示了具有第一通道、所述第一通道的附加部分、第二通道和绝缘层的光伏制品的层。

图1E显示了具有第一通道、所述第一通道的附加部分、在其中具有导电材料的第二通道和绝缘层的光伏制品的层。

图1F显示了具有第一通道、所述第一通道的附加部分、在其中具有导电材料的第二通道、在导电膜中的第三通道和绝缘层的光伏制品的层。

图1G显示了具有第一通道、所述第一通道的附加部分、在其中具有导电材料的第二通道、在导电膜中的第三通道和两个绝缘层的光伏制品的层。

图1H显示了具有第四通道的光伏器件。

图1I显示了具有多个通道的光伏器件。

具体实施方式

本发明涉及从包含柔性导电衬底、至少一个光电活性层和顶部透明导电层的光伏制品10产生两个或更多个薄膜基互连光伏电池(例如，如图1所示)的改进方法。设想本发明提供了独特的制造方案，其允许从已经基本上制成的光伏制品产生和互连光伏电池(例如两个或更多个)。本发明可以允许以相对低的资本投入且在光伏制品制造生产线内不需要专用设备或方法来制造具有独特形状和尺寸的薄膜基互连光伏电池。本公开教导了本发明的方法，以及说明了可以用作本发明方法的输入的一些通常的光伏制品的结构。本文中讨论的所公开的光伏制品不应该被认为限制本发明的方法，而是考虑其他可能的基础光伏制品。

方法

设想本发明的方法功能在于采用基础光伏制品10，并将它转变成互连光伏电池100，其与所述基础制品的制造无关。图1A是制品10和本发明的方法的代表性例子。本发明的方法包括至少以下步骤：a)提供光伏制品，所述光伏制品包含：柔性导电衬底、至少一个光电活性层、顶部透明导电层和布置在顶部透明层之上的承载结构；b)形成一个或多个穿过所述光伏制品的层的第一通道；c)向所述导电衬底施加绝缘层并跨越所述一个或多个第一通道；d)除去所述承载结构；e)对所述一个或多个第一通道形成穿过所述绝缘层的附加部分；f)形成一个或多个第二通道，其相对于所述一个或多个第一通道偏移并穿过所述绝缘层以暴露所述柔性导电衬底的导电表面；g)经由所述一个或多个第二通道向所述柔性导电衬底的导电表面施加第一导电材料；h)向所述绝缘层施加导电膜，其中所述膜经由所述第一导电材料与所述柔性导电衬底电连通；i)在所述顶部透明导电层之上并通过所述一个或多个第一通道施加第二导电材料，因而将步骤b的光伏制品的层与所述导电膜电连接；j)形成一个或多个穿过所述导电膜的第三通道；k)在所述导电膜之下施加第二绝缘层；l)形成一个或多个穿过所述光伏制品的层的第四通道，从而产生两个或更多个互连光伏电池。任选的步骤可以包括一个或多个以下步骤：用保护层封装；形成与外部电器装置的互连；封装成组件形式(例如屋顶板)；或如美国公布2011/0100436所述用作光伏电池的部分。

光伏制品10

设想在本发明的方法/工艺开始时提供光伏制品10。制品10是通过本发明的方法/工艺生成多个互连光伏电池100的基础。所述制品应该由至少三个层构成(从所述制品的底部向顶部列举)：柔性导电衬底110、至少一个光电活性层120和顶部透明导电层130。还设想(并且优选)制品10包括布置在所述顶部透明层之上的承载结构230。所述承载结构是可除去的，在去除过程中可至少以不损害所述制品的其余部分的方式除去。设想在本申请内公开的衬底或层可以包含单层，但是它们中的任何一个可根据需要独立地由多个亚层形成。还可以提供当前已知或今后开发的常规用于光伏制品中的附加层。设想用于本发明的当前已知的光伏制品可以包括：IB-IIIB族硫属元素化物型电池(例如铜铟镓硒化物，铜铟硒化物，铜铟镓硫化物，铜铟硫化物，铜铟镓硒化物硫化物等等)、非晶硅、III-V(即GaAs)、II-IV(即CdTe)、铜锌锡硫化物、有机光伏器件、纳米粒子光伏器件、染料敏化的太阳能电池及其组合。

根据现在已知或今后发展的帮助增强各层之间的粘附的常规实践，在制品10上可以使用附加的任选层(未显示)。另外，还可以在柔性导电衬底110的背面上提供一个或多个阻挡层(未显示)以帮助将器件10与环境隔离和/或使器件10电隔离。

在一种优选实施方式中，作为用于本发明方法/工艺中的基础而提供的光伏制品10是作为IB-IIIB族硫属元素化物器件的光伏制品。图2显示了可以在本发明方法中使用的光伏制品10的一种实施方式。在下面描述的层中，设想层22和24一起构成所述柔性导电衬底，层20是所述至少一个光电活性层的部分，和层30是顶部透明导电层的部分。这一制品10包含整合载体22、背面电接触24和硫属元素化物吸收体20的衬底。制品10还包含缓冲区28，所述缓冲区包含n-型硫属元素化物组成，例如硫化镉基材料。所述缓冲区优选具有15至200nm的厚度。所述制品还可以包含任选的正面电接触窗口区26。在随后形成透明导电区30期间，该窗口区保护所述缓冲区。所述窗口优选由锌、铟、镉或锡的透明氧化物形成，并通常认为至少有些电阻性。该层的厚度优选是10至200nm。所述制品还包含透明导电区30。这些组成在图2中各自显示为包括单层，但是它们中的任何一个可根据需要独立地由多个亚层形成。也可以提供当前已知或今后发展的常规用于光伏电池中的附加层(没有显示)。在本文中偶尔使用时，所述电池的顶部12被认为是接收入射光16的那一侧。在吸收体上形成硫化镉基层的方法还可以用于串联电池结构中，其中两个电池构建在彼此的顶部，其各具有吸收不同波长辐射的吸收体。

柔性导电衬底110/导电膜112

设想光伏制品10具有至少一个所述制品构建于其上的柔性导电衬底110。它功能在于提供所述制品的其他层布置于其上的基础。其作用还在于提供电接触。设想所述衬底可以是单层(例如不锈钢)或者可以是许多材料的多层复合体，导电和非导电层。导电材料的例子包括金属(例如Cu、Mo、Ag、Au、Al、Cr、Ni、Ti、Ta、Nb和W)、导电聚合物、这些的组合等等。在一种优选实施方式中，所述衬底由厚度在约10μm和200μm之间的不锈钢构成。还优选所述衬底是柔性的，“柔性”定义为可绕着直径0.1米的圆筒弯曲而没有性能降低或临界损坏的“柔性”物品、元件或层(以按照本发明的可用厚度)。

在图2显示的器件中，所述柔性导电衬底包含层22和24。载体22可以是柔性衬底。载体22可以由范围广泛的材料形成。这些包括金属、金属合金、金属间组合物、塑料、纸、纺织或无纺织物、它们的组合等等。不锈钢是优选的。柔性衬底是优选的以能够最大化利用薄膜吸收体和其他层的柔性。

背面电接触24提供制品10与外部电路电耦合的便利方式。接触24可以由范围广泛的导电材料形成，所述材料包括Cu、Mo、Ag、Al、Cr、Ni、Ti、Ta、Nb、W、这些的组合等等的一种或多种。掺有Mo的导电组合物是优选的。所述背面电接触24还可以有助于将吸收体20与载体22隔离以最小化载体成分迁移到吸收体20中。例如，背面电接触24可有助于阻断不锈钢载体22的Fe和Ni成分迁移到吸收体20中。如果Se用于形成吸收体20的话，背面电接触24还可通过例如防御Se来保护载体22。

光电活性层120

设想所述光伏制品具有至少一个光电活性层120。该层通常布置在柔性导电衬底110之上和顶部透明导电层130之下。该层的功能在于利用入射光16的输入并将它转化为电力。设想该层可以是材料单层或者可以是许多材料的多层复合体，其组成可以取决于光伏制品10的类型(例如铜硫属元素化物型电池、非晶硅、III-V(即GaAs)、II-IV(即CdTe)、硫化铜锌锡、有机光伏器件、纳米颗粒光伏器件、染料敏化的太阳能电池及其组合)。

IB-IIIB族硫属元素化物(例如铜硫属元素化物)电池是优选的。在这种情况下，吸收体包含含有铜、铟、铝和/或镓中至少一种的硒化物、硫化物、碲化物和/或这些的组合。更通常存在Cu、In、Ga和Al中的至少两种或甚至至少三种。硫化物和/或硒化物是优选的。一些实施方式包括铜和铟的硫化物或硒化物。另外的实施方式包括铜、铟和镓的硒化物或硫化物。铝可以用作附加的或替代的金属，通常替代一部分或全部的镓。具体的例子包括但是不限于铜铟硒化物、铜铟镓硒化物、铜镓硒化物、铜铟硫化物、铜铟镓硫化物、铜镓硒化物、铜铟硫化物硒化物、铜镓硫化物硒化物、铜铟铝硫化物、铜铟铝硒化物、铜铟铝硫化物硒化物、铜铟铝镓硫化物、铜铟铝镓硒化物、铜铟铝镓硫化物硒化物和铜铟镓硫化物硒化物。吸收体材料还可以用其他材料掺杂，例如Na、Li等，以增强性能。此外，许多硫属元素化物材料可以掺入作为对电子性质没有显著有害效应的少量杂质的至少一些氧。该层可以通过溅射、蒸发或任何其他已知的方法形成。该层的厚度优选为0.5至3微米。

在铜硫属元素化物电池中，为了理解在什么层中形成通道，任选的缓冲和窗口层可以视为活性层120或透明导电层130的部分。然而，优选缓冲层被认为是活性层120的部分，而窗口层被认为是透明导电层130的部分。

顶部透明导电层130

设想所述光伏制品10具有至少一个顶部透明导电层130。该层通常布置在光电活性层120之上并可以代表所述制品的最外表面(通常是首先接受入射光16的表面)。该层优选是透明的，或至少半透明的，并允许所需波长的光到达光电活性层120。设想该层可以是材料单层或者可以是许多材料的多层复合体，其组成可以取决于光伏制品10的类型(例如铜硫属元素化物型电池(例如铜铟镓硒化物、铜铟硒化物、铜铟镓硫化物、铜铟硫化物、铜铟镓硒化硫化物等等)、非晶硅、III-V(即GaAs)、II-IV(即CdTe)、硫化铜锌锡、有机光伏器件、纳米颗粒光伏器件、染料敏化的太阳能电池及其组合)。然而，优选透明导电层130是非常薄的金属膜(使得它对光至少有些透明)或透明导电氧化物。可以使用种类广泛的透明导电氧化物、非常薄的导电透明金属膜或这些的组合，但是优选透明导电氧化物。这样的TCO的例子包括氟掺杂的氧化锡、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、氧化锌、这些的组合等等。TCO层通过溅射或其它合适的沉积技术方便地形成。所述透明导电层优选具有10至1500nm以及更优选100至300nm的厚度。

通道

设想在本方法中将在制品10中“形成”多个通道以产生所述两个或更多个薄膜基互连光伏电池。这些通道功能在于将所述制品分隔成单个电池，或提供导电材料180的路径，并可以是多种形状和尺寸。设想所述通道可以通过许多方法形成，例如通过机械刻划、激光烧蚀、刻蚀(湿或干式)、光刻法或行业内通用的从衬底选择性除去材料的其他方法。所述通道可以根据可能所期望的和形成哪种通道(例如第一、第二或第三通道)而具有不同的宽度、深度和型面。优选的电池大小将是边大于0.7cm，优选大于10cm并更优选大于20cm。电池优选边小于2米并更优选小于1.5米。电池可以具有一个较短的边和一个较长的边。通常，电池越小，具有越小的通道可能是理想的。优选地，人们通常会希望最大化电池100的功率密度，或换句话说将间隙尺寸(通道尺寸)最小化到所述组件面积的约5％或更小，从而提供95％或更大的可产生电的活性PV表面。因此，根据电池100的尺寸和期望的功率密度，具有宽范围的通道宽度可能是优选的。还设想所述通道可以按照下面说明的次序(例如优选首先第一通道，其次第二通道，第三通道等等)或如果需要的话以任何其他次序引入所述制品。

第一通道140/附加部分141

设想第一通道140穿过制品10的整体、或至少层110、120和130而形成。所述第一通道功能在于将所述制品的两个部分彼此既物理又电隔离(例如形成两个电池100)。优选所述第一通道具有的宽度允许成品电池在弯曲时通道没有闭合。另外，在一个步骤中，第一通道140的附加部分141被制成通过绝缘层150，其通常在所述第一通道形成之后布置在所述结构上(虽然可以用不同的顺序实行)。在一种优选实施方式中，所述第一通道具有的宽度FC_W可以是约1μm至5000μm。优选所述宽度大于约10μm，更优选大于约25μm，和最优选大于约50μm，并优选宽度小于约400μm，更优选小于约300μm，和最优选小于约200μm。值得注意的是，附加部分141可以具有比第一通道更小、相同尺寸或更大的宽度。

第二通道160

设想第二通道160穿过第一绝缘层150(和可能存在于它下面或上面的任何附加层)而形成并达到暴露所述柔性导电衬底的至少一部分(例如至少它的导电部分)的深度。所述第二通道起到允许所述至少两个薄膜基互连光伏电池电互连的物理通路的功能(例如，参见施加导电材料步骤)。设想所述第一和第二通道在几何结构上相互偏移，从而最小化所述第一和第二通道合并变成通孔的机会。在优选实施方式中，偏移量FFS_O可以是约1μm至5000μm。优选所述偏移量大于约10μm，更优选大于约25μm，最优选大于约50μm，并优选偏移量小于约400μm，并更优选小于约300μm，最优选小于约200μm。在优选实施方式中，所述第二通道的深度至少暴露所述柔性导电衬底的一部分并能进入到所述柔性导电衬底中，但不完全穿过它，且最重要的是暴露导电材料(参见施加导电材料步骤)。还优选第二通道的宽度使得成品电池在弯曲时通道没有闭合。在一种优选实施方式中，所述第二通道的宽度SC_W可以是约1μm至5000μm。优选所述宽度大于约10μm，更优选大于约25μm，最优选大于约50μm，并优选宽度小于约400μm，并更优选小于约300μm，最优选小于约200μm。

第三通道170/第四通道172

设想第三通道170穿过导电膜112(和可能存在于所述层下面或上面的任何附加层)并到达第一绝缘层150而形成，达到暴露所述第一绝缘层的至少一部分的深度(但是部分穿过层150是可接受的)。所述第三通道功能在于将所述导电膜112的两个部分彼此既物理又电隔离。设想在几何结构上，所述第三通道相对于第一和第二通道偏移。在优选实施方式中，所述偏移量TFS_O可以是约1μm至5000μm。优选宽度大于约10μm，更优选大于约25μm，最优选大于约50μm，并优选宽度小于约400μm，更优选小于约300μm，最优选小于约200μm。在优选实施方式中，所述第三通道具有的宽度允许成品电池在弯曲时通道没有闭合。在一种优选实施方式中，所述第三通道具有的宽度TC_W可以是约1μm至5000μm。优选所述宽度大于约10μm，更优选大于约25μm，最优选大于约50μm，并优选宽度小于约400μm，并更优选小于约300μm，最优选小于约200μm。

设想第四通道172穿过层130、120、110和150(和可能存在于所述层下面或上面的任何附加层)并到达第一绝缘层150而形成，达到暴露所述第一绝缘层的至少一部分这样的深度(但是部分穿过层150是可接受的)。所述第四通道功能在于物理和电隔离成品电池100的两个部分。设想在几何结构上，所述第四通道相对于第一和第二通道偏移，并布置在它们之间。在优选实施方式中，所述偏移量FS_O可以是约1μm至500μm。优选所述偏移量大于约10μm，更优选大于约25μm，最优选大于约50μm，并优选宽度小于约400μm，更优选小于约300μm，最优选小于约200μm。在优选实施方式中，所述第四通道具有的宽度允许成品电池在弯曲时通道没有闭合。在一种优选实施方式中，所述第四通道具有的宽度FC_W可以是约1μm至5000μm。优选所述宽度大于约10μm，更优选大于约25μm，最优选大于约50μm，并优选宽度小于约400μm，更优选小于约300μm，最优选小于约200μm。

形成通道

设想可以通过许多方法实现制品10的各个层的“形成”，例如以上在“通道”段落中所描述的方法。在一种优选实施方式中，利用机械刻划制造“切割”。例如，关于机械刻划，金钢石头的尖笔或刀刃可以与器件接触并经过所述器件的表面拖曳，从而物理撕开尖笔路径中的下层材料。

设想利用金钢石头的尖笔或适当的刀刃进行的机械刻划对较软的半导体材料例如CdTe、二硒化铜铟镓(CIGS)和a-Si:H可发挥作用。据认为膜的撕开对于具有低附着力的膜例如氧化锌(ZnO)是个特别的问题。较硬的膜(例如玻璃上的钼)的机械刻划总是引起玻璃的划痕，这于是造成后续加工中断裂的风险增加。

还认为用机械刻划遇到的大部分问题对于激光刻划不会发生。在最近完成的激光系统的调查中(如应用于CdTe-基和CIS基PV组件中使用的薄膜材料的)(参见:http://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-36/issue-1/features/photovoltaics-laser-scribing-creates-monolithic-thin film-arrays.html，其通过引用并入)已经发现，用多种多样的脉冲激光器，例如Nd:YAG(灯-泵浦、二极管泵浦、Q-开关和锁模)、铜蒸气以及氯化氙和氟化氪准分子激光器，可以得到良好的刻划。据认为当选择激光器时，注意用于太阳能电池中的膜的特定材料性质(吸收系数，熔融温度，热扩散率等等)可能是重要的。

绝缘片/层150/152；承载结构230

设想在成品电池100的区域中可以布置一个或多个绝缘层150/152。通常，绝缘层的一个功能可以是对该层覆盖的部分提供防护屏障(例如环境和/或电)，从而阻挡污垢、水分，隔离其他层(例如电绝缘)等等。它还可以起到将电池100保持在一起的功能，近似于将两个相邻的电池“粘”在一起。“层”可以是跨越整个电池100的实体层，或可以局限于仅仅某些区域。在一个例子中，层152可以基本上跨越电池100的整个底部或仅仅局部存在于通道区域周围。

在优选实施方式中，成品电池包含两个绝缘层150/152。第一绝缘层(或膜)150布置在导电衬底或膜之间，第二层(或膜)152布置在电池100的底部。这些层150、152优选由相同的材料构成并具有相同的几何和物理性质，但是设想它们不是必然如此。可能理想的是，第二层152可以较厚或可以是独立的片段，起到将两个相邻的电池100“粘”在一起的功能。

在优选实施方式中，所述绝缘层150/152可具有约100nm至1000μm的厚度IL_T。优选所述厚度大于约1μm，更优选大于约25μm，最优选大于约75μm，并优选厚度小于约500μm，更优选小于约200μm，最优选小于约100μm。

所述绝缘层可以包含适合提供如上所述的保护的任何数量的材料。优选的材料包括：氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钛、氧化铝、氮化铝、氧化硼、氮化硼、碳化硼、金钢石样碳、环氧树脂、硅氧烷、聚酯、聚芴、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、含氟聚合物、聚对二甲苯、聚氨酯、乙烯乙酸乙烯酯或其组合等等。

还设想在所述制品或电池的顶部提供与所述绝缘层相似(至少可能类似的材料)的层。这个层可以起到承载结构230的作用，其可以帮助移动或封装所述制品和/或电池。如果提供承载结构的话，它应该是可以容易地除去的，使得可以进行所述切割(例如形成所述通道)或者成品电池可以安装在较大的PV装置中。

所述承载结构可以包含适合提供如上所述的功能性的多种材料。优选的材料包括对于所述绝缘层列举的材料。

电绝缘材料(电池的顶部)

设想任选地一些电绝缘材料(未显示)可以布置在所述第四通道内。这种材料可以起到对所述材料覆盖的部分提供防护屏障(例如环境和/或电)的作用，从而阻挡污垢、水分等等。所述电绝缘材料可以包括适合提供如上所述的保护的多种材料。优选的材料包括：氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钛、氧化铝、氮化铝、氧化硼、氮化硼、碳化硼、金钢石样碳、环氧树脂、硅氧烷、聚酯、聚芴、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、含氟聚合物、聚对二甲苯、聚氨酯、乙烯乙酸乙烯酯或其组合等等。

导电材料180

设想导电材料180在所述方法中用于互连所述光伏电池100。在本发明中，所述材料可以与第二通道结合使用并且应该与柔性导电衬底110的导电部分和顶部透明导电层130的顶部接触。此外，其可以用于通过通道160连接两个导电层110/112。所述导电材料可以包含适合提供导电性的多种材料并包括：所述导电材料可能期望至少包括导电金属例如镍、铜、银、铝、锡等等和/或其组合。在一种优选实施方式中，所述导电材料包括银。还设想导电性胶粘剂(ECA)可以是例如行业中已知的任何导电性胶粘剂。这样的ECA经常是包含具有导电聚合物的热固性聚合物基质的组合物。这样的热固性聚合物包括但不限于具有包含环氧、氰酸酯、马来酰亚胺、酚、酸酐、乙烯基、烯丙基或氨基官能性的材料或其组合。导电性填充颗粒可以是例如银、金、铜、镍、铝、碳纳米管、石墨、锡、锡合金、铋或其组合。优选的是具有银颗粒的环氧基ECA。导电材料区可以通过几种已知方法之一形成，包括但不限于丝网印刷、喷墨印刷、凹板印刷、电镀、溅射、蒸发等等。

由这种方法形成的互连电池可以被封装或包装在防护材料内(密封剂、胶粘剂、玻璃、塑料膜或片等等)并且制成的电互连电池可与功率变换器或其他电子器件电连接以形成可以安装在野外或结构物上以产生和传输电能的光伏组件。

除非另外说明，本文中描绘的各种结构的尺寸和几何形状不意图限制本发明，并且其他尺寸或几何形状是可能的。多个结构元件可以由单个整体结构提供。或者，单个整体结构可以被分成单独的多个元件。另外，虽然本发明的特征可能只在一个说明性实施方式的内容中描述，但是对于任何给定的应用而言，这样的特征可以与其他实施方式的一个或多个其他特征组合。从上文还要领会，本文中独特结构的制造及其操作也构成本发明的方法。

使用术语“包含”或“包括”来描述本文中的要素、成分、元件或步骤的组合也考虑了基本由所述要素、成分、元件或步骤组成的实施方式。

多个要素、成分、元件或步骤可以由单个整合的要素、成分、元件或步骤来提供。或者，单个整合的要素、成分、元件或步骤可以分成单独的多个要素、成分、元件或步骤。描述要素、成分、元件或步骤时公开的“一”或“一个”不打算排除另外的要素、成分、元件或步骤。本文中所有提到的属于某个族的元素或金属参看由CRC Press，Inc.1989年出版和有版权的元素周期表。对一个或多个族的任何引用应该是在该元素周期表中利用IUPAC的编号系统来反映的一个或多个族。

Claims

1.生产两个或更多个薄膜基互连光伏电池的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供光伏制品，其包含：柔性导电衬底、至少一个光电活性层、顶部透明导电层和布置在所述顶部透明层之上的承载结构；

b)形成一个或多个穿过所述光伏制品的层的第一通道；

c)向所述导电衬底施加第一绝缘层并跨越所述一个或多个第一通道；

d)除去所述承载结构；

e)对所述一个或多个第一通道形成穿过所述第一绝缘层的附加部分；

f)形成一个或多个第二通道，其相对于所述一个或多个第一通道偏移并穿过所述第一绝缘层以暴露所述柔性导电衬底的导电表面；

g)经由所述一个或多个第二通道向所述柔性导电衬底的导电表面施加第一导电材料；

h)向所述第一绝缘层施加导电膜，其中所述膜经由所述第一导电材料与所述柔性导电衬底电连通；

i)在所述顶部透明导电层之上并通过所述一个或多个第一通道施加第二导电材料，因而将步骤b的光伏制品的层与所述导电膜电连接；

j)形成一个或多个穿过所述导电膜的第三通道；

k)在所述导电膜之下施加第二绝缘层；

l)形成一个或多个穿过所述光伏制品的层的第四通道，从而产生两个或更多个互连光伏电池。

2.权利要求1所述的方法，其还包括用电绝缘材料至少部分填充所述一个或多个第四通道的步骤。

3.权利要求2所述的方法，其中所述电绝缘材料包括氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝、非导电环氧树脂、硅氧烷、聚酯、聚芴、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯或其组合。

4.权利要求1-3任一项所述的方法，其中所述绝缘层包括聚酯、聚烯烃、聚酰亚胺或聚酰胺。

5.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述形成步骤通过刻划、切割、烧蚀或其组合进行。

6.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述光伏制品电池是卷的形式。

7.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述第二绝缘层起到底部承载膜的功能。

8.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述形成步骤的通道的宽度为从1至5000微米。

9.一种光伏制品，其通过权利要求1至8任一项的方法形成。