CN105140311A - 背电极及其制作方法和电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背电极及其制作方法和电池组件。该背电极包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。通过本发明，解决了相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏电池技术领域，具体而言，涉及一种背电极及其制作方法和电池组件。
背景技术
非晶硅薄膜太阳能电池在短波可见光波段有很强的吸收率，在红光波段吸收较弱，普通的电池组件中，为提高红光波段的吸收，一般会在电池片背面镀上高反射率的背电极来增强红光的吸收。在农业温室大棚中，作物的生长对红光波段有很强的依赖性，具体地，在温室顶棚安装的太阳能电池板需要有足够红光段透射率，来满足作物的正常生长。因此，采用透明背电极的非晶硅薄膜组件，对红光波段选择性透过，适宜于安装在温室屋顶，在发电的同时满足农作物的生长需求。
由于透明导电氧化物(TCO)电导率偏低，阻碍载流子在电极内的平行收集，因此电池的填充因子偏低。金属的电导率很高，但红光透光性很差。因此，现有技术中透明背电极的非晶硅薄膜组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性。
针对相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种背电极及其制作方法和电池组件，以解决相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种背电极，包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。
进一步地，第一透明导电氧化物层的厚度范围为10nm～300nm。
进一步地，掺杂的金属元素为铝或镓或硼。
进一步地，第一透明导电氧化物层为掺杂有铅的氧化锌层。
进一步地，该背电极还包括：金属层，第一面与第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，金属层的厚度范围为3nm～20nm。
进一步地，金属层的材料为银或铝。
进一步地，该背电极还包括：第二透明导电氧化物层，与金属层的第二面贴合设置，其中，第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。
进一步地，第二透明导电氧化物层的厚度范围为10nm～300nm。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种背电极的制作方法，该背电极包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％；金属层，第一面与第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，金属层的厚度范围为3nm～20nm；以及第二透明导电氧化物层，与金属层的第二面贴合设置，其中，第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％，该制作方法包括：在硅薄膜吸收层上沉积第一透明导电氧化物层，硅薄膜为需要沉积生长背电极的太阳能电池的硅薄膜；在第一透明导电氧化物层上沉积金属层；以及在金属层上沉积第二透明导电氧化物层。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种电池组件，电池组件包括背电极，该背电极包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％；金属层，第一面与第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，金属层的厚度范围为3nm～20nm；以及第二透明导电氧化物层，与金属层的第二面贴合设置，其中，第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％，该电池组件包括：前电极，与非晶硅层连接；非晶硅层，与背电极连接，用于将前电极导入的光转换为电流；以及背电极，用于将电流导出。
进一步地，该电池组件应用于农业大棚。
通过本发明，该背电极包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。通过本发明提供的背电极组成的电池组件，解决了相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题，进而实现背电极的非晶硅薄膜电池组件即能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的背电极的示意图；
图2是根据本发明实施例的背电极的制作方法的流程图；
图3是根据本发明第一实施例电池组件的示意图；
图4是根据本发明第一实施例电池组件的不同结构的透光背电极组件光学透过率谱的示意图；以及
图5是根据本发明第二实施例电池组件的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明的实施例，提供了一种背电极。
图1是根据本发明实施例的背电极的示意图。如图1所示，该背电极包括：第一透明导电氧化物层10，其中，第一透明导电氧化物层10为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。
优选地，第一透明导电氧化物层10为掺杂有铅的氧化锌层。
本发明实施例中薄膜材料层为掺杂有铅的氧化锌(俗称AZO)，AZO掺杂有浓度为0.5％～3.0％的金属元素。
具体地，如下表1所示：
表1
填充因子越高，说明载流子在电极内的平行收集越容易，电池组件的电导率和发电效率越好。透过率越高，表明红光的透光性的越好。如表1所示，AZO掺杂金属元素的浓度为0.5％时，填充因子为0.657，在500nm～800nm的波长范围下透过率为19.2％，在660nm的波长范围下透过率为21.3％。AZO掺杂金属元素的浓度为1.5％时，填充因子为0.679，在500nm～800nm的波长范围下透过率为17.2％，在660nm的波长范围下透过率为19.0％。AZO掺杂金属元素的浓度为3.0％时，填充因子为0.717，在500nm～800nm的波长范围下透过率为14.3％，在660nm的波长范围下透过率为25.6％。由此可以看出，通过变化AZO掺杂金属元素的浓度，可以调节电池组件的发电功率和光透过率。
通过上面的数据可以看出，本发明实施例的背电极，解决了相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题，进而实现背电极的非晶硅薄膜电池组件即能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的效果。
本发明的可选实施例，第一透明导电氧化物层10的厚度范围为10nm～300nm。
具体地，如下表2所示：
表2
本发明实施例中薄膜材料层为AZO，从表2中可以看出，在背电极为300nmAZO组成的电池组件的输出功率为49.5W，填充因子为0.592，在500nm～800nm的波长范围下透过率为25.6％，在660nm的波长范围下透过率为31.7％。在背电极为100nmAZO+10nmAg+100nmAZO组成的电池组件的输出功率为56.4W，填充因子为0.674，在500nm～800nm的波长范围下透过率为17.1％，在660nm的波长范围下透过率为19.0％。在背电极为10nmAZO+10nmAg+50nmAZO组成的电池组件的输出功率为56.9W，填充因子为0.677，在500nm～800nm的波长范围下透过率为21.2％，在660nm的波长范围下透过率为23.1％。由此可以看出，通过变化背电极的厚度，可以调节电池组件的发电功率和光透过率。
本发明的可选实施例，掺杂的金属元素为铝或镓或硼。
本发明的可选实施例，该背电极还包括：金属层，第一面与第一透明导电氧化物层10贴合设置，其中，金属层的厚度范围为3nm～20nm。
金属层可以通过PVD(物理气相沉积的)方法直接沉积在第一透明导电氧化物层表面。
可选地，金属层的材料为银或铝。
需要说明的是，金属层的材料还可以为Cu、Ta、Ni、Cr、NiCr等金属。
具体地，如下表3所示：
表3
本发明的实施例中，以金属层的材料为银为例。从表3中可以看出，背电极为50nmAZO+3nmAg+50nmAZO组成的电池组件的输出功率为54.1W，填充因子为0.661，在500nm～800nm的波长范围下透过率为23.3％，在660nm的波长范围下透过率为25.1％。背电极为50nmAZO+10nmAg+50nmAZO组成的电池组件的输出功率为56.43W，填充因子为0.672，在500nm～800nm的波长范围下透过率为17.4％，在660nm的波长范围下透过率为21.8％。背电极为50nmAZO+20nmAg+50nmAZO组成的电池组件的输出功率为58.79W，填充因子为0.695，在500nm～800nm的波长范围下透过率为10.9％，在660nm的波长范围下透过率为14.5％。由此可以看出，金属层材料的厚度对电池组件输出功率以及透光性影响明显，为了提升电池组件输出功率和透光性，控制金属层材料的厚度非常重要。
优选地，该背电极还包括：第二透明导电氧化物层，与金属层的第二面贴合设置其中，第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。
需要说明的是，第二透明导电氧化物层可以通过PVD沉积在金属层表面。
本发明的可选实施例，第二透明导电氧化物层的厚度范围为10nm～300nm。
图2是根据本发明实施例的背电极的制作方法的流程图。该背电极包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％；金属层，第一面与第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，金属层的厚度范围为3nm～20nm；以及第二透明导电氧化物层，与金属层的第二面贴合设置，其中，第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％，如图2所示，该背电极的制作方法包括以下步骤：
步骤S101，在硅薄膜吸收层上沉积第一透明导电氧化物层。
上述的硅薄膜为需要沉积生长背电极的太阳能电池的硅薄膜，具体地，需要沉积生长背电极的太阳能电池的硅薄膜吸收层上沉积第一透明导电氧化物层。
步骤S102，在第一透明导电氧化物层上沉积金属层。
步骤S103，在金属层上沉积第二透明导电氧化物层。
例如，使用磁控溅射设备，中频溅射掺杂有铅的氧化锌(俗称AZO)，直流溅射Ag或Al，用溅射功率和基板移动速率来控制每一层薄膜的厚度。通过分别调节AZO以及金属层的厚度来得到不同的输出功率或透光率。
本发明实施例提供的背电极的制作方法，在硅薄膜吸收层上沉积第一透明导电氧化物层，硅薄膜为需要沉积生长背电极的太阳能电池的硅薄膜；在第一透明导电氧化物层上沉积金属层；以及在金属层上沉积第二透明导电氧化物层。通过本实施例提供的背电极的制作方法制作出的背电极组成的电池组件，解决了相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题，进而实现背电极的非晶硅薄膜电池组件即能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的效果。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图3是根据本发明第一实施例电池组件的示意图。如图3所示，电池组件包括背电极，该背电极包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％；金属层，第一面与第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，金属层的厚度范围为3nm～20nm；以及第二透明导电氧化物层，与金属层的第二面贴合设置，其中，第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％，该电池组件包括：前电极，与非晶硅层连接；非晶硅层，与背电极连接，用于将前电极导入的光转换为电流；以及背电极，用于将电流导出。
需要说明的是，非晶硅层通过化学气相沉积的方法沉积在前电极上。
本发明实施例提供的电池组件，通过前电极与非晶硅层连接；非晶硅层与背电极连接，将前电极导入的光转换为电流；以及背电极，将电流导出。该背电极包括：第一透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％；金属层，第一面与第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，金属层的厚度范围为3nm～20nm；以及第二透明导电氧化物层，与金属层的第二面贴合设置，其中，第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在薄膜材料层中，金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％，解决了相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题，进而实现背电极的非晶硅薄膜电池组件即能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的效果。
图4是根据本发明第一实施例电池组件的不同结构的透光背电极组件光学透过率谱的示意图。如图4所示，曲线1代表背电极为300nmAZO组成的电池组件的光学透过率谱；曲线2代表背电极为100nmAZO+10nmAg+100nmAZO组成的电池组件的光学透过率谱；曲线3代表背电极为100nmAZO+20nmAg+100nmAZO组成的电池组件的光学透过率谱；曲线4代表背电极为50nmAZO+10nmAg+50nmAZO组成的电池组件的光学透过率谱；曲线5代表背电极为50nmAZO+20nmAg+50nmAZO组成的电池组件的光学透过率谱；曲线6代表背电极为120nmAZO+8nmAg+120nmAZO组成的电池组件的光学透过率谱；以及曲线7代表背电极为80nmAZO+10nmAg+80nmAZO组成的电池组件的光学透过率谱。
具体地，如下表4所示：
表4
从表4中可以看出，随着Ag厚度的变化，背电极为100nmAZO+10nmAg+100nmAZO组成的电池组件的输出功率为56.4W，在500nm～800nm的波长范围下透过率为17.1％；背电极为100nmAZO+20nmAg+100nmAZO组成的电池组件的输出功率为57.62W，在500nm～800nm的波长范围下透过率为10.6％，等等。由此可以看出，金属层的厚度对电池组件输出功率以及透光性影响明显，所以控制其厚度是关键。
从表4中也可以看出，背电极为100nmAZO+10nmAg+100nmAZO组成的电池组件的输出功率为56.4W，在500nm～800nm的波长范围下透过率为17.1％。背电极为80nmAZO+10nmAg+80nmAZO组成的电池组件的输出功率为55.39W，在500nm～800nm的波长范围下透过率为6.2％。由此可以看出通过变化背电极中各层的厚度，可以调节电池的发电功率和光透过率。
在农业温室大棚中，作物的生长对红光波段有很强的依赖性，本发明实施例提供的电池组件，具备较好的红光透光性，适宜于安装在温室屋顶，在发电的同时满足农作物的生长需求。因此，本发明实施例提供的电池组件适合应用于农业大棚。
图5是根据本发明第二实施例电池组件的示意图。图5可以作为图3所示实施例的一种优选实施方式，如图5所示，本发明实施例提供的电池组件中该背电极的第一透明导电氧化物层为AZO，该背电极的金属层的材料为Ag，该背电极的第二透明导电氧化物层也为AZO。
本发明实施例提供的电池组件，通过前电极与非晶硅层连接；非晶硅层与背电极连接，将前电极导入的光转换为电流；以及背电极将电流导出，该背电极的第一透明导电氧化物层为AZO，该背电极的金属层的材料为Ag，该背电极的第二透明导电氧化物层也为AZO，解决了相关技术中透明背电极的非晶硅薄膜电池组件不能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的问题，进而实现背电极的非晶硅薄膜电池组件即能在具有较高的发电效率同时又能具备较好的红光透光性的效果。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种背电极，其特征在于，包括：
第一透明导电氧化物层，其中，所述第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在所述薄膜材料层中，所述金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。
2.根据权利要求1所述的背电极，其特征在于，所述第一透明导电氧化物层的厚度范围为10nm～300nm。
3.根据权利要求1所述的背电极，其特征在于，掺杂的所述金属元素为铝或镓或硼。
4.根据权利要求1所述的背电极，其特征在于，所述第一透明导电氧化物层为掺杂有铅的氧化锌层。
5.根据权利要求1所述的背电极，其特征在于，所述背电极还包括：
金属层，第一面与所述第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，所述金属层的厚度范围为3nm～20nm。
6.根据权利要求5所述的背电极，其特征在于，所述金属层的材料为银或铝。
7.根据权利要求5所述的背电极，其特征在于，所述背电极还包括：
第二透明导电氧化物层，与所述金属层的第二面贴合设置，其中，所述第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在所述薄膜材料层中，所述金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％。
8.根据权利要求7所述的背电极，其特征在于，所述第二透明导电氧化物层的厚度范围为10nm～300nm。
9.一种背电极的制作方法，其特征在于，所述背电极包括：
第一透明导电氧化物层，其中，所述第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在所述薄膜材料层中，所述金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％；
金属层，第一面与所述第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，所述金属层的厚度范围为3nm～20nm；以及
第二透明导电氧化物层，与所述金属层的第二面贴合设置，其中，所述第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在所述薄膜材料层中，所述金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％，
所述制作方法包括：
在硅薄膜吸收层上沉积所述第一透明导电氧化物层，其中，所述硅薄膜为需要沉积生长背电极的太阳能电池的硅薄膜；
在所述第一透明导电氧化物层上沉积所述金属层；以及
在所述金属层上沉积所述第二透明导电氧化物层。
10.一种电池组件，其特征在于，所述电池组件包括背电极，所述背电极包括：
第一透明导电氧化物层，其中，所述第一透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在所述薄膜材料层中，所述金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％；
金属层，第一面与所述第一透明导电氧化物层贴合设置，其中，所述金属层的厚度范围为3nm～20nm；以及
第二透明导电氧化物层，与所述金属层的第二面贴合设置，其中，所述第二透明导电氧化物层为掺杂有金属元素的薄膜材料层，在所述薄膜材料层中，所述金属元素的掺杂浓度为0.5％～3.0％，
所述电池组件包括：
前电极，与非晶硅层连接；
所述非晶硅层，与所述背电极连接，用于将前电极导入的光转换为电流；以及
所述背电极，用于将所述电流导出。
11.根据权利要求10所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件应用于农业大棚。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105070770A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-18 | 福建铂阳精工设备有限公司 | 背电极及其制作方法和电池组件 |
| WO2023231434A1 (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 通威太阳能(金堂)有限公司 | 太阳电池及制备方法、发电装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070221269A1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-09-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Photovoltaic conversion cell, photovoltaic conversion module, photovoltaic conversion panel, and photovoltaic conversion system |
| CN101567395A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-28 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 表面织构化n型ZnO基透明导电薄膜及其制备方法 |
| CN101697289A (zh) * | 2009-10-15 | 2010-04-21 | 浙江大学 | 一种透明导电膜及其制备方法 |
| CN101908582A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-12-08 | 通用光伏能源(烟台)有限公司 | 一种透光型薄膜太阳能电池组件的制作方法 |
| CN201838605U (zh) * | 2010-07-02 | 2011-05-18 | 通用光伏能源(烟台)有限公司 | 用于农业大棚的可透光式非晶硅薄膜太阳能电池组件 |
| CN202103058U (zh) * | 2011-04-21 | 2012-01-04 | 杭州天裕光能科技有限公司 | 一种夹层结构的非晶硅薄膜太阳能电池的背电极 |
| CN202749383U (zh) * | 2012-09-28 | 2013-02-20 | 尤怀恩 | 彩色半透明分光非晶硅薄膜太阳能电池 |
| CN103311368A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-18 | 福建铂阳精工设备有限公司 | 微晶硅薄膜太阳能电池的制造方法 |
| CN203521436U (zh) * | 2013-10-15 | 2014-04-02 | 山东禹城汉能光伏有限公司 | 一种基于bipv应用的薄膜电池透光背电极 |
| US20150114446A1 (en) * | 2012-04-02 | 2015-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Multilayer back electrode for a photovoltaic thin-film solar cell and use thereof for manufacturing thin-film solar cells and modules, photovoltaic thin-film solar cells and modules containing the multilayer back electrode and method for the manufacture thereof |
-
2015
- 2015-07-10 CN CN201510404407.5A patent/CN105140311B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070221269A1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-09-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Photovoltaic conversion cell, photovoltaic conversion module, photovoltaic conversion panel, and photovoltaic conversion system |
| CN101567395A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-28 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 表面织构化n型ZnO基透明导电薄膜及其制备方法 |
| CN101697289A (zh) * | 2009-10-15 | 2010-04-21 | 浙江大学 | 一种透明导电膜及其制备方法 |
| CN101908582A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-12-08 | 通用光伏能源(烟台)有限公司 | 一种透光型薄膜太阳能电池组件的制作方法 |
| CN201838605U (zh) * | 2010-07-02 | 2011-05-18 | 通用光伏能源(烟台)有限公司 | 用于农业大棚的可透光式非晶硅薄膜太阳能电池组件 |
| CN202103058U (zh) * | 2011-04-21 | 2012-01-04 | 杭州天裕光能科技有限公司 | 一种夹层结构的非晶硅薄膜太阳能电池的背电极 |
| US20150114446A1 (en) * | 2012-04-02 | 2015-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Multilayer back electrode for a photovoltaic thin-film solar cell and use thereof for manufacturing thin-film solar cells and modules, photovoltaic thin-film solar cells and modules containing the multilayer back electrode and method for the manufacture thereof |
| CN202749383U (zh) * | 2012-09-28 | 2013-02-20 | 尤怀恩 | 彩色半透明分光非晶硅薄膜太阳能电池 |
| CN103311368A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-18 | 福建铂阳精工设备有限公司 | 微晶硅薄膜太阳能电池的制造方法 |
| CN203521436U (zh) * | 2013-10-15 | 2014-04-02 | 山东禹城汉能光伏有限公司 | 一种基于bipv应用的薄膜电池透光背电极 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105070770A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-18 | 福建铂阳精工设备有限公司 | 背电极及其制作方法和电池组件 |
| CN105070770B (zh) * | 2015-07-10 | 2017-08-15 | 福建铂阳精工设备有限公司 | 背电极及其制作方法和电池组件 |
| WO2023231434A1 (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 通威太阳能(金堂)有限公司 | 太阳电池及制备方法、发电装置 |
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