CN109686800A - 一种太阳能电池板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能电池板及其制备方法。解决了现有技术中电极刻划异常使得单电池间短路甚至使太阳能电池板面临报废的风险的问题。一种太阳能电池板，包括：衬底，以及依次层叠设置在所述衬底上的第一电极层、光电转化层和第二电极层，以及沿第一方向依次排布的N组沟槽；每一组沟槽包括沿第一方向依次排布的非异常的第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，其中，所述非异常的第一沟槽贯穿所述第一电极层，所述第二沟槽贯穿所述光电转化层，所述第三沟槽贯穿所述光电转化层和所述第二电极层；N组所述沟槽中的至少一组沟槽中还包括异常的第一沟槽，所述异常的第一沟槽位于所在组中非异常的第一沟槽和第二沟槽之间。

Description

一种太阳能电池板及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能电池板及其制备方法。
背景技术
在太阳能电池板的生产环节中，激光刻线三道镀膜是重要环节之一，以将大片太阳能电池板分割为多个依次串联连接的单电池，能够增大太阳能电池板的输出电压。在太阳能电池板制备的过程中，常因为电极刻划不完全，造成电池间短路，从而使太阳能发电板报废的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种太阳能电池板及其制备方法，解决了现有技术中电极刻划异常使得单电池间短路甚至使太阳能电池板面临报废的风险的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供一种太阳能电池板，包括：衬底，以及依次层叠设置在所述衬底上的第一电极层、光电转化层和第二电极层，以及沿第一方向依次排布的N组沟槽，N大于或等于1；每一组所述沟槽包括沿所述第一方向依次排布的非异常的第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，其中，所述非异常的第一沟槽贯穿所述第一电极层，所述第二沟槽贯穿所述光电转化层，所述第三沟槽贯穿所述光电转化层和所述第二电极层；N组所述沟槽中的至少一组沟槽中还包括异常的第一沟槽，所述异常的第一沟槽位于所在组中所述非异常的第一沟槽和所述第二沟槽之间。
可选的，在同组所述沟槽中，所述异常的第一沟槽与所述非异常的第一沟槽之间的间距为40-100μm。
可选的，在同组所述沟槽中，所述第二沟槽与所述异常的第一沟槽之间的间距为40-100μm。
可选的，在同组所述沟槽中，所述第二沟槽与所述第三沟槽之间的间距为40-100μm。
另一方面，本发明实施例提供一种太阳能电池板的制备方法，所述太阳能电池板通过N组沟槽被分割为沿第一方向依次串联连接的多个单电池，N大于或等于1；所述制备方法包括：
在衬底上形成第一电极层；
在所述第一电极层上形成沿第一方向依次排布的第一沟槽；
检查每一条所述第一沟槽是否具有异常，若至少一条所述第一沟槽具有异常，则在所述第一电极层上，将每一条异常的第一沟槽沿与所述第一方向相反的方向平移第一预设距离后，重新刻划所述第一沟槽，以获得非异常的第一沟槽；在所述第一电极层上形成所述光电转化层，并在所述光电转化层的预设位置处形成第二沟槽，所述预设位置是指：在所述异常的第一沟槽沿所述第一方向平移第二预设距离后所到达的位置，以及在所述非异常的第一沟槽沿所述第一方向平移所述第二预设距离后所到达的位置；
在所述光电转换层上形成第二电极层，并在所述第二电极层和所述光电转化层上形成所述第三沟槽。
可选的，所述第一预设距离为40-100μm。
可选的，所述第二预设距离为40-100μm。
可选的，各组所述沟槽中，所述第三沟槽设置在所述第二沟槽沿第一方向平移第三预设距离后所到达的位置。
可选的，所述第三预设距离为40-100μm。
可选的，所述第一预设距离为65-80μm；所述第二预设距离为 65-80μm。
本发明实施例提供一种太阳能电池板及其制备方法，由于该太阳能电池板通过N组沟槽被分割为沿第一方向依次排列的多个单电池，而N组沟槽的至少一组沟槽中还包括异常的第一沟槽，由于异常的第一沟槽位于所在组中非异常的第一沟槽和第二沟槽之间，即位于串接区内，虽然相对于不包含异常的第一沟槽而言，电池有效区的面积减小了，会损失一点功率，但是解决了现有技术中第一沟槽异常使得单电池间短路甚至使太阳能电池板面临报废的风险的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种通过沟槽将太阳能电池板分割成串联连接的多个单电池的结构示意图；
图2为现有技术提供的一种基于图1的在A-A’方向上第一沟槽正常的多个单电池串联的结构示意图；
图3为现有技术提供的一种基于图1的第一沟槽正常的放大示意图；
图4为现有技术提供的一种多个单电池串联连接出现异常的第一沟槽的结构示意图；
图5为现有技术提供的一种基于图4的异常的第一沟槽所在组的放大示意图；
图6为本发明实施例提供的一种太阳能电池板的剖视示意图；
图7为本发明实施例提供的一种太阳能电池板中异常的第一沟槽P1’所在组的放大示意图；
图8为本发明实施例提供的一种在衬底上形成第一电极层并在第一电极层上形成第一沟槽后获得的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的基于图8的重新刻划第一沟槽后的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的基于图9的形成光电转化层后的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的基于图10的在光电转化层上形成第二沟槽后的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的基于图11的在光电转化层上形成第二电极层的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的基于图12的在光电转化层和第二电极层上形成第三沟槽后的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参见图1、图2和图3，太阳能电池板的基板1上共有三层：第一电极层2、光电转化层3和第二电极层4。在实际生产工艺中，在基板1上镀膜形成第一电极层2时，通过第一次刻划对第一电极层2 进行刻线形成P1刻线，以将太阳能电池板分割成多个待串联的单电池11，在第一次刻线完成后，在第一电极层2表面镀膜形成光电转化层3，再通过第二次刻划对光电转化层3进行刻线，以形成靠近且平行于P1刻线的P2刻线，作为串联各单电池11的预留导电沟道，在第二次激光刻线完成后，在光电转化层3表面沉积第二电极层4，然后通过第三次刻划对光电转化层3和第二电极层4进行刻线，以形成靠近且平行于P2刻线的P3刻线，完成单电池的分割串联，所获得的结构如图1和图2所示，电流的走向如图2中c所示。刻划可以通过激光划刻，也可以通过机械刻划。
在实际生产过程中，P1刻线起着非常关键的作用，同时也是存在问题最多的，一旦出现刻不断，毛刺等缺陷，就会造成局部短路，如图4和图5所示，为P1刻线未刻断的情况，电流的走向如图4中 c所示，从而出现短路，而当P1刻线就有毛刺时，在沉积光电转化层3时，有可能会刺穿膜层，使得第一电极层2和第二电极层4连接而造成短路，轻者造成功率损失，重者则会造成低功率，从而导致成品面临报废的风险。
本发明实施例提供一种太阳能电池板，可参考图1，包括：衬底1，以及依次层叠设置在衬底1上的第一电极层2、光电转化层3和第二电极层 4，以及沿第一方向(图1中所示的a方向)依次排布的N组沟槽，N大于或等于1；参见图6所示，每一组该沟槽10包括沿第一方向依次排布的非异常的第一沟槽P1、第二沟槽P2和第三沟槽P3，其中，非异常的第一沟槽P1贯穿第一电极层2，第二沟槽P2贯穿光电转化层3，第三沟槽P3贯穿薄膜光电转化层3和第二电极层4；N组该沟槽10中的至少一组沟槽10还包括异常的第一沟槽P1’，该异常的第一沟槽P1’位于所在组中非异常的第一沟槽P1和第二沟槽P2之间。
如图7所示，为异常的第一沟槽P1’位于所在组中非异常的第一沟槽P1和第二沟槽P2之间的显微镜视图。
其中，需要说明的是，通常情况下，一组沟槽10将太阳能电池板分割成两个串联连接的单电池11，两组沟槽10将太阳能电池板分割成三个串联连接的单电池11，依次类推，N组沟槽10将太阳能电池板分割成 (N+1)个单电池11。
以该太阳能电池板上设置有至少两组沟槽10为例，如图6或图7所示，相邻的两组沟槽10中前一组沟槽10的第三沟槽P3和后一组沟槽10中的非异常的第一沟槽P1之间的区域为电池有效区P，即对发电有贡献的区域，而任意一组沟槽10中非异常的第一沟槽P1与第三沟槽P3之间的区域为串接区Q，即对发电没有贡献，只用于相邻两个单电池串接。
本发明的实施例提供了一种太阳能电池板，由于该太阳能电池板通过N组沟槽10被分割为沿第一方向依次排列的多个单电池11，而 N组沟槽10中至少一组沟槽10中还包括异常的第一沟槽P1’，由于异常的第一沟槽P’位于所在组中非异常的第一沟槽P1和第二沟槽 P2之间，即位于串接区Q内，虽然相对于不包含异常的第一沟槽P1’而言，电池有效区P的面积减小了，会损失一点功率，但是解决了现有技术中第一沟槽异常使得单电池间短路甚至使太阳能电池板面临报废的风险的问题。
其中，在同组沟槽10中，对各沟槽之间的间距不做具体限定，只要不发生重叠即可。
可选的，如图7所示，在同组沟槽10中，该异常的第一沟槽P1’与非异常的第一沟槽P1之间的间距H1为40-100μm。该第二沟槽与该异常的第一沟槽之间的间距为40-100μm。该第二沟槽与该第三沟槽之间的间距为40-100μm。进一步的，在同组沟槽10中，该异常的第一沟槽P1’与非异常的第一沟槽P1之间的间距H1为65-80μm。该第二沟槽与该异常的第一沟槽之间的间距为65-80μm。该第二沟槽与该第三沟槽之间的间距为 65-80μm。
另一方面，本发明实施例提供一种太阳能电池板的制备方法，可参见图1，该太阳能电池板通过N组沟槽10被分割为沿第一方向(如图1中箭头a所示方向)依次串联连接的多个单电池11，每一组沟槽10包括沿第一方向(可参见图1中箭头a所示)依次排布的非异常的第一沟槽P1、第二沟槽P2和第三沟槽P3，N大于或等于1；包括：如图8所示，在衬底1上形成第一电极层2；在所述第一电极层2上形成沿第一方向依次排布的第一沟槽P1；该第一沟槽P1将第一电极层2分割为对应于各个单电池11的前电极21。
其中，可以通过激光刻划的方式刻划第一沟槽P1。
检查每一条第一沟槽P1是否具有异常，参见图8，若至少一条第一沟槽P1具有异常，则参见图9所示，在第一电极层2上，将每一条具有异常的第一沟槽(用P1’标记)沿与第一方向相反的方向(如图9中箭头b所示方向)平移第一预设距离后，重新刻划第一沟槽，以获得非异常的第一沟槽P1。
可选的，该第一预设距离为40-100μm，进一步可选为65-80μm。
其中，在实际操作中，可以通过向计算机输入预设距离的方法计算所要平移的坐标，通过对太阳能电池板进行移动，将太阳能电池板上所确定的预设位置移动至计算所获得的坐标位置处，重新刻划第一沟槽。
其中，可以通过显微镜对第一沟槽P1进行观察，也可以通过测量前电极21之间是否导通，以确定哪条第一沟槽具有异常。
参见图10和图11所示，在第一电极层2上形成光电转化层3，并在光电转化层3的预设位置处形成第二沟槽P2，该光电转化层3的预设位置是指：在异常的第一沟槽P1’沿第一方向平移第二预设距离后所到达的位置，以及在非异常的第一沟槽P1沿第一方向平移第二预设距离后所到达的位置。
可选的，所述第二预设距离为40-100μm，进一步可选为65-80μm。
接着，参见图12和图13所示，在该光电转换层3上形成第二电极层4，并在该第二电极层4和光电转化层3上形成该第三沟槽P3。
具体的，各组沟槽10中，第三沟槽P3设置在第二沟槽P2沿第一方向平移第三预设距离后所到达的位置。这样一来，能够完成单电池的分割，且在多个单电池中，前一个单电池的第二电极层4与后一个单电池的第一电极层3通过第二沟槽P2串联连接。
可选的，所述第三预设距离为40-100μm，进一步可选为65-80μm。
其中，需要说明的是，如图6所示，相邻的两组沟槽10中前一组沟槽 10的第三沟槽P3和后一组沟槽10中的非异常的第一沟槽P1之间的区域为电池有效区P，即对发电有贡献的区域，而任意一组沟槽10中非异常的第一沟槽P1与第三沟槽P3之间的区域为串接区Q，即对发电没有贡献的区域。
本发明的实施例提供了一种太阳能电池的制备方法，通过将具有异常的第一沟槽P1’沿与第一方向相反的方向平移第一预设距离后，重新刻划第一沟槽，以获得非异常的第一沟槽P1，能够使具有异常的各组P’中异常的第一沟槽P1’位于非异常的第一沟槽P1和第二沟槽P2之间，即位于串接区Q内，虽然相对于不包含异常的第一沟槽 P1’而言，有效区P的面积减小了，会损失一点功率，但是解决了现有技术中第一沟槽异常使得单电池间短路甚至使太阳能电池板面临报废的风险的问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池板，其特征在于，包括：衬底，以及依次层叠设置在所述衬底上的第一电极层、光电转化层和第二电极层，以及沿第一方向依次排布的N组沟槽，N大于或等于1；
每一组所述沟槽包括沿所述第一方向依次排布的非异常的第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，其中，所述非异常的第一沟槽贯穿所述第一电极层，所述第二沟槽贯穿所述光电转化层，所述第三沟槽贯穿所述光电转化层和所述第二电极层；
N组所述沟槽中的至少一组沟槽中还包括异常的第一沟槽，所述异常的第一沟槽位于所在组中所述非异常的第一沟槽和所述第二沟槽之间。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于，在同组所述沟槽中，所述异常的第一沟槽与所述非异常的第一沟槽之间的间距为40-100μm。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池板，其特征在于，在同组所述沟槽中，所述第二沟槽与所述异常的第一沟槽之间的间距为40-100μm。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池板，其特征在于，在同组所述沟槽中，所述第二沟槽与所述第三沟槽之间的间距为40-100μm。
5.一种太阳能电池板的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池板通过N组沟槽被分割为沿第一方向依次串联连接的多个单电池，N大于或等于1；所述制备方法包括：
在衬底上形成第一电极层；
在所述第一电极层上形成沿第一方向依次排布的第一沟槽；
检查每一条所述第一沟槽是否具有异常，若至少一条所述第一沟槽具有异常，则在所述第一电极层上，将每一条异常的第一沟槽沿与所述第一方向相反的方向平移第一预设距离后，重新刻划所述第一沟槽，以获得非异常的第一沟槽；
在所述第一电极层上形成所述光电转化层，并在所述光电转化层的预设位置处形成第二沟槽，所述预设位置是指：在所述异常的第一沟槽沿所述第一方向平移第二预设距离后所到达的位置，以及在所述非异常的第一沟槽沿所述第一方向平移所述第二预设距离后所到达的位置；
在所述光电转换层上形成第二电极层，并在所述第二电极层和所述光电转化层上形成所述第三沟槽。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池板的制备方法，其特征在于，
所述第一预设距离为40-100μm。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池板的制备方法，其特征在于，
所述第二预设距离为40-100μm。
8.根据权利要求5所述的太阳能电池板的制备方法，其特征在于，各组所述沟槽中，所述第三沟槽设置在所述第二沟槽沿第一方向平移第三预设距离后所到达的位置。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池板的制备方法，其特征在于，
所述第三预设距离为40-100μm。
10.根据权利要求5所述的太阳能电池板的制备方法，其特征在于，所述第一预设距离为65-80μm；所述第二预设距离为65-80μm。
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