CN109830555A - 太阳能电池板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池板及其制作方法，所述方法包括：提供一基底；在所述基底上形成第一电极层，并在所述第一电极层中形成贯穿所述第一电极层的第一过孔；在具有所述第一过孔的第一电极层上形成能量转换层，并在所述能量转换层中形成贯穿所述能量转换层的第二过孔，所述第二过孔在所述基底上的正投影与所述第一过孔在所述基底上的正投影无重叠区域；在具有所述第二过孔的能量转换膜上形成第二电极层，并在所述第二电极层中形成贯穿所述第二电极层的第三过孔，且所述第三过孔在所述基底上的正投影位于所述第二过孔在所述基底上的正投影内。本发明实施例提供的太阳能电池板及其制作方法，能够提高太阳能电池板的能量转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池板及其制作方法。
背景技术
由于太阳能电池板整体电压较低，通常在太阳能电池板在制作过程中，需要对太阳能电池板的表面进行刻划，从而在太阳能电池板上形成多个电池单元，各电池单元的输出端串接后以增加薄膜电池的输出电压。
现有技术中，在相邻两个电池单元中第一电池单元的正极与第二电池单元的负极连接的情况下，第一电池单元的负极与第二电池单元的正极之间的死区距离较大，造成太阳能电池板的有效面积较低，进而造成太阳能电池板的能量转换效率较低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种太阳能电池板及其制作方法，以解决现有技术中太阳能电池板的能量转换效率较低的问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种太阳能电池板的制作方法，所述方法包括：
提供一基底；
在所述基底上形成第一电极层，并在所述第一电极层中形成贯穿所述第一电极层的第一过孔；
在具有所述第一过孔的第一电极层上形成能量转换层，并在所述能量转换层中形成贯穿所述能量转换层的第二过孔，所述第二过孔在所述基底上的正投影与所述第一过孔在所述基底上的正投影无重叠区域；
在具有所述第二过孔的能量转换膜上形成第二电极层，并在所述第二电极层中形成贯穿所述第二电极层的第三过孔，且所述第三过孔在所述基底上的正投影位于所述第二过孔在所述基底上的正投影内。
可选的，所述在所述第一电极层中形成贯穿所述第一电极层的第一过孔，包括：
采用刻划方式在所述第一电极层中形成贯穿所述第一电极层的第一过孔；
在所述能量转换层中形成贯穿所述能量转换层的第二过孔，包括：
采用刻划方式在所述能量转换层中形成贯穿所述能量转换层的第二过孔；
在所述第二电极层中形成多个贯穿所述第二电极层的第三过孔，包括：
采用刻划方式在所述第二电极层中形成贯穿所述第二电极层的第三过孔。
可选的，采用刻划方式形成所述第一过孔、第二过孔或第三过孔时，通过激光进行刻划。
可选的，形成所述第一过孔和所述第二过孔的激光为蓝激光，形成所述第三过孔的激光为绿激光。
可选的，所述第一过孔的过孔宽度为30-40um；
所述第二过孔的过孔宽度为65-75um；
所述第三过孔的过孔宽度为45-55um。
可选的，所述第一过孔与所述第二过孔之间的间隔距离小于100um。
可选的，所述能量转换膜为铜铟镓硒薄膜；
所述第一电极层为负电极层；
所述第二电极层为正电极层。
本发明实施例还提供一种太阳能电池板，所述太阳能电池板包括：
基底，依次设置在所述基底之上的第一电极层、能量转换层和第二电极层；
其中，所述第一电极层中包括贯穿所述第一电极层的第一过孔；
所述能量转换层中包括贯穿所述能量转换层的第二过孔，所述第二过孔在所述基底上的正投影与所述第一过孔在所述基底上的正投影无重叠区域；
所述第二电极层中包括贯穿所述第二电极层的第三过孔，且所述第三过孔在所述基底上的正投影位于所述第二过孔在所述基底上的正投影内。
可选的，所述第一过孔的过孔宽度为30-40um；
所述第二过孔的过孔宽度为65-75um；
所述第三过孔的过孔宽度为45-55um。
可选的，所述第一过孔与所述第二过孔之间的间隔距离小于100um。
本发明实施例中，所述第三过孔在所述基底上的正投影位于所述第二过孔在所述基底上的正投影内，这样能够缩短相邻电池单元之间的死区宽度，提高太阳能电池板的有效面积，从而提高太阳能电池板的能量转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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为本发明一实施例提供的太阳能电池板的制作方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的太阳能电池板的剖视图之一；
图3为本发明一实施例提供的太阳能电池板的剖视图之二；
图4为现有技术中太阳能电池板的剖视图；
图5为本发明一实施例提供的太阳能电池板的剖视图。
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作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。
本发明实施例提供一种太阳能电池板的制作方法，如图1所示，通过图1所示的制作方法能够在太阳能电池板上形成多个相互串联的电池单元。所述方法包括：
步骤101：提供一基底。
步骤102：在基底上形成第一电极层，并在第一电极层中形成贯穿第一电极层的第一过孔。
步骤103：在具有第一过孔的第一电极层上形成能量转换层，并在能量转换层中形成贯穿能量转换层的第二过孔，第二过孔在基底上的正投影与第一过孔在基底上的正投影无重叠区域。
步骤104：在具有第二过孔的能量转换膜上形成第二电极层，并在第二电极层中形成贯穿第二电极层的第三过孔，且第三过孔在基底上的正投影位于第二过孔在基底上的正投影内。
需要说明的是，上述第一过孔、第二过孔和第三过孔均是长条形，一个第一过孔两侧分别设有相互隔断的两个第一电极；一个第二过孔的两侧分别设有相互隔断的两个能量转换薄膜；一个第三过孔的两侧分别设有相互隔断的两个第二电极。在太阳能电池板上形成N个相互串联的电池单元的情况下，第一过孔、第二过孔和第三过孔的数量为N-1个，N为大于1的正整数。
对形成第一过孔、第二过孔和第三过孔后，能够使相邻两个电池单元之间的第一电极隔断、相邻两个电池单元之间的第二电极隔断且一方电池单元的第一电极与另一方电池单元之间的第二电极连接，实现相邻两个电池单元串联。
其中，第一电极层、能量转换层和第二电极层可以通过物理沉积或化学沉积等方式依次形成在基底上。能量转换层在沉积完成后的上表面处于同一平面，第二电极层在沉积完成后可以是均匀厚度的沉积在具有第二过孔的能量转换薄膜上，或者第二电极层在沉积完成后的上表面处于同一平面。
第三过孔在基底上的正投影位于第二过孔在基底上的正投影内，可以是第三过孔在基底上的正投影位于第二过孔在基底上的正投影的中央区域(如图2所示)，也可以是第三过孔在基底上的正投影的边缘位于第二过孔在基底上的正投影的边缘(如图3所示)。
本发明实施例中，第三过孔在基底上的正投影位于第二过孔在基底上的正投影内，即第三过孔形成在第二过孔内，使得第二电极层中位于第三过孔右侧的第二电极与第一过孔左侧的第一电极之间的距离减小，减少了死区宽度；具体地，本发明中死区宽度可以理解为第一过孔和第二过孔之间的距离、第一过孔的宽度以及第二过孔的宽度之和。因此，这样能够缩短相邻电池单元之间的死区宽度，提高太阳能电池板的有效面积，从而提高太阳能电池板的能量转换效率。
在一些可选的实施例中，步骤102中在第一电极层中形成贯穿第一电极层的第一过孔，包括：
采用刻划方式在第一电极层中形成贯穿第一电极层的第一过孔；
步骤103中在能量转换层中形成贯穿能量转换层的第二过孔，包括：
采用刻划方式在能量转换层中形成贯穿能量转换层的第二过孔；
步骤104中在第二电极层中形成多个贯穿第二电极层的第三过孔，包括：
采用刻划方式在第二电极层中形成贯穿第二电极层的第三过孔。
上述第一过孔、第二过孔和第三过孔均可以通过刻划的方式得到的，采用刻划工艺按照预设方向从太阳能电池板的一端刻划到另一端。其中，刻划的方式有多种，例如可以通过刻针机械刻划，也可以通过激光刻划。优选的，为了提高划刻效率和精度，本实施例中采用激光划刻得到第一过孔、第二过孔和第三过孔。其中，形成第一过孔和第二过孔的激光可以为蓝激光，形成第三过孔的激光可以低能量的绿激光，能将硬度较低的氧化物半导体正电极划断，但不会伤及金属材质的负电极。
可选的，上述第一过孔的过孔宽度为30-40um；第二过孔的过孔宽度为65-75um；第三过孔的过孔宽度为45-55um。其中，第二过孔的过孔宽度较大便于形成第三过孔。具体的，在实际工艺中第一过孔、第二过孔和第三过孔的宽度可以根据需求进行设计，在此不做具体限定。
可选的，第一过孔与第二过孔之间的间隔距离小于100um。在第三过孔在基底上的正投影处于第二过孔在地基上的正投影内的情况下，影响死区宽度最大的因素即为第一过孔与第二过孔之间的间隔距离，通过将第一过孔与第二过孔之间的间隔距离设计为小于100um，能够使得相邻两个电池单元之间的死区宽度能够小于215um，达到缩小死区宽度的效果，增加太阳能电池板的有效面积，提高太阳能电池板的能量转换效率。
现有技术中，如图4所示，第一过孔P1、第二过孔P2和第三过孔P3在基底上的正投影均没有重合区域，可以看出死区宽度较大，以死区宽度为325um时为例，此时太阳能电池板的有效面积损失达到6.17％。通过本发明实施例将第三过孔在基底上的正投影设置在第二过孔在基底上的正投影内，从而能够缩短两个电池单元之间的死区宽度，以死区宽度为170um时为例，此时太阳能电池板的有效面积损失降低至3.23％，提高太阳能电池板的有效面积，进而提高太阳能电池板的能量转换效率。
可以看出，现有技术中在形成第三过孔P3时需要穿透第二电极层和能量转换层，由于第二电极层和能量转换层的材质不同，穿透需要的能量较大且计算精确穿透所需的能量的计算难度较高，而本发明实施例中只需要穿透第二电极层即可，穿透所需要的能量较低且计算精确穿透所需的能量的计算难度较低，能够降低过刻或漏刻的风险。
可选的，能量转换膜为铜铟镓硒薄膜；
第一电极层为负电极层；
第二电极层为正电极层。
即一个第一过孔两侧分别设有相互隔断的两个负电极；一个第二过孔的两侧分别设有相互隔断的两个铜铟镓硒薄膜；一个第三过孔的两侧分别设有相互隔断的两个正电极。相邻两个电池单元中一方的正电极通过第二过孔与另一方的负电极电连接。
其中，铜铟镓硒(CuInxGa(1-x)Se2，简称CIGS)的光电转换效率很高，且制作成本较低，通过在能量转换层采用铜铟镓硒薄膜能够提高太阳能电池板的能量转换效率，同时降低太阳能电池板的生产成本。
另外，正电极层可以由掺铝氧化锌制成。太阳能电池板需要吸收光能，由于掺铝氧化锌的禁带宽度大于可见光子能量，因此可见光照射在掺铝氧化锌不会引起本征激发，掺铝氧化锌的透光性能较好，可高达80％-90％，便于提高太阳能电池板的光电转换效率。
本发明实施例还提供一种太阳能电池板200，太阳能电池板200可以但不限于上述方法制作得到，如图2和图3所示，太阳能电池板200包括：
基底201，依次设置在基底201之上的第一电极层202、能量转换层203和第二电极层204；
其中，第一电极层202中包括贯穿第一电极层202的第一过孔2021；
能量转换层203中包括贯穿能量转换层203的第二过孔2031，第二过孔2031在基底201上的正投影与第一过孔2021在基底201上的正投影无重叠区域；
第二电极层204中包括贯穿第二电极层204的第三过孔2041，且第三过孔2041在基底201上的正投影位于第二过孔2031在基底201上的正投影内。
需要说明的是，上述第一过孔2021、第二过孔2031和第三过孔2041均是长条形，一个第一过孔2021两侧分别设有相互隔断的两个第一电极；一个第二过孔2031的两侧分别设有相互隔断的两个能量转换薄膜；一个第三过孔2041的两侧分别设有相互隔断的两个第二电极。在太阳能电池板上形成N个相互串联的电池单元的情况下，第一过孔2021、第二过孔2031和第三过孔2041的数量为N-1个，N为大于1的正整数。
对形成第一过孔2021、第二过孔2031和第三过孔2041后，能够使相邻两个电池单元之间的第一电极隔断、相邻两个电池单元之间的第二电极隔断且一方电池单元的第一电极与另一方电池单元之间的第二电极连接，实现相邻两个电池单元串联。
第三过孔2041在基底201上的正投影位于第二过孔2031在基底201上的正投影内，可以是第三过孔2041在基底201上的正投影位于第二过孔2031在基底201上的正投影的中央区域(如图2所示)，也可以是第三过孔2041在基底201上的正投影的边缘位于第二过孔2031在基底201上的正投影的边缘(如图3所示)。
其中，第一电极层202、能量转换层203和第二电极层204可以通过物理沉积或化学沉积等方式依次形成在基底201上。能量转换层203在沉积完成后的上表面处于同一平面，第二电极层204在沉积完成后可以是均匀厚度的沉积在具有第二过孔2031的能量转换层203上，或者第二电极层204在沉积完成后的上表面处于同一平面。
可选的，在第一电极层202为负电极层，第二电极层204为正电极层且太阳能电池板上形成N个相互串联的电池单元的情况如图5所示，太阳能电池板包括：
基底、N个负电极、N个能量转换膜和N个正电极；
N个负电极包括第M个负电极、以及分别与第M个负电极相邻的第M-1个负电极和第M+1个负电极，第M-1个负电极、第M个负电极和第M+1个负电极两两间隔设置于基底的上表面；
N个能量转换膜包括相邻且间隔设置的第M-1个能量转换膜和第M个能量转换膜，第M-1个能量转换膜设置于部分第M-1个负电极和部分第M个负电极上且填满第M-1个负电极和第M个负电极之间的间隔，第M个能量转换膜设置于部分第M个负电极和部分第M+1个负电极上且填满第M个负电极和第M+1个负电极之间的间隔；
N个正电极包括相邻且间隔设置的第M-1个正电极和第M个正电极，第M-1个正电极设置于第M-1个能量转换膜上且与第M个负电极连接，M个正电极设置于第M个能量转换膜上且与第M+1个负电极连接；
其中，N为大于或等于3的正整数，M为小于N的正整数。
从图5可以看出，第M-1个负电极、第M-1个能量转换膜和第M-1个正电极共同构成第M-1个电池单元；第M个负电极、第M个能量转换膜和第M个正电极共同构成第M个电池单元；第M+1个负电极、第M+1个能量转换膜和第M+1个正电极共同构成第M+1个电池单元；其中，第M-1个电池单元的正电极与第M个电池单元的负电极连接，第M个电池单元的正电极与第M+1个电池单元的负电极连接，实现第M-1个电池单元、第M个电池单元和第M+1个电池单元依次串联。
本发明实施例中，第三过孔2041在基底201上的正投影位于第二过孔2031在基底201上的正投影内，这样能够缩短相邻电池单元之间的死区宽度，提高太阳能电池板的有效面积，从而提高太阳能电池板的能量转换效率。
可选的，第一过孔2021的过孔宽度为30-40um；第二过孔2031的过孔宽度为65-75um；第三过孔2041的过孔宽度为45-55um。
进一步地，第一过孔2021与第二过孔2031之间的间隔距离小于100um。从而相邻两个电池单元之间的死区宽度能够小于215um，达到缩小死区宽度的效果，增加太阳能电池板的有效面积，提高太阳能电池板的能量转换效率。
现有技术中，如图4所示，第一过孔P1、第二过孔P2和第三过孔P3在基底上的正投影均没有重合区域，可以看出死区宽度较大，在死区宽度为325um时太阳能电池板的有效面积损失达到6.17％。通过本发明实施例将第三过孔1041在基底201上的正投影设置在第二过孔2031在基底2041上的正投影内，从而能够缩短两个电池单元之间的死区宽度，在死区宽度为170um时使得太阳能电池板的有效面积损失降低至3.23％，提高太阳能电池板的有效面积，进而提高太阳能电池板的能量转换效率。
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权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种太阳能电池板的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一基底；
在所述基底上形成第一电极层，并在所述第一电极层中形成贯穿所述第一电极层的第一过孔；
在具有所述第一过孔的第一电极层上形成能量转换层，并在所述能量转换层中形成贯穿所述能量转换层的第二过孔，所述第二过孔在所述基底上的正投影与所述第一过孔在所述基底上的正投影无重叠区域；
在具有所述第二过孔的能量转换膜上形成第二电极层，并在所述第二电极层中形成贯穿所述第二电极层的第三过孔，且所述第三过孔在所述基底上的正投影位于所述第二过孔在所述基底上的正投影内。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板的制作方法，其特征在于，所述在所述第一电极层中形成贯穿所述第一电极层的第一过孔，包括：
采用刻划方式在所述第一电极层中形成贯穿所述第一电极层的第一过孔；
在所述能量转换层中形成贯穿所述能量转换层的第二过孔，包括：
采用刻划方式在所述能量转换层中形成贯穿所述能量转换层的第二过孔；
在所述第二电极层中形成多个贯穿所述第二电极层的第三过孔，包括：
采用刻划方式在所述第二电极层中形成贯穿所述第二电极层的第三过孔。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池板的制作方法，其特征在于，采用刻划方式形成所述第一过孔、第二过孔或第三过孔时，通过激光进行刻划。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池板的制作方法，其特征在于，形成所述第一过孔和所述第二过孔的激光为蓝激光，形成所述第三过孔的激光为绿激光。
5.根据权利要求1-3任一权项所述的太阳能电池板的制作方法，其特征在于，
所述第一过孔的过孔宽度为30-40um；
所述第二过孔的过孔宽度为65-75um；
所述第三过孔的过孔宽度为45-55um。
6.根据权利要求1-3任一权项所述的太阳能电池板的制作方法，其特征在于，所述第一过孔与所述第二过孔之间的间隔距离小于100um。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能电池板的制作方法，其特征在于，所述能量转换膜为铜铟镓硒薄膜；
所述第一电极层为负电极层；
所述第二电极层为正电极层。
8.一种太阳能电池板，其特征在于，所述太阳能电池板包括：
基底，依次设置在所述基底之上的第一电极层、能量转换层和第二电极层；
其中，所述第一电极层中包括贯穿所述第一电极层的第一过孔；
所述能量转换层中包括贯穿所述能量转换层的第二过孔，所述第二过孔在所述基底上的正投影与所述第一过孔在所述基底上的正投影无重叠区域；
所述第二电极层中包括贯穿所述第二电极层的第三过孔，且所述第三过孔在所述基底上的正投影位于所述第二过孔在所述基底上的正投影内。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池板，其特征在于，所述第一过孔的过孔宽度为30-40um；
所述第二过孔的过孔宽度为65-75um；
所述第三过孔的过孔宽度为45-55um。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池板，其特征在于，所述第一过孔与所述第二过孔之间的间隔距离小于100um。
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Address after: 100076 6015, 6th floor, building 8, 9 Yingshun Road, Yinghai Town, Daxing District, Beijing Applicant after: Beijing Dingrong Photovoltaic Technology Co.,Ltd. Address before: 3001, room 6, building No. 7, Rongchang East Street, Beijing economic and Technological Development Zone, Beijing, Daxing District 100176, China Applicant before: BEIJING APOLLO DING RONG SOLAR TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20210422 Address after: No. 201, No. 1 A, No. 1 A (Shenzhen Qianhai business secretary Co., Ltd.), Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone, Qianhai Applicant after: Shenzhen Zhengyue development and Construction Co.,Ltd. Address before: 100076 6015, 6th floor, building 8, 9 Yingshun Road, Yinghai Town, Daxing District, Beijing Applicant before: Beijing Dingrong Photovoltaic Technology Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20210917 Address after: 201203 3rd floor, no.665 Zhangjiang Road, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai Applicant after: Shanghai zuqiang Energy Co.,Ltd. Address before: 518066 Room 201, building A, No. 1, Qian Wan Road, Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone, Shenzhen, Guangdong (Shenzhen Qianhai business secretary Co., Ltd.) Applicant before: Shenzhen Zhengyue development and Construction Co.,Ltd. |
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