CN111630665A - 半透明薄膜太阳能模块 - Google Patents

半透明薄膜太阳能模块 Download PDF

Info

Publication number
CN111630665A
CN111630665A CN201880063241.7A CN201880063241A CN111630665A CN 111630665 A CN111630665 A CN 111630665A CN 201880063241 A CN201880063241 A CN 201880063241A CN 111630665 A CN111630665 A CN 111630665A
Authority
CN
China
Prior art keywords
region
patterned
electrode layer
layer
optically transparent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880063241.7A
Other languages
English (en)
Inventor
A.海斯
J.帕尔姆
H.福格特
R.莱赫纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Original Assignee
CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd filed Critical CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Publication of CN111630665A publication Critical patent/CN111630665A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0468—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising specific means for obtaining partial light transmission through the module, e.g. partially transparent thin film solar modules for windows
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0463—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate characterised by special patterning methods to connect the PV cells in a module, e.g. laser cutting of the conductive or active layers

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及薄膜太阳能模块，其具有基板和施加在其上的层结构，层结构包括后电极层、前电极层和布置在后电极层和前电极层之间的吸收剂层，其中通过图案化区在层结构中形成串联连接的太阳能电池，其中每个图案化区包括用于细分至少后电极层的第一图案化线P1、用于细分至少吸收剂层的第二图案化线P2、以及用于细分至少前电极层的至少一个第三图案化线P3，其中至少一个图案化区在移除了第一图案化线P1的区区域中具有一个或多个光学透明区，一个或多个光学透明区在每种情况下是无后电极层的，其中一个或多个光学透明区被实现为使得后电极层在区区域中是连续的。

Description

半透明薄膜太阳能模块
在开放空间系统中，可以观察到太阳能模块中的大的增长；然而，在建筑物集成的设置中的应用当前仍然以小得多的规模在推进。有鉴于朝着去中心化的能源解决方案的加倍努力，真实的需求正被开发以便能够也使用外观表面来用于光伏发电。出于结构和结构工程原因，平板的不透明太阳能模块和透光太阳能模块都必须集成到建筑物中。太阳能模块的总面积上平均的对可见光的透光度（光学半透明度）在从5%到50%的范围内是合乎期望的，以便在一方面具有充足的电功率，并且在另一个方面确保足够的光透射率。对于半透明太阳能模块的其它应用领域为消声壁（道路、铁路）、室外区块中的隐私屏障或用于温室的墙壁。
与晶体硅技术（c-Si）（其中，太阳能电池原则上只能被实现为不透明的）形成对照，薄膜太阳能电池具有这样的优点：作为单片电和光串联连接的结果，活性区块以及围绕的无活性区域可以被非常灵活地设计。此外，与利用基于非晶硅的吸收层相比，通过黄铜矿基的吸收层可以获得显著更高的效率水平。薄膜太阳能电池产生的工艺技术的一个特征是全表面涂敷和局部去涂敷的顺序执行，其中，例如，就产生太阳能电池而言，将不同的层直接涂到载体基板上，在将这些层据前侧透明覆盖层进行图案化之后，该载体基板被胶合（“层压”）以形成耐候稳定的复合物。藉由全表面涂敷和局部去涂敷的方式避免了如微电子技术中常规的掩模工艺。对于大型薄膜太阳能模块而言，掩模工艺是非常成本密集且耗时的。
迄今为止，薄膜硅已主要被用作用于产生半透明模块的吸收层的原料，特别是与透明的前电极和透明的后电极相结合。为此，已经将吸收层制造地如此之薄，以致整个层系统对于红外和红色波长范围内的电磁辐射是透明的。然而，作为薄的吸收层的结果，通常产生不期望的颜色过滤效应。
相比之下，本发明的目的在于有利地改进现有技术中已知的半透明薄膜太阳能模块以及它们的产生，其中所述模块应具有在可见光范围内有显著透明度的相对大的光学活性区块。另外，这些模块应当是视觉上有优势的，并且尤其不具有颜色过滤效应。
根据本发明的提议，通过半透明薄膜太阳能模块以及根据协作的权利要求的用于其产生的方法来实现这些和其他目的。通过从属权利要求的特征来指示本发明的有利实施例。
在本发明的上下文中，术语“透明度”是指至少85%的可见光透射率。通常，可见光在从380nm至780nm的波长范围内。术语“不透明度”是指小于5%的可见光透射率。因此，太阳能电池的光学透明区具有在从85%至100%的范围内的可见光透射率；不透明区具有在从0%（完全不透明）至小于5%的范围内的可见光透射率。术语“半透明度”指的是在从5%到小于85%的范围内的可见光透射率。在本发明的上下文中，术语“半透明度”与在薄膜太阳能模块的所有太阳能电池的整个区块上平均的可见光透射率结合使用，换言之，期望的半透明度产生于对薄膜太阳能模块的所有太阳能电池上的不透明和光学透明的区域的光学透射率进行平均。
根据本发明，提出了一种具有集成的串联连接的太阳能电池的半透明薄膜太阳能模块。与术语“半透明度”的上述定义一致，薄膜太阳能模块具有太阳能电池的（光学上）不透明且光学透明的区域，其中太阳能电池的半透明度是对在所有太阳能电池的整个区块上的可见光透射率进行平均的结果。薄膜太阳能模块的（半）透明度可以通过测量布置来以简单的方式确定，其中，例如，白色光源（可见光源）布置在薄膜太阳能模块的一侧上，并且可见光的检测器布置在薄膜太阳能模块的另一侧上。这里至关重要的是检测器可以检测穿过薄膜太阳能模块的所有太阳能电池的光（例如，同时），以便能够对太阳能电池的整个区块上的薄膜太阳能模块的光学透明度进行平均。
根据本发明的薄膜太阳能模块包括具有层结构的基板，所述层结构具有用于光伏发电的太阳能电池的单片集成的串联连接。与术语“薄膜太阳能模块”的常规使用一致，它是指具有为低厚度（例如几微米）的层结构的模块，使得为了足够的机械稳定性而需要载体基板。载体基板可以例如由无机玻璃、塑料或金属制成（特别是金属合金制成），并且可以取决于相应的层厚度和具体的材料性质被设计为刚性板或柔性膜。本发明既涉及基板配置中的薄膜太阳能模块（其中，为了制作太阳能电池，将所述层结构施加在面向光入射侧的基板表面上），还涉及覆板配置中的薄膜太阳能模块（其中，基板是透明的并且所述层结构被施加在背向光入射侧的基板表面上）。
以本身已知的方式，层结构包括后电极层、前电极层和布置在后电极层和前电极层之间的光伏活性吸收剂层。优选地，吸收剂层由黄铜矿化合物制成，所述黄铜矿化合物是例如来自以下组合：铜铟/二硫化镓/二硒化物（Cu（In,Ga）（S,Se）2）的I-III-VI半导体，例如，铜铟二硒化物（CuInSe2或CIS）或相关化合物。吸收剂层通常是不透明的，或者如果其非常薄，则至少是频率选择性透明的，使得一般而言发生某种颜色过滤效应或频率过滤效应。后电极层通常是不透明的。前电极层通常是光学透明的，特别是薄膜太阳能模块在基板配置中的情况下，这是因为必须使得光能够通过而到达层结构。
在层结构中，藉由图案化区来常规地形成集成的串联连接的太阳能电池。因此，至少后电极层由第一图案化线P1细分成区段，所述区段形成太阳能电池的后电极。另外，至少吸收剂层由第二图案化线P2细分成区段，所述区段在与太阳能电池相关联的每一情况下的吸收层中，且至少前电极层由第三图案化线P3细分成区段，所述区段形成太阳能电池的前电极。彼此相邻的太阳能电池经由第二图案化线P2彼此串联电连接，其中一个太阳能电池的前电极电连接到相邻太阳能电池的后电极，并且通常但并非强制地直接接触它。
一般而言，图案化线以P1-P2-P3的顺序来布置。图案化区由第一至第三图案化线P1-P2-P3的直接序列形成。图案化区可以是例如线性的，特别是直线的。一般而言，图案化线在包括第一至第三图案化线P1-P2-P3的序列中彼此平行地布置，并且例如平行于矩形或正方形模块的一个边缘而延展。例如，在每种情况下，图案化线P1-P2-P3可以一直延伸到层结构的边缘。图案化线P1-P2-P3的延伸方向可被定义为模块或太阳能电池宽度；垂直于其的方向可以被定义为模块或太阳能电池长度。每个太阳能电池具有例如与层结构的宽度对应的宽度。
与该术语的普遍使用一致，在本发明的上下文中，术语“太阳能电池”指的是具有前电极（或前电极层区段）、吸收层（或吸收剂层区段）和后电极（或后电极层区段）的层结构的区域（在下文中也称为“层区域”），并且由彼此直接相邻的两个图案化区来界定，在每种情况下都由图案化线P1-P2-P3组成。这通过模块的边缘区域中的类比而应用，其中，存在用于电接触太阳能电池的串联连接的连接区段而非图案化区，从而使得太阳能电池由具有前电极、吸收层和后电极的层区域定义，所述前电极、吸收层和后电极位于图案化区和紧邻的连接区段之间。
每个图案化区形成光伏无活性（死）区，然而，相比之下，层区域具有（单个）光伏活性区并且是光伏活性的。特别地，层区域还可以具有光伏无活性区。如果层区域除了光伏活性区之外没有光伏无活性区，则层区域和光伏活性区是一致的。否则，层区域由光伏活性区和一个或多个光伏无活性区构成。
根据本发明，至少一个图案化区在移除了第一图案化线P1（没有第一图案化线P1）的区区域中具有一个或多个光学透明区，即区区域不包含图案化区的第一图案化线P1。因此，区区域仅是光伏无活性图案化区的一部分。区区域对应于无第一图案化线P1的光伏无活性图案化区，即，区区域和第一图案化线P1一起形成图案化区。该区区域不延伸到光伏活性层区域中，并且因此是光伏无活性的。一个或多个光学透明区仅被布置在图案化区（更特别地，区区域）内。一个或多个光学透明区不布置在光伏活性层区域中。为了实现期望的光学透明度，在每种情况下，一个或多个光学透明区至少是无后电极层的。特别有利地，一个或多个透明区也是无吸收剂层的。由于缺少后电极层和可选缺少吸收剂层，因而可以在光学透明区中获得至少85%的高可见光透射率。
根据本发明的一个实施例，光学透明区具有前电极层区段。备选地，一个或多个透明区也可以是无前电极层的。在本发明的某些实施例中，光学透明区强制地具有前电极层区段。在本发明的某些备选实施例中，光学透明区不具有前电极层区段是必须的。
此处，至关重要的是一个或多个光学透明区要被实现为使得后电极层（区域上）是连续的，并且在移除了第一图案化线P1的区区域（即，无第一图案化线的区区域）中不完全被细分。因此，在移除了第一图案化区的区区域中，每个图案化区具有在区块上连续的后电极层。这假设没有光学透明区被实现为使得它在整个区区域上延伸。
对多个光学透明区线性地布置（换言之，沿假想线）可能是有利的。光学透明区的此线性布置可例如布置成垂直于（即，以90°的角度）或平行于（即，以0°的角度）图案化线P1-P2-P3。然而，光学透明区的线性布置也可能以不同于0°或90°的角度倾斜于图案化线P1-P2-P3而布置。一般来说，光学透明区的线性布置具有工艺-技术优点，即，光学透明区可特别简单地、快速地且经济地通过用于产生光学透明区的工具的线性移动来实现。
原则上，光学透明区可以具有任何形状。优选地，透明区在每种情况下是线性的、点状的、圆盘形的或正方形的。有利地，就模块的总体视觉印象而言，光学透明区被实现为彼此分开的各个区域。特别有利地，光学透明区被以均匀分布的方式布置。
根据本发明的有利实施例，第一图案化线P1和/或至少一个第三图案化线P3在每种情况下具有至少一个凸起（换言之，背离横向于图案化线的延伸方向的直线路线的偏差），其中布置了光学透明区。所述至少一个凸起是横向于所述图案化线的延伸的图案化线的路线的改变，其中在所述凸起的两侧处相邻于所述凸起的所述图案化线的区段在对应于所述图案化线的延伸方向的相同的（假想）线上。凸起因此形成图案化线的加深，其可由对应于所述图案化线的方向的延伸的（假想）线来闭合。原则上，凸起可以具有任何形状并且可以是，例如，部分圆形的（特别是半圆形的）、正方形的、矩形的或三角形的。有利地，第一图案化线P1和/或至少一个第三图案化线P3在每种情况下具有多个凸起，其中光学透明区布置在每个凸起中。有利地，布置在一个且同一个图案化线的凸起中的光学透明区被线性地布置。
根据本发明的另一有利实施例，第一图案化线P1和第三图案化线P3在每种情况下具有至少一个凸起，其中第一图案化线P1的至少一个凸起布置成与第三图案化线P3的凸起相对。特别地，第一图案化线P1和第三图案化线P3在每种情况下可以具有多个凸起，其中第一图案化线P1的凸起在每种情况下布置成与第三图案化线P3的凸起相对。在最后提到的变型中，可以在相对的凸起之间的区域中去除第二图案化线P2。
根据本发明的另一有利实施例，至少一个图案化区在移除了第一图案化线P1（没有第一图案化线P1）的区区域中具有至少一个线性去涂敷区域，其在整个图案化区之上平行于图案化线P1至P3而延伸，通过该方式区区域细分成两个相邻的区区域部分。在每种情况下，区区域部分具有后电极层区段。
线性去涂敷区域具有光学透明区和电极区的交替序列，其中一个光学透明区位于两个电极区之间，和/或一个电极区位于两个光学透明区之间。每个光学透明区是无后电极层的，并且优选也是无吸收剂层的。每个电极区是无吸收剂层的，但是在任何情况下都具有后电极层的区段以及可选地具有前电极层的区段。
在本发明的该实施方式中至关重要的是，移除了第一图案化线P1（没有第一图案化线P1）的区区域的区区域部分的后电极层区段通过至少一个电极区的后电极层区段而彼此在区块上连接，从而使得区区域的后电极层在区块上是连续的。因此，两个区区域部分的后电极层区段通过至少一个电极区彼此直接电连接（串联）。
一般来说，至少一个线性去涂敷区域可以布置在图案化区内部的各个位置上，并且特别地，甚至可以形成第二和/或第三图案化线。在下文中报告在其中完成此操作的、根据本发明的薄膜太阳能模块的各种实施例。
在下面的实施例中，线性去涂敷区域的光学透明区在每种情况下可以具有前电极层区段，或者可选地可以是无前电极层的：
至少一个线性去涂敷区域布置在至少一个图案化区的第一图案化线P1和第二图案化线P2之间；
至少一个线性去涂敷区域布置在至少一个图案化区的第二图案化线P2和第三图案化线P3之间；
至少一个线性去涂敷区域布置在至少一个图案化区的第二图案化线P2内。
在本发明的以下实施例中，线性去涂敷区域的至少一个光学透明区具有前电极层区段：
- 至少一个图案化区的第二图案化线P2由线性去涂敷区域形成。
在本发明的以下实施例中，线性去涂敷区域的光学透明区在每种情况下是无前电极层的：
- 在至少一个图案化区的第三图案化线P3内布置至少一个线性去涂敷区域；
- 在至少一个图案化区的第三图案化线P3由线性去涂敷区域形成；
- 至少一个图案化区具有两个第三图案化线P3、P3'，其中至少一个线性去涂敷区域被布置在两个第三图案化线P3、P3'之间；
- 至少一个图案化区具有两个第三图案化线P3、P3'，其中两个第三图案化线P3、P3'中的一个由线性去涂敷区域形成。
根据本发明，有利的是薄膜太阳能模块的所有光学透明区的总面积与所有太阳能电池的总面积的比率要在从5%至50%的范围内。在薄膜太阳能模块上平均的对可见光的光学透明度优选在从5%至50%的范围内，并且特别是20%。以此方式，一方面，可实现相对高的电输出，而另一方面，光学透射率对于实际应用来说足够高，从而使得可实现对于光学透明度和输出的冲突的性质的良好折衷。
在根据本发明的薄膜太阳能模块的特别有利的实施例中，至少一个透明区至少部分地，特别是完全地，被紧邻的边缘区包围，该边缘区域是无吸收剂层但具有后电极层的区段。在线性去涂敷区域中，电极区在每种情况下都被理解为边缘区域的组成部分，换言之，光学透明区的边缘区包括与光学透明区相邻的电极区。因此，电极区和边缘区的结构是一致的。
当将热激光工艺用于去涂敷工艺以用于产生光学透明区（例如，通过使用具有在从5至50纳秒范围内的脉冲持续时间的脉冲激光束）时，通常存在短路电流路径（“分流”）在去涂敷区块的边缘上发展的风险，从而增加功率损耗。这种不利的效果可以通过边缘区中的部分去涂敷来避免，并且可以有利地提高模块的效率。根据本发明，优选地，光学透明区的总面积与边缘区的总面积的比率要大于1，优选大于10。通过这种方式，可以令人满意地实现所提及的有利效果，而不维持通过光伏无活性边缘区的过度功率损耗。
本发明还扩展到用于产生如上所述实现的薄膜太阳能模块的方法。
首先，提供平坦基板。在基板的一侧上沉积后电极层。后电极层可以直接沉积到基板的表面上。备选地，至少一个附加层可以位于基板和后电极层之间。在后电极层之上沉积吸收剂层。后电极层位于基板和吸收剂层之间。吸收剂层可直接沉积在后电极层的一个表面上。备选地，至少一个附加层可位于后电极层和吸收剂层之间。在吸收剂层之上沉积前电极层。吸收剂层位于前电极层和后电极层之间。前电极层可直接沉积到吸收剂层的表面上。备选地，至少一个附加层可位于前电极层和吸收剂层之间。通常，至少一个缓冲层位于吸收剂层和前电极层之间。层结构由至少由后电极层、吸收剂层和前电极层组成的层序列形成。
至少后电极层被第一图案化线（P1）图案化（细分）。在沉积吸收剂层之前，典型地但不是强制地完成后后电极层的图案化。至少吸收剂层被第二图案化线（P2）图案化（细分）。在沉积前电极层之前，典型地但不是强制地完成吸收剂层的图案化。至少前电极层被第三图案化线（P3）图案化（细分）。图案化线的创建通常按以下顺序进行：P1-P2-P3。第一图案化线（P1）、第二图案化线（P2）和第三图案化线（P3）的直接序列形成图案化区（14），其中太阳能电池的单片串联连接由图案化区形成。由于通过第一图案化线（P1）对后电极的细分，导致太阳能电池在每种情况下具有后电极层区段。
此外，通过逐区段地至少去除后电极层来创建在每种情况下是无后电极层的一个或多个光学透明区，所述后电极层在移除了至少一个图案化区的第一图案化线P1的区区域（即，无图案化线P1的图案化区）中，，从而使得后电极层在区区域中是连续的。可选地，光学透明区在每种情况下围绕边缘区，边缘区在每种情况下是无吸收剂层的，但具有通过逐区段地至少去除吸收剂层而创建的后电极层。
根据本发明的有利实施例，在移除了至少一个图案化区的第一图案化线P1的区区域中创建至少一个线性去涂敷区域，由此将区区域细分成两个区区域部分。所述去涂敷区域具有至少两个光学透明区和至少一个电极区的交替序列，其中每个光学透明区是无电极层的，并且每个电极区是无吸收剂层的且具有后电极层区段，其中所述至少一个电极区的后电极层区段将区区域部分的两个后电极层区段彼此在区块上粘合。通过逐区段地至少去除吸收剂层而产生电极区。光学透明区在每种情况下可由边缘区围绕，其中边缘区包括电极区作为区段。
边缘区在每种情况下围绕光学透明区。如果线性去涂敷区域被提供并且线性去涂敷区域的光学透明区在每种情况下被提供有边缘区，则线性去涂敷区域的电极区是边缘区的组成部分，换言之，被包含在边缘区中。
根据本发明的方法的一个实施例，通过由用脉冲激光束照射和/或由机械材料去除来逐区段地至少去除后电极层来创建光学透明区。
根据本发明的方法的另一实施例，通过由用脉冲激光束照射和/或机械材料去除来逐区段地至少去除吸收剂层而创建围绕光学透明区的边缘区或电极区。
一般来说，在制造图案化区之前（换言之，在太阳能电池的形成和单片串联连接的工艺期间），或在制造图案化区之后（换言之，在形成太阳能电池的单片串联连接之后），可产生光学透明区。对于可选的电极区和可选的边缘区也同样适用，该可选的电极区和可选的边缘区可在制造图案化区期间或之后产生。
在本发明的有利实施例中，在制造图案化区之前产生光学透明区。在制造图案化区之后产生可选的电极区或可选的边缘区。
有利地，这样的方法包括如下步骤：在其中在沉积吸收剂层之前通过逐区段地至少去除后电极层而产生光学透明区。后电极层的去涂敷优选通过用激光束照射来完成。该方法可选地包括另外的步骤：在其中在沉积吸收剂层和前电极层之后以及在产生第三图案化线（P3）之后，通过逐区段地至少去除吸收剂层和前电极层来产生电极区或边缘区。吸收剂层和前电极层的去涂敷优选通过机械材料去除来完成。
在本发明的另一有利实施例中，仅在制造图案化区之后（换言之，在产生太阳能电池的单片串联连接之后）产生光学透明区以及可能的可选电极区或可选边缘区。该过程具有如下优点：常规产生的薄膜太阳能模块的太阳能电池的串联连接可经受根据本发明的方法，以便为薄膜太阳能模块提供期望的半透明度。可有利地保留已经用于产生串联连接的太阳能电池的方法。
有利地，用于产生由边缘区围绕的光学透明区的此类方法包括步骤：在其中至少吸收剂层在处理区中逐区段地被去除。处理区在每种情况下在其尺寸方面对应于要产生的光学透明区和边缘区的尺寸。在此，光学透明区在处理区的内部区域中产生，并且边缘区在每种情况下在围绕内部区域的处理区的边缘区域中产生。在处理区中的层去除优选地通过机械材料去除来完成。该方法包括另外的步骤：在其中在处理区的内部区域中至少去除后电极层，通过该方式产生光学透明区。围绕处理区的无电极层的内部区域的边缘区域形成无吸收剂层的边缘区，然而其确实具有后电极层的区段。优选通过用脉冲激光束照射来完成内部区域中的层去除。
根据本发明的一个实施例，通过用脉冲激光束照射至少后电极层（特别是层结构）来产生光学透明区，其中脉冲具有小于1纳秒的脉冲持续时间。备选地，通过用脉冲激光束照射至少后电极层（特别是层结构）来产生光学透明区，其中脉冲具有至少1纳秒的脉冲持续时间。还可以想到的是机械材料去除，例如，通过针写、刷涂或刮擦。优选地，脉冲激光束（其脉冲具有小于1纳秒，特别优选地小于100皮秒的持续时间）用于产生光学透明区。若发明人的实验所揭示的，使用具有较长脉冲宽度（在例如从5纳秒到50纳秒的范围内）的激光脉冲导致层结构的局部损坏，这归因于进入吸收剂层的高热流入和前电极层与后电极层之间的熔合连接的产生。令人惊讶的是，有利的是可以通过使用具有小于1纳秒的持续时间的激光脉冲来显著降低这些不利影响。
优选地，甚至电极区或边缘区是通过用脉冲激光束照射至少吸收剂层而产生的，其中脉冲具有小于1纳秒，优选地小于100皮秒的脉冲持续时间，以便避免熔合连接的产生。备选地，可通过机械材料去除（例如，通过针写、刷涂或刮擦）来完成层去除。
使用激光束在层结构中选择性去除层以用于产生光学透明区以及电极区或边缘区是可以实现的，尤其可通过改变以下工艺参数中的一个或多个来实现：
-激光功率，
-激光束相对于基板或层结构的被照射表面的行进速度，
-激光脉冲重复率，
-脉冲持续时间，
-激光的接通或断开周期。
特别地，特别是在层结构中产生的孔的深度可以通过激光脉冲的空间重叠而变化，通过该方式，例如，在电极区或边缘区的情况下，基本上只有在后电极层上面的层可以被去除。
藉由激光脉冲可完成光学透明区和电极区或边缘区的产生，例如，在单个工艺步骤期间的单级过程中，例如，通过改变激光脉冲的工艺参数照射功率和/或重复率。在此，在每种情况下，产生光学透明区，并且随后产生电极区或边缘区。然而，同样可能的是两级过程，其中所有光学透明区在第一工艺步骤中产生，并且所有电极区或边缘区在具有改变的工艺参数的另外的工艺步骤中产生。在此，顺序是无关紧要的。
在本发明的实施例中，在成本方面有利的是，使用激光束源的脉冲激光束来产生层结构中的光学透明区（即，制造图案化区），其中激光束的脉冲具有大于1纳秒，特别是在从5纳秒到50纳秒的范围内的脉冲持续时间。然后，可选地，使用激光束源的脉冲激光束产生电极区或边缘区，其中激光束的脉冲具有小于1纳秒，优选小于100皮秒的持续时间。备选地，电极区或边缘区可使用在层结构中的机械材料去除来产生，例如，通过针写、刷涂或刮擦。出于经济原因，优选的是在层结构中使用机械材料去除以用于产生电极区或边缘区。
在根据本发明的方法中，层结构中的层去除（在制造图案化区之后）可以通过使用脉冲激光从层结构的侧面照射来完成，以用于产生光学透明区以及可选的电极区或边缘区。备选地，可通过透明基板（“烧蚀”）进行层去除。为此，在透明基板（例如，玻璃）上施加层结构。在烧蚀期间，引入的激光能量被吸收在后电极层上，其中后电极的一小部分汽化，使得后电极层（具有在其上的完整层结构）由于膨胀气体而凸起。这会发生直到凸起区域以圆形形状从周围的层堆叠断开为止。由于断开，圆形区域的边缘保持不分流，这是因为没有明显的激光能量已经熔化了该边缘区域或者甚至熔合后电极和前电极。以此方式，可以产生具有相对小比例的分流路径的透明区，由此通过该方式可以降低模块的性能损失。
本发明的各种实施例可以单独地或以任何组合来实现。特别地，在不脱离本发明的范围的情况下，上面提到的和将在下面解释的特征不仅可以在所指示的组合中使用，而且可以在其它组合中使用或以独立方式使用。
现在使用示例性实施例并参考附图详细解释本发明。它们被以简化形式描绘，而非按比例表示：
图1根据依据本发明的薄膜太阳能模块的一个实施例的太阳能电池的集成串联连接的以截面形式的示意图；
图2A-2D根据本发明的薄膜太阳能模块的图案化区的示例性实施例的平面图；
图3具有周围边缘区的光学透明区的示意图；
图4具有图3的周围边缘区的光学透明区的截面视图；
图5A-5C 根据本发明的薄膜太阳能模块的图案化区的另外的示例性实施例的平面图；
图6A-6C 根据本发明的薄膜太阳能模块的另外的示例性实施例的平面图；
图7A-7B 在每种情况下的根据本发明的图案化区的另外的实施例的截面视图；
图8用来图示根据本发明的方法的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
图1使用截面视图示意性地图示了根据本发明的薄膜太阳能模块，其以数字1作为整体进行了标记。薄膜太阳能模块1包括以集成形式彼此串联连接的多个太阳能电池11，其中以大大简化的方式仅描绘了两个太阳能电池11。当然，一般而言，在薄膜太阳能模块1中，大量的太阳能电池11（例如，大约100–150个）串联连接。
薄膜太阳能模块1在基板配置中具有复合窗格结构，换言之，其具有第一基板2，第一基板2具有由施加在其上的薄膜制成的层结构3，其中层结构3布置在第一基板2的光进入侧表面上。在此，第一基板2被实现为例如具有相对高的透光率的刚性玻璃板，而具有相对于所执行的工艺步骤的期望稳定性和惰性特性的其他电绝缘材料可等同地使用。
层结构3包括布置在第一基板2的光进入侧表面上的不透明后电极层5，其例如由诸如钼（Mo）的不透光金属制成并且通过气相沉积或磁控增强型阴极溅射（溅射）施加在第一基板2上。后电极层5具有例如在从300nm至600nm范围内的层厚度。
在后电极层5上施加由掺杂有金属离子的半导体制成的光伏活性（不透明）吸收剂层6，所述金属离子的带隙能够吸收最大可能份额的太阳光。吸收剂层6例如由p导电黄铜矿化合物半导体（例如，Cu(In/Ga)(S/Se)2族的化合物，特别是钠（Na）掺杂的Cu(In/Ga)(S/Se)2）制成。前述化学式被理解为意指铟（In）或镓（Ga）以及硫（S）或硒（Se）可以备选地或以组合形式存在。吸收剂层6具有例如在从1μm到5μm的范围内的层厚度，并且具体地，大约是2μm。典型地，对于吸收剂层6的产生，各种材料层例如通过溅射施加，并且随后通过在熔炉（RTP=快速热处理）（可选地，在包含S-和/或Se的气氛中）加热而被热转化以形成化合物半导体。化合物半导体的这种产生方式对于本领域技术人员是公知的，使得不需要在此详细讨论。
沉积在吸收剂层6上的是缓冲层7，其例如由单层硫化镉（CdS）和单层本征氧化锌（i-ZnO）组成（未在图1中详细描绘）。
例如，通过溅射在缓冲层7上施加前电极层8。前电极层8对可见光谱范围（“窗口电极”）中的辐射是透明的，从而使得入射的太阳光（在图1中由四个平行箭头描绘）仅被轻微地削弱。前电极层8基于例如掺杂的金属氧化物，例如，n-导电铝（Al）-掺杂的氧化锌（ZnO）。这样的前电极层8通常被称为TCO层（TCO=透明导电氧化物）。前电极层8的层厚度例如为大约500nm。异质结（即，相反导体类型的层的序列）通过前电极层8与缓冲层7和吸收剂层6一起形成。缓冲层7可影响吸收剂层6与前电极层8之间的电子适配。
对于太阳能电池11的形成和串联连接，层结构3是使用合适的图案化技术（例如，激光光刻和/或机械去除）来进行图案化的。通常，在每种情况下，以层沟形式的三个图案化线P1-P2-P3的多个紧邻序列以这种顺序被引入到层结构3中。在此，通过产生相应的沟，至少后电极5被第一图案化线P1细分；至少吸收吸收剂层由第二图案化线P2细分；以及至少前电极层8由第三图案化线P3细分。例如，经由第二图案化线P2，一个太阳能电池11的前电极层8在每种情况下电导通地连接到相邻太阳能电池11的后电极层5，其中前电极层8直接接触后电极层5。在所描绘的示例性实施例中，第一图案化线P1的沟由吸收剂层6的材料填充。第二图案化线P2的沟由前电极层8的材料填充，且第三图案化线P3的沟由下文提及的粘着层9填充。第一、第二和第三图案化线P1-P2-P3的每个紧邻序列形成图案化区14。在图1中，举例来说，仅描绘了单个图案化区14，经由该单个图案化区14定义了两个相邻太阳能电池11的串联连接，其中要理解，在薄膜太阳能模块1中，为太阳能电池11的图案化和串联连接提供了大量的这种图案化区14。
在此处描绘的示例性实施例中，薄膜太阳能模块1的正电源连接器（+）和负电源连接器（-）两者都经由后电极层5布线并且在那里电接触。为此目的，层结构3的层一直被去除到薄膜太阳能模块1的两个外围连接区段13中的后电极层5。
为了防止环境影响，用于封装层结构3的（塑料）粘合层9被施加在前电极层8上。与粘合层9粘合地结合的是对太阳光透明的第二基板10，其例如是以由具有低铁含量的超白玻璃制成的玻璃板的形式实施，其中，同样可能使用具有相对于所执行的工艺步骤的期望强度和惰性特性的其它电绝缘材料。第二基板10用作密封并且用作层结构3的机械保护。薄膜太阳能模块1可以经由第二基板10的前侧模块表面4吸收光，以便在两个电源连接器（+、-）上产生电压。通过串联布置的箭头在图1中描绘了所产生的电流路径1。
两个基板2、10经由粘合层9彼此固定结合（“层压”），其中粘合层9在此实施为例如热塑性粘合层，其可通过加热而塑性变形并且在其冷却期间将两个基板2、10彼此固定地粘结。粘合层9在此例如由PVB制成。两个基板2、10与嵌入在粘合层9中的太阳能电池11一起形成层压复合物12。
现在参考图2A-2D，其中在平面图中示意性地描绘了根据本发明的薄膜太阳能模块1的图案化区14的示例性实施例。图2A-2D描绘在每种情况下仅一个单个图案化区14，而薄膜太阳能模块1通常具有大量的图案化区14（例如，大约100个）。在每种情况下，图案化区14形成可对能量产生没有贡献的光伏无活性死区17。
在每种情况下，图案化区14平行于模块边缘布置，在此，例如在x方向（其也可以被称为薄膜太阳能模块1的宽度）上。垂直于其的y方向可被称为薄膜太阳能模块1的长度。图1中描绘的外围连接区段13未在图2A-2D中示出。在每种情况下，两个连接区段13也形成可对能量产生没有贡献的光伏无活性死区。
在每种情况下，位于相邻图案化区14的两侧上的是层区域16，其在本发明的上下文中表示具有光学活性区的太阳能电池11。在薄膜太阳能模块1的内部区域中，每个层区域16布置在两个紧邻的图案化区14之间并且由此界定。在两个外围太阳能电池11的情况下，层区域16在每种情况下布置在图1所示出的图案化区14和相邻连接器区段13之间并且由此界定。在每种情况下，层区域16包括后电极层5、吸收剂层6、缓冲层7和前电极层8的区段，其是太阳能电池11的后电极、吸收剂和前电极。
图2A-2D的图案化区在每种情况下在移除了第一图案化线P1（没有第一图案化线P1）的区区域22中具有多个光学透明区18，所述多个光学透明区18在此例如在x方向上线性地布置并且平行于图案化线P1-P3。在此，至关重要的是光学透明区18被实现为使得后电极层5在图案化区14的区区域22中（区块上）是连续的，即，未被完全细分为在空间上彼此分离的区段。光学透明区18在每种情况下具有正方形形状。然而，原则上，透明区18可具有任何形状，例如线性的、点状的或圆盘形的。每个光学透明区18被边缘区21围绕。
光学透明区18和边缘区21的结构在图3和图4中图示，其中图4示出了层序列，图4是图3沿着剖面线A-A的截面图。因此，光学透明区18用于实现薄膜太阳能模块1的所期望的光学透明度（无后电极层，并且优选地也无吸收剂层），但却可（例如）具有未在图3和图4中示出的前电极层区段。如图4中所示，例如，在光学透明区18中，层结构3的所有层一直被去除到基板2（换言之，后电极层5、吸收剂层6、缓冲层7和前电极层8）。然而，也可能不是层结构3的所有层都在光学透明区18中被去除，其中在任何情况下，通常不透明的后电极层5被去除。
光学透明区18被边缘区21包围。在边缘区21中，除了后电极层区段5-3之外，去除所有层。藉由边缘区21，可以有利地避免在去涂敷区块的边缘上的短路电流路径。有利地，光学透明区18的总面积与边缘区21的总面积的比率大于1，优选大于10。
现在再次参考图2A-2D。图2A-2D中的图案化区14的各种实施例有如下不同：
在图2中，图案化区14包括一个第一图案化线P1、一个第二图案化线P2和两个第三图案化线P3和P3’。向外定位的第三图案化线P3’提供有多个方形凸起15，其中在每种情况下布置了光学透明区18。第三图案化线P3的凸起15在每种情况下在远离第一图案化线P1的方向上（即，在正y方向上）凸起。
与之形成对照，在图2B中，图案化区14包括一个第一图案化线P1、一个第二图案化线P2以及仅一个第三图案化线P3。类似于图2A，第三图案化线P3提供有多个方形凸起15，其中在每种情况下布置了光学透明区18。
在图2C中，图案化区14包括一个第一图案化线P1、一个第二图案化线P2和一个第三图案化线P3。第三图案化线P3提供有在正y方向上的多个方形凸起15，其中在每种情况下布置了光学透明区18。另外，第一图案化线P1提供有在负y方向上的多个方形凸起15，其中在每种情况下布置了光学透明区18。第三图案化线P3的凸起15和第一图案化线P1的凸起15彼此相对地定位。
图2D的图案化区14的实施例与图2C的实施例不同仅在于第二图案化线P2在凸起15之间的区域中不是连续的，而是替代地被中断。将布置在第一图案化线P1的凸起15中和第三图案化线P3的凸起15中的两个光学透明区18组合以形成共同的光学透明区18。
现在参考图5A-5C，其中在平面图中示意性地图示了根据本发明的薄膜太阳能模块1的图案化区14的另外的示例性实施例。因此，图案化区14包括至少一个线性去涂敷区域19，其平行于图案化线P1-P2-P3（即在x方向上）在图案化区14的整个尺寸上连续地延伸。有利地，薄膜太阳能模块1的所有图案化区14具有一个或多个线性去涂敷区域19。线性去涂敷区域19在每种情况下布置在移除了第一图案化线P1的区区域22中，即在没有第一图案化线P1的图案化区14的剩余区域中。藉由线性去涂敷区域19，区区域22细分成两个区区域部分22-1、22-2。一个区区域部分22-1包括后电极层区段5-1；另一区区域部分22-2包括与其不同的后电极层区段5-2。
每个线性去涂敷区域19由交替顺序中的多个光学透明区18和多个电极区20构成，换言之，一个光学透明区18位于两个电极区20之间，和/或一个电极区20位于两个光学透明区18之间。光学透明区18和电极区20具有如已经结合图3和图4描述的结构。电极区20是围绕光学透明区18的边缘区21的区段，该区段定位成彼此相对。因此，电极区20中的层序列对应于边缘区21的层序列，使得在电极区20中，除了后电极层区段5-3之外的所有层都被去除。在每种情况下，电极区20还可以具有前电极层区段8-3。
如在图5A-5D中所图示的，电极区20是边缘区21的在y方向上完全桥接线性去涂敷区域19（垂直于图案化区14的延伸方向）的那些区段。在此，每个电极区20例如是矩形的。两个区区域部分22-1、22-2的在空间上彼此分离的后电极层区段5-1、5-2区块上彼此连接，使得图案化区14的区区域22的后电极层5在区块上连续。两个区区域部分22-1、22-2经由电极区20的后电极层区段5-3彼此串联直接电连接。当然，一个且同一个区区域22的两个区区域部分22-1、22-2的后电极层区段5-1、5-2可以通过一个或多个电极区20在区块上彼此连接。同样可以想到的是，线性去涂敷区域19不平行于图案化区14，但却是相对于图案化区14以不同于0°的角度倾斜地对准。
在根据本发明的薄膜太阳能模块1中，太阳能电池11是不透明的并且具有小于5%的可见光透射率。与此形成对照，光学透明区18具有至少85%的可见光透射率。所有光学透明区18的总面积与太阳能电池11的总面积的比率在从5%至50%的范围内。因此，在薄膜太阳能模块1的总面积上平均的半透明薄膜太阳能模块的光学透明度也在从5%至50%的范围内，并且特别是20%。光学透明区18沿着线性去涂敷区域19均匀地分布布置，通过该方式可以获得非常平滑的总体视觉效果。
在图5中，线性去涂敷区域19布置在图案化区14的第一图案化线P1和第二图案化线P2之间。在图5B中，线性去涂敷区域19布置在图案化区14的第二图案化线P2和第三图案化线P3之间。在图5C中，线性去涂敷区域19布置在第一图案化线P1和第三图案化线P3之间，并且形成图案化区14的（单个）第二图案化线P2。因此，可以省去单独的第二图案化线P2的形成。
在图5A和图5B的两个实施例中，对于电极区20可能的是，在每种情况下，没有前电极层区段8-3。然而，对于图5C的实施例，对于至少一个电极区20（特别是所有电极区20）必须具有前电极层区段8-3，这是因为其起第二图案化线P2的作用，导致必须使能相邻图案化区14的太阳能电池11的串联连接。
举例来说，在图6A至6C中，在平面图中示意性地描绘了在每种情况下根据本发明的薄膜太阳能模块的图案化区14的另外的实施例。为了避免不必要的重复，仅相对于图5A至5C的实施例的差异进行解释，并且，否则，参考那里的陈述。在图6A至6C的实施例中，电极区20在每种情况下没有前电极层区段8-3。
在图6A的实施例中，除了第一图案化线P1和第二图案化线P2之外，图案化区14还具有彼此靠近定位的两个第三图案化线P3和P3’，其中图案化线P3’与由线性去涂敷区19形成的图案化线P3相比被定位得朝外更远。
在图6B的实施例中，除了第一图案化线P1和第二图案化线P2之外，图案化区14还具有单个第三图案化线P3，其中第三图案化线P3由线性去涂敷区域19形成。
在图6C的实施例中，除了第一图案化线P1和第二图案化线P2之外，图案化区14还具有彼此靠近定位的两个第三图案化线P3和P3’，其中线性去涂敷区域19布置在两个第三图案化线P3和P3’之间。
图7A和7B示意性地描绘了在每种情况下根据本发明的图案化区14的实施例的截面图。
在图7A中，在基板2上施加的层结构3包括不透明的后电极层5、吸收剂层6和前电极层8。在图7B的层结构中，另外提供缓冲层7。在每种情况下，通过第一图案化线P1、第二图案化线P2和第三图案化线P3来图案化层结构。对应于图5A的实施例，在第一图案化线P1和第二图案化线P2之间布置有光学透明区18，其中后电极层5被去除。在图7中，第一图案化线P1由吸收剂层6的材料填充，并且光学透明区18由前电极层8的材料填充。在沉积吸收剂层6之后且在沉积前电极层8之前完成光学透明区18的形成。在图7B中，由缓冲层7的材料填充第一图案化线P1和光学透明区18二者，其中，在沉积缓冲层7和前电极层8之前完成光学透明区18的形成。
图8图示了用于产生根据本发明的薄膜太阳能模块1的示例性方法。
根据该示例性方法，在步骤I中，提供具有层结构3的衬底2，所述层结构3具有引入其中的图案化区14以用于串联连接的太阳能电池11的形成。
在步骤II中，通过使用激光束源的脉冲激光束将层结构3的所有层一直去除到基板2来产生光学透明区18。为此目的，用脉冲激光束照射层结构3，其中脉冲具有小于1纳秒的持续时间。优选穿过透明基板2照射层结构3；然而，从背向基板2的侧对层结构3直接照射也是可能的。备选地，光学透明区18可通过机械材料去除而产生。光学透明区18分别在移除了第一图案化线P1的区区域22中产生，使得区区域22中的后电极层5在每种情况下是连续的。
在可选的步骤III中，在光学透明区18周围产生边缘区21。通过用脉冲激光束对层结构3进行照射和/或通过机械材料去除来产生边缘区21，其中脉冲具有小于1纳秒的持续时间。当在光学透明区18周围产生边缘区21时，也可以通过用脉冲激光照射来产生光学透明区18，脉冲激光的脉冲具有至少1纳秒的持续时间。
本发明有利地提供了半透明薄膜太阳能模块。太阳能电池的图案化区具有光学透明区，并且特别地由线性去涂敷区域细分，其中每个线性去涂敷区域具有交替序列中的光学透明区和电极区。在移除了第一图案化线（没有第一图案化线）的区区域中，图案化区具有连续的后电极层。
如从以上描述中显而易见的，本发明有利地实现了技术上相对不复杂、高度通用且经济的薄膜太阳能模块的产生，其中可以获得薄膜太阳能模块的、具有相对高可见光透射率的、相对大的光学活性区块。
参考符号列举
1 薄膜太阳能模块
2 第一基板
3 层结构
4 模块表面
5 后电极层
5-1、5-2、5-3 后电极层区段
6 吸收剂层
7 缓冲层
8 前电极层
8-3 前电极层区段
9 粘合层
10 第二基板
11 太阳能电池
12 复合物
13 连接区段
14 图案化区
15 凸起
16 层区域
17 死区
18 光学透明区
19 去涂敷区域
20 电极区
21 边缘区
22 区区域
22-1、22-2 区区域部分

Claims (15)

1.薄膜太阳能模块（1），具有基板（2）和施加在其上的层结构（3），所述层结构（3）包括后电极层（5）、前电极层（8）和布置在所述后电极层和所述前电极层之间的吸收剂层（6），其中串联连接的太阳能电池（11）通过图案化区（14）形成在所述层结构（3）中，其中每个图案化区（14）包括用于细分至少所述后电极层（5）的第一图案化线P1、用于细分至少所述吸收剂层（6）的第二图案化线P2、以及用于细分至少所述前电极层（8）的至少一个第三图案化线P3，其中至少一个图案化区（14）在移除了所述第一图案化线P1的区区域（22）中具有一个或多个光学透明区（18），所述一个或多个光学透明区（18）在每种情况下无后电极层，其中所述一个或多个光学透明区（18）被实现为使得所述后电极层（5）在所述区区域（22）中是连续的。
2.根据权利要求1的薄膜太阳能模块（1），其中所述一个或多个光学透明区（18）在每种情况下具有前电极层区段（8-3）。
3.根据权利要求1的薄膜太阳能模块（1），其中所述一个或多个光学透明区（18）在每种情况下是无前电极层的。
4.根据权利要求1至3中任一项的薄膜太阳能模块（1），其中多个光学透明区（18）被线性地布置。
5.根据权利要求1至4中任一项的薄膜太阳能模块（1），其中在至少一个图案化区（14）中，所述第一图案化线P1和/或所述第三图案化线P3在每种情况下提供有一个或多个凸起（15），其中在每种情况下布置了光学透明区（18）。
6.根据权利要求5的薄膜太阳能模块（1），其中所述图案化区（14）的所述第一图案化线P1和所述至少一个第三图案化线P3在每种情况下提供有至少一个凸起（15），其中所述第一图案化线P1的至少一个凸起（15）被布置成与所述第三图案化线P3的凸起（15）相对。
7. 根据权利要求1的薄膜太阳能模块（1），其中至少一个图案化区（14）的所述第一图案化线P1周围的所述移除了的区区域（22）具有至少一个线性去涂敷区域（19），由此所述区区域（22）细分成两个区区域部分（22-1、22-2），其中所述去涂敷区域（19）具有光学透明区（18）和电极区（20）的交替序列，其中所述光学透明区（18）在每种情况下是无后电极层的并且所述电极区（20）在每种情况下是无吸收剂层且具有后电极层区段（5-3）的，其中所述区区域部分（22-1、22-2）的所述两个后电极层区段（5-1、5-2）通过至少一个电极区（20）的所述后电极层区段（5-3）彼此在区块上连接。
8. 根据权利要求7以及权利要求2或3中的任一项的薄膜太阳能模块（1），其中
至少一个线性去涂敷区域（19）布置在至少一个图案化区（14）的所述第一图案化线P1和所述第二图案化线P2之间；和/或
至少一个线性去涂敷区域（19）布置在至少一个图案化区（14）的所述第二图案化线P2和所述第三图案化线P3之间；和/或
至少一个线性去涂敷区域（19）布置在至少一个图案化区（14）的所述第二图案化线P2内部。
9. 根据权利要求7和权利要求2的薄膜太阳能模块（1），其中至少一个图案化区（14）的所述第二图案化线P2由线性去涂敷区域（19）形成。
10. 根据权利要求7和权利要求3的薄膜太阳能模块（1），其中
至少一个线性去涂敷区域（19）布置在至少一个图案化区（14）的所述第三图案化线P3内；和/或
至少一个图案化区（14）的所述第三图案化线P3由线性去涂敷区域（19）形成。
11.根据权利要求1至10中任一项的薄膜太阳能模块（1），其中至少一个光学透明区（18）被紧邻的边缘区（21）包围，所述紧邻的边缘区（21）是无吸收剂层的，但是所述紧邻的边缘区（21）具有后电极层区段（5-3、5-4）。
12. 用于产生根据权利要求1至11中任一项的薄膜太阳能模块（1）的方法，所述方法包括以下步骤：
- 提供平坦基板（2）
- 在所述基板（2）的一侧沉积后电极层（5），
- 在所述后电极层（5）之上沉积吸收剂层（6），
- 在吸收剂层（6）之上沉积前电极层（8），
- 通过第一图案化线（P1）图案化所述后电极层（5），
- 通过第二图案化线（P2）图案化所述吸收剂层（6），
- 通过第三图案化线（P3）图案化所述前电极层（8），
其中图案化区（14）由第一图案化线（P1）、第二图案化线（P2）和第三图案化线（P3）的紧邻序列形成，其中所述图案化区（14）形成太阳能电池（11）的单片串联连接电路，
- 通过逐区段地至少去除至少一个图案化区（14）的移除了所述第一图案化线P1的区区域（22）中的后电极层（5）形成一个或多个光学透明区（18），使得所述后电极层（5）在区区域（22）中是连续的，所述一个或多个光学透明区（18）在每种情况下都无后电极层。
13.根据权利要求12的方法，其中在移除了至少一个图案化区（14）的所述第一图案化线P1的所述区区域（22）中创建至少一个线性去涂敷区域（19），通过所述去涂敷区域（19），所述区区域（22）细分成两个区区域部分（22-1、22-2），其中所述去涂敷区域（19）具有至少两个光学透明区（18）和至少一个电极区（20）的交替序列，其中每个电极区（20）是无吸收剂层且具有后电极层区段（5-3）的，并且通过逐区段地至少去除吸收剂层（6）而创建，其中所述至少一个电极区（20）的后电极层区段（5-3）将所述区区域部分（22-1、22-2）的两个后电极层区段（5-1、5-2）彼此在区块上连接。
14.根据权利要求12或13的方法，其包括：
- 在沉积所述吸收剂层（6）之前，优选通过用激光束照射，通过逐区段地至少去除后电极层（6）来创建所述光学透明区（18）；
- 在沉积所述吸收剂层（6）和前电极层（8）之后，以及在创建所述第三图案化线（P3）之后，通过逐区段地至少去除所述吸收剂层（6）和所述前电极层（8），优选通过机械材料去除来可选地创建电极区（20），以及可选地创建围绕所述光学透明区（18）的边缘区（21）。
15.根据权利要求12或13的方法，其中由边缘区（21）围绕的光学透明区（18）通过以下来创建：
- 优选地通过机械材料去除，在每种情况下在与要创建的所述光学透明区（18）和围绕的边缘区（21）对应的处理区中逐区段地至少去除所述吸收剂层（6），其中所述光学透明区（18）在内部区域中创建，并且所述边缘区（21）在所述处理区域的边缘区域中创建，
- 优选通过用脉冲激光束照射，在用于创建所述光学透明区（18）的所述处理区的所述内部区域中至少去除所述后电极层（5），其中所述处理区的所述边缘区域形成所述边缘区（21）。
CN201880063241.7A 2017-09-29 2018-09-27 半透明薄膜太阳能模块 Pending CN111630665A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17194085 2017-09-29
EP17194085.1 2017-09-29
PCT/CN2018/107795 WO2019062788A1 (en) 2017-09-29 2018-09-27 SEMI-TRANSPARENT THIN FILM SOLAR MODULE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111630665A true CN111630665A (zh) 2020-09-04

Family

ID=59997260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880063241.7A Pending CN111630665A (zh) 2017-09-29 2018-09-27 半透明薄膜太阳能模块

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11837675B2 (zh)
EP (1) EP3698408A4 (zh)
JP (1) JP7124068B2 (zh)
KR (1) KR102413995B1 (zh)
CN (1) CN111630665A (zh)
WO (1) WO2019062788A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019062773A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 (Cnbm) Bengbu Design & Research Institute For Glass Industry Co., Ltd SEMI-TRANSPARENT THIN FILM SOLAR MODULE
US11715805B2 (en) 2017-09-29 2023-08-01 Cnbm Research Institute For Advanced Glass Materials Group Co., Ltd. Semitransparent thin-film solar module

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04348570A (ja) * 1991-05-25 1992-12-03 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 集積型光起電力素子モジュール及びその製法
US20060112987A1 (en) * 2003-01-10 2006-06-01 Toshinobu Nakata Transparent thin-film solar cell module and its manufacturing method
US20080156372A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Industrial Technology Research Institute Thin film solar cell module of see-through type and method of fabricating the same
US20080178925A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-31 Industrial Technology Research Institute Thin film solar cell module of see-through type and method for fabricating the same
JP2012074619A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Showa Shell Sekiyu Kk 化合物系薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法
EP2485273A2 (en) * 2009-10-01 2012-08-08 LG Innotek Co., Ltd. Solar photovoltaic device and a production method for the same
CN103718307A (zh) * 2011-08-10 2014-04-09 法国圣戈班玻璃厂 具有减小的功率损耗的太阳能模块及其制造方法
CN103797585A (zh) * 2011-09-19 2014-05-14 法国圣戈班玻璃厂 具有串联连接的薄层太阳能模块和用于串联连接薄层太阳能电池单元的方法
FR3018392A1 (fr) * 2014-03-07 2015-09-11 Screen Solar Module solaire photovoltaique semi-transparent en couches minces et son procede de fabrication

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4340246B2 (ja) * 2005-03-07 2009-10-07 シャープ株式会社 薄膜太陽電池およびその製造方法
JP2007073745A (ja) * 2005-09-07 2007-03-22 Sharp Corp 集積型薄膜太陽電池およびその製造方法
KR101460580B1 (ko) 2008-02-20 2014-11-12 주성엔지니어링(주) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR20100009249A (ko) 2008-07-18 2010-01-27 삼성전자주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법
TWI382557B (zh) 2008-11-14 2013-01-11 Nexpower Technology Corp 薄膜太陽能電池之穿透孔製作方法
US8298852B2 (en) 2008-12-29 2012-10-30 Jusung Engineering Co., Ltd. Thin film type solar cell and method for manufacturing the same
KR20110008640A (ko) * 2009-07-20 2011-01-27 삼성전자주식회사 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
CN102576764A (zh) * 2009-10-15 2012-07-11 Lg伊诺特有限公司 太阳能电池设备及其制造方法
JP5220204B2 (ja) * 2009-11-17 2013-06-26 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池およびその製造方法
JP5077407B2 (ja) 2010-09-03 2012-11-21 大日本印刷株式会社 太陽電池および太陽電池モジュール
EP2633558A2 (de) 2010-10-25 2013-09-04 Saint-Gobain Glass France Solarmodul mit anschlusselement
JP5100875B1 (ja) 2011-08-31 2012-12-19 株式会社東芝 視域調整装置、映像処理装置および視域調整方法
KR101382898B1 (ko) * 2011-12-22 2014-04-09 엘지이노텍 주식회사 씨스루형 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
US9508874B2 (en) * 2012-03-09 2016-11-29 First Solar, Inc. Photovoltaic device and method of manufacture
KR20130107115A (ko) * 2012-03-21 2013-10-01 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
KR20130109786A (ko) * 2012-03-28 2013-10-08 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
WO2014188092A1 (fr) 2013-05-23 2014-11-27 Sunpartner Technologies Mono cellule photovoltaïque semi-transparente en couches minces
FR3010232A1 (fr) 2013-09-05 2015-03-06 Commissariat Energie Atomique Module photovoltaique semi-transparent et procede d'obtention correspondant.
KR20150057808A (ko) * 2013-11-20 2015-05-28 삼성에스디아이 주식회사 태양 전지
CN105140310B (zh) 2015-06-30 2017-07-18 山东淄博汉能薄膜太阳能有限公司 一种透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺
KR20170030311A (ko) * 2015-09-09 2017-03-17 주식회사 무한 박막형 태양전지 및 그 제조 방법
KR101778723B1 (ko) * 2016-11-17 2017-09-25 한국에너지기술연구원 Ｃｉｇｓ계 태양전지 셀의 제조방법 및 cigs계 태양전지 셀
WO2019062773A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 (Cnbm) Bengbu Design & Research Institute For Glass Industry Co., Ltd SEMI-TRANSPARENT THIN FILM SOLAR MODULE
US11715805B2 (en) 2017-09-29 2023-08-01 Cnbm Research Institute For Advanced Glass Materials Group Co., Ltd. Semitransparent thin-film solar module

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04348570A (ja) * 1991-05-25 1992-12-03 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 集積型光起電力素子モジュール及びその製法
US20060112987A1 (en) * 2003-01-10 2006-06-01 Toshinobu Nakata Transparent thin-film solar cell module and its manufacturing method
US20080156372A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Industrial Technology Research Institute Thin film solar cell module of see-through type and method of fabricating the same
US20080178925A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-31 Industrial Technology Research Institute Thin film solar cell module of see-through type and method for fabricating the same
EP2485273A2 (en) * 2009-10-01 2012-08-08 LG Innotek Co., Ltd. Solar photovoltaic device and a production method for the same
JP2012074619A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Showa Shell Sekiyu Kk 化合物系薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法
CN103718307A (zh) * 2011-08-10 2014-04-09 法国圣戈班玻璃厂 具有减小的功率损耗的太阳能模块及其制造方法
CN103797585A (zh) * 2011-09-19 2014-05-14 法国圣戈班玻璃厂 具有串联连接的薄层太阳能模块和用于串联连接薄层太阳能电池单元的方法
FR3018392A1 (fr) * 2014-03-07 2015-09-11 Screen Solar Module solaire photovoltaique semi-transparent en couches minces et son procede de fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019062788A1 (en) 2019-04-04
JP2020535654A (ja) 2020-12-03
JP7124068B2 (ja) 2022-08-23
EP3698408A4 (en) 2021-08-11
KR20200088809A (ko) 2020-07-23
US11837675B2 (en) 2023-12-05
US20200227578A1 (en) 2020-07-16
KR102413995B1 (ko) 2022-06-29
EP3698408A1 (en) 2020-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101581524B1 (ko) 박막 태양광 모듈의 공칭 출력의 신속 안정화 방법
KR20190000339A (ko) 박막 태양전지 모듈 구조 및 이의 제조 방법
US11715805B2 (en) Semitransparent thin-film solar module
KR20180043113A (ko) 박막 태양전지 모듈 구조 및 이의 제조 방법
US11837675B2 (en) Semitransparent thin-film solar module
US11515440B2 (en) Semitransparent thin-film solar module
KR20200093027A (ko) 개선된 션트 저항(shunt resistance)을 갖는 박막 태양광 모듈
KR20140047113A (ko) 전력 손실이 감소된 태양광 모듈 및 그의 제조 방법
CN103081124B (zh) 太阳能光伏装置及其生产方法
TW201340364A (zh) 積體化太陽電池的製造方法
EP2811537A2 (en) Photoelectric module and method of manufacturing the same
US20240088315A1 (en) Semitransparent thin-film solar module
KR102077768B1 (ko) 박막 태양전지 모듈 구조 및 이의 제조 방법
KR101349429B1 (ko) 태양광 발전장치
KR102419215B1 (ko) 박막 태양광 모듈을 제조하는 방법
JP2006165338A (ja) 集積型薄膜太陽電池及びその製造方法
KR20150142414A (ko) 도전성 금속층을 적용한 p2 패터닝부를 포함하는 박막 태양전지 및 이의 제조방법
KR101777453B1 (ko) P2 패터닝과 p3 패터닝을 동시에 수행하는 박막 태양전지의 제조방법 및 이에 사용되는 장치
KR20150082978A (ko) 태양전지 및 이의 제조 방법
KR20130070459A (ko) 태양전지 모듈 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200904