CN113764535A - 双面受光的机械叠层太阳能电池、电池组件和光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于太阳能电池技术领域，提供了一种双面受光的机械叠层太阳能电池、电池组件和光伏系统。双面受光的机械叠层太阳能电池包括叠层设置的第一电池及第二电池，第一电池和第二电池中的至少一个为薄膜电池，从朝向对侧电池的一侧至背离对侧电池的一侧，薄膜电池依次设有电极、薄膜层及玻璃衬底。如此，将薄膜电池的受光面背离对侧电池，将薄膜电池的电极朝向对侧电池，能够避免电极遮挡自背离对侧电池的一侧入射的太阳光，使得薄膜电池能够充分吸收太阳光，有利于提高光电转换效率。在一个实施例中，薄膜电池采用叉指背接触薄膜电池，在玻璃衬底上无需沉积无需沉积会导致寄生吸收的透明导电薄膜，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。
Description
技术领域
本申请属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种双面受光的机械叠层太阳能电池、电池组件和光伏系统。
背景技术
相关技术中的叠层电池可包括薄膜电池。薄膜电池的电极通常位于薄膜电池背离对侧电池的一侧，会遮挡太阳光，导致光电转换效率较差。基于此，如何提高叠层电池中薄膜电池的光电转换效率，成为了亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种双面受光的机械叠层太阳能电池、电池组件和光伏系统，旨在解决如何提高叠层电池中薄膜电池的光电转换效率的问题。
第一方面，本申请提供的双面受光的机械叠层太阳能电池，包括叠层设置的第一电池及第二电池，所述第一电池和所述第二电池中的至少一个为薄膜电池，从朝向对侧电池的一侧至背离所述对侧电池的一侧，所述薄膜电池依次设有电极、薄膜层及玻璃衬底。
可选地，所述玻璃衬底和所述薄膜层之间设有透明导电薄膜。
可选地，所述第一电池和所述第二电池之间设有绝缘层。
可选地，所述绝缘层为透明绝缘层。
可选地，所述绝缘层包括玻璃、EVA胶、有机硅中的至少一种。
可选地，所述薄膜电池的对侧电池包括晶硅电池和/或薄膜电池。
可选地，所述薄膜层包括吸收层和设于所述吸收层朝向所述对侧电池一侧的叉指结构。
可选地，所述吸收层包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅、钙钛矿、砷化镓和碲化镉中的至少一种。
可选地，所述叉指结构包括依次设置的第一导电区和第二导电区。
可选地，所述第一导电区包括电子传输层和第一导电层。
可选地，所述第一导电层包括第一透明导电层和/或第一金属电极。
可选地，所述第二导电区包括第二导电层。
可选地，所述第二导电区还包括设于所述第二导电层和所述吸收层之间的空穴传输层。
可选地，所述第二导电层包括第二透明导电层和/或第二金属电极。
第二方面，本申请提供的电池组件包括上述任一项所述的双面受光的机械叠层太阳能电池。
第三方面，本申请提供的光伏系统包括上述的电池组件。
本申请实施例的双面受光的机械叠层太阳能电池、电池组件和光伏系统中，将薄膜电池的受光面背离对侧电池，将薄膜电池的电极朝向对侧电池，能够避免电极遮挡自背离对侧电池的一侧入射的太阳光，使得薄膜电池能够充分吸收太阳光，有利于提高薄膜电池的光电转换效率。在一个实施例中，薄膜电池采用叉指背接触薄膜电池，在玻璃衬底上无需沉积会导致寄生吸收的透明导电薄膜，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。
附图说明
图1-图24是本申请实施例的双面受光的机械叠层太阳能电池的结构示意图；
图25-图29是本申请实施例的双面受光的机械叠层太阳能电池中的薄膜电池的结构示意图；
图30-图34是本申请实施例的双面受光的机械叠层太阳能电池中薄膜电池对侧的晶硅电池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参阅图1、图2和图3，本申请实施例的双面受光的机械叠层太阳能电池10，包括叠层设置的第一电池101及第二电池102，第一电池101和第二电池102中的至少一个为薄膜电池104，从朝向对侧电池的一侧至背离对侧电池的一侧，薄膜电池104依次设有电极12、薄膜层13及玻璃衬底14。
本申请实施例的双面受光的机械叠层太阳能电池10，将薄膜电池104的受光面背离对侧电池，将薄膜电池104的电极12朝向对侧电池，能够避免电极12遮挡自背离对侧电池的一侧入射的太阳光，使得薄膜电池104能够充分吸收太阳光，有利于提高薄膜电池104的光电转换效率。在一个实施例中，薄膜电池104采用叉指背接触薄膜电池，在玻璃衬底上无需沉积会导致寄生吸收的透明导电薄膜，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。
请注意，可以是第一电池101为顶电池，第二电池102为底电池；也可以是第一电池101为底电池，第二电池102为顶电池。在此不对第一电池101和第二电池102的具体层叠方向进行限定。为方便解释，下文以第一电池101为顶电池且第二电池102为底电池为例进行说明。
请注意，对侧电池的具体指代对象基于对侧电池前的定语确定。例如，第一电池101的对侧电池指第二电池102；又如，第二电池102的对侧电池指第一电池101。
请注意，在附图中，不同极性的电极，用不同的剖面线示出。
具体地，“第一电池101和第二电池102中的至少一个为薄膜电池104”包括以下三种情形：第一种情形，第一电池101和第二电池102均为薄膜电池104，如图1所示；第二种情形，仅第一电池101为薄膜电池104，如图2所示；第三种情形，仅第二电池102为薄膜电池104，如图3所示。在此不对第一电池101和第二电池102中的至少一个为薄膜电池104的具体情形进行限定。
请参阅图1，可选地，玻璃衬底14和薄膜层13之间设有透明导电薄膜。如此，可以通过透明导电薄膜收集薄膜电池104产生的电流。
请注意，虽然图中未示出薄膜电池104的透明导电薄膜，但正是由于玻璃衬底14和薄膜层13之间设有透明导电薄膜，故可以在玻璃衬底14上的透明导电薄膜连接引线，以将电流导出。
具体地，在本实施例中，透明导电薄膜为透明导电氧化物(TransparentConductive Oxide，TCO)。如此，TCO能够有效收集薄膜电池104的电流，保证了薄膜电池104的正常工作。而且，TCO具有高透过性且可以减反射，可以让减少太阳光的损失。这样，有利于提高光电转换效率。
可以理解，在其他的实施例中，透明导电薄膜可为除氧化物膜系外的金属膜系、化合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。例如EDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体)的聚合物PEDOT、金属网格、碳纳米棒导电薄膜(CNBTMFilms)、纳米银线(silver nanowire，SNW)、石墨烯(Graphene)等。在此不对透明导电薄膜的具体形式进行限定。
进一步地，TCO包括但不限于氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)、氟掺杂氧化锡(Fluorine-doped Tin Oxide，FTO)、铝掺杂氧化锌(Aluminum doped Zinc Oxid，AZO)。在此不对TCO的具体种类进行限定。
在本实施例中，TCO为氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)。ITO的光透过率高，导电能力强，电阻率低，稳定性和耐碱性能良好。采用ITO制成透明导电薄膜，有利于提高薄膜电池104的光电转换效率。
请参阅图1，可选地，第一电池101和第二电池102之间设有绝缘层103。如此，使得第一电池101与第二电池102之间实现电学隔离，避免了对第一电池101与第二电池102进行电流匹配，从而避免了电流匹配导致的效率限制。
可选地，绝缘层103为透明绝缘层。如此，使得绝缘层103能够透过太阳光，避免了太阳光被绝缘层103遮挡，有利于提高双面受光的机械叠层太阳能电池10的光电转换效率。可以理解，从一个电池背离对侧电池的一侧入射的太阳光，被绝缘层103透过后，可入射至对侧电池从而被对侧电池利用。
具体地，绝缘层103的光透过率的范围为大于80％。例如为80％、82％、85％、87％、89％、90％、92％、95％、97％、99％、100％。如此，使得绝缘层的光透过率处于合适的范围，避免由于光透过率较小导致太阳光难以透过，从而避免绝缘层103的遮挡导致的光电转换效率较低。
可选地，绝缘层103包括玻璃、EVA胶、有机硅中的至少一种。
在一个例子中，绝缘层103包括玻璃；在另一个例子中，绝缘层103包括EVA胶；在又一个例子中，绝缘层103包括有机硅；在再一个例子中，绝缘层103包括玻璃和EVA胶；在另一个例子中，绝缘层103包括玻璃和有机硅；在又一个例子中，绝缘层103包括EVA胶和有机硅；在再一个例子中，绝缘层103包括玻璃、EVA胶和有机硅。在此不对绝缘层103的具体形式进行限定。
请注意，在绝缘层103为玻璃的情况下，第一电池101可封装于第一组件，第二电池102可封装于第二组件。换言之，第一电池101和第二电池102可分别封装于两个电池组件。如此，在保证第一电池101和第二电池102被玻璃电学隔离的同时，在封装叠层电池的过程中利用单个电池的封装技术，有利于提高封装效率。
可选地，对侧电池包括晶硅电池和/或薄膜电池。如此，提供了多种形式的对侧电池，在生产过程中可根据实际情况进行选择。
可选地，薄膜电池104的对侧电池包括晶硅电池和/或薄膜电池。
具体地，请参阅图2、图3、图4、图5、图6和图7，薄膜电池104的对侧电池可为晶硅电池。
请注意，薄膜电池104作为底电池，可充分利用薄膜电池104弱光响应好的特点，充分吸收被地面或其他物体反射的太阳光，有利于提高叠层电池10的光电转换效率。晶硅电池作为顶电池，可充分发挥晶硅电池高转换效率的优势。将薄膜电池104作为底电池，并将晶硅电池作为顶电池，有利于提高整体的光电转换效率。
进一步地，在图2和图3的示例中，薄膜电池104的对侧电池均为双面接触晶体硅太阳电池。
进一步地，在图4、图5、图6和图7的示例中，薄膜电池104的对侧电池也可为叉指背接触晶体硅太阳电池。
更进一步地，在图4的示例中，第二电池102为薄膜电池104，第一电池101为叉指背接触晶体硅太阳电池，叉指背接触晶体硅太阳电池的叉指电极位于叉指背接触晶体硅太阳电池朝向薄膜电池104的一侧。
更进一步地，在图5的示例中，第二电池102为薄膜电池104，第一电池101为叉指背接触晶体硅太阳电池，叉指背接触晶体硅太阳电池的叉指电极位于叉指背接触晶体硅太阳电池背离薄膜电池104的一侧。
更进一步地，在图6的示例中，第一电池101为薄膜电池104，第二电池102为叉指背接触晶体硅太阳电池，叉指背接触晶体硅太阳电池的叉指电极位于叉指背接触晶体硅太阳电池朝向薄膜电池104的一侧。
更进一步地，在图7的示例中，第一电池101为薄膜电池104，第二电池102为叉指背接触晶体硅太阳电池，叉指背接触晶体硅太阳电池的叉指电极位于叉指背接触晶体硅太阳电池背离薄膜电池104的一侧。
具体地，请参阅图1、图8、图9、图10、图11、图12和图13，薄膜电池104的对侧电池可为薄膜电池。
进一步地，在图1、图8和图9的示例中，薄膜电池104的对侧电池为双面接触薄膜太阳电池。
更进一步地，在图1的示例中，第一电池101和第二电池102均为薄膜电池104，薄膜电池104的对侧电池的电极位于对侧电池朝向薄膜电池104的一侧。
更进一步地，在图8的示例中，第二电池102为薄膜电池104，第一电池101为双面接触薄膜太阳电池，双面接触薄膜太阳电池的电极位于双面接触薄膜太阳电池背离薄膜电池104的一侧。
更进一步地，在图9的示例中，第一电池101为薄膜电池104，第二电池102为双面接触薄膜太阳电池，双面接触薄膜太阳电池的电极位于双面接触薄膜太阳电池背离薄膜电池104的一侧。
进一步地，在图10、图11、图12和图13的示例中，薄膜电池104的对侧电池可为叉指背接触薄膜太阳电池。
更进一步地，在图10的示例中，第二电池102为薄膜电池104，第一电池101为叉指背接触薄膜太阳电池，叉指背接触薄膜太阳电池的叉指电极位于叉指背接触薄膜太阳电池背离薄膜电池104的一侧。
更进一步地，在图11的示例中，第一电池101为薄膜电池104，第二电池102为叉指背接触薄膜太阳电池，叉指背接触薄膜太阳电池的叉指电极位于叉指背接触薄膜太阳电池背离薄膜电池104的一侧。
更进一步地，在图12的示例中，从朝向对侧电池的一侧至背离对侧电池的一侧，第一电池101和第二电池102均依次设有电极12、薄膜层13及玻璃衬底14，故第一电池101和第二电池102均是本申请实施例的薄膜电池104，只是第一电池101的电极12呈叉指状，而第二电池102的电极不呈叉指状。
更进一步地，在图13的示例中，从朝向对侧电池的一侧至背离对侧电池的一侧，第一电池101和第二电池102均依次设有电极12、薄膜层13及玻璃衬底14，故第一电池101和第二电池102均是本申请实施例的薄膜电池104，只是第一电池101的电极12不呈叉指状，而第二电池102的电极呈叉指状。
以上仅为薄膜电池104的对侧电池的示例，在此不对薄膜电池104的对侧电池的具体形式进行限定。
请参阅图12、图13、图14和图15，可选地，薄膜电池104包括设于薄膜电池104朝向对侧电池一侧的叉指结构11。
如此，由于叉指结构11朝向对侧电池，避免了叉指结构11因设于背离对侧电池的一侧而遮挡太阳光，从而有利于提高光电转换效率。而且，由于叉指结构11位于薄膜层13背离玻璃衬底14的一侧，故在玻璃衬底14上无需沉积会导致寄生吸收的透明导电薄膜，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。
请注意，在薄膜电池104不包括叉指结构11的情况下，前文所述的电极12包括一种极性的电极。
请注意，在薄膜电池104包括叉指结构11的情况下，叉指结构11包括交替设置的两种极性的导电区，即p型区和n型区，即后文的第一导电区111和第二导电区112。前文所述的电极12包括两种极性的电极，即后文的第一金属电极11122和第二金属电极11212。
在图12的示例中，第一电池101和第二电池102均是本申请实施例的薄膜电池104。第一电池101的电极12呈叉指状，第一电池101包括叉指结构11。第二电池102的电极12不呈叉指状，第二电池102不包括叉指结构11。
在图13的示例中，第一电池101和第二电池102均是本申请实施例的薄膜电池104。第一电池101的电极12不呈叉指状，第一电池101不包括叉指结构11。第二电池102的电极呈叉指状，第二电池102包括叉指结构11。
在图14的示例中，第一电池101和第二电池102均是本申请实施例的薄膜电池104。第一电池101和第二电池102的电极均呈叉指状，第一电池101和第二电池102均包括叉指结构11。
图1-图11中的薄膜电池104，电极均不呈叉指状，均不包括叉指结构11。可将图2-图11中的薄膜电池104替换为包括叉指结构11的薄膜电池104，以形成结构不同的双面受光的机械叠层太阳能电池10，如图15-图24所示。关于图15-图24的解释和说明可参照前文，为避免冗余，在此不再赘述。
可以理解，在薄膜电池104包括叉指结构11的情况下，薄膜电池104为叉指背接触薄膜太阳能电池；在薄膜电池104不包括叉指结构的情况下，薄膜电池104不是叉指背接触薄膜太阳能电池。
请参阅图25、图26、图27、图28和图29，可选地，薄膜层13包括吸收层131和设于吸收层131朝向对侧电池一侧的叉指结构11。
如此，由于叉指结构11朝向对侧电池，避免了叉指结构11因设于背离对侧电池的一侧而遮挡太阳光，从而有利于提高光电转换效率。而且，由于叉指结构11位于吸收层131背离玻璃衬底14的一侧，故在玻璃衬底14上无需沉积会导致寄生吸收的透明导电薄膜，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。
可选地，吸收层131包括亚铁化硅(β-FeSi2)、铜铟镓硒(CIGS)、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅、钙钛矿(perovskite)、砷化镓和碲化镉(CdTe)中的至少一种。如此，提供了多种形式的吸收层131，在生产过程中可根据实际情况进行选择。
具体地，吸收层131可包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅、钙钛矿、砷化镓和碲化镉中的1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种或全部。
例如，吸收层131包括亚铁化硅；又如，吸收层131包括亚铁化硅和铜铟镓硒；再如，吸收层131包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅；例如，吸收层131包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅；又如，吸收层131包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟；再如，吸收层131包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅；例如，吸收层131包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅、钙钛矿；又如，吸收层131包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅、钙钛矿、砷化镓；再如，吸收层131包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅、钙钛矿、砷化镓、碲化镉。
在图26的示例中，吸收层131为铜铟镓硒(CIGS)；在图27的示例中，吸收层131为本征非晶硅(i a-Si:H)；在图28的示例中，吸收层131为碲化镉(CdTe)；在图29的示例中，吸收层131为钙钛矿(perovskite)。
请注意，以上仅为示例，不代表对吸收层131的限制，在此不对吸收层131的具体形式进行限定。
请参阅图25，可选地，叉指结构11包括依次设置的第一导电区111和第二导电区112。
如此，通过位于吸收层131背离玻璃衬底14的一侧的第一导电区111和第二导电区112引出薄膜电池104的电流，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。而且，相关技术中制作薄膜电池至少需要三道激光划线工艺，在制作薄膜电池104，本实施例只需一道激光划线工艺，可以减少工艺步骤，提高生产效率。
请注意，在薄膜电池104包括叉指结构11的情况下，叉指结构11包括交替设置的两种极性的导电区，即p型区和n型区，即此处的第一导电区111和第二导电区112。
具体地，第一导电区111和第二导电区112交替设置。换言之，相邻的两个第一导电区111之间设有一个第二导电区112，相邻的两个第二导电区112之间设有一个第一导电区111。
请参阅图25，可选地，第一导电区111包括电子传输层1111和第一导电层1112。
如此，可以通过电子传输层1111和第一导电层1112及时传输被阳光激发的电子，避免电子累积影响薄膜电池104的寿命。而且，这样还可以阻挡空穴，减小空穴和电子复合。
可以理解，电子传输层1111指能够传输电子载流子的膜层。
在图26的示例中，电子传输层1111为硫化镉(CdS)；在图27的示例中，电子传输层1111为n型非晶硅层(n a-Si:H)；在图28的示例中，电子传输层1111为硫化镉(CdS)；在图29的示例中，ETL指电子传输层1111。
请参阅图26、图27、图28和图29，可选地，第一导电层1112包括第一透明导电层11121和/或第一金属电极11122。如此，可通过第一透明导电层11121和/或第一金属电极11122导出电流。
请注意，在薄膜电池104包括叉指结构11的情况下，前文所述的电极12包括两种极性的电极，即此处的第一金属电极11122和后文的第二金属电极11212。
请参阅图26、图27、图28和图29，第一导电层1112包括第一透明导电层11121和第一金属电极11122。可以理解，在其他的示例中，第一导电层1112可仅包括第一透明导电层11121，也可仅包括第一金属电极11122。
具体地，第一透明导电层11121为透明导电氧化物(Transparent ConductiveOxide，TCO)。关于第一透明导电层11121的其他解释和说明，可参照前文关于透明导电薄膜的解释和说明，为避免冗余，在此不再赘述。
具体地，第一金属电极11122包括铝电极、银电极、铜电极等能够导电的金属电极。在此不对第一金属电极11122的具体形式进行限定。
请参阅图25，可选地，第二导电区112包括第二导电层1121。如此，可以通过第二导电层1121导出电流。
请参阅图25、图27、图28和图29，可选地，第二导电区112还包括设于第二导电层1121和吸收层131之间的空穴传输层1122。如此，可以通过空穴传输层1122及时传输被阳光激发出的空穴，避免空穴累积影响薄膜电池104的寿命。而且，这样还可以阻挡电子，减小空穴和电子复合。
可以理解，空穴传输层1122指能够传输空穴载流子的膜层。
在图27的示例中，空穴传输层1122为P型非晶硅层(p a-Si:H)；在图28的示例中，空穴传输层1122为碲化锌(ZnTe)；在图29的示例中，HTL指空穴传输层1122。
请参阅图26、图27、图28和图29，可选地，第二导电层1121包括第二透明导电层11211和/或第二金属电极11212。如此，可通过第二透明导电层11211和/或第二金属电极11212导出电流。
请注意，在薄膜电池104包括叉指结构11的情况下，前文所述的电极12包括两种极性的电极，即前文的第一金属电极11122和此处的第二金属电极11212。
在图27的示例中，第二导电层1121包括第二透明导电层11211和第二金属电极11212。在图26、图28和图29的示例中，第二导电层1121仅包括第二金属电极11212。可以理解，在其他的示例中，第二导电层1121可仅包括第二透明导电层11211。
具体地，在本实施例中，第二透明导电层11211为透明导电氧化物(TransparentConductive Oxide，TCO)。关于第二透明导电层11211的其他解释和说明，可参照前文关于透明导电薄膜的解释和说明，为避免冗余，在此不再赘述。
具体地，第二金属电极11212包括铝电极、银电极、铜电极等能够导电的金属电极。在此不对第二金属电极11212的具体形式进行限定。
请参阅图26，可选地，薄膜电池104的制作方法可包括：清洗玻璃衬底14；在清洗后的玻璃衬底14上沉积吸收层131；利用第一掩膜版在吸收层131上沉积电子传输层1111；在电子传输层1111上沉积第一透明导电层11121和第一金属电极11122，以得到第一导电层1112；可在沉积完第一透明导电层11121后整面沉积金属层，并对整面沉积的金属层进行激光划线，以分割整面沉积的金属层。这样可以形成相互间隔的第一金属电极11122和第二金属电极11212。
可以理解，也可在沉积完第一金属电极11122后，利用第二掩膜版在吸收层131上沉积第二金属电极11212，以得到第二导电层1121，第二掩膜版与第一掩膜版互补。
可以理解，在吸收层131上沉积电子传输层1111的步骤中，也可先在吸收层131整面沉积电子传输层1111，再利用与第一掩膜版互补的第二掩膜版，去除自第二掩膜版露出的电子传输层1111。
换言之，可以直接在待沉积区域沉积电子传输层1111，也可先整面沉积电子传输层1111，再将非沉积区域的电子传输层1111去除。在此不对沉积电子传输层1111的具体方式进行限定。
可以理解，本实施例中其他需要分区域沉积的膜层与电子传输层1111的沉积方式类似，可参照前文中关于沉积电子传输层1111的部分，为避免冗余，后文不再赘述。
请参阅图27，可选地，薄膜电池104的制作方法可包括：清洗玻璃衬底14；在清洗后的玻璃衬底14上沉积吸收层131；利用第一掩膜版在吸收层131上沉积电子传输层1111；利用第二掩膜版在吸收层131上沉积空穴传输层1122，第二掩膜版与第一掩膜版互补；可在电子传输层1111和空穴传输层1122背离吸收层131的一侧依次整面沉积导电层和金属，然后对整面沉积的导电层和金属进行激光划线，以分割整面沉积的导电层和金属。这样，可以在电子传输层1111上形成第一透明导电层11121和第一金属电极11122，从而得到第一导电层1112，并可以在空穴传输层1122上形成第二透明导电层11211和第二金属电极11212，从而得到第二导电层1121。
请参阅图28和图29，可选地，薄膜电池104的制作方法可包括：清洗玻璃衬底14；在清洗后的玻璃衬底14上沉积吸收层131；利用第一掩膜版在吸收层131上沉积电子传输层1111；在电子传输层1111上沉积第一透明导电层11121；利用第二掩膜版在吸收层131上沉积空穴传输层1122，第二掩膜版与第一掩膜版互补；可整面沉积金属层并进行激光划线，以分割整面沉积的金属层。这样可以形成相互间隔的第一金属电极11122和第二金属电极11212。
请参阅图1和图14，可选地，第一电池101可包括第一引线1011和第二引线1012，第一引线1011用于引出第一电池101的正极，第二引线1012用于引出第一电池101的负极。第二电池102可包括第三引线1021和第四引线1022，第三引线1021用于引出第二电池102的正极，第四引线1022用于引出第二电池102的负极。
如此，可将第一电池101的正极和负极分别引出到接线盒，将第二电池102的正极和负极分别引出到接线盒，不仅便于将双面受光的机械叠层太阳能电池10封装为单个电池组件，而且，使得第一电池101和第二电池102电学隔离，可以避免电流匹配问题带来的效率限制。可以理解，如此，双面受光的机械叠层太阳能电池10为4端机械叠层太阳电池。
请注意，在图1的示例中，第一引线1011、第二引线1012、第三引线1021和第四引线1022的数量均为1根，第一引线1011将第一电池101的全部正极连在一起并统一引出，第二引线1012连接第一电池101的玻璃衬底14，以连接到图中未示出的设于玻璃衬底14和薄膜层13之间的透明导电薄膜，从而将第一电池101的负极引出。第三引线1021将第二电池102的全部正极连在一起并统一引出，第四引线1022连接第二电池101的玻璃衬底14，以连接到图中未示出的设于玻璃衬底14和薄膜层13之间的透明导电薄膜，从而将第四引线1022的负极引出。如此，可以减少引线的数量，节约成本并减少引线占用的空间。
请注意，在图14的示例中，第一引线1011、第二引线1012、第三引线1021和第四引线1022的数量均为1根，第一引线1011将第一电池101的全部正极连在一起并统一引出，第二引线1012将第一电池101的全部负极连在一起并统一引出。第三引线1021将第二电池102的全部正极连在一起并统一引出，第四引线1022将第二电池102的全部负极连在一起并统一引出。如此，可以减少引线的数量，节约成本并减少引线占用的空间。
具体地，第一电池101的多个电极可平行排列，第一引线1011和第二引线1012的延伸方向可与第一电池101的多个电极的延伸方向垂直。如此，使得走线整齐，便于排查故障。
具体地，第一引线1011可包括线芯和包裹线芯的绝缘件，绝缘件上与第一电池101的正极对应的位置设有开口，线芯穿过开口与第一电池101的正极电性连接。如此，保证第一引线1011仅与第一电池101的正极电性连接。
进一步地，绝缘件包括但不限于POE膜、EVA膜、PVB膜、或POE和EVA组成的共挤膜。如此，可通过低温加热使得绝缘件贴敷在第一电池101上进行预粘接，使得第一引线1011与第一电池101固定连接得更加紧密。
请注意，第二引线1012、第三引线1021和第四引线1022可与第一引线1011的该部分解释和说明类似，为避免冗余，在此不再赘述。
可以理解，在其他的示例中，第一引线1011的数量可为多个，第一电池101的一个或多个正极连接一根第一引线1011；第二引线1012的数量可为多个，第一电池101的一个或多个负极连接一根第二引线1012；第三引线1021的数量可为多个，第二电池102的一个或多个正极连接一根第三引线1021；第四引线1022的数量可为多个，第二电池102的一个或多个负极连接一根第四引线1022。在此不对引线与电极的具体连接方式进行限定。
如前所述，薄膜电池104的对侧电池可为晶硅电池。而晶硅电池可为叉指背接触电池105(Interdigitated back contact，IBC)、HJT电池106(Heterojunction withIntrinsic Thinfilm，异质结电池)、TOPCon电池107(Tunnel Oxide Passivated Contact,隧穿氧化层钝化接触电池)、MWT电池108(Metallization wrap-through，金属穿孔卷绕电池)或PERC电池109(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极背面太阳能电池)。叉指背接触电池105包括叉指背钝化接触结构电池等，如此，提供了多种形式的晶硅电池，在生产过程中可根据实际情况进行选择。
请参阅图30，具体地，叉指背接触电池105包括第一IBC钝化减反层1051、扩散层1052、IBC硅基底1053、IBC扩散区1054、第二IBC钝化减反层1055和IBC电极1056。
进一步地，第一IBC钝化减反层1051和第二IBC钝化减反层1055为氮化硅层(SiNx)。如此，可以减少电池对太阳光的反射，吸收更多的太阳光，以激发更多的电子和空穴，也可对电池进行保护，延长电池的寿命，还可减少复合中心，起到钝化的效果。
进一步地，IBC扩散区1054包括交错设置的p型区和n型区。IBC电极1056可包括与p型区对应设置的铝电极和与n型区对应设置的银电极。
请参阅图31，具体地，HJT电池106包括第一HIT电极1061、第一HIT透明导电氧化物膜1062、第一HIT非晶硅层1063、第一HIT本征非晶硅层1064、HIT硅基底1065、第二HIT本征非晶硅层1066、第二HIT非晶硅层1067、第二HIT透明导电氧化物膜1068、第二HIT电极1069。
请参阅图32，具体地，TOPCon电池107包括第一TOPCon电极1071、第一TOPCon钝化减反层1072、第二TOPCon钝化减反层1073、p型TOPCon发射极1074、TOPCon硅基底1075、隧穿氧化层1076、掺杂层1077、第三TOPCon钝化减反层1078、第二TOPCon电极1079。
进一步地，第一TOPCon钝化减反层107为氮化硅层(SiNx)，第二TOPCon钝化减反层1073为氧化铝层(AlOx)，第三TOPCon钝化减反层1078为氮化硅层(SiNx)。如此，可以减少电池对太阳光的反射，吸收更多的太阳光，以激发更多的电子和空穴，也可对电池进行保护，延长电池的寿命，还可减少复合中心，起到钝化的效果。
请参阅图33，具体地，MWT电池108包括MWT接触结构1081、AR涂层1082、MWT发射极1083、MWT硅基底1084、MWT背面电介质钝化层1085、MWT背电极点1086、MWT背发射极1087、p型接触区1088。
请参阅图34，具体地，PERC电池109包括第一PERC电极1091、第一PERC钝化减反层1092、n型发射极1093、硅基底1094、铝背场1095、第二PERC钝化减反层1096、第三PERC钝化减反层1097、第二PERC电极1098。
进一步地，第一PERC钝化减反层1092为氮化硅层(SiNx)，第二PERC钝化减反层1096为氮化硅层(SiNx)，第三PERC钝化减反层1097为氧化铝层(AlOx)。
本申请实施例的电池组件，包括上述任一项的双面受光的机械叠层太阳能电池10。
本申请实施例的电池组件中，将薄膜电池104的受光面背离对侧电池，将薄膜电池104的电极12朝向对侧电池，能够避免电极12遮挡自背离对侧电池的一侧入射的太阳光，使得薄膜电池104能够充分吸收太阳光，有利于提高薄膜电池104的光电转换效率。在一个实施例中，薄膜电池104采用叉指背接触薄膜电池，在玻璃衬底上无需沉积会导致寄生吸收的透明导电薄膜，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。
本申请实施例的光伏系统，包括上述的电池组件。
本申请实施例的光伏系统中，将薄膜电池104的受光面背离对侧电池，将薄膜电池104的电极12朝向对侧电池，能够避免电极12遮挡自背离对侧电池的一侧入射的太阳光，使得薄膜电池104能够充分吸收太阳光，有利于提高薄膜电池104的光电转换效率。在一个实施例中，薄膜电池104采用叉指背接触薄膜电池，在玻璃衬底上无需沉积会导致寄生吸收的透明导电薄膜，可以减少寄生吸收，从而增大短路电流密度。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，包括叠层设置的第一电池及第二电池，所述第一电池和所述第二电池中的至少一个为薄膜电池，从朝向对侧电池的一侧至背离所述对侧电池的一侧，所述薄膜电池依次设有电极、薄膜层及玻璃衬底。
2.根据权利要求1所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述玻璃衬底和所述薄膜层之间设有透明导电薄膜。
3.根据权利要求1所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一电池和所述第二电池之间设有绝缘层。
4.根据权利要求3所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层为透明绝缘层。
5.根据权利要求4所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层包括玻璃、EVA胶、有机硅中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述薄膜电池的对侧电池包括晶硅电池和/或薄膜电池。
7.根据权利要求1所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述薄膜层包括吸收层和设于所述吸收层朝向所述对侧电池一侧的叉指结构。
8.根据权利要求7所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述吸收层包括亚铁化硅、铜铟镓硒、微晶硅、纳米晶硅、磷化铟、非晶硅、钙钛矿、砷化镓和碲化镉中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述叉指结构包括依次设置的第一导电区和第二导电区。
10.根据权利要求9所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一导电区包括电子传输层和第一导电层。
11.根据权利要求10所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一导电层包括第一透明导电层和/或第一金属电极。
12.根据权利要求9所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述第二导电区包括第二导电层。
13.根据权利要求12所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述第二导电区还包括设于所述第二导电层和所述吸收层之间的空穴传输层。
14.根据权利要求12所述的双面受光的机械叠层太阳能电池，其特征在于，所述第二导电层包括第二透明导电层和/或第二金属电极。
15.一种电池组件，其特征在于，包括权利要求1-14任一项所述的双面受光的机械叠层太阳能电池。
16.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求15所述的电池组件。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114497287A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-05-13 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种太阳电池复合组件及其制备方法和光伏系统 |
| CN118019366A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 叠层太阳能电池、太阳能电池及光伏组件 |
-
2021
- 2021-10-09 CN CN202111175040.6A patent/CN113764535A/zh active Pending
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| CN114497287A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-05-13 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种太阳电池复合组件及其制备方法和光伏系统 |
| CN118019366A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 叠层太阳能电池、太阳能电池及光伏组件 |
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