CN116960205A - 太阳能电池组件及其制备方法 - Google Patents

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CN116960205A CN202310702008.1A CN202310702008A CN116960205A CN 116960205 A CN116960205 A CN 116960205A CN 202310702008 A CN202310702008 A CN 202310702008A CN 116960205 A CN116960205 A CN 116960205A
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高纪凡
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Trina Solar Co Ltd
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Trina Solar Changzhou Technology Co ltd
Trina Solar Co Ltd
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Abstract

本申请涉及一种太阳能电池组件及其制备方法，包括：衬底；至少两个电池单元，位于衬底表面且沿第一方向间隔排列，电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿第一方向、第二方向分割形成；在任意相邻的两个电池单元中，其中一个电池单元位于第一末端的子电池设有朝间隙延伸的第一导电凸起，另一个电池单元位于第二末端的子电池设有朝同一间隙延伸的第二导电凸起；设于间隙的连接结构用于电连接第一导电凸起和第二导电凸起。由此实现子电池数量成倍增加，使串联电流成对应倍数的减小，以持续降低串联电阻所造成的功率热损失，并提升电池组件的效率。

Description

太阳能电池组件及其制备方法
技术领域
本申请涉及太阳电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池组件及其制备方法。
背景技术
钙钛矿太阳能电池凭借能量转换效率高和制作成本低廉的优势，具有非常广阔的应用前景。目前的钙钛矿太阳能电池组件通常采用激光刻蚀的方法形成各个子电池的串联结构，其中被刻蚀的区域无法被用来发电，被称为死区，然而通过降低活性区的宽度以降低电池组件的串联电流，进而降低因串联电阻所造成的功率热损失的做法将会使得死区面积增加，导致受光面积减小，最终影响电池组件的光电转换效率。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中通过降低活性区的宽度以降低电池组件的串联电流的做法会影响电池组件的光电转换效率的问题提供一种太阳能电池组件及其制备方法。
为了实现上述目的，本申请提供了一种太阳能电池组件，包括：
衬底；
至少两个电池单元，位于所述衬底表面且沿第一方向排列，相邻的两个所述电池单元设有间隙，所述电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿所述第一方向、所述第二方向分割形成，所述第一方向与所述第二方向正交；其中，在任意相邻的两个所述电池单元中，其中一个所述电池单元位于第一末端的子电池设有朝所述间隙延伸的第一导电凸起，另一个所述电池单元位于第二末端的子电池设有朝同一所述间隙延伸的第二导电凸起，所述第一末端与所述第二末端沿所述第二方向相对；
连接结构，位于所述间隙，所述连接结构用于电连接所述第一导电凸起和所述第二导电凸起，以使相邻的两个所述电池单元形成串联结构。
在其中一个实施例中，每一所述子电池的第二子导电结构包括：
光电转换层，位于所述第一子导电结构远离所述衬底的一侧表面；
电极层，位于所述光电转换层远离所述衬底的一侧表面；
其中，同一所述电池单元中，相邻的两个所述子电池在所述第一子导电结构分割形成第一线槽，以使所述光电转换层通过所述第一线槽与所述衬底连通；以及相邻的两个所述子电池在所述光电转换层设有第二线槽，以使所述电极层通过所述第二线槽与所述第一子导电结构连通；以及相邻的两个所述子电池在所述电极层设有第三线槽，所述第三线槽位于所述第二线槽背离所述第一线槽的一侧，所述第三线槽依次贯穿所述电极层、所述光电转换层，以在第二方向上形成依次串联的多个所述子电池。
在其中一个实施例中，所述光电转换层包括沿远离所述衬底方向依次层叠的第一传输层、光吸收层以及第二传输层；
其中，所述电极层通过所述第二线槽依次贯穿所述第二传输层、所述光吸收层、所述第一传输层至与所述第一子导电结构接触，所述第三线槽依次贯穿所述第二传输层、所述光吸收层、所述第一传输层至暴露所述第一子导电结构。
在其中一个实施例中，在任意相邻的两个所述电池单元中，其中一个所述电池单元位于第一末端的子电池的第一子导电结构朝所述间隙凸起以形成所述第一导电凸起，另一个所述电池单元位于第二末端的子电池的电极层朝同一所述间隙凸起以形成所述第二导电凸起。
在其中一个实施例中，至少两个电池单元至少包括首端电池单元及尾端电池单元，所述首端电池单元和所述尾端电池单元为所述至少两个电池单元中在所述第一方向上距离最远的两电池单元；
其中，位于首端电池单元的第一末端的子电池设有所述第一导电凸起，位于首端电池单元的第二末端的子电池朝所述间隙延伸出来的电极层作为第一引线端子，所述第一引线端子与所述第一导电凸起在所述间隙上位于同一侧；以及
位于尾端电池单元的第二末端的子电池设有所述第二导电凸起，位于尾端电池单元的第一末端的子电池朝所述间隙延伸出来的第一子导电结构作为第二引线端子，所述第二引线端子与所述第二导电凸起在所述间隙上位于同一侧。
在其中一个实施例中，所述太阳能电池组件还包括：
第一极性接线盒，用于与所述第一引线端子连接，所述第一极性接线盒的电性类型与所述第一引线端子的电性类型相同；
第二极性接线盒，用于与所述第二引线端子连接，所述第二极性接线盒的电性类型与所述第二引线端子的电性类型相同。
在其中一个实施例中，还包括：
封装层，用于覆盖各所述电池单元的表面；
其中，所述第一极性接线盒和所述第二极性接线盒设于所述封装层表面。
本申请提供一种太阳能电池组件的制备方法，包括：
提供衬底；
于所述衬底表面形成沿第一方向排列的至少两个电池单元，相邻的两个所述电池单元设有间隙，所述电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿所述第一方向、所述第二方向分割形成，所述第一方向与所述第二方向正交；其中，在任意相邻的两个所述电池单元中，其中一个所述电池单元位于第一末端的子电池设有朝所述间隙延伸的第一导电凸起，另一个所述电池单元位于第二末端的子电池设有朝同一所述间隙延伸的第二导电凸起，所述第一末端与所述第二末端沿所述第二方向相对；
于所述间隙内形成连接结构，以使相邻的两个所述电池单元形成串联结构，其中，所述连接结构用于电连接所述第一导电凸起和所述第二导电凸起。
在其中一个实施例中，所述于所述衬底表面形成沿第一方向排列的至少两个电池单元，包括：
于所述衬底表面形成导电层，并沿所述第二方向将所述导电层分割形成多个沿所述第一方向排列的至少两个导电区域，每一导电区域分割形成有沿所述第二方向排列的第一子导电结构；
于所述导电层上形成与所述第一子导电结构一一对应的第二子导电结构，使得所述第一子导电结构与对应的所述第二子导电结构形成所述子电池。
在其中一个实施例中，同一导电区域中相邻的两个第一子导电结构之间的间距为第一线槽，且位于所述第一末端的第一子导电结构朝所述第一方向分割的间隙延伸的部分作为第一导电凸起；
所述于所述导电层上形成与所述第一子导电结构一一对应的第二子导电结构，包括：
于各所述第一子导电结构表面和各所述第一线槽上形成光电转换层，对所述光电转换层进行刻蚀至暴露所述第一子导电结构，以形成在所述第一子导电结构表面沿所述第二方向依次排列的功能块，且在所述第二方向上相邻的两个功能块具有第二线槽；
于各所述功能块和各所述第二线槽上形成电极层，对所述电极层进行刻蚀至暴露所述第一子导电结构，以形成在所述第一子导电结构表面沿所述第二方向依次排列的所述第二子导电结构，且在所述第二方向上相邻的两个第二子导电结构具有第三线槽，所述第三线槽位于所述第二线槽背离所述第一线槽的一侧，其中，位于所述第二末端的第二子导电结构朝所述第一方向分割的间隙延伸的电极层作为第二导电凸起。
在其中一个实施例中，，至少两个电池单元至少包括首端电池单元及尾端电池单元，位于首端电池单元的第一末端的子电池设有所述第一导电凸起，位于首端电池单元的第二末端的子电池朝所述间隙延伸出来的电极层作为第一引线端子，所述第一引线端子与所述第一导电凸起在所述间隙上位于同一侧；以及
位于尾端电池单元的第二末端的子电池设有所述第二导电凸起，位于尾端电池单元的第一末端的子电池朝所述间隙延伸出来的第一子导电结构作为第二引线端子，所述第二引线端子与所述第二导电凸起在所述间隙上位于同一侧；
所述方法还包括：
于各所述电池单元表面形成封装层；
于所述封装层表面形成与所述第一引线端子、所述第二引线端子分别对应的第一极性接线盒以及第二极性接线盒。
上述太阳能电池组件及其制备方法，通过在衬底表面设置沿第一方向间隔排列的至少两个电池单元，电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿所述第一方向、所述第二方向分割形成，且在间隙上设置连接结构以连接相邻两个电池单元的第一导电凸起和第二导电凸起，以使相邻的两个电池单元形成串联结构，由此实现太阳能电池组件的子电池数量成倍增加，使得串联电流成对应倍数的减小，从而明显提升电压、降低电流密度，以持续降低由于串联电阻所造成的功率热损失，同时还能提升电池组件的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之一；
图2为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之二；
图3为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之三；
图4为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之四；
图5为一实施例中提供的太阳能电池组件的制备方法的流程示意图；
图6为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之五；
图7为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之六；
图8为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之七；
图9为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之八；
图10为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之九；
图11为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之十；
图12为一实施例中提供的太阳能电池组件的结构示意图之十一。
附图标记说明：
衬底：100；电池单元：200；子电池：210；第一子导电结构：220；第二子导电结构：230；光电转换层：231；电极层：232；第一传输层：2311；光吸收层：2312；第二传输层：2313；第一导电凸起：240；第二导电凸起：250；第一引线端子：260；第二引线端子：270；连接结构：300；第一极性接线盒：400；第二极性接线盒：500。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
薄膜太阳能电池组件主要有钙钛矿薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、CIGS薄膜太阳能电池以及非硅基薄膜太阳能电池等，当太阳光入射到薄膜电池组件的吸收层后随即被吸收，光子的能量将原来束缚在原子核周围的电子激发，使其形成自由电子，电子被激发后会同时产生一个额外的带正电的空穴，电子向电子传输层移动，而空穴流向空穴传输层，当在外部接入负载时就会不断产生光电流。
其中，钙钛矿太阳能电池经过多年的发展，其实验室单节效率已经达到了25.7％，结合晶硅技术的叠层电池也达到了32％，具有非常广阔的应用前景。不仅如此，相比于晶硅组件，钙钛矿太阳能电池具有溶液加工、原料丰富、制作成本低廉的优势，有望成为新一代商业化的光伏电池技术。进一步地，钙钛矿电池通常采用激光划线的方式使电池组件形成微观的串联结构，相比于晶硅电池，钙钛矿电池的串联电阻明显大于晶硅电池，故基于钙钛矿电池的组件技术具有“小电流、高电压”的技术特点，从而减少由于串联电阻造成的功率损失。
因此，现有技术为了达到持续降低电流以减少串联电阻的功率损失的目的，而采取进一步降低电池受光面积宽度的做法，但这会使得激光刻蚀的部分增多，即造成死区面积增加、非发光区域面积增加，导致电池组件的光电转换效率降低。
基于此，本申请提供一种太阳能电池组件及其制备方法，在持续降低电流以减少由于串联电阻造成的功率热损失的同时还能提升组件效率。
请参阅图1，本申请提供一种太阳能电池组件，包括衬底100、至少两个电池单元200和连接结构300，至少两个电池单元200位于衬底100表面且沿第一方向X排列，相邻的两个电池单元200设有间隙，电池单元200包括沿第二方向Y依次串联的多个子电池210，每一子电池210包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿第一方向X、第二方向Y分割形成，第一方向X与第二方向Y正交。其中，在任意相邻的两个电池单元200中，其中一个电池单元200位于第一末端的子电池210设有朝间隙延伸的第一导电凸起240，另一个电池单元200位于第二末端的子电池210设有朝同一间隙延伸的第二导电凸起250，第一末端与第二末端沿第二方向Y相对。连接结构300则位于间隙，连接结构300用于电连接第一导电凸起240和第二导电凸起250，以使相邻的两个电池单元200形成串联结构。
其中，太阳能电池组件可以是钙钛矿太阳能电池组件、碲化镉太阳能电池组件、CIGS太阳能电池组件中的至少一种，衬底100则是承载电池组件的支撑基体，光线从衬底100侧入射进来，可选地，衬底100可以是透明玻璃或柔性基板。且衬底100表面形成的一层导电层使得衬底100与导电层之间组成导电衬底，可选地，导电层的材质包括但不限于氧化铟锡、铝掺杂氧化铟等透明导电氧化物以及银、铜、金、铁、铝等金属网格。
进一步地，第一方向X可以理解为电池组件的列方向，第二方向Y可以理解为电池组件的行方向，通过对导电层的划刻处理，一是沿第二方向Y将同一导电层划分为至少两个上下间隔的区域，例如图1沿中线将导电层划分为两个上下间隔排布的区域，或例如图2将导电层划分为等间隙排布的三个区域，或例如图3将导电层划分为等间隙排布的四个区域，或其他划分为N个区域的组件，N为大于等于2的正整数；二是沿第一方向X在各个区域划刻导电层以在第二方向Y上形成互相间隔的第一子导电结构，且后续在各第一子导电结构表面形成第二子导电结构以使得第一子导电结构与第二子导电结构形成子电池210，且同一横向区域内的相邻子电池210呈串联，从而在同一区域依次串联的子电池210共同组成一个电池单元200，沿第一方向X排列的电池单元200经过导电层的划刻之后两两之间存在间隙。进一步地，为了使得相邻的电池单元200之间实现电连接，则需要在相邻的两个电池单元200中，使其中一个电池单元200的第一末端(例如最左端)的子电池210设有朝间隙延伸的第一导电凸起240，第一导电凸起240用作所在电池单元200的正极和负极的其中一个，可选地，该第一导电凸起240可以是在划刻导电层时保留下来的部分导电层，且使另一个电池单元200位于第二末端(例如最右端)的子电池210设有朝间隙延伸的第二导电凸起250，第二导电凸起250用作所在电池单元的正极和负极中的另一个，可选地，该第二导电凸起250可以是在形成第二子导电结构时保留下来的部分结构。
进一步地，在相邻的电池单元200中间隔的间隙内设置连接结构300，以电连接第一导电凸起240和第二导电凸起250，进而使得相邻的两个电池单元200形成串联回路。可选地，连接结构300包括金、铁、铝、铜以及上述金属形成的复合物。示例性地，如图1所示，当两个电池单元200沿第一方向X间隔排布，上端电池单元200中位于左末端的子电池210的第一导电凸起240用作负极，下端电池单元200中位于右末端的子电池210的第二导电凸起250用作正极，则在间隙上设置连接结构300以连接第一和第二导电凸起，由此形成上下串联的两个电池单元结构。
如图2所示，当三个电池单元沿第一方向X间隔排布时，在两两相邻的电池单元中，位于上端的电池单元中的左末端子电池210的第一导电凸起240用作负极，位于下端的电池单元中的右末端子电池210的第二导电凸起250用作正极，且在两个间隙上分别设置连接结构300以分别连接两相邻电池单元上的第一和第二导电凸起，由此形成第一个电池单元通过连接结构与第二个电池单元串联，第二个电池单元继续通过连接结构与第三个电池单元串联，由此形成上下串联的三个电池单元结构。
基于此，通过将同一导电层沿第一方向X、第二方向Y分割形成多个第一子导电结构，且于多个第一子导电结构一一对应叠层第二子导电结构以形成沿第二方向Y依次串联的多个子电池210，同排的多个子电池210组成的电池单元200形成沿第一方向X间隔排列的结构，从而使电池组件的子电池210串联数量成倍增加，例如当形成N个电池单元时，子电池串联数量为单一电池单元的N倍，相应的，电池组件的电流降低为原来的1/N，电压提升为原来的N倍，由此持续降低由于串联电阻造成的功率热损失，故本申请提供的太阳能电池组件以划分至少两个电池单元200且使用连接结构300将划分的各个电池单元200进行串联，能够明显降低电流密度，提升组件的光电转换效率。
在上述示例中，通过在衬底表面设置沿第一方向间隔排列的至少两个电池单元，电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿所述第一方向、所述第二方向分割形成，且在间隙上设置连接结构以连接相邻两个电池单元的第一导电凸起和第二导电凸起，以使相邻的两个电池单元形成串联结构，由此实现太阳能电池组件的子电池数量成倍增加，使得串联电流成对应倍数的减小，从而明显提升电压、降低电流密度，以持续降低由于串联电阻所造成的功率热损失，同时还能提升电池组件的效率。
在其中一个实施例中，如图4所示，每一子电池的第二子导电结构包括光电转换层231和电极层232，光电转换层231位于第一子导电结构远离衬底100的一侧表面，电极层232位于光电转换层231远离衬底100的一侧表面。其中，同一电池单元中，相邻的两个子电池在第一子导电结构220分割形成第一线槽P1，以使光电转换层231通过第一线槽P1与衬底100连通；以及相邻的两个子电池在光电转换层231设有第二线槽P2，以使电极层232通过第二线槽P2与第一子导电结构220连通；以及相邻的两个子电池在电极层232设有第三线槽P3，第三线槽P3位于第二线槽P2背离第一线槽P1的一侧，第三线槽P3依次贯穿电极层232、光电转换层231，以在第二方向上形成依次串联的多个子电池。
可以理解的是，通过对导电层的划刻处理，不仅将导电层划分为沿第一方向间隔排列的多个区域(后续各区域将组成电池单元)，还将各个区域的导电层划分为沿第二方向间隔排列的第一子导电结构220，同一区域内相邻的第一子导电结构220之间的间隙成为第一线槽P1。
进一步地，光电转换层231用于将太阳能转化为电能，将光电转换层231覆盖在各第一子导电结构220的表面，且光电转换层231填充于各第一线槽P1中，在同一横向区域内，光电转换层231上设有分割至暴露第一子导电结构220的第二线槽P2，第二线槽P2位于第一线槽P1的一侧，而电极层232覆盖于光电转换层231表面以及各第二线槽P2，也即，电极层232通过第二线槽P2连接至第一子导电结构220，电极层232上设有位于第二线槽P2背离第一线槽P1的一侧的第三线槽P3，第三线槽P3依次分割电极层232和光电转换层231至暴露第一子导电结构220。通过第一线槽P1去除导电层、第二线槽P2去除光电转换层231、第三线槽P3去除电极层232，以P1、P2和P3划线的方式将同一横向区域分割成多个小块的子电池，且相邻的子电池通过P1～P3线槽实现内部串联结构，由此提升组件的输出电压并降低电流。
可选地，电极层232的材料可以是铜、银、金、铁、铝等金属，以及ITO等透明导电氧化物，此外，第一线槽P1与第二线槽P2之间的间距以及第二线槽P2与第三线槽P3之间的间距可以在30μm～200μm之间，本实施例优选所述间距为50μm。
在其中一个实施例中，继续参考图4，光电转换层231包括沿远离衬底100方向依次层叠的第一传输层2311、光吸收层2312以及第二传输层2313。其中，电极层232通过第二线槽P2依次贯穿第二传输层2313、光吸收层2312、第一传输层2311至与第一子导电结构220接触，第三线槽P3依次贯穿第二传输层2313、光吸收层2312、第一传输层2311至暴露第一子导电结构220。
可以理解，光电转换层231包括由下至上依次设置的第一传输层2311、光吸收层2312和第二传输层2313，当第一传输层2311为电子传输层时第二传输层2313则为空穴传输层，当第一传输层2311为空穴传输层时第二传输层2313则为电子传输层，其中，电子传输层用于提取和运输光生电子以及屏蔽空穴和抑制电荷复合，空穴传输层用于收集并传输空穴，并有效分离电子和空穴，而光吸收层2312的材料依据太阳能电池组件的类型而定，例如当太阳能电池组件为钙钛矿太阳能电池组件时，光吸收层2312则为钙钛矿吸收层。
进一步地，于各第一子导电结构220和第一线槽P1依次沉积第一传输层2311、光吸收层2312、第二传输层2313，通过激光刻蚀出第二线槽P2至依次贯穿光电转换层231的三层结构至暴露第一子导电结构220，继而向第二传输层2313表面以及第二线槽P2沉积电极层232，以使电极层232通过第二线槽P2与第一子导电结构220形成接触，然后对电极层232进行激光划刻以形成第三线槽P3，第三线槽P3依次贯穿电极层232以及光电转换层231的三层结构，由此在第二方向由P1～P3线槽划刻形成串联的多个子电池，其中，第一传输层2311、光吸收层2312、第二传输层2313以及电极层232称为第二子导电结构230。
在其中一个实施例中，在任意相邻的两个电池单元中，其中一个电池单元位于第一末端的子电池的第一子导电结构朝间隙凸起以形成第一导电凸起，另一个电池单元位于第二末端的子电池的电极层朝同一间隙凸起以形成第二导电凸起。
可以理解，当对衬底上的导电层进行划刻处理时，位于同一电池单元的第一末端的导电层(第一子导电结构)在第一方向上的尺寸大于其他剩余导电层，即第一末端保留有朝向间隙延伸的导电层以作为第一导电凸起，且第一导电凸起用作所在电池单元进行上下串联的正极或负极的其中一个。而位于与上述电池单元相邻的下一电池单元的第二末端的电极层在第一方向上的尺寸大于同一电池单元的其他剩余电极层，即第二末端保留有朝向同一间隙延伸的电极层以作为第二导电凸起，且第二导电凸起用作所在电池单元进行上下串联的正极或负极的另一个。由此，在间隙上设置的连接结构分别与第一导电凸起和第二导电凸起焊接，从而实现相邻的两个电池单元形成串接，使得串联的子电池数量实现翻倍。
在其中一个实施例中，请参考图2，至少两个电池单元200至少包括首端电池单元及尾端电池单元，首端电池单元和尾端电池单元为至少两个电池单元中在第一方向X上距离最远的两电池单元；其中，位于首端电池单元的第一末端的子电池210设有第一导电凸起240，首端电池单元的第二末端的子电池210朝间隙延伸出来的电极层作为第一引线端子260，第一引线端子260与第一导电凸起240在间隙上位于同一侧；位于尾端电池单元的第二末端的子电池210设有第二导电凸起250，位于尾端电池单元的第一末端的子电池朝间隙延伸出来的第一子导电结构作为第二引线端子270，第二引线端子270与第二导电凸起250在间隙上位于同一侧。
可以理解的是，太阳能电池组件产生的电力需要与外部线路连接以实现供电，则需要在太阳能电池组件上设置导出至外部线路的引出结构。其中，在位于首端电池单元中，在与设有第一导电凸起240相对的右末端子电池上设置第一引线端子260，且第一引线端子260是电极层朝间隙延伸出来的多余部分，而在位于末端电池单元中，在与设有第二导电凸起250相对的左末端子电池上设置第二引线端子270，且第二引线端子270是导电层(第一子导电结构)朝间隙延伸出来的多余部分。基于此，设置的第一引线端子260和第二引线端子270可以分别与对应的连接器连接，进而连接器与外部线路连接以实现太阳能电池组件向外部线路供电。
在其中一个实施例中，继续参考图2，太阳能电池组件还包括：第一极性接线盒400和第二极性接线盒500，第一极性接线盒400用于与第一引线端子260连接，第一极性接线盒400的电性类型与第一引线端子260的电性类型相同。第二极性接线盒500用于与第二引线端子270连接，第二极性接线盒500的电性类型与第二引线端子270的电性类型相同。
其中，接线盒用于将电池组件产生的电力与外部线路连接，第一引线端子260与极性相同的第一极性接线盒400连接、第二引线端子270与极性相同的第二极性接线盒500连接，通过两个引线端子与对应接线盒内的内部线路连接在一起，接线盒作为传输媒介使得电池组件与外部线路导通。
在其中一个实施例中，太阳能电池组件还包括封装层，封装层用于覆盖各所述电池单元的表面。其中，第一极性接线盒和第二极性接线盒设于封装层表面。
可选地，封装层可以包括胶膜和背玻璃，即使用胶膜和背玻璃对电池组件进行封装，进而安装第一极性接线盒和第二极性接线盒以得到子电池串联数量成倍增加的太阳能电池组件。
请参阅图5，本申请提供一种太阳能电池组件的制备方法，包括步骤S102～S106。
步骤S102：提供衬底。其中，衬底是承载电池组件的基体，可选地，衬底可以是透明玻璃或柔性基板，光线从衬底侧入射。
步骤S104：于衬底表面形成沿第一方向排列的至少两个电池单元。其中，相邻的两个电池单元设有间隙，电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿第一方向、第二方向分割形成，第一方向与第二方向正交；其中，在任意相邻的两个电池单元中，其中一个电池单元位于第一末端的子电池设有朝间隙延伸的第一导电凸起，另一个电池单元位于第二末端的子电池设有朝同一间隙延伸的第二导电凸起，第一末端与第二末端沿第二方向相对。
步骤S106：于间隙内形成连接结构，以使相邻的两个电池单元形成串联结构。其中，连接结构用于电连接第一导电凸起和第二导电凸起。
通过将同一导电层沿第一方向、第二方向分割形成多个第一子导电结构，且于多个第一子导电结构一一对应叠层第二子导电结构以形成沿第二方向依次串联的多个子电池，同排的多个子电池组成的电池单元形成沿第一方向间隔排列的结构，从而使电池组件的子电池串联数量成倍增加，例如当形成N个电池单元时，子电池串联数量为单一电池单元的N倍，相应的，电池组件的电流降低为原来的1/N，电压提升为原来的N倍，由此持续降低由于串联电阻造成的功率热损失，故将太阳能电池组件划分至少两个电池单元且使用连接结构将划分的各个电池单元进行串联，能够明显降低电流密度，提升组件的光电转换效率。
在其中一个实施例中，步骤S104于衬底表面形成沿第一方向排列的至少两个电池单元包括步骤S202～步骤S204。
步骤S202：于衬底表面形成导电层，并沿第二方向将导电层分割形成多个沿第一方向排列的至少两个导电区域，每一导电区域分割形成有沿第二方向排列的第一子导电结构。
如图6所示，左图为电池组件的剖视图，右图为电池组件的俯视图，首先于衬底100表面形成导电层，可选地，导电层的材质包括但不限于氧化铟锡、铝掺杂氧化铟等透明导电氧化物以及银、铜、金、铁、铝等金属网格。进一步地，如图7所示，沿第二方向(行方向)划刻导电层至暴露衬底100，从而形成上下排布的至少两个导电区域(图7以两个导电区域为例进行示意)，并且还沿第一方向(列方向)划刻导电层至暴露衬底100，以使得各导电区域形成沿第二方向(行方向)一次间隔排列的第一子导电结构，且同一导电区域相邻的两个第一子导电结构的间隔为第一线槽P1。可以理解的是，在图7中上一导电区域左末端朝向间隙延伸出来的部分第一子导电结构可以用作该导电区域的正极或负极中的其中一个，而下一导电区域左末端朝向间隙延伸出来的部分第一子导电结构可以用作第一引线端子以连接极性相同的第一极性接线盒。
步骤S204：于导电层上形成与第一子导电结构一一对应的第二子导电结构，使得第一子导电结构与对应的第二子导电结构形成子电池。
步骤S204于导电层上形成与第一子导电结构一一对应的第二子导电结构还包括步骤S302～步骤S304。
步骤S302：于各第一子导电结构表面和各第一线槽上形成光电转换层，对光电转换层进行刻蚀至暴露第一子导电结构，以形成在第一子导电结构表面沿第二方向依次排列的功能块，且在第二方向上相邻的两个功能块具有第二线槽。同一导电区域中相邻的两个第一子导电结构之间的间距为第一线槽，且位于第一末端的第一子导电结构朝第一方向分割的间隙延伸的部分作为第一导电凸起。
其中，光电转换层包括依次叠层的第一传输层2311、光吸收层2312和第二传输层2313，也即，如图8所示，先于各第一子导电结构和第一线槽依次沉积第一传输层2311、光吸收层2312、第二传输层2313。再如图9所示，对光电转换层的三层结构进行激光刻蚀至暴露第一子导电结构220，以形成两两相邻的功能块，且相邻的间距为第二线槽P2。需要说明的是，在第一末端(如左端)朝向间隙延伸出来的第一子导电结构220作为第一导电凸起，其结构仅为导电层，表面不覆盖光电转换层等结构，且位于尾端导电区域的第一末端(如左端)朝向间隙延伸出来的第一子导电结构220可作为第二引线端子以供第二极性接线盒连接。
步骤S304：于各功能块和各第二线槽上形成电极层，对电极层进行刻蚀至暴露第一子导电结构，以形成在第一子导电结构表面沿第二方向依次排列的第二子导电结构，且在第二方向上相邻的两个第二子导电结构具有第三线槽，第三线槽位于第二线槽背离第一线槽的一侧，其中，位于第二末端的第二子导电结构朝第一方向分割的间隙延伸的电极层作为第二导电凸起。
其中，如图10所示，于各光电转换层所形成的功能块表面和第二线槽P2中形成电极层232，再如图11所示，对电极层232进行刻蚀直至暴露第一子导电结构220，由此形成在第二方向上于第一子导电结构表面依次排列的第二子导电结构，第二子导电结构包括依次叠层的第一传输层2311、光吸收层2312、第二传输层2313、电极层232，且相邻的两个第二子导电结构的间隙被称为第三线槽P3，也即，电极层232通过第二线槽P2连接至第一子导电结构220，电极层232上设有位于第二线槽P2背离第一线槽P1的一侧的第三线槽P3，第三线槽P3依次分割电极层232和光电转换层231至暴露第一子导电结构220。通过第一线槽P1去除导电层、第二线槽P2去除光电转换层231、第三线槽P3去除电极层232，以P1、P2和P3划线的方式将同一横向区域分割成多个小块的子电池。需要说明的是，在任意相邻的两个电池单元中，例如图11中位于上端的电池单元，其左末端延伸出来的第一子导电结构被用作第一导电凸起240，其右末端延伸出来的电极层被用作第一引线端子260，且位于下端的电池单元中，其左末端延伸出来的第一子导电结构被用作第二引线端子270，其右末端延伸出来的电极层被用作第二导电凸起250。进一步地，如图1所示，于相邻电池单元的间隙上设置连接结构300以电连接上电池单元的第一导电凸起240和下电池单元的第二导电凸起250，由此实现相邻两个电池单元的串联结构。
在其中一个实施例中，所述方法还包括步骤S402～步骤S404。
步骤S402:于各所述电池单元表面形成封装层。可选地，封装层可以包括胶膜和背玻璃，即使用胶膜和背玻璃对电池组件进行封装。
步骤S404：于封装层表面形成与第一引线端子、第二引线端子分别对应的第一极性接线盒以及第二极性接线盒。其中，至少两个电池单元至少包括首端电池单元及尾端电池单元，位于首端电池单元的第一末端的子电池设有第一导电凸起，位于首端电池单元的第二末端的子电池朝间隙延伸出来的电极层作为第一引线端子，第一引线端子与第一导电凸起在间隙上位于同一侧。以及位于尾端电池单元的第二末端的子电池设有第二导电凸起，位于尾端电池单元的第一末端的子电池朝间隙延伸出来的第一子导电结构作为第二引线端子，第二引线端子与第二导电凸起在间隙上位于同一侧。
具体如图12所示，位于首端电池单元(如图12的上端电池单元)的第一末端(如左端)子电池朝间隙延伸的第一子导电结构作为第一导电凸起240，位于首端电池单元(如图12的上端电池单元)的第二末端(如右端)子电池朝间隙延伸出来的电极层作为第一引线端子260；以及位于尾端电池单元(如图12的下端电池单元)的第二末端(如右端)的子电池朝向间隙延伸出来的电极层作为第二导电凸起250，位于尾端电池单元(如图12的下端电池单元)的第一末端(如左端)的子电池朝间隙延伸出来的第一子导电结构作为第二引线端子270。并且首端电池单元的第一引线端子260与第一极性接线盒400连接，尾端电池单元的第二引线端子270与第二极性接线盒500连接，也即，第一引线端子260与极性相同的第一极性接线盒400连接、第二引线端子270与极性相同的第二极性接线盒500连接，通过两个引线端子与对应接线盒内的内部线路连接在一起，接线盒作为传输媒介使得电池组件与外部线路导通。
基于上述太阳能电池组件的制备方法制备的太阳能电池组件，能够明显降低电流密度，以持续降低串联电阻损失，同时提升输出电压以提升电池组件的工作效率。
应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：
衬底；
至少两个电池单元，位于所述衬底表面且沿第一方向排列，相邻的两个所述电池单元设有间隙，所述电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿所述第一方向、所述第二方向分割形成，所述第一方向与所述第二方向正交；其中，在任意相邻的两个所述电池单元中，其中一个所述电池单元位于第一末端的子电池设有朝所述间隙延伸的第一导电凸起，另一个所述电池单元位于第二末端的子电池设有朝同一所述间隙延伸的第二导电凸起，所述第一末端与所述第二末端沿所述第二方向相对；
连接结构，位于所述间隙，所述连接结构用于电连接所述第一导电凸起和所述第二导电凸起，以使相邻的两个所述电池单元形成串联结构。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，每一所述子电池的第二子导电结构包括：
光电转换层，位于所述第一子导电结构远离所述衬底的一侧表面；
电极层，位于所述光电转换层远离所述衬底的一侧表面；
其中，同一所述电池单元中，相邻的两个所述子电池在所述第一子导电结构分割形成第一线槽，以使所述光电转换层通过所述第一线槽与所述衬底连通；以及相邻的两个所述子电池在所述光电转换层设有第二线槽，以使所述电极层通过所述第二线槽与所述第一子导电结构连通；以及相邻的两个所述子电池在所述电极层设有第三线槽，所述第三线槽位于所述第二线槽背离所述第一线槽的一侧，所述第三线槽依次贯穿所述电极层、所述光电转换层，以在第二方向上形成依次串联的多个所述子电池。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述光电转换层包括沿远离所述衬底方向依次层叠的第一传输层、光吸收层以及第二传输层；
其中，所述电极层通过所述第二线槽依次贯穿所述第二传输层、所述光吸收层、所述第一传输层至与所述第一子导电结构接触，所述第三线槽依次贯穿所述第二传输层、所述光吸收层、所述第一传输层至暴露所述第一子导电结构。
4.根据权利要求2或3任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，在任意相邻的两个所述电池单元中，其中一个所述电池单元位于第一末端的子电池的第一子导电结构朝所述间隙凸起以形成所述第一导电凸起，另一个所述电池单元位于第二末端的子电池的电极层朝同一所述间隙凸起以形成所述第二导电凸起。
5.根据权利要求2或3所述的太阳能电池组件，其特征在于，至少两个电池单元至少包括首端电池单元及尾端电池单元，所述首端电池单元和所述尾端电池单元为所述至少两个电池单元中在所述第一方向上距离最远的两电池单元；
其中，位于首端电池单元的第一末端的子电池设有所述第一导电凸起，位于首端电池单元的第二末端的子电池朝所述间隙延伸出来的电极层作为第一引线端子，所述第一引线端子与所述第一导电凸起在所述间隙上位于同一侧；以及
位于尾端电池单元的第二末端的子电池设有所述第二导电凸起，位于尾端电池单元的第一末端的子电池朝所述间隙延伸出来的第一子导电结构作为第二引线端子，所述第二引线端子与所述第二导电凸起在所述间隙上位于同一侧。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件还包括：
第一极性接线盒，用于与所述第一引线端子连接，所述第一极性接线盒的电性类型与所述第一引线端子的电性类型相同；
第二极性接线盒，用于与所述第二引线端子连接，所述第二极性接线盒的电性类型与所述第二引线端子的电性类型相同。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，还包括：
封装层，用于覆盖各所述电池单元的表面；
其中，所述第一极性接线盒和所述第二极性接线盒设于所述封装层表面。
8.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
于所述衬底表面形成沿第一方向排列的至少两个电池单元，相邻的两个所述电池单元设有间隙，所述电池单元包括沿第二方向依次串联的多个子电池，每一子电池包括叠层的第一子导电结构和第二子导电结构，多个第一子导电结构由同一导电层沿所述第一方向、所述第二方向分割形成，所述第一方向与所述第二方向正交；其中，在任意相邻的两个所述电池单元中，其中一个所述电池单元位于第一末端的子电池设有朝所述间隙延伸的第一导电凸起，另一个所述电池单元位于第二末端的子电池设有朝同一所述间隙延伸的第二导电凸起，所述第一末端与所述第二末端沿所述第二方向相对；
于所述间隙内形成连接结构，以使相邻的两个所述电池单元形成串联结构，其中，所述连接结构用于电连接所述第一导电凸起和所述第二导电凸起。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述于所述衬底表面形成沿第一方向排列的至少两个电池单元，包括：
于所述衬底表面形成导电层，并沿所述第二方向将所述导电层分割形成多个沿所述第一方向排列的至少两个导电区域，每一导电区域分割形成有沿所述第二方向排列的第一子导电结构；
于所述导电层上形成与所述第一子导电结构一一对应的第二子导电结构，使得所述第一子导电结构与对应的所述第二子导电结构形成所述子电池。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，同一导电区域中相邻的两个第一子导电结构之间的间距为第一线槽，且位于所述第一末端的第一子导电结构朝所述第一方向分割的间隙延伸的部分作为第一导电凸起；
所述于所述导电层上形成与所述第一子导电结构一一对应的第二子导电结构，包括：
于各所述第一子导电结构表面和各所述第一线槽上形成光电转换层，对所述光电转换层进行刻蚀至暴露所述第一子导电结构，以形成在所述第一子导电结构表面沿所述第二方向依次排列的功能块，且在所述第二方向上相邻的两个功能块具有第二线槽；
于各所述功能块和各所述第二线槽上形成电极层，对所述电极层进行刻蚀至暴露所述第一子导电结构，以形成在所述第一子导电结构表面沿所述第二方向依次排列的所述第二子导电结构，且在所述第二方向上相邻的两个第二子导电结构具有第三线槽，所述第三线槽位于所述第二线槽背离所述第一线槽的一侧，其中，位于所述第二末端的第二子导电结构朝所述第一方向分割的间隙延伸的电极层作为第二导电凸起。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，至少两个电池单元至少包括首端电池单元及尾端电池单元，位于首端电池单元的第一末端的子电池设有所述第一导电凸起，位于首端电池单元的第二末端的子电池朝所述间隙延伸出来的电极层作为第一引线端子，所述第一引线端子与所述第一导电凸起在所述间隙上位于同一侧；以及
位于尾端电池单元的第二末端的子电池设有所述第二导电凸起，位于尾端电池单元的第一末端的子电池朝所述间隙延伸出来的第一子导电结构作为第二引线端子，所述第二引线端子与所述第二导电凸起在所述间隙上位于同一侧；
所述方法还包括：
于各所述电池单元表面形成封装层；
于所述封装层表面形成与所述第一引线端子、所述第二引线端子分别对应的第一极性接线盒以及第二极性接线盒。
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