CN215069998U - 一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池叠层内部子电池串接部位小型化结构，属于非晶硅薄膜太阳能电池应用技术领域。主要技术特征是整个光电转换层上由激光点振动形成的孔状窗口，和前电极图形及背电极图形的电极引出点和隔离槽，构成弱光型硅薄膜太阳能电池内部子电池串接部位小型化，减小了无效发电面积，提高了发电面积和对外输出功率，从而提高了光电转换率。

Description

一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构

技术领域

本实用新型公开了一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的叠层内部子电池串接部位小型化结构，属于非晶硅薄膜太阳能电池应用技术领域。

背景技术

弱光型非晶硅薄膜太阳能电池属于小尺寸小功率输出的太阳能电池，提高输出功率一直是本领域技术人员努力解决的技术问题，现有技术中，有通过在光电转换P层和I层之间设置过渡层和和缓冲层，调节过渡层碳合金比例扩宽表观带穴，以减少光电转换层P型窗口与缓冲层界面处的光生载流子复合，使开路电压提升3-6%；也有通过背电极层制成两层复合导电浆料膜层，第二导电浆料膜层通过光电转换层的隔离沟槽与前电极欧姆连接，解决了电池内部串联电阻内耗，但两种现有技术制造成本都较高，本申请的发明人在薄膜非晶硅太阳能电池行业，一直不间断地进行技术创新和研发，积累经验，追求产品性价比最大化。

发明内容

至此，通过对现有技术的分析、比较，仍然存在不足，需要技术创新，克服现有弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的串接部位无效面积大的技术难题，亟待需要解决光电转换最大化的技术难题（说明：本文中常用电极图形或电极层、基片或基底等，其技术含义相同）。

本实用新型的发明目的，进一步解决弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的子电池串联结构的创新设计，特别是关键技术光电转换层的窗口设计，以达到太阳能电池内部串接部位小型化，消除前电极、背电极连接所产生的叠加无效区等，相对增加有效发电面积，进而提高输出功率。

为实现本发明目的，所采用的技术解决方案是：一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于由前电极层、光电转换层和背电极层构成薄膜叠层内部串接小型化的单元子电池节；所述的单元子电池节包括：由隔离槽分隔的前电极图形、孔状窗口刻穿的光电转换层图形、背电极图形与隔离槽及电极引出点；光电转换层的孔状窗口，是穿透PIN膜层的通孔，该窗口分布在整个非晶硅膜层上与前电极图形相对应。

所说的前电极图形和隔离槽，是基片上的导电膜层形成的绝缘线和沟槽，构成单元子电池节的前电极图形包括隔离槽。

所说的背电极图形，包括背电极绝缘隔离槽构成的单元子电池节，每个子电池背电极图形上的引出电极对应光电转换层的孔状窗口。

所说的背电极图形引出电极，是单元子电池的每个电极引出点为凸形，该凸形背电极的引出点全覆盖在光电转换层的孔状窗口。

所说的前电极图形的隔离槽为绝缘直线，背电极图形的隔离槽为绝缘多角折线，且前电极图形的绝缘隔离槽宽度小于背电极图形绝缘隔离槽的宽度。

所说的孔状窗口与每个前电极图形对应数量为一个或数个，位置在边缘或中间。

所说的前电极层的隔离槽宽度为0.02mm~0.1mm；所说的光电转换层的孔状窗口面积为0.05mmX0.5mm至0.2mmX1mm；所说的背电极层的隔离槽宽度为0.2~0.4mm。

所说的非晶硅薄膜太阳能电池还包括在背电极层上覆盖有背电极保护层和引出正电极和负电极。

所说的前电极层为氧化铟锡，光电转换层为非晶硅，背电极层为碳浆。

所说的孔状窗口是激光点振动形成的。

本发明产生的积极效果：通过对弱光硅薄膜太阳能电池前电极刻槽、对非晶硅层激光刻孔，及背电极图形中导电碳浆的设计，使弱光型硅薄膜太阳能电池内部子电池串接部位小型化，减小了无效发电面积，提高了发电面积和对外输出功率，从而提高了光电转换率。

附图说明

图1：本实用新型的叠层结构爆炸示意图。

图2：已知技术1丝印前电极图形的结构示意图。

图3：已知技术2激光刻划前电极图形的结构示意图。

图4：本实用新型实施例1的结构示意图。

图5：是图4中的A-A剖面示意图。

图6：本实用新型实施例2的结构示意图。

图7：本实用新型实施例3的结构示意图。

图8：本实用新型实施例4的结构示意图。

图中，玻璃基片1、前电极图形2、前电极图形中的隔离槽2-1、光电转换层3、孔状串联窗口3-1、激光刻划的光电转换隔离槽3-2、背电极图形4、正极引出点4-1、凸点4-2，、背电极的隔离槽4-3，5、背保护层，6、引出电极，7、有效发电面积，8、组合叠层。

具体实施方式

本实用新型实施例1至4与已知技术有效发电面积的对比。均以市场销售产品型号为SC1230I弱光型非晶硅薄膜光伏电池为例。电池尺寸为12mmX30mm，额定输出电压为2V，每块电池共四个单元子电池节串联，玻璃基片1选用厚度1.1mm，尺寸为14x16英寸的低铁超白玻璃，前电极层2为氧化铟锡（ITO），光电转换层3为非晶硅，背电极层4为碳浆，背电极保护层5为环氧树脂，引出电极6为铜浆，设计在每块玻璃基片1上可排布 272块电池。

如图2所示已知技术1采用丝印前电极层的各层图形的设计尺寸以及各层组合叠层在一起的有效发电面积尺寸，为了达到每节电池的有效发电面积一致，前电极层的隔离槽2-1的宽度为0.3mm，将前电极层分为四个单元节，宽度分别为7.28mm、6.98mm、6.98mm、7.28mm，光电转化层3采用激光刻槽的方法，其隔离槽3-2宽度为0.03mm，将光电转换层范围五个单元节，每个单元节宽度为1mm、7.28mm、7.28mm、7.28mm、7.18mm，背电极层4的隔离槽4-3的宽度为0.4mm，将背电极层分成五个单元节，每个单元节的宽度为0.8mm、6.88mm、6.88mm、6.88mm、5.78mm。见图2本发明的各层设计尺寸及组合叠层8中可以看出，其有效发电面积7为5.78X10.8=62.424mm²。

如图3所示，是已知技术2采用激光刻划前电极层的各层图形的设计尺寸以及各层组合叠层在一起的有效发电面积尺寸，为了达到每节电池的有效发电面积一致，前电极层2采用激光刻槽方法，其隔离槽2-1的宽度为0.03mm，将前电极层分为四个单元节，宽度分别为7.8mm、7.2mm、7.2mm、7.8mm，光电转化层3采用激光刻槽的方法，其隔离槽3-2宽度为0.03mm，将光电转换层范围五个单元节，每个单元节宽度为1mm、7.2mm、7.2mm、7.2mm、7.4mm，背电极层4的正极焊接点4-1为长条形，宽度为0.8mm，长度为10.8mm，背电极层4的隔离槽4-3的宽度为0.4mm，将背电极层分成五个单元节，每个单元节的宽度为0.8mm、6.8mm、6.8mm、6.8mm、6mm，从图3中的各层设计尺寸及组合叠层8可以看出，其有效发电面积7为6X10.8=64.8mm²。

实施例1 如图4、5所示，本实施例的前电极层2的前电极层隔离槽2-1槽宽为0.03mm，每单元节宽度分别为7.65mm、7.35mm、7.35mm、7.65mm，光电转换层3的四个孔状串联窗口3-1尺寸为0.2mmX0.6mm，第一个孔状串联窗口位于边缘1mmX1.15mm，四个串联窗口间距分别为7mm、7.35mm、7.35mm，背电极层4的碳浆隔离槽4-3宽0.6mm，四节宽度均为6.75mm，正极引出点4-1的尺寸为1mmX1.7mm，凹陷的尺寸为1.6mmX1.7mm，从图4中各层设计尺寸及各层组合叠层8可以看出，本实施例1的有效发电面积7为：6.75X10.8-1.6x1.7=70.18mm²。

实施例2 如图6所示，是各层组合叠层在一起的有效发电面积尺寸，本实施例2与实施例1区别在于将孔状串联窗口3-1设计在中间部位，背电极层隔离槽4-3为五折90度折线，从图6中各层组合叠层8可以看出，本实施例2的有效发电面积7为：6.75X10.8-1.7X2.2=69.16mm²。

实施例3 如图7所示，是各叠层在一起的有效发电面积尺寸，本实施例3与实施例1区别在于将孔状串联窗口3-1分别交错设计在两边，背电极层隔离槽4-3为三折90度折线，从图7中各层组合叠层8可以看出，本实施例3的有效发电面积7为：6.75X10.8-1.6X1.7=70.18mm²。

实施例4 如图8所示，是叠层在一起的有效发电面积尺寸，本实施例4与实施例1区别在于将电池正极的孔状串联窗口3-1设计为两个，分别设计位于两边，对应背电极层的正极引出点4-2为两个，对应的背电极层第一节电池节两边为凹陷，背电极层隔离槽4-3为三折90度折线，从图8中各层组合叠层8可以看出，本实施例4的有效发电面积7为：6.7X10.8-1.6X1.7=69.64mm²。

从以上实施例1-4和已知技术对比来看，本实用新型的有效发电面积都大于已知技术，其中，最佳实施例1比已知技术1增加12.4%，比已知技术2增加8.3%，其它实施例最少也比已知技术1增加10.8%，比已知技术2增加6.7%。

Claims (10)

1.一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于由前电极层、光电转换层和背电极层构成薄膜叠层内部串接小型化的单元子电池节；所述的单元子电池节包括：由隔离槽分隔的前电极图形、孔状窗口刻穿的光电转换层图形、背电极图形与隔离槽及电极引出点；光电转换层的孔状窗口，是穿透PIN膜层的通孔，该窗口分布在整个非晶硅膜层上与前电极图形相对应。

2.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所述的前电极图形和隔离槽，是基片上的导电膜层形成的绝缘线和沟槽，构成单元子电池节的前电极图形包括隔离槽。

3.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所述的背电极图形，包括背电极绝缘隔离槽构成的单元子电池节，每个子电池背电极图形上的引出电极对应光电转换层的孔状窗口。

4.根据权利要求1或3所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所述的背电极图形引出电极，是单元子电池的每个电极引出点为凸形，该凸形背电极的引出点全覆盖在光电转换层的孔状窗口。

5.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所说的前电极图形的隔离槽为绝缘直线，背电极图形的隔离槽为绝缘多角折线，且前电极图形的绝缘隔离槽宽度小于背电极图形绝缘隔离槽的宽度。

6.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所说的孔状窗口与每个前电极图形对应数量为一个或数个，位置在边缘或中间。

7.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所述的前电极层的隔离槽宽度为0.02mm~0.1mm；光电转换层的孔状窗口面积为0.05mmX0.5mm至0.2mmX1mm；背电极层的隔离槽宽度为0.2~0.4mm。

8.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所述的非晶硅薄膜太阳能电池还包括在背电极层上覆盖有背电极保护层和引出正电极和负电极。

9.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所述的前电极层为氧化铟锡，光电转换层为非晶硅，背电极层为碳浆。

10.根据权利要求1所述一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池结构，其特征在于所述的孔状窗口是激光点振动形成的。

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