专利名称：具有改进型电流收集系统的光伏电池的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及薄膜光伏(PV)器件，尤其涉及具有改进型电流收集系统的光伏 电池。
背景技术：
薄膜光伏电池通常可以通过成型位于如玻璃、不锈钢等低成本的衬底上的薄膜光 伏半导体材料来制作，例如非晶硅(a-Si)基薄膜材料。附图1描述了一种现有技术中制作于金属衬底的非晶硅基薄膜光伏电池10，该光 伏电池10包括金属衬底以及覆盖于金属衬底的背反射层。光伏电池还包括设置于背反射 层之上的非晶硅基半导体材料12以及透明导电氧化物(TCO)前接触层14。此外，光伏电池 包括附着于前接触层14上的电流收集系统16。该电流收集系统16包括复数个沿前接触层14延伸的栅线18，各个栅线具有第一 端部20以及终止于汇流条24的第二端部22。但是，栅线18与汇流条24之间的连接区域 23过于狭小从而可能导致电池效率的降低或者电池的失效。因此，需要一种栅线与汇流条之间的接触区域较大的光伏电池。
发明内容
为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种具有改进型电流收 集系统的光伏电池，包括背接触衬底、沉积于背接触衬底的光伏材料层、沉积于光伏材料的 前接触层、电流收集系统，该电流收集系统包括附着于前接触层的导线、附着于光伏电池的 边缘部分及导线的至少一个汇流条；导线包括循环部分。优选地，导线沿光伏电池延伸。优选地，导线包括复数个循环部分。优选地，导线为前接触层提供全部电流收集。优选地，导线在前接触层上形成多于一个通道。优选地，导线为金属的。优选地，导线包括一金属芯线以及覆盖于该金属芯线的碳涂层。优选地，导线在前接触层上等间隔设置。优选地，导线循环部分附着于汇流条。优选地，导线呈具有第一端部与第二端部的连续的。根据本发明的另一个方面，提供了一种具有改进型电流收集系统的光伏电池，包 括背接触衬底、沉积于背接触衬底的光伏材料层、沉积于光伏材料的前接触层、电流收集系统，该电流收集系统包括附着于前接触层的导线、附着于光伏电池的边缘部分及导线的一 对汇流条；其特征在于，导线的第一部分形成与光伏电池边缘部分相邻的循环部分，导线的 第二部分沿光伏电池延伸，导线的第三部分形成与光伏电池边缘部分相邻的循环部分，导 线的第四部分沿光伏电池延伸并且与导线的第二部分相平行的间隔设置。优选地，导线的第一部分与第三部分分别附着至一对汇流条中的其中一条。由于采用了上述技术方案，使得根据本发明的光伏电池栅线与汇流条之间的接触 区域较大，从而避免电池效率的降低或者电池的失效等不良的出现。
附图1为现有技术中的光伏电池的实施例的俯视图。附图2为根据本发明的光伏电池的实施例的俯视图。附图3为根据本发明的光伏电池的实施例的俯视图。附图4为根据本发明的光伏电池的实施例的俯视图。
具体实施例方式可以理解的是，除非相反的明确规定，本发明可以采用各种可选择的方向以及步 骤顺序。另外可以理解的是，以下说明中所描述并记载的具体实施例与过程仅为根据权利 要求中的发明构思所作出的示意性的实施例。例如，尽管将结合非晶硅进行阐述而本发明 并非仅限于此。同样的，本发明还可应用于包括碲化镉(CdTe)、非晶硅锗(a-SiGe)、晶体硅 (c-Si)、微晶硅(μ c-Si)、纳米晶硅(nc-Si)、CIS2或者CIGS的具有至少一个单结(SJ)的 光伏电池。另外，尽管以下将结合衬底结构对本发明进行详细叙述，可以理解的是其同样适 用于衬顶结构。附图2描述了一种根据本发明的薄膜光伏电池26，其优选采用非晶硅基。在一个 实施例中，光伏电池26包括作为背接触电极衬底的诸如不锈钢箔的金属衬底(未示出)、背 反射层(未示出)、诸如沉积于背接触衬底上的非晶硅基光伏半导体材料的光伏材料层28、 诸如TCO前接触层的前接触透明导电层30，以及电流收集系统32。电流收集系统32包括线栅34以及至少一条汇流条36，优选采用一对汇流条36。 在一个实施例中，线栅34包括导线38。在本实施例中，导线38附着于前接触层30以及至 少一条汇流条36上。该至少一条汇流条36附着于光伏电池26的边缘部位40。导线38相对于前接触层30可具有较低的阻抗。在本实施例中，导线38可以是例 如银、铜、或其结合物的金属材料。在另一个实施例中，导线38包括一金属芯线以及覆盖于 该金属芯线的碳涂层。该实施例中的导线38的例子可以自美国专利号为5，861，324以及 5，681，402中得到，其公开内容在此作为参考纳入本文。可以理解的是其它导线材料以及结 构同样与本发明相符合。如附图2所示，导线38包括第一端部42、第二端部44、以及在光伏电池26上延伸 的部分46。在一个实施例中，导线38在电池上是连续的。因此，对比附图1中示出的多个 栅线18，根据本发明的导线38在前接触层30形成了不止一个通道。同样的，单独一个导线 可为光伏电池的前接触层30提供所有的电流收集。在一个实施例中，导线38的各个通道 在前接触层30上等间距分布。
本发明还提供了一种具有线栅34与至少一条汇流条36之间的改进型连接区域47 的电流收集系统32。如附图2至附图4所示，在一个实施例中导线38的一部分包括循环部 分48。在另一个实施例中，导线包 括复数个循环部分48。各个循环部分48连接于沿光伏电 池26延伸的两个导线部分50。另外，每个循环部分48具有允许导线38绕其自身弯折的端 部52。如附图2所示，在一个实施例中循环部分48可具有半圆形端部54。如附图3所示， 在另一个实施例中循环部分48可具有垂直部分56的端部52。如附图4所示，在另一个实 施例中，循环部分48可具有小于90度的角度58的端部52。在一个可选择的实施例中(未 示出)，循环部分48可具有大于90度的角度的端部52。同时值得注意的是，以上所描述端 部52的实施例可以在一个光伏电池26中相结合起来。各个循环部分48附着至汇流条36。因此，在一个实施例中，导线38的第一部分 60形成与光伏电池边缘部分40相邻的循环部分62，导线38的第二部分64沿光伏电池26 延伸，导线38的第三部分66形成与光伏电池边缘部分40相邻的循环部分，并且导线38的 第四部分70沿光伏电池26延伸。在本实施例中，导线的第四部分70与导线的第二部分64 相平行的间隔设置。因此，在本实施例中，导线的第一部分60与第三部分66分别附着于汇 流条36。导线的循环部分48以及导线的平行间隔设置的方式可以通过使用线框来形成。以上对本发明的详细说明仅为示意性目的。因此，显然本领域的技术人员可以在 不背离本发明的范围的前提下作出各种变形、改变与修饰。与此相应的，所有以上描述解释 为示意性的而非具有限制性含义。因此，除非在权利要求中明确表明的前提下，以上所公开 的实施例的相关具体尺寸、方向或者其它物理特性并不认为是限制性的。
权利要求
1.一种具有改进型电流收集系统的光伏电池，包括背接触衬底；沉积于所述的背接触衬底的光伏材料层；沉积于所述的光伏材料的前接触层；电流收集系统，包括附着于所述的前接触层的导线、附着于所述的光伏电池的边缘部 分及所述的导线的至少一汇流条；其特征在于，所述的导线包括循环部分。
2.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线沿所述的光伏电池延伸。
3.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线包括复数个循环部分。
4.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线为所述的前接触层提供全部电流收集。
5.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线在所述的前接触层上形成多于一个通道。
6.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线为金属的。
7.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线包括一金属芯线以及覆盖于该金属芯线的碳涂层。
8.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线在所述的前接触层上等间隔设置。
9.根据权利要求1所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线循环部分附着于所述的汇流条。
10.根据权利要求4所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述的 导线呈具有第一端部与第二端部的连续的。
11.一种具有改进型电流收集系统的光伏电池，包括背接触衬底；沉积于所述的背接触衬底的光伏材料层；沉积于所述的光伏材料的前接触层；电流收集系统，包括附着于所述的前接触层的导线、附着于所述的光伏电池的边缘部 分及所述的导线的一对汇流条；其特征在于，所述的导线的第一部分形成与所述的光伏电 池边缘部分相邻的循环部分，所述的导线的第二部分沿所述的光伏电池延伸，所述的导线 的第三部分形成与所述的光伏电池边缘部分相邻的循环部分，所述的导线的第四部分沿所 述的光伏电池延伸并且与所述的导线的第二部分相平行的间隔设置。
12.根据权利要求11所述的具有改进型电流收集系统的光伏电池，其特征在于，所述 的导线的第一部分与第三部分分别附着至所述的一对汇流条中的其中一条。
全文摘要
本发明提供了一种具有改进型电流收集系统的光伏电池。该光伏电池包括背接触衬底、沉积于背接触衬底的光伏材料层、沉积于光伏材料的前接触层，以及电流收集系统，该电流收集系统包括具有循环部分的导线，该导线附着于前接触层以及至少一汇流条，该汇流条附着于光伏电池的端部。
文档编号H01L31/04GK102130190SQ201110021580
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月19日 优先权日2010年1月20日
发明者安东尼·C·泰斯勒 申请人:美国迅力光能公司