薄膜太阳能电池组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种薄膜太阳能电池组件，包括衬底、沉积在所述衬底上的第一单元电池和设置在所述第一单元电池上的第二单元电池，还包括：绝缘膜层，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池之间，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池绝缘；第一隔离沟道和第二隔离沟道，分别设置在所述绝缘膜层的边缘的两侧，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池并联。通过本实用新型的设计可以得到高效的薄膜太阳能电池。
【专利说明】薄膜太阳能电池组件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及薄膜太阳能电池领域，具体地说，涉及一种薄膜太阳能电池组件。【背景技术】
[0002]薄膜太阳能电池由于高温效应好、弱光效应好、成本相对较低等优点，近些年得到了较快的发展。但相比晶体管太阳能电池，薄膜太阳能电池转换效率低，对其大规模发展应用起到了一定的阻碍，为了提高薄膜太阳能电池的转换效率，人们研究开发出了双结、三结等多结薄膜太阳能电池，比如非晶硅/微晶硅双结电池、非晶硅/非晶硅锗双结电池、铜铟镓硒双结电池、非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗三结电池等。但目前的这些多结薄膜太阳能电池存在以下问题:由于多结电池增加了太阳光谱利用范围，提高了太阳光的吸收效率，相比单结薄膜太阳能电池，提高了转换效率。但由于这些多结电池的上下子电池采串联结构，存在电流完全匹配困难，工艺调试难度大的缺陷，限制了其转换效率的进一步提升。而且这类太阳能组件在实际的户外应用中，随着太阳光强和光谱的不断变化，上下子电池电流匹配进一步恶化，严重影响着其实际的发电效益。此外，多结薄膜太阳能电池由于采用集成制造的方式，单个组件开路电压普遍较高，在光伏系统集成设计时，受光伏系统的最大系统电压和逆变器最大输入电压的限制，单个阵列串联的薄膜太阳能电池组件个数少，这就大大增加了光伏电缆和连接器利用数量，提高了薄膜光伏系统的造价，而且对于面积较小的薄膜光伏电站项目(如屋顶电站)，由于功率较低，电压较高，可选择的逆变器类型非常有限，不利于光伏系统集成。
[0003]现有技术的叠层薄膜太阳能电池公开了一种试图解决上述第一个问题的技术方案，通过将叠层太阳能电池的上层和下层分别做成若干光电子单元，每个子单元再由若干子太阳能电池串联，每个上层子单元与一个下层子单元并联成一个大的光电单元，再将各个光电单元通过透明电池联接起来组成输出电路。由于此技术方案形成的薄膜太阳能电池组件由许多个上下并联的光电转换单元组成的电池模块串联构成，其缺点如下:
[0004]一、虽然对于每一个电池模块的上下光电转换单元，可以通过设置子电池的个数实现1:2、1:3等整数倍电压关系，但实际生产应用中，上下光电转换单元所用材料的带隙不同，带隙比例不可能刚好是整数倍，所以其开路电压之比也不会简单的1:2、1:3等整数倍关系，这就导致上下光电转换单元电压失配，导致电池组件内耗的增大，转换效率随之降低。
[0005]二、此方案每一个电池模块的上下光电转换单元并联的实现，涉及两个光电转换单元、四个透明导电极、一个透明绝缘膜层的沉积工序以及七次激光划线工序，工艺步骤长而复杂，尤其是较多而且相互牵连的激光划线工序，引起内部电路的隔离绝缘性能的波动，因此每一个电池模块的短路电流会产生一定差异，导致模块间的串联电流的失配，电池组件内耗的增大，转换效率随之降低。
[0006]三、此方案中每一个电池模块的绝缘膜层均需要采用激光划刻方式进行，由于绝缘膜层的禁带宽度一般比较大，比如SiO2的禁带宽度高达9eV，目前一般的薄膜太阳能电池组件生产线均采用1064nm、532nm、355nm的激光进行划线，SiO2对这些激光的透过率非常高，根本无法划刻，需要另增加157nm甚至波长更短的激光工艺设备，才有可能实现对SiO2等绝缘膜层划刻，这会大大增加薄膜太阳能电池组件的生产成本，不利于产业化的实施。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是现有的薄膜太阳能电池组件由许多个上下并联的光电转换单元组成的电池模块串联构成，导致上下光电转换单元电压失配，电池组件内耗的增大，转换效率随之降低。
[0008]本实用新型的技术方案如下:
[0009]一种薄膜太阳能电池组件，包括衬底、沉积在所述衬底上的第一单元电池和设置在所述第一单元电池上的第二单元电池，还包括:绝缘膜层，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池之间，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池绝缘；第一隔离沟道和第二隔离沟道，分别设置在所述绝缘膜层的边缘的两侧，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池并联。
[0010]进一步:所述第一单元电池和所述第二单元电池均包括第一电极膜层、光电转换膜层和第二电极膜层。
[0011]进一步:所述第一隔离沟道贯穿所述第二单元电池的第一电极膜层和所述第一单元电池的第二电极膜层，所述第二隔离沟道贯穿所述第二单元电池的第一电极膜层，实现所述第一单元电池和所述第二单元电池的并联。
[0012]进一步，所述薄膜太阳能电池组件还包括:多个第一电极膜层隔离沟道，分别设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池的第一电极膜层上并贯穿这两个单元电池的第一电极膜层，将这两个单兀电池的第一电极膜层分隔为多个第一子电极膜层；多个光电转换膜层隔离沟道，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池的光电转换膜层上并贯穿这两个单元电池的光电转换膜层，将这两个单元电池的光电转换膜层分隔为多个子光电转换膜层；多个第二电极膜层隔离沟道，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池的第二电极膜层上并贯穿这两个单元电池的光电转换膜层和所述第二电极膜层，将这两个单元电池的第二电极膜层分隔为多个第二子电极膜层。
[0013]进一步:在所述第一单元电池的第一电极膜层隔离沟道内沉积有所述第一单元电池的光电转换膜层；在所述第二单元电池的第一电极膜层隔离沟道内沉积有所述第二单元电池的光电转换膜层；在所述第一单元电池的光电转换膜层隔离沟道内沉积有所述第一单元电池的第二电极膜层；和，在所述第二单元电池的光电转换膜层隔离沟道内沉积有所述第二单元电池的第二电极膜层。
[0014]进一步:所述多个第一子电极膜层、所述多个子光电转换膜层和所述多个第二子电极膜层构成多个串联的子单元电池。
[0015]进一步:所述光电转换膜层为PIN结构或PN结构。
[0016]进一步:所述光电转换膜层由硅基薄膜、碲化镉薄膜、CIGS、CIS、砷化镓薄膜、染料敏化纳米薄膜、有机薄膜中的一种或多种构成；所述第一电极膜层或所述第二电极膜层由掺招氧化锌、掺硼氧化锌、掺氟氧化锌、掺镓氧化锌、掺铟氧化锡、掺氟氧化锡、Mo、Al、Ag中的一种或多种构成；所述绝缘膜层为透明或者半透明，由Si02、Si3N4、Al2O3中的一种或多种构成；所述衬底包括玻璃、金属箔或聚合物高分子膜。
[0017]进一步:所述薄膜太阳能电池组件还包括正极引线汇流条和负极引线汇流条，用于实现电路输出。正极引线汇流条和负极引线汇流条可根据实际情况设置在薄膜太阳能电池组件合适的位置，例如将正极引线汇流条和负极引线汇流条分别设置在所述第二单元电池的第二电极膜的边缘位置的两侧，从而实现电流输出。
[0018]本实用新型的技术效果如下:
[0019]1、本实用新型提供了一种高效率薄膜太阳能电池组件，每一个电池组件都是一个独立的整体单元，设计和制造工艺上有较高的独立性，有利于进行优化和调试，而不会受其它电池组件设计和制造工艺的牵连和限制，可以最大程度地实现对太阳能光谱的吸收，实现薄膜太阳能电池组件的串联电流和并联电压的最佳匹配，能切实有效提高薄膜太阳能电池组件的转换效率，降低其输出电压。
[0020]2、本实用新型提供了一种高效率薄膜太阳能电池组件的实现方法，通过产业化常用的三次镀膜、三次划刻工艺来实现，能够快速方便地应用到目前各种类型的产业化薄膜太阳能组件生产线上，无需增加设备，不产生额外的投资成本，而且每一个电池组件的制造工艺流程保持不变，实现和目前薄膜太阳能电池组件制造工艺的匹配和兼容。
[0021]3、本实用新型从根本上改变目前产业化的薄膜太阳能电池的上下子电池采串联结构，采用上下子电池的并联结构，解决电流完全匹配困难，工艺调试难度大的缺陷，提高多结薄膜太阳能电池的转换效率。
[0022]4、本实用新型改变目前产业化的薄膜太阳能电池实际的户外应用中，随着太阳光强和光谱的不断变化，上下子电池电流匹配进一步恶化，严重影响着其实际的发电效益的现状，提高薄膜太阳能电池的户外发电实际收益。
[0023]5、本实用新型改变目前产业化的薄膜太阳能电池开路电压普遍较高，带来光伏系统集成困难和成本增高的现状，有效降低多结薄膜太阳能电池的开路电压。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的实施例1的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型的实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]本实用新型的制备薄膜太阳能电池组件的步骤为:
[0027]步骤S1:在衬底上沉积第一单元电池，具体为:
[0028]步骤SlOl:在衬底上沉积第一单元电池的第一电极膜层；
[0029]步骤S102:对第一单元电池的第一电极膜层进行划刻隔离得到贯穿第一电极膜层的多个第一单元电池的第一电极膜层隔离沟道；
[0030]步骤S103:在第一单元电池的第一电极膜层上沉积第一单元电池的光电转换膜层，第一单兀电池的光电转换膜层同时沉积在第一单兀电池的第一电极膜层的第一电极膜层隔离沟道内；
[0031]步骤S104:对第一单元电池的光电转换膜层进行划刻隔离得到贯穿光电转换膜层的多个第一单元电池的光电转换膜层隔离沟道；[0032]步骤S105:在第一单元电池的光电转换膜层上沉积第一单元电池的第二电极膜层，第一单兀电池的第二电极膜层同时沉积在第一单兀电池的光电转换膜层的光电转换膜层隔离沟道内；
[0033]步骤S106:对第一单元电池的第二电极膜层和光电转换膜层进行划刻隔离得到贯穿第二电极膜层和光电转换膜层的多个第一单元电池的第二电极膜层隔离沟道；
[0034]步骤S2:在第一单元电池上沉积绝缘膜层，具体如下:
[0035]在第一单元电池的第二电极膜层上沉积绝缘膜层，同时采用掩膜法，避免电池边缘区域沉积上绝缘膜层；
[0036]步骤S3:在绝缘膜层上沉积第二单元电池，同时在绝缘膜层的边缘的两侧划刻得到第一隔离沟道和第二隔离沟道，用于使第一单元电池和第二单元电池并联，具体如下:
[0037]步骤S301:在绝缘膜层上沉积第二单元电池的第一电极膜层；
[0038]步骤S302:对第二单元电池的第一电极膜层进行划刻隔离得到贯穿第二单元电池的第一电极膜层的多个第二单元电池的第一电极膜层隔离沟道；同时形成设置在绝缘膜层的边缘的两侧的第一隔离沟道和第二隔离沟道，第一隔离沟道贯穿第一单元电池的第二电极膜层和第二单元电池的第一电极膜层，第二隔离沟道贯穿第二单元电池的第一电极膜层；
[0039]步骤S303:在第二单元电池的第一电极膜层上沉积第二单元电池的光电转换膜层，第二单兀电池的光电转换膜层同时沉积在第二单兀电池的第一电极膜层的第一电极膜层隔离沟道内；
[0040]步骤S304:对第二单元电池的光电转换膜层进行划刻隔离得到贯穿第二单元电池的光电转换膜层的多个第二单元电池的光电转换膜层隔离沟道；
[0041]步骤S305:在第二单元电池的光电转换膜层上沉积第二单元电池的第二电极膜层，第二单元电池的第二电极膜层同时沉积在第二单元电池的光电转换膜层的光电转换膜层隔离沟道内；
[0042]步骤S306:对第二单元电池的第二电极膜层和光电转换膜层进行划刻隔离得到多个贯穿第二单元电池的第二电极膜层和光电转换膜层的第二单元电池的第二电极膜层隔离沟道；
[0043]步骤S307:在第二单元电池的第二电极膜层的边缘位置制作薄膜太阳能组件的正极引线汇流条和负极引线汇流条；
[0044]步骤S4:铺设封装膜、覆盖背板，得到所述薄膜太阳能电池组件。
[0045]实施例1
[0046]本实施例中的第一电极膜层为前电极膜层，第二电极膜层为背电极膜层，第一电极膜层隔离沟道为前电极膜层隔离沟道，第二电极膜层隔离沟道为背电极膜层隔离沟道。第一子电极膜层为子前电极膜层，第二子电极膜层为子背电极膜层。
[0047]如图1所示，为本实用新型的实施例1的结构示意图。
[0048]本实施例的薄膜太阳能电池组件包括从受光面到背光面依次设置的衬底1、沉积在衬底I上的第一单元电池、设置在第一单元电池上的第二单元电池、绝缘膜层5、第一隔离沟道602和第二隔离沟道603。绝缘膜层5设置在第一单元电池和第二单元电池之间，用于使第一单元电池和第二单元电池绝缘，同时实现物理和电学的隔离。第一隔离沟道602和第二隔离沟道603分别设置在绝缘膜层5的边缘的两侧，用于使第一单元电池和第二单元电池并联。
[0049]设置在边缘处的第一隔离沟道602和第二隔离沟道603作为上下单元电池组件的连接通道，通过上述设计使得本实用新型的薄膜太阳能电池组件能够实现上下电池组件的并联结构，有别于目前产业化的上下电池组件的串联结构，从而大幅度降低组件的输出电压。
[0050]第一单元电池包括从受光面到背光面依次设置的前电极膜层2、光电转换膜层3和背电极膜层4。第二单元电池也包括从受光面到背光面依次设置的前电极膜层6、光电转换膜层7和背电极膜层8。光电转换膜层为PIN结构或PN结构。第一隔离沟道602从第二单元电池的前电极膜层6的背光面延伸到第一单元电池的背电极膜层4的受光面，贯穿第二单元电池的前电极膜层6和第一单元电池的背电极膜层4，用于使第一单元电池和第二单元电池的正极电连接。第二隔离沟道603，从第二单元电池的前电极膜层6的背光面延伸到第一单元电池的背电极膜层8的背光面，贯穿第二单元电池的前电极膜层6，用于使第一单元电池和第二单元电池的负极电连接。该薄膜太阳电池组件的电流汇聚流向11和电流汇聚流向12如图1所示。
[0051]第一单元电池的前电极膜层2上设置有多个前电极膜层隔离沟道201，其贯穿第一单元电池的前电极膜层2，将第一单元电池的前电极膜层2分隔为多个子前电极膜层。第一单元电池的光电转换膜层3上设置有多个光电转换膜层隔离沟道301，其从第一单元电池的光电转换膜层3的受光面延伸到第一单元电池的光电转换膜层3的背光面，贯穿第一单元电池的光电转换膜层3，将第一单元电池的光电转换膜层3分隔为多个子光电转换膜层。该光电转换膜层隔离沟道301同时作为电流引出通道。在第一单元电池的前电极膜层隔离沟道201内沉积有第一单兀电池的光电转换膜层3。第一单兀电池的背电极膜层4上设置有多个背电极膜层隔离沟道401，其从第一单元电池的背电极膜层4的背光面延伸到第一单元电池的前电极膜层2的背光面，贯穿第一单元电池的背电极膜层401和光电转换膜层301,将第一单兀电池的背电极膜层4分隔为多个子背电极膜层。在第一单兀电池光电转换膜层隔离沟道301内沉积有第一单元电池的背电极膜层4。
[0052]第二单元电池的前电极膜层6设置有多个前电极膜层隔离沟道601，其从第二单元电池的前电极膜层6的受光面延伸到第二单元电池的前电极膜层6的背光面，贯穿第二单元电池的前电极膜层6，将第二单元电池的前电极膜层6分隔为多个子前电极膜层。第二单元电池的光电转换膜层7上设置有多个光电转换膜层隔离沟道701，其从第二单元电池的光电转换膜层7的受光面延伸到第二单元电池的光电转换膜层7的背光面，贯穿第二单兀电池的光电转换膜层7,将第二单兀电池的光电转换膜层7分隔为多个子光电转换膜层。该光电转换膜层隔离沟道701同时作为电流引出通道。在第二单元电池的前电极膜层隔离沟道601内沉积有第二单元电池的光电转换膜层7。第二单元电池的背电极膜层8上设置有多个背电极膜层隔离沟道801，其从第二单元电池的背电极膜层8的背光面延伸到第二单元电池的前电极膜层6的背光面，贯穿第二单元电池的背电极膜层801和光电转换膜层701，将第二单元电池的背电极膜层8分隔为多个子背电极膜层。在第二单元电池的光电转换膜层隔离沟道701内沉积有第二单元电池的背电极膜层8。
[0053]多个子前电极膜层、多个子光电转换膜层和多个子背电极膜层构成多个串联的子单元电池。
[0054]通过上述各膜层隔离沟道的设置使得每个单元电池由若干个完全相同的子单元电池串联构成，保障了串联电路电流的相同。两个单元电池之间的电压一致性可以通过精确计算设置两个单元电池的子电池个数比例来实现，由于每个单元电池都包含许多串联的子电池，子电池个数比例可以在很大范围内进行调节，满足并吻合两个单元电池所用材料的带隙比例，从而确保了并联电路电压的相同，实现薄膜太阳能电池组件的串联电流和并联电压的最佳匹配。
[0055]该薄膜太阳能电池组件还包括正极引线汇流条9、负极引线汇流条10、封装膜和盖板。正极引线汇流条9和负极引线汇流条10分别设置在第二单元电池的背电极膜层801的背光面的边缘位置的两侧，用于实现电路输出。封装膜和背板用于薄膜太阳能电池组件的封装。
[0056]各膜层的材质可以选用如下材料:光电转换膜层由娃基薄膜、締化镉薄膜、CIGS、CIS、砷化镓薄膜、染料敏化纳米薄膜、有机薄膜中的一种或多种构成。前电极膜层和背电极膜层可以由掺铝氧化锌、掺硼氧化锌、掺氟氧化锌、掺镓氧化锌、掺铟氧化锡、掺氟氧化锡中的一种或多种构成。位于背光面的背电极膜层还可以由Mo、Al、Ag中的一种或多种构成。绝缘膜层透明或者半透明，由Si02、Si3N4、Al203中的一种或多种构成，其可以是高透光率、绝缘性能好的单一膜层或复合膜层。衬底I包括玻璃、不锈钢等金属箔或聚酰亚胺等聚合物高分子膜。
[0057]该薄膜太阳能电池的每个单元电池采用的三次镀膜、三次划刻工艺来实现。划刻工艺可以是激光划刻、机械划刻、其他满足功能的划刻方式，或者一种或多种划刻方式相结合工艺。该薄膜太阳能电池组件的制备方法如下:
[0058]步骤SlOl:在衬底I上沉积第一单元电池的前电极膜层2，该衬底I为浮法超白玻璃；
[0059]步骤S102:对第一单元电池的前电极膜层2进行划刻隔离，形成多个贯穿第一单元电池的前电极膜层2的相互绝缘的前电极膜层隔离沟道201，使前电极膜层隔离沟道201从前电极膜层2的受光面延伸到前电极膜层2的背光面，得到多个子前电极膜层；
[0060]步骤S103:在第一单元电池的前电极膜层2上沉积第一单元电池的光电转换膜层3，同时光电转换膜层3也沉积在前电极膜层隔离沟道201内；
[0061]步骤S104:对第一单元电池的光电转换膜层3进行划刻隔离，形成多个贯穿第一单元电池的光电转换膜层3的光电转换膜层隔离沟道301，使光电转换膜层隔离沟道301从光电转换膜层3的受光面延伸到光电转换膜层3的背光面，得到多个子光电转换膜层，该光电转换膜层隔离沟道301同时作为电流引出通道；
[0062]步骤S105:在第一单元电池的光电转换膜层3上沉积第一单元电池的背电极膜层4，同时背电极膜层4也沉积在光电转换膜层隔离沟道301内；
[0063]步骤S106:对第一单元电池的背电极膜层4和光电转换膜层3进行划刻隔离，形成多个贯穿第一单元电池的背电极膜层4和光电转换膜层3的背电极膜层隔离沟道401，使背电极膜层隔离沟道401从背电极膜层4的背光面延伸到前电极膜层2的背光面，得到多个子背电极膜层；
[0064]步骤S2:在第一单元电池的背电极膜层4上采用掩膜法沉积绝缘膜层5，避免第一单元电池的背电极膜层4的边缘区域沉积上透明绝缘膜层；
[0065]步骤S301:在绝缘膜层5上沉积第二单元电池的前电极膜层6 ；
[0066]步骤S302:对第二单元电池的前电极膜层6进行划刻隔离，形成多个贯穿第二单元电池的前电极膜层6的前电极膜层隔离沟道601，使前电极膜层隔离沟道601从前电极膜层6的背光面延伸到前电极膜层6的受光面，得到多个子前电极膜层；同时形成设置在绝缘膜层5的边缘的两侧的第一隔离沟道602和第二隔离沟道603，使第一隔离沟道602从第二单元电池的前电极膜层6的背光面延伸到第一单元电池的背电极膜层4的受光面，贯穿第二单元电池的前电极膜层6和第一单元电池的背电极膜层4 ;第二隔离沟道603从第二单元电池的前电极膜层6的背光面延伸到第一单元电池的背电极膜层4的背光面，贯穿第二单元电池的前电极膜层6 ；
[0067]步骤S303:在第二单元电池的前电极膜层6上沉积第二单元电池的光电转换膜层7,同时光电转换膜层7也沉积在前电极膜层隔离沟道601内；
[0068]步骤S304:对第二单元电池的光电转换膜层7进行划刻隔离，形成多个贯穿第二单元电池的光电转换膜层7的光电转换膜层隔离沟道701，使光电转换膜层隔离沟道701从光电转换膜层7的背光面延伸到光电转换膜层7的受光面，得到多个子光电转换膜层，该光电转换膜层隔离沟道701同时作为电流引出通道；
[0069]步骤S305:在第二单元电池的光电转换膜层7上沉积第二单元电池的背电极膜层8，同时背电极膜层8也沉积在光电转换膜层隔离沟道701内；
[0070]步骤S306:对第二单元电池的背电极膜层8和光电转换膜层7进行划刻隔离，形成多个贯穿第二单元电池的背电极膜层8和光电转换膜层7的背电极膜层隔离沟道801，使背电极膜层隔离沟道801从背电极膜层8的背光面延伸到前电极膜层6的背光面，得到多个子背电极膜层；
[0071]步骤S307:在第二单元电池的背电极膜层8的背光面的边缘位置制作整个薄膜太阳能组件的正极引线流条9和负极引线流条10 ；
[0072]步骤S4:铺设封装膜、覆盖背板，完成薄膜太阳能电池组件的制备。
[0073]实施例1的薄膜太阳能电池组件的单元电池的子电池个数相同。
[0074]实施例2
[0075]本实施例中的第一电极膜层为前电极膜层，第二电极膜层为背电极膜层，第一电极膜层隔离沟道为前电极膜层隔离沟道，第二电极膜层隔离沟道为背电极膜层隔离沟道。第一子电极膜层为子前电极膜层，第二子电极膜层为子背电极膜层。
[0076]如图2所示，为本实用新型的实施例2的结构示意图。实施例2的结构与实施例1相同，每个单元电池也是采用三次沉积、三次划刻的方法得到，具体制备方法如下:
[0077]步骤SlOl:在衬底I上沉积第一单元电池的透明的前电极膜层2，该前电极膜层2的材质为掺硼氧化锌；
[0078]步骤S102:对第一单元电池的前电极膜层2进行激光划刻隔离，形成多个贯穿第一单元电池的前电极膜层2的前电极膜层隔离沟道201，使前电极膜层隔离沟道201从前电极膜层2的受光面延伸到前电极膜层2的背光面，得到多个子前电极膜层；
[0079]步骤S103:在第一单元电池的前电极膜层2上沉积第一单元电池的光电转换膜层3，光电转换膜层3具有PIN结构，依次为P型非晶硅掺杂层、I本征非晶硅层和N型非晶硅掺杂层，该光电转化膜层3同时沉积在前电极膜层隔离沟道201内；
[0080]步骤S104:对第一单元电池的光电转换膜层3进行激光划刻隔离，形成多个贯穿第一单元电池的光电转换膜层3的光电转换膜层隔离沟道301，使光电转换膜层隔离沟道301从光电转换膜层3的受光面延伸到光电转换膜层3的背光面，得到多个子光电转换膜层，该光电转换膜层隔离沟道301同时作为电流引出通道；
[0081]步骤S105:在第一单元电池的光电转换膜层3上沉积第一单元电池的透明导电的背电极膜层4，该背电极膜层4的材质为掺硼氧化锌，背电极膜层4同时沉积在光电转换膜层隔离沟道301内；
[0082]步骤S106:对第一单元电池的背电极膜层4和光电转换膜层3进行激光划刻隔离，形成多个贯穿第一单元电池的背电极膜层4和光电转换膜层3的背电极膜层隔离沟道401，使背电极膜层隔离沟道401从背电极膜层4的背光面延伸到前电极膜层2的背光面，得到多个子背电极膜层，从而完成第一单元电池(本实施例中为非晶硅电池)的制作；
[0083]步骤S2:在第一单元电池的背电极膜层4上采用掩膜法沉积绝缘膜层5，避免第一单元电池的背电极膜层4的边缘区域沉积上绝缘膜层5，该绝缘膜层5为透明的，其材质为SiO2 ；
[0084]步骤S301:在绝缘膜层5上沉积第二单元电池的前电极膜层6，该前电极膜层6的材质为掺硼氧化锌；
[0085]步骤S302:对第二单元电池的前电极膜层6进行激光划刻隔离，形成多个贯穿第二单元电池的前电极膜层6的相互绝缘的前电极膜层隔离沟道601，使前电极膜层隔离沟道601从前电极膜层6的背光面延伸到前电极膜层6的受光面，得到多个子前电极膜层；同时形成设置在绝缘膜层5边缘两侧的第一隔离沟道602和第二隔离沟道603，使第一隔离沟道602从第二单元电池的前电极膜层6的背光面延伸到第一单元电池的背电极膜层4的受光面，贯穿第二单元电池的前电极膜层6和第一单元电池的背电极膜层4 ;第二隔离沟道603从第二单元电池的前电极膜层6的背光面延伸到第一单元电池的背电极膜层4的背光面并贯穿第二单元电池的前电极膜层6，以避免电池短路，实现上下两个单元电池负极的电连接；
[0086]步骤S303:在第二单元电池的前电极膜层6上沉积第二单元电池的光电转换膜层7，该光电转换膜层7具有PIN结构，其材质依次为P型微晶硅掺杂层、I本征微晶硅层和N型微晶硅掺杂层，该光电转换膜层7同时沉积在前电极膜层隔离沟道601内；
[0087]步骤S304:对第二单元电池的光电转换膜层7进行激光划刻隔离，形成多个贯穿第二单元电池的光电转换膜层7的互相绝缘的光电转换膜层隔离沟道701，使光电转换膜层隔离沟道701从光电转换膜层7的背光面延伸到光电转换膜层7的受光面，得到多个子光电转换膜层，该光电转换膜层隔离沟道701同时作为电流引出通道；
[0088]步骤S305:在第二单元电池的光电转换膜层7上沉积第二单元电池的背电极膜层8，该背电极膜层8同时沉积在光电转换膜层隔离沟道701内，该背电极膜层8透明导电，其材质为掺硼氧化锌；
[0089]步骤S306:对第二单元电池的背电极膜层8和光电转换膜层7进行激光划刻隔离，形成多个贯穿第二单元电池的背电极膜层8和光电转换膜层7的背电极膜层隔离沟道801，使背电极膜层隔离沟道801从背电极膜层8的背光面延伸到前电极膜层6的背光面，得到多个子背电极膜层，从而完成第二单元电池(本实施例中为微晶硅电池)的制作；
[0090]步骤S307:在第二单元电池的背电极膜层8的背光面的边缘位置制作整个薄膜太阳能组件的正极引线流条9和负极引线流条10，非晶硅电池组件和微晶硅电池组件在边缘处来实现电学并联，即正极和正极相连，负极和负极相连，该薄膜太阳电池组件的电流汇聚流向11和电流汇聚流向12如图2所示；
[0091]步骤S4:铺设封装膜、覆盖背板，完成薄膜太阳能电池组件的制备。
[0092]实施例2中，由于非晶硅电池的开路电压大于微晶硅电池的开路电压，所以非晶硅电池内部的子电池个数比和微晶硅电池内部子电池个数少；子电池个数比可根据所沉积的非晶硅电池和微晶硅电池的具体开路电压比值以及组件的尺寸参数来准确确定。
[0093]本实用新型并不以此为限，还可以在第二单元电池上再设置绝缘层和第三单元电池结构，以此类推，形成多结薄膜太阳能电池。
[0094]以上所述，仅为本实用新型的优选的实施例，并非用于限定本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种薄膜太阳能电池组件，包括衬底、沉积在所述衬底上的第一单元电池和设置在所述第一单元电池上的第二单元电池，其特征在于，还包括: 绝缘膜层，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池之间，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池绝缘； 第一隔离沟道和第二隔离沟道，分别设置在所述绝缘膜层的边缘的两侧，用于使所述第一单元电池和所述第二单元电池并联。
2.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于:所述第一单元电池和所述第二单兀电池均包括第一电极膜层、光电转换膜层和第二电极膜层。
3.如权利要求2所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于: 所述第一隔离沟道贯穿所述第二单元电池的第一电极膜层和所述第一单元电池的第二电极膜层，所述第二隔离沟道贯穿所述第二单元电池的第一电极膜层，实现所述第一单元电池和所述第二单元电池的并联。
4.如权利要求2所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于，还包括: 多个第一电极膜层隔离沟道，分别设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池的第一电极膜层上并贯穿这两个单元电池的第一电极膜层，将这两个单元电池的第一电极膜层分隔为多个第一子电极膜层； 多个光电转换膜层隔离沟道，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池的光电转换膜层上并贯穿这两个单元电池的光电转换膜层，将这两个单元电池的光电转换膜层分隔为多个子光电转换膜层； 多个第二电极膜层隔离沟道，设置在所述第一单元电池和所述第二单元电池的第二电极膜层上并贯穿这两个单元电池的光电转换膜层和所述第二电极膜层，将这两个单元电池的第二电极膜层分隔为多个第二子电极膜层。
5.如权利要求4所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于: 在所述第一单元电池的第一电极膜层隔离沟道内沉积有所述第一单元电池的光电转换膜层； 在所述第二单元电池的第一电极膜层隔离沟道内沉积有所述第二单元电池的光电转换膜层； 在所述第一单元电池的光电转换膜层隔离沟道内沉积有所述第一单元电池的第二电极膜层；和， 在所述第二单元电池的光电转换膜层隔离沟道内沉积有所述第二单元电池的第二电极膜层。
6.如权利要求5所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于:所述多个第一子电极膜层、所述多个子光电转换膜层和所述多个第二子电极膜层构成多个串联的子单元电池。
7.如权利要求2所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于:所述光电转换膜层为PIN结构或PN结构。
8.如权利要求2所述的薄膜太阳 能电池组件，其特征在于: 所述光电转换膜层由硅基薄膜、碲化镉薄膜、CIGS、CIS、砷化镓薄膜、染料敏化纳米薄膜、有机薄膜中的一种或多种构成； 所述第一电极膜层或所述第二电极膜层由掺铝氧化锌、掺硼氧化锌、掺氟氧化锌、掺镓氧化锌、掺铟氧化锡、掺氟氧化锡、Mo、Al、Ag中的一种或多种构成； 所述绝缘膜层为透明或者半透明，由Si02、Si3N4^Al2O3中的一种或多种构成； 所述衬底包括玻璃、金属箔或聚合物高分子膜。
9.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于:还包括正极引线汇流条和负极引线汇流条，用于实现`电路输出。
【文档编号】H01L31/0224GK203617292SQ201320849089
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】李宏, 李松林, 冯志慧, 薛颖, 熊宇迪, 张英, 贾海军, 丁建 申请人:北京汉能创昱科技有限公司