本发明关于一种太阳能电池技术领域，且有关于一种堆叠型太阳能电池模块。
背景技术：
传统堆叠型太阳电池是将两个或两个以上相同能隙或不同能隙的太阳电池组件堆叠起来，制作成堆叠型太阳能电池模块。设计上，一般将能够吸收高能量光谱的太阳电池组件放在上层，吸收低能量光谱的太阳电池组件放在下层，通过不同光吸收层的材料将太阳光的光谱能量层层吸收，以提升电池模块效率。
以目前市场占有率最大的硅晶太阳能电池为例，为有效利用硅晶电池未吸收的短波长入射光，于是在硅晶太阳能电池的上方，迭以能隙比硅晶高的宽能隙电池，以提升电池模块效率。然而，一般上层电池的电极设计以整面透明导电氧化物(tco)为主，目的为了让上电池成为穿透型的电池组件，得以让长波长光谱通过上电池并到达下电池(硅晶电池)做吸收。但是，上电池的吸收层除了可吸收短波长入射光，同时上电池的整面透明导电氧化物电极也会将部分的光遮蔽或吸收，造成进入硅晶电池的入射光量或强度减少，不利于下层的光吸收层的材料的吸收。
技术实现要素：
本发明提供一种堆叠型太阳能电池模块，能解决上电池透明导电氧化物电极的遮蔽及吸收入射光的问题，并增加当两个或两个以上太阳电池堆叠时，下层电池的光谱能量吸收。
本发明提供的一种堆叠型太阳能电池模块，包括透明基板、第一太阳能电池单元，以及第二太阳能电池单元位于该透明基板与该第一太阳能电池单元之间。第一太阳能电池单元，包括第一电极、第二电极与位于该第一电极与该第二电极之间的第一吸收层。第二太阳能电池单元，包括第三电极、第四电极与位于该第三电极与该第四电极之间的第二吸收层，其中 该第二电极邻近于该第三电极，且该第二电极、该第三电极及该第四电极的设置位置相对应。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1a是依照本发明的第一实施例的一种太阳能电池模块上视图；
图1b是依照图1a的b-b’线段的剖面示意图；
图2是依照本发明的第二实施例的一种堆叠型太阳能电池模块的剖面示意图；
图3是依照本发明的第三实施例的一种堆叠型太阳能电池模块的剖面示意图；
图4是依照本发明的第四实施例的堆叠型太阳能电池模块的剖面示意图；
图5是依照本发明的第五实施例的一种太阳能电池模块的剖面示意图；
图6是依照本发明的第六实施例的一种堆叠型太阳能电池模块的上视图；
图7a-7c是依照本发明的第六实施例的图6的vii-vii’线段的不同实施态样的剖面示意图。
【符号说明】
1、2、3、4、5、6：堆叠型太阳能电池模块
100：透明基板
100a：透明基板受光照射的相对表面
102：第一太阳能电池单元
104：第二太阳能电池单元
106：第一电极
108：第二电极
110：第一吸收层
116：第三电极
118：第四电极
120：第二吸收层
122：导电材料
124：间隔物
208：第一汇流线路
216：第二汇流线路
218：第三汇流线路
具体实施方式
现将参照附图来更加详尽地描述发明概念的实施例，但仍可使用许多不同的形式来实施本发明。在附图中，为了清楚起见，各个结构及区域的相对尺寸及位置可能缩小或放大。另应理解的是，虽然本文使用“第一”、“第二”…等来描述不同的结构或区域，但是这些结构或区域不应当受限于这些用词；也就是说，以下所讨论的第一表面、区域或结构可以被称为第二表面、区域或结构，而不违背实施例的启示。
图1a是依照本发明的第一实施例的一种太阳能电池模块上视图。图1b是依照图1a的b-b’线段的剖面示意图。请参照图1a及ib，第一实施例的堆叠型太阳能电池模块1，包括透明基板100、第一太阳能电池单元102与第二太阳能电池单元104，其中透明基板100例如玻璃或塑料；第一太阳能电池单元102是位于透明基板100受光照射的相对表面100a，也就是说，若是光线从透明基板100的正面入射，则第一太阳能电池单元102的位置会在透明基板100的背面。第一太阳能电池单元102包括第一电极106、第二电极108与位于第一与第二电极106和108之间的第一吸收层110。其中第一与第二电极106和108分别位于第一吸收层110的厚度方向的两面上，且第二电极108靠近透明基板100。第一光吸收层110的材料包括iv族半导体材料、iii-v族半导体材料、i-iii-vi族半导体材料或i-ii-iv-vi族半导体材料。上述iv族半导体材料，例如：硅、锗(ge)、硅锗合金。上述iii-v半导体材料，例如：二元或三元化合物半导体材料(如砷化镓(gaas)、磷化铟(inp)、氮化镓(gan)、锑化镓(gasb)、砷化铟(inas)、磷化铝(alp)、砷化铝镓(algaas)、砷化铟镓(ingaas)、砷化铟铝(inalas)、磷化铟镓(gainp)、磷化铟镓(ingap)、氮化铟镓(gainn)等)。上述i-iii-vi族半导体材料，例如：三元或四元或五元化合物半导体材料(如硒化铜铟(cuinse2)、硫化铜镓 (cugas2)、硒化铜铟镓(cu(in，ga)se2)、硒硫化铜铟镓(cu(in，ga)(s，se)2))。上述i-ii-iv-vi族半导体材料，例如：三元或四元或五元化合物半导体材料(如硒化铜锡(cu2snse3)、硒化铜锌锡(cu2znsnse4)、硒硫化铜锌锡(cu2znsn(s，se)4)等)。而在透明基板100与第一太阳能电池单元102之间设有第二太阳能电池单元104，其中第二太阳能电池单元104包括第三电极116、第四电极118与位于第三与第四电极116和118之间的第二吸收层120。第三与第四电极116和118分别位于第二吸收层120的厚度方向的两面上，且第一太阳电池单元102的第二电极108邻近于第二太阳电池单元104的第三电极116，该第二电极108、该第三电极116及该第四电极118的设置位置相对应。举例来说，当太阳光从透明基板100照射进入堆叠型太阳电池模块1时，先经过透明基板100、第二太阳电池单元104，再进入第一太阳电池单102元。因为第二太阳电池单元104的电极位置(116，118)与第一太阳电池单元102的电极位置(，108)在垂直方向相对应，因此第二太阳电池单元104的电极设计并不会额外遮蔽进入第一太阳电池单元102的光路径，因此较一般全面透明导电氧化物电极的设计方式于阻挡或吸收部分太阳的入射光量或强度较少，本实施例可以增加第一太阳电池单元的光谱能量吸收。
在另一实施例中，第二电极108、第三电极116及第四电极118也可以形状相对应或是第二电极108、第三电极116及第四电极118的尺寸相对应。如此一来，上述第二电极108、第三电极116及第四电极118不管是设置位置相对应、形状相对应或是尺寸相对应，其目的都是为了减少太阳光进入太阳电池单元的遮蔽面积，也就是当多个太阳电池单元垂直堆叠在一起时，各独立太阳电池单元的上下电极(例如，第二电极108、第三电极116及第四电极118)的设置位置，设置形状或设置大小在堆叠太阳电池模块的垂直方向相对应时，则其遮蔽太阳光的面积最小，因此上层电极的遮蔽面积对于下层太阳电池单元的光吸收层的材料的光吸收影响最少。
请参照图1b，第一实施例的堆叠型太阳能电池模块1的制作方法，举例来说，可先将第一太阳电池单元102做好，第二太阳电池单元104做好，再将该第一太阳电池单元102的第二电极108与第二太阳电池单元104的第三电极116，在垂直方向相对应的堆叠在一起，以使第一太阳电池单元102 的第二电极108邻近于第二太阳电池单元104的第三电极116，而且该第二电极108、该第三电极116及该第四电极118的设置位置相对应。
举例来说，透明基板100可做为第二太阳电池单元104的基板，因此第二太阳电池单元104的第二吸收层120系全面覆盖住第四电极118及透明基板100。
在一实施例中，第二太阳能电池单元104的该第二吸收层120的材料包括iii-v族半导体材料、ii-vi族半导体材料、i-ii-iv-vi族半导体材料、i-iii-vi族半导体材料、有机高分子材料、有机无机混合材料等。上述第二吸收层120的材料的能隙在1.1ev至1.9ev之间，利于吸收高能量光谱。在另一实施例中，上述第二吸收层120的材料的能隙在1.5ev至1.8ev之间，因此当太阳光进入透明基板100后，堆叠型太阳能电池模块1，可利用第二太阳能电池单元104吸收短波长入射光，并让光进入第一太阳能电池单元102吸收长波长入射光，以达到较为充分利用太阳能谱的堆叠型太阳能电池模块。
在一实施例中，该第二电极108、该第三电极116及该第四电极118的材料各自独立包括金属、导电高分子、有机-无机混合导电材料或极性导电材料。其中金属材料包括钼(mo)、金(au)、银(ag)、铝(al)、铜(cu)、镍(ni)或其组合。
图2是依照本发明的第二实施例的一种堆叠型太阳能电池模块的剖面示意图，其中使用与图1b相同的组件符号来代表相同或类似的构件。图3是依照本发明的第三实施例的一种堆叠型太阳能电池模块的剖面示意图，其中使用与图1b相同的组件符号来代表相同或类似的构件。
请参照图2，第二实施例的堆叠型太阳能电池模块2，与图1b的差异在于第一太阳电池单元102与第二太阳电池单元104的电性连接关系。在第二实施例中该第二太阳电池单元104的第三电极116与第一太阳电池单元102的第二电极108系为电性相连接，因此，该第二电极108与该第三电极116可以直接接触。
或者，请参照图3，第三实施例3与图1b的差异在于第三实施例的堆叠型太阳能电池模块3中还包括一导电材料122设置在该第二电极108与该第三电极116之间，使该第二电极108与该第三电极116电性相连接，并使该 第二太阳电池单元104与该第一太阳电池单元102形成电路串联。上述导电材料122，例如导电胶。
图4是依照本发明的第四实施例的堆叠型太阳能电池模块的剖面示意图，其中使用与图1b相同的组件符号来代表相同或类似的构件。图5是依照本发明的第五实施例的一种太阳能电池模块的剖面示意图，其中使用与图1b相同的组件符号来代表相同或类似的构件。
请参照图4，第四实施例的堆叠型太阳能电池模块4，与图1b的差异在于，在本实施例中该第二太阳电池单元104的第三电极116与第一太阳电池单元102的第二电极108电性不相连接，因此，在第四实施例中，还包括一间隔物124设置在该第二电极108与该第三电极116之间，使该第二电极108与该第三电极116电性不相连接。或者请参照图5，第五实施例的堆叠型太阳能电池模块5与图1b的差异在于，在本实施例中该间隔物124还包括设置在第一吸收层110、第二电极108、第二吸收层120与第三电极116之间，并使其第二电极108与第三电极116电性不相连接，同时该间隔物124也可保护第一吸收层110与第二电极108及第二吸收层120与第三电极116并与空气隔绝。在上述实施中，该间隔物124，包括绝缘材料，例如绝缘胶。
图6是依照本发明的第六实施例的一种堆叠型太阳能电池模块的上视图，使用与图1a-图1b相同的组件符号来代表相同或类似的构件，且仅显示第一太阳能电池单元102。图7a-7c是依照第六实施例的图6的vii-vii’线段的不同实施态样的剖面示意图，使用与图6相同的组件符号来代表相同或类似的构件。
请参照图6及图7a，堆叠型太阳能电池模块6，太阳光从透明基板100进入，与图1a的差异在于，在一实施例中，请参照图7a，第一太阳能电池单元102还包括第一汇流线路208设置在该第一吸收层110上并与该第二电极108同一侧，且该第一汇流线路208与该第二电极108的电性相连接。在一实施例中，请参照图7b，该第二太阳能电池单元102还包括第二汇流线路216设置在该第二吸收层120上并与该第三电极116同一侧，且该第二汇流线路216与该第三电极116的电性相连接。在一实施例中，请参照图7c，该第二太阳能电池单元102还包括第三汇流线路218设置在该第二吸收层120上并与该第四电极118同一侧，且该第三汇流线路218与该第四电极118 的电性相连接。举例而言，上述第一汇流线路208、第二汇流线路216与第三汇流线路218可以提供第二电极108、第三电极116及第四电极118更有效地收集载子，而且在实际设计上，上述第一汇流线路208、第二汇流线路216与第三汇流线路218需尽量减少遮蔽入射光的比例，因此，上述第一汇流线路208、第二汇流线路216与第三汇流线路218可以同时都设置在堆叠型太阳电池模块之中，也可以依实际需求，独立设置或组合设置在堆叠型太阳电池模块之中。
为了尽量减少遮蔽入射光的比例，在本实施例中，该第一汇流线路208与该第二汇流线路216的设置位置相对应，而在另一实施例中，该第一汇流线路208、该第二汇流线路216与该第三汇流线路218的设置位置相对应，其目的在于尽量减少遮蔽入射光的比例。
在上述实施例中，第一汇流线路208、第二汇流线路216与第三汇流线路218包括线型结构、网状结构或图形化结构，其中，线型结构的线宽系为10nm至100μm。上述汇流线路，线型结构、网状结构或图形化结构可以依实际使用情况做出不同的设计图样，目的为更有效地收集载子并且传递到电极上。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。