一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池的製作方法
2023-09-17 22:43:05 1
專利名稱：一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池的製作方法
技術領域：
本實用新型公開了一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池，特別強調光電池各電極層及光電轉換層的平面圖形結構設計。
眾所周知，在非晶矽光電池的製造過程中，導電膜層圖形設計非常重要，而導電膜層的圖形設計，實際上涉及到非晶矽光電池的整體結構設計。透明導電膜層、光電轉換層及背電極層圖形設計，會直接影響到電池加工成本、電性能、成品率等問題。中國專利一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池，專利號為95226310.6，從已公開的文件及附圖中可看出，這種外聯式光電池在實質上並沒有增大有效受光面積。而它的結構從透明導電極和背電極圖形可看到已落入公知技術，內聯式弱光型非晶矽光電池的圖形範圍之內，這種所謂的外聯式結構，是以減少非晶矽膜層有效受光面積為代價，來換取的。從本實用新型的圖6和圖7中可以看出，導電膜層和鋁背電極層圖形複雜，技術上實現起來很困難，由於加工程序多，難以保證電性能優良，導致了成品率降低，生產成本上漲。
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種技術上容易實現，圖形簡單，結構更為合理，光電轉換層有效受光面積大，弱光轉換率高，電性能好，產品合格率高，製作成本低的大規模外聯集成式非晶矽光電池。
為實現本實用新型任務，提出由平板式透明材料基底1上的透明導電膜層2、非晶矽層3、背電極層4構成的外聯式光電池，其技術特徵是透明導電膜層2和背電極膜層4，由兩個以上透明電極單元集合而成，在相鄰電極單元之間有階梯形絕緣溝槽6隔離，且在每個電極單元上方同向延伸部分，位於相鄰電極單元正上方，形成正、負電極串聯引出區；非晶矽層膜3，由輝光放電在透明導電膜層2上生成，非晶矽膜層3上有一刻劃線5橫向貫穿在正、負電極連接區內。刻劃線5由雷射在非晶矽膜層3上打出的孔點組成直線。鋁膜背電極層4，在非晶矽層3上用掩膜法蒸鍍鋁膜4，形成一個個與透明導電極對應的矩形單元，各相鄰鋁背電極單元之間均有電氣絕緣溝槽7與透明電極單元間的絕緣溝槽6豎直段重合。透明基底1與上述導電圖形之間的矩形包絡線是一防短路漏電環。每個鋁背電極單元4與裸露在正、負電極串聯引出區內的刻劃線5孔點上的透明導電膜連接，形成光電池外部串聯，由鋁背電極小矩形單元引出正極8，由相對於小矩形之外的任意一個矩形鋁背電極單元4引出負電極9。
以上所說透明導電膜層2是一個個矩形電極單元的集成，外包絡線是折線狀的矩形，每個電極單元圖形同方向延伸一小矩形。而鋁背電極層4是一個個矩形電極單元的集成外包絡線亦是矩形。
本實用新型產生的積極效果，反映在外聯集成式弱光型非晶矽光電池，採用電性能優良的導電膜作透明電極，用鋼絲掩膜法製成背電極，圖形簡單，節省了原材料；易工業化生產加工；採用雷射加工電池中的溝槽，尤其對非晶矽層雷射打孔，最大限度的提高了光電池有效受光面積，使各項電性能參數得到優化，產品合格率高，生產成本大大降低。
以下結合附圖並參照最佳實施例進一步說明本實用新型的技術內容。
圖1，是本實用新型結構原理示意圖；圖2，是本實用新型透明電極示意圖；圖3，是本實用新型非晶矽層示意圖；圖4，是本實用新型鋁背電極示意圖；圖5，是本實用新型結構布置透視示意圖；圖6，是已有技術透明電極的結構示意圖7，是已有技術鋁背電極的結構示意圖。
從圖1至圖4所示為本實用新型外聯集成式弱光型光電池，可清楚的看到是在一個平板上實現有規則的圖形結構。圖2，作為集成透明正電極各矩形單元之間的絕緣溝槽6均呈一折線階梯形，圖3非晶矽層作為光電轉換層，集成圖形是一個大矩形，其上由孔點組成的刻劃線5，圖4是背電極負極各集成單元均是矩形，即沒有變形或延伸，各單元之間均以絕緣溝槽7隔離。圖2中的透明電極2為正極，既可在矩形的右上角延伸亦可向左上角延伸一個小圖形一般都為矩形，目的是實現光電池正、負極的外部串聯連接。圖2透明導電膜層、圖4鋁背電極和已有技術圖6透明電極、圖7鋁背電極的對照中看出，已知技術圖形複雜，製作加工起來較困難。
以下例舉本實用新型最佳實施例。
例1見圖5，平板玻璃基底1，尺寸為12mm×30mm，厚度為1.2mm，採用採用高溫氣相沉積一層厚度為0.65微米二氧化錫透明導電膜2作正極，具有較好的電性能參數。用絲印光刻形成透明導電膜矩形圖，各單元電極之間絕緣靠溝槽7，寬度均為0.15mm，溝槽7豎直向上呈-階梯形溝槽。每個電極單元上方同向延伸部分位於相鄰電極單元正上方，作為正、負極串聯引出區。用輝光放電沉積厚度為0.54微米厚的PIN型非晶矽層3，形成光電池核心部分即光電轉換層，同時也作為高度絕緣層，隔離透明電極正極與背電極負極出現的短路或因切割電池片出現毛刺造成的漏電現象。所以非晶矽層3完全覆蓋透明導電極各單元，由雷射在非晶矽膜層上打孔，由小孔點組成的直線5衡貫在正、負電極連接區內，以便於正負極串聯。在非晶矽層3上用掩膜板遮擋，蒸鍍1微米厚的鋁膜背電極層4，形成一個個與透明導電極相對應的矩形圖鋁背電極單元，各矩形圖之間均有絕緣溝槽7，與透明導電極單元間的絕緣階梯溝槽6的豎直段重合。每個鋁背電極單元4與裸露在正、負極串聯引出區內刻劃線5孔點上的透明導電膜連接，形成光電池外部串聯。最後在背電極上絲印保護漆、引出可焊電極成光電池成品。
例2同實施例1，型號為435電池，用厚度1.0毫米，超薄ITO透明導電玻璃，ITO膜厚度為0.55微米，用雷射切斷膜層，形成透明導電極圖形，溝槽8寬度為0.18毫米，非晶矽層厚度為0.57微米，蒸鍍鋁膜，背電極圖形即背電極間的溝槽8，是用鋼絲掩膜得到矩形電極單元。最後絲印保護漆，引出可焊電極得光電池電池成品。
權利要求1，一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池，包括由平板式透明材料基底(1)上的透明導電膜層(2)、非晶矽膜層(3)、背電極膜層(4)組成，其特徵在於，所述各層平面電極圖形一一對應；所說透明導電膜層(2)和背電極膜層(4)，由兩個以上電極單元集合而成，在相鄰電極單元之間有絕緣溝槽隔離，在每個透明導電極單元上方同向延伸部分，位於相鄰透明電極單元正上方，形成正、負電極串聯引出區；非晶矽層膜(3)由輝光放電在透明導電膜層(2)上生成，該膜層(3)上的刻劃線(5)橫向貫穿在正、負電極連接區內；覆蓋在非晶矽膜層(3)的背電極單元之間絕緣溝槽(7)與透明導電極單元之間溝槽(6)豎直段重合；透明基底(1)與上述導電圖形之間的矩形包絡線是一防短路漏電環。
2，根據權利要求1所述的一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池，其特徵在於，所說透明導電膜是ITO層(2)，各透明電極單元電之間絕緣溝槽(6)豎直向上呈一折線形；正、負極串聯引出區內刻劃線(5)上的孔點處裸露的透明導電膜正極與對應的鋁背電極膜負極連接形成光電池外部串聯。
3，根據權利要求1所述的一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池，其特徵在於，所說集成導電膜層(2)矩形電極單元的外包絡線是一有折線的矩形，且向同方向延伸一小矩形。
4，根據權利要求1所述的一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池，其特徵在於，鋁背電極膜層(4)，在非晶矽層(3)上用掩膜板蒸鍍鋁集成鋁背電極矩形圖和各單元之間絕緣溝槽(7)。
5，根據權利要求1或4所述的一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池，其特徵在於，鋁背電極矩形圖單元之間的絕緣直線溝槽(7)形是用掩膜線製成的。
專利摘要本實用新型公開了一種外聯集成式弱光型非晶矽光電池,特別強調光電池各電極層及光電轉換層的平面圖形結構設計。透明導電膜層2和背電極層由兩個以上電單元集合而成,單元之間有絕緣溝槽隔離,透明電極單元上方同向延伸部分位於相鄰電極單元正上方,作正、負電極串聯引出區;非晶矽膜層3,有刻劃線5橫向貫穿,背電極單元絕緣溝槽7與透明導電極單元間的溝槽6豎直重合;透明基底1上的圖形之間的矩形包絡線是一防短路漏電環。
文檔編號H01L31/00GK2342467SQ9724034
公開日1999年10月6日 申請日期1997年7月16日 優先權日1997年7月16日
發明者李毅, 張永林, 平功長 申請人:深圳市創益科技發展有限公司