[发明专利]薄膜光伏组件

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜光伏组件，具体而言，本发明涉及于适当的薄膜光伏衬底之上引入聚合物层和光伏器件的薄膜光伏组件。

背景技术

目前存在两种常用的光伏(太阳能)组件。第一种光伏组件采用半导体晶片作为衬底，第二种光伏组件采用沉积于适当的衬底之上的半导体薄膜。

半导体晶片型光伏组件通常包括常用于各种固态电子器件例如计算机存储器片和计算机处理器的硅晶片。这种常规设计尽管有效但制造费用较高且难以用于非标准应用。

另一方面，薄膜光伏组件可于适当的衬底之上引入一种或多种常规半导体例如非晶硅。与采用复杂精细的制造技术从晶锭上切割晶片的晶片应用不同，薄膜光伏组件采用相对简单的沉积技术例如溅射涂布、物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)形成。

尽管较晶片型光伏组件而言薄膜光伏组件正成为更可行的实用光伏方案，但现有技术仍需在效率、耐久性和制造费用方面进行改善。

发明内容

本发明提供薄膜光伏器件，该薄膜光伏器件包括为其提供良好结合性、电阻率、密封性、可加工性和耐久性的聚乙烯醇缩丁醛层。

附图说明

图1表示本发明薄膜光伏器件的截面示意图。

具体实施方式

本发明的薄膜光伏器件包括根据本文所述的聚乙烯醇缩丁醛层，该聚乙烯醇缩丁醛层为所述光伏器件提供良好的结合性、电阻率、密封性、可加工性和耐久性。

本发明薄膜光伏组件的一种实施方案整体标记为10并示于图1中。如图所示，光伏器件14形成于例如可以是玻璃或塑料的基层衬底12之上。保护衬底18经由聚乙烯醇缩丁醛层16与光伏器件14结合。

基层衬底

图1中示作单元12的本发明基层衬底可以是本发明光伏器件能够形成于其上的任何适当的衬底。实例包括但不限于玻璃，形成“硬质”薄膜组件的硬质塑性玻璃料(rigid plastic glazing material)，形成“柔性”薄膜组件的塑料薄膜例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、含氟聚合物等。通常优选的是基层衬底允许350至1,200纳米范围内的入射辐射大部分透过，但本领域技术人员应当认识到可有多种变型，包括光经由保护衬底进入光伏器件的变型。

薄膜光伏器件

图1中示作单元14的本发明薄膜光伏器件直接形成于基层衬底之上。典型的器件制造根据应用包括：第一导电层的沉积，第一导电层的蚀刻，半导体层的沉积和蚀刻、第二导电层的沉积、第二导电层的蚀刻、总线导体和保护层的施用。可任选地在第一导电层和基层衬底之间于基层衬底之上形成电绝缘层。该任选层例如可以是硅层。

本领域技术人员应当认识到，器件制造的前述说明是一种已知方法并且是本发明的一种实施方案。多种其他类型的薄膜光伏器件落在本发明的范围之内。形成方法和器件的实例包括美国专利文件2003/0180983、7,074,641、6,455,347、6,500,690、2006/0005874、2007/0235073、7,271,333和2002/0034645中所述的实例，在此全部引入其相关制造和器件部分。

薄膜光伏器件的各组成部分可通过任何适当的方法形成。在各种实施方案中，可采用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和/或溅射。

上述两个导电层作为电极输送介于其间的半导体材料所产生的电流。一个电极通常是透明的以允许太阳辐射到达半导体材料。当然，两个导体可均为透明的，或者一个导体为反射的，从而使得穿过半导体材料的光反射回到半导体材料之中。导电层可包含任何适当的导电氧化物材料例如氧化锡或氧化锌，或者如果透明度并不重要(例如对于“背”电极)，则可使用金属或金属合金层例如包含铝或银的层。在其他实施方案中，金属氧化物层可与金属层组合形成电极，所述金属氧化物层可掺有硼或铝并采用低压化学气相沉积进行沉积。导电层的厚度例如可为0.1至10微米。

薄膜光伏器件的光伏区域可包括例如常规PIN或PN结构的氢化非晶硅。硅的厚度通常可达约500纳米，一般包括厚度为3至25纳米的p层、厚度为20至450纳米的i层和厚度为20至40纳米的n层。例如，如美国专利4,064,521所述，沉积可借助在硅烷或硅烷和氢的混合物中进行辉光放电。