[发明专利]一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜太阳能电池，特别是一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池及其制造工艺，属太阳能电池技术领域。

背景技术

非晶硅薄膜太阳能电池与晶体硅太阳能电池相比，具有光吸收波段范围长的特点，因此同功率情况下具有更大的发电量，目前非晶硅薄膜太阳能电池主要分为强光型和弱光型，弱光型非晶硅薄膜电池主要用于在室内弱光或中强光照条件下使用，一般电池尺寸比较小、输出功率小，如计算器、太阳花等电子产品上使用的太阳能电池，已知技术中的弱光型非晶硅薄膜电池主要由前电极层、非晶硅层和背电极层之间通过相互错位的分割沟槽将各层分割成多个单元图形，各层的单元图形通过分割沟槽之间的相互内部串联连接而成（如图4所示），在背电极层上覆盖有背保护漆层，在背保护漆层上开有焊点窗口，便于将电极从背电极层由焊线引出，从电池结构角度来讲，弱光型非晶硅薄膜电池内部的串联电阻主要由以下几个部位的电阻组成：前电极的体电阻、前电极与P型层的接触电阻、p-n结内部电阻、背电极与n型层的接触电阻、背电极的体电阻、单元子电池间串接部位背电极与前电极的接触电阻和串接材料的体电阻共同组成，而电池内部单元电池间串接部位背电极层与前电极层的接触电阻和串接材料的体电阻是电池内阻的重要组成部分，其电阻值的大小，会严重影响非晶硅薄膜太阳能电池的对外输出功率，由于弱光型薄膜太阳能电池的尺寸较小，电池的有效光电转换区域面积相对较小，因此太阳能电池的输出电流也相对较小，因此太阳能电池内部的串联电阻的大小对电池的对外输出功率的影响就非常明显。背电极层图形主要通过激光刻划或掩膜丝印形成，掩膜丝印直接形成单元图形，激光刻划是先镀膜后刻划沟槽成单元图形，激光刻划沟槽有可能会造成电池前电极和背电极的短路或微短路，形成电池内部漏电，影响了电池的对外输出性能，中国专利申请号98115382.8《一种非晶硅太阳能电池的制造方法》给出了通过丝印非金属导电碳浆直接形成背电极的方法，但是同导电金属浆料相比，非金属导电碳浆也存在其固有的缺点，即：1.体电阻大（丝印固化后的非金属导电碳浆的体电阻为20~50欧姆，而同等厚度的导电金属浆料的体电阻为0.5~5欧姆）；2.同电池前电极的接触电阻较大的问题（非金属材料和金属薄膜之间为非欧姆接触，接触电阻相对较大），非金属导电碳浆的这些缺点，造成了弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的内阻增大，限制了电池对外输出功率的进一步提高，特别是在中强光照条件下，这种影响更为显著。

发明内容

本发明的目的就是要通过对弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的背电极层结构设计和制造，来降低电池内部单元电池间串接部位背电极与前电极的接触电阻、串接材料的体电阻以及背电极材料的体电阻，达到降低弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的内阻，提升弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的光电转换效率，使得电池在弱光和中强光照条件下都能获得更好的对外输出性能。

为了实现以上目的，本发明采用将已知技术的弱光型非晶硅薄膜太阳能电池的背电极的单层导电膜层制成两层复合导电膜层，第一层为原有的导电碳浆，第二层为导电金属浆料，技术方案如下：一种弱光型非晶硅薄膜太阳能电池，包括由前电极层、光电转换层、背电极层的多个错位隔离沟槽分割而形成的内部连接的单元电池，其特征是背电极层为两层复合导电膜层，第一导电层导电碳浆，第二导电层导电金属浆料，第一导电层导电碳浆位于光电转换层和第二导电层导电金属浆料之间，第二导电层导电金属浆料通过光电转换层的隔离沟槽与前电极层欧姆连接。

背电极层的第一导电层导电碳浆大于或等于单元电池的有效光电转换面积，背电极层的第二导电层导电金属浆料完全覆盖第一导电层导电碳浆。

前电极层为氧化铟锡（ITO）或二氧化锡（SnO₂）。

光电转换层为非晶硅（a-Si）。

背电极的第二导电层导电金属浆料为可焊接材料如导电铜浆（C_U），或不可焊接如导电银浆（Ag），若为不可焊接材料可在其上丝印可焊接焊点，如铜浆，并位于背保护漆层的焊点窗口下方。

光电转换层上的沟槽的宽度为：80μm~300μm。

背电极的第一导电层导电碳浆的厚度为：5μm~50μm。

背电极的第二导电层导电金属浆料的厚度为：20μm~120μm。