專利名稱：非線性太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非線性太陽能電池模塊，更為具體地講，涉及一種由于 以非線性形狀形成太陽能電池模塊的光電池從而使陰影引起的發(fā)電量減少降 低的非線性太陽能模塊。
背景技術(shù)：
太陽能電池模塊包括串聯(lián)連接的多個(gè)光電池。光電池被分類為晶體型和 薄膜型。晶體型光電池一般具有矩形形狀，并且主要由多晶硅形成。矩形形 狀晶體型光電池具有很短的寬度和長度，因此當(dāng)矩形形狀晶體型光電池被云 遮蔽時(shí)， 一個(gè)光電池很容易被云的陰影完全地遮蔽。因此，當(dāng)陰影橫跨光電 池時(shí)，大大地減少了太陽能電池模塊的發(fā)電量。
薄膜型光電池一般具有長度比晶體型光電池的長度長的矩形形狀。因此， 一個(gè)膜型光電池被陰影完全遮蔽的可能性低。因此，即使當(dāng)陰影橫跨該類型 的太陽能電池時(shí)，也不會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)電量。
但是，在陰影存在時(shí)，還是減少具有薄膜型光電池的太陽能電池模塊的 發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述和/或其它問題，本發(fā)明提供了 一種非線性太陽能電池模 塊，所述非線性太陽能電池^^塊可使在陰影下發(fā)電量的減少降低。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種非線性太陽能電池模塊，所述太陽能 電池模塊包括在基底上串聯(lián)連接的多個(gè)光電池，其中，每個(gè)光電池包括形成 在基底上的第一電極、形成在第一電極上的光電轉(zhuǎn)換層和形成在光電轉(zhuǎn)換層 上的第二電極，并且以非線性形狀形成光電池。
光電池可具有波形形狀或迂回形狀。
具有迂回形狀的光電池具有多個(gè)彎曲，按大約90度形成所述彎曲。 每個(gè)光電池可在基底上具有基本上相同的面積。光電池可具有螺旋形狀。
光電轉(zhuǎn)換層可具有PN結(jié)結(jié)構(gòu)或PIN結(jié)結(jié)構(gòu)。 光電轉(zhuǎn)換層可由非晶硅、CdTe和CIGS之一形成c


通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和 其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更清楚，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜型非線性太陽能電池模塊的示意性俯
視圖2是圖1的薄膜型非線性太陽能電池模塊的一部分的截面圖； 圖3示出被相同的陰影遮蔽的現(xiàn)有的薄膜型太陽能電池模塊和根據(jù)本發(fā) 明的 一個(gè)實(shí)施例的薄膜型非線性太陽能電池模塊；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的非線性太陽能電池模塊的示意性俯視
圖5是圖4的非線性太陽能電池模塊的截面圖；和
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的非線性實(shí)施例的示意性俯視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，本發(fā)明的示例性實(shí)施例在 附圖中示出。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜型非線性太陽能電池模塊100的示意 性俯視圖。圖2是圖1的薄膜型非線性太陽能電池模塊100的一部分的截面圖。
參考圖l和圖2，薄膜型非線性太陽能電池模塊100包括多個(gè)光電池120。 薄膜型非線性太陽能電池模塊100可包括數(shù)十個(gè)光電池120，并且為了獲得 預(yù)定電壓，可串聯(lián)連接光電池120。
每個(gè)光電池120包括形成在基底102上的下電極(第一電極)121、形成 在下電極121上的光電轉(zhuǎn)換層130和形成在光電轉(zhuǎn)換層130上的上電極122。 通過在其間設(shè)置的電線140串聯(lián)地電連接兩個(gè)光電池120。每個(gè)光電池120 在基底102上占據(jù)基本相同的面積。電線140可以以各種形式連接相鄰的光 電池120的上電極122和下電極121。因此，由于該類型的連接在本領(lǐng)域是公知的，將省略對其的描述。
基底102可以是硅基底或玻璃基底。
下電極121可由現(xiàn)有的電極材料形成，例如，鋁(Al)。
上電極122可由現(xiàn)有的電極材料形成，例如，鋁(Al)。另外，上電極 122可由透明導(dǎo)電材料(即，諸如銦錫(ITO)的透明導(dǎo)體氧化物)形成，從 而陽光可通過上電極122。
抗反射涂層129可形成在除了形成上電極122的區(qū)域之外的光電轉(zhuǎn)換層 130上。另外，覆蓋上電極122的諸如環(huán)氧樹脂層或玻璃層的保護(hù)層(未示 出)也可形成在基底102上。
響應(yīng)于陽光，光電轉(zhuǎn)換層130產(chǎn)生電子-空穴對，并且電子-空穴對的電 子和空穴分離并分別向上電極122和下電極121移動(dòng)。因此，在最外面的上 電極122與下電極121之間產(chǎn)生光電流。
光電轉(zhuǎn)換層130具有PN結(jié)結(jié)構(gòu)，并且可包括由n-型或p-型半導(dǎo)體材料 形成的第一半導(dǎo)體層131和由p-型或n-型半導(dǎo)體材料形成的第二半導(dǎo)體層 133。第一半導(dǎo)體層131和第二半導(dǎo)體層133可由非晶硅、CdTe、或Cu-In-Ga-Se (CIGS)形成。
本發(fā)明不限于上述光電轉(zhuǎn)換層130的材料和堆疊結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的 實(shí)施例中沒有描述各種公知的用于制造現(xiàn)有太陽能電池所必須的基本的工藝 和元件。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本征半導(dǎo)體層(例如，本征半導(dǎo)體硅層)可被插 入在第一半導(dǎo)體層131和第二半導(dǎo)體層133之間，^v而形成PIN結(jié)結(jié)構(gòu)。
在圖l中，基底102上部的空間可填充絕緣材料，為了方便沒有示出該 絕緣材料。
圖2示出上電極122覆蓋光電轉(zhuǎn)換層130的一部分，但是，本發(fā)明沒有 局限于此。例如，上電極可在光電轉(zhuǎn)換層130上形成為多條線線(未示出)。
如圖1所示，才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電池120具有非線性形狀，例如， 在基底102上的波形形狀。與現(xiàn)有矩形形狀薄膜型太陽能電池的光電池相比， 在例如陰影跨過光電池120的情況下，波形形狀的光電池120可使發(fā)電量的 減少降低。
圖3示出被相同的陰影(14)遮蔽的現(xiàn)有的薄膜型太陽能電池模塊10 和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜型非線性太陽能電池模塊100。圖3的現(xiàn)有薄膜型太陽能電池模塊10 (a)包括多個(gè)光電池12。光電池 12之一被陰影(14)完全地遮蔽，從而被陰影(14)完全遮蔽的光電池12 無法產(chǎn)生任何電力。因此，包括串聯(lián)連接到被陰影(14)遮蔽的光電池12的 其它光電池12的現(xiàn)有薄膜型太陽能電池模塊100不會(huì)產(chǎn)生任何電力。
圖3的薄膜型非線性太陽能電池100 (b)具有比現(xiàn)有薄膜型太陽能電池 模塊10的寬度W1大大約兩倍的寬度W2。因此，雖然圖3的相同面積的陰 影(14)遮蔽了薄膜型非線性太陽能電池模塊100，但是薄膜型非線性太陽 能電池4莫塊100可產(chǎn)生大約正常發(fā)電水平的50%的電力。
即使將光電池120形成為具有非線性形狀，也可通過使用激光或使用半 導(dǎo)體制造工藝來刻蝕下電極121、光電轉(zhuǎn)換層130和上電極122,來形成根據(jù) 本發(fā)明的薄膜型非線性太陽能電池模塊100的光電池120。
雖然描述了圖1的非線性太陽能模塊IOO是薄膜型，但本發(fā)明不限于此。 例如，晶體型多晶硅太陽能電池模塊的光電池也可以以非線性形狀形成。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的非線性太陽能電池模塊200的示意性 俯視圖。圖5是圖4的非線性太陽能電池模塊200的截面圖。參考圖4和圖 5,非線性太陽能電池模塊200包括多個(gè)光電池220。非線性太陽能電池模塊 200可包括數(shù)十個(gè)光電池220,并且為了獲得預(yù)定電壓，可串聯(lián)連接光電池 220。
每個(gè)光電池220包括形成在基底202上的下電極(第一電極)221、形成 在下電極221上的光電轉(zhuǎn)換層230和形成在光電轉(zhuǎn)換層230上的上電極222。 通過在其間設(shè)置的電線240使兩個(gè)光電池220彼此串聯(lián)地電連接。每個(gè)光電 池220在基底202上占據(jù)基本相同的面積。
光電轉(zhuǎn)換層230具有PN結(jié)結(jié)構(gòu)，并且可包括由n-型或p-型半導(dǎo)體材料 形成的第一半導(dǎo)體層231、本征半導(dǎo)體硅層232和由p-型或n-型半導(dǎo)體材料 形成的第二半導(dǎo)體層233。
抗反射涂層229可形成在除了形成上電極222的區(qū)域之外的光電轉(zhuǎn)換層 230上。另外，還可形成覆蓋上電極222的諸如環(huán)氧樹脂層或玻璃層的保護(hù) 層(未示出)。
根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的光電池220具有迂回的形狀。與現(xiàn)有矩形形狀薄膜型 太陽能電池模塊10的光電池12以及薄膜型非線性太陽能電池模塊100的光 電池120相比，具有迂回的形狀的每個(gè)光電池220在基底202上形成為具有大的覆蓋區(qū)域。因此，具有迂回形狀光電池220可使由于陰影導(dǎo)致的發(fā)電量 的減少降低。
光電池220的彎曲按大約90度形成，從而可增加每個(gè)光電池220在基底 202上占據(jù)的區(qū)域。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的非線性太陽能電池模塊300的示意性 俯視圖。參考圖6，非線性太陽能電池-漠塊300包括多個(gè)光電池320。非線性 太陽能電池模塊320可包括數(shù)十個(gè)光電池320,并且為了獲得預(yù)定電壓，可 串聯(lián)連接光電池320。
圖6的光電池320的結(jié)構(gòu)基本上可與圖2的光電池120和圖5的光電池 220—樣，因此將不再重復(fù)描述。
光電池320在基底302上具有螺旋形狀。具有螺旋形狀的每個(gè)光電池320 在基底302上形成為具有大的覆蓋區(qū)域，從而被陰影完全覆蓋的可能性低， 所以使由于陰影導(dǎo)致的發(fā)電量的減少降低。
盡管參照本發(fā)明示例性實(shí)施例具體地表示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍 的情況下，可進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1、一種非線性太陽能電池模塊，包括在基底上串聯(lián)連接的多個(gè)光電池，其中，每個(gè)光電池包括形成在基底上的第一電極、形成在第一電極上的光電轉(zhuǎn)換層和形成在光電轉(zhuǎn)換層上的第二電極，并且以非線性形狀形成光電池。
2、 如權(quán)利要求1所述的非線性太陽能電池模塊，其中，光電池具有波形 形狀或迂回形狀。
3、 如權(quán)利要求2所述的非線性太陽能電池模塊，其中，具有迂回形狀的 光電池具有多個(gè)彎曲，按90度形成所述彎曲。
4、 如權(quán)利要求2所述的非線性太陽能電池模塊，其中，每個(gè)光電池在基 底上具有相同的面積。
5、 如權(quán)利要求1所述的非線性太陽能電池模塊，其中，光電池具有螺旋 形狀。
6、 如權(quán)利要求1所述的非線性太陽能電池模塊，其中，光電轉(zhuǎn)換層具有 PN結(jié)結(jié)構(gòu)或PIN結(jié)結(jié)構(gòu)。
7、 如權(quán)利要求1所述的非線性太陽能電池模塊，其中，光電轉(zhuǎn)換層由非 晶硅、CdTe和CIGS之一形成。
全文摘要
提供了一種非線性太陽能電池模塊。非線性太陽能電池模塊包括多個(gè)光電池，其中，每個(gè)光電池包括形成在基底上的第一電極、形成在第一電極上的光電轉(zhuǎn)換層和形成在光電轉(zhuǎn)換層上的第二電極，并且以非線性形狀形成光電池。
文檔編號H01L31/042GK101593781SQ20091020280
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者元鐘華, 金相一 申請人:三星電子株式會(huì)社