背電極及其制作方法和電池組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種背電極及其制作方法 和電池組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能電池組件可以用作光伏建筑一體化（BuildingIntegrated Photovoltaic，簡(jiǎn)稱為BIPV)產(chǎn)品上。在BIPV應(yīng)用中，太陽(yáng)能電池組件的顏色是一項(xiàng)很重 要的性能參數(shù)，顏色的可變范圍決定了光伏組件在與建筑設(shè)計(jì)結(jié)合時(shí)的便利程度?，F(xiàn)有的 太陽(yáng)能電池組件通常為灰黑色，顏色單一，造成太陽(yáng)能電池組件與建筑設(shè)計(jì)結(jié)合時(shí)不便利。
[0003] 針對(duì)上述的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種背電極及其制作方法和電池組件，以至少解決由于太陽(yáng) 能電池組件的顏色單一造成的太陽(yáng)能電池組件與建筑結(jié)合時(shí)不便利的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種背電極，包括：第一透明導(dǎo)電氧化物 層，其中，第一透明導(dǎo)電氧化物層為摻雜有金屬元素的薄膜材料層，第一透明導(dǎo)電氧化物層 用于控制背電極的顏色。
[0006] 進(jìn)一步地，該金屬元素的摻雜濃度為0. 5%~3. 0%。
[0007] 進(jìn)一步地，第一透明導(dǎo)電氧化物層摻雜的金屬元素為鋁或鎵或硼。
[0008] 進(jìn)一步地，第一透明導(dǎo)電氧化物層為摻雜鋁的氧化鋅層。
[0009] 進(jìn)一步地，第一透明導(dǎo)電氧化物層的厚度范圍為5nm~300nm。
[0010] 進(jìn)一步地，該背電極還包括：金屬層，第一面與第一透明導(dǎo)電氧化物層貼合設(shè)置， 其中，金屬層用于控制背電極的顏色。
[0011] 進(jìn)一步地，該金屬層的材料為銀或鋁或鎳鉻合金。
[0012] 進(jìn)一步地，金屬層的厚度不大于20nm〇
[0013] 進(jìn)一步地，該背電極還包括：第二透明導(dǎo)電氧化物層，與金屬層的第二面貼合設(shè) 置，其中，第二透明導(dǎo)電氧化物層為摻雜有金屬元素的薄膜材料層，第二透明導(dǎo)電氧化物層 用于控制背電極的顏色。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電池組件，包括上述背電極。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一方面，還提供了一種背電極的制作方法，背電極包括第 一透明導(dǎo)電氧化物層，第一透明導(dǎo)電氧化物層用于控制背電極的顏色，方法包括：在非晶硅 層上沉積第一透明導(dǎo)電氧化物層。
[0016] 進(jìn)一步地，在非晶硅層上沉積第一透明導(dǎo)電氧化物層之前，該方法還包括：確定背 電極的目標(biāo)顏色參數(shù)；以及根據(jù)目標(biāo)顏色參數(shù)計(jì)算背電極的厚度參數(shù)，其中，厚度參數(shù)包括 第一厚度、第二厚度和第三厚度，第一厚度為第一透明導(dǎo)電氧化物層的厚度，第二厚度為金 屬層的厚度，第三厚度為第二透明導(dǎo)電氧化物層的厚度，在非晶硅層上沉積第一透明導(dǎo)電 氧化物層包括：根據(jù)第一厚度在非晶硅層上沉積第一透明導(dǎo)電氧化物層，在非晶硅層上沉 積第一透明導(dǎo)電氧化物層之后，方法還包括：判斷第二厚度是否為0 ;在判斷出第二厚度不 為0時(shí)，根據(jù)第二厚度在第一透明導(dǎo)電氧化物層上沉積金屬層；判斷第三厚度是否為0 ;以 及在判斷出第三厚度不為0時(shí)，根據(jù)第三厚度在金屬層上沉積第二透明導(dǎo)電氧化物層。
[0017] 在本發(fā)明實(shí)施例中，采用包括如下結(jié)構(gòu)的背電極：第一透明導(dǎo)電氧化物層，其中， 第一透明導(dǎo)電氧化物層為摻雜有金屬元素的薄膜材料層，第一透明導(dǎo)電氧化物層用于控制 背電極的顏色，通過(guò)控制第一透明導(dǎo)電氧化物層的厚度得到不同顏色的背電極，從而實(shí)現(xiàn) 了提高太陽(yáng)能電池組件與建筑結(jié)合的便利性的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了由于太陽(yáng)能電池組件 的顏色單一造成的太陽(yáng)能電池組件與建筑結(jié)合時(shí)不便利的技術(shù)問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0019] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的背電極的示意圖；
[0020] 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池組件的示意圖；
[0021] 圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池組件的示意圖；以及
[0022] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的背電極的制作方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的 附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是 本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0024] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)"第一"、"第 二"等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用 的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或 描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語(yǔ)"包括"和"具有"以及他們的任何變形，意圖在于 覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限 于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn) 品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0025] 視覺(jué)所產(chǎn)生的顏色效果取決于物體表面反射的光對(duì)人眼中的三種錐形細(xì)胞 產(chǎn)生的刺激程度。三種錐形細(xì)胞對(duì)不同波長(zhǎng)A的光所產(chǎn)生的刺激相應(yīng)函數(shù)分別為 R(A)，G(A)，B(A)，當(dāng)人眼接收到的物體表面反射光譜為S ( A )時(shí)，該物體所變現(xiàn)出來(lái)的 顏色為（R，G，B):
[0026]
[0027] 其中，R表示三原色中的紅色分量，G表示三原色中綠色分量，B表示三原色中藍(lán)色 分量。從上述公式可知，當(dāng)調(diào)節(jié)物體表面反射光譜S ( A )時(shí)，R、G和B三個(gè)分量的值相應(yīng)改 變，從而物體表現(xiàn)出來(lái)的顏色就會(huì)發(fā)生改變。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池組件表面的反射光 譜就可以得到目標(biāo)顏色的太陽(yáng)能電池組件，優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池組 件的背電極的厚度來(lái)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池組件表面的反射光譜，從而得到目標(biāo)顏色的太陽(yáng)能電 池組件。
[0028] 由于國(guó)際上通用的顏色表示方法遵照CIELAB系統(tǒng)，它是一個(gè)均勻的顏色空間，每 種顏色表示為（L，a，b)，其中，L顯示的是光的強(qiáng)度，a表示紅/黃的程度，b表示藍(lán)/綠的 程度。（L，a，b)可由（R，G，B)通過(guò)線性變換得到。因此，為了與國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)保持一致，本 發(fā)明實(shí)施例所用的顏色測(cè)量均使用CIELAB方法。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種背電極，圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的背電極的示 意圖。
[0030] 如圖1所示，該背電極包括：第一透明導(dǎo)電氧化物層101，其中，第一透明導(dǎo)電氧化 物層101為摻雜有金屬元素的薄膜材料層，第一透明導(dǎo)電氧化物層101用于控制背電極的 顏色。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例的第一透明導(dǎo)電氧化物層101中摻雜的金屬元素的濃度可以任意 選擇，優(yōu)選地，第一透明導(dǎo)電氧化物層101中金屬元素的摻雜濃度為0.5%~3.0%?？蛇x 地，第一透明導(dǎo)電氧化物層摻雜的金屬元素可以為鋁或鎵或硼等。具體地，第一透明導(dǎo)電氧 化物層101可以是摻雜鋁的氧化鋅層（AZ0)、摻雜鎵的氧化鋅層或是摻雜錫的氧化銦層等， 本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選為摻雜鋁的氧化鋅層。
[0032] 具體地，如下表1所示：
[0033] 表 1
[0034]
[0035] 由表1可以看出，AZ0摻雜濃度分別為0. 5%、1. 5%和3. 0%，背電極的顏色分別 為（34. 73,12. 00, -9. 82)、（35. 43,11. 03, -8. 99)和（37. 93,12. 21，-9. 43)，背電極的顏色 變化很小，背電極的填充因子分別為0. 58、0. 59和0. 61。由于填充因子越高，則載流子在電 極內(nèi)的平行收集越容易，電池組件的電導(dǎo)率和發(fā)電效率越好。由上可以看出，AZO摻雜濃度 越高，填充因子越大，相應(yīng)的電池組件的電導(dǎo)率和發(fā)電效率越好。在保證背電極的顏色符合 要求時(shí)，AZO摻雜濃度越大電池組件的電導(dǎo)率和發(fā)電效率越好，但是，為了控制成本，本發(fā)明 實(shí)施例中第一透明導(dǎo)電氧化物層101中金屬元素的摻雜濃度優(yōu)選為0. 5%~3. 0%。
[0036] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)控制第一透明導(dǎo)電氧化物層101處于不同的厚度以改變本發(fā) 明實(shí)施例的背電極的反射光譜，從而可以得到不同顏色的背電極。以下以第一透明導(dǎo)電氧 化物層101為摻雜鋁的氧化鋅層、鋁摻雜濃度為1. 5%為例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)?shù)?一透明導(dǎo)電氧化物層101的厚度為200nm時(shí)，背電極的顏色為（37. 75,-24. 37,-23.82);當(dāng) 第一透明導(dǎo)電氧化物層101的厚度為300nm時(shí)，背電極的顏色為（48.09, -30. 73,18. 59)。 由此可以看出，當(dāng)?shù)谝煌该鲗?dǎo)電氧化物層101設(shè)為厚度不同時(shí)，背電極的顏色也相應(yīng)地改 變。
[0037] 本發(fā)明實(shí)施例的背電極包括第一透明導(dǎo)電氧化物層101，其中，第一透明導(dǎo)電氧化 物層101為摻雜有金屬元素的薄膜材料層，第一透明導(dǎo)電氧化物層101用于控制背電極的 顏色。本發(fā)明實(shí)施例的背電極通過(guò)控制第一透明導(dǎo)電氧化物層101的厚度以獲得不同顏色 的背電極，從而可以極大地方便了太陽(yáng)能電池組件與建筑的結(jié)合，解決了由于太陽(yáng)能電池 組件的顏色單一造成的太陽(yáng)能電池組件與建筑結(jié)合時(shí)不便利的技術(shù)問(wèn)題。
[0038] 可選地，本發(fā)明實(shí)施例的背電極還包括：金屬層，第一面與第一透明導(dǎo)電氧化物層 貼合設(shè)置，其中，金屬層用于控制背電極的顏色。
[0039] 本發(fā)明實(shí)施例的金屬層的材料可以是銀、鋁、鎳鉻合金等，為了提高背電極的折射 率，金屬層優(yōu)選為銀。該金屬層可以是一層，也可以是多層，該金屬層為多層時(shí)，金屬層可組 合沉積在第一透明導(dǎo)電氧化物層101上。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)控制第一透明導(dǎo)電氧化物層 101的厚度和金屬層的厚度共同來(lái)控制背電極的顏色，從而可以得到不同顏色的背電極。
[0040] 可