[发明专利]外加电场效应薄膜光伏电池及与电场源集成的光伏电池板

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏电池，具体涉及一种外加电源提供给具有电场电极的薄膜光伏电池。所说的外加电源提供给具有电场电极的薄膜光伏电池，是将外加电源与电场电极的薄膜光伏电池组合集成，并形成一长条窄带状的电场效应薄膜光伏电池，简称——长条带状电池。长条窄带状电场效应薄膜光伏电池中分两部分，一部分为外加电源，一部分是带电场电极的薄膜光伏电池；其中外加电源是在该长条带状电池两端分别有一很小区域独立制作多个微型薄膜光伏电池并电气串联，并在该长条带电池两端分别形成两个电场电源，该两个电场电源是该中间长段电场电极的薄膜光伏电池的外加电源。也就是说，长条窄带状电场效应薄膜光伏电池本身有电场电源与电场电极的薄膜光伏电池的组合，并且单一长条窄带状电场效应薄膜光伏电池称之为——电场效应薄膜光伏电池单元。 

电场效应薄膜光伏电池板，是由许多长条窄带状的电场效应薄膜光伏电池单元相互栅状密集排列而成。 

而本发明涉及的电场效应薄膜光伏电池单元，单结光伏电池输出电压小于2V。大面积的电场效应薄膜光伏电池板内部结构中是由多个独立的电场效应薄膜光伏电池单元相互栅状密集排列，并且每个电场效应薄膜光伏电池单元电气串联连接，制作实现一种输出高电压、高效率的电场效应薄膜光伏电池板结构装置。 

背景技术

当前已公知的薄膜光伏电池的体系包括：硅基、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)以及有机化合物、染料敏化(DSSC)光伏电池。这些光伏电池的基本结构，都是采用p型半导体层、n型半导体层所组成具有pn叠层特征，以及非晶p-i-n叠层特征的薄膜光伏电池。 

当前公知的非晶p-i-n叠层特征的薄膜光伏电池板结构是采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)，将薄膜层依次沉积在大面积衬底玻璃上，并用激光刻蚀实现电池单元内部串联。公知的硅基薄膜光伏电池板结构三视图参看附图5，其中B-B剖面图是多个硅基薄膜光伏电池单元结构与电气串联连接图，A-A剖面图是一个硅基薄膜光伏电池单元结构图，附图6及附图a1、附图a2、附图a3是B-B剖面图的放大图与单结、双结、三结薄膜电池结构图。 

铜铟镓硒(CIGS)或碲化镉(CdTe)薄膜光伏电池板是采用真空蒸发、磁控溅射等，将薄膜层依次沉积在大面积衬底载体上，并用激光刻蚀实现电池单元内部串联。公知的CIGS 或CdTe薄膜光伏电池板结构三视图参看附图7，其中B-B剖面图是多个CIGS或CdTe薄膜光伏电池单元结构与电气串联连接图，A-A剖面图是一个CIGS或CdTe薄膜光伏电池单元结构图，附图8及附图b是B-B剖面图的放大图与单结CIGS或CdTe薄膜电池结构图。 

图5、图6：非晶硅薄膜光伏电池板结构的三视图；非晶硅薄膜光伏电池板结构是由多个非晶硅薄膜光伏电池单元A1.1、载体A1.2、电池母线(串联电池正极)A1.3、电池母线(串联电池负极)A1.4、激光刻槽A1.5、相邻电池单元正负电极串联接触面A1.6组成。特别指出的是：现有的大面积非晶硅薄膜光伏电池板内部结构中非晶硅薄膜光伏电池单元A1.1的外形，是一种窄带条状的、单一功能的独立光伏电池条，在附图5中A-A剖面图可以得知。大面积非晶硅薄膜光伏电池板内部结构中是由多个独立的、单一功能的、窄带条状的光伏电池单元电气串联集成，组成一种输出高电压薄膜光伏电池板结构装置。 

图6中附图a1、附图a2、附图a3是非晶硅薄膜光伏电池单元结构，可以选择单结电池结构、双结电池结构或三结电池结构。其中附图a1：单结电池结构是由透明导电膜(TCO)1.1、p-i-n单结(a-Si:H)1.2、背面电极层1.3所组成；附图a2：双结电池结构是由透明导电膜(TCO)2.1、p-i-n结(a-Si:H)2.2、p-i-n结(a-SiGe:H)2.3、背面电极层2.4所组成；附图a3：三结电池结构是由透明导电膜(TCO)3.1、p-i-n结(a-Si:H)3.2、p-i-n结(a-SiGe:H)3.3、p-i-n结(μc-SiGe:H)3.4、背面电极层3.5所组成。