[发明专利]光伏电池和形成光伏电池的方法

说明书

交叉引用

本申请要求2011年12月7日提交的美国临时专利申请No.61/568,134的优先权，所述申请全部通过引用并入本文中。

背景

非晶硅、二硒化铜铟镓(CIGS)、和碲化镉(CdTe)是当今仅有的以商业规模生产的薄膜太阳能电池。目前可得到的在柔性衬底上的薄膜太阳能电池包括在薄金属箔(通常不锈钢)上的非晶硅和在金属或聚酰亚胺箔上的CIGS。迄今，薄膜碲化镉太阳能电池只在玻璃上生产，但是正在进行在柔性衬底上的工作。适合在柔性衬底上使用的其他类型的太阳能电池材料可能变得可用。例如，正在进行针对利用锌和锡代替铟和镓的CIGS变体的工作，以及对有机和染料敏化太阳能电池材料的持续研究。

概要

本公开提供了从柔性薄膜太阳能电池材料卷制造太阳能电池、和电互连所述电池以形成可用于形成太阳能组件的串的自动化方法。

本公开提供了从大卷的柔性太阳能电池材料制造单个薄膜太阳能电池的高度自动化方法。本公开还通过使用便宜的平面扩张金属网(expanded metallic mesh)，提供了集流栅图案和互连。

本公开的一个方面提供了形成光伏组件的方法，所述方法包括提供第一光伏电池和第二光伏电池。所述第一和第二光伏电池的单个光伏电池包含与柔性薄膜光活性器件相邻布置的扩张金属网、和布置在所述扩张金属网和所述柔性薄膜光伏器件之间的所述柔性薄膜光活性器件的边缘部分处的电绝缘材料。接着，使所述第一光伏电池的扩张金属网与所述第二光伏电池的下侧面接触，从而电连接所述光伏电池的薄膜光活性器件以形成所述光伏组件。

本公开的另一个方面提供了形成光伏电池的方法，所述方法包括提供第一光伏材料卷和第二扩张金属网卷。所述光伏材料包含与柔性衬底相邻的光活性材料，并且其中所述扩张金属网包含多个孔。接着，提供与所述光伏材料的边缘部分相邻的电绝缘材料。使来自所述第一卷的光伏材料接近来自所述第二卷的扩张金属网以形成初生光伏电池。所述电绝缘材料布置在所述扩张金属网和所述光伏材料之间。接着，将所述初生光伏电池切割成单个节段以形成多个光伏电池。

本公开的另一个方面提供了光伏电池，其包含光伏器件和与所述光伏器件相邻的扩张金属网，所述光伏器件包含与光活性材料相邻的柔性衬底。所述扩张金属网包含多个孔以允许电磁辐射接触到所述光活性材料。所述光伏电池还包含布置在所述扩张金属网和所述光伏器件之间的所述光伏器件边缘部分处的电绝缘材料。

根据下面的详细说明，本公开的其他方面和优点对本领域技术人员将变得很容易明白，所述详细说明中只显示和描述了本公开的说明性实施方式。正如将认识到的，本公开能够有其他和不同的实施方式，并且它的若干细节能够在各种显而易见的方面加以修改，它们全都没有背离本公开。因此，附图和描述本质上被认为是说明性的，而不被认为是限制性的。

通过引用并入

本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请在此通过引用并入，其程度如同专门并且分别地指出各个单独的出版物、专利或专利申请通过引用并入一样。

附图简要说明

要求保护的本发明的新特征在所附权利要求中详细阐明。通过参考下面阐述利用本发明原理的说明性实施方式的详细说明、以及附图或图，将获得对本发明的特征和优点的更好理解，在所述附图中：

图1是示意图，示出了适合于制造用于柔性薄膜太阳能电池的集流栅和互连装置的平面扩张金属网的性质。

图2a是示意图，显示了利用一段图1中描述的平面扩张金属网的成品薄膜太阳能电池的几何形状的平面图。

图2b是厚度尺度放大的横截面示意图，显示了利用一段图1中描述的平面扩张金属网的成品薄膜太阳能电池的几何形状。

图3是示意图，描绘了通过从大得多的成品太阳能电池原料卷自动将其切割成条来制造柔性太阳能电池材料卷盘的初始步骤的透视图。

图4是透视示意图，示出了利用平面扩张金属网导体自动地将柔性太阳能电池材料卷盘转变成成品电池的工艺或方法中的基本步骤。

图5是在图4中描述的层压步骤之后一段太阳能电池条带的示意图，显示了所述扩张金属网如何应用于所述电池，并生成用于将所述条带切割成单个太阳能电池的空白区域(blank area)。