[其他]太陽能電池密封組件的結構

無效

• 申請號: 85102909
• 申請日: 1985-04-18
• 公開（公告）號: CN85102909B
• 公開（公告）日: 1988-07-13
• 發明（設計）人: 大井戶彥文;林祥剛;山本稔;村田淳
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L25/02
• 分類號: H01L25/02;H01L31/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 張衛民,肖春京

本發明涉及一個太陽能電池，具體地說，涉及一個Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體太陽能電池的封裝結構。

近年來，借助太陽光發電作為替代現有能源的一個措施一直吸引著人們的注意，將太陽的輻射能量轉換為人們所希望的電能的不同類型太陽能電池已經發展起來并已投入了實際應用。按照晶格結構的觀點，將太陽能直接轉換為電能的太陽能電池可歸納為三種類型：即，單晶型，多晶型和非晶體型。另一方面，太陽能電池的材料可歸納為以下三種類型：即，Ⅳ族元素，和Ⅲ-Ⅴ族化合物以及Ⅱ-Ⅵ族化合物。在這些太陽能電池之中，由Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體制成，通常是由一個N型CdS膜和P型CdTe膜的異質結所構成的太陽能電池，被認為是最有前途的，因為它即具有生產成本低并適于大量生產，又具有生產大面積元件的可能性。采用在玻璃基片上進行網板印刷然后進行燒結而產生的這種類型的太陽能電池的轉換效率約為8%。

以下參照圖1具體說明上述類型太陽能電池元件的結構和生產過程。標號101表示一個玻璃基片，該基片通常為非堿性硼硅玻璃。標號102表示一個構成N型層的CdS燒結膜。形成該層的過程所包括的步驟為：在含有1wt%KCl和6wt%CdCl，作為助熔劑的CdS細粉末中加入適量的丙烯乙二醇，并將其攪拌以制備成糊劑，用網板印刷法將該糊劑涂在玻璃基片101上，干燥該糊劑并在含有微量氧的氮氣環境中約700℃條件下對其進行焙燒。標號103表示一個構成P型層的CdTe燒結膜。形成該膜的過程所包括的步驟為：在CdTe細粉末中加入CdCl₂作為助熔劑在其混合物中再加入適量的丙烯乙二醇并對其進行攪拌以準備成糊劑，經有選擇地網板印刷將該糊劑涂在CdS燒結膜102上，干燥該糊劑并在氮氣環境中約630℃的條件下對其進行焙燒。標號104表示在CdS焙燒膜上形成的一個電極。更具體地講，這一電極是由Ag-In層構成的一個負電極，該層是用網板印刷法涂上含有In的Ag涂料然后在約為490℃條件下焙燒而形成的。標號105表示在CdTe燒結膜103上形成的一層碳膜。形成該碳膜的過程所包括的步驟為：將含有100ppmCu離子的石墨碳粉和有機燒結劑一起攪拌以制成糊劑，用網板印刷法涂敷該糊劑隨后進行干燥，并且將干燥后的糊劑在氮氣環境中約300℃的條件下進行焙燒。由于印刷和焙燒的結果，碳膜中的Cu離子在作為受體的CdTe燒結膜103內擴散。標號106表示一個由Ag層構成的正電極。該電極簡化了電流的引出過程，并且其形成過程所包括的步驟為：準備導電的Ag糊劑，該糊劑通過在人造樹脂例如環氧樹脂中摻入Ag粉而制成，在約150℃的條件下印刷并硬化該糊劑以形成一個碳膜和電阻層。標號107表示在CdS燒結膜102上的電極（Ag-In層）的引線，而108表示在CdTe燒結膜103上的電極（Ag層）的引線。這些引線可以是普通的導電材料如銅，并且由一種導電的粘結劑固定在相應電極的適當位置上，例如在一種人造樹脂如環氧樹脂中摻入細Ag粉末可制作該粘結劑。標號110表示一個元件保護膜，該膜由一種人造樹脂構成，例如環氧樹脂，聚酯樹脂或類似物，并涂在由上述過程制成的元件表面以此來保護該元件并獲得更高的絕緣性能。上面已對制造一個CdS/CdTe異質結型的太陽能電池元件的基本過程作了說明。這種太陽能電池元件，如一個具有圖2所示結構的密封組件是可以在市場上買到的。

在圖2中，標號201表示經由上文說明的印刷和焙燒工藝在玻璃基片上形成的一個太陽能電池元件。雖然圖2所示為該元件的一種簡化的形式，其結構與圖1所示的相同。標號203和204表示從元件的正、負電極引出的引線，而標號205表示一個由金屬板如鋁或不銹鋼板制成的背板。該背板205作為一個結構上的支撐基底從機械上支撐玻璃基片上的太陽能電池元件。引線通過在背板205上形成的孔引出背板205。絕緣體206實現了背板205和引線之間的絕緣。玻璃基片上的太陽能電池元件與背板之間的空間內填有象橡膠一樣有彈性的合成樹脂層，例如一層硅酮樹脂，聚氨基甲酸酯樹脂，聚乙烯和聚乙酸乙烯脂的共聚樹脂，或丁縮醛樹脂。該填充樹脂層作為一個粘合劑使玻璃基片上的太陽能電池元件和背板粘結為一個整體，同時將大氣中的潮氣和腐蝕性氣體的滲透減到最小，因而使燒結膜的腐蝕及由此而引起的特性下降減至最小。標號208表示一個用諸如鋁，不銹鋼等等金屬材料預制成的框架。框架208例如通過嵌塞固定以包繞背板，并且由填充樹脂層與元件構成一個整體，這樣使作為商品的太陽能電池密封組件具有更高的牢固性并易于維護。