集成半导体太阳能电池串连装置及其制造方式和光电模型制造方法及图纸

技术编号:3191652 阅读:164 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一个带有集成半导体的太阳能电池串连装置的制造方法,一个由此制造的串连装置以及一个光电模型,模型至少包含一个串连装置。制造方法显示,在一个绝缘的载体层中,根据一个模型引入导体(20)和半导体(30),模型至少预留一个来自导体的分割线(21)。在导体(20)附近区域装入半导体(30)。部分半导体被移除,载体层在这一侧用后接触层(50)镀层,例如将半导体的后接触层移除后用太阳能电池的后接触层(50)进行联系。载体层(10)的另一侧装备前接触层。通过引入两个沿着导体行形成的分割面,电池在导体行列之间实行串连连接,使电流得以通过相连的带有集成半导体的太阳能电池。单个的串连装置可以通过用后接触层与前接触层相连的方式,彼此相连并保持联系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】描述本专利技术涉及一个带有集成半导体的太阳能电池串连装置。本专利技术更进一步阐述了带有集成半导体的太阳能电池串连装置的制造方式。本专利技术更进一步阐述了用太阳能电池串连装置制造的光电模型。在工业生产中,太阳能电池串连装置的制造方式的需求日益增加。特别在一些特殊光电领域,要求在一个层系统中引入半导体物质并建立一个p/n过渡结。由薄层半导体物质组成的电池区域或者电池以串连方式排列都是非常有意义的,这是为了能获得更高的电压。采用引入半导体方式制造太阳能电池串连装置中所遇到的问题至今还没能得到满意的解决。德国专利DE 10052914A1阐述了一个半导体系统的实例,其中半导体结构通过在层中预先给出的位置上引入半导体粒子,并完全穿透该层而形成。在这些大小为几百微米的空隙中,引入绝缘的导体,在这些导体前方用导电层连接固定。错接相连的排列通过设置导体桥而相互嵌套,这样在排列过程的末端相互之间都可以分离。在分离的位置用绝缘的同时可以粘贴的材料浇注。在德国专利DE 100 52 914 A1所描述的另外一个设计实例中,在制造半导体元件系统时采用以下的方式,在所确定的平面上交替的引入不同类型的半导体元件(n-型材料和p-型材料),在系统一侧建立起一个正负电极交替的区域,这些电极通过一个集成的装置连成行列状,电极层可以向上或向下中断。采用不同的半导体元件建立一个带有不同电极的平面需要一个昂贵的过程。本专利技术的目的在于,提供一个使用少量且简单的步骤来建造带有集成半导体的太阳能电池串连装置的方式。本专利技术更进一步的目的在于,通过较少的且简单可行的步骤使用集成的半导体制造太阳能电池的串连装置。本专利技术更进一步的目的在于,提供一个带有太阳能电池串连装置的光电模型。这些任务的解决方案已经在权利要求1、22和26的特征部分给出了。专利技术更有利的改进将由附属权利要求给出。在符合设计要求的使用集成半导体的太阳能电池串连装置制造方法中,一个或者多个导体和球形或粒形半导体以一个模式引入一个绝缘的载体层中,模式要求物质至少在载体层一侧由载体层表面向外突出,并预留一个来自导体的宽度为B的分割线。在分割线旁的区域或者在多条线之间的区域将由半导体填充。在一个特别优选的设计实例中,在载体层中预留了一个模式,在一个分割线和一个用半导体填充的区域之间,存在一定的距离,这样就使得在分割线旁产生一条窄带,在窄带中可以引入一个分割面,而无需采用导体或半导体填充就可以完全分开。也可以不预留间距,而通过分离部分导体和/或半导体的方式引入分割面。在载体层中引入的粒子可以是全金属粒子或含涂层的基座核。作为导体可以选用导电物质粒子或者经导电物质涂层的粒子。在一个优选的设计实例中选用铜作为导电物质。在另一个优选的设计实例中使用来自I-III-VI族半导体化合物粒子或者用I-III-VI族半导体化合物涂层的基座作为半导体,而这些粒子的成分都是半导体材料,这就使得每个粒子都能称作“半导体”。在一个进一步的设计实例中,导体通过一条或多条纽带连接。这样的优点在于,可以建立起一条不间断的分割线,而更符合目标的方式是将导体以膏体的形式引入载体层。当载体层具有留空基体特征时时具有特殊的优点的,在基体一侧施加导电膏体,膏体通过空隙填充于基体的另一侧,这就使得两面都成为了导电的分割线,并穿过载体层取得联系。根据设计要求,部分半导体将从载体层一侧被移除。这是为了揭开半导体平面与太阳能电池取得联系。在此涉及到一个后接触层,该层位于半导体上方、半导层下下方并与之分离,因此要移除半导层。更进一步要求在载体层移除了半导体的一侧建立后接触层,在载体层另一侧建立前接触层,前接触层和后接触层由导电材料组成。太阳能电池的建造根据设计要求,力求建立更多的功能层,例如镉硫缓冲层、本身固有的氧化锌层和/或TCO层。在一个进一步优选设计实例中,在后接触层和半导层旁边导体包含了更进一步的功能层,对这些层来说同样可以看到镉硫缓冲层、本身固有的氧化锌层和/或TCO层。在接下来的步骤中,沿着导体所排成的行列引入两个分割面,第一个分割面位于前接触层中,第二个分割面位于后接触层中。分割面位于导体分割线两侧,并穿过后接触层直达载体层。在一个特别优选的设计实例中,由导体组成的行列成直线,并在两个相对放置的载体层的边缘之间延伸。由导体组成的分割线模式和在分割线之间区域放置的太阳能电池可以自由选择,以便可以选用可弯曲的分割线。导体和半导体可以先铺设在载体层上,然后再压入其中。在一个特别优选的设计实例中,在载体层基体预先留出的空位中引入球形或粒形粒子,粒子可以通过加热和/或挤压过程引入载体层。前接触层和后接触层可以采用PVD(物理蒸汽沉积)和/或CVD(化学蒸汽沉积)方式或其他适用于该层的方式建立。根据设计要求,涂抹一种导电的胶体用于层与层之间的粘接。采用符合设计要求的方式产生一个串连装置,电流通过前接触层的半导体区域流入导体分割线,接着电流从导体流向前接触层的下一个半导体区域,并由第一个分割面中断,电流通过导体进入后接触层。通过后接触层的电流由后接触层中第二个分割面中断。在导体分割线区域之间建立的分割面,可以作为太阳能电池使用并与其他部分串连设置。符合设计要求的带有集成半导体的太阳能电池串连装置,至少包含一个绝缘的载体层,在载体层中,以一种模式引入导体和球状或粒状半导体,这种模式要求粒子至少在载体层一侧向外突出。这种模式也预留了至少一条由导体组成的宽度为B的分割线,在一条导体行列旁边的区域或者多个行列之间的区域,用半导体填充。串连装置更进一步包含了一个前接触层和一个后接触层,后接触层位于部分半导体被移除的载体层一侧。沿着导体分割线引入两个分割面,第一个分割面位于前接触层,第二个分割面位于后接触层。分割线位于导体行列的不同侧面,并穿过后接触层直达载体层。串连装置通过符合设计要求的方式制造,在载体层装有太阳能电池的后接触层的一侧包含至少一个球形或粒形半导体平面,通过这个平面在太阳能电池后接触层与半导体后接触层之间建立直接的联系。对于导体来说,涉及到一个后接触层和半导涂层的基体,去除半导体后产生一个后接触面,与太阳能电池的后接触面取得联系。半导体在后接触层和半导层附近包含更进一步的功能层,这些层也将被去除,以便后接触层面能自由安置。符合设计要求的太阳能电池串连装置以及附带的制造方式,其优点在于太阳能电池部分可以通过几个处理步骤简单实现。所要求的导体通过不同的样式和不同的方式引入,分割面的引入也通过简单的步骤进行。采用球形或粒形粒子时,也可以通过与半导体相同的方式引入,而无需专利技术并使用附加的方式或工具。使用膏体作为导体时,在载体基体上留出空间,用简单的方法产生两个通过载体层相连的分割线。由于仅仅是引入导体,所以更进一步附加金属的使用是不必要的。由于对整体结构的削弱效果很小,所以引入的分割面不会影响整体的布局。进一步的优点、特殊点以及符合要求的设计改进将由下面的权利说明和紧接着对于优选的设计实例的简图给出。 附图说明图1(a)~(c),显示球形半导体和导体微粒嵌入在载体层中。图2(a)~(c),显示前、后接触层的建立。图3(a)~(b),显示符合设计要求的带有集成半导体微粒的太阳能电池串连装置。图4为一个特别优选的,由多个串连装置组成的瓦式结构的设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有集成半导体的太阳能电池串连装置的制造方式,其特征在于:-在一个绝缘载体层(10)中,引入一个或者多个导电粒子(20)模型,导电粒子(20)至少在载体层的一侧突出于载体层表面,模型至少预留一个宽度为B的分割线(21)区域,分割线由一个或者多个导电粒子(20)构成;-在绝缘载体层(10)中按照以下模式引入更多球状或粒状半导体(30),该模式是,半导体(30)至少在载体层一侧向载体层表面外突出;并且这种模式计划,在一条由导电粒子(20)组成的分割线(21)旁或多条分割线(21)之间用半导体(30)填充;-在载体层(10)一侧,移除部分的半导体(30)结构;-在载体层(10)上清除了部分半导体(30)的一侧,引入导电的后接触层(50);-在载体层(10)上没有移除半导体的一侧,引入导电的前接触层(40);-沿着导体(20)的分割线(21)引入两个分割面(60,61),第一个分割面(60)位于前接触层(40)中,第二个分割面(61)位于后接触层中;分割面位于分割线(21)不同的侧面,分割面(60,61)穿过后接触层(50)直达载体层(10)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2003-10-2 03022098.21.带有集成半导体的太阳能电池串连装置的制造方式,其特征在于—在一个绝缘载体层(10)中,引入一个或者多个导电粒子(20)模型,导电粒子(20)至少在载体层的一侧突出于载体层表面,模型至少预留一个宽度为B的分割线(21)区域,分割线由一个或者多个导电粒子(20)构成;—在绝缘载体层(10)中按照以下模式引入更多球状或粒状半导体(30),该模式是,半导体(30)至少在载体层一侧向载体层表面外突出;并且这种模式计划,在一条由导电粒子(20)组成的分割线(21)旁或多条分割线(21)之间用半导体(30)填充;—在载体层(10)一侧,移除部分的半导体(30)结构;—在载体层(10)上清除了部分半导体(30)的一侧,引入导电的后接触层(50);—在载体层(10)上没有移除半导体的一侧,引入导电的前接触层(40);—沿着导体(20)的分割线(21)引入两个分割面(60,61),第一个分割面(60)位于前接触层(40)中,第二个分割面(61)位于后接触层中;分割面位于分割线(21)不同的侧面,分割面(60,61)穿过后接触层(50)直达载体层(10)。2.如权利要求1所述方法,其特征在于,模型计划在导电粒子(20)组成的分割线(21)之间和在分割线(21)旁边用半导体(30)填充的区域预留一个间距。3.如权利要求1和2之一或两个所述方法,其特征在于,球形或粒形半导体(30)由一个基体核组成,基体核至少由一个后接触层核一个在此之上放置的半导层涂层而成。4.如权利要求3所述的方式,其特征在于,球形或粒形半导体(30)由进一步的功能层组成。5.如权利要求4所述的方式,其特征在于,球形或粒形半导体(30)由一个镉硫缓冲层组成。6.如权利要求4和5之一或两个所述方法,其特征在于,球形或粒形半导体(30)由一个本身固有的氧化锌层组成。7.如权利要求4到6中之一或多个所述方法,其特征在于,球形或粒形半导体(30)由一个透明氧化物层(TCO)组成。8.如权利要求3到7所述方式,其特征在于,部分半导体(30)被去除,直到半导体(30)的后接触层空置出为止。9.如上述一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,半导体(30)部分被移除的同时,部分导电粒子(20)也被移除。10.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,半导体(30)部分被移除的同时,部分载体层(10)也被移除。11.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,在前接触层(40)和后接触层(50)旁,进一步的功能层被分离。12.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,导电粒子(20)和/或半导体(30)通过散逸、播撒和/或压制的方式沉淀于载体层(10)之上,并由此引入载体层之中。13.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,更多的导电粒子(20)以球状或粒状粒子形式存在于载体层(10)中。14.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,更多的导电粒子(20)以带状形式引入载体层(10)中。15.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,更多的导电粒子(20)以膏状形式引入载体层(10)中。16.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,导电粒子(20)和/或半导体(30)通过一种辅助设施组成一种模型,粒子(20,30)与辅助设施一起安放在载体层内。17.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,载体层(10)是一个带有空位的基体,在空位中可以引入粒子(20,30)。18.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,粒子(20,30)通过加热和/或挤压过程引入载体层(10)之中。19.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,导电粒子(20)组成的分割线(21)呈直线状。20.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,导电粒子(20)组成的分割线(21)在两个相对的载体层(10)边缘延伸。21.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,粒子(20,30)和/或载体层(10)的移除通过研磨、抛光、腐蚀、引入热能和/或光电印刷过程实现。22.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,后接触层(50)和前接触层(40)通过PVD、CVD或者其他特定的方式各自与其他涂层分离。23.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,分割面(60,61)通过诸如剪切、刻凿、腐蚀、引入热能和/或光电印刷过程引入。24.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,分割线(21)宽度大约为B=10μm~3mm,特别选用10μm~500μm之间的范围。25.如以上一个或多个权利要求所述的方式,其特征在于,两条分割线(21)间的距离大约在1mm~3cm,特别选用3mm~5mm之间的范围。26.用集成的半导体组成的太阳能电池串连装置,其特征在于,串连装置至少拥有下列的特征—在一个绝缘的载体层(10)中以以下模型引入一个或者多个导电粒子(20),该模型是导电粒子(20)至少在载体层一侧向载体层表面突出,并且分割线(21)预留宽度为B,并由一个或者多个导电粒子(20)构成;—在绝缘载体层(10)中有更多球形或粒形半导体(30),半导体(30)至少在载体层一侧向载体层表面突出,并且计划,在一条分割线(21)旁或多条分割线(21)之间的区域由半导体(30)填充;—在载体层(10)一侧,存在一个导电的前接触层(40),粒子(20,30)由该层内突出;—在载体层一侧,存在一个导电的后接触层(50),与前接触层(40)相对安置;—沿着由导体(20)组成的行列引入两个分割面(60,61),第一个分割面(60)位于前接触层(40)中,第二个分割面(61)位于后接触层中;分割面位于由导体(20)组成的行列的不同侧面,分割面(60,61)穿过后接触层(50)直达载体层(10)。27.如权利要26所述的串连装置,其特征在于,采用权利要求1到25所述一个或者多个方式制造...

【专利技术属性】
技术研发人员:沃克尔戈耶帕特里克卡斯
申请(专利权)人:绍于腾玻璃集团公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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