一种薄膜光伏电池、薄膜光伏组件及叠层光伏组件的制作方法

本技术涉及光伏，尤其涉及一种薄膜光伏电池、薄膜光伏组件及叠层光伏组件。

背景技术：

1、在现有的薄膜光伏电池中，透明电极、电池单元及背电极依次设置于衬底的一侧。光线可经衬底、透明电极射向电池单元，电池单元可吸光并产生光电流，薄膜光伏电池通过透明电极及背电极输出光电流。但是，在透明电极中传输的电流需要沿电池单元的长度方向流向透明电极的端部，电流在透明电极中传输的路径长；而且，由于透明电极的电阻大，在透明电极中传输的电流的能量损失大，导致薄膜光伏电池的发电效率低。

技术实现思路

1、本技术提供了一种薄膜光伏电池、薄膜光伏组件及叠层光伏组件，旨在解决薄膜光伏电池的发电效率低的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种薄膜光伏电池。薄膜光伏电池包括透明电极、电池单元、第一电极及第二电极。在透明电极的厚度方向上，电池单元及第一电极依次设置于透明电极的一侧，第二电极设置于透明电极朝向电池单元的一侧。在第一方向上，第二电极位于电池单元的一侧，第一方向与透明电极的厚度方向垂直。其中，第二电极部分设置于电池单元背向透明电极的一侧。在第一方向上，第二电极与第一电极间隔设置，第二电极的电阻小于透明电极的电阻。在第一方向上，第二电极可与电池单元接触。

3、本技术实施例提供的薄膜光伏电池中，光线可经透明电极射向电池单元，电池单元可吸光并产生光电流。由于电池单元及第一电极依次设置于透明电极的一侧，第二电极设置于透明电极朝向电池单元的一侧，且在第一方向上，第二电极位于电池单元的一侧；电流可自第一电极经电池单元沿透明电极的厚度方向流向透明电极，再在透明电极中沿第一方向流向第二电极；电流也可自第二电极沿透明电极的厚度方向流向透明电极，再在透明电极中沿第一方向流向电池单元，再沿透明电极的厚度方向经电池单元流向第一电极。薄膜光伏电池通过第一电极及第二电极输出光电流。

4、相较于现有技术，本技术实施例中第二电极设置于透明电极朝向电池单元的一侧，透明电极中传输的电流沿第一方向在第二电极与电池单元之间流动，薄膜光伏电池通过第一电极及第二电极输出光电流的设计，可以避免沿与透明电极的厚度方向及第一方向均垂直的方向，电流在透明电极中传输至透明电极的端部，有利于缩短电流在透明电极中传输的路径，有利于减少电流在透明电极中传输的能量损失；而且，由于第二电极的电阻小于透明电极的电阻，保证电流在第二电极中传输的效率大于电流在透明电极中传输的效率，有利于减少电流在第二电极中传输的能量损失，有利于提高薄膜光伏电池的光电转换效率及发电效率。

5、另外，第二电极部分设置于电池单元背向透明电极的一侧，在第一方向上，第二电极与第一电极间隔设置的设计，一方面，在不改变薄膜光伏电池在第一方向上的尺寸的基础上，有利于增大第二电极沿透明电极的厚度方向的投影的面积，有利于减小第二电极的电阻，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率；另一方面，第一电极在第一方向上的尺寸小于电池单元在第一方向上的尺寸，在保证电池单元可吸光并产生光电流的基础上，第二电极可与电池单元在第一方向上的一侧接触，可以避免在第一方向上，第二电极与电池单元之间设置绝缘材料，有利于减小薄膜光伏电池在第一方向上的尺寸，有利于薄膜光伏电池的小型化设计。而且，在薄膜光伏电池的加工过程中，先在透明电极上设置电池单元，再在透明电极上设置第二电极，第二电极与电池单元可接触的设计，有利于降低沿第一方向在电池单元的一侧设置第二电极的难度，有利于提高薄膜光伏电池的加工效率。

6、此外，在本技术实施例提供的薄膜光伏电池的加工过程中，可以先在透明电极上依次设置电池单元及第一电极，再在透明电极上设置第二电极，这样可以保证在设置电池单元的过程中透明电极的表面平整度，不仅可以避免引入高成本的真空镀膜设备，而且可以兼容现有的镀膜工艺，有利于降低薄膜光伏电池的工艺难度，有利于减少薄膜光伏电池的加工成本。

7、一种可能的实施方式中，在透明电极的厚度方向上，第二电极的尺寸大于电池单元的尺寸与第一电极的尺寸之和。

8、这样，在透明电极的厚度方向上，第二电极的部分位于第一电极背向电池单元的一侧，第二电极位于第一电极背向电池单元的一侧的部分的面积可以设计得更大，有利于减小第二电极的电阻，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率。

9、一种可能的实施方式中，薄膜光伏电池还包括绝缘件，绝缘件设置于电池单元背向透明电极的一侧，且在第一方向上，绝缘件至少部分设置于第一电极与第二电极之间。

10、在第一方向上，第一电极与第二电极通过绝缘件实现隔离，在保证第一电极与第二电极的电气安全性的同时，有利于缩短第一电极与第二电极在第一方向上的间距，有利于增大第一电极在第一方向上的尺寸，有利于减小薄膜光伏电池的死区面积，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率。

11、一种可能的实施方式中，沿透明电极的厚度方向，第二电极部分设置于绝缘件背向电池单元的一侧，且第二电极的投影与第一电极的投影的至少部分重叠。

12、沿透明电极的厚度方向，第二电极可以通过绝缘件部分设置于第一电极背向电池单元的一侧，第二电极的投影可与第一电极的投影重叠，有利于增大第二电极位于第一电极背向电池单元的一侧的部分的面积，有利于减小第二电极的电阻并提高薄膜光伏电池的发电效率。而且，第一电极通过绝缘件可对第二电极支撑，有利于提高薄膜光伏电池的结构稳定性及可靠性。

13、一种可能的实施方式中，电池单元的数量、第一电极的数量及第二电极的数量均为多个，在第一方向上，多个第二电极及多个电池单元依次交替设置，一个第一电极设置于一个电池单元背向透明电极的一侧。

14、每个电池单元均可吸光并产生光电流，薄膜光伏电池通过多个第二电极及多个第一电极输出光电流。其中，薄膜光伏电池中电流的传输路径包括：第一电极-设置于第一电极的电池单元-透明电极-与电池单元相邻的第二电极，电流可自第一电极流向第二电极，也可自第二电极流向第一电极。由于多个电池单元共用透明电极，多个电池单元并联，有利于减小薄膜光伏电池的输出电压并增大薄膜光伏电池的输出电流，实现薄膜光伏电池的降压增流，便于薄膜光伏电池与其他电子器件（例如逆变器或者其他光伏电池等）电压匹配，有利于减少电压匹配的成本。

15、一种可能的实施方式中，在第二方向上，第二电极的尺寸小于第一电极的尺寸，第一方向、第二方向及透明电极的厚度方向相互垂直。

16、这样，在第二方向上，第一电极部分位于第二电极的一侧并靠近薄膜光伏电池的一侧边缘。第一电极背向电池单元的表面靠近薄膜光伏电池的边缘的部分可以露于薄膜光伏电池的外部，便于第一电极与其他电子器件（例如铜排或者线缆等）电性连接，有利于降低第一电极与其他电子器件电性连接的难度。

17、一种可能的实施方式中，第二电极包括第一导电部及第二导电部，在透明电极的厚度方向上，第一导电部设置于第二导电部与透明电极之间、并位于与第二电极相邻的两个电池单元之间，第二导电部位于多个第二电极背向透明电极的一侧；在相邻的两个第二电极中，在第一方向上，两个第二电极的第二导电部依次设置。

18、这样，在第一方向上，多个第二电极的第二导电部依次设置并形成第三导电部，每个第二电极的第一导电部均设置于第三导电部与透明电极之间。薄膜光伏电池通过第三导电部及多个第一电极输出。其中，薄膜光伏电池中电流的传输路径包括：第一电极-设置于第一电极的电池单元-透明电极-与电池单元相邻的第一导电部-第三导电部，电流可自第一电极流向第三导电部，也可自第三导电部流向第一电极。由于第三导电部的面积为多个第二电极的第二导电部的面积之和，第三导电部的电阻小于单个第二电极的第二导电部的电阻，电流在第三导电部中的传输效率大于电流在单个第二电极的第二导电部中传输的效率，有利于减少电流在第三导电部中传输的能量损失，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率。

19、一种可能的实施方式中，第一电极的材质为透明导电材料。

20、光线不仅可经透明电极射向电池单元，还可经第一电极射向电池单元，实现薄膜光伏电池的双面透光，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率。

21、一种可能的实施方式中，第二电极包括第一导电体及第二导电体，在透明电极的厚度方向上，第一导电体设置于第二导电体与透明电极之间，且第二导电体位于第一电极背向电池单元的一侧，第一导电体的材质为透明导电材料，第二导电体的电阻小于第一导电体的电阻。

22、薄膜光伏电池通过第二导电体及第一电极输出光电流。其中，薄膜光伏电池中电流的传输路径包括：第一电极-设置于第一电极的电池单元-透明电极-第一导电体-第二导电体。第二导电体的电阻小于第一导电体的电阻的设计，有利于减少电流在第二导电体中传输的能量损失，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率。由于第一导电体的材质及第一电极的材质均为透明导电材料，在薄膜光伏电池的加工过程中，可先在透明电极上设置电池单元；在电池单元及透明电极上覆盖透明导电材料；通过激光划线或刻蚀等方式将透明导电材料分为第一电极及第一导电体；在第一导电体背向透明电极的一侧设置第二导电体以制成第二电极，第一导电体与第一电极可以一次制成，有利于提高第一导电体及第一电极的加工效率。

23、一种可能的实施方式中，薄膜光伏电池还包括栅线，栅线设置于第一电极背向电池单元的一侧，栅线的电阻小于第一电极的电阻。

24、这样，薄膜光伏电池中电流的传输路径包括：栅线-第一电极-电池单元-透明电极-第二电极。其中，电流沿透明电极的厚度方向在第一电极与栅线之间传输，可以避免沿与第一方向及透明电极的厚度方向均垂直的方向，电流在第一电极中传输至第一电极的端部，有利于缩短电流在第一电极中的传输路径，有利于减少电流在第一电极中传输的能量损失；而且由于栅线的电阻小于第一电极的电阻，保证电流在栅线中传输的效率大于电流在第一电极中传输的效率，有利于减少电流在栅线中传输的能量损失，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率。

25、一种可能的实施方式中，在第一方向上，栅线与第一电极的两侧的距离相等。

26、这样，可以避免电流在第一电极中沿第一方向传输至第一电极的端部再沿透明电极的厚度方向传输至栅线，有利于缩短电流在第一电极中的传输路径，有利于提高薄膜光伏电池的发电效率。

27、一种可能的实施方式中，在透明电极的厚度方向上，电池单元的尺寸、第一电极的尺寸及栅线的尺寸之和为第一尺寸，第一尺寸与第二电极在透明电极的厚度方向上的尺寸相等。

28、这样，在薄膜光伏电池的加工过程中，第一电极与栅线可以通过丝网印刷一次形成，有利于提高薄膜光伏电池的加工效率。而且，有利于减小薄膜光伏电池在透明电极的厚度方向上的尺寸，有利于薄膜光伏电池的小型化设计。

29、一种可能的实施方式中，在第二方向上，栅线与薄膜光伏电池的一侧边缘间隔设置，第二电极与薄膜光伏电池的另一侧边缘间隔设置，第一方向、第二方向及透明电极的厚度方向相互垂直。

30、薄膜光伏电池可以与多个电子器件（例如其他薄膜光伏电池）电性连接。其中，在第二方向上，薄膜光伏电池可以位于两个电子器件之间，第二电极可以与一个电子器件电性连接，栅线可以与另一个电子器件电性连接。这样的设计，可对第二电极及栅线与电子器件的连接起到防呆的作用，可以避免第二电极及栅线均与同一个电子器件电性连接，便于薄膜光伏电池与多个电子器件电性连接。

31、第二方面，本技术实施例还提供了一种薄膜光伏组件。薄膜光伏组件包括多个第一方面任一项所述的薄膜光伏电池，一个薄膜光伏电池与另一个薄膜光伏电池串联或并联。

32、多个薄膜光伏电池可以串联和/或并联形成大面积的薄膜光伏组件。相较于薄膜光伏组件一体化成型的加工工艺，本技术实施例提供的薄膜光伏组件通过多个薄膜光伏电池拼接而成，工艺难度低，有利于提高薄膜光伏组件的良率，有利于减少薄膜光伏组件的加工成本，有利于提高薄膜光伏组件的加工效率。而且，单个薄膜光伏电池出现损伤时，仅需对损伤的薄膜光伏电池进行更换或维护，有利于减少薄膜光伏组件的维护成本。另外，通过调整薄膜光伏电池的数量及尺寸可调整薄膜光伏组件的输出功率及输出电压，可适配多种应用场景，普适性广。

33、第三方面，本技术实施例还提供了一种叠层光伏组件。叠层光伏组件包括第一方面任一项所述的薄膜光伏电池、封装层及光伏电池。在透明电极的厚度方向上，封装层及光伏电池依次设置于第二电极背向透明电极的一侧。

34、一种可能的实施方式中，光伏电池包括电池本体及电极栅线，在透明电极的厚度方向上，电极栅线设置于电池本体的一侧，沿透明电极的厚度方向，电极栅线的投影与第二电极的投影重叠。

35、光线可自光伏电池背向薄膜光伏电池的一侧经光伏电池射向薄膜光伏电池的第一电极。这样的设计，可以避免电极栅线额外遮挡电池单元，有利于提高叠层光伏组件的双面透光率。