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    • 专利摘要:
    本發明提供一種薄膜太陽能電池模組，包含：一基板，及一電池單元。該基板具有相反設置之一第一側部及一第二側部。該電池單元設置於該基板上，並自該基板的第一側部至該第二側部依序具有彼此相間隔設置之複數條第一邊緣薄膜太陽能電池、至少三條基礎薄膜太陽能電池，及複數條第二邊緣薄膜太陽能電池。該等薄膜太陽能電池實質上互相平行排列，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎薄膜太陽能電池的寬度相等且平均寬度是WS，WL1＞WS，WL2＞WS。本發明亦提供一種薄膜太陽能電池模組的製作方法。
    公开号:TW201301534A
    申请号:TW100122027
    申请日:2011-06-23
    公开日:2013-01-01
    发明作者:wei-ze Xu；Ran-Xiang Yang
    申请人:Nexpower Technology Corp；
    IPC主号:Y02E10-00
    专利说明:
    薄膜太陽能電池模組及其製作方法
    本發明是有關於一種太陽能電池模組，特別是指一種薄膜太陽能電池模組及其製作方法。
    參圖1及圖2，US 2008/0121264 A1揭示一種薄膜太陽能電池模組1，其包含：一基板11、一形成於該基板11上的絕緣層12、複數條形成於該絕緣層12上並由複數第一溝槽131所間隔開的下電極層132、複數條形成於該等下電極層132上以分別覆蓋該等第一溝槽131並由複數第二溝槽141所間隔開的半導體層142，及複數條形成於該等半導體層142上以分別覆蓋該等第二溝槽141並由複數第三溝槽151所間隔開的上電極層152。該薄膜太陽能電池模組1是藉由該等上、下電極層132、152以依序電性串聯該等半導體層142，且每一對上、下電極層132、152及其所對應之半導體層142所構成的三明治結構共同定義出一薄膜太陽能電池16。
    每一半導體層142具有一寬度及一厚度，且該等半導體層142之寬度是自該基板11的中心處朝向該基板11的邊緣處遞增。由於該薄膜太陽能電池模組1之半導體層142的厚度是自該基板11的中心處朝向該基板11的邊緣處遞減，其將導致鄰近該基板11邊緣處之薄膜太陽能電池16的短路電流(Isc)下降。因此，該薄膜太陽能電池模組1主要是使該等半導體層142的寬度自該基板11的中心處朝向該基板11的邊緣遞增，以藉此改善其短路電流下降的問題。
    該薄膜太陽能電池模組1之圖案的設計概念主要是礙於，該等半導體層142的厚度是自該基板11中心朝向該基板11邊緣遞減，因而必須同向遞增其半導體層142的寬度。然而，對於有限的模組面積而言，設若欲藉由此設計概念來實施其發明，不是必須犧牲掉該等薄膜太陽能電池16的總數量，就是必須犧牲掉位於該基板11中心處之薄膜太陽能電池16的面積。因此，對於該薄膜太陽能電池模組1之整體的最大輸出功率而言，亦缺乏其貢獻度；另一方面，也使得模組的圖案設計複雜化。
    經上述說明可知，在有限的模組面積的條件下，維持薄膜太陽能電池模組之各薄膜太陽能電池之短路電流的均勻性，以提升薄膜太陽能電池模組的最大輸出功率，並簡化模組圖案的設計，是此技術領域者所待突破的課題。
    因此，本發明之目的，即在提供一種薄膜太陽能電池模組。
    本發明之另一目的，即在提供一種薄膜太陽能電池模組的製作方法。
    本發明之又一目的，即在提供另一種薄膜太陽能電池模組。
    於是，本發明之薄膜太陽能電池模組，包含：一基板，及一電池單元。該基板具有相反設置之一第一側部及一第二側部。該電池單元設置於該基板上，並自該基板的第一側部至該第二側部依序具有彼此相間隔設置之複數條第一邊緣薄膜太陽能電池、至少三條基礎薄膜太陽能電池，及複數條第二邊緣薄膜太陽能電池。該等薄膜太陽能電池實質上互相平行排列，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎薄膜太陽能電池的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    此外，本發明之薄膜太陽能電池模組的製作方法，包含以下步驟：
    (a)　於一具有相反設置之一第一側部及一第二側部的基板上，形成複數條自該第一側部依序間隔排列至鄰近該第二側部的第一電極層；
    (b)　於該基板上形成一覆蓋該等第一電極層的吸收層；
    (c)　切割該吸收層以於該等第一電極層上自鄰近該基板之第一側部至第二側部，依序間隔定義出複數條第一邊緣吸收層、至少三條基礎吸收層及複數條第二邊緣吸收層；及
    (d)　於該等吸收層上形成複數條自鄰近該基板之第一側部依序間隔排列至該第二側部的第二電極層；
    其中，該步驟(c)之切割條件被設定為，該等第一、二邊緣吸收層的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎吸收層的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    又，本發明之另一種薄膜太陽能電池模組，包含：一基板，及一電池單元。該基板具有相反設置之一第一側部及一第二側部。該電池單元設置於該基板上，並自該基板的第一側部至該第二側部依序具有彼此相間隔設置之10條以下的第一邊緣薄膜太陽能電池、90條~180條的基礎薄膜太陽能電池，及10條以下的第二邊緣薄膜太陽能電池。該等薄膜太陽能電池實質上互相平行排列，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎薄膜太陽能電池的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    本發明之功效在於：在有限的模組面積的條件下，可維持各薄膜太陽能電池之短路電流及短路電流密度的均勻性，以提升薄膜太陽能電池模組的最大輸出功率，並簡化模組圖案的設計。
    <發明詳細說明>
    有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例、五個具體例與一個比較例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
    參閱圖3及圖4f，本發明之薄膜太陽能電池模組的一較佳實施例，包含：一基板2、一電池單元3，及用以電性串聯該電池單元3的兩接點4。
    該基板2具有相反設置之一第一側部21及一第二側部22。該電池單元3設置於該基板2上，並自鄰近該基板2的第一側部21至鄰近該基板2的第二側部22，依序具有彼此相間隔設置之複數條第一邊緣薄膜太陽能電池31、至少三條基礎薄膜太陽能電池32，及複數條第二邊緣薄膜太陽能電池33。該等薄膜太陽能電池31、32、33實質上互相平行排列。該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池31、33的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎薄膜太陽能電池32的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    較佳地，1.03≦WL1/WS≦1.20；1.03≦WL2/WS≦1.20；更佳地，1.05≦WL1/WS≦1.08；1.05≦WL2/WS≦1.08。
    較佳地，該等第一邊緣薄膜太陽能電池31之寬度總合≦30 cm，該等第二邊緣薄膜太陽能電池33之寬度總合≦30 cm；更佳地，該等第一邊緣薄膜太陽能電池31之寬度總合≦10 cm，該等第二邊緣薄膜太陽能電池33之寬度總合≦10 cm。
    較佳地，每一條薄膜太陽能電池31、32、33具有一第一電極層311、321、331、一第二電極層312、322、332，及一夾置於該等電極層311、321、331、312、322、332之間的吸收層313、323、333，該等接點4是分別與最鄰近該基板2之第一側部21的第一電極層311及最鄰近該基板2之第二側部21的第二電極層332電性串聯，且該等薄膜太陽能電池31、32、33之吸收層313、323、333的厚度經正規化(normalized)後是介於0.85~1.0之間；更佳地，該等薄膜太陽能電池31、32、33之吸收層313、323、333的厚度經正規化後是介於0.9~1.0之間。
    較佳地，本發明該較佳實施例更包含一框架5，該框架5包圍該基板2的第一側部21及第二側部22並使太陽光穿透過該基板2以照射到該電池單元3。
    此處值得說明的是，由於薄膜太陽能電池模組整體於該基板2之第一、二側部21、22處(即，模組邊緣處)的入光量有限，因此，其將導致鄰近該基板2之第一、二側部21、22處的短路電流及短路電流密度的降低。然而，考量到光子(photon)進入該等吸收層313、323、333後，並非僅侷限於由該等吸收層313、323、333所吸收，具有特定波長(如，遠紅外光波段)的光子亦可於該等吸收層313、323、333內橫向地傳遞以造成量子效率(quantum efficiency，QE)的疊加(superposition)；換言之，提升鄰近該基板2之第一、二側部21、22處之第一、二邊緣薄膜太陽能電池31、33的寬度(即，該等吸收層313、333的寬度)，是有利於量子效率的疊加進而提升其光電轉換效率、短路電流與短路電流密度。此外，該等吸收層313、323、333之鍍膜品質(如，厚度均勻性)亦決定了薄膜太陽能電池模組之整體的短路電流密度。因此，本發明主要是利用WL1>WS、WL2>WS與厚度均勻等概念，以使得各個薄膜太陽能電池31、32、33的短路電流及短路電流密度得以被均勻化，進而提升模組的整體最大輸出功率。
    較佳地，該電池單元3之基礎薄膜太陽能電池32的總數量是隨著該基板2之寬度W的上升而增加；該基板2的寬度W是介於110 mm~1500 mm之間；該電池單元3之基礎薄膜太陽能電池32的總數量是介於3條~180條之間。當該基板2之寬度為110 mm時，該電池單元3之該等基礎薄膜太陽能電池32是介於3條~18條；當該基板2之寬度W是1100 mm時，該電池單元3之該等基礎薄膜太陽能電池32是介於90條~180條。此處需說明的是，雖然本發明於上述已界定出該等基礎薄膜太陽能電池32的總數量是隨著該基板2之寬度W的上升而增加，且是介於3條~180條之間；然而，每一條薄膜太陽能電池31、32、33可透過雷射切割以被切割成複數段(圖未示)，為熟悉薄膜太陽能電池相關技術領域者所知悉的技術概念；因此，當每一基礎薄膜太陽能電池32更進一步地透過雷射切割以被切割成複數段時，亦屬於本發明所欲保護的範圍。
    在一具體例中，該等第一邊緣薄膜太陽能電池31的寬度是自該等基礎薄膜太陽能電池32朝該基板2之第一側部21的方向遞增；該等第二邊緣薄膜太陽能電池33的寬度是自該等基礎薄膜太陽能電池32朝該基板2之第二側部22的方向遞增。
    在另一具體例中，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池31、33的寬度相等。
    此處需說明的是，根據本發明的概念，該較佳實施例之薄膜太陽能電池模組不僅適用於二接點(two terminal，2T)模組，亦可適用於三接點(three terminal，3T)以上的模組。當本發明該較佳實施例為3T結構的模組時，則包含兩分別對稱地由另一接點所分隔開的電池單元3(圖未示)；其與2T結構模組間的差異僅在於，較靠近該基板2之第一側部21的電池單元3僅具有第一邊緣薄膜太陽能電池31與基礎薄膜太陽能電池32，較靠近該基板2之第二側部22的電池單元3僅具有第二邊緣薄膜太陽能電池33與基礎薄膜太陽能電池32，且該等電池單元3之間是彼此電性並聯。2T或3T以上之模組結構的電性連接關係為此技術領域者所知悉的概念，並非本發明之技術特徵，於此不再多加贅述。
    適用於本發明之該等薄膜太陽能電池31、32、33的吸收層313、323、333是由選自下列所構成之群組的一材料所製成：非晶矽(amorphous Si)、微晶矽(micro-crystalline Si)、硫化銅銦(CuInS2)、硫化銅銦鎵(CuInxGa1-xS2)、硫硒化銅銦(CuInSySe2-y)、硫硒化銅銦鎵(CuInxGa1-xSySe2-y)、硒化銅銦(CuInSe2)、硒化銅銦鎵(CuInxGa1-xSe2)及碲化鎘(CdTe)。
    參閱圖4a~4f，本發明該較佳實施例之薄膜太陽能電池的製作方法，包含以下步驟：
    (a)　於該具有相反設置之第一側部21及第二側部22的基板2上，形成複數條自該第一側部21依序間隔排列至鄰近該第二側部22的第一電極層311、321、331；
    (b)　於該基板2上形成一覆蓋該等第一電極層311、321、331的吸收層30；
    (c)　切割該吸收層30以於該等第一電極層311、321、331上自鄰近該基板2之第一側部21至第二側部22，依序間隔定義出該等第一邊緣吸收層313、基礎吸收層323及第二邊緣吸收層333；及
    (d)　於該等吸收層313、323、333上形成該等自鄰近該基板2之第一側部21依序間隔排列至該第二側部22的第二電極層312、322、332，以依序電性串聯該步驟(c)之該等吸收層313、323、333；
    其中，該步驟(c)之切割條件被設定為，該等第一、二邊緣吸收層313、333的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎吸收層323的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    較佳地，本發明該較佳實施例之製作方法於該步驟(d)之後更依序包含一步驟(e)及一步驟(f)。該步驟(e)是使該等接點4分別與最鄰近該第一側部21之第一電極層311及最鄰近該第二側部22之第二電極層332電性串聯；該步驟(f)是將該基板2安裝於該框架5中以使該框架5包圍該基板2的第一側部21及第二側部22，並使太陽光穿透該基板21以照射到該電池單元3。
    本發明該較佳實施例之製作方法的細部條件，已說明於前，於此不在重複說明。
    <具體例1(E1)>
    本發明之薄膜太陽能電池模組之一具體例1(E1)，是根據以下製作流程所製得。
    首先，於一具有相反設置之一第一側部及一第二側部且寬度為1100 mm的玻璃基板上形成複數條依序自該第一側部間隔排列至鄰近該第二側部的第一電極層。
    進一步地，於該等第一電極層上依序形成一由非晶矽所製成之第一吸收層(即，作為頂部電池用)及一由微晶矽所製成之第二吸收層(即，作為底部電池用)。
    接著，利用雷射切割法(laser scribing)來切割該等吸收層，以於該等第一電極層上自鄰近該玻璃基板的第一側部至第二側部依序定義出5條第一邊緣吸收層、116條基礎吸收層，及5條第二邊緣吸收層。
    後續，於經雷射切割後的該等吸收層上形成複數條自鄰近該基板之該第一側部依序間隔排列至該第二側部的第二電極層，以依序電性串聯該5條第一邊緣吸收層、該116條基礎吸收層，及該5條第二邊緣吸收層，並構成兩分別具有5條第一邊緣薄膜太陽能電池與58條基礎薄膜太陽能電池，及58條基礎薄膜太陽能電池與5條第二邊緣薄膜太陽能電池之電池單元。完成該兩電池單元後，使一第一、二接點分別與最鄰近該第一側部的第一電極層及最鄰近該第二側部的第二電極層電性串聯，並於該兩電池單元之間形成一第三接點以使該兩電池單元電性並聯。
    最後，對該兩電池單元予以封裝並將形成有該兩經封裝的電池單元之玻璃基板安裝於一鋁框架中，進而完成本發明該具體例1(E1)之3T結構的薄膜太陽能電池模組。
    在本發明該具體例1(E1)中，雷射切割的條件是被設定為每一第一邊緣吸收層的寬度為8.73 mm、每一基礎吸收層的寬度為8.39 mm，且每一第二邊緣吸收層的寬度為8.73 mm；即，該等第一、二邊緣吸收層之WL1與WL2為8.73 mm，該等基礎吸收層之WS為8.39 mm，WL1/WS與WL2/WS等於1.04，且該等第一、二邊緣吸收層之寬度總合分別為43.65 mm。
    <具體例2(E2)>
    本發明之薄膜太陽能電池模組及其製作方法之一具體例2(E2)，大致上是相同於該具體例1(E1)，其不同處是在於，本發明該具體例2(E2)之兩電池單元分別具有5條寬度為8.87 mm之第一邊緣薄膜太陽能電池與58條寬度為8.37 mm之基礎薄膜太陽能電池，及58條寬度為8.37 mm之基礎薄膜太陽能電池與5條寬度為8.87 mm之第二邊緣薄膜太陽能電池；即，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之WL1與WL2為8.87 mm，該等基礎薄膜太陽能電池之WS為8.37 mm，WL1/WS與WL2/WS等於1.06，且該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合分別為44.35 mm。
    <具體例3(E3)>
    本發明之薄膜太陽能電池模組及其製作方法之一具體例3(E3)，是相同於該具體例1(E1)，其不同處是在於，本發明該具體例3(E3)之兩電池單元分別具有5條寬度為9.03 mm之第一邊緣薄膜太陽能電池與58條寬度為8.36 mm之基礎薄膜太陽能電池，及58條寬度為8.36 mm之基礎薄膜太陽能電池與5條寬度為9.03 mm之第二邊緣薄膜太陽能電池；即，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之WL1與WL2為9.03 mm，該等基礎薄膜太陽能電池之WS為8.36 mm，WL1/WS與WL2/WS等於1.08，且該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合分別為45.15 mm。
    <具體例4(E4)>
    本發明之薄膜太陽能電池模組及其製作方法之一具體例4(E4)，是相同於該具體例1(E1)，其不同處是在於，本發明該具體例4(E4)之兩電池單元分別具有5條寬度為9.19 mm之第一邊緣薄膜太陽能電池與58條寬度為8.35 mm之基礎薄膜太陽能電池，及58條寬度為8.35 mm之基礎薄膜太陽能電池與5條寬度為9.19 mm之第二邊緣薄膜太陽能電池；即，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之WL1與WL2為9.19 mm，該等基礎薄膜太陽能電池之WS為8.35 mm，WL1/WS與WL2/WS等於1.10，且該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合分別為45.95 mm。
    <具體例5(E5)>
    本發明之薄膜太陽能電池模組及其製作方法之一具體例5(E5)，是相同於該具體例1(E1)，其不同處是在於，本發明該具體例5(E5)之兩電池單元分別具有5條第一邊緣薄膜太陽能電池與58條寬度為8.39 mm的基礎薄膜太陽能電池，及58條寬度為8.39 mm基礎薄膜太陽能電池與5條第二邊緣薄膜太陽能電池。此外，該5條第一、二邊緣薄膜太陽能電池的寬度是分別自其基礎薄膜太陽能電池朝其基板的第一、二側部的一方向遞增，且該5條第一、二邊緣薄膜太陽能電池沿該方向分別依序為2條8.64 mm的寬度、2條8.89 mm的寬度及1條9.23 mm的寬度；即，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之WL1與WL2為8.86 mm，該等基礎薄膜太陽能電池之WS為8.39 mm，WL1/WS與WL2/WS等於1.056，且該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合分別為44.29 mm。
    <比較例(CE)>
    本發明之薄膜太陽能電池模組及其製作方法之一比較例(CE)，是相同於該具體例1(E1)，其不同處是在於，本發明該比較例(CE)之兩電池單元的第一及第二邊緣薄膜太陽能電池是分別由5條基礎薄膜太陽能電池所取代，且每一電池單元具有63條寬度皆為8.4 mm之基礎薄膜太陽能電池。
    <分析數據>
    本發明該比較例(CE)之吸收層的厚度是經正規化後顯示於圖5。參圖5可知，該比較例(CE)之吸收層的厚度分布均勻，其厚度經正規化後是介於0.93~1.0之間。
    本發明該比較例(CE)之短路電流分析結果是經正規化後顯示於圖6。再參圖6可知，該比較例(CE)在吸收層厚度均勻的條件下，位於鄰近其基板之第一、二側部處的短路電流仍因較低的入光量而導致其短路電流的下降。因此，該比較例(CE)並無法有效地提升其整體模組的光電轉換效率，並從而導致其短路電流、短路電流密度與最大輸出功率皆受限於前述缺點而無法獲得改善。
    鍍膜品質佳之厚度均勻的吸收層可反應出短路電流密度的均勻性。本發明各具體例之第一吸收層(即，頂部電池)及第二吸收層(即，底部電池)在經雷射切割前的短路電流密度分布結果，是自其吸收層取數點之量子效率(QE)的積分並同時正規化後以顯示於圖7。參圖7可知，經正規化後的短路電流密度皆趨近1，顯示出本發明各具體例之吸收層的鍍膜品質佳且厚度均勻，從而使得其短路電流密度分布均勻。
    本發明該等具體例(E1~E5)與該比較例(CE)之平均短路電流是經正規化後以顯示於圖8。參圖8可知，本發明該等具體例(E1~E5)基於其第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度的提升，因而有利於光子於其第一、二邊緣薄膜太陽能電池之吸收層內橫向地傳遞以造成量子效率的疊加，並從而提升其平均短路電流。
    本發明該等具體例(E1~E5)與該比較例(CE)之平均最大輸出功率是經正規化後以顯示於圖9。參圖9可知，本發明該等具體例(E1~E5)基於其第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度的提升所造成之平均短路電流的增加，而使得其平均最大輸出功率亦隨之提升。
    本發明該等具體例(E1~E5)與該比較例(CE)之平均串聯電阻(series resistance，Rs)是經正規化後以顯示於圖10。參圖10可知，本發明該等具體例(E1~E5)基於其第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度的提升，其經正規化的平均串聯電阻亦隨之下降，有利於提升最大輸出功率；此外，於該等具體例(E3、E5)的條件下，其經正規化的平均串聯電阻呈現出指數型的下降，更有利於提升其整體模組之最大輸出功率。
    本發明該等具體例(E1~E5)與該比較例(CE)之平均並聯電阻(shunt resistance，Rsh)是經正規化後以顯示於圖11。參圖11可知，本發明該等具體例(E1~E5)在提升其第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度的狀態下，其所分別對應之平均並聯電阻皆高於該比較例(CE)；因此，漏電流較小，且有利於其模組的最大輸出功率。
    本發明該等具體例(E1~E5)與該比較例(CE)之薄膜太陽能電池的細部條件，及其所對應之經正規化的平均電性分析結果，是簡單地彙整於下列表1.中。
    由本發明該等具體例(E1~E5)於表1.中的數值可知，本發明該等具體例不僅因其第一、二邊緣薄膜太陽能電池之寬度的提升及其吸收層的厚度均勻分部等特點，而得以在其整體模組的短路電流、短路電流密度與最大輸出功率等效能上獲得提升；此外，本發明該等具體例之開路電壓(Voc)與填充因子(fill factor，FF)亦趨近1，再再顯示出其電氣特性非常穩定。再者，根據本發明於模組圖案上的設計概念，不僅因該等基礎薄膜太陽能電池的寬度相等而簡化模組的圖案設計；此外，其在有限的模組面積下，並不會大幅地犧牲掉薄膜太陽能電池的總數量，因此，仍可保持整體模組的最大輸出功率。
    綜上所述，本發明之薄膜太陽能電池模組及其製作方法，可維持各薄膜太陽能電池之短路電流及短路電流密度的均勻性，以提升薄膜太陽能電池模組的最大輸出功率；此外，等寬度的基礎薄膜太陽能電池使得有限的模組面積不至於犧牲掉其薄膜太陽能電池的總數量，更使得整體模組的圖案設計得以被簡化，故確實能達成本發明之目的。
    惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例與具體例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
    2．．．基板
    21．．．第一側部
    22．．．第二側部
    3．．．電池單元
    31．．．第一邊緣薄膜太陽能電池
    311．．．第一電極層
    312．．．第二電極層
    313．．．(第一邊緣)吸收層
    32．．．基礎薄膜太陽能電池
    321．．．第一電極層
    322．．．第二電極層
    323．．．(基礎)吸收層
    33．．．第二邊緣薄膜太陽能電池
    331．．．第一電極層
    332．．．第二電極層
    333．．．(第二邊緣)吸收層
    4．．．接點
    5．．．框架
    WL1．．．第一邊緣薄膜太陽能電池的寬度
    WL2．．．第二邊緣薄膜太陽能電池的寬度
    WS．．．基礎薄膜太陽能電池的寬度
    W．．．基板的寬度
    圖1是一正視示意圖，說明US 2008/0121264 A1所揭示之薄膜太陽能電池模組；
    圖2是一膜厚比對電池位置之曲線圖，說明圖1之薄膜太陽能電池模組之吸收層的膜厚分布；
    圖3是一仰視示意圖，說明本發明之薄膜太陽能電池模組的一較佳實施例；
    圖4a~圖4f是一元件製作流程圖，說明本發明該較佳實施例之製作方法；
    圖5是一經正規化後的厚度分布圖，說明本發明之薄膜太陽能電池模組之一比較例(CE)的吸收層的厚度分布；
    圖6一經正規化後的短路電流(Isc)分布圖，說明該比較例(CE)之短路電流(Isc)分布；
    圖7是一經正規化後的短路電流密度(Jsc)分布圖，說明本發明各具體例之短路電流密度分布；
    圖8是一經正規化後的平均短路電流(Isc)趨勢圖，說明本發明該等具體例(E1~E5)與比較例(CE)之短路電流(Isc)；
    圖9是一經正規化後的平均最大輸出功率趨勢圖，說明本發明該等具體例(E1~E5)與比較例(CE)之平均最大輸出功率；
    圖10是一經正規化後的平均串聯電阻(Rs)趨勢圖，說明本發明該等具體例(E1~E5)與比較例(CE)之平均串聯電阻(Rs)；及
    圖11是一經正規化後的平均並聯電阻(Rsh)趨勢圖，說明本發明該等具體例(E1~E5)與比較例(CE)之平均並聯電阻(Rsh)。
    2．．．基板
    21．．．第一側部
    22．．．第二側部
    3．．．電池單元
    31．．．第一邊緣薄膜太陽能電池
    32．．．基礎薄膜太陽能電池
    33．．．第二邊緣薄膜太陽能電池
    4．．．接點
    5．．．框架
    WL1．．．第一邊緣薄膜太陽能電池的寬度
    WL2．．．第二邊緣薄膜太陽能電池的寬度
    WS．．．基礎薄膜太陽能電池的寬度
    W．．．基板的寬度
    权利要求:
    Claims (25)
    [1] 一種薄膜太陽能電池模組，包含：一基板，具有相反設置之一第一側部及一第二側部；及一電池單元，設置於該基板上並自該基板的第一側部至該第二側部依序具有彼此相間隔設置之複數條第一邊緣薄膜太陽能電池、至少三條基礎薄膜太陽能電池，及複數條第二邊緣薄膜太陽能電池，該等薄膜太陽能電池實質上互相平行排列，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎薄膜太陽能電池的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    [2] 依據申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，1.03≦WL1/WS≦1.20；1.03≦WL2/WS≦1.20。
    [3] 依據申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等第一邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合≦30 cm，該等第二邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合≦30 cm。
    [4] 依據申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等第一邊緣薄膜太陽能電池的寬度是自該等基礎薄膜太陽能電池朝該基板之第一側部的方向遞增；該等第二邊緣薄膜太陽能電池的寬度是自該等基礎薄膜太陽能電池朝該基板之第二側部的方向遞增。
    [5] 依據申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池的寬度相等。
    [6] 依據申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，每一薄膜太陽能電池具有一吸收層，且該等薄膜太陽能電池之吸收層的厚度經均一化後是介於0.85~1.0之間。
    [7] 依據申請專利範圍第6項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等薄膜太陽能電池之吸收層是由選自下列所構成之群組的一材料所製成：非晶矽、微晶矽、硫化銅銦、硫化銅銦鎵、硫硒化銅銦、硫硒化銅銦鎵、硒化銅銦、硒化銅銦鎵及碲化鎘。
    [8] 依據申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池模組，更包含一框架，該框架包圍該基板的第一側部及第二側部並使太陽光穿透該基板以照射該電池單元。
    [9] 依據申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該電池單元之基礎薄膜太陽能電池的總數量是隨著該基板之寬度的上升而增加；該電池單元之基礎薄膜太陽能電池的總數量是介於3條~180條之間。
    [10] 一種薄膜太陽能電池模組的製作方法，包含以下步驟：(a)　於一具有相反設置之一第一側部及一第二側部的基板上，形成複數條自該第一側部依序間隔排列至鄰近該第二側部的第一電極層；(b)　於該基板上形成一覆蓋該等第一電極層的吸收層；(c)　切割該吸收層以於該等第一電極層上自鄰近該基板之第一側部至第二側部，依序間隔定義出複數條第一邊緣吸收層、至少三條基礎吸收層及複數條第二邊緣吸收層；及(d)　於該等吸收層上形成複數條自鄰近該基板之第一側部依序間隔排列至該第二側部的第二電極層；其中，該步驟(c)之切割條件被設定為，該等第一、二邊緣吸收層的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎吸收層的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    [11] 依據申請專利範圍第10項所述之薄膜太陽能電池模組的製作方法，其中，1.03≦WL1/WS≦1.20；1.03≦WL2/WS≦1.20。
    [12] 依據申請專利範圍第10項所述之薄膜太陽能電池模組的製作方法，其中，該等第一邊緣吸收層之寬度總合≦30 cm；該等第二邊緣吸收層之寬度總合≦30 cm。
    [13] 依據申請專利範圍第10項所述之薄膜太陽能電池模組的製作方法，其中，該等第一邊緣吸收層的寬度是自該等基礎吸收層朝該基板之第一側部的方向遞增；該等第二邊緣吸收層的寬度是自該等基礎吸收層朝該基板之第二側部的方向遞增。
    [14] 依據申請專利範圍第10項所述之薄膜太陽能電池模組的製作方法，其中，該等第一、二邊緣吸收層的寬度相等。
    [15] 依據申請專利範圍第10項所述之薄膜太陽能電池模組的製作方法，其中，該步驟(c)之該等吸收層的厚度經均一化後是介於0.85~1.0之間。
    [16] 依據申請專利範圍第10項所述之薄膜太陽能電池模組的製作方法，其中，該等吸收層是由選自下列所構成之群組的一材料所製成：非晶矽、微晶矽、硫化銅銦、硫化銅銦鎵、硫硒化銅銦、硫硒化銅銦鎵、硒化銅銦、硒化銅銦鎵及碲化鎘。
    [17] 依據申請專利範圍第10項所述之薄膜太陽能電池模組的製作方法，其中，該等基礎吸收層的總數量是隨著該基板之寬度的上升而增加；該等基礎吸收層的總數量是介於3條~180條之間。
    [18] 一種薄膜太陽能電池模組，包含：一基板，具有相反設置之一第一側部及一第二側部；及一電池單元，設置於該基板上並自該基板的第一側部至該第二側部依序具有彼此相間隔設置之10條以下的第一邊緣薄膜太陽能電池、90條~180條的基礎薄膜太陽能電池，及10條以下的第二邊緣薄膜太陽能電池，該等薄膜太陽能電池實質上互相平行排列，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池的平均寬度分別是WL1與WL2，該等基礎薄膜太陽能電池的寬度相等且平均寬度是WS，WL1>WS，WL2>WS。
    [19] 依據申請專利範圍第18項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，1.93≦WL1/WS≦1.20；1.03≦WL2/WS≦1.20。
    [20] 依據申請專利範圍第18項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等第一邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合≦30 cm，該等第二邊緣薄膜太陽能電池之寬度總合≦30 cm。
    [21] 依據申請專利範圍第18項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等第一邊緣薄膜太陽能電池的寬度是自該等基礎薄膜太陽能電池朝該基板之第一側部的方向遞增；該等第二邊緣薄膜太陽能電池的寬度是自該等基礎薄膜太陽能電池朝該基板之第二側部的方向遞增。
    [22] 依據申請專利範圍第18項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等第一、二邊緣薄膜太陽能電池的寬度相等。
    [23] 依據申請專利範圍第18項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，每一薄膜太陽能電池具有一吸收層，且該等薄膜太陽能電池之吸收層的厚度經均一化後是介於0.85~1.0之間。
    [24] 依據申請專利範圍第23項所述之薄膜太陽能電池模組，其中，該等薄膜太陽能電池之吸收層是由選自下列所構成之群組的一材料所製成：非晶矽、微晶矽、硫化銅銦、硫化銅銦鎵、硫硒化銅銦、硫硒化銅銦鎵、硒化銅銦、硒化銅銦鎵及碲化鎘。
    [25] 依據申請專利範圍第18項所述之薄膜太陽能電池模組，更包含一框架，該框架包圍該基板的第一側部及第二側部並使太陽光穿透該基板以照射該電池單元。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    TWI437719B|2014-05-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-02-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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