一种太阳能电池器件及其制造方法与流程

1.本技术涉及能源技术领域，特别涉及一种太阳能电池器件及其制造方法。


背景技术：

2.太阳能薄膜电池又称为太阳能芯片或光电池，是一种利用太阳光直接发电的光电器件，近年来，太阳能薄膜电池发展迅速，在光伏发电领域占比越来越高。太阳能薄膜电池具有质量小、厚度薄、可弯曲、原材料成本低等优点。当前已实现工业化制备的太阳能薄膜电池材料主要有碲化镉(cdte)、铜铟镓硒(cigs)、非晶硅(a-si∶h)、砷化镓(gaas)和钙钛矿太阳能电池等。
3.薄膜太阳能电池的基本结构是通常由pn结半导体层及前后电极组成，一般地，太阳能电池包括第一电极、电子传输层、光吸收层、空穴传输层和第二电极，光吸收层在光照下可以产生电子空穴对，通过电子传输层可以传输电子至第一电极，通过空穴传输层可以传输空穴至第二电极，从而产生电流。电子传输层、光吸收层、空穴传输层等可称为功能层。
4.对于大面积薄膜电池组件，为了获得合适的电压和电流输出，可以通过刻划的方式，实现电池的分割和串联。然而目前的刻划方式仅可实现均匀电池分割，当子电池间差异较大时，均匀分割形成的串联结构受制于最差的子电池性能，同时容易出现组件可靠性问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种太阳能电池器件及其制造方法，提高电池组件的性能和可靠性。
6.为实现上述目的，本技术提供了一种太阳能电池器件的制造方法，包括：
7.提供基底，所述基底上形成有下电极材料层；
8.对所述下电极材料层进行刻划，以形成第一刻划线，所述第一刻划线将所述下电极材料层分为多个电池单元的下部电极；
9.在所述下电极材料层上形成功能材料层；
10.对所述功能材料层进行刻划，以形成第二刻划线，所述第二刻划线将所述功能材料层分为所述多个电池单元的功能层；所述功能层用于产生和传输光生载流子；
11.在所述功能材料层上形成上电极材料层；
12.对所述上电极材料层和所述功能材料层进行刻划，以形成第三刻划线，所述第三刻划线将上电极材料层分为所述多个电池单元的上部电极；所述上部电极的至少一部分透过所述第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联；其中，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线为同心圆环，所述多个电池单元沿径向排布。
13.可选的，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线的位置根据所述功能材料层的电致发光亮度分布确定，使所述多个电池单元的电致发光亮度之差小于或等于
预设值。
14.可选的，所述功能材料层的电致发光亮度分布根据检测器件的电致发光亮度分布预测得到；所述检测器件包括下电极层、所述下电极层上的待测膜层、所述待测膜层上的上电极层，所述下电极层、所述待测膜层、所述上电极层被刻划，使所述检测器件分割为沿径向排列的多个子电池，各个所述子电池的电致发光亮度体现所述检测器件的电致发光亮度分布；所述待测膜层和所述功能材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成。
15.可选的，所述电池单元所在区域对应多个子电池所在区域，所述电池单元的电致发光亮度等于所述多个子电池的电致发光亮度总和。
16.可选的，所述功能材料层包括p型半导体材料和n型半导体材料，或依次层叠的电子传输层、光吸收层和空穴传输层。
17.可选的，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的至少一个包括透明导电膜层，所述透明导电膜层的材料包括ito、izo或fto。
18.可选的，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的其中一个包括所述透明导电层，另一个为导电金属膜，所述导电金属膜的材料为au、ag、cu、al或ni。
19.可选的，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线通过激光刻划或机械刻划得到。
20.本技术实施例提供了一种太阳能电池器件，包括：
21.基底；
22.所述基底上的下电极材料层，所述下电极材料层中包括第一刻划线，所述第一刻划线将所述下电极材料层分为多个电池单元的下部电极；
23.所述下电极材料层上的功能材料层；所述功能材料层中包括第二刻划线，所述第二刻划线将所述功能材料层分为所述多个电池单元的功能层；所述功能层用于产生和传输光生载流子；
24.所述功能材料层上的上电极材料层；所述上电极材料层中包括第三刻划线，所述第三刻划线将上电极材料层分为所述多个电池单元的上部电极；所述上部电极的至少一部分透过所述第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联；
25.其中，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线为同心圆环，所述多个电池单元沿径向排布。
26.可选的，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线的位置根据所述功能材料层的电致发光亮度分布确定，使所述多个电池单元的电致发光亮度之差小于或等于预设值。
27.可选的，所述功能材料层的电致发光亮度分布根据检测器件的电致发光亮度分布预测得到；所述检测器件包括下电极层、所述下电极层上的待测膜层、所述待测膜层上的上电极层，所述下电极层、所述待测膜层、所述上电极层被刻划，使所述检测器件分割为沿径向排列的多个子电池，各个所述子电池的电致发光亮度体现所述检测器件的电致发光亮度分布；所述待测膜层和所述功能材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成。
28.可选的，所述电池单元所在区域对应多个子电池所在区域，所述电池单元的电致发光亮度等于所述多个子电池的电致发光亮度总和。
29.可选的，所述功能材料层包括p型半导体材料和n型半导体材料，或依次层叠的电
子传输层、光吸收层和空穴传输层。
30.可选的，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的至少一个包括透明导电膜层，所述透明导电膜层的材料包括ito、izo或fto。
31.可选的，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的其中一个包括所述透明导电层，另一个为导电金属膜，所述导电金属膜的材料为au、ag、cu、al或ni。
32.本技术实施例提供了一种太阳能电池器件及其制造方法，提供基底，基底上形成有下电极材料层，对下电极材料层进行刻划，以形成第一刻划线，第一刻划线将下电极材料层分为多个电池单元的下部电极，在下电极材料层上形成功能材料层，对功能材料层进行刻划，以形成第二刻划线，第二刻划线将功能材料层分为多个电池单元的功能层，功能层用于产生和传输光生载流子，在功能材料层上形成上电极材料层，对上电极材料层和功能材料层进行刻划，以形成第三刻划线，第三刻划线将上电极材料层范围多个电池单元的上部电极，上部电极的至少一部分透过第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联，第一刻划线、第二刻划线和第三刻划线为同心圆环，多个电池单元沿径向排布。也就是说，本技术实施例中，对太阳能电池器件的刻划不再使用相互平行的多条直线，而是通过同心圆环的多个刻划线实现器件的划分，从而适应在径向上存在差异的薄膜材料层，能够兼容难以实现均匀成膜的工艺，避免各个电池单元差异较大而导致的串联后性能较差以及可靠性较低的问题。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
34.图1为目前的太阳能电池器件的结构示意图；
35.图2为本技术实施例提供的一种太阳能电池器件的制造方法的流程图；
36.图3为本技术实施例中一种检测器件的结构示意图；
37.图4为本技术实施例提供的一种太阳能电池器件的俯视图。
具体实施方式
38.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
40.其次，本技术结合示意图进行详细描述，在详述本技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
41.正如背景技术中的描述，对于大面积薄膜电池组件，为了降低串联电阻，提高输出功率，同时为获得合适的电压和电流输出，可以通过刻划的方式，实现电池的分割和串联。
具体的，参考图1所示，为目前的太阳能电池器件的结构示意图，可以先在基板100上沉积导电电极20，用激光或机械刻划的方式对导电电极20刻划，得到第一刻划线p1，第一刻划线p1将导电电极20分为多个子电池的下电极，完成子电池的分割；然后再在导电电极20上形成pn结区膜层30，然后利用激光或机械刻划的方式对pn结区膜层30进行刻划，得到第二刻划线p2，完成子电池串联沟道刻划；沉积顶部电极膜层40后，利用激光或机械刻划方式对顶部电极膜层40进行刻划，得到第三刻划线p3，完成顶电极的分割，顶电极的至少一部分透过第二刻划线p2与相邻的子电池中的下电极连接，以实现多个子电池的串联。
42.然而，现有技术中采用均匀刻划的方式，即子电池的长度相同，这种刻划方式要求大尺寸下膜层性能具有很高的一致性，否则会存在电池组件性能差的问题，且容易出现电池组件的可靠性问题。具体的，因多个子电池串联，则流过多个子电池的电流相同，因而组件的性能往往取决于最差的子电池，然而实际上，利用旋涂等方式制备的膜层，往往很难实现大面积均匀一致，而在旋涂法制备过程中，距离中心点不同位置处受到的离心力不同，导致膜层厚度、性能差异较大，这就导致电池组件的整体性能更容易受到最差的子电池的性能的限制。此外，若多个子电池的转换电流差异较大，甚至会引起串联电流失配，导致出现严重的可靠性问题。
43.基于以上技术问题，本技术实施例提供了一种太阳能电池器件及其制造方法，提供基底，基底上形成有下电极材料层，对下电极材料层进行刻划，以形成第一刻划线，第一刻划线将下电极材料层分为多个电池单元的下部电极，在下电极材料层上形成功能材料层，对功能材料层进行刻划，以形成第二刻划线，第二刻划线将功能材料层分为多个电池单元的功能层，功能层用于产生和传输光生载流子，在功能材料层上形成上电极材料层，对上电极材料层进行刻划，以形成第三刻划线，第三刻划线将上电极材料层范围多个电池单元的上部电极，上部电极的至少一部分透过第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联，第一刻划线、第二刻划线和第三刻划线为同心圆环，多个电池单元沿径向排布。也就是说，本技术实施例中，对太阳能电池器件的刻划不再使用相互平行的多条直线，而是通过同心圆环的多个刻划线实现器件的划分，从而适应在径向上存在差异的薄膜材料层，能够兼容难以实现均匀成膜的工艺，避免各个电池单元差异较大而导致的串联后性能较差以及可靠性较低的问题。
44.为了便于理解，下面结合附图对本技术实施例提供的一种太阳能电池器件及其制造方法进行详细的说明。
45.参考图2所示，为本技术实施例提供的一种太阳能电池器件的制造方法的流程图，该方法可以包括以下步骤。
46.s101，提供基底，基底上形成有下电极材料层。
47.本技术实施例中，器件可以形成在基底上，基底为其上的器件结构提供支撑。基底可以为比例基底，也可以为柔性基底。
48.在基底上，可以形成有下电极材料层，下电极材料层作为一侧电极，可以为受光侧电极，也可以为非受光侧电极，其作为受光侧电极时为透明材料，透明材料可以为透明导电膜层，作为非受光侧电极时可以为透明材料，也可以为不透明材料，不透明材料例如导电金属膜，导电金属膜层例如au、ag、cu、al或ni。
49.具体的，下电极材料层作为受光侧电极时，包括透明导电膜层，透明导电膜层的材
料可以为透明导电氧化物(transparent conductive oxide，tco)，例如氧化铟锡(indium tin oxide，ito)、氧化铟锌(indium zinc oxide，izo)或氧化氟锡(fluorine-doped tin oxide，fto)等。透明导电膜层的形成方式例如可以为磁控溅射、热蒸发、旋涂等。
50.s102，对下电极材料层进行刻划，以形成第一刻划线，第一刻划线将下电极材料层分为多个电池单元的下部电极。
51.本技术实施例中，太阳能电池器件可以包括多个电池单元，多个电池单元形成于同一基底上，且相互串联，则可以对下电极材料层进行刻划，以形成第一刻划线，第一刻划线将下电极材料层分为多个电池单元的下部电极，第一刻划线可以通过激光刻蚀或机械刻蚀得到。
52.第一刻划线可以为圆环状，第一刻划线可以包括多个，多个第一刻划线构成同心圆环，多个同心圆环的圆心为基底的中心位置。
53.s103，在下电极材料层上形成功能材料层。
54.在对下电极材料层进行刻划后，可以在下电极材料层上形成功能材料层，功能材料层用于产生和传输光生载流子，以在光照下产生电流。
55.功能材料层可以包括p型半导体材料和n型半导体材料，或依次层叠的电子传输层、光吸收层和空穴传输层，光吸收层用于产生光生载流子，光生载流子中的电子通过电子传输层传输到一侧电极，光生载流子中的空穴通过空穴传输层传输至另一侧电极。需要说明的是，本技术实施例中电子传输层可以位于光吸收层之下，也可以位于光吸收层之上，即太阳能电池器件可以包括依次层叠的下电极材料层、电子传输层、光吸收层、空穴传输层和上电极材料层，也可以包括依次层叠的下电极材料层、空穴传输层、光吸收层、电子传输层和上电极材料层。
56.光吸收层可以为有机光吸收层、钙钛矿层或量子点层等，其中有机光吸收层包括至少一种电子给体和至少一种电子受体材料的两元或多元共混薄膜，电子给体材料可以为聚合物ptb7-th、pbdb-t、pm6、d18及衍物中的至少一种，电子受体材料可为pcbm、itic、y6材料及衍生物中的至少一种，光吸收层为钙钛矿层时，材料可以包括甲胺铅碘、甲脒醚铅碘、铯铅碘以及多种复合阳离子和复合阴离子的三维、二维钙钛矿中的一种或多种，光吸收层为量子点层时，材料可包括上述的钙钛矿量子点、硫(硒)化铅、硫化镉、磷化铟等。光吸收层也可以为碲化镉(cdte)、铜铟镓硒(cigs)、非晶硅(a-si∶h)、砷化镓(gaas)等。
57.电子传输层例如可以为氧化锌(zno)或氧化钛(tio2)等；空穴传输层例如可以为pedot:pss、spiro-ometad、氧化钼(moo3)或氧化镍(niox)等。上电极材料层的材料可以为金属材料，例如金、银、铝等。
58.电子传输层、光吸收层、空穴传输层和上电极材料层均可以通过沉积的方式形成，例如可以利用蒸镀的方式形成，当然一些电子传输层、光吸收层、空穴传输层也可以利用刮涂或旋涂的方式形成。功能材料层中可以有部分材料形成于第一刻划线中。
59.s104，对功能材料层进行刻划，以形成第二刻划线，第二刻划线将功能材料层分为多个电池单元的功能层。
60.本技术实施例中，可以对功能材料层进行刻划，以形成第二刻划线，第二刻划线将功能材料层分为多个电池单元的功能层，第二刻划线可以为圆环状，圆环的圆心为基底的中心位置，第二刻划线可以包括多个，多个第二刻划线构成同心圆环。
61.第二刻划线和第一刻划线一一对应，二者距离较近，第一刻划线和第二刻划线可以具有同一圆心，均为基底的中心点，对应的第二刻划线和第一刻划线的距离以及相对位置可以是固定的，例如第二刻划线位于第一刻划线的外侧。第二刻划线可以通过激光刻蚀或机械刻蚀得到。
62.s105，在功能材料层上形成上电极材料层。
63.在对功能材料层进行刻划后，可以在功能材料层上形成上电极材料层，上电极材料层的材料为导电性较好的材料，例如透明导电膜层或导电金属膜，导电金属膜可以为金属材料，例如以下材料的一种或多种：金、银、铜、铝、镍。上电极材料层的形成方式可以为热蒸镀等。
64.上电极材料层中的部分材料形成于第二刻划线中，由于第二刻划线贯穿功能材料层，则上电极材料层中的部分材料透过第二刻划线与下部电极接触。
65.s106，对上电极材料层进行刻划，以形成第三刻划线，第三刻划线将上电极材料层分为多个电池单元的上部电极。
66.本技术实施例中，可以对上电极材料层进行刻划，以形成第三刻划线，第三刻划线将上电极材料层分为多个电池单元的上部电极，第三刻划线可以为圆环状，圆环的圆心为基底的中心位置，第三刻划线可以包括多个，多个第三刻划线构成同心圆环。
67.第三刻划线和第二刻划线可以一一对应，且二者距离较近，第二刻划线和第三刻划线可以具有同一圆心，均为基底的中心点，且对应的第三刻划线和第二刻划线的距离以及相对位置可以是固定的，例如第三刻划线位于第二刻划线的外侧。第三刻划线可以通过激光刻蚀或机械刻蚀得到。
68.上部电极的至少一部分透过第二刻划线与相邻的电池单元中的下部电极连接，以实现多个电池单元的串联。
69.本技术实施例提供了一种太阳能电池器件的制造方法，提供基底，基底上形成有下电极材料层，对下电极材料层进行刻划，以形成第一刻划线，第一刻划线将下电极材料层分为多个电池单元的下部电极，在下电极材料层上形成功能材料层，对功能材料层进行刻划，以形成第二刻划线，第二刻划线将功能材料层分为多个电池单元的功能层，功能层用于产生和传输光生载流子，在功能材料层上形成上电极材料层，对上电极材料层进行刻划，以形成第三刻划线，第三刻划线将上电极材料层范围多个电池单元的上部电极，上部电极的至少一部分透过第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联，第一刻划线、第二刻划线和第三刻划线为同心圆环，多个电池单元沿径向排布。也就是说，本技术实施例中，对太阳能电池器件的刻划不再使用相互平行的多条直线，而是通过同心圆环的多个刻划线实现器件的划分，从而适应在径向上存在差异的薄膜材料层，能够兼容难以实现均匀成膜的工艺，避免各个电池单元差异较大而导致的串联后性能较差以及可靠性较低的问题。
70.在执行太阳能电池器件的制造工艺之前，可以确定其需要使用的功能材料层的电流密度分布，而后再根据功能材料层的电流密度分布确定太阳能电池器件的刻划位置，从而确定对太阳能电池器件的分割方案。其中，功能材料层的电流密度和分割后的电池单元的光电转化电流密度相关。
71.具体的，可以先获取检测器件，检测器件可以包括下电极层、下电极层上的待测膜
层、待测膜层上的上电极层，其中待测膜层与太阳能电池器件中的功能材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成，则待测膜层和功能材料层具有大概一致的形貌、电流密度分布和光电转化特性。下电极层可以设置在基底上。当然，下电极层可以和太阳能电池器件中的下电极材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成，上电极层可以和太阳能电池器件的上电极材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成。
72.而后可以对下电极层、待测膜层、上电极层进行刻划，使检测器件分割为多个独立的子电池，子电池可以为环状电极，环状电极的圆心为检测器件的中心点，环状电极沿检测器件的径向分布，参考图3所示，为本技术实施例中一种检测器件的结构示意图，其中，包括n个子电池，中心的黑色区域为引出电极。子电池的数量越多，对待测膜层的检测结果也越精确，不过也需要更精细的检测操作。具体的，可以同时对上电极层、待测膜层和下电极层进行刻划，也可以仅对上电极层和待测膜层进行刻划，则多个子电池可以共用同一个下电极层。
73.根据电致发光(el)原理，电池组件通入直流电后会发出红外光，通过红外相机捕捉成像，可以分组电池组件的电流分布，则可以为多个子电池通入直流电得到多个子电池的el图像，各个子电池的el亮度分布利用b1、b2、
……
、bn表示，各个子电池的电致发光亮度体现待测膜层的电致发光亮度分布，从而得到待测膜层的el亮度分布b(x，y)，x和y分别表示待测膜层表面的横坐标和纵坐标。
74.通常，电致发光亮度b和流经该处子电池电流密度j成正比，即亮度b(x,y)具有如下公式：
75.b(x,y)＝k*j(x,y)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
76.其中，i为第i个子电池，k为固定的系数。电致发光亮度和电流密度成正比，电流密度与光电转换电流也成正比，因此电致发光亮度分布可以用于体现电流密度分布。电致发光亮度越大，电流密度也越大。
77.在得到待测膜层的电致发光亮度分布后，可以进行太阳能电池器件的制造，在制造太阳能电池器件的过程中，可以根据待测膜层的电致发光亮度分布预测功能材料层的电致发光亮度分布，进而根据功能材料层的电致发光亮度分布确定太阳能电池器件的刻划位置。
78.第一刻划线的位置可以根据功能材料层的电致发光亮度分布确定，功能材料层的电致发光亮度分布可以根据检测器件的电致发光亮度分布预测得到，其中待测膜层与太阳能电池器件中的功能材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成，则待测膜层和功能材料层具有大概一致的形貌和光电转化特性。
79.在经过第一刻划线分割后，下电极材料层被分割为多个电池单元中的多个下部电极，第一刻划线的位置决定着刻划得到的多个下部电极的面积分布，第一刻划线的位置根据功能材料层的电致发光亮度分布确定，则分割后的多个下部电极的面积分布根据功能材料层的电致发光亮度分布确定，以使分割后的多个电池单元的功能层的电致发光亮度较为接近，甚至为零，使分割后的多个电池单元的功能层的电流较为接近，从而使分割后的多个电池单元的光电转化性能接近。
80.具体的，可以令多个电池单元的功能层的电致发光亮度之差小于或等于预设值，在预设值为零时，多个电池单元的功能层的电致发光亮度相同。将第i个子电池的面积记为
s(i)，该面积可以和其他子电池的面积不同，该面积满足每个子电池总体亮度相同，使得光电转换电流相同，即第i个子电池的总体亮度可以表示为：
[0081][0082]
其中k为固定的系数。前述的固定值可以为功能材料层的电致发光亮度总和与电池单元的数量的比值。
[0083]
参考图4所示，为本技术实施例提供的一种太阳能电池器件的俯视图，其中太阳能电池器件包括n个电池单元，中央的黑色区域为引出电极，n的电池单元通过圆环形的多条刻划线分割开，这里的刻划线可以表示第二刻划线，也可以表示第一刻划线、第二刻划线、第三刻划线的中心线，n的电池单元的面积不完全相同。
[0084]
具体实施时，单个电池单元的功能层所在区域可以对应检测器件中多个子电池的待测膜层所在区域，由于检测器件中的待测膜层和功能层具有相同的材料且利用相同的工艺得到，因此具有相同的性能分布，因此可以将这多个子电池的待测膜层的电致发光亮度总和作为位于相同区域的电池单元的功能层的电致发光亮度。
[0085]
第二刻划线的位置可以根据第一刻划线的位置确定，第二刻划线距离第一刻划线约20～200μm。由于第一刻划线的位置根据功能材料层的电致发光亮度分布确定，则第二刻划线也可以认为根据功能材料层的电致发光亮度分布确定。
[0086]
第三刻划线的位置可以根据第一刻划线的位置确定，或根据第二刻划线的位置确定，第三刻划线距离第二刻划线约20～200μm。由于第一刻划线的位置根据功能材料层的电致发光亮度分布确定，则第三刻划线也可以认为根据功能材料层的电致发光亮度分布确定。
[0087]
本技术实施例中，对太阳能电池器件的刻划不再采用均匀刻划的方式，而是根据功能材料层的电致发光亮度确定，从而使各个电池单元的电致发光亮度接近，从而使各个电池单元具有接近的光电转化性能，能够兼容难以实现均匀成膜的工艺，避免各个电池单元差异较大而导致的串联后性能较差以及可靠性较低的问题。
[0088]
基于以上太阳能电池器件的制造方法，本技术实施例还提供了一种太阳能电池器件，该太阳能电池器件包括：
[0089]
基底；
[0090]
所述基底上的下电极材料层，所述下电极材料层中包括第一刻划线，所述第一刻划线将所述下电极材料层分为多个电池单元的下部电极；
[0091]
所述下电极材料层上的功能材料层；所述功能材料层中包括第二刻划线，所述第二刻划线将所述功能材料层分为所述多个电池单元的功能层；所述功能层用于产生和传输光生载流子；
[0092]
所述功能材料层上的上电极材料层；所述上电极材料层中包括第三刻划线，所述第三刻划线将上电极材料层分为所述多个电池单元的上部电极；所述上部电极的至少一部分透过所述第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联；
[0093]
其中，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线为同心圆环，所述多个电池单元沿径向排布。
[0094]
可选的，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线的位置根据所述功
能材料层的电致发光亮度分布确定，使所述多个电池单元的电致发光亮度之差小于或等于预设值。
[0095]
可选的，所述功能材料层的电致发光亮度分布根据检测器件的电致发光亮度分布预测得到；所述检测器件包括下电极层、所述下电极层上的待测膜层、所述待测膜层上的上电极层，所述下电极层、所述待测膜层、所述上电极层被刻划，使所述检测器件分割为沿径向排列的多个子电池，各个所述子电池的电致发光亮度体现所述检测器件的电致发光亮度分布；所述待测膜层和所述功能材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成。
[0096]
可选的，所述电池单元所在区域对应多个子电池所在区域，所述电池单元的电致发光亮度等于所述多个子电池的电致发光亮度总和。
[0097]
可选的，所述功能材料层包括p型半导体材料和n型半导体材料，或依次层叠的电子传输层、光吸收层和空穴传输层。
[0098]
可选的，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的至少一个包括透明导电膜层，所述透明导电膜层的材料包括ito、izo或fto。
[0099]
可选的，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的其中一个包括所述透明导电层，另一个为导电金属膜，所述导电金属膜的材料为au、ag、cu、al或ni。
[0100]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其，对于器件实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0101]
以上所述仅是本技术的优选实施方式，虽然本技术已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本技术。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种太阳能电池器件的制造方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底上形成有下电极材料层；对所述下电极材料层进行刻划，以形成第一刻划线，所述第一刻划线将所述下电极材料层分为多个电池单元的下部电极；在所述下电极材料层上形成功能材料层；对所述功能材料层进行刻划，以形成第二刻划线，所述第二刻划线将所述功能材料层分为所述多个电池单元的功能层；所述功能层用于产生和传输光生载流子；在所述功能材料层上形成上电极材料层；对所述上电极材料层和所述功能材料层进行刻划，以形成第三刻划线，所述第三刻划线将上电极材料层分为所述多个电池单元的上部电极；所述上部电极的至少一部分透过所述第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联；其中，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线为同心圆环，所述多个电池单元沿径向排布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线的位置根据所述功能材料层的电致发光亮度分布确定，使所述多个电池单元的电致发光亮度之差小于或等于预设值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功能材料层的电致发光亮度分布根据检测器件的电致发光亮度分布预测得到；所述检测器件包括下电极层、所述下电极层上的待测膜层、所述待测膜层上的上电极层，所述下电极层、所述待测膜层、所述上电极层被刻划，使所述检测器件分割为沿径向排列的多个子电池，各个所述子电池的电致发光亮度体现所述检测器件的电致发光亮度分布；所述待测膜层和所述功能材料层具有相同材料，且利用同一工艺形成。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电池单元所在区域对应多个子电池所在区域，所述电池单元的电致发光亮度等于所述多个子电池的电致发光亮度总和。5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述功能材料层包括p型半导体材料和n型半导体材料，或依次层叠的电子传输层、光吸收层和空穴传输层。6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的至少一个包括透明导电膜层，所述透明导电膜层的材料包括ito、izo或fto。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述下电极材料层和所述上电极材料层中的其中一个包括所述透明导电膜层，另一个为导电金属膜，所述导电金属膜的材料为au、ag、cu、al或ni。8.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线通过激光刻划或机械刻划得到。9.一种太阳能电池器件，其特征在于，包括：基底；所述基底上的下电极材料层，所述下电极材料层中包括第一刻划线，所述第一刻划线将所述下电极材料层分为多个电池单元的下部电极；所述下电极材料层上的功能材料层；所述功能材料层中包括第二刻划线，所述第二刻划线将所述功能材料层分为所述多个电池单元的功能层；所述功能层用于产生和传输光生
载流子；所述功能材料层上的上电极材料层；所述上电极材料层中包括第三刻划线，所述第三刻划线将上电极材料层分为所述多个电池单元的上部电极；所述上部电极的至少一部分透过所述第二刻划线与相邻的电池单元中的下电极连接，以实现多个电池单元的串联；其中，所述第一刻划线、所述第二刻划线和所述第三刻划线为同心圆环，所述多个电池单元沿径向排布。10.根据权利要求9所述的器件，其特征在于，所述功能材料层包括p型半导体材料和n型半导体材料，或依次层叠的电子传输层、光吸收层和空穴传输层。

技术总结
本申请提供一种太阳能电池器件及其制造方法，第一刻划线、第二刻划线和第三刻划线为同心圆环，多个电池单元沿径向排布。也就是说，本申请实施例中，对太阳能电池器件的刻划不再使用相互平行的多条直线，而是通过同心圆环的多个刻划线实现器件的划分，从而适应在径向上存在差异的薄膜材料层，能够兼容难以实现均匀成膜的工艺，避免各个电池单元差异较大而导致的串联后性能较差以及可靠性较低的问题。对太阳能电池器件的刻划根据功能材料层的电致发光亮度确定，从而使各个电池单元的电致发光亮度接近，从而使各个电池单元具有接近的光电转化性能，进一步兼容难以实现均匀成膜的工艺。进一步兼容难以实现均匀成膜的工艺。进一步兼容难以实现均匀成膜的工艺。


技术研发人员：肖平 李卫东 李新连 赵志国 赵东明 张赟 夏渊 秦校军 刘家梁 张杰
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8