專利名稱：整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻及其制造方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池玻璃幕墻，更具體地說(shuō)，涉及一種整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池玻璃建筑幕墻及其制造方法和應(yīng)用，是太陽(yáng)能光伏發(fā)電在建筑領(lǐng)域里的一種新應(yīng)用。
背景技術(shù)：
眾所周知，太陽(yáng)能電池作為清潔可再生能源，近年來(lái)得到快速發(fā)展。太陽(yáng)能電池分為單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、納米二氧化鈦等幾種，其中非晶硅太陽(yáng)能薄膜電池工藝成熟而且成本低廉?，F(xiàn)有太陽(yáng)能電池玻璃幕墻多為鑲嵌式，結(jié)構(gòu)均為兩層玻璃中間夾一層太陽(yáng)能電池板，CN1702251A公開(kāi)了一種非晶硅太陽(yáng)能電池夾膠玻璃組件，CN2489004Y公開(kāi)了一種光電幕墻，CN2498243Y公開(kāi)了一種光電幕墻玻璃，上述技術(shù)的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、幕墻重量相對(duì)較大；鑲嵌式結(jié)構(gòu)也有欠美觀。其之所以采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，重要原因是受所采用的太陽(yáng)能電池芯片面積小的限制，太陽(yáng)能電池芯片面積小，就不能做到建筑幕墻玻璃需要的面積大小，所以只能采取一塊塊鑲嵌在兩層玻璃之間的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池玻璃建筑幕墻及其制造方法和應(yīng)用。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案設(shè)計(jì)一種整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻，由數(shù)個(gè)光伏幕墻板和電氣控制單元構(gòu)成，所述的光伏幕墻板是由大面積玻璃為基片的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片、鋼化玻璃板、EVA膠膜、接線盒、引線并經(jīng)邊框封裝成一個(gè)整體，數(shù)個(gè)光伏幕墻板對(duì)接成一個(gè)框架式結(jié)構(gòu)整體墻面，光伏幕墻板的發(fā)電輸出端與電氣控制單元的控制器相連，控制器通過(guò)聯(lián)網(wǎng)逆變器與配電柜相連。上述“邊框”最好是鋁合金邊框，通過(guò)其封裝成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模組，即是一個(gè)光伏幕墻板，若干個(gè)光伏幕墻板對(duì)接成一個(gè)框架式結(jié)構(gòu)整體墻面，也就是光伏幕墻板方陣。本發(fā)明的電氣控制原理是光伏幕墻板經(jīng)串并聯(lián)后輸出340V左右直流電壓，輸入聯(lián)網(wǎng)逆變器，經(jīng)逆變后，輸出220V交流電壓給配電柜，經(jīng)配電柜、輸入電表、輸出電表和市電并網(wǎng)。也可以從配電柜直接輸出220V交流電壓給建筑物內(nèi)用電負(fù)載使用。
本發(fā)明的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片是以帶有透明導(dǎo)電層二氧化錫層或氧化鋼錫層或摻鋁氧化鋅層三者之一種的平板玻璃為基片，其上具有雙結(jié)疊層太陽(yáng)能電池膜層和背電極，所述的太陽(yáng)能電池膜層包括頂電池膜層和底電池膜層，各膜層均由P層、I層和N層構(gòu)成，其中頂電池膜層的I層為非晶硅，底電池膜層的I層為非晶硅或非晶鍺硅。平板玻璃基片上透明導(dǎo)電層的氧化銦錫層即ITO層、摻鋁氧化鋅層即ZAO層、二氧化錫層即SnO2層；所述的背電極包括氧化物涂層和金屬引出層。
本發(fā)明的整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池玻璃建筑幕墻是將上述雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片通過(guò)特殊的膠膜和鋼化玻璃粘結(jié)，四邊嵌鑲專用的鋁合金型材制作的矩形邊框，成為一種標(biāo)準(zhǔn)的模組，也即是本發(fā)明的關(guān)鍵單元——雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻的“光伏幕墻板”。上述的邊框最好是專用的鋁合金型材制作的矩形邊框。
在具體實(shí)施中，將整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻正面位于墻體外側(cè)，背面位于墻體內(nèi)側(cè)，太陽(yáng)光射到幕墻上后，幕墻內(nèi)的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池通過(guò)光伏作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并輸出到聯(lián)網(wǎng)逆變器，經(jīng)逆變后輸出可供照明、辦公、空調(diào)機(jī)等使用的電能，也可以直接輸出給城市電網(wǎng)。
本發(fā)明的較好技術(shù)方案是光伏幕墻板的發(fā)電輸出端和控制器之間裝有防雷系統(tǒng)，以提高用電的安全性，該防雷系統(tǒng)可以采用現(xiàn)有的防雷裝置，按照現(xiàn)有的安裝方法直接裝上即可。
本發(fā)明的較好技術(shù)方案可以是配電柜還通過(guò)輸入電表、輸出電表與城市電網(wǎng)相連接。
本發(fā)明太陽(yáng)能電池幕墻的制造方法，包括光伏幕墻板的封裝、光伏幕墻板通過(guò)框架結(jié)構(gòu)對(duì)接成一個(gè)整體墻面和電氣控制單元的組裝，其特征在于雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片的制造過(guò)程是(1)將已經(jīng)涂敷厚度范圍為5000A°～8000A°透明導(dǎo)電層二氧化錫層或氧化銦錫層或摻鋁氧化鋅層三者之一種的平板玻璃基片進(jìn)行清洗和整理，然后(2)采用激光刻蝕的方法，對(duì)平板玻璃基片上的膜層進(jìn)行區(qū)域分割，再制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的串聯(lián)正電極，再(3)置于沉積P、I、N膜層的夾具中，放入預(yù)熱爐內(nèi)預(yù)熱至180℃～250℃，先將等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，導(dǎo)入純度為99％以上的氮?dú)庵脫Q室內(nèi)殘余氣體，再將玻璃基片放進(jìn)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積室PECVD中，接著(4)抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa后，導(dǎo)入沉積頂電池P膜層所需的工作氣體硅烷SiH4、甲烷CH4和硼烷B2H6，體積比為1∶0.8～1.2∶0.008～0.012混合氣體，在沉積溫度160～300℃，壓力40～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、80W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積頂電池P膜層，沉積膜厚為80A°～200A°，然后(5)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa后，導(dǎo)入沉積頂電池I膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和氫氣H2，體積比為1∶1～10混合氣體，在沉積溫度160～300℃、壓力40Pa～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、130W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在已沉積的P膜層上再沉積頂電池I膜層，沉積膜厚500A°～1000A°，接著(6)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積頂電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3，體積比為1∶0.008～0.012混合氣體，在沉積溫度160～300℃、沉積壓力40Pa～1000Pa下以10～60MHz的射頻頻率、150W～250W放電功率進(jìn)行輝光放電，在I膜層上沉積頂電池N膜層，沉積膜厚100A°～300A°，接著(7)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池P膜層所需的工作氣體硅烷SiH4、甲烷CH4和硼烷B2H6，體積比為1∶0.8～1.2∶0.008～0.012混合氣體，在沉積溫度160～300℃、壓力40～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、80W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在頂電池N膜層上沉積底電池P膜層.沉積膜厚80A°～200A°，然后(8)A、PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積頂電池I膜層非晶硅所需的工作氣體硅烷SiH4和氫氣H2，體積比為1∶0.7～1.3混合氣體，在沉積溫度160～300℃，壓力40Pa～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、130W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在頂電池P膜層上沉積頂電池I膜層，沉積膜厚200A°～1000A°，或者B、PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池I膜層非晶鍺硅所需的工作氣體硅烷SiH4、鍺烷GeH4和氫氣H2，體積比為1∶0.4～0.6∶1～5混合氣體，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，在沉積溫度160～300℃，壓力40Pa～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、130W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，沉積膜厚1000A°～2500A°，接著(9)用上述A、B兩種方式的任意一種，沉積完底電池的I膜層后，PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa后，導(dǎo)入沉積底電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4、磷烷PH3的混合氣體，體積比為1∶0.008～0.012，在底電池的I膜層上沉積底電池的N膜層，沉積溫度160～300℃，沉積壓力80Pa～200Pa、以10～60MHz的射頻頻率、150W～250W放電功率進(jìn)行輝光放電、沉積膜厚300A°～500A°，然后(10)在上述已完成雙P-I-N結(jié)膜層的玻璃板上，采用激光刻蝕的方法，對(duì)雙P-I-N結(jié)膜層進(jìn)行區(qū)域分割、制作串聯(lián)電極，再
(11)將置于等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室中，沉積使用金屬鋁制成的背電極膜層，膜厚5000A°～8000A°，并(12)采用激光刻蝕的方法，對(duì)上述鋁膜層進(jìn)行區(qū)域分割，制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的鋁質(zhì)串聯(lián)背電極，最后(13)焊接正電極和背電極的電極線。
本發(fā)明使用的已沉積透明導(dǎo)電膜層的平板玻璃，是透光率為90％～98％、含鐵量為60ppm～80ppm的玻璃板材，具有高透光性，低含鐵的特殊性能?？梢允垢嗟奶?yáng)光進(jìn)入到非晶硅太陽(yáng)能電池層，經(jīng)光伏作用，獲取更多的電能。這種透明導(dǎo)電玻璃板的厚度范圍可以在2mm到20mm之間。例如優(yōu)先采用如下規(guī)格尺寸的玻璃長(zhǎng)度915mm～1830mm，寬度305mm～615mm，厚度3.mm～5mm。
光伏幕墻板封裝的制作過(guò)程，具體是采用EVA膠膜，把一塊按上述制作工藝完成的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片和一塊尺寸大小與之相同的外購(gòu)鋼化玻璃板，四邊對(duì)齊地層壓粘結(jié)在一起，四邊嵌鑲自行設(shè)計(jì)的專用鋁合金型材制作的矩形邊框，并利用鋼化玻璃板上原有的小孔穿過(guò)正電極、背電極的電極線，再用耐候硅酮膠粘結(jié)上接線盒、接上引出線，即構(gòu)成本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)的模組一雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻的“光伏幕墻板”。
本發(fā)明的另一材料—鋼化玻璃板，可以加工有一到二個(gè)供電極線穿過(guò)用的小孔，這種鋼化玻璃板的厚度范圍可以是5mm到20mm之間。
本發(fā)明制作光伏幕墻板邊框的鋁型材、鋁角碼，可以根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)，它們用于制造穩(wěn)固光伏幕墻板玻璃的框架結(jié)構(gòu)，以使之成為一個(gè)整體、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模組，再使用M6不銹鋼螺釘牢固地把其連接到房屋建筑結(jié)構(gòu)的立柱、橫梁上。
各個(gè)光伏幕墻板的引出線，可以根據(jù)幕墻設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，若干個(gè)串聯(lián)成組、若干組并聯(lián)在一起成為一個(gè)光伏幕墻板方陣。根據(jù)電壓輸出的需要，整面光伏幕墻可以設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)輸出，與幕墻的電氣控制系統(tǒng)相連接，經(jīng)過(guò)調(diào)試后即完成整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池玻璃幕墻的組裝。
本發(fā)明的太陽(yáng)能電池幕墻的應(yīng)用，可以用于太陽(yáng)能發(fā)電和建筑物墻面的裝飾。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)1、技術(shù)先進(jìn)幕墻內(nèi)的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池通過(guò)光伏作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并輸出到含有逆變器的電氣控制系統(tǒng)，經(jīng)逆變后輸出可供照明、辦公、空調(diào)機(jī)等使用的電能；也可采用聯(lián)網(wǎng)逆變器，將白天使用不完的電能輸入城市電網(wǎng)，起到調(diào)峰作用。由于太陽(yáng)能電池發(fā)電，不會(huì)產(chǎn)生或者排放有害氣體，也無(wú)噪音，是一種潔凈能源，與環(huán)境有很好的兼容性；2、節(jié)能效果好由于本發(fā)明的太陽(yáng)能電池芯片透光性好，進(jìn)入室內(nèi)的光線柔和，比普通玻璃更加能吸收太陽(yáng)光的能量，尤其是其不可見(jiàn)光譜段的輻射熱能，從而減少其向室內(nèi)的輻射，使本發(fā)明的幕墻比普通玻璃幕墻有更好的隔熱作用，可減少室內(nèi)空調(diào)機(jī)的運(yùn)行成本；3、技術(shù)效果好整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻玻璃產(chǎn)品，其電池芯片的光電轉(zhuǎn)換效率在5％～7％；衰減率在20％～30％；經(jīng)逆變后輸出效率80％左右；本發(fā)明的整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片每平方米發(fā)電量為30～50W；4、安全可靠光伏幕墻板的發(fā)電輸出端和控制器之間裝有防雷系統(tǒng)，大大提高了用電的安全系數(shù)；5、應(yīng)用范圍廣可應(yīng)用于太陽(yáng)能發(fā)電和包括房屋在內(nèi)的建筑物墻面裝飾。

以下是本發(fā)明的

圖1是本發(fā)明的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻發(fā)電構(gòu)成示意圖；圖2是雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是A型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是B型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是A型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板的封裝示意圖；圖6是B型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板的封裝示意圖；圖7是用于制作明框式光伏幕墻板邊框的截面圖；圖8是用于制作隱框式光伏幕墻板邊框的截面圖；圖9是隱框式光伏幕墻板與建筑物立柱橫梁的連接示意圖；(幕墻的中間部位的固定方式)圖10是隱框式光伏幕墻板與建筑物立柱橫梁的連接示意圖，其中圖10-1是水平縫接點(diǎn)示意圖，圖10-2豎向收邊接點(diǎn)示意圖，圖10-3是水平收邊接點(diǎn)示意圖；圖11-1，圖11-2分別是兩種明框式光伏幕墻板與建筑物立柱橫梁的連接示意圖；圖12是明框式光伏幕墻板邊框的鋁角碼組裝連接示意圖；圖13是例3-1整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻離網(wǎng)發(fā)電原理示意圖14是例3-2整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻聯(lián)網(wǎng)發(fā)電原理示意圖。
圖1～6中，1是光伏幕墻板，2是控制器，3是聯(lián)網(wǎng)逆變器，4是建筑結(jié)構(gòu)框架，5是雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片，6是鋼化玻璃板，7是EVA膠膜，8是接線盒，9是引線，10是基片，11是二氧化錫導(dǎo)電膜層，P1是頂電池P膜層，I1是頂電池I膜層，N1是頂電池N膜層，P2是底電池P膜層，I2是底電池I膜層，N2是底電池N膜層，12是背電極之鋁膜層，13是防雷系統(tǒng)，14是配電柜，15是光伏幕墻板邊框。
圖7-圖12中，21是橫梁，22是固定螺絲，23是立柱，24是鋁壓塊，25是鋁角碼，26是耐候硅酮膠。
圖13、圖14中，3-1是離網(wǎng)逆變器，16為蓄電池組，17為輸入電表，18為輸出電表。
參照?qǐng)D1，3，4，整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻，由若干個(gè)光伏幕墻板1組成的方陣和電氣控制單元構(gòu)成，光伏幕墻板1是由以大面積玻璃基片10為襯底的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片5、鋼化玻璃板6、EVA膠膜7、接線盒8、引線9以及采用專用鋁合金型材制作的矩形邊框15封裝成的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模組。再采用M6不銹鋼螺釘把若干個(gè)這樣的標(biāo)準(zhǔn)模組—即光伏幕墻板固定在建筑結(jié)構(gòu)所屬的框架4(立柱、橫梁)上，從而形成一個(gè)框架式結(jié)構(gòu)整體墻面，也即是光伏幕墻板方陣，光伏幕墻板的發(fā)電輸出端與控制器2相連，控制器通過(guò)逆變器3與配電柜14相連。同時(shí)，光伏幕墻板1的發(fā)電輸出端和控制器2之間裝有防雷系統(tǒng)13。
參照?qǐng)D2，雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片5是以平板玻璃基片10為襯底，其上具有雙結(jié)疊層太陽(yáng)能電池膜層，基片10朝著太陽(yáng)光射入方向?yàn)樯蠈樱湎乱来螢橥该鲗?dǎo)電層11，頂電池P膜層P1，頂電池I膜層I1，頂電池N膜層N1，底電池P膜層P2，底電池I膜層I2，底電池N膜層N2，背電極之鋁膜層12，其中頂電池膜層的I層為非晶硅，底電池膜層的I層為非晶硅或非晶鍺硅。
參照?qǐng)D3-6，本發(fā)明的光伏幕墻板的結(jié)構(gòu)可以是A型、B型兩種，其區(qū)別僅在于接線盒8、引線9及鋼化玻璃板6上的電極線引出孔的數(shù)量和位置，以及接線盒8、引線9的數(shù)量和位置有所不同。
參照?qǐng)D7，8，本發(fā)明的用于制作明框式光伏幕墻板邊框15和用于制作隱框式光伏幕墻板邊框15可以結(jié)構(gòu)不同；圖9-12是本發(fā)明的具體安裝結(jié)構(gòu)示意，在實(shí)施例中具體說(shuō)明；圖13，14是本發(fā)明的離網(wǎng)/聯(lián)網(wǎng)發(fā)電原理，例3具體說(shuō)明。
具體實(shí)施方式以下通過(guò)具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的描述實(shí)施例1雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片的制造例1-1(1)選用美國(guó)AFG INDUSTRIES，INC.公司生產(chǎn)的PV-TCO長(zhǎng)×寬×厚為915×480×3.2mm，透光率為90％，含鐵量為60ppm的玻璃板材作為基片，其上已涂敷透明導(dǎo)電層二氧化錫層透明導(dǎo)電層的厚度約為5000A°，并將玻璃基片進(jìn)行清洗和整理，然后(2)采用激光刻蝕的方法，對(duì)上述膜層進(jìn)行區(qū)域分割，再制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的串聯(lián)正電極，再(3)置于沉積P、I、N膜層的夾具中，放入預(yù)熱爐內(nèi)預(yù)熱至210℃，先將等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室抽真空至7.0×10-3Pa，導(dǎo)入純度為99.9％的氮?dú)庵脫Q室內(nèi)殘余氣體，再將玻璃基片放進(jìn)PECVD的沉積室中，接著(4)抽真空至7.0×10-3Pa后，導(dǎo)入沉積頂電池P膜層所需的工作氣體硅烷SiH4，甲烷CH4和硼烷B2H6體積比為1∶1∶0.01混合氣體，在沉積溫度160～170℃，壓力60～65Pa下，以30MHz的射頻頻率、80W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積頂電池P膜層，沉積膜厚為100A°，然后(5)PECVD的沉積室再抽真空至7.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積頂電池I膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和氫氣體積比為1∶0.7混合氣體，在沉積溫度240～250℃、壓力65Pa～70Pa下，以60MHz的射頻頻率、130W放電功率進(jìn)行輝光放電，在已沉積的P膜層上再沉積頂電池I膜層，沉積膜厚600A°，接著(6)PECVD的沉積室再抽真空至7.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積頂電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.01混合氣體，在沉積溫度260～265℃、沉積壓力110Pa～120Pa下以30MHz的射頻頻率、150W放電功率進(jìn)行輝光放電，在I膜層上沉積頂電池N膜層，沉積膜厚300A°，接著(7)PECVD的沉積室再抽真空至7.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池P膜層所需的工作氣體硅烷SiH4、硼烷B2H6和甲烷CH4體積比為1∶0.8∶0.012混合氣體，在沉積溫度160～170℃、壓力60～90Pa下，以60MHz的射頻頻率、80W放電功率進(jìn)行輝光放電，在頂電池N膜層上沉積底電池P膜層.沉積膜厚200A°，然后(8)PECVD的沉積室再抽真空至7.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積頂電池I膜層非晶硅所需的工作氣體硅烷SiH4和氫氣體積比為1∶1.3混合氣體，在沉積溫度190～200℃，壓力130Pa下，以10MHz的射頻頻率、190W放電功率進(jìn)行輝光放電，在頂電池P膜層上沉積頂電池I膜層，沉積膜厚950A°，接著(9)PECVD的沉積室再抽真空至7.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.008混合氣體，在底電池的I膜層上沉積底電池的N膜層，沉積膜厚300A°，然后(10)在上述已完成雙P-I-N結(jié)膜層的玻璃板上，采用激光刻蝕的方法，對(duì)雙P-I-N結(jié)膜層進(jìn)行區(qū)域分割、制作串聯(lián)電極，再(11)將置于等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積室PECVD中，沉積使用金屬鋁制成的背電極膜層，膜厚約為5000A°，并(12)采用激光刻蝕的方法，對(duì)上述鋁膜層進(jìn)行區(qū)域分割，制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的鋁質(zhì)串聯(lián)背電極，最后(13)焊接正電極和背電極的電極線。
經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片每片開(kāi)路電壓DC40V，發(fā)電功率為30～35W，電池芯片的光電轉(zhuǎn)換效率在6％，衰減率20％，經(jīng)逆變后輸出效率80％。
例1-2工藝過(guò)程和工作氣體同例1-1，采用如下各步驟的工藝參數(shù)
(1)選用美國(guó)AFG INDUSTRIES，INC.公司生產(chǎn)的PV-TCO玻璃板材，其長(zhǎng)×寬×厚為1830×615×3mm.透光率為98％，含鐵量為70ppm，已涂敷透明導(dǎo)電層摻鋁氧化鋅層的膜厚度約為8000A°；(2)同例1-1；(3)預(yù)熱爐內(nèi)預(yù)熱至180℃，PECVD沉積室抽真空至5.0×10-3Pa，導(dǎo)入純度為99.8％以上的氮?dú)庵脫Q室內(nèi)殘余氣體；(4)抽真空至5.0×10-3Pa，硅烷SiH4，甲烷CH4和硼烷PH3體積比為1∶0.8∶0.012，沉積溫度290℃，壓力180Pa下，以60MHz的射頻頻率、200W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚為200A°；(5)PECVD的沉積室抽真空至5.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4和氫氣體積比為1∶1.3混合氣體，沉積溫度295℃、壓力180Pa下，以30MHz的射頻頻率、200W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚980A°；(6)PECVD的沉積室抽真空5.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.008混合氣體，在沉積溫度160～165℃、沉積壓力180Pa～200Pa下以60MHz的射頻頻率、250W放電功率進(jìn)行輝光放電，在I膜層上沉積頂電池N膜層，沉積膜厚500A°；(7)PECVD的沉積室抽真空至5.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4、硼烷PH3和甲烷CH4體積比為1∶1.2∶0.008混合氣體，沉積溫度280～300℃、壓力160～180Pa，10～15MHz的射頻頻率、180W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚80A°；
(8)PECVD的沉積室抽真空至5×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4和氫氣體積比為1∶0.7混合氣體，沉積溫度280～300℃，壓力160Pa～180Pa下，以55～60MHz的射頻頻率、130W～140W放電功率進(jìn)行輝光放電，在頂電池P膜層上沉積頂電池I膜層，沉積膜厚210A°；(9)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.012混合氣體，在底電池的I膜層上沉積底電池的N膜層，沉積膜厚100A°；(10)在上述已完成雙P-I-N結(jié)膜層的玻璃板上，采用激光刻蝕的方法，對(duì)雙P-I-N結(jié)膜層進(jìn)行區(qū)域分割、制作串聯(lián)電極；(11)將置于等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室中，沉積使用金屬鋁制成的背電極膜層，膜厚約為8000A°；(12)采用激光刻蝕的方法，對(duì)上述鋁膜層進(jìn)行區(qū)域分割，制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的鋁質(zhì)串聯(lián)背電極；(13)焊接正電極和背電極的電極線。
經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片每片開(kāi)路電壓為52左右，發(fā)電功率為50～55W，電池芯片的光電轉(zhuǎn)換效率在5.5％，衰減率23％，經(jīng)逆變后輸出效率80％。
例1-3工藝過(guò)程和工作氣體同例1-1，步驟(8A)改為步驟(8B)，采用如下各步驟的工藝參數(shù)(1)選用美國(guó)AFG INDUSTRIES，INC.公司生產(chǎn)的PV-TCO玻璃板材的長(zhǎng)×寬×厚為1245×635×3.2mm.透光率為95％，含鐵量為80ppm，已涂敷透明導(dǎo)電層二氧化錫層的膜層厚度約為6500A°；(2)同例1-1；(3)預(yù)熱爐內(nèi)預(yù)熱至230℃，PECVD沉積室抽真空至8.0×10-3Pa，導(dǎo)入純度為99.5％以上的氮?dú)庵脫Q室內(nèi)殘余氣體；(4)抽真空至9.0×10-3Pa，硅烷SiH4和硼烷PH3體積比為1∶1.2∶0.008，沉積溫度260℃，壓力120Pa下，以10MHz的射頻頻率、120W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚為80A°；(5)PECVD的沉積室抽真空至8.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4和氫氣體積比為1∶1混合氣體，沉積溫度250℃、壓力180Pa下，以10MHz的射頻頻率、180W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚200A°；(6)PECVD的沉積室抽真空8.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.012混合氣體，在沉積溫度290～300℃、沉積壓力80Pa～100Pa下以15MHz的射頻頻率、200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在I膜層上沉積頂電池N膜層，沉積膜厚100A°；(7)PECVD的沉積室抽真空至8.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4、硼烷PH3和甲烷CH4體積比為1∶1∶0.1混合氣體，沉積溫度200～210℃、壓力100Pa，45MHz的射頻頻率、150W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚150A°；(8)PECVD沉積室再抽真空至9×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池I膜層非晶鍺硅所需的工作氣體硅烷SiH4、鍺烷GeH4和氫氣H2體積比為1∶0.4∶0.7混合氣體，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，在沉積溫度280～300℃，壓力160Pa～180Pa下，以50～60MHz的射頻頻率、190W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，沉積膜厚1000A°；(9)PECVD的沉積室再抽真空至8.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.01混合氣體，在底電池的I膜層上沉積底電池的N膜層，沉積膜厚500A°；(10)在上述已完成雙P-I-N結(jié)膜層的玻璃板上，采用激光刻蝕的方法，對(duì)雙P-I-N結(jié)膜層進(jìn)行區(qū)域分割、制作串聯(lián)電極；(11)將置于等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室中，沉積使用金屬鋁制成的背電極膜層，膜厚約為7000A°；(12)采用激光刻蝕的方法，對(duì)上述鋁膜層進(jìn)行區(qū)域分割，制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的鋁質(zhì)串聯(lián)背電極；(13)焊接正電極和背電極的電極線。
經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片每片開(kāi)路電壓為48V，發(fā)電功率為35～45W，電池芯片的光電轉(zhuǎn)換效率在7％，衰減率30％，經(jīng)逆變后輸出效率80％。
例1-4工藝過(guò)程和工作氣體同例1-3，采用如下各步驟的工藝參數(shù)(1)選用美國(guó)AFG INDUSTRIES，INC.公司生產(chǎn)的PV-TCO玻璃板材的長(zhǎng)×寬×厚為1230×480×3.8mm.透光率為92％，含鐵量為60ppm，已涂敷透明導(dǎo)電層氧化銦錫層的膜層的厚度約為7500A°；(2)同例1-1；
(3)預(yù)熱爐內(nèi)預(yù)熱至200℃，PECVD沉積室抽真空至7.0×10-3Pa，導(dǎo)入純度為99.2％以上的氮?dú)庵脫Q室內(nèi)殘余氣體；(4)抽真空至6.0×10-3Pa，硅烷SiH4和硼烷PH3體積比為1∶1∶0.008，沉積溫度200℃，壓力100Pa下，以35MHz的射頻頻率、100W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚為110A°；(5)PECVD的沉積室抽真空至6.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4和氫氣H2體積比為1∶1.1混合氣體，沉積溫度230℃、壓力150Pa下，以20MHz的射頻頻率、160W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚400A°；(6)PECVD的沉積室抽真空6.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.01混合氣體，在沉積溫度160～165℃、沉積壓力150Pa～160Pa下以15MHz的射頻頻率、200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在I膜層上沉積頂電池N膜層，沉積膜厚150A°；(7)PECVD的沉積室抽真空至7.0×10-3Pa，工作氣體硅烷SiH4、硼烷PH3和甲烷體積比為1∶1∶0.1混合氣體，沉積溫度280～290℃、壓力130Pa，45MHz的射頻頻率、150W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積膜厚140A°；(8)PECVD的沉積室再抽真空至8.8×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池I膜層非晶鍺硅所需的工作氣體硅烷SiH4、鍺烷GeH4和氫氣H2體積比為1∶0.6∶1.3混合氣體，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，在沉積溫度160～180℃，壓力60Pa～70Pa下，以10～15MHz的射頻頻率、130W～140W放電功率進(jìn)行輝光放電，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，沉積膜厚220A°；(9)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3體積比為1∶0.01混合氣體，在底電池的I膜層上沉積底電池的N膜層，沉積膜厚500A°；(10)在上述已完成雙P-I-N結(jié)膜層的玻璃板上，采用激光刻蝕的方法，對(duì)雙P-I-N結(jié)膜層進(jìn)行區(qū)域分割、制作串聯(lián)電極；(11)將置于等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室中，沉積使用金屬鋁制成的背電極膜層，膜厚約為6000A°；(12)采用激光刻蝕的方法，對(duì)上述鋁膜層進(jìn)行區(qū)域分割，制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的鋁質(zhì)串聯(lián)背電極；(13)焊接正電極和背電極的電極線。
經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片每片開(kāi)路電壓為DC42V，發(fā)電功率為35～40W，電池芯片的光電轉(zhuǎn)換效率在6.7％，衰減率24％，經(jīng)逆變后輸出效率75％。
實(shí)施例2光伏幕墻板的封裝例2-1 B型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板的封裝采用例1-1制造的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片，首先在太陽(yáng)能電池芯片5上放置外形長(zhǎng)寬尺寸與其相同的EVA膠膜7(長(zhǎng)×寬×厚為915mm×480mm×3.2mm)，再把6mm厚的鋼化玻璃板6對(duì)齊放置在EVA膠膜7和太陽(yáng)能電池芯片5上，在上述過(guò)程中，要把太陽(yáng)能電池芯片5上的電極線穿過(guò)EVA膠膜7和鋼化玻璃6上的預(yù)制小孔，然后再把上述組件在真空狀態(tài)(10Pa)下加熱(120℃)、并加壓(0.5大氣壓)膠接成為一體。
再用制作明框式光伏幕墻板1專用的鋁合金型材即邊框15(參見(jiàn)圖7)、內(nèi)接鋁角碼25(L50×4.6)、M4不銹鋼螺絲即固定螺絲22、耐候硅酮膠26等在其四周鑲嵌、膠接、密封鋁合金矩形邊框。
最后再用耐候硅酮膠26在上述熱壓膠接后的鋼化玻璃板6上(電極線位置)粘結(jié)接線盒8，并接上引線9，即完成光伏幕墻板1的封裝。參見(jiàn)圖4、圖6。
本例光伏幕墻板1的外形尺寸為長(zhǎng)×寬×厚為925mm×490mm×38mm。每塊光伏幕墻板1的開(kāi)路電壓為DC40V，發(fā)電功率為30～35W。
例2-2 A型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板的封裝采用例1-3制造的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片5(長(zhǎng)×寬×厚為1245mm×635mm×3.2mm)，首先在太陽(yáng)能電池芯片5上放置外形長(zhǎng)寬尺寸與其相同的EVA膠膜7，再把6mm厚的鋼化玻璃板6對(duì)齊放置在EVA膠膜7和太陽(yáng)能電池芯片5上，在上述過(guò)程中，要把太陽(yáng)能電池芯片5上的電極線穿過(guò)EVA膠膜7和鋼化玻璃板6上的預(yù)制小孔。然后再把上述組件在真空狀態(tài)(50Pa)下加熱(120℃)、并加壓(0.5大氣壓)膠接成為一體。
再用制作明框式光伏幕墻板1專用的鋁合金型材即邊框15(參見(jiàn)圖7)、鋁合金內(nèi)接角碼(L50×4.6)即鋁角碼25、M4不銹鋼螺釘即固定螺絲22、耐候硅酮膠26等在其四周鑲嵌、膠接、密封以鋁合金矩形邊框。
最后再用耐候硅酮膠26在上述熱壓膠接后的鋼化玻璃板6上(電極線位置)粘結(jié)左右兩個(gè)接線盒8，并接上引線9，即完成光伏幕墻板1的封裝。參見(jiàn)圖3、圖5。
本例光伏幕墻板1的外形尺寸為長(zhǎng)×寬×厚為1255mm×645mm×38mm。每塊光伏幕墻板的開(kāi)路電壓為DC48V，發(fā)電功率為40W左右。
例2-3 B型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板的封裝本例采用上述例1-3制造的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片5(長(zhǎng)×寬×厚為1245mm×635mm×3.2mm)，首先在太陽(yáng)能電池芯片5上放置外形長(zhǎng)寬尺寸與其相同的EVA膠膜7，再把6mm厚的鋼化玻璃板6對(duì)齊放置在EVA膠膜7和太陽(yáng)能電池芯片5上，在上述過(guò)程中，要把太陽(yáng)能電池芯片5上的電極線穿過(guò)EVA膠膜7和鋼化玻璃板6上的預(yù)制小孔。然后再把上述組件在真空狀態(tài)(10Pa)下加熱(150℃)、并加壓(0.8大氣壓)膠接成為一體。
再用制作隱框式光伏幕墻板專用的鋁合金型材即邊框15(參見(jiàn)圖8)、鋁合金內(nèi)接角碼即鋁角碼25(L50×4.6)、M4不銹鋼螺釘即固定螺絲22、耐候硅酮膠26等在其四周鑲嵌、膠接、密封以鋁合金矩形邊框。
最后再用耐候硅酮膠26在上述熱壓膠接后的鋼化玻璃板6上(電極線位置)粘結(jié)兩個(gè)接線盒8，并接上引線9，即完成光伏幕墻板的封裝。參見(jiàn)圖4、圖6。
本例光伏幕墻板的外形尺寸為長(zhǎng)×寬×厚為1255mm×645mm×38mm。每塊光伏幕墻板的開(kāi)路電壓為DC48V，發(fā)電功率為40W左右。
實(shí)施例3整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻的應(yīng)用例3-1整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻離網(wǎng)發(fā)電本例參見(jiàn)圖13。
本例采用上述例2-1“B型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板”來(lái)組裝光伏幕墻板方陣，即是把9塊上述光伏幕墻板串聯(lián)為一組，每組的開(kāi)路電壓為DC360V，發(fā)電功率為270W左右。
本例采用上述光伏幕墻板串聯(lián)組共20組并聯(lián)，理論計(jì)算其開(kāi)路電壓為DC360V，總發(fā)電功率為5400W左右。
上述20組共180塊光伏幕墻板，每塊采用8個(gè)M6不銹鋼螺釘固定在建筑物上安裝的鋁合金方通立柱和橫梁上的。光伏幕墻板之間向外的縫隙采用聚乙烯塑料泡沫棒填充、耐候硅酮膠進(jìn)行密封。然后把每組的9塊光伏幕墻板上引線的正極與相鄰塊上引線的負(fù)極插接串聯(lián)起來(lái)，然后再用兩根導(dǎo)線把各組的正極負(fù)極并聯(lián)起來(lái)。從而組成本例的光伏幕墻板方陣。
本例為離網(wǎng)式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)選用南京冠亞電源設(shè)備有限公司生產(chǎn)的離網(wǎng)逆變器GN5KF(額定容量5KVA，輸入DC220V，輸出AC220V)、直流控制器GS-30F(輸入DC220V，負(fù)載電流30A)、北京瀚騰電子有限公司生產(chǎn)的太陽(yáng)能專用蓄電池SolarBlock(DC220V，200AH)、帶通用空氣開(kāi)關(guān)(30A)的配電柜和深圳市雷源電子有限公司生產(chǎn)的電源防雷器DEHNport(額定電壓255V/50Hz，絕緣電阻大于103兆歐)。
本例太陽(yáng)能電池芯片的光電轉(zhuǎn)換效率約為7％，衰減率30％，經(jīng)逆變后輸出效率80％?？梢暂敵鯝C220V，給負(fù)載提供4KW以下的電力。
例3-2用于寫字樓墻面裝飾和聯(lián)網(wǎng)發(fā)電參見(jiàn)圖14，采用上述例2-2“A型雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻板”來(lái)組裝光伏幕墻板方陣，即是把7塊上述光伏幕墻板串聯(lián)為一組，每組的開(kāi)路電壓為DC360V，發(fā)電功率為280W左右。
本例采用上述光伏幕墻板串聯(lián)組共108組并聯(lián)，理論計(jì)算其開(kāi)路電壓為DC350V，總發(fā)電功率為30.24KW左右。
上述108組共756塊光伏幕墻板，每塊采用8個(gè)M6不銹鋼螺釘固定在建筑物上安裝的鋁合金方通立柱和橫梁上的。光伏幕墻板之間向外的縫隙采用聚乙烯塑料泡沫棒填充、耐候硅酮膠進(jìn)行密封。然后把每組的7塊光伏幕墻板上引線的正極與相鄰塊上引線的負(fù)極插接串聯(lián)起來(lái)，然后再用兩根導(dǎo)線把各組的正極負(fù)極并聯(lián)起來(lái)。從而組成本例的光伏幕墻板方陣。
本列為倒流聯(lián)網(wǎng)式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，選用南京冠亞電源設(shè)備有限公司生產(chǎn)的聯(lián)網(wǎng)逆變器GSG30KF(額定功率30KW，輸入DC220V，輸出AC380V)、帶通用空氣開(kāi)關(guān)(150A)的配電柜、通用輸入電表(150A)、通用輸出電表(150A)和深圳市雷源電子有限公司生產(chǎn)的電源防雷器DEHNport(額定電壓255V/50Hz，絕緣電阻大于103兆歐)。
本例太陽(yáng)能電池芯片的光電轉(zhuǎn)換效率約為6％，衰減率28％，經(jīng)逆變后輸出效率80％?？梢暂敵鯝C220V，給負(fù)載提供24KW以下的電力。
權(quán)利要求
1.一種整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻，由數(shù)個(gè)光伏幕墻板和電氣控制單元構(gòu)成。其特征在于光伏幕墻板是由大面積玻璃為基片的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片、鋼化玻璃板、EVA膠膜、接線盒、引線并經(jīng)邊框封裝成一個(gè)整體，數(shù)個(gè)光伏幕墻板對(duì)接成一個(gè)框架式結(jié)構(gòu)整體墻面，光伏幕墻板的發(fā)電輸出端與電氣控制單元的控制器相連，控制器通過(guò)聯(lián)網(wǎng)逆變器與配電柜相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池幕墻，其特征在于雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片是以帶有透明導(dǎo)電層二氧化錫層或氧化銦錫層或摻鋁氧化鋅層三者之一種的平板玻璃為基片，其上具有雙結(jié)疊層太陽(yáng)能電池膜層和背電極，所述的太陽(yáng)能電池膜層包括頂電池膜層和底電池膜層，各膜層均由P層、I層和N層構(gòu)成，其中頂電池膜層的I層為非晶硅，底電池膜層的I層為非晶硅或非晶鍺硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池幕墻，其特征在于光伏幕墻板的發(fā)電輸出端和控制器之間裝有防雷系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池幕墻，其特征在于配電柜還通過(guò)輸入電表、輸出電表與城市電網(wǎng)相連接。
5.權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池幕墻的制造方法，包括光伏幕墻板的封裝、光伏幕墻板通過(guò)框架結(jié)構(gòu)對(duì)接成一個(gè)整體墻面和電氣控制單元的組裝，其特征在于雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片的制造過(guò)程是(1)將已經(jīng)涂敷厚度范圍為5000～8000透明導(dǎo)電層二氧化錫層或氧化銦錫層或摻鋁氧化鋅層三者之一種的平板玻璃基片進(jìn)行清洗和整理，然后(2)采用激光刻蝕的方法，對(duì)平板玻璃基片上的膜層進(jìn)行區(qū)域分割，再制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的串聯(lián)正電極，再(3)置于沉積P、I、N膜層的夾具中，放入預(yù)熱爐內(nèi)預(yù)熱至180℃～250℃，先將等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，導(dǎo)入純度為99％以上的氮?dú)庵脫Q室內(nèi)殘余氣體，再將玻璃基片放進(jìn)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積室PECVD中，接著(4)抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa后，導(dǎo)入沉積頂電池P膜層所需的工作氣體硅烷SiH4、甲烷CH4和硼烷B2H6，體積比為1∶0.8～1.2∶0.008～0.012混合氣體，在沉積溫度160～300℃，壓力40～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、80W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，沉積頂電池P膜層，沉積膜厚為80～200，然后(5)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa后，導(dǎo)入沉積頂電池I膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和氫氣H2，體積比為1∶1～10混合氣體，在沉積溫度160～300℃、壓力40Pa～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、130W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在已沉積的P膜層上再沉積頂電池I膜層，沉積膜厚500～1000，接著(6)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積頂電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4和磷烷PH3，體積比為1∶0.008～0.012混合氣體，在沉積溫度160～300℃、沉積壓力40Pa～1000Pa下以10～60MHz的射頻頻率、150W～250W放電功率進(jìn)行輝光放電，在I膜層上沉積頂電池N膜層，沉積膜厚100～300，接著(7)PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池P膜層所需的工作氣體硅烷SiH4、甲烷CH4和硼烷B2H6，體積比為1∶0.8～1.2∶0.008～0.012混合氣體，在沉積溫度160～300℃、壓力40～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、80W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在頂電池N膜層上沉積底電池P膜層.沉積膜厚80～200，然后(8)A、PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積頂電池I膜層非晶硅所需的工作氣體硅烷SiH4和氫氣H2，體積比為1∶0.7～1.3混合氣體，在沉積溫度160～300℃，壓力40Pa～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、130W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在頂電池P膜層上沉積頂電池I膜層，沉積膜厚200～1000，或者B、PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa，其后導(dǎo)入沉積底電池I膜層非晶鍺硅所需的工作氣體硅烷SiH4、鍺烷GeH4和氫氣H2，體積比為1∶0.4～0.6∶1～5混合氣體，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，在沉積溫度160～300℃，壓力40Pa～1000Pa下，以10～60MHz的射頻頻率、130W～200W放電功率進(jìn)行輝光放電，在底電池P膜層上沉積底電池非晶鍺硅I膜層，沉積膜厚1000～2500，接著(9)用上述A、B兩種方式的任意一種，沉積完底電池的I膜層后，PECVD的沉積室再抽真空至5.0×10-3Pa～9.0×10-3Pa后，導(dǎo)入沉積底電池N膜層所需的工作氣體硅烷SiH4、磷烷PH3的混合氣體，體積比為1∶0.008～0.012，在底電池的I膜層上沉積底電池的N膜層，沉積溫度160～300℃，沉積壓力80Pa～200Pa、以10～60MHz的射頻頻率、150W～250W放電功率進(jìn)行輝光放電、沉積膜厚300～500，然后(10)在上述已完成雙P-I-N結(jié)膜層的玻璃板上，采用激光刻蝕的方法，對(duì)雙P-I-N結(jié)膜層進(jìn)行區(qū)域分割、制作串聯(lián)電極，再(11)將置于等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置PECVD的沉積室中，沉積使用金屬鋁制成的背電極膜層，膜厚5000～8000，并(12)采用激光刻蝕的方法，對(duì)上述鋁膜層進(jìn)行區(qū)域分割，制作雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池的鋁質(zhì)串聯(lián)背電極，最后(13)焊接正電極和背電極的電極線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于玻璃基片是透光率為90％～98％，含鐵量為60ppm～80ppm的玻璃板材。
7.權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池幕墻的應(yīng)用，其特征在于用于太陽(yáng)能發(fā)電和包括房屋在內(nèi)的建筑物墻面裝飾。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種整體式雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池幕墻及其制造方法，把以玻璃為基片的雙結(jié)非晶硅太陽(yáng)能電池芯片、鋼化玻璃板、EVA膠膜、接線盒、引線通過(guò)邊框組裝成一個(gè)整體，光伏幕墻板的發(fā)電輸出端與電氣控制單元的控制器相連，電池芯片是以平板玻璃為基片，其上具有雙結(jié)疊層太陽(yáng)能電池頂電池膜層和底電池膜層，各膜層均由P層、I層和N層構(gòu)成，其中頂電池膜層的I層為非晶硅，底電池膜層的I層為非晶硅或非晶鍺硅，解決了太陽(yáng)能發(fā)電及應(yīng)用等問(wèn)題，具有節(jié)能效果好、安全可靠和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，電池芯片每平方米發(fā)電量為30～60W，光電轉(zhuǎn)換效率為5％～7％，衰減率20％～30％，經(jīng)逆變后輸出效率80％，可廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能發(fā)電和建筑物墻面裝飾。
文檔編號(hào)H01L31/18GK1945952SQ20061006323
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者任英, 陳五奎, 雷曉全 申請(qǐng)人:深圳市拓日電子科技有限公司