一種柔性薄膜太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種柔性薄膜太陽能電池，通過去除所述絕緣線外至其所在側(cè)邊緣之間的后電極層和光電轉(zhuǎn)換層，只保留前電極層，形成第一暴露區(qū)；去除所述第一暴露區(qū)上遠(yuǎn)離所述絕緣線一側(cè)的所述前電極層，形成只保留柔性透明襯底的第二暴露區(qū)；并在所述第一暴露區(qū)制備第一電極，在所述單片電池的另一側(cè)的后電極層制備第二電極，使得所述第一電極與相鄰單片電池上的所述第二電極電氣連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了相鄰單片電池的串聯(lián)。本實(shí)用新型使相鄰串聯(lián)單片電池的遮擋區(qū)域可接受到透過柔性透明襯底的太陽光，從而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，有效利用了單片電池的發(fā)電面積，從而達(dá)到提升太陽能電池組件功率的目的。
【專利說明】一種柔性薄膜太陽能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽能電池，具體是一種柔性薄膜太陽能電池，屬于太陽能電池制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能量來源，并且分布廣泛、獲得方式無地域限制。太陽能電池提供了一種以最小的環(huán)境影響來產(chǎn)生電力的光電轉(zhuǎn)換裝置，具有環(huán)境友好無污染等特點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。
[0003]薄膜太陽能電池因光吸收層用料少，僅需幾個(gè)微米就可以將太陽光能有效地轉(zhuǎn)換成電能，具有廣闊的發(fā)展前景。非晶形/微晶硅(Si)、碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒化物(CIGS)是薄膜太陽能電池中使用的三種最重要的材料，而柔性薄膜太陽能電池具有質(zhì)量輕、易附形、光電轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，逐漸成為近年來太陽能應(yīng)用方面的重點(diǎn)。目前常見的柔性薄膜太陽能電池，如圖la、圖lb、圖1c所示，是在柔性透明襯底I上依次制備前電極層
2、光電轉(zhuǎn)換層3、后電極層4，然后在單片電池串聯(lián)過程中，將成卷生產(chǎn)的柔性薄膜太陽能電池切成長(zhǎng)方形的單片，之后將單片電池依次進(jìn)行串聯(lián)連接形成組件，制作于柔性基材上。
[0004]目前的單片電池的制作方法，如圖2a、圖2b、圖2c所示，是在單片電池的一個(gè)長(zhǎng)邊的一側(cè)的后電極層4上方通過絲網(wǎng)印刷方式制備第二電極主柵91及第二電極副柵92，形成第二電極9 ;在單片電池另一長(zhǎng)邊側(cè)采用激光技術(shù)或機(jī)械劃割的方法去除前電極層2上方的光電轉(zhuǎn)換層3、后電極層4，形成只保留前電極層2的開口作為絕緣線5。緊接著采用同樣的方法在所述絕緣線5遠(yuǎn)離所述第二電極9的位置暴露出前電極層2，形成只保留前電極層2的開口作為第一電極匯流引線81，且在暴露的所述第一電極匯流引線81區(qū)域制備數(shù)個(gè)電極連接通孔10，以用于相鄰單片電池第一電極8、第二電極9之間的電氣連接。為實(shí)現(xiàn)單片電池之間的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在基材上依次放置單片電池，且保證單片電池的第一電極匯流引線81正好位于相鄰單片電池第二電極9的第二電極主柵91的上方，通過往第一電極匯流引線81內(nèi)注入導(dǎo)電銀漿形成第一電極8，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述第一電極8與相鄰電池第二電極主柵91的電氣連接，由此形成單片電池的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0005]但是，由于考慮到導(dǎo)電銀漿涂覆的工藝控制范圍，第一電極匯流引線81長(zhǎng)邊外端側(cè)距離單片電池邊緣還存在大約5_寬的不能利用發(fā)電的死區(qū)，此區(qū)域在單片電池串聯(lián)結(jié)構(gòu)中會(huì)遮擋緊鄰的單片電池有效發(fā)電區(qū)而使得整個(gè)組件有效發(fā)電區(qū)域減少，導(dǎo)致電池利用率降低。因此，減少相鄰串聯(lián)電池間的遮擋區(qū)域，對(duì)于提高電池利用率具有非常積極的作用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中相鄰的串聯(lián)電池的連接部分存在遮擋發(fā)電區(qū)域，進(jìn)而導(dǎo)致電池利用率降低的問題，從而提供一種串聯(lián)電池相鄰部分遮擋少或者無遮擋，能夠提高電池利用率的柔性薄膜太陽能電池。[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本實(shí)用新型所述的一種柔性薄膜太陽能電池，包括串聯(lián)的若干單片電池，其特征在于:
[0009]每一所述單片電池包括柔性透明襯底和依次制備于所述柔性透明襯底上的前電極層、光電轉(zhuǎn)換層和后電極層；
[0010]絕緣線，成型于單片電池的一側(cè)且與該側(cè)邊緣具有一定距離的位置，所述絕緣線為剝離掉一定寬度的光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，只保留前電極層形成的開口 ；
[0011]第一暴露區(qū)，成型于所述絕緣線外至其所在側(cè)邊緣之間，通過去除掉光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，只保留前電極層形成；
[0012]第二暴露區(qū)，位于所述第一暴露區(qū)遠(yuǎn)離所述絕緣線一側(cè)，通過將所述前電極層剝離掉，只保留所述柔性透明襯底形成；
[0013]第一電極，設(shè)置于所述第一暴露區(qū)上；
[0014]第二電極，設(shè)置于所述單片電池的另一側(cè)的后電極層上；
[0015]任一單片電池的所述第一電極與相鄰單片電池的所述第二電極電氣連接，得到若干單片電池串接后形成的所述柔性薄膜太陽能電池。
[0016]本實(shí)用新型所述的柔性薄膜太陽能電池，還包括:
[0017]電極連接通孔，穿出所述第一電極、前電極層和柔性透明襯底；且所述電極連接通孔位于相鄰單片電池的所述第二電極的上方；
[0018]電極連接端，通過往所述電極連接通孔注入導(dǎo)電漿料形成，用以實(shí)現(xiàn)所述第一電極與相鄰的單片電池的第二電極的電氣連接。
[0019]所述電極連接通孔為一個(gè)或者多個(gè)。
[0020]所述第一電極，包括第一電極主柵；
[0021]所述第二電極，包括第二電極主柵及副柵，且所述第二電極主柵及副柵垂直分布連接，所述副柵呈平行分布；
[0022]所述電極連接端位于相鄰的單片電池的所述第二電極主柵的上方。
[0023]所述光電轉(zhuǎn)換層包括:
[0024]吸收層前體，覆于所述前電極層上；
[0025]吸收層，覆于所述吸收層前體上；
[0026]緩沖層，覆于所述吸收層上；
[0027]窗口層，覆于所述緩沖層上。
[0028]所述柔性薄膜太陽能電池包括銅銦鎵硒薄膜電池、非晶硅薄膜電池、非晶/微晶硅薄膜電池、碲化鎘薄膜電池或者有機(jī)染料電池。
[0029]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030](I)本實(shí)用新型所述的柔性薄膜太陽能電池，通過去除所述絕緣線外至其所在側(cè)邊緣之間的后電極層和光電轉(zhuǎn)換層，只保留前電極層，形成第一暴露區(qū)；去除所述第一暴露區(qū)上遠(yuǎn)離所述絕緣線一側(cè)的所述前電極層，形成只保留柔性透明襯底的第二暴露區(qū)；并在所述第一暴露區(qū)制備第一電極，在所述單片電池的另一側(cè)的后電極層制備第二電極，使得所述第一電極與相鄰單片電池上的所述第二電極電氣連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了相鄰單片電池的串聯(lián)。本實(shí)用新型使緊鄰串聯(lián)單片電池的遮擋區(qū)域可接收到透過柔性透明襯底的太陽光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，有效利用了單片電池的發(fā)電面積，從而達(dá)到提升太陽能電池組件功率的目的。若以柔性透明襯底的透光率為90%計(jì)算，采用此制備方法可將太陽能電池組件的功率最高提升2.89%ο
[0031](2)本實(shí)用新型所述的柔性薄膜太陽能電池，沿每一單片電池的一側(cè)，在距離該側(cè)邊緣一定距離處，剝離掉一定寬度的光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，形成只保留前電極層的開口的絕緣線，使得單片電池的后電極層與相鄰的單片電池的后電極層電絕緣，有效防止了單片電池串接過程中，因相鄰單片電池短路而產(chǎn)生的局部發(fā)熱現(xiàn)象，降低了能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中，
[0033]圖1a為柔性薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0034]圖1b為柔性薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0035]圖1c為柔性薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)剖面局部放大圖；
[0036]圖2a為常規(guī)柔性薄膜太陽能單片電池串聯(lián)連接俯視示意圖；
[0037]圖2b為常規(guī)柔性薄膜太陽能單片電池串聯(lián)連接剖面示意圖；
[0038]圖2c為常規(guī)柔性薄膜太陽能單片電池串聯(lián)連接剖面局部放大圖；
[0039]圖3a為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能電池制備絕緣線后的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0040]圖3b為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能電池制備絕緣線后的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0041]圖3c為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能電池制備絕緣線后的結(jié)構(gòu)剖面局部放大圖；
[0042]圖4a為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能電池完成電極連接通孔后結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0043]圖4b為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能電池完成電極連接通孔后結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0044]圖4c為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能電池完成電極連接通孔后結(jié)構(gòu)剖面局部放大圖；
[0045]圖5a為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能單片電池串聯(lián)連接俯視示意圖；
[0046]圖5b為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能單片電池串聯(lián)連接剖面示意圖；
[0047]圖5c為本實(shí)用新型中柔性薄膜太陽能單片電池串聯(lián)連接剖面局部放大圖。
[0048]圖中附圖標(biāo)記表示為:1-柔性透明襯底，2-前電極層，3-光電轉(zhuǎn)換層，31-吸收層前體，32-吸收層，33-緩沖層，34-窗口層，4-后電極層，5-絕緣線，6-第一暴露區(qū)，7-第二暴露區(qū)，8-第一電極，81-第一電極主柵匯流引線，9-第二電極，91-第二電極主柵，92-第二電極副柵，10-電極連接通孔，11-電極連接端。
【具體實(shí)施方式】
[0049]實(shí)施例1
[0050]本實(shí)施例提供了一種柔性薄膜太陽能電池，如圖3a、圖3b、圖3c所示，包括串聯(lián)的若干長(zhǎng)方形的單片電池，且每一所述單片電池包括柔性透明襯底I和依次制備于所述柔性透明襯底I上的前電極層2、光電轉(zhuǎn)換層3和后電極層4。
[0051]絕緣線5，成型于單片電池的一個(gè)長(zhǎng)邊的一側(cè)且與該側(cè)邊緣具有一定距離的位置，所述絕緣線5為剝離掉一定寬度的光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，只保留前電極層形成的開口。
[0052]第一暴露區(qū)6，成型于所述絕緣線5外至其所在的側(cè)邊緣之間，通過去除掉光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，只保留前電極層形成。
[0053]第二暴露區(qū)7，位于所述第一暴露區(qū)6遠(yuǎn)離所述絕緣線一側(cè)，通過將所述前電極層剝離掉，只保留所述柔性透明襯底I形成。
[0054]第一電極8,設(shè)置于所述第一暴露區(qū)6上。
[0055]第二電極9，設(shè)置于所述單片電池的另一個(gè)長(zhǎng)邊一側(cè)的后電極層4上。
[0056]任一單片電池的所述第一電極8與相鄰單片電池的所述第二電極9電氣連接，得到若干單片電池串接后形成的所述柔性薄膜太陽能電池。
[0057]所述光電轉(zhuǎn)換層3包括:
[0058]吸收層前體31，覆于所述前電極層2上。
[0059]吸收層32，覆于所述吸收層前體31上。
[0060]緩沖層33，覆于所述吸收層32上。
[0061]窗口層34，覆于所述緩沖層33上。
[0062]本實(shí)施例所述的柔性薄膜太陽能電池，通過移除串聯(lián)的單片電池遮擋處的后電極層4、光電轉(zhuǎn)換層3和前電極層2，只留有柔性透明襯底1，因此光線可以透過所述柔性透明襯底I被位于其下方的單片電池的所述發(fā)電區(qū)域吸收，提高了電池的利用率。
[0063]本實(shí)施例所述的柔性薄膜太陽能電池的制備方法，包括如下步驟:
[0064]S1:制備得到若干長(zhǎng)方形的單片電池，每一所述單片電池包括柔性透明襯底I和依次制備于所述柔性透明襯底I上的前電極層2、光電轉(zhuǎn)換層3及后電極層4。
[0065]S2:制備絕緣線:沿每一單片電池的一個(gè)長(zhǎng)邊的一側(cè)，在距離該長(zhǎng)邊一定距離處，剝離掉一定寬度的光電轉(zhuǎn)換層3和后電極層4，形成只保留前電極層的開口作為所述絕緣線5。
[0066]S3:制備得到暴露區(qū):去除所述絕緣線5外至其所在的長(zhǎng)邊之間的光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，只保留前電極層2，形成第一暴露區(qū)6 ;將所述第一暴露區(qū)6上遠(yuǎn)離所述絕緣線5一側(cè)的所述前電極層剝離掉，形成只保留柔性透明襯底的第二暴露區(qū)7。
[0067]S4:制備得到電極:在所述第一暴露區(qū)上制備得到第一電極8 ；在所述單片電池的另一個(gè)長(zhǎng)邊一側(cè)的后電極層制備第二電極9。
[0068]S5:制備得到柔性薄膜太陽能電池:使任一所述單片電池的第一電極8與相鄰的單片電池的第二電極9電氣連接，得到若干單片電池串接后形成的柔性薄膜太陽能電池。
[0069]作為一種可選的實(shí)施方式，所述步驟SI中，通過如下步驟制備所述光電轉(zhuǎn)換層:
[0070]Sll:制備吸收層前體31，覆于所述前電極層2上。
[0071]S12:制備吸收層32，覆于所述吸收層前體31上。
[0072]S13:制備緩沖層33，覆于所述吸收層32上。
[0073]S14:制備窗口層34，覆于所述緩沖層33上，進(jìn)而得到光電轉(zhuǎn)換層34。
[0074]作為一種可選的實(shí)施方式，所述步驟S2中，制備絕緣線的方法，包括采用激光刻蝕的工藝。[0075]作為一種可選的實(shí)施方式，所述步驟S3中，去除所述絕緣線外至其所在的長(zhǎng)邊之間的光電轉(zhuǎn)換層3和后電極層4的方法包括激光刻蝕工藝、物理剝離工藝以及掩膜工藝。將所述第一暴露區(qū)上靠近所述單片電池邊緣處的所述前電極層剝離掉的方法包括激光刻蝕工藝、物理方法剝離工藝以及掩膜工藝。
[0076]作為一種可選的實(shí)施方式，所述激光刻蝕的工藝所采用的光源包括紅外激光、綠激光以及紫外激光。
[0077]所述物理剝離工藝為采用金剛石刀頭接觸并施加一定的壓力于所述后電極層4及光電轉(zhuǎn)換層3，然后沿所述絕緣線外至其所在的長(zhǎng)邊之間進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而去除掉所述后電極層4和光電轉(zhuǎn)換層3，只保留前電極層2，形成第一暴露區(qū)6 ;然后沿所述第一暴露區(qū)6上靠近所述單片電池長(zhǎng)邊處進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而去除掉所述前電極層2，形成只保留柔性透明襯底I的第二暴露區(qū)7。
[0078]所述掩膜工藝為在所述第一暴露區(qū)6上遠(yuǎn)離所述絕緣線一側(cè)粘貼一層掩膜膠帶，之后將所述掩膜膠帶取下，從而將附著在所述掩膜膠帶上的前電極層2去除，只保留所述柔性透明襯底I。
[0079]作為一種可選的實(shí)施方式，所述柔性透明襯底的材料包括柔性有機(jī)玻璃、塑料、聚酰亞胺(PI)等材質(zhì)。
[0080]所述柔性薄膜太陽能電池包括銅銦鎵硒薄膜電池、非晶硅薄膜電池、非晶/微晶硅薄膜電池、碲化鎘薄膜電池或者有機(jī)染料電池。
[0081]通過本實(shí)施例可以得知，緊鄰串聯(lián)單片電池的遮擋區(qū)域可接收到透過柔性透明襯底的太陽光，從而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，有效利用了單片電池的發(fā)電面積，從而達(dá)到提升太陽能電池組件功率的目的。若以柔性透明襯底的透光率為90%計(jì)算，采用此制備方法可將太陽能電池組件的功率最聞提升2.89%ο
[0082]本實(shí)施例所述的柔性薄膜太陽能電池，沿每一單片電池的一個(gè)長(zhǎng)邊的一側(cè)，在距離該長(zhǎng)邊一定距離處，剝離掉一定寬度的光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，形成只保留前電極層的開口的絕緣線，使得單片電池的后電極層與相鄰的單片電池的后電極層電絕緣，有效防止了單片電池串接過程中因相鄰單片電池短路而產(chǎn)生的局部發(fā)熱現(xiàn)象，降低了能耗。
[0083]實(shí)施例2
[0084]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖4a、圖4b、圖4c所示，本實(shí)施例所述的柔性薄膜太陽能電池，還包括:電極連接通孔10，穿出所述第一電極8、前電極層2和柔性透明襯底I。且所述電極連接通孔10位于相鄰單片電池的所述第二電極9的上方。
[0085]電極連接端11，通過往所述電極連接通孔10注入導(dǎo)電漿料形成，用以實(shí)現(xiàn)所述第一電極8與相鄰的單片電池的第二電極9的電氣連接。
[0086]作為可選的實(shí)施方式，所述電極連接通孔10為一個(gè)或者多個(gè)。
[0087]本實(shí)施例中，通過往所述電極連接通孔10注入導(dǎo)電漿料形成所述電極連接端11來實(shí)現(xiàn)所述第一電極、第二電極的電氣連接，工藝流程簡(jiǎn)單易操作，成本低。
[0088]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例所述的柔性薄膜太陽能電池的制備方法的所述步驟S5還包括如下步驟:
[0089]S51:在所述第一暴露區(qū)制備用于相鄰單片電池間的電極連接的電極連接通孔。
[0090]S52:放置單片電池至組件基材上，且保證任一單片電池的第一電極位于緊鄰的單片電池的第二電極上方。
[0091]S53:在所述步驟S52形成的結(jié)構(gòu)中，在所述電極連接通孔內(nèi)注入導(dǎo)電漿料，實(shí)現(xiàn)緊鄰兩個(gè)單片電池的第一電極、第二電極間的電氣連接。
[0092]作為一種可選的實(shí)施方式，所述步驟S51中，通過激光刻蝕工藝或者機(jī)械打孔工藝制備所述電極連接通孔。
[0093]所述電極連接通孔的形狀可以是圓形或者方形或者其它形狀。
[0094]所述電極連接通孔為一個(gè)或者多個(gè)。
[0095]本實(shí)施例所述的實(shí)現(xiàn)相鄰單片電池第一電極和第二電極電氣連接的方法，通過制造電極連接通孔并往所述電極連接通孔內(nèi)灌入導(dǎo)電漿料來實(shí)現(xiàn)所述第一電極、第二電極間的電氣連接，工藝簡(jiǎn)便，可用于批量生產(chǎn)，大大降低了單片太陽能電池串聯(lián)的成本。
[0096]實(shí)施例3
[0097]在實(shí)施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，如圖5a、圖5b、圖5c所示，本實(shí)施例所述的柔性薄膜太陽能電池，所述第一電極8，包括第一電極主柵。所述第二電極9，包括第二電極主柵91和第二電極副柵92，且所述第二電極主柵91及第二電極副柵92垂直分布連接，所述副柵呈平行分布。
[0098]所述電極連接端11位于相鄰的單片電池的所述第二電極主柵91的上方。
[0099]本實(shí)施例所述的第一電極主柵，第二電極主柵91和第二電極副柵92可以通過絲網(wǎng)印刷的方式來形成，因此其精度比較高。
[0100]在實(shí)施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例所述的柔性薄膜太陽能電池的制備方法的所述步驟S4中，采用絲網(wǎng)印刷的方法將導(dǎo)電銀漿印刷于所述第一暴露區(qū)上，形成第一電極主柵得到所述第一電極；采用絲網(wǎng)印刷的方法將導(dǎo)電銀漿印刷于所述后電極層上，形成第二電極主柵及第二電極副柵構(gòu)成所述第二電極，且所述第二電極主柵及副柵成垂直分布連接，所述第二電極副柵呈平行分布，用于將收集的光生電流匯聚于所述第二電極主柵后引出。
[0101]因此，所述步驟S52中，放置單片電池至組件基材上時(shí)，任一所述單片電池的第一電極主柵位于緊鄰的單片電池的第二電極主柵的上方。
[0102]本實(shí)施例還列舉了一個(gè)具體的實(shí)施案例，以銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池為例，對(duì)本實(shí)用新型所述的柔性薄膜太陽能電池的制備工藝做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0103]S1:制備得到若干長(zhǎng)方形的單片電池的工藝包括柔性透明襯底清洗、前電極層制備、光電轉(zhuǎn)換層制備、后電極層制備以及切片這幾個(gè)工藝步驟。
[0104]對(duì)柔性透明襯底進(jìn)行清洗的工藝為:將柔性透明襯底在5%氫氧化鈉(NaOH)水溶液中50°C下浸泡20分鐘，再用DI水清洗襯底表面，最后并用氮?dú)獯蹈?，完成清洗步驟，之后進(jìn)行前電極層制備。
[0105]前電極層制備的工藝為:在清洗完畢的柔性透明襯底上采用低壓氣相沉積(LPCVD)的方法沉積BZO (ZnO:B)，在所述柔性透明襯底上沉積一層厚度約為1.6微米BZO薄膜層作為前電極層。之后進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換層制備。
[0106]光電轉(zhuǎn)換層制備的工藝為:
[0107]Sll:在磁控濺射設(shè)備中，以氬氣為氣源、銅鎵合金(Cu/Ga=4)和銦為靶源，在氣壓為0.5Pa的真空度下，在所述前電極層厚度約為1.6微米BZO薄膜層上繼續(xù)濺鍍一層1.2微米厚的銅銦鎵合金作為吸收層前體，合金的組分控制為:Cu/(In+Ga)=0.8，Ga/(In+Ga)=0.2。
[0108]S12:之后放置在硒化爐中，迅速加熱至500°C用氮?dú)庀♂尩暮?0%體積的硒化氫(H2Se)硒化二十分鐘，完成硒化工藝得到銅銦鎵硒作為吸收層。
[0109]S13:將硒化后的柔性透明襯底浸泡在含有1.5毫摩爾硫酸鋅(ZnSO4), 150毫摩爾硫脲(SC(NH2)2)和I摩爾氨水(NH3H2O)的水浴中，并在80°C下反應(yīng)十五分鐘，沉積厚度為80納米的硫化鋅作為緩沖層。
[0110]S14:采用磁控濺射的方法，以氬氣和氧氣(氬氣比氧氣為4比I)為氣源、氧化鋅陶瓷靶為靶源，在氣壓為0.4Pa的真空度下，在所述硫化鋅緩沖層上面真空磁控濺射鍍一層40納米厚氧化鋅作為本征高阻窗口層，在制備完畢后同樣采用磁控濺射的方法，以氬氣和氧氣(氬氣比氧氣為4比I)為氣源、含1%質(zhì)量Al2O3的氧化鋅陶瓷靶為靶源，在氣壓為
0.4Pa的真空度下，在氧化鋅本征高阻窗口層上真空磁控濺射鍍一層約為1.0微米厚摻鋁氧化鋅低阻窗口層，最終形成窗口層。
[0111]后電極層的制備工藝為:在磁控濺射設(shè)備中，以氬氣和氧氣為氣源、氧化鋅陶瓷靶為靶源，在所述氧化鋅窗口層上面真空磁控濺射鍍一層鋁雜氧化鋅作為后電極層。
[0112]之后對(duì)所述成卷的柔性薄膜太陽能電池進(jìn)行切片得到若干長(zhǎng)方形的單片電池。
[0113]S2:絕緣線的制備工藝為:采用激光刻蝕工藝，激光功率設(shè)定為500mW，劃刻速度設(shè)置為l.0m/s，激光頻率設(shè)定為50KHz，沿單片電池的長(zhǎng)邊側(cè)選擇性剝離后電極層和光電轉(zhuǎn)換層，形成只保留前電極層，即ZnO:B薄膜層的開口，其中開口包括兩條刻蝕線，且兩條刻蝕線的中心間距為50 μ m，最終的刻蝕線寬度不低于200 μ m。
[0114]S3:暴露區(qū)的制備工藝為:采用激光刻蝕工藝或物理剝離工藝，去除所述絕緣線外至其所在長(zhǎng)邊之間的光電轉(zhuǎn)換層和后電極層，只保留前電極層，形成第一暴露區(qū)；將所述第一暴露區(qū)上遠(yuǎn)離所述絕緣線一側(cè)的所述前電極層采用激光刻蝕工藝或物理剝離工藝剝離掉，形成只保留柔性透明襯底的第二暴露區(qū)。
[0115]S4:電極的制備工藝為:采用絲網(wǎng)印刷的方法將導(dǎo)電銀漿印刷于所述第一暴露區(qū)上，形成第一電極主柵得到所述第一電極；采用絲網(wǎng)印刷的方法將導(dǎo)電銀漿印刷于所述后電極層上，形成第二電極主柵及第二電極副柵構(gòu)成所述第二電極，且所述第二電極主柵及第二電極副柵呈垂直分布連接，所述第二電極副柵呈平行分布。
[0116]S5:制備得到柔性薄膜太陽能電池的工藝為:
[0117]S51:采用激光技術(shù)在所述第一暴露區(qū)內(nèi)制備圓形的電極連接通孔，以用于緊鄰單片電池間的串聯(lián)連接。
[0118]S52:在電池組件基材上依次放置單片電池，且保證單片電池的所述第一電極主柵正好位于緊鄰單片電池的所述第二電極主柵上方，此時(shí)所述電極連接通孔正好位于兩主
柵重疊的位置。
[0119]S53:在步驟S52形成的結(jié)構(gòu)中，在所述電極連接通孔內(nèi)注入導(dǎo)電漿料，形成電極連接端，實(shí)現(xiàn)所述第一電極與近鄰串聯(lián)的單片電池第二電極主柵的連接，從而將緊鄰兩單片電池的第一電極和第二電極實(shí)現(xiàn)電氣連通，得到若干單片電池串接后形成的柔性薄膜太陽能電池。
[0120]太陽光可透過所述第二暴露區(qū)，從而使緊鄰單片電池的被遮擋部分可接受透過柔性透明襯底的太陽光而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此可增加組件整體的有效受光面積，提高組件的輸出電學(xué)性能。
[0121] 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性薄膜太陽能電池，包括串聯(lián)的若干單片電池，其特征在于: 每一所述單片電池包括柔性透明襯底(I)和依次制備于所述柔性透明襯底(I)上的前電極層(2)、光電轉(zhuǎn)換層(3)和后電極層(4)； 絕緣線(5)，成型于單片電池的一側(cè)且與該側(cè)邊緣具有一定距離的位置，所述絕緣線(5)為剝離掉一定寬度的后電極層和光電轉(zhuǎn)換層，只保留前電極層形成的開口 ； 第一暴露區(qū)(6 )，成型于所述絕緣線(5 )外至其所在側(cè)邊緣之間，通過去除掉后電極層和光電轉(zhuǎn)換層，只保留前電極層形成； 第二暴露區(qū)(7)，位于所述第一暴露區(qū)(6)遠(yuǎn)離所述絕緣線一側(cè)，通過將所述前電極層剝離掉，只保留所述柔性透明襯底(I)形成； 第一電極(8),設(shè)置于所述第一暴露區(qū)(6)上； 第二電極(9)，設(shè)置于所述單片電池的另一側(cè)的后電極層(4)上； 任一單片電池的所述第一電極(8)與相鄰單片電池的所述第二電極(9)電氣連接，得到若干單片電池串接后形成的所述柔性薄膜太陽能電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性薄膜太陽能電池，其特征在于，還包括: 電極連接通孔(10)，穿出所述第一電極(8)、前電極層(2)和柔性透明襯底(I);且所述電極連接通孔(10)位于相鄰單片電池的所述第二電極(9)的上方； 電極連接端(11)，通過往所述電極連接通孔(10 )注入導(dǎo)電漿料形成，用以實(shí)現(xiàn)所述第一電極(8)與相鄰的單片電池的第二電極(9)的電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性薄膜太陽能電池，其特征在于: 所述電極連接通孔(10)為一個(gè)或者多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性薄膜太陽能電池，其特征在于: 所述第一電極(8)，包括第一電極主柵； 所述第二電極(9)，包括第二電極主柵(91)及第二電極副柵(92)，且所述第二電極主柵(91)及第二電極副柵(92 )垂直分布連接，所述副柵呈平行分布； 所述電極連接端(11)位于相鄰的單片電池的所述負(fù)電極主柵(91)的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的柔性薄膜太陽能電池，其特征在于: 所述光電轉(zhuǎn)換層(3)包括: 吸收層前體(31)，覆于所述前電極層(2 )上； 吸收層(32 )，覆于所述吸收層前體(31)上； 緩沖層(33 )，覆于所述吸收層(32 )上； 窗口層(34)，覆于所述緩沖層(33)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性薄膜太陽能電池，其特征在于:所述柔性薄膜太陽能電池包括銅銦鎵硒薄膜電池、非晶硅薄膜電池、非晶/微晶硅薄膜電池、碲化鎘薄膜電池或者有機(jī)染料電池。
【文檔編號(hào)】H01L51/44GK203491271SQ201320576264
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】蘭立廣, 童翔, 陳磊, 張慶釗, 丁建, 張英 申請(qǐng)人:北京漢能創(chuàng)昱科技有限公司