一種柔性薄膜太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種柔性薄膜太陽能電池，所述柔性薄膜太陽能電池由下至上依次包括：柔性玻璃、由第一透明導電層、發(fā)射極薄膜和第二透明導電層組成的串聯(lián)薄膜電池、第一柔性粘結(jié)層和第一柔性薄板；在所述第一透明導電層上具有多個間隔設(shè)置的第一開口；在所述發(fā)射極薄膜上緊鄰所述第一開口具有第二開口；在所述第二透明導電層以及所述發(fā)射極薄膜上具有第三開口，所述第三開口緊鄰所述第二開口，并遠離所述第一開口；所述發(fā)射極薄膜覆蓋所述第一開口；所述第二透明導電層覆蓋所述第二開口；第一柔性薄板通過第一柔性粘結(jié)層與第二透明導電層結(jié)合一體。采用本實用新型的柔性薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)，能夠有效提高薄膜太陽能電池的強度，有效降低碎片率，進而提高整體生產(chǎn)效率。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于薄膜太陽能電池的制造領(lǐng)域，具體地說涉及一種柔性薄膜太陽能 電池。 一種柔性薄膜太陽能電池

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入人心以及光伏領(lǐng)域的迅速發(fā)展，以太陽能電池進行發(fā)電 的技術(shù)不斷進步，薄膜太陽能電池的發(fā)展取得了顯著進步。但是現(xiàn)有柔性薄膜太陽能電池 的襯底多為不透鋼材料，在其制備過程中，難以在同一塊襯底上實現(xiàn)多個電池串聯(lián)的結(jié)構(gòu)； 而只能做成單個的柔性電池結(jié)構(gòu)，在實際應(yīng)用時需要將單個電池串聯(lián)以提高電池應(yīng)用的使 用電壓。這種方法在很大程度上加大了柔性太陽能電池應(yīng)用產(chǎn)品的加工制備工序，復(fù)雜度 高。此外，以不透鋼為襯底的柔性太陽能電池不能實現(xiàn)透明的效果。
[0003] 目前，以透明玻璃為襯底的硅基薄膜電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)也已經(jīng)相當成熟?？梢灾谱?成多個電池串聯(lián)的電池組件，這些電池組件封裝后可以直接應(yīng)用。其制備溫度一般在200°C 左右，同時要求所選用的透明玻璃對特定激光無明顯吸收。
[0004] 透明塑料兼具透明和柔性的特點，可以作為柔性透明薄膜電池襯底的備選材料。 但是高透過性的塑料，如PET、PE等塑料，一般在難以承受200°C的高溫，因此在硅基薄膜電 池方面難以應(yīng)用。而耐高溫的塑料，如PI等，對于特定波長的激光會明顯吸收，如對于波長 為355nm的吸收率可達到85%以上，這樣會導致激光不能通過PI而實現(xiàn)對透明導電層TC0 劃線絕緣的作用。
[0005] 因此，在沒有出現(xiàn)兼具耐高溫和高透光性的柔性材料，或者硅基薄膜電池工藝中 沒有新型的對TC0導電層有效絕緣技術(shù)的前提下，在同一襯底上制備柔性并由多個電池串 聯(lián)的薄膜電池組件存在巨大的挑戰(zhàn)。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型提供了一種在同一襯底上制作多個電池串聯(lián)的柔性薄膜太陽能電池， 該柔性薄膜太陽能電池碎片率低，光電轉(zhuǎn)換效率高。
[0007] 根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種柔性薄膜太陽能電池，所述柔性薄膜太陽 能電池由下至上依次包括：柔性玻璃、由第一透明導電層、發(fā)射極薄膜和第二透明導電層組 成的串聯(lián)薄膜電池、第一柔性粘結(jié)層和第一柔性薄板；
[0008] 在所述第一透明導電層上具有多個間隔設(shè)置的第一開口；在所述發(fā)射極薄膜上緊 鄰所述第一開口具有第二開口；在所述第二透明導電層以及所述發(fā)射極薄膜上具有第三開 口，所述第三開口緊鄰所述第二開口，并遠離所述第一開口；
[0009] 所述發(fā)射極薄膜覆蓋所述第一開口；所述第二透明導電層覆蓋所述第二開口；所 述第一柔性薄板通過所述第一柔性粘結(jié)層與所述第二透明導電層結(jié)合一體。
[0010] 根據(jù)本實用新型的一個【具體實施方式】，在所述柔性玻璃相對于所述串聯(lián)薄膜電池 的另一側(cè)依次包括：第二柔性粘結(jié)層和第二柔性薄板。 toon] 根據(jù)本實用新型的另一個【具體實施方式】，所述發(fā)射極薄膜包括非晶硅、微晶硅、多 晶硅和單晶硅薄膜中的一種或多種；所述非晶硅、微晶硅、多晶硅或單晶硅薄膜形成包含一 個p-n結(jié)、n-p結(jié)、p-i-n結(jié)或者n-i-p結(jié)的單結(jié)結(jié)構(gòu)，或形成包含多個p-n結(jié)、n-p結(jié)、p-i-n 結(jié)或者n-i-p結(jié)的多結(jié)結(jié)構(gòu)。
[0012] 根據(jù)本實用新型的又一個【具體實施方式】，所述柔性玻璃的厚度為0.03mm? 0. 75mm〇
[0013] 本實用新型采用的厚度在0. 03?0. 75mm的柔性玻璃具有較大的可變形量，在一 定范圍內(nèi)表現(xiàn)為柔性；同時由于玻璃透明，對激光的吸收很小，可以實現(xiàn)與傳統(tǒng)常規(guī)硅基薄 膜電池工藝中激光劃線絕緣的效果。
[0014] 由于柔性玻璃的厚度很小，進而機械強度很小、易碎。因此本實用新型所保護的柔 性薄膜太陽能電池，在柔性玻璃上制備好電池結(jié)構(gòu)后，通過柔性粘結(jié)層及柔性薄板材料的 粘合，不僅可以完成薄膜電池的封裝，而且更為重要的是其機械強度明顯增強，滿足成品太 陽能電池轉(zhuǎn)移和運輸?shù)囊?。為了進一步增強電池的機械強度，在柔性玻璃的另一側(cè)可以 再形成第二柔性粘結(jié)層和第二柔性薄板，有效降低了電池的碎片率，滿足大規(guī)模生產(chǎn)、運輸 和實用的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的 其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0016] 圖1為根據(jù)本實用新型提供的一種柔性薄膜太陽能電池的一個【具體實施方式】的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為根據(jù)本實用新型提供的一種柔性薄膜太陽能電池的另一個【具體實施方式】 的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。

【具體實施方式】
[0019] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本實用新型的不同結(jié)構(gòu)。為 了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。此外，本實用新型可 以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不 指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當注意，在附圖中所圖示的部件不一定 按比例繪制。本實用新型省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制 本實用新型。
[0020] 參考圖1，圖1所示為根據(jù)本實用新型提供的一種柔性薄膜太陽能電池的制備方 法的一個【具體實施方式】的流程示意圖。
[0021] 在柔性薄膜太陽能電池由下至上依次包括：柔性玻璃210、由第一透明導電層 310、發(fā)射極薄膜410和第二透明導電層320組成的串聯(lián)薄膜電池、第一柔性粘結(jié)層510和 第一柔性薄板610。
[0022] 優(yōu)選的，所述柔性玻璃210的厚度為0. 03mm?0. 75mm，例如：0. 03mm，0. 3mm或者 0. 75mm。優(yōu)選的，為了增加制備的柔性薄膜太陽能電池的硬度，所述柔性玻璃210為化學法 鋼化的薄玻璃。
[0023] 在所述柔性玻璃210上具有第一透明導電層（Transparent Conductive Oxide, TC0)310,在所述第一透明導電層上具有多個間隔設(shè)置的第一開口。
[0024] 可選的，形成所述第一透明導電層310的材料包括：氧化錫、氧化銦錫、氧化銦、摻 硼氧化鋅、摻鋁氧化鋅和/或摻鎵氧化鋅。優(yōu)選采用摻硼氧化鋅（ZnO)制備第一透明導電 層310。優(yōu)選的，第一開口的形成米用激光燒灼的方式。
[0025] 在所述第一透明導電層310上具有發(fā)射極薄膜410,所述發(fā)射極薄膜410覆蓋所述 第一開口。
[0026] 可選的，所述發(fā)射極薄膜410包括非晶硅、微晶硅、多晶硅和單晶硅薄膜中的一種 或多種。所述非晶硅、微晶硅、多晶硅或單晶硅薄膜形成包含一個p-n結(jié)、n-p結(jié)、p-i-n結(jié) 或者n-i-p結(jié)的單結(jié)結(jié)構(gòu)，或形成包含多個p-n結(jié)、n-p結(jié)、p-i-n結(jié)或者n-i-p結(jié)的多結(jié)結(jié) 構(gòu)。
[0027] 以非晶硅（a-Si)形成的具有p-i-n結(jié)構(gòu)的發(fā)射極薄膜410為例，其可以采用 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強化學氣相沉積）方式沉 積P型、i型、η型三層非晶硅而得。優(yōu)選的，如需調(diào)節(jié)透光率，可以調(diào)整i層（本征層）的 厚度來調(diào)整透光率。
[0028] 在所述發(fā)射極薄膜上緊鄰所述第一開口具有第二開口。優(yōu)選的，第二開口采用激 光燒灼的方式形成。
[0029] 第二透明導電層320在所述發(fā)射極薄膜410之上，所述第二透明導電層320覆蓋 所述第二開口?？蛇x的，第二透明導電層320可以用低溫化學氣相沉積法（LPCVD)沉積形 成。
[0030] 可選的，形成第二透明導電層320的材料包括：氧化錫、氧化銦錫、氧化銦、摻硼氧 化鋅、摻鋁氧化鋅和/或摻鎵氧化鋅。優(yōu)選采用摻硼氧化鋅（ZnO)制備第二透明導電層320。
[0031] 在所述第二透明導電層以及所述發(fā)射極薄膜上具有第三開口，所述第三開口緊鄰 所述第二開口，并遠離所述第一開口。即第二開口在中間，第一開口和第三開口分列在第二 開口的兩側(cè)。第三開口的形成可使薄膜太陽能電池形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0032] 優(yōu)選的，采用激光燒灼的方式在第二透明導電層320和發(fā)射極薄膜410上形成第 三開口。
[0033] 在所述第二透明導電層320上具有第一柔性粘結(jié)層510,所述第一柔性粘結(jié) 層510不填充所述第三開口?？蛇x的，第一柔性粘結(jié)層510的形成材料包括但不限于： PVB(PolyVinyl Butyral)、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）或透明娃樹脂薄膜。
[0034] 在所述第一柔性粘結(jié)層510上具有第一柔性薄板610。即第一柔性薄板610通過 第一粘結(jié)層510與第二透明導電層320結(jié)合一體?？蛇x的，所述第一柔性薄板610的形成 材料包括但不限于：硅膠、樹脂、聚乙烯類、含氟薄膜以及平整具有絨面結(jié)構(gòu)的透光塑料膜 材料等。
[0035] 封裝后的上述結(jié)構(gòu)即形成了所需的柔性薄膜太陽能電池。
[0036] 雖然，柔性薄膜太陽能電池的硬度已經(jīng)符合應(yīng)用、裝載、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的要求，但是 為了能使薄膜太陽能電池的機械強度更強，進一步減小碎片率，優(yōu)選的，參考圖2,在所述柔 性玻璃210相對于所述串聯(lián)薄膜電池的另一側(cè)依次包括第二柔性粘結(jié)層520和第二柔性薄 板 530。
[0037] 可選的，第二柔性粘結(jié)層520的形成材料包括但不限于：PVB (PolyVinyl Butyral)、EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）或透明娃樹脂薄膜。
[0038] 可選的，所述第二柔性薄板620的形成材料包括但不限于：減反射膜玻璃、絨面玻 璃等玻璃材料；硅膠、樹脂、聚乙烯類、含氟薄膜以及平整具有絨面結(jié)構(gòu)的透光塑料膜材料 等。
[0039] 柔性薄膜太陽能電池硬度高、碎片率小，具有大規(guī)模應(yīng)用的前景。
[0040] 由于在本實用新型中作為柔性薄膜太陽電池襯底的柔性玻璃的厚度很小，因此其 機械強度低、且易碎。本實用新型在太陽能電池的制備過程中，將其放在以厚玻璃載體上， 有效避免了柔性玻璃210襯底的破碎，從而滿足了玻璃襯底在電池制備過程機械傳輸?shù)囊?求。當在柔性玻璃上制作好電池結(jié)構(gòu)后，通過柔性粘結(jié)層及柔性薄板材料的粘合，不僅可以 完成薄膜電池的封裝，還可以使其機械強度明顯增強，滿足了成品太陽能電池轉(zhuǎn)移和運輸 的要求。
[0041] 本實用新型的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實施例的工藝、機構(gòu)、制造、 物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本實用新型的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容 易地理解，對于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法 或步驟，其中它們執(zhí)行與本實用新型描述的對應(yīng)實施例大體相同的功能或者獲得大體相同 的結(jié)果，依照本實用新型可以對它們進行應(yīng)用。因此，本實用新型所附權(quán)利要求旨在將這些 工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種柔性薄膜太陽能電池，所述柔性薄膜太陽能電池由下至上依次包括：柔性玻 璃、由第一透明導電層、發(fā)射極薄膜和第二透明導電層組成的串聯(lián)薄膜電池、第一柔性粘結(jié) 層和第一柔性薄板； 其特征在于： 在所述第一透明導電層上具有多個間隔設(shè)置的第一開口；在所述發(fā)射極薄膜上緊鄰所 述第一開口具有第二開口；在所述第二透明導電層以及所述發(fā)射極薄膜上具有第三開口， 所述第三開口緊鄰所述第二開口，并遠離所述第一開口； 所述發(fā)射極薄膜覆蓋所述第一開口；所述第二透明導電層覆蓋所述第二開口；所述第 一柔性薄板通過所述第一柔性粘結(jié)層與所述第二透明導電層結(jié)合一體。
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，在所述柔性玻璃相對于 所述串聯(lián)薄膜電池的另一側(cè)依次包括：第二柔性粘結(jié)層和第二柔性薄板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柔性薄膜太陽能電池，其特征在于，所述發(fā)射極薄膜包括 非晶硅、微晶硅、多晶硅和單晶硅薄膜中的一種或多種； 所述非晶硅、微晶硅、多晶硅或單晶硅薄膜形成包含一個p-n結(jié)、n-p結(jié)、p-i-n結(jié)或者 n-i-p結(jié)的單結(jié)結(jié)構(gòu)，或形成包含多個p-n結(jié)、n-p結(jié)、p-i-n結(jié)或者n-i-p結(jié)的多結(jié)結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柔性薄膜太陽能電池，其特征在于，所述柔性玻璃的厚度 為 0· 03mm ?0· 75mm。
【文檔編號】H01L31/049GK203910822SQ201420250886
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】李旺, 劉石勇, 鄭佳毅, 牛新偉, 王仕鵬, 黃海燕, 陸川 申請人:浙江正泰太陽能科技有限公司