本發(fā)明涉及一種基于硅材質的電池材料，屬于電池技術領域。

背景技術：

硅基薄膜硅材質電池由于其技術成熟、環(huán)境友好、制備成本低、可制備于柔性襯底

上、可制備透光型電池等諸多優(yōu)點而被廣泛地進行批量生產(chǎn)并應用于地面太陽能電站以及光伏幕墻、屋頂電站等光伏建筑一體化(BIPV)等。對于高效率硅基薄膜硅材質電池來說，盡量多地吸收入射光可以產(chǎn)生高的光生電流，陷光技術是最重要、最有效的光管理技術，可以使硅基薄膜硅材質電池有效地吸收入射光。在硅基薄膜硅材質電池結構的背透明電極上沉積一層背二氧化鈦(TiO2)薄膜同樣可以有效地對入射光進行反射從而有效地增加光電流，提高電池的轉換效率。電池的效率和制備成本存在著一定平衡，對于如上所述的具有反射特性的二氧化鈦薄膜，它們的沉積工藝主要都是在制備好的硅基薄膜硅材質電池上進行，其沉積工藝在一定程度上決定硅基薄膜硅材質電池的膜層材料的特性和電池效率。此外，連續(xù)沉積工藝也影響著生產(chǎn)節(jié)拍和產(chǎn)能，在一定程度上增加了電池的制備成本,從而制約著硅基薄膜硅材質電池的發(fā)展和企業(yè)的競爭實力。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于硅材質的電池材料，以便提高電池放電效率以及降低多次循環(huán)后的容量損失,改善鋰電池使用效果。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。

一種基于硅材質的電池材料，包含二氧化鈦背反射薄膜、封裝背板、硅材質電池、透明前基板和封裝材料；封裝背板上二氧化鈦背反射薄膜的制備與硅材質電池的制備同步獨立進行，然后，將封裝背板與硅材質電池的透明前基板通過封裝材料采用層壓工藝進行封裝，所述封裝背板從中心向外依次包括基層、外層以及含氟涂層，所述外層表面經(jīng)過等離子處理，所述外層為BMC層或SMC層，所述基層為PET蜂窩層，所述PET蜂窩層是由上、下面板中間夾一比較厚的軟夾芯所構成，所述含氟涂層的表面經(jīng)過等離子處理；硅材質電池包括晶體硅層，晶體硅層上下表面分別設置有第一氧化硅層和第二氧化硅層，第一氧化硅層和第二氧化硅層外側分別設置有第一多晶硅層和第二多晶硅層，第一多晶硅層的上方有第一抗反射涂層，第一抗反射涂層上部有第二抗反射涂層；所述硅材質電池結構還包括一第一電極和一第二電極，所述第一電極位于所述第一抗反射涂層的上方，所述第二電極位于所述第二抗反射涂層的下方；所述硅材質電池結構還包括一金屬層，所述金屬層位于所述第二多晶硅層的下方。

進一步地，所述的二氧化鈦背反射薄膜至少包含一層二氧化鈦薄膜，制備在封裝背板上，背反射薄膜的膜厚控制在100納米到500微米之間。

進一步地，所述的基層材料為玻璃、或者不銹鋼、或者有機聚合物材料。

進一步地，所述的透明前基板為玻璃或者聚酯膜。

進一步地，所述的封裝材料為在可見光區(qū)平均光透過率大于10％的有機聚合物材料。

進一步地，第一抗反射涂層和所述第二抗反射涂層均為氮化硅或氧化硅材質。

進一步地，所述硅材質電池結構還包括一第三電極，該第三電極位于所述第一抗反射涂層的上方。

進一步地，所述第一氧化硅層的厚度以及所述第二氧化硅層的厚度均介于0.1nm～10nm之間。

進一步地，所述第一多晶硅層的厚度以及所述第二多晶硅層的厚度均介于1nm～100nm之間。

進一步地，晶體硅層為N型晶體硅。

該發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明中，SMC是指片狀模塑料，BMC是指團狀模塑料，其具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，較強的剛性，其機械性能可以與部分金屬材料媲美。含氟涂層具有很好的耐候性，耐水性，氧阻隔性，并且有自清潔性，非常適合做硅材質電池背板的最外層。將高反射的二氧化鈦背反射薄膜的制備與硅材質電池的制備同步獨立進行，然后通過層壓工藝將兩者進行封裝，這樣將有效地提高電池效率，同時提高了節(jié)拍、增加了產(chǎn)能、簡化了電池制備工藝，降低電池的制備成本，并可廣泛用于實際的批量工業(yè)生產(chǎn)中。相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的硅材質電池結構藉由N型晶體硅的上下表面的氧化硅層與多晶硅層的層疊結構來取代現(xiàn)有的非晶硅層，使得電池結構可耐高溫，并且在其上方可使用耐高溫的抗反射涂層/高溫銀膠。此外，本發(fā)明利用氮化硅或氧化硅材質的抗反射涂層不僅可增加抗反射效果，而且相較于透明導電氧化物材質更能節(jié)約成本。

具體實施方式

本發(fā)明中的基于硅材質的電池材料，包含二氧化鈦背反射薄膜、封裝背板、硅材質電池、透明前基板和封裝材料；封裝背板上二氧化鈦背反射薄膜的制備與硅材質電池的制備同步獨立進行，然后，將封裝背板與硅材質電池的透明前基板通過封裝材料采用層壓工藝進行封裝，所述封裝背板從中心向外依次包括基層、外層以及含氟涂層，所述外層表面經(jīng)過等離子處理，所述外層為BMC層或SMC層，所述基層為PET蜂窩層，所述PET蜂窩層是由上、下面板中間夾一比較厚的軟夾芯所構成，所述含氟涂層的表面經(jīng)過等離子處理；硅材質電池包括晶體硅層，晶體硅層上下表面分別設置有第一氧化硅層和第二氧化硅層，第一氧化硅層和第二氧化硅層外側分別設置有第一多晶硅層和第二多晶硅層，第一多晶硅層的上方有第一抗反射涂層，第一抗反射涂層上部有第二抗反射涂層；所述硅材質電池結構還包括一第一電極和一第二電極，所述第一電極位于所述第一抗反射涂層的上方，所述第二電極位于所述第二抗反射涂層的下方；所述硅材質電池結構還包括一金屬層，所述金屬層位于所述第二多晶硅層的下方。

所述的二氧化鈦背反射薄膜至少包含一層二氧化鈦薄膜，制備在封裝背板上，背反射薄膜的膜厚控制在100納米到500微米之間。所述的基層材料為玻璃、或者不銹鋼、或者有機聚合物材料。所述的透明前基板為玻璃或者聚酯膜。所述的封裝材料為在可見光區(qū)平均光透過率大于10％的有機聚合物材料。第一抗反射涂層和所述第二抗反射涂層均為氮化硅或氧化硅材質。所述硅材質電池結構還包括一第三電極，該第三電極位于所述第一抗反射涂層的上方。所述第一氧化硅層的厚度以及所述第二氧化硅層的厚度均介于0.1nm～10nm之間。所述第一多晶硅層的厚度以及所述第二多晶硅層的厚度均介于1nm～100nm之間。晶體硅層為N型晶體硅。

下面結合實施例對本發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解本發(fā)明。

實施例1

本實施例中的基于硅材質的電池材料，包含二氧化鈦背反射薄膜、封裝背板、硅材質電池、透明前基板和封裝材料；封裝背板上二氧化鈦背反射薄膜的制備與硅材質電池的制備同步獨立進行，然后，將封裝背板與硅材質電池的透明前基板通過封裝材料采用層壓工藝進行封裝，所述封裝背板從中心向外依次包括基層、外層以及含氟涂層，所述外層表面經(jīng)過等離子處理，所述外層為BMC層或SMC層，所述基層為PET蜂窩層，所述PET蜂窩層是由上、下面板中間夾一比較厚的軟夾芯所構成，所述含氟涂層的表面經(jīng)過等離子處理；硅材質電池包括晶體硅層，晶體硅層上下表面分別設置有第一氧化硅層和第二氧化硅層，第一氧化硅層和第二氧化硅層外側分別設置有第一多晶硅層和第二多晶硅層，第一多晶硅層的上方有第一抗反射涂層，第一抗反射涂層上部有第二抗反射涂層；所述硅材質電池結構還包括一第一電極和一第二電極，所述第一電極位于所述第一抗反射涂層的上方，所述第二電極位于所述第二抗反射涂層的下方；所述硅材質電池結構還包括一金屬層，所述金屬層位于所述第二多晶硅層的下方。

所述的二氧化鈦背反射薄膜至少包含一層二氧化鈦薄膜，制備在封裝背板上，背反射薄膜的膜厚控制在100納米。

所述的基層材料為玻璃。

所述的透明前基板為聚酯膜。

所述的封裝材料為在可見光區(qū)平均光透過率大于10％的有機聚合物材料。

第一抗反射涂層和所述第二抗反射涂層均為氮化硅材質。

所述硅材質電池結構還包括一第三電極，該第三電極位于所述第一抗反射涂層的上方。所述第一氧化硅層的厚度以及所述第二氧化硅層的厚度0.1nm。所述第一多晶硅層的厚度以及所述第二多晶硅層的厚度1nm。晶體硅層為N型晶體硅。

實施例2

本實施例中的基于硅材質的電池材料，包含二氧化鈦背反射薄膜、封裝背板、硅材質電池、透明前基板和封裝材料；封裝背板上二氧化鈦背反射薄膜的制備與硅材質電池的制備同步獨立進行，然后，將封裝背板與硅材質電池的透明前基板通過封裝材料采用層壓工藝進行封裝，所述封裝背板從中心向外依次包括基層、外層以及含氟涂層，所述外層表面經(jīng)過等離子處理，所述外層為BMC層或SMC層，所述基層為PET蜂窩層，所述PET蜂窩層是由上、下面板中間夾一比較厚的軟夾芯所構成，所述含氟涂層的表面經(jīng)過等離子處理；硅材質電池包括晶體硅層，晶體硅層上下表面分別設置有第一氧化硅層和第二氧化硅層，第一氧化硅層和第二氧化硅層外側分別設置有第一多晶硅層和第二多晶硅層，第一多晶硅層的上方有第一抗反射涂層，第一抗反射涂層上部有第二抗反射涂層；所述硅材質電池結構還包括一第一電極和一第二電極，所述第一電極位于所述第一抗反射涂層的上方，所述第二電極位于所述第二抗反射涂層的下方；所述硅材質電池結構還包括一金屬層，所述金屬層位于所述第二多晶硅層的下方。

所述的二氧化鈦背反射薄膜至少包含一層二氧化鈦薄膜，制備在封裝背板上，背反射薄膜的膜厚控制在500微米。所述的基層材料為不銹鋼材料。所述的透明前基板為玻璃或者聚酯膜。所述的封裝材料為在可見光區(qū)平均光透過率大于10％的有機聚合物材料。第一抗反射涂層和所述第二抗反射涂層均為氧化硅材質。所述硅材質電池結構還包括一第三電極，該第三電極位于所述第一抗反射涂層的上方。所述第一氧化硅層的厚度以及所述第二氧化硅層的厚度為10nm。所述第一多晶硅層的厚度以及所述第二多晶硅層的厚度為100nm。晶體硅層為N型晶體硅。

實施例3

本實施例中的基于硅材質的電池材料，包含二氧化鈦背反射薄膜、封裝背板、硅材質電池、透明前基板和封裝材料；封裝背板上二氧化鈦背反射薄膜的制備與硅材質電池的制備同步獨立進行，然后，將封裝背板與硅材質電池的透明前基板通過封裝材料采用層壓工藝進行封裝，所述封裝背板從中心向外依次包括基層、外層以及含氟涂層，所述外層表面經(jīng)過等離子處理，所述外層為BMC層或SMC層，所述基層為PET蜂窩層，所述PET蜂窩層是由上、下面板中間夾一比較厚的軟夾芯所構成，所述含氟涂層的表面經(jīng)過等離子處理；硅材質電池包括晶體硅層，晶體硅層上下表面分別設置有第一氧化硅層和第二氧化硅層，第一氧化硅層和第二氧化硅層外側分別設置有第一多晶硅層和第二多晶硅層，第一多晶硅層的上方有第一抗反射涂層，第一抗反射涂層上部有第二抗反射涂層；所述硅材質電池結構還包括一第一電極和一第二電極，所述第一電極位于所述第一抗反射涂層的上方，所述第二電極位于所述第二抗反射涂層的下方；所述硅材質電池結構還包括一金屬層，所述金屬層位于所述第二多晶硅層的下方。

所述的二氧化鈦背反射薄膜至少包含一層二氧化鈦薄膜，制備在封裝背板上，背反射薄膜的膜厚控制在100微米。所述的基層材料為玻璃、或者不銹鋼、或者有機聚合物材料。所述的透明前基板為玻璃或者聚酯膜。所述的封裝材料為在可見光區(qū)平均光透過率大于10％的有機聚合物材料。第一抗反射涂層和所述第二抗反射涂層均為氮化硅或氧化硅材質。所述硅材質電池結構還包括一第三電極，該第三電極位于所述第一抗反射涂層的上方。所述第一氧化硅層的厚度以及所述第二氧化硅層的厚度10nm。所述第一多晶硅層的厚度以及所述第二多晶硅層的厚度50nm。晶體硅層為N型晶體硅。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。