一種薄膜太陽能電池的製作方法
2023-04-28 03:06:51
專利名稱：一種薄膜太陽能電池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能電池領域，特別涉及ー種薄膜太陽能電池。
背景技術：
能源是人類社會發展的動力，開發可再生能源是關係到國家可持續發展戰略的關鍵問題之一。在各種可再生能源中，太陽能光伏發電技術是近年來太陽能利用領域中發展最快、最前沿的研究領域。薄膜太陽能電池因為耗材少、製造成本低、汙染少等優點成為研究的熱點。目前的薄膜太陽能電池按襯底可分為剛性襯底(如玻璃)和柔性襯底(如樹月旨)兩大類。目前，薄膜太陽能電池受生產設備和エ藝的限制，基本上都是平面的，為了獲得更好的光吸收以及特殊場合的安裝使用，在國外出現了圓柱形的薄膜太陽能電池。這種圓柱形薄膜太陽能電池的製造方法為在選定好尺寸的圓柱形襯底上直接鍍膜。這種エ藝方法雖然能夠實現，但卻存在以下的缺陷1)由於在圓柱形襯底上鍍膜，襯底需要全程進入到生產流水線，因而對襯底的材質的要求非常高，增加了襯底成本；2)由於對圓柱形襯底進行鍍膜的設備與現有的鍍膜設備不兼容，需要特殊定製，而且非常昂貴，因此增加了設備成本；3)由於是圓柱形襯底的生產エ藝以及在其上鍍膜的エ藝比較複雜，因此生產效率低、成品率低。
實用新型內容本實用新型的目的是解決前述現有技術存在的缺陷，提供一種結構合理、成本低、成品率高的非平面的柔性薄膜太陽能電池。實現本實用新型目的的技術方案提供了基於同一設計理念的兩種薄膜太陽能電池的結構和製造方案。第一種薄膜太陽能電池，其特徵在於包括襯芯、薄膜電池層和位於襯芯與薄膜電池層之間且將薄膜電池層封裝在襯芯上的封裝材料；所述薄膜電池層包括由內至外依次覆蓋設置的背電極層、發電層、透明導電層和透明的柔性襯底；所述封裝材料套於襯芯外部，二者為形狀一致的非平板的立體結構；所述背電極層、發電層和透明導電層上分別錯落蝕刻有第三絕緣槽、第二絕緣槽和第一絕緣槽。作為優選，為了保護背電極層，前述薄膜太陽能電池還包括設置在封裝材料與背電極層之間的保護層。所述薄膜電池層的各層的端面對接形成一條接縫。所述襯芯可以為實心或者空心結構。第二種薄膜太陽能電池，其特徵在於包括襯芯、薄膜電池層和和位於襯芯與薄膜電池層之間且將薄膜電池層封裝在襯芯上的封裝材料；所述薄膜電池層包括由內至外依次覆蓋設置的柔性襯底、背電極層、發電層、透明導電層和透明的保護層；所述封裝材料和襯芯為形狀一致的非平板的立體結構；所述背電極層、發電層和透明導電層上分別錯落蝕刻有第一絕緣槽、第二絕緣槽和第三絕緣槽。所述薄膜電池層的各層的端面對接形成一條接縫。所述襯芯可以為實心或者空心結構。[0008]前述薄膜太陽能電池還包括位於保護層外部的透明的保護罩。所述保護罩的形狀
與襯芯一致。採用了上述技術方案後，本實用新型具有以下的有益的技術效果(I)本實用新型在立體形狀的襯芯上封裝薄膜太陽能電池層，結構合理、製作方便，可根據使用場合的需要製作成各種形狀，擴大了薄膜太陽能電池的應用前景。(2)本實用新型的襯芯可以是實心或者空心的結構，對材質沒有特殊要求，只需要能耐高溫即可，可以根據需要選擇玻璃、金屬或者塑料，取材範圍廣。(3)本實用新型的製作方法是先製造出可供裁剪的柔性襯底的薄膜太陽能電池層，根據需要裁剪成合適尺寸，然後將裁剪好的柔性太陽能電池封裝到非平板的立體形狀的襯芯上，結構簡単，對材質的限制少，能根據需要製作成各種形狀，特別適合在建築屋頂、建築立面、農業大棚等光伏建築一體化領域使用，不受成本、設備以及エ藝的限制，解決了目前僅能製作圓柱形太陽能電池且生產エ藝複雜、製造成本高的問題。
為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進ー步詳細的說明，其中圖I為本實用新型的實施例I的結構示意圖。圖2為圖I的端面結構示意圖。圖3顯示的是實施例I的步驟ー在柔性襯底上形成透明導電層。圖4顯示的是實施例I的步驟ニ在透明導電層上蝕刻絕緣槽。圖5顯示的是實施例I的步驟三在透明導電層上形成發電層。圖6顯示的是實施例I的步驟四在發電層上蝕刻絕緣槽。圖7顯示的是實施例I的步驟五在發電層上形成背電極層。圖8顯示的是實施例I的步驟六在背電極層上蝕刻絕緣槽。圖9顯示的是實施例I的步驟七在背電極層上形成保護層。圖10顯示的是實施例I的步驟九將薄膜電池層封裝在襯芯上。圖11為本實用新型實施例2的端面結構示意圖。圖12為本實用新型實施例3的端面結構示意圖。附圖中標號為保護層101、背電極層102、發電層103、透明導電層104、柔性襯底105、第一絕緣槽201、第二絕緣槽202、第三絕緣槽203、封裝材料301、襯芯401、接縫501、保護罩601。
具體實施方式
(實施例I)見圖I和圖2，本實施例是本實用新型的第一種方案的ー個具體實施方式
，採用的是圓柱形的襯底，製造出的是圓柱形的薄膜太陽能電池，具體結構包括襯芯401、薄膜電池層和位於襯芯401與薄膜電池層之間且將薄膜電池層封裝在襯芯401上的封裝材料301 ；薄膜電池層包括由內至外依次覆蓋設置的保護層101、背電極層102、發電層103、透明導電層104和透明的柔性襯底105 ;封裝材料301套於襯芯401外部，二者為形狀一致的圓柱形；背電極層102、發電層103和透明導電層104上分別錯落蝕刻有第三絕緣槽203、第二絕緣槽202和第一絕緣槽201。薄膜電池層的各層的端面對接形成一條接縫501。圖3至圖10直觀的顯示了製作本實施例的圓柱形的薄膜太陽能電池包括以下步驟①見圖3，在平面的透明的柔性襯底105上鍍制透明的透明導電層104 ；②在透明導電層104上蝕刻出多個第一絕緣槽201，如圖4所示；③如圖5，在蝕刻有第一絕緣槽201的透明導電層104上鍍制發電層103 ；④參見圖6，在發電層103上蝕刻出多個第二絕緣槽202 ；⑤在蝕刻有第二絕緣槽202的發電層103上鍍制背電極層102，如圖7所示；⑥見圖8，在背電極層102上蝕刻出多個第三絕緣槽203 ；⑦在蝕刻有第三絕緣槽203的背電極層102上塗制保護層101，從而製成如圖9所示的薄膜電池層；⑧根據需要的尺寸準備圓柱形的襯芯401和圓柱形的封裝材料301，並將第⑦步得到的薄膜電池層剪裁至需要的尺寸；⑨見圖10，將第⑧步剪裁好的薄膜電池層按照保護層101在內、柔性襯底105在外的方式通過封裝材料301封裝到襯芯401上即可。在本實施例中，鍍膜、蝕刻的エ藝均不限定，可以根據設備的配置及エ藝的嫻熟度選擇現有的各種エ藝。實施例2見圖11，本實施例是本實用新型的第二種方案的ー個具體實施方式
，採用的仍然是圓柱形的襯底，製造出的是圓柱形的薄膜太陽能電池，包括襯芯401、薄膜電池層和和位於襯芯401與薄膜電池層之間且將薄膜電池層封裝在襯芯401上的封裝材料301 ;薄膜電池層包括由內至外依次覆蓋設置的柔性襯底105、背電極層102、發電層103、透明導電層104和保護層101 ;封裝材料和襯芯401為形狀一致的非平板的立體結構；背電極層102、發電層103和透明導電層104上分別錯落蝕刻有第一絕緣槽201、第二絕緣槽202和第三絕緣槽203。薄膜電池層的各層的端面對接形成一條接縫501。製造步驟為①平面的柔性襯底105上鍍制透明的背電極層102 ；②在背電極層102上蝕刻出多個第一絕緣槽201 ；③在蝕刻有第一絕緣槽201的背電極層102上鍍制發電層103 ；④在發電層103上蝕刻出多個第二絕緣槽202 ；⑤在蝕刻有第二絕緣槽202的發電層103上鍍制透明導電層104 ；⑥在透明導電層104上蝕刻出多個第三絕緣槽203 ；⑦在蝕刻有第三絕緣槽203的透明導電層104上塗制保護層101，，從而製成薄膜電池層；⑧根據需要的尺寸準備圓柱形的襯芯401和圓柱形的封裝材料301，並將第⑦步得到的薄膜電池層剪裁至需要的尺寸；⑨將第⑧步剪裁好的薄膜電池層按照柔性襯底105在內、保護層101在外的方式通過封裝材料301封裝到襯芯401上。[0053]可以看出，本實施例的製作方法與實施例I的區別主要在於薄膜電池層覆蓋到襯芯上的方式，實施例I中柔性襯底位於外部，因此需要是透明的材料,而本實施例中柔性襯底位於內部，故不需要透明。實施例3見圖14，本實施例是本實用新型的第二種方案的另ー個具體實施方式
，在實施例2的基礎上還包括位於保護層101外部的透明的保護罩601，保護罩601的形狀可以與襯芯401 一致，這樣能獲得更好的透光效果。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進ー步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等 ，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種薄膜太陽能電池，其特徵在於包括襯芯(401)、薄膜電池層和位於襯芯(401)與薄膜電池層之間且將薄膜電池層封裝在襯芯(401)上的封裝材料(301);所述薄膜電池層包括由內至外依次覆蓋設置的背電極層(102)、發電層(103)、透明導電層(104)和透明的柔性襯底(105);所述封裝材料(301)套於襯芯(401)外部，二者為形狀一致的非平板的立體結構；所述背電極層(102)、發電層(103)和透明導電層(104)上分別錯落蝕刻有第三絕緣槽(203)、第二絕緣槽(202)和第一絕緣槽(201)。
2.根據權利要求I所述的ー種薄膜太陽能電池，其特徵在於還包括設置在封裝材料(301)與背電極層(102)之間的保護層(101)。
3.根據權利要求I或2所述的ー種薄膜太陽能電池，其特徵在於所述薄膜電池層的各層的端面對接形成一條接縫(501)。
4.一種薄膜太陽能電池,其特徵在於包括襯芯(401)、薄膜電池層和位於襯芯(401)與薄膜電池層之間且將薄膜電池層封裝在襯芯(401)上的封裝材料(301);所述薄膜電池層包括由內至外依次覆蓋設置的柔性襯底(105)、背電極層(102)、發電層(103)、透明導電層(104)和透明的保護層(101);所述封裝材料和襯芯(401)為形狀一致的非平板的立體結構；所述背電極層(102)、發電層(103)和透明導電層(104)上分別錯落蝕刻有第一絕緣槽(201)、第二絕緣槽(202)和第三絕緣槽(203)。
5.根據權利要求4所述的ー種薄膜太陽能電池，其特徵在於所述薄膜電池層的各層的端面對接形成一條接縫(501)。
6.根據權利要求4或5所述的ー種薄膜太陽能電池，其特徵在於還包括位於保護層(101)外部的透明的保護罩(601)。
7.根據權利要求6所述的ー種薄膜太陽能電池，其特徵在幹所述保護罩(601)的形狀與襯芯(401) —致。
專利摘要本實用新型公開了一種薄膜太陽能電池，包括襯芯、薄膜電池層和位於襯芯與薄膜電池層之間且將薄膜電池層封裝在襯芯上的封裝材料；薄膜電池層包括由內至外依次覆蓋設置的保護層、背電極層、發電層、透明導電層和透明的柔性襯底；封裝材料套於襯芯外部，二者為形狀一致的非平板的立體結構。本實用新型在立體形狀的襯芯上封裝薄膜太陽能電池層，結構合理、製作方便，可根據使用場合的需要製作成各種形狀，對材質的限制少，不受成本、設備以及工藝的限制，擴大了薄膜太陽能電池的應用前景。
文檔編號H01L31/048GK202487609SQ201120541269
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者王勇, 符政寬, 籍東 申請人:江蘇武進漢能光伏有限公司