大面積柔性薄膜太陽能電池及其製造方法

2023-05-01 21:05:46 5

專利名稱：大面積柔性薄膜太陽能電池及其製造方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池技術領域，特別是涉及一種大面積柔性薄膜太陽能電池及其製造方法。
背景技術：
能源是人類社會發展的動力，是國民經濟發展和人民生活水平提高的重要物質基礎。目前廣泛使用的常規能源(主要是煤、石油、天然氣等化石能源)有限，且多年過度的開發利用已造成嚴重的環境問題，制約著經濟和社會的發展。因此，開發可再生能源是關係到國家可持續發展戰略的關鍵措施之一。在各種可再生能源中，太陽能光伏發電技術是近些年來太陽能利用領域中發展最快，最前沿的研究領域。其中薄膜太陽能電池因為耗材少、製造成本低而成為研究的熱點。 目前的薄膜太陽能電池按襯底可分為硬性襯底(如玻璃襯底)和柔性襯底(如高溫塑料、 樹脂聚合物、鋁箔、鋼帶)兩大類。柔性襯底薄膜太陽電池由於重量輕、可捲曲的特性，具有便於攜帶、便於安裝、易與建築一體化和高功率重量比的優點，從而在多個領域具有良好的應用前景，極大地擴展了太陽能電池的應用空間。柔性襯底薄膜太陽電池傳統上採用卷對卷(roll-to-roll)的連續沉積工藝，雖生產成本較高但可大批量連續化生產。如果採用質量較輕且不易破碎的柔性太陽電池製作電站，不僅可以大大降低電池的運輸成本和電站的建設及安裝成本，而且更便於在已有建築的頂部和四周安裝，且不需要增加建築物的承重要求。也可以製造出可以自由移動的太陽能電站，還可製造出可攜式、大眾化太陽能電池，這樣不僅可以最大限度的利用太陽能，而且可以滿足形形色色的能源需求。目前，柔性薄膜太陽能電池基本都是直接在柔性襯底上使用專門處理柔性基材的設備上製造。但是，直接使用柔性襯底作為基板進行薄膜沉積的生產設備與現有的、廣泛使用的、生產成本相對低的在硬性基板比如玻璃上沉積薄膜的設備不兼容，而且非常昂貴，工藝也較為複雜。其中，在利用臨時襯底作為柔性轉移襯底製造柔性薄膜太陽電池的方法中， 存在著臨時襯底需要蝕刻去除，不可重複利用，且不利於大面積產業化等問題。而且現有的在柔性襯底上直接形成薄膜太陽能電池的技術由於襯底或襯底上的電極的不透光性，不能實現大面積內級聯(monolithic integration)，從而導致大面積光伏組件成本的提高和可靠性的下降。在玻璃等硬性基板表面粘貼柔性襯底，再在柔性襯底表面沉積薄膜層系來完成柔性薄膜太陽能電池的製造，會遇到的問題包括對柔性襯底材料的苛刻要求，例如耐溫性、真空腔室的非汙染性、高溫過程後的透光性和柔韌性，以及襯底與器件層系熱膨脹係數的相對匹配、柔性襯底與硬性基板的溫度性能匹配等。另外，大面積柔性襯底很難保證在整個器件製造過程中自始至終保持平展地鋪設在硬性基板表面、且工藝完成後在不損壞電池的前提下易於柔性襯底的剝離。即使有這種材料，例如被認為性能最佳的聚醯亞胺，也不可能自始至終在硬性基板上保持全部平展，在電池製造過程中容易產生嚴重的凸起或褶皺。特別
4在大面積柔性薄膜太陽能電池的製造過程中，柔性襯底的這種不可忽略的凸起或褶皺，不但極大地影響薄膜沉積的均勻性和一致性，而且形成內級聯的雷射劃線工藝無法可靠、滿足性能要求地實現。本發明人經過潛心研究和積極探索，在申請號為201010501502. 4和 201010288863. 5的中國專利申請中提出了一種新型的柔性光電器件、特別是柔性薄膜太陽能電池和製造方法，其宗旨是硬性製造、柔性成型，直接在玻璃等硬性載板上形成脫離保護膜和包括透明導電前電極(TCO)、單結或多結半導體光電轉換單元(例如p-i-n疊層結構) 和背電極等層繫結構的薄膜太陽能電池層系，且使其具有內級聯結構，再將柔性載體(柔性承載層)牢靠地結合在電池層繫上，然後利用柔性載體將電池層系、包括脫離保護膜一起整體性地從硬性載板表面脫離，經過進一步的受光面保護性封裝，從而形成低成本、大面積、高度集成內級聯的柔性薄膜太陽能電池及其組件。在上述的技術方案中，柔性薄膜太陽能電池的脫離保護膜要求具有很好的透明度、光散射率、耐高溫性、抗拉強度和尺寸穩定性，特別是受熱時應力分布的均勻性。但是， 利用塗敷手段在玻璃等硬性基板表面形成的脫離保護層，雖然具有保證附著的平展性以及後續沉積時的尺寸穩定性的粘結強度，但這又不利於電池製造完成後整體地從硬性基板上剝離。要達到良好的剝離效果，工藝過程和膜層組合又較為複雜，不利於生產成本的降低。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種大面積柔性薄膜太陽能電池的製造方法，能夠利用已經成型的塑料薄膜作為脫離保護層，直接在硬性基板上，利用現有的、成熟的製造硬性薄膜太陽能電池的設備和工藝，來製造大面積、具有內級聯的柔性薄膜太陽能電池。為達到上述目的，本發明提供了一種大面積柔性薄膜太陽能電池的製造方法，包括提供硬性基板；在所述硬性基板表面形成應力弓I導釋放結構；在所述硬性基板表面粘貼脫離保護膜；對所述脫離保護膜進行夾持式加熱穩定處理；在所述脫離保護膜表面形成透明導電前電極；在所述前電極表面沉積薄膜太陽能電池各層系並使其具有內級聯結構；在所述薄膜太陽能電池各層系表面形成封裝層；將所述脫離保護膜、薄膜太陽能電池各層系和封裝層整體與所述硬性基板分離。可選的，所述夾持式加熱穩定處理的步驟在形成透明導電前電極之後進行。所述執行夾持式加熱穩定處理的步驟包括在所述透明導電前電極表面施加使脫離保護膜在加熱過程中不致鼓起的夾持板；進行加熱處理。可選的，所述夾持板的材料為石英、玻璃或石墨。可選的，所述夾持板為另一塊夾持表面具有所述應力引導釋放結構、且粘貼有脫離保護膜、且脫離保護膜表面具有透明導電前電極的硬性基板。
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可選的，所述方法還包括在夾持板的夾持面形成防粘層，和/或在夾持板的夾持面與透明導電前電極表面之間鋪設耐溫防粘材料的步驟。所述夾持式加熱穩定處理的步驟包括在所述脫離保護膜表面施加使脫離保護膜在加熱過程不致鼓起的夾持板；進行加熱處理。可選的，所述夾持板的材料為石英、玻璃或石墨。可選的，所述夾持板為另一塊下表面具有所述應力引導釋放結構、且粘貼有脫離保護膜的硬性基板。可選的，所述方法還包括在夾持板的夾持面形成防粘層，和/或在夾持板的夾持面與脫離保護膜表面之間鋪設耐溫防粘材料的步驟。所述應力引導釋放結構包括由多個凹槽和/或凸稜組成的表面結構，且所述表面結構包含多個為形成內級聯結構的雷射劃線而提供的條狀且相互平行的平坦區域，且所述平坦區域與脫離保護膜在夾持式加熱穩定處理後緊密貼合。可選的，所述表面結構的形成方法包括輥壓、機械刻劃、掩模溼法刻蝕或絲網印刷。可選的，所述表面結構的凹槽之間或凸稜之間的間距為3 30mm。可選的，所述應力弓I導釋放結構為由複數個通孔或盲孔組成的孔陣列。可選的，所述複數個盲孔之間具有與形成內級聯結構的條狀平坦區域不相交的通道。可選的，所述脫離保護膜的材料為透明、柔性、耐溫、熱膨脹係數較低且抗拉的塑料薄膜。可選的，所述脫離保護膜優選的厚度為6 50 μ m。可選的，所述塑料薄膜包括聚醯亞胺、聚醚醯亞胺PEI、聚醚醚酮樹脂PEEK、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET或聚氟乙烯ETFE。可選的，所述加熱穩定處理的溫度高於沉積薄膜太陽能電池各層系時的基板最高溫度。可選的，所述最高溫度包括180°C 220°C的範圍。可選的，所述夾持板的與脫離保護膜或透明導電前電極夾持的表面具有由凹槽和 /或凸稜組成的表面結構。可選的，所述方法還包括對薄膜太陽能電池的受光面進行保護性封裝的步驟。本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池，包括脫離保護膜，所述脫離保護膜在製造時貼著在表面具有應力引導釋放結構的硬性基板表面；在所述脫離保護膜表面形成的透明導電前電極；在所述透明導電前電極表面形成的具有內級聯結構的薄膜太陽能電池各層系；以及在所述薄膜太陽能電池各層系表面形成的封裝層；且所述脫離保護膜連同透明導電前電極和薄膜太陽能電池各層系整體上具有與所述應力弓I導釋放結構相對應的表面起伏結構。
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本發明的優點本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池的製造方法，採用已經成型的塑料薄膜作為脫離保護膜，將其貼著在硬性基板表面，並進行後續的薄膜沉積。而且，通過硬性基板表面的應力引導釋放結構，以及夾持式加熱穩定處理，使脫離保護膜的表面應力被均勻地局限在應力引導釋放結構所限定的各個特定的範圍內釋放，使應力的釋放達到均勻可控的程度，即使出現褶皺也是出現在應力引導釋放結構所限定的各個特定範圍對應的位置，且褶皺是微小且均勻可控的，尺寸穩定性和平展度都得到了很大提高。特別是避免了在雷射劃線區域出現褶皺。這樣，就可以在脫離保護膜表面均勻且可靠地沉積薄膜電池各層系並利用雷射劃線工藝形成多個電池之間的內級聯。使得採用本發明的方法，能夠從根本上實現利用現有成熟的製造硬性薄膜太陽能電池的設備和工藝，例如專利號為200810084627. 4 的中國專利所描述的可大面積、低成本、相對簡單、大批量沉積的PECVD反應設備，來製造大面積柔性薄膜太陽能電池。


通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其它目的、特徵和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。並未刻意按比例繪製附圖，重點在於示出本發明的主旨。為清楚起見，放大了層的厚度。圖Ia至圖Ib為說明柔性襯底變形和起泡現象的示意圖；圖加至圖2d為根據本發明硬性基板表面應力引導釋放結構實施例的結構示意圖；圖3a至圖3c為根據本發明硬性基板表面應力弓丨導釋放結構另一實施例的結構示意圖；圖如至圖4b為根據本發明硬性基板表面應力引導釋放結構另一實施例的結構示意圖；圖fe至圖恥為根據本發明硬性基板表面應力弓丨導釋放結構另一實施例的結構示意圖；圖6至圖13為說明本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池製造方法的器件結構流程示意圖；圖13為本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池的結構示意圖。所述示圖是示意性的，而非限制性的，在此不能過度限制本發明的保護範圍。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。圖Ia至圖Ib為說明柔性襯底變形和起泡現象的示意圖。如圖Ia和圖Ib所示， 在玻璃基板100表面粘貼脫離保護膜200，由於脫離保護膜200的材料為工程塑料，其膨脹係數遠大於硬性基板，較大幅度的升溫會使脫離保護膜200產生較大的應力，這種應力會
7通過脫離保護膜200本身的無規則、不可預料的變形方式得以釋放。特別是沉積包括透明導電氧化鋅前電極和矽基薄膜等電池層系300之後，由於這些膜層本身的內應力，特別是脫離保護膜200和硬性基板100的熱膨脹係數之間的不可避免的差異，溫度變化較大之後， 內應力和溫度的變化使包括脫離保護膜的層系產生不可控制的、隨機、嚴重的鼓起和褶皺， 以至於某些區域脫離基板。加之玻璃基板100與脫離保護膜200之間的有局部殘留的微小氣泡，在真空鍍膜時會使脫離保護膜200出現大幅度的鼓泡和褶皺等嚴重的變形現象，對後續的薄膜沉積的均勻性，特別是雷射劃線造成嚴重的影響。本發明的方法首先在玻璃(硬性基板)100表面形成應力引導釋放結構。圖加至圖2d為根據本發明硬性基板表面應力引導釋放結構實施例的結構示意圖。圖加為圖2b 至圖2d沿A-A向的剖面圖。如圖所示，根據本實施例應力引導釋放結構為多個凹槽110組成的縱、橫或網格表面結構，且被形成內級聯的雷射線10所在的條狀平坦區域分成若干個區域，例如39個區域。凹槽110具有一定的深度，例如0.1至0.5毫米之間。縱橫或網格表面結構可以是多種多樣的，凹槽110可以是縱向排列，如圖2b所示；也可以是縱橫交錯、 彼此貫通，如圖2c、2d所示，在此僅是舉出幾個典型的例子而已。這種網格結構的形式不限，只要是這些橫向和/或縱向的凹槽組成一定圖形的縱、橫或網格結構，且留出劃雷射線的位置，也就是包含多個為形成內級聯結構的雷射劃線而留出的條狀且相互平行的平坦區域，在這些區域進行雷射劃線。總之，硬性基板表面的應力引導釋放結構需不影響雷射劃線。凹槽之間這些具有一定面積的平坦區域，與脫離保護膜200在夾持式加熱穩定處理後緊密貼合。這些貼合面積的和佔整個基板的面積比如大於50%，即能夠使具有該凹槽結構的玻璃基板100與脫離保護膜200的接觸面積大於50%，均可以作為本發明的基板表面應力弓丨導釋放結構，均在本發明的保護範圍內。上述凹槽網格結構的凹槽110的形成方法包括輥壓、雷射刻劃、機械刻劃或掩模溼法刻蝕。圖3a至圖3c為根據本發明硬性基板表面應力弓丨導釋放結構另一實施例的結構示意圖，圖3a為圖北和圖3c的A-A向剖面結構圖。如圖所示，根據本實施例應力引導釋放結構為由多個凸稜110』組成的縱、橫或網格表面結構，且被形成內級聯的雷射線10分成若干個區域。凸稜110』具有一定的高度，比如為0.1至0.5毫米之間。縱橫或網格表面結構可以是多種多樣的，凸稜110』可以是縱向排列，雷射線10在凸稜110』平坦的表面，如圖北所示；也可以是縱橫交錯、彼此貫通，也可以是縱向凸稜110』和凸塊110」的組合，雷射線10 在凸稜110』平坦的表面，將表面結構分成若干個區域，如圖3c所示。這種網格結構的形式不限，在此僅是舉出幾個典型的例子而已。只要是這些橫向和/或縱向的凸稜或凸塊組成一定圖形的縱、橫或網格結構，且留出劃雷射線的平坦條狀位置，也就是被雷射劃線的區域隔開，不影響雷射劃線。凸稜110』即為劃雷射線的平坦條狀區域，該區域在夾持式加熱穩定處理後與脫離保護膜200緊密貼合。凸稜110』和凸塊110」具有一定的表面積，這些面積(脫離保護膜200與凸稜110』和凸塊110」的接觸面積)的和佔整個基板的面積大於例如50 %，均可以作為本發明的基板表面應力弓丨導釋放結構，均在本發明的保護範圍內。凸稜110』和凸塊110」可以採用絲網印刷、輥壓、雷射刻劃、機械刻劃或掩模溼法刻蝕的方法形成。在上述實施例中，所述表面結構的凹槽之間或凸稜之間的間距為3 30mm。
圖如至圖4b為根據本發明硬性基板表面應力引導釋放結構另一實施例的結構示意圖；如圖所示，玻璃基板100表面的應力引導釋放結構還可以是由多個圓通孔120或圓盲孔121組成的孔陣列結構。在圖4b所示的圓盲孔121之間具有通道122，這些通道122與形成內級聯結構的雷射劃線所需的條狀平坦區域不相交，即不應影響雷射劃線。通道122 具有應力引導釋放的作用，同時供排除脫離保護膜和基板之間的空氣使用。圖fe至圖恥為根據本發明硬性基板表面應力引導釋放結構另一實施例的結構示意圖；如圖所示，玻璃基板100表面的應力引導釋放結構還可以是由多個方通孔130或方盲孔131組成的孔陣列結構。在圖恥所示的方盲孔131之間具有通道132，這些通道132與形成內級聯結構的雷射劃線所需的條狀平坦區域也不相交，即也不應影響雷射劃線。通道132具有應力引導釋放的作用，同時供排除脫離保護膜和基板之間的空氣使用。雷射線10將孔陣列分成若干個區域。其中，通孔或盲孔的分布不一定均勻，只要避開雷射線10即可。此外，圓形和方孔可以同時存在於一塊基板上。圖6至圖13為說明本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池製造方法的器件結構流程示意圖。如圖所示，在玻璃基板100表面形成應力引導釋放結構之後，在玻璃基板100表面粘貼脫離保護膜200，如圖6所示。脫離保護膜200的材料需要是透明、柔性、耐溫、熱膨脹係數較低且抗拉的已成膜材料，包括含各類聚合物，優選厚度為6 50 μ m。所說的聚合物包括含聚醯亞胺、特氟隆的聚合物如全氟乙烯丙烯共聚物FEP、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物PFA，聚醚醯亞胺PEI、聚醚醚酮樹脂PEEK、聚氟乙烯ETFE、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET或聚萘二甲酸乙二醇酯PEN。脫離保護膜200的表面優選為絨性，以便能夠更好地分散加熱時和薄膜沉積過程所產生的應力，有利於保護膜在電池生產過程中始終保持平展。隨後，如圖7所示，在所述脫離保護膜200表面沉積摻雜氧化鋅形成透明導電前電極300。然後，進行夾持式應力釋放的過程。在隔離層400表面施加夾持板500，如圖8所示。夾持板500的夾持面(與透明導電前電極300相夾的面)在透明導電前電極300的上面或下面均可，例如可以是如圖8a所示的在透明導電前電極300的下面。還可以是如圖8b 所示的傾斜放置，只要是能夠夾住脫離保護膜200既可，以使表面具有透明導電前電極300 的脫離保護膜200保持平展，防止加熱時脫離保護膜200產生垂直於基板表面的鼓起。夾持板500的材料優選為石英、玻璃或石墨。優選的，在透明導電前電極300表面鋪設防粘層 400，防粘層400的材料優選為塗有特氟隆Teflon的玻璃纖維布，其具有理化性能穩定、耐高溫、尺寸穩定等優點。或對夾持板500的夾持面(與透明導電前電極300接觸的面)進行防粘處理，例如鍍一層防粘材料層。在一個優選的實施例中，夾持板也可以是下表面具有應力引導釋放結構且粘貼有脫離保護膜200、且脫離保護膜200表面具有透明導電前電極300的另一硬性基板150。兩塊基板上的透明導電前電極300相對夾持，如圖9所示。兩塊相對夾持的基板100和150 也可以傾斜放置。防粘層400在加熱時防止夾持板500和透明導電前電極300之間，或兩個透明導電前電極300之間的粘連。在其它實施例中，進行夾持式應力釋放的過程也可以在沉積氧化鋅形成透明導電前電極300之前進行。在脫離保護膜200表面施加夾持板500。夾持板500在上、在下、傾
9斜放置均可。只要可以使脫離保護膜200保持平展，防止加熱時產生垂直於基板表面的鼓起。夾持板500的材料優選為石英、玻璃或石墨。優選的，在脫離保護膜200表面鋪設防粘層400，如圖10所示。同樣，夾持板也可以是下表面具有應力引導釋放結構且粘貼有脫離保護膜200的另一硬性基板100。兩塊基板上的脫離保護膜200相對夾持，如圖11所示。防粘層400在加熱時防止夾持板500和脫離保護膜200之間，或兩個脫離保護膜200之間的粘連。然後，在高於沉積薄膜太陽能電池各層系的最高溫度下，例如溫度在200 230°C 下進行加熱烘烤。在加熱的過程中，應力引導釋放結構不但能夠將脫離保護膜200和基板之間的空氣從凹槽中排除(如圖8中的箭頭所示)，而且能夠將脫離保護膜200的表面應力局限在凹槽之間或凸稜之間或孔之間的各個特定的範圍內釋放，使應力的釋放達到均勻、 可控的程度，不會出現局部應力過大造成的局部尺寸起伏很大的鼓泡和褶皺。經過這種熱穩定處理的過程，脫離保護膜200的平展度和尺寸穩定性都得到了很大提高。接下來，如圖12至圖13所示，移去夾持板500和防粘層400，在脫離保護膜200的透明導電前電極300表面沉積薄膜太陽能電池各層系600，及進行相關的雷射劃線工藝，然後形成封裝層系700，例如用多層耐候、柔性材料，利用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)通過層壓工藝與薄膜太陽能電池各層系600牢固地結合。然後將封裝層700、薄膜太陽能電池各層系600、透明導電前電極300和脫離保護膜200，整體性地與玻璃基板100分離。前述的夾持板的與脫離保護膜或透明導電前電極夾持的表面也可具有由凹槽和/ 或凸稜組成的表面結構。在其它實施例中，本發明的方法還包括對薄膜太陽能電池600的受光面，也就是在脫離保護膜200的下表面形成封裝層，例如層壓一層或數層透明耐候性材料，進行保護性封裝的步驟。圖13為本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池的結構示意圖。本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池包括脫離保護膜200，其在製造時貼著在如上述的表面具有應力引導釋放結構的硬性基板表面；在所述脫離保護膜200表面形成的透明導電前電極300 ；在透明導電前電極300表面形成的具有內級聯結構的薄膜太陽能電池各層系600 ；以及在所述薄膜太陽能電池各層系表面形成的封裝層系700。本發明的大面積柔性薄膜太陽能電池從橫截面來看，脫離保護膜200連同透明導電前電極300和薄膜太陽能電池各層系600，從整體上具有與所述應力弓I導釋放結構相對應的表面起伏結構800。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。 因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
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權利要求
1.一種大面積柔性薄膜太陽能電池的製造方法，包括 提供硬性基板；在所述硬性基板表面形成應力引導釋放結構； 在所述硬性基板表面粘貼脫離保護膜； 對所述脫離保護膜進行夾持式加熱穩定處理； 在所述脫離保護膜表面形成透明導電前電極；在所述前電極表面沉積薄膜太陽能電池各層系並使其具有內級聯結構； 在所述薄膜太陽能電池各層系表面形成封裝層；將所述脫離保護膜、薄膜太陽能電池各層系和封裝層整體與所述硬性基板分離。
2.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於所述夾持式加熱穩定處理的步驟在形成透明導電前電極之後進行。
3.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於所述執行夾持式加熱穩定處理的步驟包括在所述透明導電前電極表面施加使脫離保護膜在加熱過程中不致鼓起的夾持板； 進行加熱處理。
4.根據權利要求3所述的製造方法，其特徵在於所述夾持板的材料為石英、玻璃或石墨
5.根據權利要求3所述的製造方法，其特徵在於所述夾持板為另一塊夾持表面具有所述應力引導釋放結構、且粘貼有脫離保護膜、且脫離保護膜表面具有透明導電前電極的硬性基板。
6.根據權利要求4或5所述的製造方法，其特徵在於所述方法還包括在夾持板的夾持面形成防粘層，和/或在夾持板的夾持面與透明導電前電極表面之間鋪設耐溫防粘材料的步驟。
7.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於所述夾持式加熱穩定處理的步驟包括在所述脫離保護膜表面施加使脫離保護膜在加熱過程不致鼓起的夾持板； 進行加熱處理。
8.根據權利要求7所述的製造方法，其特徵在於所述夾持板的材料為石英、玻璃或石墨。
9.根據權利要求7所述的製造方法，其特徵在於所述夾持板為另一塊下表面具有所述應力弓I導釋放結構、且粘貼有脫離保護膜的硬性基板。
10.根據權利要求8或9所述的製造方法，其特徵在於所述方法還包括在夾持板的夾持面形成防粘層，和/或在夾持板的夾持面與脫離保護膜表面之間鋪設耐溫防粘材料的步驟。
11.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於所述應力引導釋放結構包括由多個凹槽和/或凸稜組成的表面結構，且所述表面結構包含多個為形成內級聯結構的雷射劃線而提供的條狀且相互平行的平坦區域，且所述平坦區域與脫離保護膜在夾持式加熱穩定處理後緊密貼合。
12.根據權利要求11所述的製造方法，其特徵在於所述表面結構的形成方法包括輥壓、機械刻劃、掩模溼法刻蝕或絲網印刷。
13.根據權利要求11所述的製造方法，其特徵在於所述表面結構的凹槽之間或凸稜之間的間距為3 30mm。
14.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於所述應力引導釋放結構為由複數個通孔或盲孔組成的孔陣列。
15.根據權利要求14所述的製造方法，其特徵在於所述複數個盲孔之間具有與形成內級聯結構的條狀平坦區域不相交的通道。
16.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於所述脫離保護膜的材料為透明、柔性、耐溫、熱膨脹係數較低且抗拉的塑料薄膜。
17.根據權利要求16所述的製造方法，其特徵在於所述脫離保護膜優選的厚度為 6 50 μ m0
18.根據權利要求17所述的製造方法，其特徵在於所述塑料薄膜包括聚醯亞胺、聚醚醯亞胺PEI、聚醚醚酮樹脂PEEK、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET或聚氟乙烯ETFE。
19.根據權利要求3或7所述的製造方法，其特徵在於所述加熱穩定處理的溫度高於沉積薄膜太陽能電池各層系時的基板最高溫度。
20.根據權利要求19所述的製造方法，其特徵在於所述最高溫度包括180°C 220°C 的範圍。
21.根據權利要求4或8所述的製造方法，其特徵在於所述夾持板的與脫離保護膜或透明導電前電極夾持的表面具有由凹槽和/或凸稜組成的表面結構。
22.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於所述方法還包括對薄膜太陽能電池的受光面進行保護性封裝的步驟。
23.—種大面積柔性薄膜太陽能電池，其特徵在於，包括脫離保護膜，所述脫離保護膜在製造時貼著在表面具有應力引導釋放結構的硬性基板表面；在所述脫離保護膜表面形成的透明導電前電極；在所述透明導電前電極表面形成的具有內級聯結構的薄膜太陽能電池各層系；以及在所述薄膜太陽能電池各層系表面形成的封裝層；且所述脫離保護膜連同透明導電前電極和薄膜太陽能電池各層系整體上具有與所述應力弓I導釋放結構相對應的表面起伏結構。
全文摘要
本發明公開了一種大面積柔性薄膜太陽能電池及其製造方法，先在硬性基板表面形成應力引導釋放結構，在粘貼脫離保護膜之後，在脫離保護膜表面形成透明導電前電極之前或之後對脫離保護膜進行夾持式加熱穩定處理。脫離保護膜作為在硬性基板上製造柔性薄膜太陽能電池的載體，本發明的方法能夠很好地改善脫離保護膜應力分布的均勻性和可控性，極大地提高了脫離保護膜的平整度和尺寸穩定性。本發明的方法使得利用在硬性基板上製造薄膜太陽能電池的工藝和設備，來完成大面積柔性薄膜太陽能電池的製造能夠實現。
文檔編號H01L31/048GK102185023SQ201110081859
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月1日 優先權日2011年4月1日
發明者單洪青, 張超華, 徐穎, 施成營, 李沅民, 林朝暉 申請人:北京精誠鉑陽光電設備有限公司