專利名稱：基于光固化技術(shù)的薄膜太陽能電池封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜太陽能電池的封裝方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池發(fā)展至今，其已開發(fā)出了兩代產(chǎn)品，即第一代的單晶硅太陽能電池 和第二代多晶硅、非晶硅等太陽能電池。目前，學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界普遍認為太陽能電池的 發(fā)展已經(jīng)進入了第三代，即CIGS(CIS中摻入Ga)等化合物薄膜太陽能電池和薄膜Si系太 陽能電池。 薄膜太陽能電池具有制造成本較低的優(yōu)勢，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用，但其使用壽
命還有待進一步提高。為了確保正常工作和長使用壽命，太陽能電池的后續(xù)封裝是非常 重要的環(huán)節(jié)。如果封裝不能有效隔絕大氣中的水汽和氧氣的侵蝕，水汽的滲入將可能引 發(fā)太陽能電池板短路發(fā)生安全隱患，氧分子的侵蝕則會使太陽能電池板發(fā)電功率衰減。 目前，薄膜太陽能電池仍以背板玻璃或背板材料通過EVA膠膜在真空狀態(tài)下 熱層壓為主要封裝方式，其工藝繁瑣復雜，需要大型層壓機器及真空設(shè)備，需要高溫加 熱，不能在室溫下進行連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。 光固化技術(shù)具有固化速度快(因而生產(chǎn)效率高)、少污染、節(jié)能、固化產(chǎn)物性能 優(yōu)異等優(yōu)點，是一種環(huán)境友好的綠色技術(shù)，特別適合應(yīng)用于流水線生產(chǎn)模式。將光固化 技術(shù)運用到薄膜太陽能電池的封裝設(shè)計，可以極大程度地提高太陽能電池的封裝速度， 獲得高質(zhì)量的封裝產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于光固化技術(shù)的薄膜太陽能電池封裝方法。在制備有太陽 能電池芯片的前面板基材上，通過引入光固化技術(shù)實現(xiàn)，本發(fā)明提出與設(shè)計了由兩個光 固化功能層(光固化水氧阻隔層和光固化最外保護層)構(gòu)成的電池封裝結(jié)構(gòu)，來達到薄膜 太陽能電池的封裝保護目的。同時，本發(fā)明對可用于上述兩個光固化功能層的光固化材 料作了具體明確，確保電池封裝的可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 基于光固化技術(shù)的薄膜太陽能電池封裝方法，其特征在于首先在前面板基材 上制備太陽能電池芯片，再利用光固化技術(shù)在其上快速成型封裝材料層，其中所述封裝 材料層包括一個光固化水氧阻隔層和一個具有良好耐候性能的光固化最外保護層，封裝 順序是先在制備有太陽能電池芯片的前面板基材上光固化水氧阻隔層，再在光固化水 氧阻隔層上光固化最外保護層，以前面板基材、太陽能電池芯片、光固化水氧阻隔層、 光固化最外保護層的疊層順序完成太陽能電池的封裝加工。 其中所述光固化技術(shù)包括利用光(紫外或可見光)或電子束為能源，引發(fā)具有化 學反應(yīng)活性的液態(tài)物質(zhì)快速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的技術(shù)。 其中所述的太陽能電池芯片是在前面板基材上制 的薄膜太陽能電池芯片。
其中所述的薄膜太陽能電池包括非晶硅薄膜太陽能電池，微(多)晶硅薄膜太陽 能電池，銅銦硒薄膜太陽能電池，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，碲化鎘薄膜太陽能電池， 染料敏化薄膜太陽能電池，有機薄膜太陽能電池。 其中所述前面板基材可以是硬質(zhì)，如玻璃板硬質(zhì)材料，或者軟質(zhì)材料，如金屬 膜和/或片材或者合適的塑料材料，如聚酯，優(yōu)選鋼化玻璃。 上述電池封裝材料層由一個光固化水氧阻隔層和一個具有良好耐候性的光固化 最外保護層組成。 其中所述光固化水氧阻隔層是由一種其固化膜水蒸汽透過率優(yōu)選《lg/m2.day和 氧氣透過率優(yōu)選《lcc/m2.day(更優(yōu)選的是水蒸汽透過率優(yōu)選《0.01g/m2.day和氧氣透過率 優(yōu)選《0.01cc/m day)的光固化材料通過光固化技術(shù)制成。其中所述光固化材料是一種 光固化膠水，或稱UV膠，其在25t:下測量的粘度優(yōu)選為100-15000mPa.s，更優(yōu)選的是 100-10000mPa.s，最優(yōu)選的是100-6000Pa.s。 其中所述光固化水氧阻隔層的厚度優(yōu)選在100-1500 ii m，更優(yōu)選在 200-1200 iim，最優(yōu)選的在400-700 iim。 其中所述光固化最外保護層是由一種其固化膜硬度優(yōu)選3H(更優(yōu)選3H，最優(yōu)
選MH)并具有良好耐候性能、抗劃傷性能、耐磨性能及耐潮濕的光固化材料通過光固化
技術(shù)制成。其中所述光固化材料是一種光固化涂料，或稱UV涂料，其在25t:下測量的
粘度優(yōu)選在l-2000mPa.s，更優(yōu)選在l-500mPa.s，最優(yōu)選在l-100mPa.s。 其中所述光固化最外保護層的厚度優(yōu)選在5-100 iim，更優(yōu)選在10-50 ii m，最優(yōu)
選的在15-30 iim。 本發(fā)明優(yōu)點 1、本發(fā)明克服傳統(tǒng)封裝方法生產(chǎn)效率低、費時、高能耗的缺點。
2、本發(fā)明極大程度地提高太陽能電池的封裝速度，獲得高質(zhì)量的封裝產(chǎn)品。
3、本發(fā)明的光固化雙層封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠有效確保電池封裝的可靠性。
4、本發(fā)明不需要高能耗且昂貴的傳統(tǒng)封裝設(shè)備，同時極大地提高了電池生產(chǎn)效 率，可以有效的降低太陽能電池的生產(chǎn)成本。 5、本發(fā)明所使用的光固化技術(shù)是綠色技術(shù)，符合節(jié)能環(huán)保要求。


圖1為本發(fā)明薄膜太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本發(fā)明具體實施例中非晶硅薄膜太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本發(fā)明具體實施例中所述非晶硅薄膜太陽能電池的封裝工藝。
圖l標號表示為1，光固化最外保護層；2，光固化水氧阻隔層；3，前面板基
材；4，薄膜太陽能電池芯片。 圖2標號表示為5，光固化最外保護層；6，光固化水氧阻隔層；7，鋼化玻璃 板；8，非晶硅薄膜太陽能電池芯片。 圖3標號表示為9a、 9b、 9c、 9d、 9e、 9f，經(jīng)過封裝工藝各階段的非晶硅薄 膜太陽能電池；10、 11、 12、 13、 14、 15，傳輸帶；16，電池封裝模塊；17，涂膠室；
18， UV固化箱；19，噴涂室；20， UV固化箱；21， UV膠；22， UV涂料；23，幕涂機；24，噴涂機；25， 250W高壓汞燈；26， IOOOW高壓汞燈。
具體實施例方式
以下將通過具體實施例對本發(fā)明作描述，實施例僅用于對本發(fā)明作進一步說 明，不限制本發(fā)明的保護范圍。 1、首先在鋼化玻璃基板上制備好非晶硅薄膜太陽能電池芯片，通過傳輸帶輸送 至電池封裝模塊。 2、選擇一種25t:粘度為5000mPa.s，固化膜水汽透過率《lg/m2.day和氧氣透 過率《lcc/m2.day的UV膠，在涂膠室中通過幕涂機，在太陽能電池板上涂覆一層厚度為 175 ii m的光固化水氧阻隔層。 3、通過傳輸帶輸送至安裝有250W高壓汞燈的UV固化箱進行曝光固化，固化 時間為25s，通過輸送帶輸送至噴涂室。 4、選擇一種25t:粘度為25mPa.s，固化膜硬度3H，并具有良好耐候性能、抗 劃傷性能、耐磨性能及耐潮濕的UV涂料，在噴涂室中通過噴涂機，在光固化水氧阻隔層 上進行噴涂，形成一層光固化最外保護層，涂層厚度為25ym。 5、通過傳輸帶輸送至安裝有1000W高壓汞燈的UV固化箱進行曝光固化，固化 時間為5s，完成電池的封裝工藝加工。
權(quán)利要求
基于光固化技術(shù)的薄膜太陽能電池封裝方法，其特征在于首先在前面板基材上制備太陽能電池芯片，再利用光固化技術(shù)在其上快速成型封裝材料層，其中所述封裝材料層包括一個光固化水氧阻隔層和一個具有良好耐候性能的光固化最外保護層，封裝順序是先在制備有太陽能電池芯片的前面板基材上光固化水氧阻隔層，再在光固化水氧阻隔層上光固化最外保護層，以前面板基材、太陽能電池芯片、光固化水氧阻隔層、光固化最外保護層的疊層順序完成太陽能電池的封裝加工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述光固化技術(shù)包括利用光(紫外或可見光)或電子 束為能源，引發(fā)具有化學反應(yīng)活性的液態(tài)物質(zhì)快速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的技術(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的太陽能電池芯片是在前面板基材上制備的薄膜 太陽能電池芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和3，其中所述的薄膜太陽能電池包括非晶硅薄膜太陽能電池，微 (多)晶硅薄膜太陽能電池，銅銦硒薄膜太陽能電池，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，碲化鎘 薄膜太陽能電池，染料敏化薄膜太陽能電池，有機薄膜太陽能電池。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1和3，其中所述前面板基材可以是硬質(zhì)，如玻璃板硬質(zhì)材料，或者 軟質(zhì)材料，如金屬膜和/或片材或者合適的塑料材料，如聚酯，優(yōu)選鋼化玻璃。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，上述電池封裝材料層由一個光固化水氧阻隔層和一個具有 良好耐候性的光固化最外保護層組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1和6，其中所述光固化水氧阻隔層是由一種其固化膜水蒸汽透過 率優(yōu)選《lg/m2.day和氧氣透過率優(yōu)選《lcc/m2.day(更優(yōu)選的是水蒸汽透過率優(yōu)選《0.01g/ m2.day和氧氣透過率優(yōu)選《0.01CC/m2.day)的光固化材料通過光固化技術(shù)制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7，其中所述光固化材料是一種光固化膠水，或稱UV膠，其在 25t:下測量的粘度優(yōu)選為100-15000mPa.s，更優(yōu)選的是100-10000mPa.s，最優(yōu)選的是 100-6000Pa.s。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1， 6和7，其中所述光固化水氧阻隔層的厚度優(yōu)選在100-1500 iim， 更優(yōu)選在200-1200 ii m，最優(yōu)選的在400-700 y m。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1和6，其中所述光固化最外保護層是由一種其固化膜硬度優(yōu)選 2H(更優(yōu)選^3H，最優(yōu)選MH)并具有良好耐候性能、抗劃傷性能、耐磨性能及耐潮濕的 光固化材料通過光固化技術(shù)制成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求lO，其中所述光固化材料是一種光固化涂料，或稱UV涂料，其在 25"C下測量的粘度優(yōu)選在l-2000mPa.s，更優(yōu)選在l-500mPa.s，最優(yōu)選在l-100mPa.s。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1， 6和10，其中所述光固化最外保護層的厚度優(yōu)選在5-100 iim， 更優(yōu)選在10-50 ii m，最優(yōu)選的在15-30 y m。
全文摘要
基于光固化技術(shù)的薄膜太陽能電池封裝方法本發(fā)明屬于一種薄膜太陽能電池的封裝方法，首先在前面板基材上制備太陽能電池芯片，再利用光固化技術(shù)在其上快速成型封裝材料，其中所述封裝材料包含一個光固化水氧阻隔層(其水蒸汽透過率優(yōu)選≤1g/m2.day，氧氣透過率優(yōu)選≤1cc/m2.day)和一個具有良好耐候性能的光固化最外保護層(其作用是抗劃傷，耐磨，耐潮濕，硬度優(yōu)選≥2H)，封裝順序是先在制備有太陽能電池芯片的前面板基材上光固化水氧阻隔層，再在光固化水氧阻隔層上光固化最外保護層，以前面板基材、太陽能電池芯片、光固化水氧阻隔層、光固化最外保護層的疊層順序完成太陽能電池的封裝加工，本發(fā)明能夠極大的提高太陽能電池的封裝速度，封裝工藝性好，產(chǎn)品成品率高、一致性好。
文檔編號H01L51/42GK101692471SQ20091006034
公開日2010年4月7日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者朱宗文 申請人:朱宗文