專利名稱：太陽能發(fā)電儲電集成器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，涉及光伏發(fā)電和能量儲存與釋放，特別是涉及一種太陽能發(fā)電儲電集成器件。
背景技術(shù)：
隨著通訊、電子設(shè)備、汽車工業(yè)和空間技術(shù)等方面迅速發(fā)展，國際能源緊缺問題已經(jīng)日益突出，各國都在加緊對新能源的開發(fā)和研究。太陽能憑借其可再生性、豐富性、無污染等優(yōu)點，在替代傳統(tǒng)能源的進(jìn)程中扮演著重要角色。薄膜太陽能電池是一種采用薄膜光伏材料為光吸收層的太陽能電池，具有材料消耗少、制造溫度低、能量償還周期短等優(yōu)勢，得到了產(chǎn)業(yè)界和科研領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。按照薄膜光伏材料的不同可以分為硅基薄膜太陽能 電池、碲化鎘太陽能電池、銅基化合物太陽能電池、染料敏化太陽能電池和有機太陽能電池
坐寸ο太陽能具有非持續(xù)性和不穩(wěn)定性的特點，因此太陽能發(fā)電系統(tǒng)常需要有配套的儲能裝置將電能存儲起來，從而保證發(fā)電、供電的連續(xù)性、穩(wěn)定性和可控性。傳統(tǒng)的光伏電站常由相對獨立的大容量儲能裝置與之配套，包括化學(xué)電池或物理電池，直流/交流轉(zhuǎn)換器，逆變器等。子系統(tǒng)之間的連接常會引入更多的無謂損耗，而每個子系統(tǒng)的連接都會對系統(tǒng)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，信號噪聲以及機械強度產(chǎn)生影響，從而降低了太陽能利用效率和系統(tǒng)可靠性，同時分離式的設(shè)計還增加了系統(tǒng)的重量和占用的空間。因此，設(shè)計合適的太陽能發(fā)電儲電集成結(jié)構(gòu)是薄膜太陽能電池發(fā)電的重要趨勢。專利US4，740，431公開了兩種采用薄膜技術(shù)沉積的光伏/儲能集成器件，一種是在透明絕緣基底從下至上依次沉積薄膜光伏電池和薄膜儲能電池，另一種在導(dǎo)電非透明基底上背靠背沉積薄膜光伏電池和薄膜儲能電池。但是為達(dá)到提高電壓的目的，此專利對多個集成器件通過外接導(dǎo)線以及沉積層之間上下層的懸空連接進(jìn)行了串聯(lián)，從而增加了制備的難度，導(dǎo)致成本增加，同時由于此專利中的薄膜儲能電池是用薄膜沉積技術(shù)形成，因此薄膜儲能電池的種類受限。導(dǎo)電散熱體系的設(shè)計也是光伏/儲能集成結(jié)構(gòu)的重點之一。專利US2007/0277876 Al發(fā)明了一種頂層為薄膜太陽能電池，中層為導(dǎo)電導(dǎo)熱層，底層為儲能電池的四電極疊層集成裝置。并且采用陣列式分布的納米管或者納米線制成納米級導(dǎo)熱和導(dǎo)電路徑，盡量增大頂部光伏電池到底部的薄膜儲能電池的熱能和電能傳導(dǎo)面積，進(jìn)而減小集成器件的質(zhì)量和空間體積以及能量損耗。然而這種中層導(dǎo)電導(dǎo)熱層復(fù)雜的分布結(jié)構(gòu)雖然減小了能量損耗，但是微納級的導(dǎo)熱導(dǎo)電層增加了制備工藝的難度與器件成本，更重要的是盡量大的接觸面積體現(xiàn)了由四電極向三電極演化的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中薄膜儲能器件的種類受限、及制備難度大導(dǎo)致的成本增加的問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層為一金屬層，設(shè)有與其相連的引線；至少一個薄膜光伏器件，至少包括形成于所述共用電極層上的光吸收層、及形成于所述光吸收層上的第一電極層，其中，所述第一電極層為透明電極層；至少一個薄膜儲能器件，至少包括形成于所述共用電極層下表面的材料層、及形成于所述材料層下表面的第二電極層，其中，所述第二電極層為一集流體?？蛇x地，所述薄膜光伏器件的光吸收層為硅基光伏材料、碲化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒或銅鋅錫硫，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄 膜。可選地，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件包括共用電極層、由至少兩個所述薄膜光伏器件串聯(lián)的第一器件組、及一個薄膜儲能器件?？蛇x地，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件包括共用電極層、由至少兩個所述薄膜光伏器件串聯(lián)的第一器件組、及由至少兩個所述薄膜儲能器件串聯(lián)的第二器件組?？蛇x地，所述薄膜光伏器件的光吸收層為第一材料或第二材料，其中，所述第一材料為硅基光伏材料、碲化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒或銅鋅錫硫，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜；所述第二材料為有機染料?？蛇x地，所述第一器件組由位于其首端的第一類薄膜光伏器件以及與其串聯(lián)的至少一個第二類薄膜光伏器件組成，所述第一類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層上表面的第三電極層；所述第二類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層上的絕緣層、形成于所述絕緣層上的第三電極層，其中，所述第二類薄膜光伏器件的絕緣層相互連接?？蛇x地，所述第一器件組的光吸收層的材料為第一材料；所述第一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間具有電學(xué)隔離；所述第一器件組中薄膜光伏器件中的第一電極層形成于其光吸收層的上表面及一側(cè)面，位于該光吸收層側(cè)面的第一電極層與其相鄰的另一薄膜光伏器件上第三電極層連接以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，且所述第一器件組中位于其末端的第二類薄膜光伏器件的第一電極層上連接有引線?？蛇x地，所述第一器件組的光吸收層的材料為第二材料，所述第一器件組還包括形成于各第一電極層上表面的一透明襯底，所述第一器件組中薄膜光伏器件中的第一電極層與其相鄰的另一薄膜光伏器件上的第三電極層藉由填充有導(dǎo)電漿料的凹槽作為串聯(lián)電極，以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，且所述第一器件組中位于其末端的第二類薄膜光伏器件的第一電極層上連接有引線?？蛇x地，所述薄膜儲能器件至少包括鋰離子電池、鋰空氣電池、鋁電解電容器、電化學(xué)超級電容器、或聚合物薄膜電容器?？蛇x地，所述的薄膜儲能器件為儲存薄膜光伏器件能量的終端器件?？蛇x地，所述的薄膜儲能器件為薄膜光伏器件向終端器件傳輸能量的輔助器件。
可選地，所述的鋰離子電池、鋰空氣電池或電化學(xué)超級電容器中，所述材料層至少包括經(jīng)封裝的且填充有電解液的第一活性材料層、隔層、及第二活性材料層，其中，所述第一活性材料層形成于所述共用電極下表面且與所述共用電極極性相同，所述隔層形成于所述第一活性材料層下表面，所述第二活性材料層形成于所述隔層和所述第二電極層之間，且所述第二活性材料層的極性與所述第二電極層的極性相同，所述電解液至少包括水系電解液、有機電解液、離子液體電解液?？蛇x地，所述鋁電解電容器的材料層至少包括浸有電解液的電容器隔膜紙；所述聚合物薄膜電容器的材料層為塑料薄膜，至少包括聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯、或聚碳酸酯?？蛇x地，所述薄膜儲能器件下方還設(shè)有循環(huán)水冷裝置或風(fēng)冷裝置對所述太陽能發(fā)電儲電集成器件進(jìn)行降溫，以防止所述太陽能發(fā)電儲電集成器件受光照時溫度升高而降低性能?？蛇x地，所述共用電極層材料至少包括不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀、或鈦。 可選地，所述第二電極層為片狀、薄膜狀的集流體、及多孔結(jié)構(gòu)、或織物結(jié)構(gòu)的可負(fù)載活性電極材料的集流體，其中，所述多孔結(jié)構(gòu)至少包括網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、泡沫狀結(jié)構(gòu)，所述織物結(jié)構(gòu)至少包括編織物或紡織物?？蛇x地，所述第二電極層的材料至少包括導(dǎo)電物質(zhì)、及附有所述導(dǎo)電物質(zhì)的聚合物，其中，所述導(dǎo)電物質(zhì)為不銹鋼、招、銅、金、銀、鉬、鈕、鈦、鎳、或碳?？蛇x地，所述薄膜光伏器件的光吸收層為碲化鎘或者銅基化合物，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為正極。可選地，所述薄膜光伏器件的光吸收層為硅基光伏材料，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為負(fù)極?？蛇x地，所述薄膜光伏器件的光吸收層為聚合物薄膜或有機染料，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為正極或負(fù)極。如上所述，本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件，具有以下有益效果I)具有減少太陽能發(fā)電系統(tǒng)能量損耗、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性、提高太陽能利用效率的特點；2)擴大了太陽能發(fā)電儲電集成器件中薄膜儲能器件的適用范圍，以利于太陽能發(fā)電儲電集成器件對不同薄膜儲能器件的需求；3)三電極結(jié)構(gòu)的提出，降低制作工藝的難度，從而進(jìn)一步降低太陽能發(fā)電儲電集成器件的成本；4)適用于便攜式發(fā)電儲電器件的設(shè)計，有助于促進(jìn)新一代能源轉(zhuǎn)換與存儲技術(shù)的發(fā)展。


圖I顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件在實施例一中的示意圖。圖2顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件在實施例二中的示意圖。圖3顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件的充電電路示意圖。圖4顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件的放電電路示意圖。圖5顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件在實施例三中的示意圖。
圖6顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件在實施例四中的示意圖。圖7顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件在實施例五中的示意圖。圖8顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件在實施例六中的示意圖。圖9顯示為本發(fā)明的太陽能發(fā)電儲電集成器件在實施例七中的示意圖。元件標(biāo)號說明I共用電極層2薄膜光伏器件21第一電極層
22光吸收層22IN型非晶硅薄膜、P型銅銦鎵硒(CIGS)層薄膜、ZnO電子傳輸層222本征非晶硅薄膜、N型CdS窗口層、P3HT:PCBM有機活性層223P型非晶硅薄膜、本征ZnO高阻層、PEDOT: PSS空穴傳輸層23第三電極層24絕緣層25導(dǎo)電緩沖層26串聯(lián)電極27透明襯底28密封結(jié)構(gòu)3薄膜儲能器件31材料層311第一活性材料層312 隔層313第二活性材料層32第二電極層
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請參閱圖I至圖9。需要說明的是，以下具體實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。實施例一如圖I所示，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層I、一個薄膜光伏器件2、及一個薄膜儲能器件3，其中，具體地，在本實施例一中，所述薄膜光伏器件2為非晶硅薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為鋰離子電池。所述共用電極層I為一金屬層，且設(shè)有與其相連的引線(未標(biāo)注)，其中，所述共用電極層I的材料至少包括不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀或鈦，所述共用電極層I可為片狀或薄膜。具體地，在本實施例一中，所述共用電極層I為片狀不銹鋼。所述薄膜光伏器件2至少包括形成于所述共用電極層I上表面的光吸收層22、及形成于所述光吸收層22上的第一電極層21，且所述第一電極層21為透明電極層。所述薄膜光伏器件的光吸收層為娃基光伏材料、締化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒(CIGS)或銅鋅錫硫(CZTS)，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜。所述第一電極層21為透明電極層；所述第一電極層21的厚度范圍是8(T3000nm;所述透明電極層的材料至少包括碳納米材料、金屬納米材料、或透明導(dǎo)電氧化物，其中，所述碳納米材料至少包括石墨烯、碳納米管，所述金屬納米材料至少包括納米銀，所述透明導(dǎo)電氧化物至少包括ZnO> SnO2、及In2O3中的任意一種或任意一種的摻雜衍生物，即所述摻雜衍生物為ZnO的摻雜衍生物、SnO2的摻雜衍生物、或In2O3的摻雜衍生物，例如，摻銦氧化錫(ΙΤ0)、摻氟氧化錫(FTO )、摻銻氧化錫(ΑΤ0 )、或摻硼氧化鋅(BZO )。
需要說明的是，所述薄膜光伏器件I還包括位于所述的共用電極層I與光吸收層22之間的導(dǎo)電緩沖層25，且所述導(dǎo)電緩沖層25為透明導(dǎo)電氧化物(TransparentConductive Oxide, TC0)或金屬，所述導(dǎo)電緩沖層25的厚度范圍是10 800nm。其中，所述透明導(dǎo)電氧化物至少包括ZnO、SnO2、及In2O3中的任意一種或任意一種的摻雜衍生物，即所述摻雜衍生物為ZnO的摻雜衍生物、SnO2的摻雜衍生物、或In2O3的摻雜衍生物，例如，摻銦氧化錫(ΙΤ0)、摻氟氧化錫(FT0)、摻銻氧化錫(ΑΤ0)、或摻硼氧化鋅(BZO);所述金屬至少包括鑰或鑰鉭合金。當(dāng)光吸收層22中已包含具有導(dǎo)電緩沖層作用(防止金屬擴散至光吸收層22中)的層、或者在所述光吸收層材料中金屬不易發(fā)生擴散時，則不需要形成于所述共用電極層I與光吸收層22之間的導(dǎo)電緩沖層25。具體地，如圖I所示，在本實施例一中，所述薄膜光伏器件2的光吸收層22的光伏材料為非晶硅，即所述薄膜光伏器件2為非晶硅薄膜太陽能電池，則所述光吸收層22至少包括厚度為l(T30nm的N型非晶硅薄膜221、厚度為5(T500nm (優(yōu)選厚度為300nm)的本征非晶硅薄膜222、厚度為l(T30nm的P型非晶硅薄膜223 ;所述第一電極層21為厚度范圍是8(T3000nm的摻銦氧化錫(ΙΤ0)。另外，在非晶硅中金屬比較容易發(fā)生擴散，且所述光吸收層22中并無發(fā)揮導(dǎo)電緩沖層25作用(防止金屬擴散至光吸收層22中)的層，因此所述薄膜光伏器件2 (非晶硅薄膜太陽能電池)必須包括形成于所述共用電極層I與光吸收層22之間的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)導(dǎo)電緩沖層25，所述導(dǎo)電緩沖層25為厚度是30nm的摻硼氧化鋅(ΒΖ0)。所述薄膜儲能器件3至少包括形成于所述共用電極層I下表面的材料層31、及形成于所述材料層31下表面的第二電極層32。其中，所述第二電極層32為一片狀、薄膜狀的集流體、及多孔結(jié)構(gòu)或織物結(jié)構(gòu)的可負(fù)載活性電極材料的集流體，其中，所述多孔結(jié)構(gòu)至少包括網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、泡沫狀結(jié)構(gòu)，所述織物結(jié)構(gòu)至少包括編織物或紡織物；同時，所述第二電極層的材料至少包括導(dǎo)電物質(zhì)、及附有所述導(dǎo)電物質(zhì)的聚合物，其中，所述導(dǎo)電物質(zhì)為不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀、鈦、鎳、或碳。換言之，所述第二電極層為多孔結(jié)構(gòu)或織物結(jié)構(gòu)的可負(fù)載活性電極材料的集流體時，至少包括多孔結(jié)構(gòu)或織物結(jié)構(gòu)的所述導(dǎo)電物質(zhì)(不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀、鈦、鎳、或碳)的集流體(例如鎳網(wǎng)、鈦網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)、銅網(wǎng)、泡沫鎳、碳布、或碳紙)、及多孔結(jié)構(gòu)或織物結(jié)構(gòu)的可負(fù)載活性電極材料(即所述附有導(dǎo)電物質(zhì))的集流體(例如附有所述導(dǎo)電物質(zhì)的海綿、紡織品或編織品)、及附有所述導(dǎo)電物質(zhì)的聚合物的集流體。需要指出的是，所述薄膜儲能器件3的種類至少包括鋰離子電池、鋰空氣電池、鋁電解電容器、電化學(xué)超級電容器、或聚合物薄膜電容器。本發(fā)明太陽能發(fā)電儲電集成器件是通過共用電極層I結(jié)合所述薄膜光伏器件2和薄膜儲能器件3的，應(yīng)用成熟的制作薄膜光伏器件2及薄膜儲能器件3的相關(guān)工藝，且考慮到薄膜儲能器件3需在非高溫情況下制作，因此，先以所述共用電極層I為襯底并在其上表面制作所述薄膜光伏器件2之后，再以所述共用電極層I作為薄膜儲能器件3的集流體電極層，并在其下表面制作所述薄膜儲能器件3。由于對所述薄膜儲能器件3的具體種類的制作工藝未加限制，從而保證本發(fā)明太陽能發(fā)電儲電集成器件的所述薄膜儲能器件3的種類得以擴大范圍，即至少包括鋰離子電池、鋰空氣電池、鋁電解電容器、電化學(xué)超級電容器、或聚合物薄膜電容器。在所述的鋰離子電池、鋰空氣電池或電化學(xué)超級電容器中，所述材料層31至少包括經(jīng)封裝的且填充有電解液的第一活性材料層311、隔層312、及第二活性材料層313。其 中，所述電解液至少包括水系電解液、有機系電解液、離子液體系電解液；所述材料層31的隔層312形成于所述第一活性材料層311下表面，所述隔層312的材料至少包括聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP);所述第一活性材料層311形成于所述共用電極I下表面且與所述共用電極極性相同，所述隔層312形成于所述第一活性材料層311下表面，所述第二活性材料層313形成于所述隔層312和所述第二電極層32之間，且所述第二活性材料層313的極性與所述第二電極層32的極性相同。對于所述鋁電解電容器而言，其材料層31包括浸有電解液的電容器隔膜，所述電解液至少包括有機系液態(tài)電解液；所述聚合物薄膜電容器的材料層31為塑料薄膜，至少包括聚乙酷、聚丙纟布、聚本乙纟布、或聚碳酸酷。需要特別指出的是，所述薄膜儲能器件3中，所述的鋰離子電池、鋰空氣電池及電化學(xué)超級電容器的電壓窗口(給所述薄膜儲能器件3充電的上限電壓)取決于其薄膜儲能器件3的電解液和第二電極層32材料，所述電壓窗口的范圍在O. 5^4. 5V ;所述的鋁電解電容器及聚合物薄膜電容器的電壓窗口取決于各該薄膜儲能器件的材料層31，所述電壓窗口的范圍為幾伏至上千伏。需要進(jìn)一步指出的是，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件第一電極層21、共用電極層I、及第二電極層32的電極極性判斷是按如下順序進(jìn)行的由于目前制作薄膜光伏器件2的工藝很成熟，則本發(fā)明中薄膜光伏器件2的第一電極層及共用電極層的極性比較固定，因此，根據(jù)所述薄膜光伏器件2第一電極層21的電極極性，選擇與其電極極性相對的位于其下的共用電極層I的電極極性，例如，當(dāng)所述第一電極層21的電極極性為正極時，則所述共用電極層I的電極極性為負(fù)極；再根據(jù)所述共用電極層I的極性選擇與其電極極性相對的位于所述共用電極層I下的薄膜儲能器件3的第二電極層32的電極極性，例如，當(dāng)共用電極層I的電極極性為負(fù)極時，第二電極層32的電極極性為正極，以保正共用電極層I的極性與所述薄膜光伏器件2及薄膜儲能器件3的一致性。下面具體介紹本發(fā)明所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的第一電極層21、共用電極層I、及第二電極層32的電極極性I)所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為硅基光伏材料，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性為負(fù)極；2)所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為碲化鎘(CdTe)或者銅基化合物(如銅銦鎵硒(CIGS)或銅鋅錫硫(CZTS)等)，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性為正極；3)所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為聚合物薄膜或有機染料，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性根據(jù)所述薄膜光伏器件2的制備工藝而改變，可為正極或者負(fù)極具體地，所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為有機染料，所述第一電極層I作為所述薄膜光伏器件2入射窗口時，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性為正極，所述薄膜光伏器件2入射窗口為與所述第一電極層I相對的薄膜光伏器件3的背面進(jìn)行入射時，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為負(fù)極；所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為聚合物薄膜，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件共用電極層I的極性根據(jù)所述薄膜光伏器件2中光吸收層22中的電子傳輸層和空穴傳輸層的相對位置確定，當(dāng)電子傳輸層作為所述薄膜光伏器件2入射窗口時，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性為正極，當(dāng)空穴傳輸層作為所述薄膜光伏器件2入射窗口時，所述太陽能發(fā)電 儲電集成器件的共用電極層I的極性為負(fù)極。需要說明的是，所述的薄膜儲能器件3可以為儲存薄膜光伏器件2能量的終端器件，也可以為所述薄膜光伏器件2向終端器件傳輸能量的輔助器件。當(dāng)所述薄膜儲能器件3為輔助器件時，避免所述的終端器件接收來自薄膜光伏器件2的尖峰電流以及負(fù)載來自薄膜光伏器件2的尖峰電能的沖擊，從而達(dá)到提高所述終端器件的壽命的目的。需要進(jìn)一步說明的是，所述薄膜儲能器件3下方還設(shè)有循環(huán)水冷裝置或風(fēng)冷裝置對所述太陽能發(fā)電儲電集成器件進(jìn)行降溫，以防止所述太陽能發(fā)電儲電集成器件受光照時溫度升高而降低性能。具體地，本實施例一中，所述薄膜儲能器件3為磷酸鐵鋰鋰離子電池，所述材料層31由經(jīng)封裝的且填充有電解液的第一活性材料層311、隔層312及第二活性材料層313組成。所述材料層31的第一活性材料層311形成于所述共用電極I下表面且與所述共用電極極性相同(均為負(fù)極)，即所述第一活性材料層311為負(fù)極材料，具體為石墨、導(dǎo)電劑、粘接齊U、及NMP (N-甲基卩比咯燒酮，N-methyl-2-pyrrolidone)按一定比例形成的混合物,例如石墨導(dǎo)電劑粘接劑=8:1:1 (質(zhì)量比)，NMP適量。所述第一活性材料層311的厚度約為O. Imm ;形成于所述第一活性材料層311下表面的所述隔層31為聚丙烯(PP);所述材料層31的第二活性材料層313形成于所述隔層312和所述第二電極層32之間，且所述第二活性材料層313的極性與所述第二電極層32的極性相同(均為正極)，即所述第二活性材料層313為正極材料，具體為磷酸鐵鋰LiFeP04/C、導(dǎo)電劑、粘接劑、及NMP按一定比例形成的混合物，例如磷酸鐵鋰LiFeP04/C :導(dǎo)電劑粘接劑=8:1:1 (質(zhì)量比)，NMP適量；所述材料層31中填充的電解液為有機電解液；所述第二電極層32為鋁網(wǎng)。進(jìn)一步，本實施例一中的所述薄膜儲能器件3為所述薄膜光伏器件2向終端器件(如圖3及圖4中的外電路用電器5)傳輸能量的輔助器件，以避免所述的終端器件接收來自薄膜光伏器件2的尖峰電流以及負(fù)載來自薄膜光伏器件2的尖峰電能的沖擊，從而提高所述終端器件的壽命；所述薄膜儲能器件3下方還設(shè)有風(fēng)冷裝置(未圖示)對所述太陽能發(fā)電儲電集成器件進(jìn)行降溫，以防止所述太陽能發(fā)電儲電集成器件受光照時溫度升高而降低性能。需要指出的是，本發(fā)明太陽能發(fā)電儲電集成器件中，形成于所述共用電極層上表面的所述薄膜光伏器件、與形成于所述共用電極層下表面的所述薄膜儲能器件的種類搭配并不受限制。例如，本實施例一中的非晶硅薄膜太陽能電池(薄膜光伏器件)不僅可以與所述磷酸鐵鋰鋰離子電池(薄膜儲能器件)搭配以形成具有共用電極層的太陽能發(fā)電儲電集成器件，在其他實施例中，非晶硅薄膜太陽能電池(薄膜光伏器件)還可以與鋰空氣電池、電化學(xué)超級電容器、鋁電解電容器、或聚合物薄膜電容器進(jìn)行搭配，且共用電極層的材料不受限制，但所述薄膜儲能器件為鋁電解電容器時除外。具體地，在鋁電解電容器中，所述共用電極層應(yīng)當(dāng)為鋁，不用其他材料替換，即鋁電解電容器中，當(dāng)用金屬鋁作為共用電極層時，可直接將所述共用電極層用作鋁電解電容的陰極，而鋁電解電容的陽極(第二電極層)也需采用鋁；進(jìn)一步，所述鋁電解電容器還包括形成于共用電極層下表面或形成于第二電極層上表面的氧化鋁層；同時，所述鋁電解電容 器的材料層包括浸有電解液的電容器隔膜，所述電解液至少包括有機系液態(tài)電解液，其中，所述材料層位于所述共用電極層及第二電極層之間，且所述氧化鋁層位于共用電極層與材料層之間、或所述氧化鋁層位于第二電極層與材料層之間。為了更好的理解本發(fā)明太陽能發(fā)電儲電集成器件的結(jié)構(gòu)，以下介紹太陽能發(fā)電儲電集成器件的充電放電過程請參閱圖3至圖4，所述薄膜光伏器件2的第一電極層21通過二極管4及第一開關(guān)Kl連接于所述薄膜儲能器件3的第二電極層32，所述共用電極層I通過第二開關(guān)K2及外電路用電器5連接于所述薄膜儲能器件3的第二電極層32，其中，所述的二極管4為了防止薄膜儲能器件3對薄膜光伏器件2產(chǎn)生自放電現(xiàn)象。閉合所述第一開關(guān)Kl且斷開所述第二開關(guān)K2時，則所述太陽能發(fā)電儲電集成器件中的所述薄膜光伏器件對所述薄膜儲能器件充電；斷開所述第一開關(guān)Kl且閉合所述第二開關(guān)K2時，則所述太陽能發(fā)電儲電集成器件放電；同時閉合所述的第一開關(guān)Kl和第二開關(guān)K2時，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件實現(xiàn)邊充電邊放電。本實施例一太陽能發(fā)電儲電集成器件，具有減少太陽能發(fā)電系統(tǒng)能量損耗、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性、提高太陽能利用效率的特點；擴大了太陽能發(fā)電儲電集成器件中薄膜儲能器件的適用范圍，以利于太陽能發(fā)電儲電集成器件對不同薄膜儲能器件的需求；三電極結(jié)構(gòu)的提出，降低制作工藝的難度，從而進(jìn)一步降低太陽能發(fā)電儲電集成器件的成本；適用于便攜式發(fā)電儲電器件的設(shè)計，有助于促進(jìn)新一代能源轉(zhuǎn)換與存儲技術(shù)的發(fā)展。所述薄膜光伏器件2的輸出電壓需要與所述薄膜儲能器件3電壓窗口(給所述薄膜儲能器件3充電的上限電壓)相匹配。一個所述薄膜光伏器件2的輸出電壓范圍是O. 6^0. 8V。由于一個所述薄膜儲能器件3的電壓窗口(給所述薄膜儲能器件3充電的上限電壓)的范圍在O. 5^4. 5V或幾伏至上千伏，因此，當(dāng)一個所述薄膜光伏器件2不能滿足一個所述薄膜儲能器件3的最低電壓窗口時，需要對所述薄膜光伏器件2進(jìn)行串聯(lián)形成第一器件組，且通過調(diào)整所述第一器件組中的薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述第一器件組的輸出電壓與一個所述薄膜儲能器件3電壓窗口相匹配。具體請參閱實施例二。實施例二實施例二與實施例一的基本結(jié)構(gòu)類似，不同之處在于，實施例一中薄膜光伏器件2為一個薄膜光伏器件2，本實施例二中則為至少兩個薄膜光伏器件2經(jīng)串聯(lián)形成的第一器件組。本實施例二中具體闡述相關(guān)的不同之處，即所述薄膜光伏器件2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其余與實施例一中相同的內(nèi)容不做--贅述。如圖2所示，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層I、經(jīng)串聯(lián)的至少兩個薄膜光伏器件2形成第一器件組、及一個薄膜儲能器件3，其中，具體地，在本實施例二中，所述薄膜光伏器件2為非晶硅薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為鋰離子電池。如圖2所示，所述共用電極層I請參閱實施例一的相關(guān)描述。所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為第一材料或第二材料，其中，所述第一材料為硅基光伏材料、碲化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒(CIGS)或銅鋅錫硫(CZTS)，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜；所述第二材料為有機染料。 復(fù)請參閱圖2，所述第一器件組至少包括經(jīng)串聯(lián)的兩個薄膜光伏器件2，其中，根據(jù)具體需要，通過調(diào)整所述第一器件組中的薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述第一器件組的輸出電壓與一個所述薄膜儲能器件3的電壓窗口相匹配。具體地，在本實施例二中，所述第一器件組由4個所述薄膜光伏器件2組成的，具體單個薄膜光伏器件2的具體結(jié)構(gòu)請參閱實施例一，在此不作一一贅述。進(jìn)一步，所述第一器件組由位于其首端的第一類薄膜光伏器件以及與其串聯(lián)的至少一個第二類薄膜光伏器件組成，在如實施例一所述的一個薄膜光伏器件2基礎(chǔ)上，所述第一類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層I上表面的第三電極層23，所述第二類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層上的絕緣層24、形成于所述絕緣層24上的第三電極層23。其中，所述第三電極層23的材料至少包括不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀、鈦或鑰，且除所述薄膜光伏器件2為染料敏化太陽能電池(光吸收層為有機染料)以外，所述薄膜光伏器件2的第三電極層23均可以與所述共用電極層I的材料相同；所述絕緣層24的厚度范圍為廣50 μ m,至少包括聚酰亞胺(PI )，且所述第二類薄膜光伏器件的絕緣層24相互連接，以防止所述第一器件組中的各該薄膜光伏器件2短路。具體地，在本實施例二中，所述第三電極層23為鋁，位于首端(圖2中的首端為左端)的一個薄膜光伏器件2形成第一類薄膜光伏器件(如圖2中2A虛線區(qū)域所示)，其余與其串聯(lián)的3個薄膜光伏器件2形成第二類薄膜光伏器件(如圖2中2B虛線區(qū)域所示)，但并不局限于此，第一類薄膜光伏器件也可形成于所述第一器件組的右端(未圖示)。所述第一器件組的光吸收層22的材料為第一材料時，具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件中的相鄰的薄膜光伏器件2之間的電學(xué)隔離及電性連接具體如下所述第一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間具有電學(xué)隔離，其中，所述第一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間的電學(xué)隔離可為通過激光劃線或機械刻線等串聯(lián)技術(shù)形成的凹槽；所述第一器件組中薄膜光伏器件2中的第一電極層21形成于其光吸收層22的上表面及一側(cè)面，位于該光吸收層側(cè)面的第一電極層21與其相鄰的另一薄膜光伏器件2上第三電極層23連接以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，且所述第一器件組中位于其末端(與所述首段相對應(yīng)的所述第一器件組的另一端)的第二類薄膜光伏器件的第一電極層21上連接有引線(未圖示)。
具體地，在本實施例二中，所述第一器件組的光吸收層22的材料為第一材料中的非晶硅，即所述第一器件組由4個非晶硅薄膜太陽能電池(薄膜光伏器件2)組成的，相鄰的薄膜光伏器件2的第三電極23之間還設(shè)有部分所述光吸收層22，以使各該第三電極23之間除了位于其下的絕緣層24實現(xiàn)電學(xué)隔離之外進(jìn)一步實現(xiàn)電學(xué)隔離。所述需要說明的是，位于光吸收層22 —側(cè)面的所述第一電極層21為形成于各該薄膜光伏器件2的同一側(cè)，圖2中所示的第一電極層21均位于光吸收層22的上表面及右側(cè)面，且相鄰的薄膜光伏器件2中，位于左側(cè)的薄膜光伏器件2的第一電極層21與位于右側(cè)的薄膜光伏器件2的第三電極層23相連接以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。但并不局限于此圖2中所示的情況，在另一實施例中(未圖示)，第一電極層均位于光吸收層的左側(cè)面，且相鄰的薄膜光伏器件中，位于左側(cè)的薄膜光伏器件的第三電極層與位于右側(cè)的薄膜光伏器件的第一電極層相連接以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。所述第一器件組的光吸收層22的材料為第二材料時，具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件的具體情況，請參閱實施例七。 進(jìn)一步，若需擴大所述薄膜儲能器件3的電壓窗口范圍時，需對所述薄膜儲能器件3先進(jìn)行串聯(lián)形成第二器件組，再通過調(diào)整所述第一器件組中所述薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述的第一器件組的輸出電壓與第二器件組的電壓窗口相匹配，在此不一一贅述。具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件的充電放電過程請參閱實施例一的相關(guān)描述。實施例三實施例三與實施例一基本相同，均包括一個薄膜光伏器件2和一個薄膜儲能器件3，不同點是，在本實施例三中，所述薄膜光伏器件2為銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為電化學(xué)超級電容器。本實施例三中具體闡述相關(guān)的不同之處，其余與實施例一中相同的內(nèi)容不做--贅述。如圖5所示，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層I、一個薄膜光伏器件2、及一個薄膜儲能器件3，其中，具體地，在本實施例三中，所述薄膜光伏器件2為銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為電化學(xué)超級電容器。在本實施例三中所述共用電極層I為片狀鋁箔。所述薄膜光伏器件2至少包括形成于所述共用電極層I上表面的光吸收層22、及形成于所述光吸收層22上的第一電極層21，且所述第一電極層21為透明電極層。光吸收層22的光伏材料為銅銦鎵硒(CIGS)，即所述薄膜光伏器件2為銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池，則所述光吸收層22至少包括厚度為f 3 μ m的P型銅銦鎵硒(CIGS)層薄膜221、厚度約為50nm的N型CdS窗口層222、厚度為5(Tl00nm的本征ZnO高阻層223。所述第一電極層21為厚度范圍是30(T500nm的ZnO = Al (鋁摻雜的ZnO，為ZnO的摻雜衍生物)。需要說明的是，復(fù)請參閱圖5，在本實施例三中，對于銅銦鎵硒薄膜太陽能電池而言，還包括形成于所述共用電極層I上表面的厚度為10(T800nm的鑰或鑰鉭合金作為導(dǎo)電緩沖層25，且所述光吸收層22形成于所述導(dǎo)電緩沖層25上。所述薄膜儲能器件3為電化學(xué)超級電容器，至少包括形成于所述共用電極層I下表面的材料層31、及形成于所述材料層31下表面的第二電極層32。
所述材料層31由經(jīng)封裝的且填充有電解液的第一活性材料層311、隔層312及第二活性材料層313組成，所述材料層31的第一活性材料層311形成于所述共用電極I下表面且與所述共用電極極性相同(均為正極)，即所述第一活性材料層311為正極材料，具體為正極碳材料、導(dǎo)電劑、粘接劑、及NMP按一定比例形成的混合物，例如正極碳材料導(dǎo)電劑粘接劑=8:1:1 (質(zhì)量比)，NMP適量，所述第一活性材料層311的厚度約為O. 1mm；形成于所述第一活性材料層311下表面的所述隔層312的材料為聚乙烯(PE);所述材料層31的第二活性材料層313形成于所述隔層312和所述第二電極層32之間，且所述第二活性材料層313的極性與所述第二電極層32的極性相同(均為負(fù)極)，即所述第二活性材料層313為負(fù)極材料，具體為負(fù)極碳材料、導(dǎo)電劑、粘接劑、及NMP (N-甲基吡咯烷酮，N-methyl-2-pyrrolidone)按一定比例形成的混合物，例如負(fù)極碳材料導(dǎo)電劑粘接劑=8:1:1 (質(zhì)量比)，NMP適量，所述第二活性材料層313的厚度約為O. Imm ;所述材料層31中填充的電解液為離子液體系電解液；所述第二電極層32為鎳網(wǎng)。進(jìn)一步，本實施例三中的所述薄膜儲能器件3為所述薄膜光伏器件2向終端器件(如圖3及圖4中的外電路用電器5)傳輸能量的輔助器件，以避免所述的終端器件接收來 自薄膜光伏器件2的尖峰電流以及負(fù)載來自薄膜光伏器件2的尖峰電能的沖擊，從而提高所述終端器件的壽命；所述薄膜儲能器件3下方還設(shè)有循環(huán)水冷裝置(未圖示)對所述太陽能發(fā)電儲電集成器件進(jìn)行降溫，以防止所述太陽能發(fā)電儲電集成器件受光照時溫度升高而降低性能。需要說明的是，另一實施例的電化學(xué)超級電容器3中，當(dāng)所述材料層31中填充的電解液為水系電解液，且所述第二活性材料層313為碳材料或半導(dǎo)體氧化物時，所述電化學(xué)超級電容器3的電壓窗口為O. 5 1V，其中，所述碳材料包括碳納米管、石墨烯、或活性炭，所述半導(dǎo)體氧化物包括氧化釕、氧化錳、或氧化鎳。由于一個所述薄膜光伏器件2的輸出電壓范圍是O. 6^0. 8V，因此，一個所述薄膜光伏器件2可以滿足一個所述薄膜儲能器件3 (采用水系電解液的電化學(xué)超級電容器)的電壓窗口范圍，即一個所述薄膜儲能器件3 (采用水系電解液的電化學(xué)超級電容器)適合與一個薄膜光伏器件2搭配集成。需要進(jìn)一步說明的是，若一個所述薄膜光伏器件2不能滿足一個所述薄膜儲能器件3的最低電壓窗口時，需要對所述薄膜光伏器件2進(jìn)行串聯(lián)形成第一器件組，且通過調(diào)整所述第一器件組中的薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述第一器件組的輸出電壓與一個所述薄膜儲能器件3電壓窗口相匹配。具體請參閱實施例四。實施例四實施例四與實施例三的基本結(jié)構(gòu)類似，不同之處在于，實施例三中薄膜光伏器件2為一個薄膜光伏器件2，本實施例四中則為至少兩個薄膜光伏器件2經(jīng)串聯(lián)形成的第一器件組。本實施例四中具體闡述相關(guān)的不同之處，即所述薄膜光伏器件2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其余與實施例三中相同的內(nèi)容不做--贅述。如圖6所示，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層I、經(jīng)串聯(lián)的至少兩個薄膜光伏器件2形成第一器件組、及一個薄膜儲能器件3，其中，具體地，在本實施例四中，所述薄膜光伏器件2為銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為電化學(xué)超級電容器。如圖6所示,所述共用電極層I請參閱實施例三及實施例一的相關(guān)描述。
所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為第一材料或第二材料，其中，所述第一材料為硅基光伏材料、碲化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒(CIGS)或銅鋅錫硫(CZTS)，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜；所述第二材料為有機染料。復(fù)請參閱圖6，所述第一器件組至少包括經(jīng)串聯(lián)的兩個薄膜光伏器件2，其中，根據(jù)具體需要，通過調(diào)整所述第一器件組中的薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述第一器件組的輸出電壓與一個所述薄膜儲能器件3的電壓窗口相匹配。具體地，在本實施例四中，所述第一器件組由4個所述薄膜光伏器件2組成的，具體單個薄膜光伏器件2的具體結(jié)構(gòu)請參閱實施例三，在此不作一一贅述。進(jìn)一步，所述第一器件組由位于其首端的第一類薄膜光伏器件以及與其串聯(lián)的至少一個第二類薄膜光伏器件組成，在如實施例三所述的一個薄膜光伏器件2基礎(chǔ)上，所述第一類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層I上表面的第三電極層23，所述第二類 薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層上的絕緣層24、形成于所述絕緣層24上的第三電極層23，其中，所述第三電極層23的材料至少包括不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀、鈦或鑰，且除所述薄膜光伏器件2為染料敏化太陽能電池(光吸收層為有機染料)以外，所述薄膜光伏器件2的第三電極層23均可以與所述共用電極層I的材料相同；所述絕緣層24的厚度范圍為廣50 μ m,至少包括的聚酰亞胺(PI)，且所述第二類薄膜光伏器件的絕緣層24相互連接，以防止所述第一器件組中的各該薄膜光伏器件2短路。具體地，在本實施例四中，所述第三電極層23為鑰，位于首端(圖6中的首端為左端)的一個薄膜光伏器件2形成第一類薄膜光伏器件(如圖6中2A虛線區(qū)域所示)，其余與其串聯(lián)的3個薄膜光伏器件2形成第二類薄膜光伏器件(如圖6中2B虛線區(qū)域所示)，但并不局限于此，第一類薄膜光伏器件也可形成于所述第一器件組的右端(未圖示)。需要指出的是，在本實施例四中，如圖6所示，由于所述第三電極層23為鑰，起到了導(dǎo)電緩沖層25的作用，因此不再需要在所述第三電極層23上形成導(dǎo)電緩沖層25。但并不局限于所述第三電極才為鑰的情況，在其他實施例中(未圖示)，若所述第三電極層的材料不是鑰時，例如所述第三電極層為鈦時，所述第一器件組中的各該第三電極層與光吸收層之間還需要形成導(dǎo)電緩沖層，且所述導(dǎo)電緩沖層的材料為鑰或鑰鉭合金。所述第一器件組的光吸收層22的材料為第一材料時，具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件中的相鄰的薄膜光伏器件2之間的電學(xué)隔離及電性連接具體如下所述第一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間具有電學(xué)隔離，其中，所述第一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間的電學(xué)隔離可為通過激光劃線或機械刻線等串聯(lián)技術(shù)形成的凹槽；所述第一器件組中薄膜光伏器件2中的第一電極層21形成于其光吸收層22的上表面及一側(cè)面，位于該光吸收層側(cè)面的第一電極層21與其相鄰的另一薄膜光伏器件2上第三電極層23連接以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，且所述第一器件組中位于其末端(與所述首段相對應(yīng)的所述第一器件組的另一端)的第二類薄膜光伏器件的第一電極層21上連接有引線(未圖示)。具體地，在本實施例四中，所述第一器件組的光吸收層22的材料為第一材料中的銅銦鎵硒(CIGS)，即所述第一器件組由4個銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池(薄膜光伏器件2)組成的，相鄰的薄膜光伏器件2的第三電極23之間還設(shè)有部分所述光吸收層22，以使各該第三電極23之間除了位于其下的絕緣層24實現(xiàn)電學(xué)隔離之外進(jìn)一步實現(xiàn)電學(xué)隔離。
需要說明的是，位于光吸收層22 —側(cè)面的所述第一電極層21為形成于各該薄膜光伏器件2的同一側(cè)，圖6中所示的第一電極層21均位于光吸收層22的上表面及右側(cè)面，且相鄰的薄膜光伏器件2中，位于左側(cè)的薄膜光伏器件2的第一電極層21與位于右側(cè)的薄膜光伏器件2的第三電極層23相連接以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。但并不局限于此圖6中所示的情況，在另一實施例中(未圖示)，第一電極層均位于光吸收層的左側(cè)面，且相鄰的薄膜光伏器件中，位于左側(cè)的薄膜光伏器件的第三電極層與位于右側(cè)的薄膜光伏器件的第一電極層相連接以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。 所述第一器件組的光吸收層22的材料為第二材料時，具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件的具體情況，請參閱實施例七。進(jìn)一步，若需擴大所述薄膜儲能器件3的電壓窗口范圍時，需對所述薄膜儲能器件3先進(jìn)行串聯(lián)形成第二器件組，再通過調(diào)整所述第一器件組中所述薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述的第一器件組的輸出電壓與第二器件組的電壓窗口相匹配，在此不一一贅述。具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件的充電放電過程請參閱實施例一的相關(guān)描述。實施例五實施例五與實施例一和實施例三基本相同，均包括一個薄膜光伏器件2和一個薄膜儲能器件3，不同點是，在本實施例五中，所述薄膜光伏器件2為聚合物薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為聚合物薄膜電容器。本實施例五中具體闡述相關(guān)的不同之處，其余與實施例一和實施例三中相同的內(nèi)容不做--贅述。如圖7所示，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層I、一個薄膜光伏器件2、及一個薄膜儲能器件3，其中，具體地，在本實施例五中，所述薄膜光伏器件2為聚合物薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為聚合物薄膜電容器。在本實施例五中所述共用電極層I為鉬金屬薄膜。所述薄膜光伏器件2至少包括形成于所述共用電極層I上表面的光吸收層22、及形成于所述光吸收層22上的第一電極層21，且所述第一電極層21為透明電極層。光吸收層22的光伏材料為聚合物薄膜，即所述薄膜光伏器件2為聚合物薄膜太陽能電池，則所述光吸收層22至少包括ZnO電子傳輸層221、P3HT: PCBM有機活性層222、PEDOT: PSS空穴傳輸層223，優(yōu)選的，所述ZnO電子傳輸層221厚度為l(T50nm，所述P3HT:PCBM有機活性層222厚度為8(Tl00nm，所述PED0T:PSS空穴傳輸層223厚度為2(T50nm。所述第一電極層21為厚度范圍是8(T3000nm的摻銦氧化錫(ITO)(為SnO2的摻雜衍生物)薄膜，優(yōu)選厚度為300 500nmo需要說明的是，在所述聚合物薄膜太陽能電池中，導(dǎo)電緩沖層不是必須存在的，換言之，所述聚合物薄膜太陽能電池中可以不包括導(dǎo)電緩沖層，也可以包括透明導(dǎo)電氧化物(TC0)導(dǎo)電緩沖層，所述透明導(dǎo)電氧化物(TC0)導(dǎo)電緩沖層利于電荷復(fù)合速率的減小。在本實施例五中，所述聚合物薄膜太陽能電池中未包括導(dǎo)電緩沖層。所述薄膜儲能器件3為聚合物薄膜電容器，至少包括形成于所述共用電極層I下表面的材料層31、及形成于所述材料層31下表面的第二電極層32。所述材料層31為塑料薄膜，至少包括聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯、或聚碳酸酯。本實施例五中，所述材料層31為聚丙烯，優(yōu)選厚度為10(Γ 000μπι;所述第二電極層32為鉬金屬膜。其中，所述第一電極層21、共用電極層I、及第二電極層32的電極極性判斷如下所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為聚合物薄膜，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件共用電極層I的極性，根據(jù)所述薄膜光伏器件2中光吸收層22中的電子傳輸層221和空穴傳輸層223的相對位置確定。本實施例五中，所述空穴傳輸層223作為所述薄膜光伏器件2入射窗口，則所述第一電極層21為正極，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性為負(fù)極，從而，所述第二電極層32為正極。但并不局限與此，在另一實施例中，當(dāng)電子傳輸層221作為所述薄膜光伏器件2入射窗口時，則所述第一電極層21為負(fù)極，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性為正極，從而所述第二電極層32為負(fù)極。進(jìn)一步，本實施例五中的所述薄膜儲能器件3為所述薄膜光伏器件2向終端器件(如圖3及圖4中的外電路用電器5)傳輸能量的輔助器件，以避免所述的終端器件接收來自薄膜光伏器件2的尖峰電流以及負(fù)載來自薄膜光伏器件2的尖峰電能的沖擊，從而提高 所述終端器件的壽命；所述薄膜儲能器件3下方還設(shè)有循環(huán)水冷裝置(未圖示)對所述太陽能發(fā)電儲電集成器件進(jìn)行降溫，以防止所述太陽能發(fā)電儲電集成器件受光照時溫度升高而降低性能。需要進(jìn)一步說明的是，若一個所述薄膜光伏器件2不能滿足一個所述薄膜儲能器件3的最低電壓窗口時，需要對所述薄膜光伏器件2進(jìn)行串聯(lián)形成第一器件組，且通過調(diào)整所述第一器件組中的薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述第一器件組的輸出電壓與一個所述薄膜儲能器件3電壓窗口相匹配。具體請參閱實施例六。實施例六實施例六與實施例五的基本結(jié)構(gòu)類似，不同之處在于，實施例五中薄膜光伏器件2為一個薄膜光伏器件2，本實施例六中則為至少兩個薄膜光伏器件2經(jīng)串聯(lián)形成的第一器件組。本實施例六中具體闡述相關(guān)的不同之處，即所述薄膜光伏器件2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其余與實施例五中相同的內(nèi)容不做一一贅述。如圖8所示，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層I、經(jīng)串聯(lián)的至少兩個薄膜光伏器件2形成第一器件組、及一個薄膜儲能器件3，其中，具體地，在本實施例六中，所述薄膜光伏器件2為聚合物薄膜太陽能電池，所述薄膜儲能器件3為聚合物薄膜電容器。如圖8所示,所述共用電極層I請參閱實施例五及實施例一的相關(guān)描述。所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為第一材料或第二材料，其中，所述第一材料為硅基光伏材料、碲化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒(CIGS)或銅鋅錫硫(CZTS)，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜；所述第二材料為有機染料。復(fù)請參閱圖8，所述第一器件組至少包括經(jīng)串聯(lián)的兩個薄膜光伏器件2，其中，根據(jù)具體需要，通過調(diào)整所述第一器件組中的薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述第一器件組的輸出電壓與一個所述薄膜儲能器件3的電壓窗口相匹配。具體地，在本實施例六中，所述第一器件組由4個所述薄膜光伏器件2組成的，具體單個薄膜光伏器件2的具體結(jié)構(gòu)請參閱實施例五，在此不作一一贅述。進(jìn)一步，所述第一器件組由位于其首端的第一類薄膜光伏器件以及與其串聯(lián)的至少一個第二類薄膜光伏器件組成，在如實施例五所述的一個薄膜光伏器件2基礎(chǔ)上，所述第一類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層I上表面的第三電極層23，所述第二類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層上的絕緣層24、形成于所述絕緣層24上的第三電極層23，其中，所述第三電極層23的材料至少包括不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀、鈦或鑰，且除所述薄膜光伏器件2為染料敏化太陽能電池(光吸收層為有機染料)以外，所述薄膜光伏器件2的第三電極層23均可以與所述共用電極層I的材料相同；所述絕緣層24的厚度范圍為廣50 μ m,至少包括的聚酰亞胺(PI)，且所述第二類薄膜光伏器件的絕緣層24相互連接，以防止所述第一器件組中的各該薄膜光伏器件2短路。具體地，在本實施例六中，所述第三電極層23為鋁，位于首端(圖8中的首端為左端)的一個薄膜光伏器件2形成第一類薄膜光伏器件(如圖8中2A虛線區(qū)域所示)，其余與其串聯(lián)的3個薄膜光伏器件2形成第二類薄膜光伏器件(如圖8中2B虛線區(qū)域所示)，但并不局限于此，第一類薄膜光伏器件也可形成于所述第一器件組的右端(未圖示)。所述第一器件組的光吸收層22的材料為第一材料時，具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件中的相鄰的薄膜光伏器件2之間的電學(xué)隔離及電性連接具體如下所述第 一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間具有電學(xué)隔離，其中，所述第一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間的電學(xué)隔離可為通過激光劃線或機械刻線等串聯(lián)技術(shù)形成的凹槽；所述第一器件組中薄膜光伏器件2中的第一電極層21形成于其光吸收層22的上表面及一側(cè)面，位于該光吸收層側(cè)面的第一電極層21與其相鄰的另一薄膜光伏器件2上第三電極層23連接以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，且所述第一器件組中位于其末端(與所述首段相對應(yīng)的所述第一器件組的另一端)的第二類薄膜光伏器件的第一電極層21上連接有引線(未圖不)。具體地，在本實施例六中，所述第一器件組的光吸收層22的材料為第一材料中的聚合物薄膜，即所述第一器件組由4個聚合物薄膜太陽能電池(薄膜光伏器件2)組成的，相鄰的薄膜光伏器件2的第三電極23之間還設(shè)有部分所述光吸收層22，以使各該第三電極23之間除了位于其下的絕緣層24實現(xiàn)電學(xué)隔離之外進(jìn)一步實現(xiàn)電學(xué)隔離。所述需要說明的是，位于光吸收層22 —側(cè)面的所述第一電極層21為形成于各該薄膜光伏器件2的同一側(cè)，圖8中所示的第一電極層21均位于光吸收層22的上表面及右側(cè)面，且相鄰的薄膜光伏器件2中，位于左側(cè)的薄膜光伏器件2的第一電極層21與位于右側(cè)的薄膜光伏器件2的第三電極層23相連接以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。但并不局限于此圖8中所示的情況，在另一實施例中(未圖示)，第一電極層均位于光吸收層的左側(cè)面，且相鄰的薄膜光伏器件中，位于左側(cè)的薄膜光伏器件的第三電極層與位于右側(cè)的薄膜光伏器件的第一電極層相連接以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。所述第一器件組的光吸收層22的材料為第二材料時，具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件的具體情況，請參閱實施例七。進(jìn)一步，若需擴大所述薄膜儲能器件3的電壓窗口范圍時，需對所述薄膜儲能器件3先進(jìn)行串聯(lián)形成第二器件組，再通過調(diào)整所述第一器件組中所述薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述的第一器件組的輸出電壓與第二器件組的電壓窗口相匹配，在此不一一贅述。具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件的充電放電過程請參閱實施例一的相關(guān)描述。實施例七
如圖9所示，本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，所述器件至少包括共用電極層I、經(jīng)串聯(lián)的至少兩個薄膜光伏器件2形成第一器件組、及一個薄膜儲能器件3，其中，具體地，在本實施例七中，所述薄膜光伏器件2為染料敏化太陽能電池(DSSC)，其光吸收層為有機染料，所述薄膜儲能器件3為鋰離子電池。如圖9所示，所述共用電極層I為一金屬層，且設(shè)有與其相連的引線(未標(biāo)注)，其中，所述共用電極層I的材料至少包括不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈀或鈦，所述共用電極層I可為片狀或薄膜。具體地，在本實施例七中，所述共用電極層I為鈦片。所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為第一材料或第二材料，其中，所述第一材料為硅基光伏材料、碲化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒(CIGS)或銅鋅錫硫(CZTS)，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜；所述第二材料為有機染料。具體地，在本實施例七中，所述薄膜光伏器件2的光吸收層22的光伏材料為有機染料，即所述薄膜光伏器件2為染料敏化薄膜太陽能電池。 復(fù)請參閱圖9，所述第一器件組至少包括經(jīng)串聯(lián)的兩個薄膜光伏器件2，其中，根據(jù)具體需要，通過調(diào)整所述第一器件組中的薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述第一器件組的輸出電壓與一個所述薄膜儲能器件3的電壓窗口相匹配。具體地，在本實施例七中，所述第一器件組由4個所述薄膜光伏器件2組成的。在本實施例七中，所述第一器件組為經(jīng)封裝的且填充有電解液的第一器件組，至少包括位于其首端的第一類薄膜光伏器件、與其串聯(lián)的至少一個第二類薄膜光伏器件、連接所述第一器件組中相鄰的兩個薄膜光伏器件之間的串聯(lián)電極26、以及位于所述第一器件組首末端的密封結(jié)構(gòu)28。所述第一類薄膜光伏器件至少包括形成于所述共用電極層I上的光吸收層22、形成于所述光吸收層22上的第一電極層21、形成于第一電極層上表面的一透明襯底27、形成于所述共用電極層I上表面的第三電極層23 ;所述第二類薄膜光伏器件至少包括形成于所述共用電極層I上的光吸收層22、形成于所述光吸收層22上的第一電極層21、形成于各第一電極層上表面的一透明襯底27、形成于所述共用電極層I上的絕緣層24、形成于所述絕緣層24上的第三電極層23，且所述第二類薄膜光伏器件的絕緣層24相互連接，以防止所述第一器件組中的各該薄膜光伏器件2短路；同時，位于所述第一器件組末端的第二類薄膜光伏器件的第一電極層上連接有引線。需要說明的是，如圖9所示，透明襯底27形成于所述第一器件組的各第一電極層21上表面的，即形成于所述第一電極層上表面的透明襯底27，將所述第一器件組的各第一電極層21相互連接，所述透明襯底27至少包括透明玻璃基板或透明塑料基板，其中，所述透明玻璃基板至少包括鈉鈣玻璃或硼硅玻璃，所述透明塑料基板至少包括聚對苯二甲酸二乙醇酯(PET)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚酰亞胺(PI)或三聚氰酸三烯丙酯(TAC);所述第一器件組中薄膜光伏器件中的第一電極層與其相鄰的另一薄膜光伏器件上的第三電極層藉由填充有導(dǎo)電漿料的凹槽作為串聯(lián)電極26，以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，其中，所述串聯(lián)電極26至少包括鎳、鎢、錳或碳；所述密封結(jié)構(gòu)28為厚度范圍25^100 μ m的密封用絕緣材料，至少包括低溫玻璃粉或者熱塑性聚合物膜，其中，所述熱塑性聚合物膜至少包括Surlyn (沙林離子化樹脂);所述絕緣層24的厚度范圍為f 50 μ m，至少包括的聚酰亞胺(PI)。具體在本實施例七中，所述透明襯底27為硼硅玻璃，所述串聯(lián)電極26為鎳，所述密封結(jié)構(gòu)28為Surlyn (沙林離子化樹脂)，絕緣層24的厚度范圍為10 μ m的聚酰亞胺(PI)。需要進(jìn)一步說明的是，所述第一器件組中的各該第三電極層23之間、第三電極層23與封裝結(jié)構(gòu)28之間、串聯(lián)電極26與第一電極層21和第三電極層23未連接的一端之間，均形成有凹槽以供電學(xué)隔離，且所述串聯(lián)電極26位于與其連接的第三電極層23的同一偵牝以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，具體地，圖9中所示的串聯(lián)電極26均位于第三電極層23的右端，即所述的串聯(lián)電極26的一端與第三電極層23的右端相連，且相鄰的薄膜光伏器件2中，所述的串聯(lián)電極26的另一端與另一薄膜光伏器件2的第一電極層21的左端相連，以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。但并不局限于此圖9中所示的情況，在另一實施例中(未圖示)，相鄰的薄膜光伏器件中，也可以所述的串聯(lián)電極的一端與第三電極層的左端相連，所述的串聯(lián)電極的另一端與另一薄膜光伏器件的第一電極層的右端相連，但需保證所述串聯(lián)電極位于與其連接的第三電極層的同一側(cè)，以實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電性連接。需要特別說明的是，本實施例七中的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的連接方式采用填充有導(dǎo)電漿料的凹槽形成的串聯(lián)電極26，因此，與現(xiàn)有的引線連接方式相比較而言，不僅在能耗上、穩(wěn)定性 上，所述串聯(lián)電極26都優(yōu)于普通引線，而且在制作及布線過程中，所述串聯(lián)電極26更利于一體化成形，節(jié)約成本。具體地，位于首端(圖9中的首端為左端)的一個薄膜光伏器件2形成第一類薄膜光伏器件(如圖9中2A虛線區(qū)域所示)，其余與其串聯(lián)的3個薄膜光伏器件2形成第二類薄膜光伏器件(如圖9中2B虛線區(qū)域所示)，但并不局限于此，第一類薄膜光伏器件也可形成于所述第一器件組的右端。進(jìn)一步，本實施例七中的所述光吸收層22為染料吸收層(附有染料的納米晶半導(dǎo)體薄膜)，形成于所述共用電極層I上且與其上表面之間留有間隔空間，以形成所述染料敏化太陽能電池的空腔，以供填充染料及電解液至所述空腔內(nèi)。具體地，形成染料吸收層(即光吸收層22)時，為了使所述納米晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行敏化，先將染料填充至所述空腔內(nèi)，在染料中浸泡所述納米晶半導(dǎo)體薄膜若干小時，使納米晶半導(dǎo)體薄膜上附有染料以形成染料吸收層(即光吸收層22)，其中，所述染料至少包括黑染料、N719，、N3或C343，所述納米晶半導(dǎo)體薄膜的材料至少包括氧化鈦、氧化鋅或氧化錫，所述納米晶半導(dǎo)體薄膜的薄膜類型至少包括納米多孔薄膜、納米線陣列薄膜、納米棒陣列薄膜、或納米管陣列薄膜等，所述納米晶半導(dǎo)體薄膜的厚度范圍是5 50 μ m ;形成染料吸收層之后，在密封所述染料敏化太陽能電池之前，在所述空腔還需要填充染料敏化太陽能電池所需的電解液，其中，所述電解液至少包括有機系液態(tài)電解液、固態(tài)電解液、或凝膠態(tài)型電解液。優(yōu)選地，在本實施例七中，所述光吸收層22 (染料吸收層)為附有N719染料的氧化鋅納米線陣列薄膜，優(yōu)選厚度為15 μ m,所述電解液為有機系液態(tài)電解液。需要指出的是，所述第三電極層23的材料必須采用具有催化功能的鉬或碳；所述第一電極層21為透明電極層，所述第一電極層21的厚度范圍是8(T3000nm ;所述透明電極層的材料至少包括碳納米材料、金屬納米材料、或透明導(dǎo)電氧化物，其中，所述碳納米材料至少包括石墨烯、碳納米管，所述金屬納米材料至少包括納米銀，所述透明導(dǎo)電氧化物至少包括ZnO、SnO2、及In2O3中的任意一種或任意一種的摻雜衍生物，即所述摻雜衍生物為ZnO的摻雜衍生物、SnO2的摻雜衍生物、或In2O3的摻雜衍生物，例如，摻銦氧化錫(ΙΤ0)、摻氟氧化錫(FTO)、摻銻氧化錫(ΑΤ0)、或摻硼氧化鋅(BZO)。具體地，在本實施例七中，所述第三電極層23為鉬，所述第一電極層21為厚度范圍是8(T3000nm的摻銦氧化錫(ΙΤ0)。由于本實施例七與實施例一中的所述薄膜儲能器件3均為鋰離子電池，因此本實施例七的所述薄膜儲能器件3的相關(guān)描述請參閱實施例一，在此不再一一贅述。所述薄膜光伏器件2的光吸收層22為有機染料，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性根據(jù)所述薄膜光伏器件2的制備工藝而改變，可為正極或者負(fù)極所述第一電極層I作為所述薄膜光伏器件2入射窗口時，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層I的極性為正極，所述薄膜光伏器件入射窗口為與所述第一電極層I相對的薄膜光伏器件的背面進(jìn)行入射時(即從所述第三電極層23入射)，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為負(fù)極。具體地，在本實施例七中，所述第一電極層I作為所述染料敏化太陽能電池(薄膜光伏器件2)的入射窗口，所述共用電極層I的極性為正極，則所述第一電極層21及第二電極層32的極性均為負(fù)極。
進(jìn)一步，若需擴大所述薄膜儲能器件3的電壓窗口范圍時，需對所述薄膜儲能器件3先進(jìn)行串聯(lián)形成第二器件組，再通過調(diào)整所述第一器件組中所述薄膜光伏器件2的數(shù)量，以使所述的第一器件組的輸出電壓與第二器件組的電壓窗口相匹配，在此不一一贅述。具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電儲電集成器件的充電放電過程請參閱實施例一的相關(guān)描述。綜上所述，本發(fā)明，具有減少太陽能發(fā)電系統(tǒng)能量損耗、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性、提高太陽能利用效率的特點；擴大了太陽能發(fā)電儲電集成器件中薄膜儲能器件的適用范圍，以利于太陽能發(fā)電儲電集成器件對不同薄膜儲能器件的需求；三電極結(jié)構(gòu)的提出，降低制作工藝的難度，從而進(jìn)一步降低太陽能發(fā)電儲電集成器件的成本；適用于便攜式發(fā)電儲電器件的設(shè)計，有助于促進(jìn)新一代能源轉(zhuǎn)換與存儲技術(shù)的發(fā)展。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于，所述器件至少包括 共用電極層為一金屬層，設(shè)有與其相連的引線； 至少一個薄膜光伏器件，至少包括形成于所述共用電極層上的光吸收層、及形成于所述光吸收層上的第一電極層，其中，所述第一電極層為透明電極層； 至少一個薄膜儲能器件，至少包括形成于所述共用電極層下表面的材料層、及形成于所述材料層下表面的第二電極層，其中，所述第二電極層為一集流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述薄膜光伏器件的光吸收層為娃基光伏材料、締化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒或銅鋅錫硫，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述太陽能發(fā)電儲電集成器件包括共用電極層、由至少兩個所述薄膜光伏器件串聯(lián)的第一器件組、及一個薄月吳儲能器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述太陽能發(fā)電儲電集成器件包括共用電極層、由至少兩個所述薄膜光伏器件串聯(lián)的第一器件組、及由至少兩個所述薄膜儲能器件串聯(lián)的第二器件組。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述薄膜光伏器件的光吸收層為第一材料或第二材料，其中，所述第一材料為硅基光伏材料、碲化鎘、銅基化合物、及有機光伏材料中的任意一種，其中，所述硅基光伏材料至少包括非晶硅、微晶硅、或鍺硅合金，所述銅基化合物至少包括銅銦鎵硒或銅鋅錫硫，所述有機光伏材料至少包括聚合物薄膜；所述第二材料為有機染料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述第一器件組由位于其首端的第一類薄膜光伏器件以及與其串聯(lián)的至少一個第二類薄膜光伏器件組成，所述第一類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層上表面的第三電極層；所述第二類薄膜光伏器件還包括形成于所述共用電極層上的絕緣層、形成于所述絕緣層上的第三電極層，其中，所述第二類薄膜光伏器件的絕緣層相互連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述第一器件組的光吸收層的材料為第一材料；所述第一器件組中每兩個相鄰的薄膜光伏器件之間具有電學(xué)隔離；所述第一器件組中薄膜光伏器件中的第一電極層形成于其光吸收層的上表面及一側(cè)面，位于該光吸收層側(cè)面的第一電極層與其相鄰的另一薄膜光伏器件上第三電極層連接以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，且所述第一器件組中位于其末端的第二類薄膜光伏器件的第一電極層上連接有引線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述第一器件組的光吸收層的材料為第二材料，所述第一器件組還包括形成于各第一電極層上表面的一透明襯底，所述第一器件組中薄膜光伏器件中的第一電極層與其相鄰的另一薄膜光伏器件上的第三電極層藉由填充有導(dǎo)電漿料的凹槽作為串聯(lián)電極，以供串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，且所述第一器件組中位于其末端的第二類薄膜光伏器件的第一電極層上連接有引線。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述薄膜儲能器件至少包括鋰離子電池、鋰空氣電池、鋁電解電容器、電化學(xué)超級電容器、或聚合物薄膜電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述的薄膜儲能器件為儲存薄膜光伏器件能量的終端器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述的薄膜儲能器件為薄膜光伏器件向終端器件傳輸能量的輔助器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述的鋰離子電池、鋰空氣電池或電化學(xué)超級電容器中，所述材料層至少包括經(jīng)封裝的且填充有電解液的第一活性材料層、隔層、及第二活性材料層，其中，所述第一活性材料層形成于所述共用電極下表面且與所述共用電極極性相同，所述隔層形成于所述第一活性材料層下表面，所述第二活性材料層形成于所述隔層和所述第二電極層之間，且所述第二活性材料層的極性與所述第二電極層的極性相同，所述電解液至少包括水系電解液、有機電解液、離子液體電解液。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述鋁電解電容器的材料層至少包括浸有電解液的電容器隔膜紙；所述聚合物薄膜電容器的材料層為塑料薄膜，至少包括聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯、或聚碳酸酯。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述薄膜儲能器件下方還設(shè)有循環(huán)水冷裝置或風(fēng)冷裝置對所述太陽能發(fā)電儲電集成器件進(jìn)行降溫，以防止所述太陽能發(fā)電儲電集成器件受光照時溫度升高而降低性能。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的完整的主題名稱，其特征在于所述共用電極層材料至少包括不銹鋼、招、銅、金、銀、鉬、鈕、或鈦。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述第二電極層為片狀、薄膜狀的集流體、及多孔結(jié)構(gòu)、或織物結(jié)構(gòu)的可負(fù)載活性電極材料的集流體，其中，所述多孔結(jié)構(gòu)至少包括網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、泡沫狀結(jié)構(gòu)，所述織物結(jié)構(gòu)至少包括編織物或紡織物。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述第二電極層的材料至少包括導(dǎo)電物質(zhì)、及附有所述導(dǎo)電物質(zhì)的聚合物，其中，所述導(dǎo)電物質(zhì)為不銹鋼、鋁、銅、金、銀、鉬、鈕、鈦、鎳、或碳。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述薄膜光伏器件的光吸收層為碲化鎘或者銅基化合物，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為正極。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述薄膜光伏器件的光吸收層為硅基光伏材料，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為負(fù)極。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能發(fā)電儲電集成器件，其特征在于所述薄膜光伏器件的光吸收層為聚合物薄膜或有機染料，所述太陽能發(fā)電儲電集成器件的共用電極層的極性為正極或負(fù)極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能發(fā)電儲電集成器件，至少包括共用電極層、至少一個薄膜光伏器件、及至少一個薄膜儲能器件。本發(fā)明具有減少太陽能發(fā)電系統(tǒng)能量損耗、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性、提高太陽能利用效率的特點；擴大了太陽能發(fā)電儲電集成器件中薄膜儲能器件的適用范圍，以利于太陽能發(fā)電儲電集成器件對不同薄膜儲能器件的需求；三電極結(jié)構(gòu)的提出，降低制作工藝的難度，從而進(jìn)一步降低太陽能發(fā)電儲電集成器件的成本；適用于便攜式發(fā)電儲電器件的設(shè)計，有助于促進(jìn)新一代能源轉(zhuǎn)換與存儲技術(shù)的發(fā)展。
文檔編號H01M10/46GK102800734SQ20121032450
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者李東棟, 徐璟, 黃洪濤, 魯林峰, 王會利, 吳慧, 徐辰, 劉東方, 方小紅, 陳小源 申請人:上海中科高等研究院