本發(fā)明屬于柔性電子器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種仿魚鱗結(jié)構(gòu)太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前柔性薄膜太陽能電池已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品的種類也有很多，有非晶硅薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽電池(CdTe)、染料敏化薄膜太陽能電池和有機(jī)半導(dǎo)體薄膜太陽能電池等，它們都可以彎曲，但不能伸展。對于可伸展太陽能電池，近年來也有些研究，但它們的實(shí)際光伏發(fā)電面積占光伏發(fā)電器件總面積的比例小于1，而且伸展后這一比例還會(huì)顯著下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對市場上柔性薄膜太陽能電池產(chǎn)品不可伸展的缺點(diǎn)，以及一些可伸展太陽能電池設(shè)計(jì)的實(shí)際光伏發(fā)電面積占光伏發(fā)電器件總面積的比例小于1而且伸展后這一比例還會(huì)顯著下降的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種太陽能電池陣列，它既可以彎曲，也可以伸展，并且伸展前后都幾乎是100％的面積能夠光伏發(fā)電，在給定光伏發(fā)電器件總面積的條件下提高了發(fā)電功率。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種仿魚鱗結(jié)構(gòu)太陽能電池，包括可伸展柔性電路板及重疊放置并固定在其上面的陣列排列的太陽能電池片，所述可伸展柔性電路板為鏤空的島橋結(jié)構(gòu)，橋?yàn)榍€形，橋?qū)捙c厚度尺寸相近。

進(jìn)一步，所述島橋結(jié)構(gòu)為周期排列，相鄰的所述太陽能電池片具有相互重疊的部分。

進(jìn)一步，所述可伸展柔性電路板的形成過程可以是先在PI薄膜或PET薄膜上以噴墨打印銀漿或蒸鍍并光刻銅箔的方式形成線路再做鏤空處理，也可以是先對PI薄膜或PET薄膜進(jìn)行鏤空加工制成具有島橋結(jié)構(gòu)的基底,在所述基底上噴墨打印導(dǎo)電銀漿形成線路；每個(gè)所述太陽能電池片的上表面電極通過導(dǎo)線與所述可伸展柔性電路板上的線路相連；每個(gè)所述太陽能電池片的下表面電極直接與所述可伸展柔性電路板上的線路相連。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)線為銅箔-絕緣薄膜復(fù)合層或?qū)щ娿y漿-絕緣薄膜復(fù)合層，其制作工藝與上述可伸展柔性電路板的制作工藝相同，所述導(dǎo)線與可伸展柔性電路板上線路的連接方式為導(dǎo)電膠粘接。

進(jìn)一步，所述鏤空的加工方式是激光切割或機(jī)械切割。

本發(fā)明還提供一種所述的仿魚鱗結(jié)構(gòu)太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

a)采用激光切割或機(jī)械切割方式制成具有島橋結(jié)構(gòu)基底的可伸展柔性電路板；

b)用激光切割太陽能電池片，所用太陽能電池片可以是各類薄膜太陽能電池片，比如非晶硅薄膜太陽能電池、單晶硅薄膜太陽能電池片、銅銦鎵硒薄膜太陽電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽電池(CdTe)、有機(jī)半導(dǎo)體薄膜太陽能電池和全固態(tài)染料敏化薄膜太陽能電池等；

c)用導(dǎo)電膠將銅箔-絕緣薄膜復(fù)合層或?qū)щ娿y漿-絕緣薄膜復(fù)合層粘貼到太陽能電池片的上表面，將上表面的電極引出；

d)將太陽能電池片疊放并通過導(dǎo)電膠粘接在可伸展柔性電路板上。

進(jìn)一步，所述步驟a)具體為：

采用激光切割或機(jī)械切割方式對PI薄膜或PET薄膜進(jìn)行鏤空加工制成具有島橋結(jié)構(gòu)的基底,在所述基底上噴墨打印導(dǎo)電銀漿形成線路。

進(jìn)一步，所述步驟a)具體為：

先在PI薄膜或PET薄膜上噴墨打印導(dǎo)電銀漿形成線路再采用激光切割或機(jī)械切割方式做鏤空處理。

進(jìn)一步，所述步驟a)具體為：

用旋涂法制備PI薄膜，在上面蒸鍍一層銅箔，光刻腐蝕銅箔形成線路，再用激光切割或機(jī)械切割形成島橋結(jié)構(gòu)的圖案。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的技術(shù)效果：

相比已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的柔性薄膜太陽能電池產(chǎn)品，本發(fā)明不僅可以彎曲，還可以伸展。

相比目前關(guān)于可伸展太陽能電池的一些研究，本發(fā)明在伸展前后都幾乎是100％的面積能夠光伏發(fā)電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種島橋結(jié)構(gòu)可伸展柔性電路板示意圖。

圖2為本發(fā)明太陽能電池片粘接在基板上示意圖。

圖3為太陽能電池片的剖面圖。

圖4為圖3的局部放大圖。

圖5為圖3具有多個(gè)太陽能電池片的示意圖。

圖6為本發(fā)明的一種制備流程圖。

注：圖案填充符號豎線表示PI或PET，交叉斜線表示銅箔或?qū)щ娿y漿，點(diǎn)陣表示導(dǎo)電膠，斜線表示太陽能電池片。

具體實(shí)施方式

下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

實(shí)施例一：

本發(fā)明提供了如附圖1-5所示的一種仿魚鱗結(jié)構(gòu)太陽能電池，包括可伸展柔性電路板1及重疊放置并固定在其上面的陣列排列的太陽能電池片2，可伸展柔性電路板1為鏤空的島橋結(jié)構(gòu)，島11為方形，橋12為曲線形，橋?qū)捙c厚度尺寸相近，這樣可以保證結(jié)構(gòu)伸展時(shí)不發(fā)生平面外的屈曲。

島橋結(jié)構(gòu)為周期排列，相鄰的太陽能電池片2具有相互重疊的部分。可伸展柔性電路板形成過程可以是先在PI薄膜或PET薄膜上以噴墨打印銀漿的方式形成線路再做鏤空處理，也可以是先對PI薄膜或PET薄膜進(jìn)行鏤空加工制成具有島橋結(jié)構(gòu)的基底,再在所述基底上噴墨打印導(dǎo)電銀漿形成線路；每個(gè)太陽能電池片的上表面電極21通過導(dǎo)線3與可伸展柔性電路板上的線路相連；每個(gè)所述太陽能電池片2的下表面電極22直接與可伸展柔性電路板上的線路相連。導(dǎo)線3為導(dǎo)電銀漿-PET復(fù)合層，連接方式為導(dǎo)電膠粘接。

如圖6所示，本發(fā)明還提供一種仿魚鱗結(jié)構(gòu)太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

a)采用激光切割或機(jī)械切割方式對PET薄膜進(jìn)行鏤空加工制成具有島橋結(jié)構(gòu)的基底,在基底上噴墨打印導(dǎo)電銀漿形成線路；也可以先對PI薄膜或PET薄膜進(jìn)行鏤空加工制成具有島橋結(jié)構(gòu)的基底,在所述基底上噴墨打印導(dǎo)電銀漿形成線路；

b)用激光切割單晶硅薄膜太陽能電池片；

c)用導(dǎo)電膠將導(dǎo)電銀漿-PET復(fù)合層粘貼到太陽能電池片的上表面，將上表面的電極引出；導(dǎo)電銀漿-PET復(fù)合層分為三段，它們之間也通過導(dǎo)電膠粘接；

d)將太陽能電池片疊放并通過導(dǎo)電膠粘接在可伸展柔性電路板上。沿排的方向一片壓著一片疊放(具體方式見圖5)，沿列的方向密鋪(電池片之間的縫隙很小，近似為密鋪)。此陣列可以彎曲和伸展，并且沿排的方向拉伸時(shí)實(shí)際光伏發(fā)電面積占光伏發(fā)電器件總面積的比例保持為1(忽略沿列方向電池片間的縫隙)。

實(shí)施例二：

本發(fā)明提供了如附圖1-5所示的一種仿魚鱗結(jié)構(gòu)太陽能電池，包括可伸展柔性電路板1及重疊放置并固定在其上面的陣列排列的太陽能電池片2，可伸展柔性電路板1為鏤空的島橋結(jié)構(gòu)，島11為方形，橋12為曲線形，橋?qū)捙c厚度尺寸相近，這樣可以保證結(jié)構(gòu)伸展時(shí)不發(fā)生平面外的屈曲。

島橋結(jié)構(gòu)為周期排列，相鄰的太陽能電池片2具有相互重疊的部分。每個(gè)太陽能電池片2的上表面電極21通過導(dǎo)線3與可伸展柔性電路板1上的線路相連；每個(gè)所述太陽能電池片2的下表面電極22直接與所述可伸展柔性電路板1上的線路相連。導(dǎo)線3為銅箔-PI薄膜復(fù)合層，連接方式為導(dǎo)電膠粘接。鏤空的加工方式是激光切割或機(jī)械切割。與實(shí)施例一不同的是，可伸展柔性電路板的形成過程是先在PI薄膜上以蒸鍍并光刻銅箔的方式形成線路再做鏤空處理。

如圖6所示，本發(fā)明還提供一種仿魚鱗結(jié)構(gòu)太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

a)用旋涂法制備PI薄膜，在上面蒸鍍一層銅箔(稱為二層型柔性覆銅板，2L-FCCL)，光刻腐蝕銅箔形成線路，再用激光切割或機(jī)械切割形成島橋結(jié)構(gòu)的圖案(即利用工業(yè)化制作FPC的方法)；

b)用激光切割單晶硅薄膜太陽能電池片；

c)用導(dǎo)電膠將銅箔-PI薄膜復(fù)合層粘貼到太陽能電池片的上表面，將上表面的電極引出；銅箔-PI薄膜復(fù)合層分為三段，它們之間也通過導(dǎo)電膠粘接；

d)將太陽能電池片疊放并通過導(dǎo)電膠粘接在可伸展柔性電路板上。沿排的方向一片壓著一片疊放(具體方式見圖5)，沿列的方向密鋪(電池片之間的縫隙很小，近似為密鋪)。此陣列可以彎曲和伸展，并且沿排的方向拉伸時(shí)實(shí)際光伏發(fā)電面積占光伏發(fā)電器件總面積的比例保持為1(忽略沿列方向電池片間的縫隙)。

本發(fā)明所用太陽能電池片可以是各類薄膜太陽能電池片，比如非晶硅薄膜太陽能電池、單晶硅薄膜太陽能電池片、銅銦鎵硒薄膜太陽電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽電池(CdTe)、有機(jī)半導(dǎo)體薄膜太陽能電池和全固態(tài)染料敏化薄膜太陽能電池等；每個(gè)太陽能電池片不一定要從大面積太陽能電池片切割得到，可以直接制作小面積的太陽能電池片；太陽能電池片在可伸展柔性電路板上的疊放方式也不唯一。

相比已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的柔性薄膜太陽能電池產(chǎn)品，本發(fā)明不僅可以彎曲，還可以伸展。

相比目前關(guān)于可伸展太陽能電池的一些研究，本發(fā)明在伸展前后都幾乎是100％的面積能夠光伏發(fā)電。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。