一種柔性薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)和制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)和制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜太陽電池按照襯底性能不同可分為剛性襯底太陽電池(例如以玻璃為襯底)和柔性襯底太陽電池(例如以聚酰亞胺或不銹鋼為襯底)兩大類。相對于玻璃襯底而言，柔性襯底具有重量輕、可折疊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，制備的柔性薄膜太陽電池具有高的功率重量比，特別適用于飛艇、平流層氣球探測器等特殊用途以及帳篷、屋頂?shù)让裼糜猛尽?br>[0003]從已公開的專利情況來看，專利CN200610016182公開了一種柔性CIGS太陽電池的結(jié)構(gòu)和制備方法；專利CN200620039938公開了一種柔性非晶硅薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)；專利CN200810236695公開了一種柔性非晶硅薄膜太陽電池的制備方法；CN201010549329公開了一種柔性CIGS太陽電池及其制備方法；專利CN201310300555公開了一種柔性CZTS太陽電池的制備方法；專利CN201010191156公開了一種柔性薄膜太陽電池集成組件的制備方法。
[0004]如上所述，已公開專利的內(nèi)容多集中在柔性薄膜太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方案，鮮有關(guān)于電極制備及連接的專利公開，且已公開的專利CN201010191156，其中柔性薄膜太陽電池組件的電極均在電池的入光面，這在一定程度上遮擋了電池的入光面，降低了電池的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)，連接電池單元的柔性線材是扁銅線或交織裸線，這也影響了電池的美觀。因此，有必要進(jìn)一步改進(jìn)柔性薄膜太陽電池的電極結(jié)構(gòu)和制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種柔性薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)和制備工藝。該電池的電極全部制備在電池的背面，因而電池的正面沒有任何遮擋，增大了電池的受光面，提高了電池的轉(zhuǎn)換效率，并且使得電池更加美觀，解決了上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種柔性薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)，包括依次層疊的柔性襯底、銀或者鋁薄膜、第一層透明導(dǎo)電薄膜、薄膜太陽電池和第二層透明導(dǎo)電薄膜；所述柔性襯底其外表面上的一側(cè)制有條帶狀的絕緣層(通過在襯底外表面上的一側(cè)涂覆絕緣膠或粘貼絕緣膠布制備)，所述絕緣層上固接第一電極，所述柔性襯底其外表面上(無條帶狀絕緣層處)固接第二電極；第一電極通過金屬引線與第二層透明導(dǎo)電薄膜相連；當(dāng)柔性襯底導(dǎo)電時(shí)，第二電極通過柔性襯底與銀或者鋁薄膜直接電連接；當(dāng)柔性襯底不導(dǎo)電時(shí)，第二電極通過金屬引線與銀或者鋁薄膜電連接。
[0008]所述柔性襯底包括柔性導(dǎo)電襯底和柔性不導(dǎo)電襯底,所述柔性導(dǎo)電襯底為不銹鋼箔、鋁箔或銅箔，所述柔性不導(dǎo)電襯底為高分子材料的薄膜。
[0009]所述絕緣層通過鍍在絕緣層上的銀帶或固定的銀片與第一電極固接。
[0010]所述柔性襯底導(dǎo)電時(shí)，通過在柔性襯底上鍍銀帶或焊接銀片作為電池的第二電極；所述柔性襯底不導(dǎo)電時(shí)，在柔性襯底上鍍銀帶或焊接銀片，銀帶或銀片通過金屬引線與銀或者鋁薄膜粘合后作為電池的第二電極。
[0011]所述透明導(dǎo)電薄膜為ΙΤ0、ΒΖ0或ΑΖ0。
[0012]所述薄膜太陽電池包括硅薄膜電池(單結(jié)，多結(jié))、銅銦鎵硒電池、銅鋅錫硫電池、碲化鎘電池、有機(jī)電池、染料敏化電池和量子點(diǎn)電池中的一種或幾種組成的復(fù)合型電池。
[0013]上述柔性薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)的制備工藝，包括如下步驟:
[0014](I)在柔性襯底上制備銀或者鋁薄膜，所使用的方法熱蒸發(fā)或者是濺射；
[0015]( 2 )如為導(dǎo)電的柔性襯底，則直接進(jìn)行步驟(3 );如為不導(dǎo)電的柔性襯底，則將金屬引線一端和銀或者鋁薄膜粘合，金屬引線的另一端與柔性襯底上鍍的銀帶或焊接的銀片粘合，作為電池的第二電極；
[0016](3)在銀或者鋁薄膜上制備第一層透明導(dǎo)電薄膜；
[0017](4)在透明導(dǎo)電薄膜表面制備薄膜太陽電池；
[0018](5)在薄膜太陽電池表面制備第二層透明導(dǎo)電薄膜；
[0019](6)在柔性襯底的表面(電池的背面)涂絕緣膠或者絕緣膠布形成條帶狀的絕緣層，絕緣層上鍍銀帶或焊接銀片，然后將金屬引線的一端鋪設(shè)在第二層透明導(dǎo)電薄膜上，再將金屬引線的另一端連接到絕緣層上的銀帶或銀片形成第一電極；如為導(dǎo)電的柔性襯底，則繼續(xù)制作第二電極:在柔性襯底上鍍銀帶或焊接銀片作為電池的第二電極。
[0020]上述步驟(3)或步驟(5)制備透明導(dǎo)電薄膜時(shí)，如制備ΙΤ0，所使用方法為熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)或者濺射；如制備ΒΖ0，所使用的方法為LPCVD ;如制備ΑΖ0，所使用的方法為濺射。
[0021 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0022]本發(fā)明制備的電極全部在電池的背面，適用于柔性薄膜太陽電池。使用本發(fā)明的柔性薄膜太陽電池具備以下優(yōu)勢:I)本發(fā)明的電極全部在電池的背面或電池襯底的背面，減小了電池入光面的遮擋，提高了電池的轉(zhuǎn)換效率；2)本發(fā)明的柔性薄膜太陽電池的正面結(jié)構(gòu)單一、更加美觀；3)本發(fā)明的柔性薄膜太陽電池的電極全部在電池的背面或電池襯底的背面，更有利于電池之間的連接。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明導(dǎo)電襯底柔性薄膜太陽電池的正面和背面；圖中:(a)正面；(b)背面。
[0024]圖2為本發(fā)明不導(dǎo)電襯底柔性薄膜太陽電池的正面和背面；圖中:(a)正面；(b)背面。
[0025]圖3為基于導(dǎo)電襯底全背電極柔性薄膜太陽電池的背面。
[0026]圖4為基于導(dǎo)電襯底全背電極柔性薄膜太陽電池的截面。
[0027]其中，11-不銹鋼襯底，2-銀薄膜，3-第一層透明導(dǎo)電薄膜，4-薄膜太陽電池，5-第二層透明導(dǎo)電薄膜，6-絕緣層，7-金屬引線，8-第一電極(銀片電極、正極)，9-第二電極(銀片電極、負(fù)極)；
[0028]圖5為基于不導(dǎo)電襯底全背電極柔性薄膜太陽電池的背面；其中:(a)為在銀薄膜上壓制金屬引線；(b)為金屬引線與銀片固定在不導(dǎo)電襯底上形成第二電極；(C)為制備第一電極。
[0029]圖6為基于不導(dǎo)電襯底全背電極柔性薄膜太陽電池的截面。
[0030]其中:12_不導(dǎo)電襯底，2-銀薄膜，3-第一層透明導(dǎo)電膜層，4-薄膜太陽電池，5-第二層透明導(dǎo)電薄膜，6-絕緣層，7-金屬引線，8-第一電極(銀片電極)，9-第二電極(銀片電極)。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方法，但本發(fā)明并不限于這些具體實(shí)施例。
[0032]根據(jù)柔性襯底導(dǎo)電性能的不同，本發(fā)明的技術(shù)方案有以下兩種:
[0033]技術(shù)方案一:
[0034](I)在導(dǎo)電的襯底上制備銀薄膜，所使用的方法熱蒸發(fā)或者是濺射，之后再制備第一層透明導(dǎo)電薄膜，如ITO(所使用方法為熱蒸發(fā)，電子束蒸發(fā)，或者濺射)，BZO (所使用的方法為LPCVD)，AZ0(所使用的方法為濺射);(2)在透明導(dǎo)電薄膜表面制備薄膜太陽電池，如硅薄膜電池(單結(jié)，多結(jié))，銅銦鎵硒、銅鋅錫硫、碲化鎘、有機(jī)電池、染料敏化電池、量子點(diǎn)電池或以上任何幾種的復(fù)合型電池等；(3)在薄膜太陽電池表面制備第二層透明導(dǎo)電膜，如ITO (所使用方法為熱蒸發(fā)，電子束蒸發(fā)，或者濺射)，ΒΖ0 (所使用的方法為LPCVD)，AZO (所使用的方法為濺射)；(4)電池的背面涂絕緣膠或者絕緣膠布；(5)將金屬引線的一端鋪設(shè)在第二層透明導(dǎo)電薄膜上；再將金屬引線另一端繞到電池背面連接到金屬帶(在導(dǎo)電襯底上的絕緣層上的鍍銀帶或焊接銀片)形成第一電極；(6)制作第二電極:將金屬帶焊接到導(dǎo)電襯底上(在導(dǎo)電襯底上的絕緣層上的鍍銀帶或焊接銀片)，形成第二電極，如圖1 (a) - (b)所示。
[0035]技術(shù)方案二:
[0036](I)在不導(dǎo)電的襯底上制備銀薄膜，所使用的方法熱蒸發(fā)或者是濺射；(2)用金屬引線把背電極金屬薄膜(銀薄膜)連接到在襯底背面，與金屬帶片(在襯底上的鍍銀帶或焊接銀片)結(jié)合形成第二個(gè)電極；(3)之后在銀薄膜表面制備第一層透明導(dǎo)電薄膜，如ITO(所使用方法為熱蒸發(fā)，電子束蒸發(fā)，或者濺射)，BZO (所使用的方法為LPCVD)，AZO (所使用的方法為濺射)；(4)在第一層透明導(dǎo)電膜