[發明專利]一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件

有效

• 申請號: 201110378423.3
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102386251A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 李毅
• 申請（專利權）人: 李毅
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/048;H01L27/142;H01L31/20
• 代理公司: 深圳市毅穎專利商標事務所 44233
• 代理人: 張藝影

技術領域

本發明專利涉及由改性基片制備高透光率的太陽能光伏組件，屬于薄膜太陽能電池技術領域。

背景技術

目前，商業化應用太陽能電池光伏組件分為兩大類，一類是塊狀晶體硅太陽能電池、多晶硅，另一類是以薄膜太陽能電池硅基系列、銅銦鎵硒系列、碲化鎘系列等太陽能電池。薄膜太陽能電池基片類型，又可分為硬基底和軟基。薄膜太陽能電池市場，主要以玻璃為基底，屬于硬基底電池，產品占有份額最大，軟基片薄膜太陽能電池市場較小。軟基還包括導電類的不銹鋼帶和銅帶等,絕緣類的聚酰亞胺。美國專利US6858461和US4795500分別提出了在透明TCO玻璃基材上采用激光刻蝕光吸收層和背金屬電極層薄膜制成一種具有不同光透率的太陽能電池組件。日本專利JP2003003956及中國專利CN200480001786.3在上述美國專利的基礎上通過控制激光開斷頻率和激光與基板之間的相對掃描速度實現開孔大?。ㄖ睆?0~500μm）、孔間距（1.01~2倍于直徑距離）和點陣的有序控制。這類專利的共同特征在于采用激光刻蝕光吸收層和背金屬電極層薄膜實現光透。其缺陷在于激光刻蝕產生的高能等離子體熔化背金屬直接導致在刻蝕區域的界面上形成前后電極的直接短路和非晶硅顆粒的晶化，增大了漏電流，降低了填充因子，因而破壞了電池電性能。中國專利200710073014.6公開了柔性太陽能電池使用改性聚酰亞胺基片，利用其聚酰亞胺膜重量輕，成本低，和改性后完全透明，透光率達93%，提高了光電轉換效率。但仍需改進匯流技術,如電池基片與封裝材料之間的親和力，提高透光率，降低產品成本，以滿足市場多方面要求，尤其在綠色環保光伏伏建筑一體化領域。

發明內容

如以上所說本發明目的在于提供一種柔性電池及其制備方法的解決方案。本發明利用不銹鋼模板成模改性聚酰亞胺PI基片（簡稱PI基片），其上的透光通孔包括引流孔和匯流孔，分布在前電極圖形區域內。PI基片上引流孔、匯流孔等透光通孔，貫通、分布于PI基片上沉積的導電膜層及光電轉換層各疊層膜面上。預制通孔減少了后序激光刻劃導電膜層對光電層加工界面晶化所造成的短路和漏電，使工序減少，生產成本降低。

本發明目的還在利用柔性電池任意彎曲，形狀多變，透光通孔可調節，易封裝的特性，制成抗風荷力，美觀、符合建筑標準要求透光的柔性電池組件和電池光伏建筑組件，可融于綠色節能、BIPV光伏建筑中。??

本發明結合以上所提出的技術問題和實現的任務，技術解決方案是：以聚酰亞胺為基片的柔性薄膜太陽能電池及其封裝組件，包括單結或多結硅基系列柔性薄膜太陽能電池芯片（以下簡稱電池芯片或電池），通常本行業對沒有封裝的電池稱電池芯片或芯片，封裝過的電池稱電池組件。本發明柔性電池的技術特征由完全透明，透光度90%-95%以上的改性聚酰亞胺PI做基片，該PI基片上前電極圖形區域內分布的透光通孔，包括電流導引孔（或簡稱引流孔）和匯流孔，是復制于0.45mm至0.65mm厚的不銹鋼模板圖形（或簡稱模板），并與模板前電極圖形區域內分布的透光通孔一一對應。通孔貫通分布于透明導電膜TCO和PIN型硅基各膜層上，形成透光型，有透光圖案柔性電池芯片，該芯片放于有親和力材料透明前板和背板之間，通過層壓或高壓釜制成透光型太陽能電池組件或光伏建筑組件。柔性封裝則要求封裝的前板透明材料和背板材料皆為柔性聚合物材料。如果是剛性透光BIPV光伏組件，前板和背板均是透明玻璃或封裝所用的前板透明材料和背板材料中至少一種為剛性。將前板透明材料、膠黏劑、電池芯片、膠黏劑、背板材料在層壓機或高壓釜中熱壓封裝。

所說的柔性電池或稱電池芯片，包括單結薄膜非晶硅電池，是以柔性透明的PI基片為襯底，在PI基片的透明導電膜TCO層上，依序沉積：P型非晶硅P⁺?a-Si、本征非晶硅?I?a-Si、N型非晶硅N⁺?a-Si和金屬膜Al。多結電池包括雙結或三結疊層電池，可以是同質結或異質結。以雙結的異質結電池為例，改性聚酰亞胺PI透明基片，其上依順序沉積形成的薄膜層：由復合透明導電膜TCO；P型非晶硅P⁺?a-Si；本征非晶硅I?a-Si；N型微晶硅；P型微晶硅；本征非晶硅I?a-Si；N型非晶硅N⁺?a-Si；金屬膜Al所組成。

?不銹鋼模板是0.45mm至0.65mm厚的不銹鋼片或帶，其上設有本發明前電極圖形及分布圖形區域內的透光通孔包括電流收集和匯流孔，在該不銹鋼片上用絲網印刷或噴涂制備PI基片，加溫固化而成的PI基片與不銹鋼模板具有相應圖形和透光通孔。透光型電池光伏組件，還包括導線引出口焊線、安裝接線盒及灌膠。