[發明專利]一種太陽能電池光伏建筑組件及制造方法

無效

• 申請號: 201110378452.X
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102386334A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 何祝兵;李毅;蘇奇聰
• 申請（專利權）人: 深圳市創益科技發展有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/56
• 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

本發明公開一種透光型薄膜太陽能電池組件，廣泛應用于光伏建筑一體化，屬于太陽能技術領域。

背景技術

目前，現有技術光伏建筑一體化（以下簡稱BIPV）中的太陽能電池組件，作為一種具有發電功能的新型建筑材料，在太陽能電池市場占有重要地位。薄膜太陽能電池，一般選擇透明剛性(玻璃)基片或柔性基片材料。剛性薄膜太陽能電池可以做到大尺寸，軟基柔性薄膜太陽能電池以輕、薄為顯著特征,可以任意彎曲，形狀多變。本發明正是為光伏建筑一體化，提供尺寸、形狀、美觀、具有發電功能，符合建筑美學要求的太陽能電池光伏組件。目前，薄膜太陽能電池的透光技術可以歸納為：一，用預留孔方式解決透光性，在電池未成膜之前，預先在絕緣基板預留通孔模式來實現。二,用激光刻蝕、絲印聯同噴砂技術，在成膜過程中形成透光組件。前者造成組件的抗風荷等機械強度下降，并降低襯底在電池制備工藝中的不穩定性，同時極大增加BIPV電池組件制造成本。后者存在薄膜刻蝕過程中都會對光吸收層（光電轉換層）會造成污染和破壞，影響電性能。日本專利JP2003003956采用激光刻蝕光吸收層和背金屬電極層實現透光，激光刻蝕產生高能等離子體熔化背金屬，易導致被刻蝕的界面上前電極和背電極的直接短路以及非晶硅顆粒的晶化，增大漏電流，降低填充因子，因而降低了電池電性能。日本專利JP2009059772A，公開電池打孔匯流技術，克服了以上技術不足，但因孔徑變化范圍窄，透光不足。解決太陽能電池組件高透光度狀態下，仍然保持電性能和強度不受影響，正是本發明亟待要繼續突破的技術，以滿足特種行業標準，尤其作為光伏建筑一體化使用的太陽能電池光伏組件，需透光度高，形式多樣化、美觀度高。

發明內容

鑒于此，本發明旨在提出一種透光性薄膜太陽能電池光伏組件及其制造方法。太陽能電池光伏建筑組件，包括用來制成光伏建筑組件和BIPV光伏模塊的軟性的薄膜太陽能電池芯片，其特征是太陽能電池基片，電池芯片包括柔性襯底與光電轉換層依次疊加呈三明治結構,其通孔貫通分布于基片及電池芯片的各薄膜層上；

由聚合物材料做柔性電池基片，選擇包括聚酰亞胺、聚對苯二甲酸類塑料、聚環氧乙烷其中的一種；

分布于基片和基片各膜層上的孔通,?構成具有透光功能的通孔和通孔透光圖案,分別是電池芯片的匯流孔和導流孔;?

柔性電池芯片與封裝材料層壓制成透光型太陽能光伏建筑組件。

本發明將透光處理與不損壞電池性能有機的結合，突破大孔徑加工技術，透光孔直徑0.5mm~50mm內可任意調節。滿足BIPV光伏屋頂和光伏幕墻的采光要求，同時，提出透光型薄膜太陽能電池光伏組件的制造方法，包括不同透光率和透光圖案的柔性和剛性BIPV光伏組件。

?本發明所說的透光型柔性太陽能電池，可以用來制成光伏建筑組件（以下簡稱透光BIPV組件），是一種以柔性聚合物（如聚酰亞胺、聚對苯二甲酸類塑料、聚環氧乙烷等）為襯底，并在不同的薄膜沉積階段對該聚合物薄膜進行機械沖孔，形成不同孔徑和圖案的光伏電池芯片，再通過層壓機或高壓釜工藝，將前板透明柔性氟材料（如聚氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物等）或前板剛性透明材料（如玻璃等），電池芯片、背板柔性材料（如高分子聚合物、有機無機復合材料）或背板剛性材料（如玻璃等），在膠黏劑（如乙烯乙酸乙烯脂、聚乙烯醇縮丁醛酯等）的粘合下形成一個完整的透光BIPV光伏組件。

?本發明所要解決的技術問題，與現有技術相比，主要的區別在于太陽能電池的基片是以柔性材料作為電池襯底和光電轉換層（光吸收層）依次疊加呈三明治型結構；通孔貫通分布于基片及光電轉換層的各膜層上；通孔形成于沉積硅基薄膜和透明導電膜之前，避免損壞膜層結構和電性能，采用機械沖模；對基片成膜前形成的通孔包括透光孔和匯流孔；封裝材料可以是高分子聚合物包括有機無機復合材料以及玻璃材料的組合；透光型BIPV光伏組件既可以是剛性組件，也可以是柔性組件。

太陽能電池芯片,其光電轉換層為非晶微晶硅疊層柔性電池，其透光通孔在0.5mm~50mm范圍內任意調節。目的在于根據BIPV設計要求調節不同透光率和透光圖案。

本發明包括了柔性太陽電池芯片的制造和封裝。

一種太陽能電池光伏建筑組件的制造方法，包括用來制成光伏建筑組件和BIPV光伏模塊的太陽能電池芯片,選用軟基片聚合物高分子材料和封裝材料，其特征是具有透光功能的通孔，形成于沉積硅基薄膜和透明導電膜之前，分布貫穿于整個電池芯片工序流程；

基片的第一次沖孔：首先對絕緣的基片，沿著長度方向對基片兩側幅面進行沖孔，形成透光通孔；