[發(fā)明專利]一種柔性太陽能電池的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310744884.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103700729A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭立廣;童翔;羅姣;丁建;周祥勇;楊漢波;陳振;陳磊;黃宇翔;張慶釗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京漢能創(chuàng)昱科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，具體地說涉及一種柔性太陽能電池的電極結(jié)構(gòu)和制作方法。

背景技術(shù)

近年來，環(huán)境問題及能源危機日漸凸顯，使人們不斷尋求新的能量來源以滿足日益增長的能源需求。太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的能量來源，并且具有分布廣泛、獲得方式無地域限制等特點，發(fā)展前景廣闊，而太陽能電池提供了一種以最小的環(huán)境影響來產(chǎn)生電力的光電轉(zhuǎn)換裝置，通過光子吸收層獲取光能而產(chǎn)生電子空穴對，并在內(nèi)建電場的作用下運動從而實現(xiàn)光能向電能的轉(zhuǎn)換。

考慮到高光電的轉(zhuǎn)化效率、低成本、耐用、易安裝、輕質(zhì)化以及避免造成其它的環(huán)境影響等優(yōu)點是目前太陽能電池研究的主要方向，薄膜太陽能電池因光吸收層用料少，僅需幾個微米就可以將太陽光能有效地吸收并轉(zhuǎn)換成電能，故此受到越來越多技術(shù)人員的關(guān)注，近年來得到了長足的發(fā)展。非晶/微晶硅(Si)、碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒化物(CIGS)是薄膜太陽能電池中使用的三種最重要的材料，其中，CIGS為直接能隙材料，吸收范圍廣，吸收光子能量范圍1.02-1.68ev，轉(zhuǎn)換效率高且具有穩(wěn)定性高、無光致衰減效應(yīng)等特點，受到人們越來越多的關(guān)注。以CIGS作為光子吸收層的柔性薄膜太陽能電池具有質(zhì)量輕、易附形、光電轉(zhuǎn)換效率高等特點，逐漸成為近年來太陽能應(yīng)用方面發(fā)展的重點。如中國專利申請200980143816，其制作工藝是在卷對卷的柔性襯底上依次制備前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、后電極層。在實際應(yīng)用過程中需要制備具有高電壓、低電流的電池從而減少內(nèi)部功率損失，提高有效輸出電能，因卷對卷生產(chǎn)的柔性太陽能電池片是采用全面積沉積膜層制備工藝，由此需要將卷對卷生產(chǎn)的柔性薄膜太陽能電池片分切成數(shù)個具有相同特征的長方形柔性電池單元，并依次將分切的柔性電池單元設(shè)置于柔性襯底上，采用電極結(jié)構(gòu)將緊鄰的柔性電池單元連接從而制備具有串聯(lián)連接方式的電池。

上述傳統(tǒng)方式雖然實現(xiàn)了柔性太陽能電池的串聯(lián)連接，但是這種電池使用時，一般內(nèi)部功率損失較大導致光電電流不能有效采集，而針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何實現(xiàn)提高柔性電池的輸出電壓、降低電流并減少電池內(nèi)部功率損失并將數(shù)個柔性電池單元串聯(lián)連接，從而提出一種新的柔性太陽能電池及其制造方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種柔性太陽能電池，其電極結(jié)構(gòu)由絕緣材料和圖形化導電材料構(gòu)成，其特征在于：所述絕緣材料位于X、Y平面圖形化導電材料的兩側(cè)，且所述圖形化導電材料通過在平面中采用條狀導電材料往復(fù)繞行式彎轉(zhuǎn)形成。

所述條狀導電材料為一根導電材料或數(shù)根導電材料連接而成。

所述圖形化導電材料的繞行方式包括橢圓彎點往復(fù)繞行式、圓形彎點往復(fù)繞行式、方形彎點往復(fù)繞行式圖形結(jié)構(gòu)。

所述柔性太陽能電池包括銅銦鎵硒、非晶硅薄膜電池、非晶/微晶硅薄膜電池、碲化鎘、有機燃料電池。

本發(fā)明還提出一種柔性太陽能電池的制作方法，包括以下步驟：

步驟1：柔性電池各層的沉積工藝，通過采用卷對卷生產(chǎn)工藝實現(xiàn)在柔性襯底上電池各層材料的制備工藝；

步驟2：分片工藝，用切刀將步驟1制備完成的柔性電池片分割成多個獨立的柔性電池單元，以用于柔性電池片與電極結(jié)構(gòu)的連接工藝；

步驟3：圖形化導電材料的制備，通過對一直導電線進行往復(fù)繞行式彎轉(zhuǎn)的處理從而形成圖形化導電材料結(jié)構(gòu)；

步驟4：采用熱壓合的方法將兩片絕緣材料與圖形化導電材料進行結(jié)合，從而完成電極結(jié)構(gòu)的制備；

步驟5：完成電極結(jié)構(gòu)與第一柔性電池單元的連接工藝；

步驟6：完成電極結(jié)構(gòu)與第二柔性電池單元的連接工藝；

步驟7：完成數(shù)個柔性電池單元的串聯(lián)連接。

絕緣材料的寬度應(yīng)確保在放置柔性電池單元后，柔性電池單元與圖形化導電材料接觸，且柔性電池邊緣與絕緣材料搭接。

所述步驟5的具體方法如下：將柔性電池單元與電極結(jié)構(gòu)X方向一側(cè)的電極接觸，并采用熱壓合的方法實現(xiàn)電極結(jié)構(gòu)與柔性電池入射光面電極的粘結(jié)，形成具有電極結(jié)構(gòu)的柔性電池片。

所述步驟5的具體方法如下：所述柔性電池單元設(shè)置于電極結(jié)構(gòu)圖形化導電材料一端的下方，且所述柔性電池單元的入射光面電極上表面與圖形化導電材料下表面接觸，采用熱壓合的方法，實現(xiàn)電極結(jié)構(gòu)與柔性電池單元的粘合。

所述步驟6的具體方法如下：設(shè)置柔性電池單元與電極結(jié)構(gòu)X方向另一側(cè)的電極接觸，并使絕緣材料與柔性電池導電襯底的粘結(jié)。