[發明專利]卷對卷浸漬鍍膜系統以及柔性透明導電材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510632354.2
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN105355706B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 林清耿;劉江;陳治宇;王洋
• 申請（專利權）人: 惠州易暉光電材料股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔣劍明

本發明屬于柔性透明導電材料鍍膜功能化領域，具體涉及一種卷對卷浸漬鍍膜系統和基于該系統的制備柔性透明導電材料的方法。所述卷對卷浸漬鍍膜系統包括依次設置的放卷臺、浸漬鍍膜槽、清洗槽、收卷臺；放卷臺和收卷臺之間還設置有卷對卷傳動裝置，卷對卷傳動裝置設置于浸漬鍍膜槽和清洗槽的上方。所述制備柔性透明導電材料的方法，首先將柔性透明襯底進行磁控濺射鍍覆本底膜層，然后采用卷對卷浸漬鍍膜系統鍍覆掩膜，再采用卷對卷磁控濺射工藝鍍覆導電膜層，即得所述柔性透明導電材料。所得柔性透明導電材料具有絨面陷光結構，可作為薄膜太陽能電池的前電極；通過控制膜層厚度和微球絨面尺度，可制備出滿足柔性觸控面板需求的柔性透明導電材料。

技術領域

本發明屬于柔性透明導電材料鍍膜功能化領域，具體涉及一種卷對卷浸漬鍍膜系統和基于該系統的柔性透明導電材料的制備方法。

背景技術

柔性薄膜太陽能電池作為太陽能電池中的一個類型,多年來一直受到各研究結構、企業及其政府的爭相開發研究。與平板式晶體硅、玻璃襯底薄膜電池相比，柔性薄膜太陽能電池其最大的特點是重量輕、可折疊、不易破碎、具有高的質量功率比，在運輸、攜帶、保管上均非常方便。柔性薄膜太陽能電池不但可以完全可以勝任現有硬質襯底太陽電池應用的所有角色，而且還可以在硬質電池難以勝任的許多其它領域得到應用和推廣，包括太陽能汽車、飛機、飛艇、建筑等特殊曲面場合，甚至可以像地圖一樣掛在墻上，不用時卷起來即可。尤其是在光伏建筑一體化(BIPV)的市場推動下，現有的很多已經成型的建筑并不具備實現真正意義上的BIPV功能，采用硬質襯底電池組件就需要在現有建筑外面重新加鋼構等結構來實現對組件的安裝，這一定程度上會大幅度提高安裝成本。而采用柔性薄膜太陽能電池可以將其附著在現有建筑結構上，實現發電、裝飾、隔熱等一體化功能。

以美國Uni-Solar公司采用不銹鋼作襯底為例，不銹鋼的厚度僅為127um，且具有極好的柔軟性，可以任意卷曲、裁剪、粘貼，既使彎成很小的半徑，作數百次卷曲，電池性能也不會發生變化。而以高分子聚合物聚酰亞胺為柔性襯底制備的非晶硅太陽電池，器件總厚度約100um左右(含封裝層)，功率重量比可達到500W/Kg以上，比不銹鋼襯底非晶硅電池高出近十倍，是世界上最輕的太陽電池。

柔性透明導電材料作為柔性薄膜太陽能電池中必不可少的一部分，兼具透明、導電電極和基片的功能。其性能的優劣直接關系到電池的性能和電池的制備成本，因此是制備柔性非晶硅、柔性非晶硅/微晶硅、柔性碲化鎘等薄膜太陽能電池的關鍵原材料之一。如何低成本、大面積的制備出高品質的柔性透明導電襯底，是制備出低成本、高效率柔性薄膜太陽能電池的關鍵因素之一，是實現柔性太陽能電池得到大力推廣應用的必要前提條件。

但是基于目前國際上均沒有一家公司可以規模化生產柔性透明導電襯底材料，因此以美國Uni-solar為代表的公司只能去改變其電池的制備結構，在不銹鋼或是聚酰亞胺塑料襯底上直接鍍上一層銀作為背電極層，該結構存在的不足之處：

1、該結構僅可以作為背電極層，無法用于電池的前電極，實現透明和導電的雙重功能；

2、該電極層無法實現柔性絨面的制備；

3、采用背反射電極結構做出的太陽能電池效率整體會偏低2-4％點左右，Uni-solar歷經30年的發展，最終其柔性太陽能電池組件的效率也僅能到7-8％左右，遠低于前電極制備的太陽能電池；

4、采用背反射電極結構，電池的頂電極結構是采用磁控濺射工藝去完成的，而磁控濺射工藝一定程度上由于等離子轟擊的影響會對電池結構產生一定的影響；

5、采用背反射電極結構，無法實現柔性透光組件的制備，一定程度上會降低產品的多樣化開發。

另外，隨著移動終端、可穿戴設備、智能家電等市場的發展，對柔性觸摸面板有著強勁的需求，而現有主流導電薄膜材料摻錫氧化銦(Indium Tin Oxide ITO)無法用于彎曲應用，需要新型柔性導電材料來替代現有主流ITO材料，以滿足柔性觸控市場的需求。

發明內容