[發明專利]柔性可延展太陽能電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201911377234.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111048608B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 馮雪;陳穎;葉柳順;王顯
• 申請（專利權）人: 清華大學;浙江清華柔性電子技術研究院
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/0224;H01L31/05;H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本公開涉及一種柔性可延展太陽能電池及其制造方法。電池包括多個電池單元、多個第一電極連接部、多個第二電極連接部、多個第一互連線、多個第二互連線、封裝層和可延展襯底，可延展襯底用于承載電池；相鄰的第一、第二電極連接部之間通過對應的第二互連線連接在一起；每個電池單元位于對應的第二電極連接部上方，用于將接收到的光能轉換為電能；每個電池單元的第二電極連接到位于電池單元下方的第二電極連接部、第一電極通過對應的第一互連線連接到相鄰的第一電極連接部；封裝層用于封裝電池。本公開所提供電池及其制造方法，制造過程簡單，且制造出的電池柔性和可延展性好，在受力形變時仍能穩定工作，能量轉換效率高，適用范圍廣。

技術領域

本公開涉及柔性電子技術領域，尤其涉及一種可延展太陽能電池及其制造方法。

背景技術

隨著柔性電子技術在傳感、顯示等領域取得眾多的研究成果和產業化成功案例，眾所周知，柔性電源(如電池)已經成為制約柔性電子技術進一步發展的明顯短板。柔性能源模塊的可延展性、可靠性以及器件效率明顯低于柔性傳感、柔性顯示和柔性控制等功能模塊。

當前的柔性能源技術主要有以下幾種原理，一是柔性儲能技術，包括柔性電池和柔性超級電容器；二是柔性能量收集技術，包括無線射頻、光伏、熱電、壓電、摩擦電以及生物能源電池等能量收集方式。其中，光伏技術又稱為太陽能電池技術，是一種綠色環保且可持續的能量收集方式，適合用于可穿戴電子設備供能。當前柔性太陽能電池技術可以分為三類，一類是基于非晶硅、銅銦鎵硒、碲化鎘等無機材料的薄膜太陽能電池技術，另一類是基于聚合物的有機太陽能電池，再一類是基于鈣鈦礦、染料敏化的太陽能電池以及量子點太陽能電池等新型太陽能電池技術。但相關技術中，柔性太陽能電池技術所提供的電池難以滿足用戶對柔性、可延展性的需求，是當前亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本公開提出了一種柔性可延展太陽能電池及其制造方法。

根據本公開的一方面，提供了一種柔性可延展太陽能電池，所述電池包括：多個電池單元、多個第一電極連接部、多個第二電極連接部、多個第一互連線、多個第二互連線、封裝層和可延展襯底，

所述可延展襯底的上方放置有所述多個第一電極連接部和所述多個第二電極連接部，第一電極連接部和第二電極連接部呈陣列式排布、且同一行或同一列中的第一電極連接部和第二電極連接部交替放置，所述多個第一電極連接部之間、所述多個第二電極連接部之間、第一電極連接部與第二電極連接部之間存在間隔；

相鄰的第一電極連接部與第二電極連接部之間通過對應的第二互連線連接在一起；

每個電池單元位于對應的第二電極連接部上方，用于將接收到的光能轉換為電能；

每個電池單元包括第一電極和第二電極，每個電池單元的第二電極連接到位于所述電池單元下方的第二電極連接部、第一電極通過對應的第一互連線連接到相鄰的第一電極連接部；

所述封裝層為透明材料，用于將所述多個電池單元、所述多個第一電極連接部、所述多個第二電極連接部、所述多個第一互連線、所述多個第二互連線封裝到所述可延展襯底上。

在一種可能的實現方式中，所述電池還包括第一絕緣層和第二絕緣層中的至少一個：

所述第一絕緣層，覆蓋在所述多個第一電極連接部、所述多個第二電極連接部和所述多個第二互連線的上方；

所述第二絕緣層，位于所述多個第一電極連接部、所述多個第二電極連接部和所述多個第二互連線的下方，

其中，所述第二互連線的形狀為可延展形狀，所述第一絕緣層中覆蓋在所述第二互連線上的第一部分的形狀與所述第一部分所覆蓋的第二互連線的形狀相同，所述第二絕緣層中位于所述第二互連線下方的第二部分的形狀與所述第二部分上方的第二互連線的形狀相同。

在一種可能的實現方式中，所述第一電極和所述第二電極為同面電極或異面電極，