[發明專利]一種柔性全鈣鈦礦疊層太陽能電池柔性襯底的結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202010846447.6
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112002811A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 趙德威
• 申請（專利權）人: 理天光電科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種柔性全鈣鈦礦疊層太陽能電池柔性襯底的結構，包括上襯底封裝層、下襯底封裝層、電子傳輸層、聚合物柔性層和光電吸收層，所述光電吸收層設置在下襯底封裝層上部，電子傳輸層設置在上襯底封裝層下部，所述聚合物柔性層設置在電子傳輸層與光電吸收層之間，所述聚合物傳輸層上設置有非均勻分布的凸點和凹槽，所述電子傳輸層由超薄氧化錫SnO2和薄膜晶粒組成。本發明增大了覆蓋在襯底本體頂面上的導電薄膜層的面積，進而增加了導電薄膜層對太陽能的有效吸收面積，提高了太陽能薄膜電池的太陽能轉換率。同時利用多物理場耦合技術，協同調控疊層薄膜太陽能電池的光電屬性，達到太陽能電池光電屬性的最優化。

技術領域

本發明屬于新能源電池技術領域，尤其是涉及一種柔性全鈣鈦礦疊層太陽能電池柔性襯底的結構及其制備方法。

背景技術

薄膜電池顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池，其用硅量極少，更容易降低成本，同時它既是一種高效能源產品，又是一種新型建筑材料，更容易與建筑完美結合。在國際市場硅原材料持續緊張的背景下，薄膜太陽電池已成為國際光伏市場發展的新趨勢和新熱點。 已經能進行產業化大規模生產的薄膜電池主要有3種：硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池（CIGS）、碲化鎘薄膜太陽能電池（CdTe）。

近年來，太陽能光伏電池市場正在向薄膜太陽能光伏產品轉移。薄膜太陽能電池的優勢在于其產業鏈的耗能更低，制備材料選擇更廣泛，制備技術多樣，產品的發電效率提升有更大的潛力，產品重量更輕且可柔性化，應用場景更寬泛。

薄膜電池顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池，其用硅量極少，更容易降低成本，同時它既是一種高效能源產品，又是一種新型建筑材料，更容易與建筑完美結合。在國際市場硅原材料持續緊張的背景下，薄膜太陽電池已成為國際光伏市場發展的新趨勢和新熱點。 已經能進行產業化大規模生產的薄膜電池主要有3種：硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池（CIGS）、碲化鎘薄膜太陽能電池（CdTe）。

近年來，太陽能光伏電池市場正在向薄膜太陽能光伏產品轉移。薄膜太陽能電池的優勢在于其產業鏈的耗能更低，制備材料選擇更廣泛，制備技術多樣，產品的發電效率提升有更大的潛力，產品重量更輕且可柔性化，應用場景更寬泛。

然而，現有的太陽能薄膜電池轉化率較低，目前主要是通過增加角度跟蹤裝置、改變各個膜層的結構、增加聚光裝置等方法來提高太陽能的轉化率；其中，增加額外裝備勢必會增加太陽能系統的成本，改變膜層結構需要相關工藝的配合，難度較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種降低工藝難度并且提供太陽能轉化率的柔性全鈣鈦礦疊層太陽能電池柔性襯底的結構及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種柔性全鈣鈦礦疊層太陽能電池柔性襯底的結構，包括上襯底封裝層、下襯底封裝層、電子傳輸層、聚合物柔性層和光電吸收層，所述光電吸收層設置在下襯底封裝層上部，所述電子傳輸層設置在上襯底封裝層下部，所述聚合物柔性層設置在電子傳輸層與光電吸收層之間，所述聚合物傳輸層上設置有非均勻分布的凸點和凹槽，所述電子傳輸層由超薄氧化錫SnO2和薄膜晶粒組成，所述聚合物傳輸層的頂面凸點與電子傳輸層之間形成第一電子接觸點，所述聚合物傳輸層的底面凸點與光電吸收層形成第二電子接觸點，所述下襯底封裝層內部呈網面設置有柔性金屬網。

作為優選，所述光電吸收層的上、下表面設置有柔性導電膜，所述柔性導電膜的材料為ITO薄膜。

作為優選，所述下襯底封裝層的底面覆蓋設置箔式金屬片。

作為優選，所述上襯底封裝層的頂面覆蓋設置有聚酯薄膜或P2薄膜。

作為優選，所述電子傳輸層的厚度尺寸設置為3mm～3.6mm。

所述上襯底封裝層、下襯底封裝層的厚度尺寸均設置為1mm～1.2mm。