[發明專利]一種超柔薄膜電池組件結構及制備方法

在審

• 申請號: 202110521339.6
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113380913A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 陳國棟
• 申請（專利權）人: 西安埃德邁光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/046
• 分類號: H01L31/046;H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種超柔薄膜電池組件結構及制備方法，電池組件結構包括襯底、高鈉鉬層、功能鉬層、光電轉換層、窗口功能層和前電極層，高鈉鉬層設置于襯底表面，功能鉬層設置于高鈉鉬層表面，光電轉換層設置于功能鉬層表面，窗口功能層設置于光電轉換層表面，前電極層設置于窗口功能層表面，襯底、高鈉鉬層、功能鉬層、光電轉換層、窗口功能層和前電極層依次疊加后形成薄膜電池完整結構，還包括表面主柵和表面細柵，表面主柵和表面細柵間隔設置于薄膜電池完整結構的前電極層表面，本發明專利針對超柔薄膜電池采用一種新的電池結構和實現工藝方法，來完成超柔光伏電池及組件的封裝制造，可以使整個組件產品按照設計的電池結構以及工藝得以實現。

技術領域

本發明涉及光伏電池技術領域，具體為一種超柔薄膜電池組件結構及制備方法。

背景技術

目前光伏電池結構表現較為成熟，根據不同技術路線所對應的光伏電池種類其整體結構已經被固定，個別從結構上所創新或變更所得到的其它結構類電池被定義為新型衍生高效電池。電池的各結構功能層的制備方法和工藝流程也較為普遍，對應的僅是常規科技手段在細節方面的不同而已。此外目前主流光伏電池是以硅為基材變現為剛性結構，無法實現柔性應用；相較于硅基電池而言的薄膜電池種類較多，但結構上存在的問題是：薄膜各功能層的制備均需要采用玻璃、不銹鋼或者特定要求的柔性襯底為基礎，制備完成各功能層之后進行外形上的改變用于后續組件的封裝工藝，進而達到終端光伏產品的制造。整個過程及產品體現的主要特點之一為柔性不足，無法匹配和滿足超柔需求，大幅限制了其應用領域和空間。而超柔類電池常表現為利用柔性較好的襯底材料制備柔性電池，或采用晶化薄膜電池從同質單晶片上采用腐蝕剝離的方式剝離晶化薄膜芯片然后采用半導體加工方式完成小尺寸小規模產品的制作，對應的問題主要表現為成本高、柔性度本質改善欠缺以及工藝流程和要求嚴苛，不利于批量化生產。因此超柔類薄膜電池及對應工藝流程等均急需有所突破，匹配市場應用產品的空白。

以上柔性薄膜電池的制備方法分別存在如下不同程度的問題和缺點：

1、硅基類電池采用曲率較小的或可彎曲程度小的柔性封裝材料進行封裝，所形成的組件類產品僅能呈現較小彎曲，無法形成曲率較大類場景應用所需產品。

2、常規薄膜電池均存在襯底一體化結構，采用不銹鋼襯底、金屬類襯底或有機類材料襯底，制備完成的柔性薄膜電池帶有相關襯底本身厚度和柔性化致使整體薄膜電池厚度增大和柔性度差，無法實現超柔化結構和應用。

3、采用有機太陽能電池技術在超薄有機柔性基底上制備有機電池和組件，該技術的最大缺點是效率低、穩定性差、壽命短、無法規模化生產。

4、晶化薄膜類電池制備到晶圓片上之后采用腐蝕的方式進行剝離，隨后采用半導體操作規程方法進行后續加工和操作，將剝離電池封裝于柔性襯底或材料之上，實現柔性電池目的。該種方法的缺點在于制備流程多、要求高、工藝窗口窄、晶圓成本高、材料利用率低、產品成本居高不下，無法實現規模化量產。

5、超柔薄膜電池及組件產品目前市場上表現較為空白，缺少相關產品，尤其是超柔薄膜電池的制備工藝方法缺少，無法實現超柔薄膜電池的低成本和批量化制備。

因此解決以上常規柔性薄膜電池柔性化的實現方式所造成的問題顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超柔薄膜電池組件結構及制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種超柔薄膜電池組件結構，電池組件結構包括襯底、高鈉鉬層、功能鉬層、光電轉換層、窗口功能層和前電極層，所述高鈉鉬層設置于襯底表面，所述功能鉬層設置于高鈉鉬層表面，所述光電轉換層設置于功能鉬層表面，所述窗口功能層設置于光電轉換層表面，所述前電極層設置于窗口功能層表面，所述襯底、高鈉鉬層、功能鉬層、光電轉換層、窗口功能層和前電極層依次疊加后形成薄膜電池完整結構，還包括表面主柵和表面細柵，所述表面主柵和表面細柵間隔設置于薄膜電池完整結構的前電極層表面。