[发明专利]柔性薄膜太阳电池组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳电池，特别涉及一种柔性薄膜太阳电池。

背景技术

太阳电池是一种利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的半导体器 件。传统的晶体硅太阳能电池以及沉积在玻璃衬底上的薄膜太阳电池，必须 加工成坚硬的板块状电池板，这就限制了它的许多日常用途。而沉积在不锈 钢或聚酯膜等柔性衬底上的薄膜电池，成为一种能任意弯曲成为曲面状或任 何不规则形状的柔性太阳电池。它能安置在流线型汽车的顶部、帆船、赛艇、 摩托艇的船舱表面以及房屋等建筑物的楼顶与外墙面上以便充分利用丰富的 太阳能并将其转化成电流。

中国专利ZL200520096139.7实用新型专利提出了一种将若干单块太阳 能电池与一柔性底层材料如纺织布料、塑料膜连接的方法，获得柔性好、可 折叠的太阳电池组件。但是，该组件并没有考虑薄膜太阳电池封装、串并联 连接设计以及旁路二极管的设计，导致组件在重量比功率、可靠性等方面存 在不足。

发明内容

为了解决现有技术在重量比功率、可靠性等方面的不足，本发明的目的 在于提供一种柔性薄膜太阳电池。利用本发明，不但制作方便，而且电池组 件柔性好，重量比功率高。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是 提供一种柔性薄膜太阳电池，该装置包括：

覆盖膜通过粘接剂层与背面衬底膜连接；粘接剂层中具有若干由沉积在 薄膜衬底上的太阳电池单元组成的太阳电池单元组件；薄膜衬底的两端通过 硅树脂粘结成弯钩状，再通过导电银浆实现太阳电池单元组件相互之间的串 联；背面衬底膜的两端各有一个互联条，它与最外端的太阳电池单元组件的 电极相连；太阳电池单元组件的电流通过互联条上的汇流条引出；在太阳电 池组件的一个引出端上设置有旁路二极管，它的一个电极与该端的互联条连 接，另一个电极通过旁路二极管汇流条与太阳电池组件另一引出端上的互联 条连接。

上述太阳电池单元可以是非晶硅薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池 或碲化镉电池；该薄膜电池可以沉积在聚酯膜衬底上，或者沉积在金属箔衬 底上；聚酯膜衬底可以是聚酰亚胺薄膜，或者是聚氨脂薄膜，其厚度≤50μm； 金属箔衬底可以是不锈钢箔，或者是铝箔，其厚度≤50μm。

上述以金属箔衬底的太阳电池单元组件包括：电池单元沉积于金属箔衬 底上，组成金属箔衬底太阳电池单元组件；在电池沉积过程中，金属箔衬底 太阳电池单元组件之间的金属箔衬底的边缘留有5mm空隙的衬底，上面具有 孔径为2mm的穿孔，穿孔密度与电池正电极栅线密度相当；在空隙中填充有 低温导电银浆，形成内联式的太阳电池单元组件。

上述以聚酯衬底的太阳电池单元包括：在聚酯膜衬底上预沉积一层背电 极；经一次刻划，在前一个背电极上沉积太阳电池单体；经二次刻划，在最 外端的背电极和太阳电池单体上沉积正、负电极栅线；经三次刻划，形成内 联式的太阳电池单元。

上述旁路二极管置于太阳电池组件的负极，每个组件配有至少2个；所 述的旁路二极管采用薄膜式二极管，整合于单片电池背面，二极管形式可以 是PN结二极管，或者是Schottky结二极管。

本发明柔性薄膜太阳电池，由于选用耐候性能良好的材料实现太阳电池 组件，因此可以在极端的环境下工作；同时，通过对减薄柔性太阳电池的基 底实现组件的高重量比功率；通过防阴影二极管的安置提高整个电池组件的 可靠性；通过多点多线的引出方式增加太阳电池组件的封装面积，实现组件 的超大面积的组阵，因此，取得了重量轻、适应环境温度宽、重量比功率大 等有益效果。

经测试，本发明在-60℃～+60℃之间可以长时间稳定工作，并且保持柔 性，平均重量比功率大于240W/kg。

本发明可应用于航空航天领域的能源系统，地面野战部队的便携式供电 系统；还可以应用于太阳能汽车、太阳能帆船(赛艇)以及太阳能取暖(或 制冷)的节能型住宅的建筑一体化光伏发电。作为一种超轻型柔性太阳能电 池，本发明的超便携性亦可作为便携式充电器的能源，为手机，笔记本电脑 等小型电子消费品及时提供电源补充。

附图说明

图1以聚酯膜为衬底的薄膜太阳电池组件剖面图；

图2以金属箔为衬底的薄膜太阳电池组件剖面图；

图3以聚酯膜为衬底的薄膜太阳电池内联式单元示意图；