[发明专利]基于光固化技术的薄膜太阳能电池封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜太阳能电池的封装方法。

背景技术

太阳能电池发展至今，其已开发出了两代产品，即第一代的单晶硅太阳能电池和第二代多晶硅、非晶硅等太阳能电池。目前，学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代，即CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池和薄膜Si系太阳能电池。

薄膜太阳能电池具有制造成本较低的优势，适合大规模推广应用，但其使用寿命还有待进一步提高。为了确保正常工作和长使用寿命，太阳能电池的后续封装是非常重要的环节。如果封装不能有效隔绝大气中的水汽和氧气的侵蚀，水汽的渗入将可能引发太阳能电池板短路发生安全隐患，氧分子的侵蚀则会使太阳能电池板发电功率衰减。

目前，薄膜太阳能电池仍以背板玻璃或背板材料通过EVA胶膜在真空状态下热层压为主要封装方式，其工艺繁琐复杂，需要大型层压机器及真空设备，需要高温加热，不能在室温下进行连续生产作业。

光固化技术具有固化速度快(因而生产效率高)、少污染、节能、固化产物性能优异等优点，是一种环境友好的绿色技术，特别适合应用于流水线生产模式。将光固化技术运用到薄膜太阳能电池的封装设计，可以极大程度地提高太阳能电池的封装速度，获得高质量的封装产品。

发明内容

本发明提供了一种基于光固化技术的薄膜太阳能电池封装方法。在制备有太阳能电池芯片的前面板基材上，通过引入光固化技术实现，本发明提出与设计了由两个光固化功能层(光固化水氧阻隔层和光固化最外保护层)构成的电池封装结构，来达到薄膜太阳能电池的封装保护目的。同时，本发明对可用于上述两个光固化功能层的光固化材料作了具体明确，确保电池封装的可靠性。

本发明的技术方案如下：

基于光固化技术的薄膜太阳能电池封装方法，其特征在于：首先在前面板基材上制备太阳能电池芯片，再利用光固化技术在其上快速成型封装材料层，其中所述封装材料层包括一个光固化水氧阻隔层和一个具有良好耐候性能的光固化最外保护层，封装顺序是：先在制备有太阳能电池芯片的前面板基材上光固化水氧阻隔层，再在光固化水氧阻隔层上光固化最外保护层，以前面板基材、太阳能电池芯片、光固化水氧阻隔层、光固化最外保护层的叠层顺序完成太阳能电池的封装加工。

其中所述光固化技术包括利用光(紫外或可见光)或电子束为能源，引发具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态的技术。

其中所述的太阳能电池芯片是在前面板基材上制备的薄膜太阳能电池芯片。

其中所述的薄膜太阳能电池包括非晶硅薄膜太阳能电池，微(多)晶硅薄膜太阳能电池，铜铟硒薄膜太阳能电池，铜铟镓硒薄膜太阳能电池，碲化镉薄膜太阳能电池，染料敏化薄膜太阳能电池，有机薄膜太阳能电池。

其中所述前面板基材可以是硬质，如玻璃板硬质材料，或者软质材料，如金属膜和/或片材或者合适的塑料材料，如聚酯，优选钢化玻璃。

上述电池封装材料层由一个光固化水氧阻隔层和一个具有良好耐候性的光固化最外保护层组成。

其中所述光固化水氧阻隔层是由一种其固化膜水蒸汽透过率优选≤1g/m².day和氧气透过率优选≤1cc/m².day(更优选的是水蒸汽透过率优选≤0.01g/m².day和氧气透过率优选≤0.01cc/m².day)的光固化材料通过光固化技术制成。其中所述光固化材料是一种光固化胶水，或称UV胶，其在25℃下测量的粘度优选为100-15000mPa.s，更优选的是100-10000mPa.s，最优选的是100-6000Pa.s。

其中所述光固化水氧阻隔层的厚度优选在100-1500μm，更优选在200-1200μm，最优选的在400-700μm。

其中所述光固化最外保护层是由一种其固化膜硬度优选≥2H(更优选≥3H，最优选≥4H)并具有良好耐候性能、抗划伤性能、耐磨性能及耐潮湿的光固化材料通过光固化技术制成。其中所述光固化材料是一种光固化涂料，或称UV涂料，其在25℃下测量的粘度优选在1-2000mPa.s，更优选在1-500mPa.s，最优选在1-100mPa.s。

其中所述光固化最外保护层的厚度优选在5-100μm，更优选在10-50μm，最优选的在15-30μm。

本发明优点：

1、本发明克服传统封装方法生产效率低、费时、高能耗的缺点。

2、本发明极大程度地提高太阳能电池的封装速度，获得高质量的封装产品。

3、本发明的光固化双层封装结构设计，能够有效确保电池封装的可靠性。