[发明专利]具有印制导线电极的薄层太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造薄层太阳能电池的方法以及一种薄层太阳能电池。

背景技术

太阳能电池是在使用光伏效应的情况下将光能转换成电能的装置。太阳能电池包含半导体材料，该半导体材料被用于吸收光子以及在使用光伏效应的情况下产生电子。

如今存在对太阳能电池的大量需求，因为太阳能电池应用于许多技术领域。例如，太阳能被用于运行静止设备，所述静止设备例如在交通监控和交通流调节中用在公路上。另一示例是露天安置的至少部分利用太阳能运行的自动机。

市售的太阳能电池从正面收集光，并且在背面是不透光的，因为这些太阳能电池要么仅仅施加在不透明的衬底上，要么背电极是不透光的。但是，甚至在朝向太阳定向的太阳能电池的情况下，仍有散射光形式的不可忽略的光功率落到太阳能电池模块的背面上，其中该散射既在大气中又在直接环境中——如由于地面、邻接的墙壁等——造成。当替代于正好朝向太阳定向的太阳能电池而使用静态固定安装的太阳能电池模块时——如这常常在上面提到的静止设备的情况下实现，散射光形式的该光功率具有更加重要的意义。因此在这种情况下常常可能的是，在太阳入射的最大时期内，太阳入射以非最优的方式落到太阳能电池的正面上，由此光功率的宝贵部分不能被转换成电流。当朝向太阳的最优定向出于建筑或结构原因而不可能时得出类似的问题。

双面起作用的太阳能电池模块对此提供帮助，该太阳能电池模块可以从所使用的太阳能电池的正面以及背面收集光。

例如US 2007/0251570公开了一种双面透明的薄层太阳能电池。

发明内容

而本发明所基于的任务是，提供用于制造薄层太阳能电池的改进的方法以及一种改进的薄层太阳能电池，该薄层太阳能电池能够既从正面又从背面收集光并将其转换成电能。

本发明所基于的任务分别用独立权利要求的特征来解决。本发明的优选实施方式在从属权利要求中说明。

本发明公开了一种用于制造具有光活层的薄层太阳能电池的方法，该光活层在正面具有在可见光范围内为光学透明的电极，其中印制导线的导电网被施加在光活层的背面和/或正面上，使得从宏观上来看在可见光范围内是光学透明的。在本发明的范围内，可见光范围还一并包括300nm至1300nm的波长范围。在此，该界限通过诸如硅的吸收材料的带隙以及玻璃材料的自吸收得出。

印制导线（100）的网优选地被施加在光活层（100）的背面上。该网的印制导线优选地包含不同大小和几何形状的微粒。在此，术语“微粒”还包括聚集体、尤其是胶态聚集体，在此，聚集体的示例是胶束和液晶结构。

根据本发明的另一实施方式，在该方法中将光学透明的塑料保护层施加到印制导线的网上。用于塑料保护层的材料例如可以包括聚氨酯（PU）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）或者聚乙烯丁醛（PVB）。在此，附加地施加塑料保护层所具有的优点是，印制导线的网被保护免收外部环境影响或者光活层被封装。此外，使用这样的例如EVA膜或PVB膜形式的塑料保护层所提供的可能性是，在光活层的背面安装玻璃表面。在此，EVA膜或PVB膜获得粘附促进作用，并且因此将玻璃层与光活层相连接。

因此根据本发明的方法所具有优点是，可以以简单和灵活的方式制造光活层的背面上的印制导线的网。因此例如可能的是，通过诸如丝网印刷法、喷墨印刷法、气溶胶喷射印刷法、脉冲喷射印刷法、胶印法和/或苯胺印刷将网直接施加在光活层的背面上。

根据本发明的一个实施方式，该方法包括将印制导线的导电网施加在光活层的背面上。这包含用于将微粒的网施加在背面上以及加热微粒的网以形成印制导线的相应导电网的步骤。将微粒用于形成印制导线所具有的优点是，减少印刷方法所需的烧结温度（Sintertemperatur）。因此例如可能的是，在直径分布处于100nm以下的范围内时，烧结温度被降低直到70°C。在该温度范围中，光活层不是温度敏感的，因为该层被设计为例如在直接太阳入射的情况下经受显著更高的温度。

替代于直接将印制导线的网施加在光活层的背面上，根据本发明的一个实施方式也可能的是，将印制导线的导电网施加到塑料保护层和/或光学透明的表面层上。这样制备的层随后被施加在光活层上。根据塑料保护层所使用的材料或根据所使用的将印制导线的导电网施加到塑料保护层上的方法，这也可以通过如下方式进行：将微粒的网施加到塑料保护层上，然后加热以形成印制导线的导电网。但是这要求塑料保护层能够经受对微粒的网的这样的加热而不发生结构改变。