[发明专利]柔性薄膜太阳电池集成组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源太阳电池技术领域，特别涉及一种柔性薄膜太阳电池集成组件及其制备方法。

背景技术

能源是一个国家能得以发展的动力，在化石能源日益趋于枯竭的时代，新型可替代能源的研究，将是能使国民经济持续发展的保障和显示国力的标志。

现有的太阳电池光电转化效率低，太阳电池组件存在体积大、质地硬的缺点，无法实现轻便可携的功效。并且不锈钢衬底的柔性太阳电池不能形成集成内联结构，聚脂膜衬底虽然能形成集成内联结构，但其制作工艺需要激光划线、丝网印刷，工艺复杂，难度大。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种柔性薄膜太阳电池集成组件，柔性可卷曲，光电转化效率高，方便携带，适用范围广，本发明还提供柔性太阳电池集成组件的制备方法，工艺简单，容易实现。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

柔性薄膜太阳电池集成组件，包括柔性衬底、位于所述柔性衬底上多个独立的电池单元与电池单元表面的封装层。

所述柔性衬底选用柔性基材，如聚酯膜衬底、聚酰亚胺衬底等，这样使得太阳电池集成组件柔性绕度更高、可卷曲。

所述封装层采用柔性材料封装；

所述太阳电池单元由上而下依次为透明前电极层、薄膜硅层与背反电极层，所述透明前电极层外是ITO掩膜板。

所述多个独立的电池单元采用掩模板方法制备在所述柔性衬底上，各个独立的电池单元之间采用柔性线材电连接实现串并联，所述柔性线材埋藏于所述柔性封装层的封装材料中。

本发明还涉及上述柔性薄膜太阳电池组件的制备方法，具体通过以下步骤实现的：

(1)选用柔性衬底，并在所述柔性衬底上采用掩模板依次生长背电极、硅薄膜层、透明前电极，形成大量规则排列的尺寸统一的小太阳电池单元；

(2)上述各小太阳电池单元采用柔性线材串联或并联式电连接；

(3)封装，将所述柔性线材埋藏于柔性封装材料中；

进一步，所述连接各小太阳电池单元的柔性线材可以扁铜线、或交织裸，也可是其它能弯曲的柔性线材。

所述各个小太阳电池单元以串联、并联或串并联混合的方式连接，达到太阳电池阵的功率，为外界提供适用的电压。

本发明的有益效果是，

1、整个太阳电池集成组件制备在柔性衬底上，可提供合适的高电压与功率；

2、电池组件可卷曲，应用范围广泛，且方便携带；

3、电池制备工艺完全采用传统的非晶硅、微晶硅等制备工艺，简单快捷；

4、串并联工艺采用柔性线材实现电连接，工艺简单，避开了激光划线等复杂工艺。

附图说明

图1为本发明实施例聚酯膜衬底的太阳电池组件结构图。

图2为图1中小电池结构的示意图。

具体实施方式：

为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本发明。

实施例：

参看图1，本发明柔性薄膜太阳电池集成组件，包括聚酯膜衬底1、通过掩模板制备在所述聚酯膜衬底1上的数个方形小电池2与小电池2表面的封装层(图中未标出)，所述封装层采用柔性材料制成。

小电池2之间采用柔性线材3电连接，所述柔性线材3埋藏于所述封装层内。

参看图2，小电池2由ITO掩模板21、薄膜硅层22与背反层23构成，背反层23底下是柔性衬底24，所述ITO掩模板21与薄膜硅层22之间设置透明前电极，背反层23上设置背反电极。

其中，背反层23面积大于薄膜硅层22，背反层伸出一侧以方便互联；薄膜硅层22面积大于透明电极ITO 21，以防止透明前电极21与背反层23电极接触。

本发明还涉及柔性薄膜太阳电池集成组件的制备方法，以下分别以聚酯膜衬底与聚酰亚胺膜衬底详细描述该制备过程。

实施例一：选用厚度小于50um的聚酰亚胺膜作为柔性衬底，按下列工艺步骤：

(1)将聚酰亚胺膜裁剪成适当大小30cm×30cm(以适合腔室为准)，清洗；

(2)将上述清洗后的聚酰亚胺膜采用夹具夹持，并盖上背电极掩模板，放入真空腔室生长背电极Ag/ZnO；

(3)将形成Ag/ZnO图案的膜片盖上硅薄膜掩模板放入PECVD腔室，生长非晶硅或微晶硅；

(4)将形成Ag/ZnO、硅薄膜的膜片盖上ITO掩模板(ITO的面积比硅薄膜的面积适当收缩)，放入真空室，生长ITO，这样聚酰亚胺衬底上将形成大量规则小电池；