[发明专利]一种薄膜太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种薄膜太阳能电池及其制作方法。 

背景技术

能源是人类社会发展的动力，开发可再生能源是关系到国家可持续发展战略的关键问题之一。在各种可再生能源中，太阳能光伏发电技术是近年来太阳能利用领域中发展最快、最前沿的研究领域。薄膜太阳能电池因为耗材少、制造成本低、污染少等优点成为研究的热点。目前的薄膜太阳能电池按衬底可分为刚性衬底(如玻璃)和柔性衬底(如树脂)两大类。 

目前，薄膜太阳能电池受生产设备和工艺的限制，基本上都是平面的，为了获得更好的光吸收以及特殊场合的安装使用，在国外出现了圆柱形的薄膜太阳能电池。这种圆柱形薄膜太阳能电池的制造方法为：在选定好尺寸的圆柱形衬底上直接镀膜。这种工艺方法虽然能够实现，但却存在以下的缺陷：1)由于在圆柱形衬底上镀膜，衬底需要全程进入到生产流水线，因而对衬底的材质的要求非常高，增加了衬底成本；2)由于对圆柱形衬底进行镀膜的设备与现有的镀膜设备不兼容，需要特殊定制，而且非常昂贵，因此增加了设备成本；3)由于是圆柱形衬底的生产工艺以及在其上镀膜的工艺比较复杂，因此生产效率低、成品率低。 

发明内容

本发明的目的是解决前述现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理、成本低、成品率高的非平面的柔性薄膜太阳能电池及其制造方法。 

实现本发明目的的技术方案提供了基于同一设计理念的两种薄膜太阳能电池的结构和制造方案。第一种薄膜太阳能电池，其特征在于：包括衬芯、薄膜电池层和位于衬芯与薄膜电池层之间且将薄膜电池层封装在衬芯上的封装材料；所述薄膜电池层包括由内至外依次覆盖设置的背电极层、发电层、透明导电层和透明的柔性衬底；所述封装材料套于衬芯外部，二者为形状一致的非平板的立体结构；所述背电极层、发电层和透明导电层上分别错落蚀刻有第三绝缘槽、第二绝缘槽和第一绝缘槽。 

作为优选，为了保护背电极层，前述薄膜太阳能电池还包括设置在封装材料与背电 极层之间的保护层。所述薄膜电池层的各层的端面对接形成一条接缝。所述衬芯可以为实心或者空心结构。 

制造前述薄膜太阳能电池的方法包括以下步骤： 

①在平面的透明的柔性衬底上镀制透明导电层； 

②在透明导电层上蚀刻出多个第一绝缘槽； 

③在蚀刻有第一绝缘槽的透明导电层上镀制发电层； 

④在发电层上蚀刻出多个第二绝缘槽； 

⑤在蚀刻有第二绝缘槽的发电层上镀制背电极层； 

⑥在背电极层上蚀刻出多个第三绝缘槽； 

⑦在蚀刻有第三绝缘槽的背电极层上涂制保护层，从而制成薄膜电池层； 

⑧根据需要的立体形状和尺寸准备衬芯和封装材料，并将第⑦步得到的薄膜电池层剪裁至需要的尺寸； 

⑨将第⑧步剪裁好的薄膜电池层按照保护层在内、柔性衬底在外的方式通过封装材料封装到衬芯上。 

第二种薄膜太阳能电池，其特征在于：包括衬芯、薄膜电池层和和位于衬芯与薄膜电池层之间且将薄膜电池层封装在衬芯上的封装材料；所述薄膜电池层包括由内至外依次覆盖设置的柔性衬底、背电极层、发电层、透明导电层和透明的保护层；所述封装材料和衬芯为形状一致的非平板的立体结构；所述背电极层、发电层和透明导电层上分别错落蚀刻有第一绝缘槽、第二绝缘槽和第三绝缘槽。所述薄膜电池层的各层的端面对接形成一条接缝。所述衬芯可以为实心或者空心结构。 

前述薄膜太阳能电池还包括位于保护层外部的透明的保护罩。所述保护罩的形状与衬芯一致。 

制造前述薄膜太阳能电池的方法包括以下步骤： 

①在平面的柔性衬底上镀制背电极层； 

②在背电极层上蚀刻出多个第一绝缘槽； 

③在蚀刻有第一绝缘槽的透明导电层上镀制发电层； 

④在发电层上蚀刻出多个第二绝缘槽； 

⑤在蚀刻有第二绝缘槽的发电层上镀制背透明导电层； 

⑥在透明导电层上蚀刻出多个第三绝缘槽； 

⑦在蚀刻有第三绝缘槽的透明导电层上涂制保护层，从而制成薄膜电池层； 

⑧根据需要的立体形状和尺寸准备衬芯和封装材料，并将第⑦步得到的薄膜电池层剪裁至需要的尺寸； 

⑨将第⑧步剪裁好的薄膜电池层按照柔性衬底在内、保护层在外的方式通过封装材料封装到衬芯上； 

⑩在保护层外部套上透明的保护罩。 

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益的技术效果：