[实用新型]一种薄膜太阳能电池及组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种柔性薄膜太阳能电池以及由该柔性薄膜太阳能电池构成的光伏组件。

背景技术

柔性太阳能电池板是世界太阳能产业的新兴技术产品，它是由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制成的底板上制成的太阳能电池板，由于其具有可弯曲折叠，便于携带的显著优点，因此其用途广泛。然而传统柔性薄膜太阳能电池的制备过程中，对设备要求高，工艺过程受衬底耐温性差（特别是聚合物衬底，如PI、PET、PEN等）的限制；使得柔性薄膜电池的制备成本高，电池效率较低，这大大限制了柔性薄膜电池特别是透明衬底柔性薄膜电池产业的发展。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的是解决现有技术存在的问题，提供一种可使用传统设备完成，避免柔性衬底的耐温限制，降低了电池的制备成本的薄膜太阳能电池。

实现本实用新型第一个目的的技术方案是一种薄膜太阳能电池，依次为柔性透明衬底、薄膜太阳电池前电极、薄膜太阳能电池体层和电池背电极；所述薄膜太阳电池前电极的透光率高于90%，面电阻低于50Ω/sq；所述薄膜太阳能电池体层包括PN和PIN结构。

所述薄膜太阳电池前电极和薄膜太阳能电池体层之间还设置有过渡层；所述过渡层的价带等于与其接触的薄膜太阳能电池体层的功能层的价带，导带高于与其接触的薄膜太阳能电池体层的功能层的导带。

本实用新型的第二个目的是提供一种由前述柔性薄膜太阳能电池构成的电池组件。

实现本实用新型第二个目的的技术方案是一种薄膜太阳能电池组件：依次包括透明柔性前板、电池片层和柔性背板；所述电池片层由将多个前述的薄膜太阳能电池串联或者并联而成。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的积极的效果：（1）本实用新型以石墨烯代替常规TCO作为透明导电前电极，相对TCO薄膜，石墨烯制备工艺简单，成本低。

（2）本实用新型直接在生长了石墨烯的临时衬底上制备薄膜太阳能电池，电池制备完成后再通过层转移技术将石墨烯作为前电极的电池整体转移至透明衬底上（如透明PI、PET、PEN等），实现柔性薄膜太阳能电池的制备；这样就避免了聚合物材料直接作为衬底镀膜的耐高温限制（普通聚合物耐温在200℃以下，而优质太阳能薄膜电池的制备温度需在200℃以上），采用此制备方法，可采用常规的玻璃衬底太阳能电池镀膜设备制备，对设备要求低，无需专门的柔性衬底镀膜设备，制备成本低。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的一种薄膜太阳能电池的结构示意图。

图2为由图1的薄膜太阳能电池构成的薄膜太阳能电池组件的俯视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为实施例1的制备方法的步骤一制备而得的薄膜太阳电池前电极的结构示意图。

图5为实施例1的制备方法的步骤三制备而得的临时产品的结构示意图。

图6为实施例2的制备方法中对石墨烯薄膜进行功函数优化后，薄膜太阳电池前电极与薄膜太阳能电池体层形成欧姆接触的能带图。

图7为实施例3的制备方法中加入了过渡层后，薄膜太阳电池前电极与薄膜太阳能电池体层的能带图。

图8为实施例4的组件制备方法中的准组件的结构示意图。

图9为实施例4的组件制备方法的组件的结构示意图。

附图中标号为：

柔性透明衬底1、薄膜太阳电池前电极2、引出前电极21、薄膜太阳能电池体层3、电池背电极4、引出背电极41、透明柔性前板5、电池片层6、柔性背板7、临时衬底8、层转移保护层9、过渡层10。

具体实施方式

（实施例1）

见图1，本实用新型的柔性薄膜太阳能电池，由下至上依次为柔性透明衬底1、薄膜太阳电池前电极2、薄膜太阳能电池体层3和电池背电极4；薄膜太阳电池前电极2的透光率高于90%，面电阻低于50Ω/sq。柔性透明衬底1的材质为PI或PET或PEN。

制备步骤为：

步骤一：如图4所示，在临时衬底8上制备石墨烯薄膜作为薄膜太阳电池前电极2；经过化学改性和层数优化使石墨烯薄膜的透光率高于90%，面电阻低于50Ω/sq；临时衬底8为铜箔或镍箔或钌或铱或硅或碳化硅或云母；制备石墨烯薄膜的方法为化学气相沉积法；

步骤二：将步骤一的生长了石墨烯薄膜的临时衬底8贴附在支撑基板上，然后制备薄膜太阳能电池体层3及电池背电极4；