[发明专利]制造具有整体盖玻片的太阳能电池的方法和所获得的电池

说明书

制造太阳能电池的方法，包括：提供具有活性表面(105a)的太阳能电池(100)，所述活性表面(105a)在使用中旨在暴露于阳光下；形成与所述活性表面对应的保护，以防止低能质子和其他对所述太阳能电池有害的辐射。形成保护包括形成树脂层(110；210)，以及通过在所述树脂层上沉积材料而在所述树脂层上形成保护材料层(115；215b)。

背景技术

技术领域

本发明总体上涉及太阳能电池及其制造领域。已知的，太阳能电池或光伏电池是固态(半导体)电气/电子器件，其经由光电效应将入射在其上的阳光的能量转换成电力。太阳能电池是一种光电池，被定义为当暴露于阳光时其电特性(诸如电流和电压)产生变化的装置。特别地，本发明涉及制造太阳能电池的方法，其提供保护，以防止低能质子影响(和其他有害辐射)，以及通过这种制造方法获得的太阳能电池。

现有技术概述

太阳能电池，特别是旨在用于空间(下文简称为“空间太阳能电池”)或高空的太阳能电池，需要能够屏蔽低能质子(和其他有害辐射)的保护并机械地保护它们。

目前，太阳能电池的典型保护由掺杂有铈的硼硅酸盐玻璃(所谓的“盖玻片(coverglass or coverslip)”)组成，通过使用降低玻璃和太阳能电池本身之间的机械应力的透明树脂，其被单独地胶合在每个太阳能电池的活性表面上(太阳能电池的活性表面是在使用中旨在暴露于阳光下的表面)。

在US 8,974,899 B1中，描述了一种用于航天器的太阳能电池板的柔性混合盖玻片，其由嵌入用于玻璃的传统粘合剂基质中的熔融二氧化硅或铈掺杂硼硅酸盐玻璃的小液滴组成。

在US 2014/0007924 A1中，描述了一种用于空间应用或高空的稳定的辐射屏障。该屏障包括多个重叠的平面玻璃薄片，其保持在柔性聚合物材料的层状基体中。每个薄片由适合用于空间或高空应用的辐射稳定玻璃组成。薄片与基质的层状方向对齐。

US 2008/173349 A1公开了一种用于平流层和外太空应用的轻质光电器件。该器件包括在其光入射侧上的保护表面涂层。该保护涂层不会对太阳能电池的光电特性造成有害影响，其由可保护太阳能电池免受平流层或外太空环境中的恶劣条件影响的材料构成，该光伏器件适用于平流层或外太空环境，并且当暴露于平流层或外层空间中的恶劣条件时，该保护涂层基本保持不变。保护涂层由喷涂的硅酮基材料制成，并且厚度在0.01密耳和2密耳之间。使用商业喷涂设备，通过化学喷涂方法制备硅酮基外涂层。然后在升高的温度下固化涂层。合适的硅酮基材料是用DOWOS-30溶剂稀释的DOW1-2620(低VOC保形涂料或分散体)。在硅酮层上沉积透明导电材料的附加层，以在外太空环境中提供额外的保护，即，额外的防UV辐射的保护，以及允许静电荷泄漏，有助于防止破坏性ESD事件。透明导电层包括氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)层。

WO 84/02529 A1公开了太阳能电池，特别是位于空间中的太阳能电池，需要涂层来保护太阳能电池免受由太阳辐射引起的损坏。该文献公开了一种保护涂层，其为聚酰亚胺，其具有无色、透明、相对不易碎、具有高度热稳定性和容易透射太阳辐射而没有明显降解的所需性能组合。该涂层是耐热的，并且当暴露于紫外辐射时不会显著降解，并且在排斥低能质子粒子方面是高度有效的。保护性聚酰亚胺涂层是具有重复结构单元的聚合物。在施加聚酰亚胺保护涂层之前，将抗反射涂层(TiO_x和Al₂O₃、Ta₂O₅或SiO_x的组合)直接沉积在电池的活性表面上。在施加聚酰亚胺涂层之前，将底漆涂层(硅烷粘合促进剂，例如氨基丙基三甲氧基硅烷)施加到抗反射涂层的上表面。底漆涂层增加了聚酰亚胺涂层对太阳能电池的粘附性，特别是对抗反射涂层的上表面的粘附性。