CN101404297A - 一种薄膜太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄膜太阳能电池及其制备方法，依次包括基板、前电极、半导体层、背电极、胶黏层、背板，所述胶黏层的成分为环氧树脂；背板的成分为玻璃钢或有机玻璃。本发明能有效降低胶黏层和背板的成本，并且还能附加多功能材料层，从而补充了封装过程中的性能(如耐水性，绝缘性等)，完善了封装性能。

Description

一种薄膜太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的材料及其制作方法。

背景技术

一般薄膜太阳能电池的结构如图1所示，其中8为薄膜太阳电池模块，大多采用热熔胶(如EVA)作为胶黏层6’，TPT或者PVB作为背板7’。而且在背板7’上层积电池9(依次为前电极，半导体层，背电极)后，在其封装之前没有其他步骤。

传统的封装方式采用的热熔胶和TPT或者PVB成本较高。采用热熔胶的生产方式需要进行加热，抽真空，层压的步骤，能耗也比较高。传统的薄膜电池不具有背电极后多层功能层的附加，结构简单但是性能低。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种薄膜太阳能电池及其制备方法，能有效降低胶黏层和背板的成本，并且还能附加多功能材料层，从而补充了封装过程中的性能(如耐水性，绝缘性等)，完善了封装性能。

本发明实现上述目的的技术方案为：一种薄膜太阳能电池，包括依次排列的基板、前电极、半导体层、背电极、胶黏层、背板，所述胶黏层的成分为环氧树脂；背板的成分为玻璃钢或有机玻璃。

优选地，所述胶黏层的厚度≤0.5mm。

优选地，所述背板为玻璃钢时，其厚度为0.5～1mm。

优选地，所述背板为有机玻璃时，其厚度为1～3mm。

优选地，还包括一功能层，设在背电极与胶黏层之间。

优选地，所述功能层为一层或多层。

优选地，所述功能层的材料为二氧化硅，二氧化铝、氮化硅其中的一种。

一种薄膜太阳能电池的制备方法，太阳能电池依次包括基板、前电极、半导体层、背电极、胶黏层、背板，包括以下步骤：

1)在基板上通过成膜和激光刻蚀的工艺形成前电极、半导体层及背电极的结构；

2)对层积好的基板进行磨边处理，磨边宽度为5～15mm，接出电极的引线；

3)在背电极上均匀涂布混合均匀的胶黏层，盖上背板，在抽真空的条件下利用层压装置进行层压，胶黏层厚度≤0.5mm；

4)静置使胶黏层固化，进行封边框处理。

优选地，所述步骤3)为通过化学气相沉积或磁控溅射的方法在背电极上设一功能层，并在功能层上均匀涂布混合均匀的胶黏层，盖上背板，在抽真空的条件下利用层压装置进行层压，胶黏层厚度≤0.5mm。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：降低胶黏层、背板的成本以及生产能耗，并能附加多功能材料层，提高了其工作性能(如耐水性，绝缘性等)。

附图说明

图1为现有技术的太阳能电池结构示意图。

图2为本发明的太阳能电池打磨示意图。

图3为本发明的太阳能电池结构示意图。

图4为本发明的前电极、半导体层、背电极的结构示意图。

图中，1基板、2前电极、3半导体层、4背电极、5功能层、6、6’胶黏层、7、7’背板，8薄膜太阳电池模块，9电池，背板A电池沉积薄膜部分，B打磨部分。

具体实施方式

如图3所示，本发明依次包括基板1、前电极2、半导体层3、背电极4、功能层5、胶黏层6、背板7。

基板1采用玻璃板或者透光树脂薄膜。其中玻璃板为大面积的廉价板材，如以二氧化硅，氧化钠，氧化钙为主要成分的两主面平滑的浮板玻璃，其透明性和绝缘性能高。

前电极2采用透明导电性氧化物(此氧化物也可以通过掺杂改良性能)。其中透明导电性氧化物薄膜可以采用ITO(铟锡氧化物)，二氧化锡，ZAO(氧化锌掺铝)等。

半导体层3采用含有非晶体光电变化层的非晶体薄膜光电变换单元或含有微晶结构的光电变换单元层的单元。另外，半导体层3也可以采用非晶薄膜光电变换单元和微晶变换单元的串联型或者三联型结构。

背电极4采用导电氧化物加铝或者银层的结构，制作方法可以有磁控溅射，化学气相沉淀法等。

前电极2不仅有作为电极的作用，还能使从基板1穿过的光线透过其自身，到达半导体层3，从而产生光电转化。如图4所示，前电极2、背电极4表面还可形成微细凹凸纹理的结构，从而提高半导体层3的光入射效率。

功能层5为一层或多层，可以是二氧化硅，二氧化铝，或氮化硅等，用以实现不同功能。

胶黏层6的成分为环氧树脂，其厚度≤0.5m，可以起到绝缘作用和粘合作用m。

背板7的材料为玻璃钢或有机玻璃，当其为玻璃钢时，厚度为0.5～1mm；为有机玻璃时，厚度为1～3mm。

本发明太阳能电池的制造方法如下：

首先，在基板1上通过成膜和激光刻蚀的工艺形成前电极2、半导体层3及背电极4的结构(图4)，这里采用得是传统工艺，不再赘述。在该背电极4上采用化学气相沉积或磁控溅射的方法产生一道多层功能层5，可以是二氧化硅，二氧化铝，或氮化硅等。

对层积好的基板1进行磨边处理，磨边宽度为5～15mm，如图2所示，A电池沉积薄膜部分，B打磨部分。其目的在于避免透明氧化物导电材料镀层导电，然后接出电极的引线。

在功能层上均匀涂布混合均匀的胶黏层6(环氧树脂)，盖上背板7(玻璃钢或者有机玻璃)，在抽真空的条件下利用层压装置进行均匀加压，使胶层厚度均匀，胶黏层6厚度≤0.5mm；采用真空层压不需要加热，可以避免空气混入。

最后固定好，静置使胶黏层6(环氧树脂)固化，进行封边框处理。

实施例1

首先，在具有1.1×1.4m的面积和3mm厚度的玻璃基板1上用化学气相沉积方法制作厚度约700nm的二氧化锡薄膜作为透明导电前电极2，以及半导体层3，用磁控溅射的方法制作背电极4氧化锌薄膜，以及功能层5二氧化铝薄膜以提高绝缘性能。并且在镀功能层5之前采用了激光刻蚀的工艺，以实现如图4所示的功能结构，上述为电池生产的传统工艺。

其中半导体层3，采用了非晶体光电变化的结构。

接着，完成磨边工序，将基板1上层积的薄膜结构磨掉8mm宽，引出前后电极的引线。

接着，在电池基板1镀膜的一面均匀涂布混合好未凝固的胶黏层6(环氧树脂)，将1mm厚度的背板7(玻璃钢)放置在上面，然后在真空的条件下进行层压。最终静置，待到胶黏层6(环氧树脂)完全凝固，进行封边框处理。

对成品的太阳能薄膜电池模块8，光源使用氙气灯以及卤灯，照射AM1.5(100mW/cm²)的光谱和光强的光，在25℃下进行光电变换的特性。

比较例1

如图1所示，没有采用功能层的结构，包括基板1，电池9，胶黏层6’为热熔胶(EVA)，背板7’材料为TPT薄膜。这样计算出来的综合生产成本，包括能耗和材料消耗，均高于实施例中的电池模块。

如上所述，根据本发明，能够提供高功率，外观性好，成本低廉的薄膜太阳能电池模块。

Claims (9)

1、一种薄膜太阳能电池，包括依次排列的基板(1)、前电极(2)、半导体层(3)、背电极(4)、胶黏层(6)、背板(7)，其特征在于：所述胶黏层(6)的成分为环氧树脂；背板(7)的成分为玻璃钢或有机玻璃。

2、如权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述胶黏层(6)的厚度≤0.5mm。

3、如权利要求2所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述背板(7)为玻璃钢时，其厚度为0.5～1mm。

4、如权利要求2所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述背板(7)为有机玻璃时，其厚度为1～3mm。

5、如权利要求3或4所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：还包括一功能层(5)，设在背电极(4)与胶黏层(6)之间。

6、如权利要求5所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述功能层(5)为一层或多层。

7、如权利要求6所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述功能层(5)的材料为二氧化硅，二氧化铝、氮化硅其中的一种。

8、一种如权利要求1所述的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在基板(1)上通过成膜和激光刻蚀的工艺形成前电极(2)、半导体层(3)及背电极(4)的结构；

2)对层积好的基板(1)进行磨边处理，磨边宽度为5～15mm，接出电极的引线；

3)在背电极(4)上均匀涂布混合均匀的胶黏层(6)，盖上背板(7)，在抽真空的条件下利用层压装置进行层压，胶黏层(6)厚度≤0.5mm；

4)静置使胶黏层(6)固化，进行封边框处理。

9、如权利要求8所述的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤3)为通过化学气相沉积或磁控溅射的方法在背电极(4)上设一功能层(5)，并在功能层(5)上均匀涂布混合均匀的胶黏层(6)，盖上背板(7)，在抽真空的条件下利用层压装置进行层压，胶黏层(6)厚度≤0.5mm。

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