CN103700729A - 一种柔性太阳能电池的制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种柔性太阳能电池及其制造方法,其电极结构由绝缘材料和图形化导电材料构成,且所述绝缘材料位于X、Y平面图形化导电材料的两侧,且在Z方向上位置异侧,所述图形化导电材料通过在X、Y二维平面中采用一条导电材料往复绕行式弯转形成。本发明通过采用一根导电材料在一个二维平面往复绕行从而达到有效采集柔性电池单元的光生电流,降低了内部功率损失并将数个柔性电池单元串联连接的目的。

Description

一种柔性太阳能电池的制作方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域,具体地说涉及一种柔性太阳能电池的电极结构和制作方法。
背景技术
近年来,环境问题及能源危机日渐凸显,使人们不断寻求新的能量来源以满足日益增长的能源需求。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能量来源,并且具有分布广泛、获得方式无地域限制等特点,发展前景广阔,而太阳能电池提供了一种以最小的环境影响来产生电力的光电转换装置,通过光子吸收层获取光能而产生电子空穴对,并在内建电场的作用下运动从而实现光能向电能的转换。
考虑到高光电的转化效率、低成本、耐用、易安装、轻质化以及避免造成其它的环境影响等优点是目前太阳能电池研究的主要方向,薄膜太阳能电池因光吸收层用料少,仅需几个微米就可以将太阳光能有效地吸收并转换成电能,故此受到越来越多技术人员的关注,近年来得到了长足的发展。非晶/微晶硅(Si)、碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒化物(CIGS)是薄膜太阳能电池中使用的三种最重要的材料,其中,CIGS为直接能隙材料,吸收范围广,吸收光子能量范围1.02-1.68ev,转换效率高且具有稳定性高、无光致衰减效应等特点,受到人们越来越多的关注。以CIGS作为光子吸收层的柔性薄膜太阳能电池具有质量轻、易附形、光电转换效率高等特点,逐渐成为近年来太阳能应用方面发展的重点。如中国专利申请200980143816,其制作工艺是在卷对卷的柔性衬底上依次制备前电极层、光电转换层、后电极层。在实际应用过程中需要制备具有高电压、低电流的电池从而减少内部功率损失,提高有效输出电能,因卷对卷生产的柔性太阳能电池片是采用全面积沉积膜层制备工艺,由此需要将卷对卷生产的柔性薄膜太阳能电池片分切成数个具有相同特征的长方形柔性电池单元,并依次将分切的柔性电池单元设置于柔性衬底上,采用电极结构将紧邻的柔性电池单元连接从而制备具有串联连接方式的电池。
上述传统方式虽然实现了柔性太阳能电池的串联连接,但是这种电池使用时,一般内部功率损失较大导致光电电流不能有效采集,而针对上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于如何实现提高柔性电池的输出电压、降低电流并减少电池内部功率损失并将数个柔性电池单元串联连接,从而提出一种新的柔性太阳能电池及其制造方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种柔性太阳能电池,其电极结构由绝缘材料和图形化导电材料构成,其特征在于:所述绝缘材料位于X、Y平面图形化导电材料的两侧,且所述图形化导电材料通过在平面中采用条状导电材料往复绕行式弯转形成。
所述条状导电材料为一根导电材料或数根导电材料连接而成。
所述图形化导电材料的绕行方式包括椭圆弯点往复绕行式、圆形弯点往复绕行式、方形弯点往复绕行式图形结构。
所述柔性太阳能电池包括铜铟镓硒、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉、有机燃料电池。
本发明还提出一种柔性太阳能电池的制作方法,包括以下步骤:
步骤1:柔性电池各层的沉积工艺,通过采用卷对卷生产工艺实现在柔性衬底上电池各层材料的制备工艺;
步骤2:分片工艺,用切刀将步骤1制备完成的柔性电池片分割成多个独立的柔性电池单元,以用于柔性电池片与电极结构的连接工艺;
步骤3:图形化导电材料的制备,通过对一直导电线进行往复绕行式弯转的处理从而形成图形化导电材料结构;
步骤4:采用热压合的方法将两片绝缘材料与图形化导电材料进行结合,从而完成电极结构的制备;
步骤5:完成电极结构与第一柔性电池单元的连接工艺;
步骤6:完成电极结构与第二柔性电池单元的连接工艺;
步骤7:完成数个柔性电池单元的串联连接。
绝缘材料的宽度应确保在放置柔性电池单元后,柔性电池单元与图形化导电材料接触,且柔性电池边缘与绝缘材料搭接。
所述步骤5的具体方法如下:将柔性电池单元与电极结构X方向一侧的电极接触,并采用热压合的方法实现电极结构与柔性电池入射光面电极的粘结,形成具有电极结构的柔性电池片。
所述步骤5的具体方法如下:所述柔性电池单元设置于电极结构图形化导电材料一端的下方,且所述柔性电池单元的入射光面电极上表面与图形化导电材料下表面接触,采用热压合的方法,实现电极结构与柔性电池单元的粘合。
所述步骤6的具体方法如下:设置柔性电池单元与电极结构X方向另一侧的电极接触,并使绝缘材料与柔性电池导电衬底的粘结。
所述步骤6更具体的方法如下:所述柔性电池单元设置于电极结构中图形化导电材料另一端的上方,并保持导电衬底层下表面与图形化导电材料上表面接触,使透明绝缘材料上表面与导电衬底层下表面粘接,并且使透明绝缘材料包裹的图形化导电材料与电池单元导电衬底层紧密接触并实现电极连接。
所述步骤7具体为:对数个柔性电池单元的串联连接:在第二柔性电池单元上方放置第二电极结构,使得第二柔性电池单元的入射光面电极上表面301与第二电极结构的图形化导电材料下表面510接触;然后在第二电极结构图形化导电材料B端上方放置第三柔性电池单元,如此反复,实现数个柔性电池单元的串接。
所述步骤6完成后,对将步骤6制备完成的电极结构与柔性电池片连接后组合体沿柔性电池片垂直于长边的方向进行分切,进行第二次分片工艺,分成一个或数个串联结构单元。
上述步骤中分片完成的具有电极结构的柔性电池单元进行串联连接,将所述第二具有电极结构的柔性电池单元设置于第一具有电极结构的柔性电池单元电极结构的上方,使第一具有电极结构的柔性电池单元透明绝缘材料上表面与第二具有电极结构的柔性电池单元导电衬底层下表面粘接,并且使透明绝缘材料包裹的图形化导电材料与电池单元导电衬底层紧密接触并实现电极连接。
所述步骤1的具体方法如下:将所述导电衬底束缚于两个不同的卷轴上,采用溅射的方法在导电衬底上表面沉积柔性电池的电极层及光电转换层。
所述步骤2的具体方法如下:采用切刀将步骤1制备完成的柔性电池片分别沿X及Y方向开口进行分割。
所述步骤2中,所述单个柔性电池单元结构沿Z方向依次各层为:导电衬底层下表面、电池单元导电衬底层、非入射光面电极层、光子吸收层、缓冲层、入射光面高阻电极层、入射光面低阻前电极层、及入射光面电极上表面。
所述步骤3的具体步骤如下:所述直导电材料为条状,且所述直导电材料设置于插指型导向体内,并位于两个不同的插指型导向体之间,通过设置两个插指型导向体沿坐标轴中X方向上的相对运动,从而使直导电材料最终形成反复绕行式排布电极结构。
所述反复绕行式排布电极结构的具体绕行方法如下:将所述导电材料首先沿X正方向设置一段导电材料,沿Y正方向弯折形成弧形,然后沿X负方向设置一段材料,再次Y正方向弯折形成弧形,沿X正方向再进行一段导电材料的设置,如此反复进行,从而形成具有导电性能的电极阵列。
所述步骤4的具体方法如下:首先将图形化导电材料的一端设置于透明绝缘材料的上方,并与透明绝缘材料上表面接触,完成导电材料与第一绝缘材料粘接;然后将透明绝缘材料设置于图形化导电材料另一端上方,且图形化导电材料上表面与透明绝缘材料下表面接触,完成导电材料与第二绝缘材料粘接;接着,采用热压合的方法完成图形化导电材料与两片绝缘材料的连接工艺,完成电极结构的制备过程。
本发明所述的技术方案相比现有技术具有以下优点:由于所述新型的电极结构包括透明绝缘材料及图形化导电材料,从而实现柔性电池单元光生电流的有效采集及降低电极制备的难度,且本发明通过采用一根导电材料在一个二维平面往复绕行因此可以有效采集柔性电池单元的光生电流,采用远低于柔性电池单元入射光面低阻前电极层阻抗的导电材料进行光生电流的传导,可降低组件本身的内阻值,继而降低内部功率损失。从而达到有效采集柔性电池单元的光生电流,降低了内部功率损失并将数个柔性电池单元串联连接的目的。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为卷对卷柔性电池生产原理示意图;
图2为柔性电池片分片后立体结构示意图;
图3a1为柔性电池单元结构示意图;
图3a2为图3a1的A-A处剖面图;
图3a3为图R1处局部放大图;
图3b为柔性电池单元结构立体示意图;
图4a为绝缘材料的示意图;
图4b为图4a的A-A处剖面图;
图5a为导电材料结构示意图;
图5b为插指型导向体示意图;
图5c为图形化导电材料制备过程示意图;
图5d为图5c的A-A处剖面图;
图5e为图形化导电材料结构示意图;
图5f为图5e的A-A处剖面图;
图5g为图形化导电材料结构左视图
图6a1为导电材料与第一绝缘材料粘接示意图;
图6a2为图6a1的A-A处剖面图;
图6a3时图6a2的R2处局部放大图;
图6b为导电材料与第一绝缘材料粘接立体图;
图7a1为导电材料与第二绝缘材料粘接示意图;
图7a2为图7a1的A-A处剖面图;
图7a3为图7a2的R3处的放大图;
图7b为导电材料与第二绝缘材料粘接立体图;
图8a1为导电材料及绝缘材料与第一柔性电池单元连接示意图;
图8a2为图8a1的A-A处剖面图;
图8a3为图8a2的R3处的放大图;
图8b为导电材料及绝缘材料与第一柔性电池单元连接立体示意图;
图9a为导电材料及绝缘材料与第一柔性电池单元连接示意图;
图9b为附图9a的A-A处剖面图;
图9c为附图9b的R4的放大图;
图9d为导电材料及绝缘材料与第二柔性电池单元连接立体示意图;
图10为柔性电池单元串联连接立体示意图。
附图标记表示为:101-卷轴,102-卷轴,103-导电衬底,104-导电沉底上表面,201-柔性电池片,202-Y方向开口,203-X方向开口,204-柔性电池单元,301-入射光面电极上表面,302-入射光面低阻前电极层,303-入射光面高阻电极层,304-缓冲层,305-光子吸收层,306-非入射光面电极层,307-电池单元导电衬底层,308-导电衬底层下表面,401-透明绝缘材料,402-透明绝缘材料上表面,403-透明绝缘材料下表面,501-条状直导电材料,502-插指型导向体,503-插指型导向体,504-插指型导向体运动方向,505-插指型导向体运动方向,506-图形化导电材料,507-图形化导电材料A端,508-图形化导电材料B端,509-图形化导电材料上表面,510-图形化导电材料下表面,511-圆形弯点,512-圆形弯点。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明所述的柔性太阳能电池,其电极结构由绝缘材料401和图形化导电材料506构成,且所述绝缘材料401位于X、Y平面图形化导电材料506的两侧,且在Z方向上位置异侧,其中,所述图形化导电材料506为一根导电材料或数根导电材料连接而成一条导电材料,且所述图形化导电材料506通过在X、Y二维平面中采用该一条导电材料往复绕行式弯转形成,所述导电材料的结构绕行方式包括但不仅限于椭圆弯点往复绕行式、圆形弯点往复绕行式、方形弯点往复绕行式等图形结构。
下面再详细论述采用本发明所述柔性太阳能电池的制作方法,以下两个实施例均以制作于金属衬底上的薄膜太阳能电池为例对本发明提出的一种柔性薄膜太阳能电池的制作方法做进一步详细的说明:
实施例一:
步骤1:进行柔性电池各层的沉积工艺:请参考图1所示,将导电衬底103束缚于卷轴101与卷轴102上,采用溅射的方法在导电衬底上表面104沉积柔性电池的电极层及光电转换层,在沉积过程中保持卷轴101与卷轴102同向转动并且速度相同;
步骤2:进行分片工艺:如图2所示,采用切刀将步骤1制备完成的柔性电池片201沿Y方向开口202、X方向开口203进行分割,由此将柔性电池片分开成数个具有相同特征的柔性电池单元204,所述单个柔性电池单元204结构如图3a1和3a2所示,图3a3显示所述沿Z正方向依次各层为:导电衬底层下表面308、电池单元导电衬底层307、非入射光面电极层306、光子吸收层305、缓冲层304、入射光面高阻电极层303、入射光面低阻前电极层302、及入射光面电极上表面301,所述柔性电池单元结构立体示意图如图3b所示;
步骤3:对所述图形化导电材料的制备:请结合参考图5a-5f所示,采用的直导电材料501为条状;将条状直导电材料501进行图形化采用的设备如图5b所示,为一插指型导向体装置502和503;其制备过程是是将直导电材料501设置于插指型导向体装置内,并位于插指型导向体502和插指型导向体503之间,如图5c所示,通过设置插指型导向体502沿坐标轴中X方向上导向体运动方向504运动,插指型导向体503沿坐标轴中X方向上导向体运动方向505运动,从而使直导电材料501具有最终形成如图5e所示的电极结构,从图5e中可以看出,将导电材料首先沿X正方向设置一段导电材料,沿Y正方向弯折形成弧形,然后沿X负方向设置一段材料,再次Y正方向弯折形成弧形,沿X正方向再进行一段导电材料的设置,如此反复进行,此种电极结构具有的特征为通过对一根导电材料在XY二维平面进行反复绕行排布,从而形成具有导电性能的电极阵列,形成的图形化导电材料506在XY平面内分为图形化导电材料A端507、图形化导电材料B端508,同时在Z方向上标记图形化导电材料506图形化导电材料上表面509以及图形化导电材料下表面510;
步骤4:对所述电极结构的制备:通过导电材料与绝缘材料的连接工艺,从而实现柔性太阳能电池的电极结构的制备。透明绝缘材料401如图4a和图4b所示,其中包括透明绝缘材料上表面402及透明绝缘材料下表面403,请结合参考图6a1-6a3,从图中可以看出首先将图形化导电材料B端508设置于透明绝缘材料401上方,并与透明绝缘材料上表面402接触,三维示意图如图6b所示;图7a1-图7a3为导电材料与第二绝缘材料粘接示意图,从图中可以看出将透明绝缘材料401设置于图形化导电材料A端507上方,图形化导电材料506的上表面509与透明绝缘材料上表面402接触,最终形成的电极结构三维示意图如图7b所示,再请结合参考图8a1-8a3,设置完毕后采用热压合的方法使透明绝缘材料401因熔解而具有一定的粘度,压合加热温度为100℃-450℃,从而与步骤3制备的图形化导电材料506结合,完成图形化导电材料506与两片绝缘材料401的连接工艺,完成电极结构的制备过程;绝缘材料401的宽度应确保在放置柔性电池单元后,柔性电池单元与图形化导电材料接触,且柔性电池边缘与绝缘材料搭接。
步骤5:进行所述电极结构与第一柔性电池单元的连接工艺:采用步骤4制备完成的电极结构,并将柔性电池单元204设置于电极结构图形化导电材料A端507下方,并保持入射光面电极上表面301与图形化导电材料下表面510接触,采用热压合的方法,压合加热温度为100℃-450℃,使透明绝缘材料401因熔解变形而具有一定的粘度,使透明绝缘材料下表面402与入射光面电极上表面301粘接且具有一定的强度,并且使透明绝缘材料401包裹的图形化导电材料506与入射光面低阻前电极层302紧密接触并实现电极连接,如附图8b所示;
步骤6:进行所述电极结构与第二柔性电池单元的连接工艺:请参考图9a-9c所示,将柔性电池单元204设置于电极结构中图形化导电材料B端508上方,并保持导电衬底层下表面308与图形化导电材料上表面509接触,采用热压合的方法,压合加热温度为100℃-450℃,使透明绝缘材料401因熔解变形而具有一定的粘度,使透明绝缘材料上表面402与导电衬底层下表面308粘接且具有一定的强度,并且使透明绝缘材料401包裹的图形化导电材料506与电池单元导电衬底层307紧密接触并实现电极连接,由此采用导电材料401实现第一柔性电池单元入射光面低阻前电极层302与第二柔性电池单元导电衬底层307的电气连接,形成两个柔性电池之间的串联结构,如附图9d所示;
步骤7:对数个柔性电池单元的串联连接:在第二柔性电池单元上方放置第二电极结构,使得第二柔性电池单元的入射光面电极上表面301与第二电极结构的图形化导电材料下表面510接触;然后在第二电极结构图形化导电材料B端上方放置第三柔性电池单元,如此反复,实现数个柔性电池单元的串接,如图10所示。
综上所述,本实施例通过依次放置柔性电池单元和电极结构,使得柔性电池单元入射光面低阻前电极层与相邻柔性电池单元的导电衬底层相连接,从而实现柔性电池单元的串接,工艺步骤简单,生产成本较低。
实施例二:
与实施例一的步骤1-5完全相同,完成所述电极结构与第一柔性电池单元的连接工艺,因此从步骤6开始详细说明:
步骤6:第二次分片工艺:将步骤5制备完成的电极结构与柔性电池片连接后组合体沿柔性电池片垂直于长边的方向进行分切,从而形成数个具有相同结构特征的柔性电池部件,用于串联连接形成电池;
步骤7:柔性电池串联连接工艺:将步骤6分片完成的柔性电池部件进行串联连接,将第二柔性电池部件的柔性电池单元设置于第一柔性电池部件的电极结构B端的上方,如图9a所示,采用热压合的方法,压合加热温度为100℃-450℃,使透明绝缘材料401因熔解变形而具有一定的粘度,使第一柔性电池部件的电极结构B端透明绝缘材料上表面402与第二柔性电池部件的柔性电池单元导电衬底层下表面308粘接且具有一定的强度,并且使透明绝缘材料401包裹的图形化导电材料506与电池单元导电衬底层307紧密接触并实现电极连接,由此采用导电材料401实现第一柔性电池单元入射光面低阻前电极层302与第二柔性电池单元导电衬底层307的电气连接,形成两个柔性电池之间的串联结构;
步骤8:数个柔性电池单元的串联连接:依次重复步骤7,形成如附图10所示的数个柔性电池单元204的串联连接结构,从图中可以看出,任意紧邻的柔性电池单元204经由图形化导电材料506实现柔性电池单元入射光面低阻前电极层302与X正方向上紧邻电池的柔性电池单元导电衬底层307的电气连接,从而形成数个柔性电池单元的串联连接结构。
本发明所述柔性太阳能电池包括但不仅限于铜铟镓硒(CIGS)、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉(CdTe)、有机燃料电池;且本发明利用一根导电材料在XY二维平面往复绕行形成的导电材料结构,因此可以有效采集柔性电池单元的光生电流,采用远低于柔性电池单元入射光面低阻前电极层阻抗的导电材料进行光生电流的传导,可降低组件本身的内阻值,继而降低内部功率损失。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (19)

1.一种柔性太阳能电池,其电极结构由绝缘材料和图形化导电材料构成,其特征在于:所述绝缘材料位于X、Y平面图形化导电材料的两侧,且所述图形化导电材料通过在平面中采用条状导电材料往复绕行式弯转形成。
2.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池,其特征在于,所述条状导电材料为一根导电材料或数根导电材料连接而成。
3.根据权利要求1-2任一所述的柔性太阳能电池,其特征在于,所述图形化导电材料的绕行方式包括椭圆弯点往复绕行式、圆形弯点往复绕行式、方形弯点往复绕行式图形结构。
4.根据权利要求1-3所述的柔性太阳能电池,其特征在于,所述柔性太阳能电池包括铜铟镓硒、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉、有机燃料电池。
5.一种柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:柔性电池各层的沉积工艺,通过采用卷对卷生产工艺实现在柔性衬底上电池各层材料的制备工艺;
步骤2:分片工艺,用切刀将步骤1制备完成的柔性电池片分割成多个独立的柔性电池单元,以用于柔性电池片与电极结构的连接工艺;
步骤3:图形化导电材料的制备,通过对一直导电线进行往复绕行式弯转的处理从而形成图形化导电材料结构;
步骤4:采用热压合的方法将两片绝缘材料与图形化导电材料进行结合,从而完成电极结构的制备;
步骤5:完成电极结构与第一柔性电池单元的连接工艺;
步骤6:完成电极结构与第二柔性电池单元的连接工艺;
步骤7:完成数个柔性电池单元的串联连接。
6.根据权利要求5所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于:绝缘材料的宽度应确保在放置柔性电池单元后,柔性电池单元与图形化导电材料接触,且柔性电池边缘与绝缘材料搭接。
7.根据权利要求5-6任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤5的具体方法如下:将柔性电池单元与电极结构X方向一侧的电极接触,并采用热压合的方法实现电极结构与柔性电池入射光面电极的粘结,形成具有电极结构的柔性电池片。
8.根据权利要求5所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤5的具体方法如下:所述柔性电池单元设置于电极结构图形化导电材料一端的下方,且所述柔性电池单元的入射光面电极上表面与图形化导电材料下表面接触,采用热压合的方法,实现电极结构与柔性电池单元的粘合。
9.根据权利要求5-8任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤6的具体方法如下:设置柔性电池单元与电极结构X方向另一侧的电极接触,并使绝缘材料与柔性电池导电衬底的粘结。
10.根据权利要求9所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤6更具体的方法如下:所述柔性电池单元设置于电极结构中图形化导电材料另一端的上方,并保持导电衬底层下表面与图形化导电材料上表面接触,使透明绝缘材料上表面与导电衬底层下表面粘接,并且使透明绝缘材料包裹的图形化导电材料与电池单元导电衬底层紧密接触并实现电极连接。
11.根据权利要求5所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤7具体为:对数个柔性电池单元的串联连接:在第二柔性电池单元上方放置第二电极结构,使得第二柔性电池单元的入射光面电极上表面301与第二电极结构的图形化导电材料下表面510接触;然后在第二电极结构图形化导电材料B端上方放置第三柔性电池单元,如此反复,实现数个柔性电池单元的串接。
12.根据权利要求5所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤6完成后,对将步骤6制备完成的电极结构与柔性电池片连接后组合体沿柔性电池片垂直于长边的方向进行分切,进行第二次分片工艺,分成一个或数个串联结构单元。
13.根据权利要求12所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,上述步骤中分片完成的具有电极结构的柔性电池单元进行串联连接,将所述第二具有电极结构的柔性电池单元设置于第一具有电极结构的柔性电池单元电极结构的上方,使第一具有电极结构的柔性电池单元透明绝缘材料上表面与第二具有电极结构的柔性电池单元导电衬底层下表面粘接,并且使透明绝缘材料包裹的图形化导电材料与电池单元导电衬底层紧密接触并实现电极连接。
14.根据权利要求5-13任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤1的具体方法如下:将所述导电衬底束缚于两个不同的卷轴上,采用溅射的方法在导电衬底上表面沉积柔性电池的电极层及光电转换层。
15.根据权利要求5-14任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤2的具体方法如下:采用切刀将步骤1制备完成的柔性电池片分别沿X及Y方向开口进行分割。
16.根据权利要求5-15任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤2中,所述单个柔性电池单元结构沿Z方向依次各层为:导电衬底层下表面、电池单元导电衬底层、非入射光面电极层、光子吸收层、缓冲层、入射光面高阻电极层、入射光面低阻前电极层、及入射光面电极上表面。
17.根据权利要求5-16任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤3的具体步骤如下:所述直导电材料为条状,且所述直导电材料设置于插指型导向体内,并位于两个不同的插指型导向体之间,通过设置两个插指型导向体沿坐标轴中X方向上的相对运动,从而使直导电材料最终形成反复绕行式排布电极结构。
18.根据权利要求5-17任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述反复绕行式排布电极结构的具体绕行方法如下:将所述导电材料首先沿X正方向设置一段导电材料,沿Y正方向弯折形成弧形,然后沿X负方向设置一段材料,再次Y正方向弯折形成弧形,沿X正方向再进行一段导电材料的设置,如此反复进行,从而形成具有导电性能的电极阵列。
19.根据权利要求5-18任一所述的柔性太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述步骤4的具体方法如下:首先将图形化导电材料的一端设置于透明绝缘材料的上方,并与透明绝缘材料上表面接触,完成导电材料与第一绝缘材料粘接;然后将透明绝缘材料设置于图形化导电材料另一端上方,且图形化导电材料上表面与透明绝缘材料下表面接触,完成导电材料与第二绝缘材料粘接;接着,采用热压合的方法完成图形化导电材料与两片绝缘材料的连接工艺,完成电极结构的制备过程。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104377273A (zh) * 2014-11-14 2015-02-25 厦门惟华光能有限公司 钙钛矿薄膜太阳能电池组件的卷对卷生产设备和生产方法
CN104979477A (zh) * 2015-05-18 2015-10-14 常州天合光能有限公司 Z型串联钙钛矿太阳电池组件及其制备方法
CN107527964A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 具有柔性线互连的光伏模块

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559479B1 (en) * 1998-11-25 2003-05-06 Fraunhofer-Gesellscahft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Thin-film solar array system and method for producing the same
CN202797009U (zh) * 2012-06-27 2013-03-13 长春光景科技有限公司 一种柔性玻璃作衬底的太阳能电池板
CN203225264U (zh) * 2012-11-19 2013-10-02 深圳市创益科技发展有限公司 一种折叠式大幅面柔性太阳能电池组件
CN103415990A (zh) * 2010-06-08 2013-11-27 美亚国际科技公司 太阳能电池互连、模块、面板及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559479B1 (en) * 1998-11-25 2003-05-06 Fraunhofer-Gesellscahft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Thin-film solar array system and method for producing the same
CN103415990A (zh) * 2010-06-08 2013-11-27 美亚国际科技公司 太阳能电池互连、模块、面板及方法
CN202797009U (zh) * 2012-06-27 2013-03-13 长春光景科技有限公司 一种柔性玻璃作衬底的太阳能电池板
CN203225264U (zh) * 2012-11-19 2013-10-02 深圳市创益科技发展有限公司 一种折叠式大幅面柔性太阳能电池组件

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104377273A (zh) * 2014-11-14 2015-02-25 厦门惟华光能有限公司 钙钛矿薄膜太阳能电池组件的卷对卷生产设备和生产方法
CN104979477A (zh) * 2015-05-18 2015-10-14 常州天合光能有限公司 Z型串联钙钛矿太阳电池组件及其制备方法
CN107527964A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 具有柔性线互连的光伏模块

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