CN104377251A - 一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池及其制造方法,通过选用大尺度织构化表面的硬性基板并将基板表面的结构转印到减反射膜上,使减反射膜直接形成大尺度织构化的表面,然后再在反射膜上制备具有小尺度织构化表面的前电极,使减反射膜和前电极有效组合成多尺度陷光结构,改善柔性叠层太阳能电池各不同光电转换层的陷光性能,从而提高太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及柔性太阳能电池领域,特别是涉及一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池及其制备方法 。
背景技术
太阳能电池根据衬底类型大致可分为两种:一种是采用硬性材料作为衬底,如常见的玻璃衬底;另一种是采用柔性材料作为衬底,例如树脂聚合物衬底、高温塑料衬底等。其中,柔性太阳能电池由于重量轻不易碎可以实现光伏建筑一体化,制作电站可以降低运输成本和安装成本,且可以制作便携式太阳能电池等一系列优势已经成为近年来的研究热点。
目前,柔性太阳能电池基本上都是直接在柔性衬底上使用专门处理柔性基材的设备来制备,这种生产设备与现在广泛使用的、生产成本相对低的制作硬性基板太阳能电池的设备不相容,且非常昂贵,工艺也较为复杂,例如在利用临时衬底作为柔性转移衬底制造柔性薄膜太阳能电池的方法中,存在着临时衬底需要蚀刻去除,不可重复利用,且不利于大面积产业化等问题。
为了能够利用现有的在硬性衬底上沉积薄膜的设备和工艺以实现在硬性基板如玻璃上制备大面积柔性太阳能电池,在申请号为:WO/CN2010/079780的PCT国际专利申请中,揭示了一种硬性制造、柔性成型的大面积柔性光电器件的制造方法:在硬性基板上加工柔性光电器件所需要的层系,将柔性载体牢靠地结合在该层系上,并使柔性载体和薄膜层系一起整体从硬性基板表面脱离,从而形成柔性光电器件。然而,这种硬性基板制造的光电器件没有进行表面结构化的工艺处理,其表面陷光只能依赖于前电极表面,从而造成陷光不充分,无法满足高效率光电器件的制作要求。
另外,在申请号为:201110088307.8的中国发明专利申请中,进一步揭示了从硬性基板表面脱离的具有绒性结构的脱离保护膜,其能够改善脱离保护膜的应力分布和尺寸稳定性,在一定程度上提高光电转换效率。然而,在201110088307.8所提供的制造大面积柔性薄膜太阳能电池的方法中,脱离保护膜为透明塑料,其直接黏贴于硬性基板表面,这样即使表面制绒也无法完全消除加热或者镀膜工艺时的应力影响;同时要求塑料脱离保护膜透明、耐温、耐等离子体,成本很高。再者,对于柔性叠层太阳能电池而言,由于不同的光电转换层对不同波段的光吸收情况有较大不同,所以仅依靠脱离保护膜的绒性结构并且对该结构无任何要求是很难在各叠层均实现优良的陷光效果的。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,通过选用大尺度织构化表面的硬性基板并将基板表面的结构转印到减反射膜上,使减反射膜直接形成大尺度织构化的表面,然后再在减反射膜上制备具有小尺度织构化表面的前电极,使减反膜和前电极有效组合成多尺度陷光结构,改善柔性叠层太阳能电池各不同光电转换层的陷光性能,从而提高太阳能电池的光电转换效率。
为了达到以上目的,本发明提供了一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:在一具有大尺度织构化表面的硬性基板上依次沉积所述太阳能电池的各组成部分,包括:具有大尺度织构化表面的减反射膜、具有小尺度织构化表面的前电极、叠层太阳能电池的光电转换层,背电极、反射层和封装层,所述减反射膜与前电极的组合形成多尺度陷光结构,所述太阳能电池可以与所述硬性基板相分离。
可选地,所述叠层太阳能电池为非晶硅微晶硅叠层太阳能电池,所述具有大尺度织构化表面的减反射膜可以增强微晶硅电池在500nm-1200nm波段的光谱吸收;所述具有小尺度织构化表面的前电极可以增强非晶硅电池在300-750nm波段的光谱吸收。
可选地,所述大尺度织构化表面可以为倾角范围为10-30°、径向尺寸为1-3um的阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
优选地,所述减反射膜的大尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
可选地,所述减反射膜可以为厚度为50-200nm的折射率介于空气和前电极之间的材质。
优选地,所述减反射膜可以SiNx , SiOx, 或者 SiOx/SiNx 叠层,所述减反射膜的制备可以采用PECVD或者PVD方法。
可选地, 所述前电极的小尺度织构化表面可以为倾角范围为30-75°、径向尺寸为100-300nm的具有阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
优选地,所述前电极的小尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
可选地,所述具有小尺度织构化表面的前电极可以通过LPCVD或者PVD方法制备,所述前电极可以为厚度0.2- 2um的以ZnO:B、FTO、ITO或AZO为材料的透明导电层。
本发明还提供了这种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述制造方法包括以下步骤:
第一步,提供具有大尺度织构化表面的硬性基板,用于在其表面上制备叠层太阳能电池各层系;
第二步,在所述硬性基板表面涂覆上黏合层,要求在黏合层涂覆后硬性基板仍呈现大尺度织构化表面;
第三步,在所述黏合层的织构化表面上制备减反射膜,相应地,所述减反射膜表面也具有大尺度织构化表面;
第四步,在所述减反射膜的大尺度织构化表面上制备出具有小尺度织构化表面的前电极,从而使得减反射膜与前电极的组合形成多尺度陷光结构;
第五步,在所述前电极的表面上再依次沉积叠层太阳能电池的光电转换层、背电极、反射层和封装层;
第六步,从黏合层处将叠层太阳能电池各层系整体与硬性基板分离开。
可选地,所述叠层太阳能电池为非晶硅微晶硅叠层太阳能电池,所述具有大尺度织构化表面的减反射膜可以增强微晶硅电池在500nm-1200nm波段的光谱吸收;所述具有小尺度织构化表面的前电极可以增强非晶硅电池在300-750nm波段的光谱吸收。
可选地,所述大尺度织构化表面可以为倾角范围为10-30°、径向尺寸为1-3um的阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
优选地,所述减反射膜的大尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
可选地,所述减反射膜可以为厚度为50-200nm的折射率介于空气和前电极之间的材质。
优选地,所述减反射膜可以SiNx , SiOx, 或者 SiOx/SiNx 叠层,所述减反射膜的制备可以采用PECVD或者PVD方法。
可选地,所述前电极的小尺度织构化表面可以为倾角范围为30-75°、径向尺寸为100-300nm的具有阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
优选地,所述前电极的小尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
可选地,所述具有小尺度织构化表面的前电极可以通过LPCVD或者PVD方法制备,所述前电极可以为厚度0.2- 2um的以ZnO:B、FTO、ITO或AZO为材料的透明导电层。
与现有技术相比,本发明具有以下技术效果:
(1)通过选用大尺度织构化表面的硬性基板并将基板表面的结构转印到减反射膜上,使减反射膜直接形成大尺度织构化的表面,然后再在减反射膜上制备具有小尺度织构化表面的前电极,使减反射膜和前电极有效组合成多尺度陷光结构,改善柔性叠层太阳能电池的陷光性能,使得不同光电转换层对太阳光的利用更加充分,例如对于柔性非晶硅微晶硅太阳能电池而言,具有大尺度织构化表面的减反射层能够满足微晶硅陷光要求,具有小尺度织构化表面的前电极能够满足非晶硅陷光要求,从而提高柔性叠层太阳能电池的光电转换效率。
(2)在本发明中,大尺度织构化表面即为硬性基板本身自有的表面形状,这样就克服了现有技术中由于绒性结构塑料膜黏贴于硬性基板表面所带来的加热或镀膜工艺中的应力影响,也克服了因采用透明、耐温、耐等离子体等要求的塑料脱离保护膜所带来的成本过高的问题。在这里,具有大尺度织构化表面的基板可以重复使用,能减少玻璃原材料损耗,降低成本,并且柔性叠层薄膜太阳能电池因不再有玻璃基板的束缚,也将具有更加广泛的应用领域。
(3)本发明通过采用表面结构化的硬性基板和通过转印方式来形成减反射膜的大尺度织构化表面,其中减反射膜的制备只要通过常规工业产线中已有的CVD或者PVD设备即可,无需再增添其它工艺设备,并且所制薄膜的厚度和图案尺寸均可进行较好的控制,避免了在基板上人为黏贴一层成型绒面塑料薄膜的工艺步骤和由此带来的真空加热塑料薄膜的起翘现象。
附图说明
图1是本发明一实施例中一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池结构示意图。
图2是图1中所示大尺度织构化表面的A部分的放大图。
图3是图1中所示小尺度织构化表面的B部分的放大图。
图4是本发明一实施例中一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池制作方法流程图。
图5-图9是本发明一实施例中一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池制作流程中不同阶段的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方法来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供了一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,通过选用大尺度织构化表面的硬性基板并将基板表面的结构转印到减反射膜上,使减反射膜直接形成大尺度织构化的表面,然后再在反射膜上制备具有小尺度织构化表面的前电极,使减反射膜和前电极有效组合成多尺度陷光结构,改善柔性叠层太阳能电池各不同光电转换层的陷光性能,从而提高太阳能电池的光电转换效率。
本发明中所涉及的柔性叠层太阳能电池可以为柔性的非晶硅微晶硅太阳能电池,非晶硅锗太阳能电池,硅氧合金太阳能电池,硅碳合金太阳能电池等一系列具有多个不同光电转换层的太阳能电池。
下文所述的实施例中是以制备的柔性非晶硅微晶硅叠层太阳能电池为例进行说明的。
图1为在具有大尺度织构化表面的硬性基板100的表面上制备得到柔性大面积叠层太阳能电池的结构示意图。在制备太阳能电池前先在硬性基板100上涂覆一层黏合层200,然后再依次沉积制得减反射膜300、前电极400、叠层太阳能电池的光电转换层500,背电极600、反射层700和封装层800。
所述硬性基板的材料可以是玻璃、陶瓷、金属、树脂等材料,优选地,为玻璃基板。所述硬性基板的大尺度织构化结构是指基板表面具有较大幅度的绒性表面或者凹凸不平的表面,对于柔性非晶硅微晶硅叠层太阳能电池而言,该大尺度织构化的结构可以为图2所示的倾角a范围为10-30°、径向尺寸D范围为1-3um的具有阵列性的弧形突起或者金字塔形突起的图案。
所述黏合层200的材料要求是透明的、耐温、耐等离子体的材料,通常耐温范围大于200℃,例如Henkel, WFP20141-94B型胶,能够便于大面积涂覆形成膜层。形成黏合层200的方法包括喷涂、刷涂或其他湿涂方法。黏合层200的作用是要既能够保证在制造过程中柔性叠层太阳能电池不会脱离玻璃基板100,又能够使该太阳能电池各层制备好后可以较为轻易地从黏合层200处将叠层太阳能电池各层系整体与硬性基板分离开。由于在基板表面敷设的黏合层很薄,其厚度相对于硬性基板的大尺度织构化结构可忽略,所以黏合层涂覆后硬性基板基本仍可呈现原来的大尺度织构化表面。
在黏合层的大尺度织构化表面采用PECVD或者PVD的方法在黏合层表面上制备减反射膜,相应地,制得的减反射膜表面也会具有倾角范围为10-30°、径向尺寸为1-3um的阵列性的织构化结构,并且也具有弧形突起、金字塔形突起等图案,这种具有大尺度织构化表面的减反射膜可以增强微晶硅电池在500nm-1200nm波段的光谱吸收,能很好地满足微晶硅电池的陷光要求。所述减反射膜可以为厚度为50-200nm的折射率介于空气和前电极之间的材质。具体地,所述减反射膜可以SiNx , SiOx, 或者 SiOx/SiNx 叠层,所述减反射膜的制备可以采用PECVD或者PVD方法。
所述前电极的制备可以采用CVD或者PVD的方法在减反射膜表面上制备,其中CVD方法为通过LPCVD方式直接沉积制备前电极,PVD方法为先采用PVD方法制备表面为平面的前电极再采用酸、碱溶液腐蚀的方法间接制备前电极,优选地,可以采用LPCVD的方法。通过前述方法制备出的前电极400 具有小尺度织构化表面,即前电极400可以具有如图3所示的倾角b范围为30-75°、径向尺寸d范围为100-300nm的具有阵列性的绒性或者凹凸不平的表面,其表面图案可以为弧形突起或者金字塔形突起。这种小尺度织构化的结构可以增强非晶硅电池在300-750nm波段的光谱吸收,能很好地满足非晶硅电池的陷光要求。一般而言,所述前电极400可以为厚度范围是0.2- 2um的ZnO:B、FTO、ITO或AZO等透明导电层。
所述叠层太阳能电池的光电转换层500取决于叠层太阳能电池的种类,对于叠层非晶硅微晶硅太阳能电池而言,其光电转换层500包括了非晶硅电池的PIN层和微晶硅电池的PIN层。所述背电极可以为LPCVD的氧化锌或者PVD方法制备的ZnO/Al/Ag。 所述反射层为白色的PVB或者白色EVA,对光线有较好的反射作用。所述封装层具有一定的化学稳定性,其可通过层压、蒸压、粘贴、刷涂等方法粘结在反射层表面,所述封装层应为具有抗紫外线、阻隔水汽、耐气候等特性的太阳能电池专用有机背膜,如FTF 、TPT、PET、DNP等。
所述具有大尺度织构化表面的减反射膜与具有小尺度织构化表面的前电极的组合形成多尺度陷光结构,能改善柔性叠层太阳能电池的陷光性能,使得不同光电转换层对太阳光的利用更加充分,例如对于柔性非晶硅微晶硅太阳能电池而言,具有大尺度织构化表面的减反射层能够满足微晶硅陷光要求,具有小尺度织构化表面的前电极能够满足非晶硅陷光要求,从而提高柔性叠层太阳能电池的光电转换效率。
在所述叠层太阳能电池各层制备好后,将太阳能电池与所述硬性基板相分离,分离方式可以采用UV光照或者水洗的方式来使黏合层的黏贴失效,也可以采用撕拉的方式来使得电池与基板分离。
对于本发明所揭示的多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,图4所示为这种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池制造方法的流程示意图。其制造方法如下所示:
步骤S1,提供具有大尺度织构化表面的硬性基板,用于在其表面上制备叠层太阳能电池各层系;
步骤S2,在所述硬性基板表面涂覆上黏合层,要求在黏合层涂覆后硬性基板仍呈现大尺度织构化表面;
步骤S3,在所述黏合层的织构化表面上制备减反射膜,相应地,所述减反射膜表面也具有大尺度织构化表面;
步骤S4,在所述减反射膜的大尺度织构化表面上制备出具有小尺度织构化表面的前电极,从而使得减反射膜与前电极的组合形成多尺度陷光结构;
步骤S5,在所述前电极的表面上再依次沉积叠层太阳能电池的光电转换层、背电极、反射层和封装层;
步骤S6,从黏合层处将叠层太阳能电池各层系整体与硬性基板分离开。
图5-图9为对应于图4所示的电池制作流程中的不同阶段的结构示意图,下面将对此进行详述:
在步骤S1中,所述硬性基板的材料可以是玻璃、陶瓷、金属、树脂等材料,优选地,为玻璃基板。所述硬性基板的大尺度织构化结构是指基板表面具有较大幅度的绒性表面或者凹凸不平的表面,如图5所示,对于柔性非晶硅微晶硅太阳能电池而言,该大尺度织构化的结构可以为倾角范围为10-30°、径向尺寸为1-3um的具有阵列性的弧形突起、金字塔形突起的图案,利用这种形状的基板所制备出的同样具有大尺度织构化表面的减反射膜可以增强微晶硅电池在500nm-1200nm波段的光谱吸收,能很好地满足微晶硅电池的陷光要求。在本发明中,由于大尺度织构化表面即为硬性基板本身自有的表面形状,因此克服了现有技术中采用塑料膜黏贴于硬性基板表面所带来的加热或镀膜工艺中的应力影响以及成本过高问题。
在步骤S2中,在所述硬性基板100的表面涂覆上黏合层200,如图6所示,所述黏合层200的材料要求是透明的、耐温、耐等离子体的材料,通常耐温范围大于200℃,例如Henkel, WFP20141-94B型胶,能够便于大面积涂覆形成膜层。形成黏合层200的方法包括喷涂、刷涂或其他湿涂方法。黏合层200的作用是要既能够保证在制造过程中器件层系不会脱离玻璃基板100,又能够该太阳能电池各层制备好后较为轻易地从黏合层200处将叠层太阳能电池各层系整体与硬性基板分离开。由于在基板表面敷设的黏合层很薄,其厚度相对于硬性基板的大尺度织构化结构可忽略,所以黏合层涂覆后硬性基板基本仍可呈现原来的大尺度织构化表面。
在步骤S3中,在所述黏合层200的织构化表面上制备减反射膜300,如图7所示,此处采用的方法是PECVD或者PVD的方法在具有大尺度织构化形状的基板表面的黏合层上制备减反射膜,对应的,制得的减反射膜表面也会具有类似的大尺度织构化结构,其倾角范围为10-30°、径向尺寸为1-3um的阵列性的织构化结构,并且也具有弧形突起、金字塔形突起等图案,根据本领域的公知技术可知(此处不再赘述),具有这种大尺度织构化表面的减反射膜可以增强微晶硅电池在500nm-1200nm波段的光谱吸收,能很好地满足微晶硅电池的陷光要求。所述减反射膜可以为厚度为50-200nm的折射率介于空气和前电极之间的材质。具体地,所述减反射膜可以SiNx , SiOx, 或者 SiOx/SiNx 叠层,所述减反射膜的制备可以采用PECVD或者PVD方法。需要说明的是,由于此处减反射膜的制备只要通过常规工业产线中已有的PECVD或者PVD设备即可,无需再增添其它工艺设备,从而降低了生产成本,并且利用该类设备所制薄膜的厚度和图案尺寸均可进行较好的控制,避免了现有技术中在基板上人为黏贴一层成型绒面塑料薄膜的工艺步骤和由此带来的真空加热塑料薄膜的起翘现象。
在步骤S4中,在所述减反射膜300的大尺度织构化表面上制备出具有小尺度织构化表面的前电极400,如图8所示所述前电极400的制备也可以采用CVD或者PVD的方法在减反射膜表面上制备,其中CVD方法为通过LPCVD方式直接沉积制备前电极,PVD方法为先采用PVD方法制备表面为平面的前电极再采用酸、碱溶液腐蚀的方法间接制备前电极,优选地,可以采用LPCVD的方法。优选地,可以采用LPCVD的方法。通过前述方法制备出的前电极400 具有小尺度织构化表面,即前电极400具有较小幅度的绒性表面或者凹凸不平的表面,对于柔性非晶硅微晶硅太阳能电池而言,该小尺度织构化的结构可以为可以为倾角范围为30-75°、径向尺寸为100-300nm的具有金字塔突起的结构,这种小尺度织构化的结构可以增强非晶硅电池在300-750nm波段的光谱吸收,一般而言,所述前电极400可以为厚度范围是0.2- 2um的ZnO:B、FTO、ITO或AZO等透明导电层。在步骤2中形成的具有大尺度织构化表面的减反射膜300与步骤3中形成的具有小尺度织构化表面的前电极400的组合形成了多尺度陷光结构,能改善柔性叠层太阳能电池的陷光性能,使得不同光电转换层对太阳光的利用更加充分。
在步骤S5中,在所述前电极400的表面上再依次沉积叠层太阳能电池的光电转换层500、背电极600、反射层700和封装层800,具体如图9所示。所述叠层太阳能电池的光电转换层500取决于叠层太阳能电池的种类,对于叠层非晶硅微晶硅太阳能电池而言,其光电转换层500包括了非晶硅电池的PIN层和微晶硅电池的PIN层。所述背电极可以为LPCVD的氧化锌或者PVD方法制备的ZnO/Al/Ag。 所述反射层为白色的PVB或者白色EVA,对光线有较好的反射作用。所述封装层要求具有一定的化学稳定性,其可通过层压、蒸压、粘贴、刷涂等方法粘结在反射层表面,所述封装层应为具有抗紫外线、阻隔水汽、耐气候等特性的太阳能电池专用有机背膜,如FTF 、TPT、PET、DNP等。
在步骤S6中,在所述叠层太阳能电池各层制备好后,将太阳能电池与所述硬性基板相分离,其分离方式可以采用UV光照或者水洗的方式来使黏合层的黏贴作用失效,也可以采用撕拉的方式来使得电池与基板分离,最终得到如图10所示的多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池。
在本发明中,通过选用大尺度织构化表面的硬性基板并将基板表面的结构转印到减反射膜上,使减反射膜直接形成大尺度织构化的表面,然后再在减反射膜上制备具有小尺度织构化表面的前电极,使减反射膜和前电极有效组合成多尺度陷光结构,改善柔性叠层太阳能电池的陷光性能,使得不同光电转换层对太阳光的利用更加充分,例如对于柔性非晶硅微晶硅太阳能电池而言,具有大尺度织构化表面的减反射层能够满足微晶硅陷光要求,具有小尺度织构化表面的前电极能够满足非晶硅陷光要求,从而提高柔性叠层太阳能电池的光电转换效率。
在本发明中,大尺度织构化表面即为硬性基板本身自有的表面形状,这样就克服了现有技术中由于绒性结构塑料膜黏贴于硬性基板表面所带来的加热或镀膜工艺中的应力影响,也克服了因采用透明、耐温、耐等离子体等要求的塑料脱离保护膜所带来的成本过高的问题。在这里,具有大尺度织构化表面的基板可以重复使用,能减少玻璃原材料损耗,降低成本,并且柔性叠层薄膜太阳能电池因不再有玻璃基板的束缚,也将具有更加广泛的应用领域。
本发明通过采用表面结构化的硬性基板和通过转印方式来形成减反射膜的大尺度织构化表面,其中减反射膜的制备只要通过常规工业产线中已有的CVD或者PVD设备即可,无需再增添其它工艺设备,并且所制薄膜的厚度和图案尺寸均可进行较好的控制,避免了在基板上人为黏贴一层成型绒面塑料薄膜的工艺步骤和由此带来的真空加热塑料薄膜的起翘现象。
虽然本发明已以较佳的实施例披露如上,但本发明并非限定于此,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可做各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (18)
1.一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:在一具有大尺度织构化表面的硬性基板上依次沉积所述太阳能电池的各组成部分,包括:具有大尺度织构化表面的减反射膜、具有小尺度织构化表面的前电极、叠层太阳能电池的光电转换层,背电极、反射层和封装层,所述减反射膜与前电极的组合形成多尺度陷光结构,所述太阳能电池可以与所述硬性基板相分离。
2.如权利要求1所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述叠层太阳能电池为非晶硅微晶硅叠层太阳能电池,所述具有大尺度织构化表面的减反射膜可以增强微晶硅电池在500nm-1200nm波段的光谱吸收;所述具有小尺度织构化表面的前电极可以增强非晶硅电池在300-750nm波段的光谱吸收。
3.如权利要求1所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述大尺度织构化表面可以为倾角范围为15-30°、径向尺寸为1-3um的阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
4.如权利要求3所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述减反射膜的大尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
5.如权利要求1所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述减反射膜可以为厚度为50-200nm的折射率介于空气和前电极之间的材质。
6.如权利要求5所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述减反射膜可以SiNx , SiOx, 或者 SiOx/SiNx 叠层,所述减反射膜的制备可以采用PECVD或者PVD方法。
7.如权利要求1所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述前电极的小尺度织构化表面可以为倾角范围为30-40°、径向尺寸为100-300nm的具有阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
8.如权利要求7所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述前电极的小尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
9.如权利要求1所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池,其特征在于:所述具有小尺度织构化表面的前电极可以通过LPCVD或者PVD方法制备,所述前电极可以为厚度0.2- 2um的以ZnO:B、FTO、ITO或AZO为材料的透明导电层。
10.一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述制造方法包括以下步骤:
第一步,提供具有大尺度织构化表面的硬性基板,用于在其表面上制备叠层太阳能电池各层系;
第二步,在所述硬性基板表面涂覆上黏合层,要求在黏合层涂覆后硬性基板仍呈现大尺度织构化表面;
第三步,在所述黏合层的织构化表面上制备减反射膜,相应地,所述减反射膜表面也具有大尺度织构化表面;
第四步,在所述减反射膜的大尺度织构化表面上制备出具有小尺度织构化表面的前电极,从而使得减反射膜与前电极的组合形成多尺度陷光结构;
第五步,在所述前电极的表面上再依次沉积叠层太阳能电池的光电转换层、背电极、反射层和封装层;
第六步,从黏合层处将叠层太阳能电池各层系整体与硬性基板分离开。
11.如权利要求10所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述叠层太阳能电池为非晶硅微晶硅叠层太阳能电池,所述具有大尺度织构化表面的减反射膜可以增强微晶硅电池在500nm-1200nm波段的光谱吸收;所述具有小尺度织构化表面的前电极可以增强非晶硅电池在300-750nm波段的光谱吸收。
12.如权利要求10所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述大尺度织构化表面可以为倾角范围为15-30°、径向尺寸为1-3um的阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
13.如权利要求12所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述减反射膜的大尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
14.如权利要求10所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述减反射膜可以为厚度为50-200nm的折射率介于空气和前电极之间的材质。
15.如权利要求14所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述减反射膜可以SiNx , SiOx, 或者 SiOx/SiNx 叠层,所述减反射膜的制备可以采用PECVD或者PVD方法。
16.如权利要求10所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述前电极的小尺度织构化表面可以为倾角范围为30-40°、径向尺寸为100-300nm的具有阵列性的绒性或者凹凸不平的表面。
17.如权利要求16所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述前电极的小尺度织构化表面具有弧形突起或者金字塔形突起的图案。
18.如权利要求10所述的一种多尺度陷光的柔性大面积叠层太阳能电池的制造方法,其特征在于:所述具有小尺度织构化表面的前电极可以通过LPCVD或者PVD方法制备,所述前电极可以为厚度0.2- 2um的以ZnO:B、FTO、ITO或AZO为材料的透明导电层。
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