CN105023755A - 染敏太阳能电池的封装结构及其制造方法 - Google Patents

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张欣华
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种染敏太阳能电池封装结构，包括下层基板、玻璃层、上层盖板，所述玻璃层位于上层盖板和下层基板之间，下层基板和上层盖板朝向玻璃层一面形成有导电金属层，所述上层盖板和玻璃层之间及玻璃层和下层基板之间采用激光焊接固定。本发明还提供一种染敏太阳能电池结构的封装方法。

Description

染敏太阳能电池的封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，特别涉及一种染敏太阳能电池的封装结构及其制造方法。
背景技术
太阳能电池作为绿色环保的可再生能源已被广泛应用于工业、商业、农业、家电等各种产业。
目前市场上太阳能电池的材料主要以单晶硅片和多晶硅片为主导材料，然而晶硅生产能耗大加上晶硅原料日益紧缺，导致太阳能电池的价格居高不下。近年来，染敏太阳能电池以其生产成本低廉，转换效率稳定等优势逐步走向市场。
染敏太阳能电池是一种将色素附着在二氧化硅粒子上，然后浸泡到电解液中，通过太阳光激发色素发电的电池。常规染敏太阳能电池包括上下玻璃基板及位于上下玻璃基板之间的UV封装胶。制造时，将电解液、二氧化硅、色素等封装于上下玻璃基板之间，然后采用UV封装胶封装上下玻璃基板形成。然而染敏太阳能电池的电解液大都需采用腐蚀性较强的含碘溶液，这样的电解液很容易腐蚀封装的UV胶，长时间会导致封装胶损坏，容易造成电解液外漏，进而使染敏太阳能电池寿命降低或者功能丧失。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种性能稳定且寿命长的染敏太阳能电池封装结构及其制造方法。
一种染敏太阳能电池封装结构，包括下层基板、玻璃层、上层盖板，所述玻璃层位于上层盖板和下层基板之间，下层基板和上层盖板朝向玻璃层一面形成有导电金属层，所述上层盖板和玻璃层之间及玻璃层和下层基板之间采用激光焊接固定。
一种染敏太阳能电池结构的封装方法，步骤包括：
提供一侧含有导电金属层的上层盖板和下层基板；
将玻璃层贴合于下层基板含有导电金属层的一面上；
使用激光，将玻璃层与下层基板焊接在一起；
将催化层贴合于玻璃层的上表面；
将上层盖板含有导电金属层一侧对向催化层并贴合于催化层之上；
使用激光将上层盖板与玻璃层焊接固定一起。
本发明通过在玻璃层上切割出染敏太阳能电池的化学原料的填充空间，并搭配激光技术将玻璃与上层玻璃基板和下层玻璃基板进行焊接封装，替代了传统染敏太阳能电池采用UV胶封装的技术，从而避免了染敏太阳能电池因电解液对UV封装胶的腐蚀而导致染敏太阳能电池寿命短，本发明中的玻璃层因具有很强的抗腐蚀性，电解液无法腐蚀玻璃层，从而保证了染敏太阳能电池的品质、延长了染敏太阳能电池的寿命。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明染敏太阳能电池封装结构立体组合图。
图2为本发明染敏太阳能电池封装结构沿II-II剖面的剖视图。
图3为图1所示染敏太阳能电池封装结构的分解图。
图4为本发明染敏太阳能电池封装结构中玻璃层的立体图。
图5为本发明染敏太阳能电池封装方法中激光焊接的示意图。
主要元件符号说明
下层基板 100
上表面 101、201、601
下表面 102、202、602
导电金属层 10、50
玻璃层 20
填充空间 21
格挡 22
化学原料层 30
催化层 40
上层盖板 60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
图1及图2所示为本发明的染敏太阳能电池封装结构，其包括自下向上依次排列的下层基板100、导电金属层10、玻璃层20、填充在玻璃层20内的化学原料层30、催化层40、导电金属层50以及上层盖板60。
下层基板100呈矩形，其包括上表面101和下表面102，其采用白玻璃板或者钢化玻璃板或树脂等透光性良好材料制成。所述下层基板100的上表面101上形成有导电金属层10，所述导电金属层10的厚度小于下层基板100的厚度。
同时参考图3，玻璃层20包括上表面201和相对的下表面202。多个填充空间21形成在玻璃层20上，所述填充空间21贯穿上表面201和下表面202。若干格挡22形成在填充空间21之间，将各个填充空间21相间隔。所述玻璃层20厚度在0.1-0.2mm之间甚至更薄，玻璃层20由耐腐蚀性强的硅酸盐材料制成，所述玻璃层20可以切割、弯曲。所述玻璃层20贴合于所述导电金属层10之上，玻璃层20的长宽尺寸同下层基板100一致。
化学原料层30填充于所述玻璃层20的填充空间21。所述化学原料层30由二氧化钛、染料和电解液组成，首先将二氧化钛涂布于导电金属层10上通过沉积加热形成一层薄膜，随后填充染料和电解液以形成化学原料层30。对于本领域技术人员，可以添加相应的其他活性物质以增加染敏太阳嫩电池转换效率。
催化层40采用金属材料制成。本实施例中，所述催化层40采用铂金属材料，所述催化层40贴合于玻璃层20之上并覆盖化学原料层30，用于提高化学原料层30的反应效率。
参考图2和图4，上层盖板60尺寸等同于所述下层基板100的尺寸，其包括下表面602和上表面601，上层盖板60的下表面602上形成有导电金属层50，所述的导电金属层50的厚度小于上层盖板60的厚度。
下面以上述实施例中的染敏太阳能电池的封装结构为例，并结合其他附图说明其封装方法。
提供下层基板100，并在下层基板100的上表面101上通过贱镀形成一层导电金属层10。导电金属层10厚度小于下层基板100的厚度，使其长宽规格同下层基板100一致；
提供玻璃层20，利用激光将玻璃层20切割出用于收容化学原料层30的多个矩形的填充空间21，填充空间21穿透玻璃层20的上表面201与下表面202。在一实施例中，填充空间21呈矩形，各个填充空间21之间形成格挡22；
将玻璃层20贴合于导电金属层10上并压合；
使用10-15s脉冲激光，准确对焦至玻璃层20上格挡22位置，将玻璃层20与下层基板100焊接固定；
提供化学原料层30，将所述化学原料层30填充于玻璃层20上形成的多个填充空间21中；
提供催化层40，将所述催化层40涂布在填充有化学原料层30的玻璃层20的上表面201上；
提供尺寸同下层基板100一致的上层盖板60，在上层盖板60下表面602上通过贱镀形成导电金属层50；
将上层盖板60含有导电金属层50一侧朝向催化层40，并将上层盖板60压合于催化层40上；
使用10-15s等级的脉冲激光对焦至玻璃层20上格挡22位置，将上层盖板60与玻璃层20焊接固定，如此，完成了染敏太阳能电池结构的封装。
在上述染敏太阳能电池的封装中，本发明采用分步焊接，首先将玻璃层20同下层基板100焊接，在玻璃层20上填充化学原料层30，最后将上层盖板60同玻璃层20进行焊接。焊接需要使用10-15s脉冲激光进行焊接并在无尘环境进行。如图5所示，在本实施例中，焊接时，需要精确对焦至玻璃层20上格挡22位置，采用多道虚线方式对上层盖板60、下层基板100和玻璃层20焊接，使填充空间21周围形成多道焊接虚线。对于不同材质玻璃，因其折射率差异，需依照其折射率调整对焦及参数。
在本发明中，通过在玻璃层20上切割出填充空间21做为染敏太阳能电池的化学原料层30的填充区域，并搭配激光技术对上层盖板60、玻璃层20和下层基板100进行焊接，替代了传统染敏太阳能电池采用UV胶封装的技术，从而避免了因染敏太阳能电池电解液对UV封装胶的腐蚀而导致染敏太阳能电池寿命短，本发明中的玻璃层20因具有很强的抗腐蚀性，电解液无法腐蚀玻璃层，从而保证了染敏太阳能电池性能稳定、延长了染敏太阳能电池的寿命。

Claims (10)

1.一种染敏太阳能电池封装结构，包括下层基板、玻璃层、上层盖板，所述玻璃层位于上层盖板和下层基板之间，下层基板和上层盖板朝向玻璃层一面形成有导电金属层，其特征在于：所述上层盖板和玻璃层之间及玻璃层和下层基板之间采用激光焊接固定。
2.如权利要求1所述的染敏太阳能电池封装结构，其特征在于：所述玻璃层上形成有填充空间，所述填充空间内填充有化学原料层。
3.如权利要求2所述的染敏太阳能电池封装结构，其特征在于：所述玻璃层上切割出的填充空间为多个，所述填充空间之间设置挡格以间隔相邻的填充空间。
4.如权利要求2所述的染敏太阳能电池封装结构，其特征在于：所述化学原料层包括二氧化钛、染料及电解液。
5.如权利要求1所述的染敏太阳能电池封装结构，其特征在于：所述玻璃层具有朝向上层盖板的上表面，所述上表面上形成有一催化层。
6.一种染敏太阳能电池结构的封装方法：
提供一侧含有导电金属层的上层盖板和下层基板；
将玻璃层贴合于下层基板含有导电金属层的一面上；
使用激光，将玻璃层与下层基板焊接在一起；
将催化层贴合于玻璃层的上表面；
将上层盖板含有导电金属层一侧对向催化层并贴合于催化层之上；
使用激光将上层盖板与玻璃层焊接固定一起。
7.如权利要求6所述染敏太阳能电池结构的封装方法，其特征在于：所述上层盖板与玻璃层、下层基板与玻璃层之间都采用多道虚线方式进行焊接。
8.如权利要求6所述染敏太阳能电池结构的封装方法，其特征在于：焊接所使用等级为10-15s的脉冲激光，所述封装过程在无尘环境进行。
9.如权利要求6所述染敏太阳能电池结构的封装方法，其特征在于：所述玻璃层上形成有贯穿玻璃层的上、下表面的填充空间，所述填充空间内填充有化学原料层。
10.如权利要求9所述染敏太阳能电池结构的封装方法，其特征在于：所述玻璃层上还设置有格挡，所述格挡将填充空间隔开，焊接时对焦至上层盖板与格挡的位置、下层基板与格挡的位置焊接。
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