CN109585582A - 一种用于太阳能发电的透明导电面板 - Google Patents

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丁雄傑
王�琦
张国义
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Abstract

本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种用于太阳能发电的透明导电面板，包括透明底板、透明电荷收集层和主导电层，所述透明电荷收集层和主导电层贴覆在所述透明底板上，所述主导电层呈线条状或网纹状或蜂窝状与所述透明电荷收集层连接。采用三层结构代替现有主流技术的两层结构，使得透明导电面板的透光率和电阻之间不相关，即可以同时提高透光率并降低整体电阻；可大比例减少透明导电材料的用量，既可节约成本又可以提高透光率；采用线条状或网纹状或蜂窝状的导电材料来承担主导电作用，这种类似镂空的结构既有陷光效果可维持高透过率又可以保证良好的导电性，还可以扩大选材范围，为降低器件成本提供便利。

Description

一种用于太阳能发电的透明导电面板
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种用于太阳能发电的透明导电面板。
背景技术
与日俱增的化石燃料燃烧所造成的环境污染，对地球生态平衡和人类的生存带来严重的危害。开发可再生新能源已经成为一个世界性的课题。光伏发电是一种零排放的清洁能源，也是一种能够大规模应用的现实能源，可进行独立发电和并网发电，是各种可再生能源中的首选。
当前主流的太阳能电池技术：
一是晶硅光伏电池，占有约九成的市场份额。二是以碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒化物(CIGS)、非晶硅为代表的无机薄膜太阳电池，约占一成左右市场份额。三是基于纳米技术和新材料的新型太阳电池，包括有机薄膜太阳电池(OPV)、染料敏化太阳电池(DSSC)、钙钛矿太阳电池(PSC)等。
上述第二类以及第三类太阳能电池都可以划分为薄膜太阳能电池。目前薄膜类太阳能电池主要使用导电玻璃或有机透明导电薄膜作为面板。作为采光窗口和电极，理论上要求面板的透光率越高越好同时电阻越低越好，但实际上受限于透明导电材料的透光率和电阻呈反相关的制约，当前主流的太阳能用导电玻璃的透过率在78-84％之间，方阻在8-10Ω/□之间，这是一个折中的选择。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种同时提高透光率并降低整体电阻、有效节约成本的用于太阳能发电的透明导电面板。
本发明采用如下技术方案：
一种用于太阳能发电的透明导电面板，包括透明底板、透明电荷收集层和主导电层，所述透明电荷收集层和主导电层贴覆在所述透明底板上，所述主导电层呈线条状或网纹状或蜂窝状与所述透明电荷收集层连接。
对上述技术方案的进一步改进为，所述透明底板设置为聚对苯二甲酸乙二醇酯透明底板或超白太阳能玻璃透明底板中的一种。
对上述技术方案的进一步改进为，所述透明电荷收集层设置为透明导电氧化铟锡薄膜、掺氟的氧化锡薄膜、铝掺杂的氧化锌薄膜、银膜、铜膜、铝膜中的一种或多种的组合，膜层厚度介于0到100微米之间。
对上述技术方案的进一步改进为，所述主导电层所用材料为透明导电材料，设置为氧化铟锡、掺氟的氧化锡、铝掺杂的氧化锌中的一种或多种的组合，所述主导电层呈线条状时，相邻的主导电层之间的间距设置为0～5mm。
对上述技术方案的进一步改进为，所述主导电层所用材料为不透明导电材料，设置为金、银、铜、铝、锡、石墨中的一种。
本发明的有益效果为：
1、本发明包括透明底板、透明电荷收集层和主导电层，透明电荷收集层和主导电层贴覆在所述透明底板上，整体结构简单，采用三层结构替代现有主流技术的两层结构，使得透明底板的透光率和电阻之间不相关，即实现了同时提高透光率并降低整体电阻，而且透明底板、透明电荷收集层和主导电层的组合，可大比例减少透明导电材料的用量，节约成本，同时提高透光率，主导电层呈线条状或网纹状或蜂窝状与透明电荷收集层连接，采用线条状或网纹状或蜂窝状的导电材料来承担主导电作用，这种类似镂空的结构既有陷光效果可维持高透过率又可以保证良好的导电性，还可以扩大选材范围，为降低器件成本提供便利。
2、透明底板设置为聚对苯二甲酸乙二醇酯透明底板或超白太阳能玻璃透明底板中的一种，透明底板对太阳能发电器件起支撑、保护和采光的作用，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯，即PET，具有良好的力学性能、优良的耐高、低温性能以及透明度高的优点，可适应太阳能电池设置在户外的环境，同时其成本较低，超白太阳能玻璃具有有约的物理、机械及光学性能，且其透光率达到91.5％，进一步提高本发明的透光率。
3、透明电荷收集层设置为透明导电氧化铟锡薄膜、掺氟的氧化锡薄膜、铝掺杂的氧化锌薄膜、银膜、铜膜、铝膜中的一种或多种的组合，膜层厚度介于0到100微米之间，使用者可根据需求来选择材料和厚度，适用性广，有效节约成本。
4、主导电层所用材料为透明导电材料，设置为氧化铟锡、掺氟的氧化锡、铝掺杂的氧化锌中的一种或多种的组合，使用者可根据需求来选择材料，适用性广，有效节约成本，主导电层呈线条状时，相邻的主导电层之间的间距设置为0～5mm，采用线条状或网纹状或蜂窝状的导电材料来承担主导电作用，且其间距设置为0～5mm，在此区间下，用户根据实际情况来择优选择使用，如此，大大节约成本，避免浪费材料，提高材料的利用率。
5、主导电层所用材料为不透明导电材料，设置为金、银、铜、铝、锡、石墨中的一种，使用者可根据需求来选择材料，适用性广，有效节约成本。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例一的截面示意图；
图3为本发明实施例二的结构示意图；
图4为本发明实施例三的结构示意图；
图5为本发明实施例四的结构示意图；
图6为本发明实施例五的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种用于太阳能发电的透明导电面板，包括透明底板130、透明电荷收集层120和主导电层110，所述透明电荷收集层120和主导电层110贴覆在所述透明底板130上，所述主导电层110呈线条状或网纹状或蜂窝状与所述透明电荷收集层120连接。
实施例一：
如图1-2所示，透明底板130采用透明有机材料PET，透明电荷收集层120是透明导电薄膜FTO，采用蒸镀或磁控溅射等方式镀在透明底板130上；主导电层110是透明导电FTO，通过掩膜等图形控制采用蒸镀或磁控溅射等方式镀在透明电荷收集层120上，主导电层110呈线条状，线条之间的间距可在0～5mm之间择优选择。
实施例二：
如图3所示，一种用于太阳能发电的透明导电面板，包括透明底板130采用超白太阳能玻璃；在透明底板130上生成一层二氧化硅阻挡层140；透明电荷收集层120是透明导电薄膜FTO，采用化学气相沉积或蒸镀或磁控溅射等方式镀在二氧化硅阻挡层140上；主导电层110是透明导电薄膜FTO，通过掩膜等图形控制采用化学气相沉积或蒸镀或磁控溅射等方式镀在透明电荷收集层120上，主导电层110呈线条状，线条之间的间距可在0～5mm之间择优选择。
二氧化硅阻挡层140的引入是防止钠钙硅玻璃中的金属离子扩散进入电池功能层，导致太阳能电池的性能衰减。
实施例三：
如图4所示，一种用于太阳能发电的透明导电面板，包括透明底板130、透明电荷收集层120和主导电层110，主导电层110呈线蜂窝状。蜂窝状设计的主导电层110可以防止主导电层110有局部断点而导致太阳能电池组件产生热斑。
实施例四：
如图5所示，一种用于太阳能发电的透明导电面板，包括透明底板130、透明电荷收集层120和主导电层110。
透明底板130可以采用透明有机材料PET；主导电层110是导电银线，通过丝网印刷的方式印在透明底板130上，主导电层110呈线条状，线条之间的间距可在0～5mm之间择优选择。透明电荷收集层120是透明导电薄膜FTO，采用蒸镀或磁控溅射等方式镀在透明底板130和主导电层110上。
实施例五：
如图6所示，一种用于太阳能发电的透明导电面板，包括透明底板130、透明电荷收集层120和主导电层110，主导电层110呈线网格状。
在制作太阳能电池组件时，可采用激光刻划或化学腐蚀的方法沿水平方向将透明电荷收集层120和主导电层110切断，划线150将导电层分断成一个个的电池大小，方便后续工序中电池片间的串联。
优选地，透明底板130设置为聚对苯二甲酸乙二醇酯透明底板130或超白太阳能玻璃透明底板130中的一种，透明底板130对太阳能发电器件起支撑、保护和采光的作用，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯，具有良好的力学性能、优良的耐高、低温性能以及透明度高的优点，可适应太阳能电池设置在户外的环境，同时其成本较低，超白太阳能玻璃具有有约的物理、机械及光学性能，且其透光率达到91.5％，进一步提高本发明的透光率。
优选地，透明电荷收集层120设置为透明导电氧化铟锡薄膜、掺氟的氧化锡薄膜、铝掺杂的氧化锌薄膜、银膜、铜膜、铝膜中的一种或多种的组合，膜层厚度介于0到100微米之间，使用者可根据需求来选择材料和厚度，适用性广，有效节约成本。
优选地，主导电层110所用材料为透明导电材料，设置为氧化铟锡、掺氟的氧化锡、铝掺杂的氧化锌中的一种或多种的组合，使用者可根据需求来选择材料，适用性广，有效节约成本，主导电层呈线条状时，相邻的主导电层110之间的间距设置为0～5mm，采用线条状或网纹状或蜂窝状的导电材料来承担主导电作用，且其间距设置为0～5mm，在此区间下，用户根据实际情况来择优选择使用，如此，大大节约成本，避免浪费材料，提高材料的利用率。
优选地，主导电层110所用材料为不透明导电材料，设置为金、银、铜、铝、锡、石墨中的一种，使用者可根据需求来选择材料，适用性广，有效节约成本。
本发明包括透明底板130、透明电荷收集层120和主导电层110，透明电荷收集层120和主导电层110贴覆在所述透明底板130上，整体结构简单，采用三层结构替代现有主流技术的两层结构，使得透明底板130的透光率和电阻之间不相关，即实现了同时提高透光率并降低整体电阻，而且透明底板130、透明电荷收集层120和主导电层110的组合，可大比例减少透明导电材料的用量，节约成本，同时提高透光率，主导电层110呈线条状或网纹状或蜂窝状与透明电荷收集层120连接，采用线条状或网纹状或蜂窝状的导电材料来承担主导电作用，这种类似镂空的结构既有陷光效果可维持高透过率又可以保证良好的导电性，还可以扩大选材范围，为降低器件成本提供便利。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于太阳能发电的透明导电面板，其特征在于：包括透明底板、透明电荷收集层和主导电层，所述透明电荷收集层和主导电层贴覆在所述透明底板上，所述主导电层呈线条状或网纹状或蜂窝状与所述透明电荷收集层连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电的透明导电面板，其特征在于：所述透明底板设置为聚对苯二甲酸乙二醇酯透明底板或超白太阳能玻璃透明底板中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电的透明导电面板，其特征在于：所述透明电荷收集层设置为透明导电氧化铟锡薄膜、掺氟的氧化锡薄膜、铝掺杂的氧化锌薄膜、银膜、铜膜、铝膜中的一种或多种的组合，膜层厚度介于0到100微米之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电的透明导电面板，其特征在于：所述主导电层所用材料为透明导电材料，设置为氧化铟锡、掺氟的氧化锡、铝掺杂的氧化锌中的一种或多种的组合，所述主导电层呈线条状时，相邻的主导电层之间的间距设置为0～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电的透明导电面板，其特征在于：所述主导电层所用材料为不透明导电材料，设置为金、银、铜、铝、锡、石墨中的一种。
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