CN109920866A - 彩色光伏组件、其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种彩色光伏组件、其制备方法和应用。一种彩色光伏组件，包括依次层叠的彩色透明导电基底、光伏功能层、背电极层、金属导流带、胶层、封装层以及接线盒；所述彩色透明导电基底，包括透明基底、层叠于透明基底上的彩色透明导电薄膜，所述彩色透明导电薄膜包括层叠于透明基底表面的功能层及层叠于功能层表面的导电层。上述彩色光伏组件在户外通过阳光反射控制实现彩色观感，非常适合于户外应用，不会出现白天不显色的尴尬局面。

Description

彩色光伏组件、其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种彩色光伏组件、其制备方法及应用。

背景技术

在薄膜光伏组件中，透明导电(Transparent Conductive Oxide，TCO)玻璃是其重要的基板材料。光伏组件生产商一般采用外购形式获取TCO玻璃，在TCO玻璃上继续进行下一步的光电薄膜沉积和组件制备。CdTe薄膜光伏组件专业生产商杭州龙焱以及美国Firstsolar公司采用的都是日本板硝子针对CdTe薄膜电池性质生产的TCO玻璃，无色透明。使用这样的TCO玻璃产品，光伏幕墙显现的是光伏组件的本色，为深色或者黑色，颜色较为单一。

目前，针对透明导电薄膜产品存在的产品色调单一的问题，如建筑材料中的光伏幕墙、光伏窗户、光伏天窗等新型节能产品，采用彩色夹胶技术使得这类产品避免了色调单一，实现彩色化。采用彩色夹胶的方案有前提条件，即光伏组件必须做成透光形式，即光伏电池薄膜需要透明化处理。对于不透明的光伏电池组件，处于光伏电池背面的彩色夹胶的颜色是无法传递到光伏组件表面的，即光伏电池无法显色。除此之外，使用彩色夹胶的半透明光伏幕墙，白天从室外看，呈现深色，与普通光伏幕墙没有明显区别，只有从室内往外看，才能显现彩色。或者在晚上，室内灯光开启，才能从外面看到彩色的幕墙。这是因为，幕墙中的彩色夹胶往往放置于薄膜受光面的后面，色彩的观感来源于光线的透射被彩色夹胶的调制。而有限的使光伏电池透明化的光伏薄膜开口率使得透过的光线透过率极大降低，在白天户外强烈的光照环境下，色彩变得难于辨识。白天“灰头土脸”，晚上“光彩照人”，显然不能满足人们对建筑美学的认同。而如果将夹胶置于幕墙的向阳面，有色PVB夹胶对入射太阳光的吸收调制将会极大降低光伏薄膜的入射光利用率。

发明内容

基于此，有必要针对目前光伏组件颜色单一及白天不显色的问题，提供一种彩色光伏组件、其制备方法及应用，适用于半透明或者不透明光伏电池组件，且该彩色光伏组件的制备方法较为简单，不需要增加额外的工序、工艺以及设备。

一种彩色光伏组件，包括依次层叠的彩色透明导电基底、光伏功能层、背电极层、金属导流带、胶层、封装层以及接线盒；所述彩色透明导电基底，包括透明基底、层叠于透明基底上的彩色透明导电薄膜，所述彩色透明导电薄膜包括层叠于透明基底表面的功能层及层叠于功能层表面的导电层。

所述彩色透明导电基底适用于所有需要透明导电基底的薄膜光伏电池以及组件制备，包括CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、非晶硅薄膜电池、钙钛矿薄膜电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池以及叠层太阳能电池，可以取代现有无色透明导电基底供给薄膜光伏电池生产企业，生产彩色光伏电池组件。只需要通过在所述的彩色透明导电基底上进行常规薄膜光伏组件的制备，包括划线P1，光伏功能层制备，划线P2，背电极层制备，划线P3，金属导流带焊接，层压封装以及接线盒安装等一系列薄膜光伏电池制备工艺，获得彩色光伏组件，而不需要额外增加工序、工艺及设备。

上述彩色光伏组件，通过彩色透明导电薄膜的膜层设计，复合结构的彩色透明导电基底同时实现彩色、透光及导电三重功能，在户外通过阳光反射控制实现彩色观感，非常适合于户外应用，不会出现白天不显色的尴尬局面；上述复合材料采用透光材料作为基底，薄膜可位于基底内侧，实现彩色、透光及导电功能的同时薄膜耐候性可得到显著提高，上述彩色光伏组件的彩色透明导电基底制备时，完全兼容现有的透明导电薄膜镀膜工艺，不需要增加额外的工序、工艺以及设备；彩色光伏组件只需要通过在彩色透明导电基底上进行常规薄膜光伏组件的制备，包括划线P1，光伏功能层制备，划线P2，背电极层制备，划线P3，金属导流带焊接，层压封装以及接线盒安装一系列薄膜光伏电池制备工艺，获得彩色光伏组件，而不需要额外增加工序、工艺及设备。

在其中一个实施方式中，所述功能层包括高折射率层及低折射率层，所述高折射率层的材料及所述导电层的材料选自ITO、IXO、FTO、AZO、IZO、GZO、HAZO、SnO₂、In₂O₃及ZnO材料中的至少一种，所述低折射率层的材料选自SiO₂、Al₂O₃、MgF₂、LaF₃、AlF₃、YF₃、BaF₂及CeF₃材料中至少一种，所述高折射率材料及所述低折射率材料按照折射率高低交替排布。

在其中一个实施方式中，所述高折射率层和所述导电层采用相同或同质半导体材料。

在其中一个实施方式中，所述导电层的厚度为10nm～1000nm；及/或

所述导电层的方阻为1Ω/□～100Ω/□。

在其中一个实施方式中，所述彩色透明导电薄膜0o角反射光在日光照明CIE-D65下的CIE色彩坐标L*、a*、b*满足色彩饱和度值

在其中一个实施方式中，所述彩色光伏组件为CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、非晶硅薄膜电池、钙钛矿薄膜电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池或叠层太阳能电池。

一种彩色光伏组件的制备方法，包括以下步骤：

在透明基底表面制备功能层；及

在功能层表面制备导电层得到层叠于所述透明基底表面的彩色透明导电薄膜；

在所述彩色透明导电薄膜上进行平行划线P1，确定电池单元；

清洗，然后在所述彩色透明导电薄膜表面上制备光伏功能层；

在所述光伏功能层上进行平行划线P2，所述平行划线P2平行于所述平行划线P1且与所述平行划线P1相邻；

清洗，然后在所述光伏功能层表面制备背电极层；

在所述背电极层上进行平行划线P3，所述平行划线P3平行于所述平行划线P2且与所述平行划线P2相邻；

在所述背电极层两侧沿平行划线P3方向焊接金属导流带，作为电池组件正负电极；

通过胶层将封装层压合固定在已焊接金属导流带的所述背电极层表面，并使正负电极延伸于所述封装层外；

在所述封装层表面安装接线盒，所述接线盒与所述正负电极相连，获得彩色光伏电池组件。

上述的彩色光伏组件在光伏幕墙或光伏建筑中的应用。

附图说明

图1为一实施方式的光伏组件的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的部分实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，一实施方式的彩色光伏组件100，包括依次层叠的彩色透明导电基底、光伏功能层130、背电极层140、金属导流带150、胶层160、封装层170以及接线盒180。彩色透明导电基底包括透明基底110及层叠于透明基底110上的彩色透明导电薄膜120。彩色透明导电薄膜120包括层叠于透明基底110表面的功能层121及层叠于功能层121表面的导电层123。光伏功能层为彩色光伏组件100中的吸收光并生成光生载流子的功能膜层，由多种功能材料薄膜层叠而成，在图示的实施方式中，彩色光伏组件100为CdTe薄膜电池，光伏功能层130包括半导体n型层132及半导体p型层134。以下以CdTe薄膜电池为例对彩色光伏组件100的结构进行说明。

在其中一个实施例中，透明基底110为玻璃基底。当然在其他实施方式中，透明基底110不限于为玻璃基底，还可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)。当然，在其他实施方式中，透明基底110还可以是其他本领域常规的透光树脂基底。透明基底110的在波长＝550nm时折射率大于1.45且小于1.60。

在其中一个实施例中，透明基底110的厚度为0.1mm～25mm，优选的厚度为1mm-6mm。

透明基底110具有第一表面111及与第一表面111相对的第二表面113。

在图示的实施方式中，彩色透明导电薄膜120形成于透明基底110的第一表面111。

在图示的实施方式中，彩色透明导电薄膜120包括层叠于第一表面111的功能层121及层叠于功能层121表面的导电层123。

功能层121包括高折射率层125及低折射率层127。

高折射率层125层叠于第一表面111。高折射率层125的材料的折射率大于1.8且小于2.5，优选为ITO、IXO、FTO、AZO、IZO、GZO、HAZO、SnO₂、In₂O₃及ZnO材料中的至少一种，进一步优选为ITO、IXO、FTO、AZO、IZO及GZO中的一种，更优选为ITO、FTO、AZO中的一种。在其中一个实施例中，高折射率层125的厚度为1nm～200nm，优选为5nm-100nm。

低折射率层127层叠于高折射率层125的表面。低折射率层127的材料的折射率大于1.3且小于1.8，优选为SiO₂、Al₂O₃、MgF₂、LaF₃、AlF₃、YF₃、BaF₂及CeF₃材料中的一种，进一步优选为SiO₂、Al₂O₃及MgF₂中的一种，更优选为SiO₂。低折射率层127的厚度为1nm～200nm，优选为5nm-100nm。

导电层123层叠于低折射率层127的表面。导电层123的材料的折射率大于1.8且小于2.5，优选为ITO、IXO、FTO、AZO、IZO、GZO、HAZO、SnO₂、In₂O₃及ZnO材料中的至少一种，进一步优选为ITO、IXO、FTO、AZO、IZO及GZO中的一种，更优选为ITO、FTO、AZO中的一种。

在其中一个实施方式中，高折射率层125和导电层123采用相同的材料。如此，可以减少制备过程中镀膜材料种类的选择，简化制备彩色透明导电薄膜120的工艺。

在其中一个实施方式中，高折射率层125和导电层123采用同质半导体材料。同质半导体材料即主原材料相同，但是掺杂元素不同或者掺杂浓度不同而获得的性质不同的半导体材料。如ZnO、AZO、HAZO、IZO、HAZO及GZO，或FTO与SnO₂。AZO与HAZO的制备区别仅来源于PVD磁控溅射过程中是否通入适量的氢气。高折射率层125和导电层123采用同质半导体材料可以减少制备过程中镀膜材料种类的选择，尤其是靶材料的选择，简化制备彩色透明导电薄膜的工艺，不会增加额外的材料和设备就能实现彩色功能。

在其中一个实施方式中，导电层123的厚度为10nm～1000nm，优选为100nm～500nm。

在其中一个实施方式中，导电层123的方阻为1Ω/□～100Ω/□，优选为10Ω/□～50Ω/□。

在其中一个实施例中，彩色透明导电薄膜120为灰蓝色、绿色或黄绿色。

在其中一个实施例中，彩色透明导电薄膜1200o角反射光在日光照明CIE-D65下的CIE色彩坐标L*、a*、b*满足色彩饱和度值

在其中一个实施方式中，透明基底110为0.1mm超薄透明玻璃基底，高折射率层125的材料为ITO，厚度为13.2nm，低折射率层127的材料为SiO₂，厚度为32.8nm；导电层123的材料为ITO，厚度为150nm。彩色透明导电薄膜在第二表面113处的反射光颜色指标为L*＝42.47，a*＝-1.36，b*＝-10.63，呈现蓝色，可见光透过率为86.1％，彩色透明导电薄膜方阻为10Ω/□。

在其中一个实施方式中，透明基底110为3.2mm超白透明玻璃基底，高折射率层125的材料为AZO，厚度为171.6nm；低折射率层127的材料为SiO₂，厚度为48.1nm；导电层123的材料为AZO，厚度为1000nm。彩色透明导电薄膜在第二表面113处的反射光颜色指标为L*＝46.17，a*＝1.33，b*＝-13.89，呈现蓝色，可见光透过率为67.5％，彩色透明导电薄膜方阻为5Ω/□。

在其中一个实施方式中，透明基底110为3.2mm超白透明玻璃基底，高折射率层125的材料为SnO₂，厚度为29.9nm；低折射率层127的材料为SiO₂，厚度为11.4nm；导电层123的材料为FTO，厚度为260.1nm。彩色透明导电薄膜在第二表面113处的反射光颜色指标为L*＝41.42，a*＝0.50，b*＝-6.50，呈现浅蓝灰色，可见光透过率为83.4％，彩色透明导电薄膜方阻为20Ω/□。

在其中一个实施方式中，透明基底110为3.2mm超白透明玻璃基底，高折射率层125的材料为ITO，厚度为156.2nm；低折射率层127的材料为SiO₂，厚度为39.4nm；导电层123的材料为ITO，厚度为1000nm。彩色透明导电薄膜在第二表面113处的反射光颜色指标为L*＝47.13，a*＝-1.07，b*＝-9.75，呈现银蓝灰色，可见光透过率为78.6％，彩色透明导电薄膜方阻为1Ω/□。

在其他实施方式中，功能层包括两个低折射率层，其中一个低折射率层设于透明基底与高折射率层之间，另一个低折射率层设于高折射率层与导电层之间，导电层、低折射率层、高折射率层按照折射率的高低交替排布使得高折射率材料和低折射率材料按照折射率高低交替排布。

高折射率层和低折射率层的合计层数可以为多层，优选不超过八层，只要满足高折射率材料和低折射率材料按照折射率高低交替排布即可。

半导体n型层132层叠于导电层123的表面。半导体n型层132的材料为CdS。半导体n型层132的厚度为5nm～200nm，优选为20nm～100nm。

半导体p型层134层叠于导电层123的表面。半导体p型层134的材料为CdTe。半导体p型层134的厚度为500nm～8000nm，优选为2000nm～5000nm。

背电极层140层叠于半导体p型层134的表面。在其中一个实施例中，背电极层140的材料为ZnTe/ZnTe:Cu/Ni复合薄膜。背电极层140的厚度为200nm-2000nm，优选为500nm-1000nm。

金属导流带150共有两个，两个金属导流带150均层叠于背电极层140的表面且相互间隔，作为彩色光伏组件的正极和负极。在图示的实施方式中，两个金属导流带150分别位于背电极层140的两端。

胶层160层叠于背电极层140的表面且位于两个金属导流带150之间。胶层160的材料为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或EVA。胶层160的厚度为0.3mm-5mm，优选为1mm-2mm。

封装层170层叠于胶层160及金属导流带150的表面，且通过胶层160粘附于背电极层140。在其中一个实施例中，封装层170为玻璃。当然在其他实施方式中，封装层170不限于为玻璃，还可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)。当然，在其他实施方式中，封装层170还可以是其他本领域常规的透光树脂基底。在其中一个实施例中，封装层170的厚度为1mm～25mm，优选的厚度为2mm-6mm。

接线盒180设于封装层170的表面。接线盒180与两个金属导流带150也就是彩色光伏组件100的正负电极电连接。

在图示的实施方式中，光伏组件为CdTe薄膜电池，当然在其他实施方式中，光伏组件还可以为CIGS薄膜电池、非晶硅薄膜电池、钙钛矿薄膜电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池或叠层太阳能电池。背电极层为和透明导电电极相对的处于电池背光面的无透光要求的电极层。对于CdTe薄膜电池，光伏功能层包括CdS/CdTe半导体PN结层，背电极为ZnTe/ZnTe:Cu/Ni结构；对于CIGS薄膜电池，光伏功能层为CdS/CIGS半导体PN结层，背电极为金属Mo；对于非晶硅薄膜电池，光伏功能层为非晶硅同质PIN层，背电极为金属Al；对于钙钛矿电池，光伏功能层为电子传输层/钙钛矿吸收层/空穴传输层，背电极为金属Au或者Ag；对于染料敏化太阳能电池，光伏功能层为光阳极层/染料敏化剂层/电解液层，背电极为Pt或C。层叠太阳能电池包含多种光伏功能层材料。

上述彩色光伏组件100，通过彩色透明导电薄膜120的膜层设计，复合结构的彩色透明导电薄膜120同时实现彩色、透光及导电三重功能，在户外通过阳光反射控制实现彩色观感，非常适合于户外应用，不会出现白天不显色的尴尬局面；上述复合材料采用透光材料作为基底，薄膜可位于基底内侧，实现彩色、透光及导电功能的同时薄膜耐候性可得到显著提高；上述彩色透明导电薄膜120对可见光的透过率在67.5％以上，电阻率可小于5X10^-4Ω·cm。上述彩色光伏组件100的彩色透明导电薄膜120制备时，完全兼容现有的透明导电薄膜镀膜工艺，不需要增加额外的工序、工艺以及设备。

上述彩色光伏组件100可应用于光伏幕墙及光伏建筑中。从而可以获得彩色的光伏幕墙或彩色的太阳能电池。

上述彩色光伏组件100的制备方法，包括以下步骤：

S210、在透明基底110表面制备功能层121。

功能层121包括高折射率层125及低折射率层127。

在其中一个实施方式中，在基底上采用磁控溅射制备功能层121。优选的采用离线PVD磁控溅射制备功能层121。

步骤S220、在功能层121表面制备导电层123得到层叠于透明基底110表面的彩色透明导电薄膜120。

在其中一个实施方式中，采用磁控溅射制备导电层123。优选的采用离线PVD磁控溅射制备导电层123。

优选的，导电层123的材料、制备工艺及制备参数和高折射率层125完全相同。

步骤S230、在彩色透明导电薄膜120上进行平行划线P1，确定电池单元。

在制备光伏功能层之前先对有彩色透明导电薄膜120的导电层123进行刻划(划线P1)，将导电层123刻画成平行的条带，以此确定电池单元。

步骤S240、清洗，然后在彩色透明导电薄膜120表面上制备光伏功能层130。

在其中一个实施例中，光伏功能层包括半导体n型层132及半导体p型层134。

半导体n型层132的材料CdS，采用化学水浴法或者磁控溅射工艺进行沉积制备。半导体n型层132的厚度为10nm～500nm，优选为20nm～100nm。

在其中一个实施例中，半导体p型层134的材料为CdTe。半导体p型层134的厚度为500nm～8000nm，优选为2000nm～5000nm。

在其中一个实施例中，半导体p型层134采用近空间升华工艺(CSS)或者气相输送沉积(VTD)或者电化学沉积(ECD)。

在其中一个实施例中，半导体p型层134的制备具体为：采用近空间升华工艺(CSS)或者气相输送沉积(VTD)或者电化学沉积(ECD)沉积CdTe半导体p型层134，之后对沉积的积CdTe半导体p型层134进行CdCl₂热退火活化处理，获得大晶粒CdTe薄膜，采用湿法酸性溶液对CdTe薄膜表面进行刻蚀处理，形成背面富Te层。

对于CdTe薄膜电池，光伏功能层包括CdS/CdTe半导体PN结层，背电极为ZnTe/ZnTe:Cu/Ni结构；对于CIGS薄膜电池，光伏功能层为CdS/CIGS半导体PN结层，背电极为金属Mo；对于非晶硅薄膜电池，光伏功能层为非晶硅同质PIN层，背电极为金属Al；对于钙钛矿电池，光伏功能层为电子传输层/钙钛矿吸收层/空穴传输层，背电极为金属Au或者Ag；对于染料敏化太阳能电池，光伏功能层为光阳极层/染料敏化剂层/电解液层，背电极为Pt或C。层叠太阳能电池包含多种光伏功能层材料。

步骤S250、在光伏功能层130上进行平行划线P2，平行划线P2平行于平行划线P1且与平行划线P1相邻。

在光伏功能层130上进行平行划线P2露出导电层123。

步骤S260、清洗，然后在光伏功能层表面制备背电极层140。

在其中一个实施例中，背电极层140的材料为ZnTe/ZnTe:Cu/Ni复合薄膜。背电极层140的厚度为200nm-2000nm，优选为500nm-1000nm。

优选的，背电极层140采用磁控溅射制备。

步骤S270、在背电极层140上进行平行划线P3，平行划线P3平行于平行划线P2且与所平行划线P2相邻。

在背电极层140上进行平行划线P3，露出导电层123将临近的电池单元金属背电极绝缘分开。

步骤S280、在背电极层140两侧沿平行划线P3方向焊接金属导流带150，作为电池组件正负电极。

在其中一个实施例中，清洗后焊接两侧金属导流带150。

步骤S290、通过胶层160将封装层170压合固定在已焊接金属导流带150的背电极层140表面，并使正负电极延伸于封装层外。

通过胶层160将封装层170压合固定在背电极层140表面。

在其中一个实施例中，胶层160的材料为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或EVA。胶层160的厚度为0.3mm-5mm，优选为1mm-2mm。封装层170层叠于胶层160的表面，且通过胶层160粘附于背电极层140。在其中一个实施例中，封装层170为玻璃。当然在其他实施方式中，封装层170不限于为玻璃，还可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)。当然，在其他实施方式中，封装层170还可以是其他本领域常规的透光树脂基底。在其中一个实施例中，封装层170的厚度为1mm～25mm，优选的厚度为2mm-6mm。

步骤S300、在封装层170表面安装接线盒180，接线盒180与正负电极相连，获得彩色光伏电池组件。

上述彩色光伏组件100的制备方法，操作简单，兼容现有镀膜工艺，而不需要增加额外的工序、工艺以及设备。采用激光或者机械刻线的工艺在组件制备过程中进行相应三道划线(P1、P2、P3)，形成彩色光伏组件100特有的电池内部集成串联，提高彩色光伏组件100输出电压以及抗遮盖能力。

下面为具体的实施例

实施例1

1、在3.20mm超白玻璃基底上依次沉积功能层的高折射率层和低折射率层。其中，高折射率层采用ITO平面靶材直流溅射沉积，其溅射条件为：氩气1000sccm，氧气30sccm，溅射功率5kW，靶基距6.0cm，基底温度300℃；低折射率层采用Si旋转靶材制，40kHz交流电源溅射沉积，其溅射条件为：氩气600sccm，氧气400sccm，溅射功率10kW，靶基距6.0cm。然后，在低折射率层上采用ITO平面靶材直流溅射沉积导电层得到彩色TCO玻璃，其溅射条件为：氩气1000sccm，氧气30sccm，溅射功率5kW，靶基距6.0cm，基底温度300℃。

实施例1的彩色TCO玻璃呈现蓝灰色，其结构为超白玻璃(3.20mm)/ITO(16.58nm)/SiO₂(27.72nm)/ITO(150.00nm)，其中，“/”表示层叠结构，括号内的数值代表厚度，以下实施例相同。

彩色TCO玻璃在日光照明CIE-D65下的0°角反射CIE色彩坐标值如表1所示：

表1

Y	L*	a*	b*
				11.0	39.6	1.0	-7.3

2、清洗上述彩色TCO玻璃，使用激光划线工艺在TCO基底上进行划线P1,宽度为50微米，将TCO膜刻划成平行的条带，以此确定电池单元；再次清洗后使用化学水浴法(CBD)沉积制备CdS半导体n型层，厚度为100纳米；使用近空间升华工艺(CSS)沉积CdTe半导体p型层，厚度为5微米，基底温度为560℃；在400℃下，对沉积的CdTe薄膜进行CdCl₂热退火活化处理，获得具有良好晶体结构、较大晶粒的CdTe薄膜；用湿法酸性溶液对CdTe背面进行刻蚀处理，形成背面富Te层；进行激光划线P2，与P1平行，露出导电层，划线宽度50微米；清洗后，进行磁控溅射金属背电极沉积，背电极层的材料为ZnTe/ZnTe:Cu/Ni，总厚度为500nm；进行激光划线P3，与P1、P2划线平行，露出导电层，将临近电池单元金属背电极绝缘分开；利用激光在垂直于P1、P2方向进行刻划，划线露出玻璃，形成透光带，透光带宽0.2mm，开口率20％，彩色光伏组件的透光率15％；清洗后，焊接两侧金属导流带；EVA层(厚度为1.14mm)压玻璃(厚度为6mm)封装，获得具有蓝灰色外观的CdTe薄膜光伏电池组件；电极盒安装；电池测试、贴标、装箱。

实施例2

1、在3.20mm超白玻璃基底上沉积功能层的低折射率层和高折射率层。其中，低折射率层采用Si旋转靶材，40kHz交流电源溅射沉积，其溅射条件为：氩气600sccm，氧气400sccm，溅射功率10kW，靶基距6.0cm。在低折射率层上采用ITO平面靶材直流溅射沉积高折射率层，其溅射条件为：氩气1000sccm，氧气20sccm，溅射功率5kW，靶基距6.0cm，基底温度400℃。然后，在功能层的低折射率层上使用ITO平面靶材直流溅射沉积导电层得到彩色TCO玻璃，其溅射条件为：氩气1000sccm，氧气20sccm，溅射功率5kW，靶基距6.0cm，基底温度400℃。

实施例2的彩色TCO玻璃呈现绿色，其结构为超白玻璃(3.20mm)/SiO₂(84.1nm)/ITO(25.2nm)/SiO₂(24.10nm)/ITO(150.00nm)。

2、清洗上述彩色TCO玻璃，使用激光划线工艺在TCO基底上进行划线P1,宽度为50微米，将TCO膜刻划成平行的条带，以此确定电池单元；再次清洗后使用磁控溅射沉积制备CdS半导体n型层，厚度为50纳米；使用气相输送工艺(VTD)沉积CdTe半导体p型层，厚度为6微米，基底温度为600℃；在400℃下，对沉积的CdTe薄膜进行CdCl₂热退火活化处理，获得具有良好晶体结构、较大晶粒的CdTe薄膜；用湿法酸性溶液对CdTe背面进行刻蚀处理，形成背面富Te层；进行激光划线P2，与P1平行，露出导电层，划线宽度50微米；清洗后，进行磁控溅射金属背电极沉积，背电极层的材料为ZnTe/ZnTe:Cu/Ni，总厚度为500nm；进行激光划线P3，与P1、P2划线平行，露出导电层，将临近电池单元金属背电极绝缘分开；利用激光在垂直于P1、P2方向进行刻划，划线露出玻璃，形成透光带，透光带宽0.3mm，开口率30％，彩色光伏组件的透光率20％；清洗后，焊接两侧金属导流带；PVB层(厚度为1.14mm)压玻璃(厚度为6mm)封装，获得具有绿色外观的CdTe薄膜光伏电池组件；电极盒安装；电池测试、贴标、装箱。

实施例3

实施例3的光伏组件的制备方法与实施例1的光伏组件的制备方法大致相同，其不同在于：实施例3的彩色TCO玻璃通过下述操作制备：

在浮法3.20mm超白玻璃基底上沉积功能层的高折射率层和低折射率层。具体地，在高温玻璃表面沉积功能层的高折射率层，其沉积条件为：空气与氮气为载气，载气速率为72m³/h，通入反应前驱物ICD-1137(主体成分为单丁基三氯化锡)，反应前驱物ICD-1137的流量为1.2kg/h，通入水，水的流量为0.1kg/h。然后在高折射率层上制备低折射率层，其沉积条件为：空气与氮气为载气，载气速率为90m³/h，通入反应前驱物TEOS(正硅酸乙酯)，反应前驱物TEOS流量为0.6kg/h，通入水，水的流量为0.2kg/h。然后在低折射率层127上制备导电层得到彩色TCO玻璃，其沉积条件为：空气与氮气为载气，载气速率为72m³/h，通入反应前驱物ICD-1137(主体成分为单丁基三氯化锡)，反应前驱物ICD-1137的流量为1.2kg/h，通入水，水的流量为0.1kg/h。

实施例3的彩色TCO玻璃呈现蓝灰色，其结构为超白玻璃(3.20mm)/SiO2/FTO(29.90nm)/SiO₂(11.40nm)/FTO(260.10nm)。

实施例4

1、在3.20mm超白玻璃基底上沉积功能层的高折射率层和低折射率层。其中，高折射率层使用AZO平面靶材直流溅射沉积，其溅射条件为：通入氩气1000sccm，溅射功率5kW，靶基距6.0cm，基底温度120℃；低折射率层采用Si旋转靶材，使用40kHz交流电源反应溅射沉积，其溅射条件为：通入气氛为氩气600sccm，氧气400sccm，溅射功率10kW，靶基距6.0cm。然后在低折射率层上使用AZO平面靶材直流溅射沉积导电层得到彩色TCO，其溅射条件为：通入氩气1000sccm，溅射功率5kW，靶基距6.0cm，基底温度120℃。

实施例4的彩色TCO玻璃呈现黄绿色，其结构为超白玻璃(3.20mm)/AZO(46.7nm)/SiO₂(27.8nm)/AZO(350.00nm)。

2、清洗上述彩色TCO玻璃，使用激光划线工艺在TCO基底上进行划线P1,宽度为50微米，将TCO膜刻划成平行的条带，以此确定电池单元；再次清洗后使用化学水浴法(CBD)沉积制备CdS半导体n型层，厚度为50纳米；使用磁控溅射工艺在CdS层上依次沉积CuGa/In金属层，厚度为300nm/500nm，然后使用高温蒸发工艺在CuGa/In金属层表面沉积Se层，厚度1um，将沉积好薄膜的基底送入硒化炉中，抽真空，通入比例为95:5的N2/H2S混合气体，在550摄氏度高温下快速退火硒化硫化反应获得CIGSSe化学物半导体p型层，厚度2um；进行激光划线P2，与P1平行，露出导电层，划线宽度50微米；清洗后，进行磁控溅射金属背电极沉积，背电极层的材料为Mo，总厚度为1000nm；进行激光划线P3，与P1、P2划线平行，露出导电层，将临近电池单元金属背电极绝缘分开；利用激光在垂直于P1、P2方向进行刻划，划线露出玻璃，形成透光带，透光带宽0.3mm，开口率30％，彩色光伏组件的透光率20％；清洗后，焊接两侧金属导流带；PVB层(厚度为1.14mm)压玻璃(厚度为6mm)封装，获得具有绿色外观的CIGSSe薄膜光伏电池组件；电极盒安装；电池测试、贴标、装箱。

采用DataColor650测色仪对实施例1～实施例4的彩色TCO玻璃在日光照明CIE-D65下的0o角反射CIE色彩坐标值的测试，CIE色彩坐标值测试的结果如表1所示。

表1

采用四探针方阻仪对实施例1～实施例4的彩色TCO玻璃的方阻进行测试；采用台阶仪设备对实施例1～实施例4的彩色TCO玻璃导电层厚度进行测试；再将导电层厚度数值与方阻数值相乘，得到导电层电阻率数据；采用紫外-可见-近红外分光光度计PE950设备对实施例1～实施例4的彩色TCO玻璃可见光的透过率进行测试，测试的结果如下表2所示。

表2

实施例	电阻率/Ω·cm	方阻/Ω/□	透过率/％
				实施例1	1.5x10<sup>-4</sup>	10	84.75
实施例2	1.5x10<sup>-4</sup>	10	82.60
				实施例3	5x10<sup>-4</sup>	20	83.40
实施例4	5.25x10<sup>-4</sup>	15	81.40

由表1和表2可以看出，实施例1～实施例4的彩色TCO玻璃的电阻率小于5x10^-4Ω·cm，方阻达10-20Ω/□，透过率大于81.4％，符合光伏幕墙、电致变色幕墙、电加热玻璃或除雾除霜玻璃的应用要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种彩色光伏组件，其特征在于，包括依次层叠的彩色透明导电基底、光伏功能层、背电极层、金属导流带、胶层、封装层以及接线盒；所述彩色透明导电基底，包括透明基底、层叠于透明基底上的彩色透明导电薄膜，所述彩色透明导电薄膜包括层叠于透明基底表面的功能层及层叠于功能层表面的导电层。

2.根据权利要求1所述的彩色光伏组件，其特征在于，所述功能层包括高折射率层及低折射率层，所述高折射率层的材料及所述导电层的材料选自ITO、IXO、FTO、AZO、IZO、GZO、HAZO、SnO₂、In₂O₃及ZnO材料中的至少一种，所述低折射率层的材料选自SiO₂、Al₂O₃、MgF₂、LaF₃、AlF₃、YF₃、BaF₂及CeF₃材料中至少一种，所述高折射率材料及所述低折射率材料按照折射率高低交替排布。

3.根据权利要求2所述的彩色光伏组件，其特征在于，所述高折射率层和所述导电层采用相同或同质半导体材料。

4.根据权利要求2所述的彩色光伏组件，其特征在于，所述导电层的厚度为10nm～1000nm；及/或

所述导电层的方阻为1Ω/□～100Ω/□。

5.根据权利要求1所述的彩色光伏组件，其特征在于，所述彩色透明导电薄膜0°角反射光在日光照明CIE-D65下的CIE色彩坐标L*、a*、b*满足色彩饱和度值

6.根据权利要求1～5任一项所述的彩色光伏组件，其特征在于，所述彩色光伏组件为CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、非晶硅薄膜电池、钙钛矿薄膜电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池或叠层太阳能电池。

7.一种彩色光伏组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在透明基底表面制备功能层；及

在功能层表面制备导电层得到层叠于所述透明基底表面的彩色透明导电薄膜；

在所述彩色透明导电薄膜上进行平行划线P1，确定电池单元；

清洗，然后在所述彩色透明导电薄膜表面上制备光伏功能层；

在所述光伏功能层上进行平行划线P2，所述平行划线P2平行于所述平行划线P1且与所述平行划线P1相邻；

清洗，然后在所述光伏功能层表面制备背电极层；

在所述背电极层上进行平行划线P3，所述平行划线P3平行于所述平行划线P2且与所述平行划线P2相邻；

在所述背电极层两侧沿平行划线P3方向焊接金属导流带，作为电池组件正负电极；

通过胶层将封装层压合固定在已焊接金属导流带的所述背电极层表面，并使正负电极延伸于所述封装层外；

在所述封装层表面安装接线盒，所述接线盒与所述正负电极相连，获得彩色光伏电池组件。

8.权利要求1～6任一项所述的彩色光伏组件在光伏幕墙或光伏建筑中的应用。