CN110246909A - 一种低成本柔性内联式太阳能电池封装结构和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本柔性内联式太阳能电池封装结构和方法，包括：背板，背板上敷设有下部密封胶粘膜，下部密封胶粘膜敷设于柔性内联式太阳能电池底部；引流条，其敷设在柔性内联式太阳能电池第一个子电池和最后一个子电池的前电极上；汇流条，其分别敷设在引流条上方；上部密封胶粘膜和封装胶膜，其敷设在上部密封胶粘膜上方；正极汇流条和正极引流条上部相接，负极汇流条和负极引流条上部相接，正极汇流条和负极汇流条的引出端穿过上部密封胶粘膜、封装胶膜，与接线盒的正负极相接；本发明中采用的封装结构，不需要在封装胶膜上制备阻水阻氧增透光学薄膜，采用廉价封装胶膜，组件封装成本大大降低。

Description

一种低成本柔性内联式太阳能电池封装结构和方法
技术领域
本发明属于柔性CIGS太阳能电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种低成本柔性内联式太阳能电池封装结构和方法。
背景技术
柔性内联式薄膜太阳能电池因为构成电池器件的半导体膜层其组成元素比较活泼暴露在大气中容易与水氧气等发生化学反应，导致器件失效，因此就需要在柔性内联式薄膜太阳能电池器件上下表面封装一层阻水耐候的材料，将柔性内联式太阳能电池密封于其中，延长柔性太阳能电池寿命及方便应用的目的。传统的封装方法是在柔性内联式太阳能电池器件上下表面敷设热固或热塑性密封胶膜、阻水封装胶膜，然后再热层压使柔性内联式薄膜太阳能电池与密封胶粘层、上下阻水胶膜结合于一体，达到阻水耐候封装的。传统封装结构和方法，由于迎光面封装胶膜需要达到高阻水、高阻氧、高透光、高耐候性能，所以成本特别高，其成本占据整个柔性内联式薄膜太阳能电池组件成本的三分之一。导致迎光面阻水封装胶膜成本较高的主要原因是制备阻水阻氧高透光耐候光学薄膜需要400℃以上的高温，因此就需要高温特性好、高透光、抗冲击性能佳的胶膜作为基材，而耐高温胶膜成本相当高。再加之在柔性胶膜上沉积阻水、阻氧、增透光学薄膜工艺复杂、工艺难度大，对薄膜沉积设备要求也高，综合上述几个原因导致了传统迎光面封装胶膜成本高昂。为了降低柔性内联式太阳能电池组件的成本，迫切需要一种新的封装结构，使柔性内联式太阳能电池迎光面封装仅用普通廉价的高透光、机械性能好的耐腐蚀胶膜就可以了，从而降低柔性内联式太阳能电池组件成本。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，包括：
柔性衬底；
用以防止硒蒸汽腐蚀柔性衬底的背保护层，其沉积在柔性衬底下表面；
有机无机交替多层复合阻水绝缘层，其包括：高密度绝缘无机阻水膜，其采用反应磁控溅射或等离子增强化学气相沉积方法制备在柔性衬底上；有机丙烯酸酯层Ⅰ，其喷涂在高密度绝缘无机阻水膜上方；无机阻水膜，其采用等离子增强化学气相沉积在有机丙烯酸酯层Ⅰ表面；
阻挡层，其采用直流溅射的方法制备在有机无机交替多层复合阻水绝缘层上方；
背电极层，其采用直流溅射的方法制备在阻挡层上方；CIGS吸收层，其采用三步共蒸、溅射硒化方法制备在背电极层上方；缓冲层，其采用化学水浴工艺制备在CIGS吸收层上方；
窗口层，其采用脉冲直流溅射的方法制备在缓冲层上方；前电极层，其采用脉冲直流溅射的方法制备在窗口层上方；
有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层，其包括：高密度高阻无机阻水减反射膜，其采用等离子增强化学气相沉积制备在前电极顶部；有机丙烯酸酯层Ⅱ，其喷涂在高密度高阻无机阻水减反射膜表面；无机减反射膜，其采用等离子增强化学气相沉积制备在有机丙烯酸酯层Ⅱ表面；
背板，背板上敷设有下部密封胶粘膜，且下部密封胶粘膜敷设于柔性内联式太阳能电池底部；
正极引流条和负极引流条，分别敷设在柔性内联式太阳能电池第一个子电池和最后一个子电池的前电极上；正极汇流条和负极汇流条，其中正极汇流条和正极引流条上部相接，负极汇流条和负极引流条上部相接，正负极引流条和正负极汇流条用于引出柔性内联式太阳能电池组件的正负极；
上部密封胶粘膜，其敷设在柔性内联式太阳能电池上表面；封装胶膜，其敷设在上部密封胶粘膜上方；正极汇流条和负极汇流条的引出端穿过上部密封胶粘膜、封装胶膜，与接线盒的正负极相接；
多组刻线，每组刻线包括P1刻线、P2刻线和P3刻线，其中P1刻线采用卷对卷亚纳秒激光下打光方式将阻挡层和背电极层完全刻断，P1刻线一直刻划到有机无机交替多层复合阻水绝缘层表面，使第一道刻线P1刻线两侧的子电池完全绝缘，同时对有机无机交替多层复合阻水绝缘层不造成损伤；P2刻线采用卷对卷机械刻线将CIGS吸收层、缓冲层完全刻断，P2刻线下端刻划至背电极层上表面，保证P2刻线两侧的子电池通过P2刻线沟槽接触导通，且P2刻线与P1刻线是平行设置；P3刻线采用卷对卷机械刻线将前电极层、窗口层、缓冲层以及CIGS吸收层完全刻划刻断，其下端刻划至背电极层上表面，保证P3刻线两侧的子电池的前电极完全断开，同样的，P3刻线与P1刻线保持平行。
优选的是，其中，所述柔性衬底为耐高温柔性衬底；背保护层为和柔性衬底结合较好且在高温下特性稳定的涂层；阻挡层为铬阻挡层、铝阻挡层、钛阻挡层、铬镍合金阻挡层或者钨钛合金阻挡层中的一种；背电极层为和CIGS晶格匹配好，高温下特性稳定，导电性好、反光性好的金属涂层；缓冲层为和CIGS晶格匹配度较好的化合物薄膜层；窗口层为高阻高透光薄膜层；前电极层为透明导电氧化物薄膜；上部密封胶粘膜和下部密封胶粘膜为热塑性或热固性的密封胶粘膜，封装胶膜为高透光、力学性好、耐腐蚀的封装胶膜。
优选的是，其中，所述柔性衬底柔性不锈钢衬底或柔性聚酰亚胺衬底；背保护层为背钼保护层，阻挡层为铬阻挡层、铝阻挡层、钛阻挡层、铬镍合金阻挡层或者钨钛合金阻挡层中的一种；电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层的厚度为2000～4400nm，其包括的高密度绝缘无机阻水膜为氮化铝高密度绝缘无机阻水膜或氮化硅高密度绝缘无机阻水膜、二氧化硅高密度无机阻水膜中的一种，高密度绝缘无机阻水膜的厚度为800～2000nm，有机丙酸酯层Ⅰ的厚度为200～500nm，无机阻水膜为氮化硅无机阻水膜二氧化硅无机阻水膜，其厚度为800～2000nm；背电极层为背钼电极层，缓冲层为硫化镉缓冲层或硫化铟缓冲层，窗口层为i-ZnO窗口层，前电极层为ITO前电极层、AZO前电极层、FTO前电极层中的一种；电池顶部的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层的厚度为300～1000nm，其中的高密度高阻无机阻水减反射膜为氮化硅高密度高阻无机阻水减反射膜或二氧化硅高密度高阻无机阻水减反射膜，高密度高阻无机阻水减反射膜的厚度为50～200nm，有机丙酸酯层Ⅱ厚度为50～300nm，无机阻水减反射膜为氮化硅无机阻水减反射膜或二氧化硅无机阻水减反射膜，其厚度为50～200nm。
优选的是，其中，所述每组的P1刻线、P2刻线和P3刻线，其中，P2刻线位于P1刻线和P2刻线之间，相邻两条P2刻线的间距为5000～6000um，每组刻线中的P1刻线与P2刻线间距为100～150um，每组刻线中的P3刻线与P1刻线间距为200～260um，相邻两条P3刻线间距也为5000～6000um。
优选的是，其中，所述每组刻线之间采用平行的间隔设置。
优选的是，其中，电池组件四周采用激光或机械刻线技术刻一圈绝缘线，绝缘线刻划掉电池底部有机无机交替多层复合阻水绝缘层上方所有膜层。
优选的是，其中所述的高阻水柔性内联式CIGS太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备柔性衬底背保护层：在厚度为20～150um的柔性衬底背面制备1500～2000nm厚的背保护层，用以防止制备CIGS吸收层过程中硒蒸汽腐蚀柔性衬底；制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为3～10kW，工作气压为0.1～10Pa，柔性衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～20min，Ar的流量为90～200sccm；
步骤二、制备电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层：在厚度为20～120um的柔性衬底正面上方采用反应磁控溅射方法制备1000nm高密度绝缘无机阻水膜，溅射靶材材质为铝，溅射时通入N2和Ar混合气体，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，功率密度为0.1～20W/cm2，工作气压为0.1～10Pa，不锈钢衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～20min，N2流量为10～30sccm，Ar流量为90～150sccm。在无机阻水膜表面再采用喷涂工艺均匀的涂布一层50nm～500nm厚的有机丙烯酸脂，该有机层可缓解上下无机膜层堆叠应力，防止膜裂，另一方面可加长水汽透过的路径，防止水汽进入电池器件，将常温的有机丙烯酸脂溶液通过涂布机均匀的涂布在底部无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.2～0.5MPa，涂布完成后再经过80～200℃烘烤，烘烤时间为4min，将有机丙烯酸脂溶液均匀的固化在无机阻水膜表面形成均匀的缓冲薄膜。在有机丙烯酸脂膜层表面再采用等离子增强化学气相沉积工艺沉积一层1000nm～2000nm的无机阻水膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空不低于5.0×10-4Pa，工艺压强为102-103Pa，硅烷流量为1500～2000sccm，氮气流量为120～250sccm，射频功率为20～30kW，射频频率为10～15MHz，沉积时间为3～30min；
步骤三、在有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层上采用直流溅射的方法制备厚度为50～200nm的阻挡层，制备使用的靶材是铬靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10～3Pa，溅射功率3～6kW，工作气压为0.5～0.8Pa，不锈钢衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～10min，Ar流量为100～150sccm；
步骤四、在阻挡层上采用直流溅射的方法制备厚度为300nm～700nm的背电极层，制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为3～10kW，工作气压为0.5～0.8Pa，不锈钢衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～10min，Ar流量为100～200sccm；
步骤五、采用波长为1064nm或532nm的卷对卷亚纳秒激光下打光方式对已经制备的阻挡层和背电极层进行刻划，形成第一道划线P1刻线，划线宽度为40～80um，P1刻线一直划到有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层表面，使P1刻线两侧的子电池阻挡层和背电极层完全绝缘，同时不能损伤底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层，所使用的亚纳秒激光脉冲宽度为600～2000皮秒，光束模式为TEM00重复频率为10kHZ～100kHZ，激光功率为0.5～3W，刻线速度为1200mm/s；
步骤六、在背电极层上采用三步共蒸方法制备厚度为1500～2400nm的CIGS吸收层，本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，第一步蒸发铟、镓、硒，衬底温度300～350℃，镓源温度900～1200℃、铟源温度700～1100℃，硒源温度300～450℃；第二步蒸发铜、硒，衬底温度480～580℃，铜源蒸发温度1200～1500℃，硒源蒸发温度300～450℃；第三步蒸发铟、镓、硒，衬底温度450～550℃，镓源温度900～1200℃、铟源温度700～1100℃，硒源温度300～450℃；沉积时间5～10min；
步骤七、在CIGS吸收层上采用化学水浴工艺制备50～80nm厚的缓冲层，化学水浴使用的氨水浓度为10～26wt％，硫酸镉浓度0.1～1wt％，硫脲浓度3～8wt％，纯水流量1000～1500ml/min，氨水流量600～1200ml/min，硫脲流量3000～3600ml/min，硫酸镉流量350ml～600ml，药液预热温度30～60℃，水浴反应温度50至80℃，水浴沉积时间3min～10min；
步骤八、采用卷对卷机械刻划方式完成第二道刻线P2刻线，P2刻线宽度为50～110um，P2刻线将缓冲层、CIGS吸收层完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池背电极和下个子电池前电极的连通，第二道刻线P2刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，线间距为90～140um，采用碳化钨刻针进行刻线，刻针针头直径为50～110um，刻划的线速度为1200～2000mm/s；
步骤九、缓冲层上采用脉冲直流溅射工艺沉积20～100nm厚的窗口层，在窗口层上采用相同的方式沉积50～150nm厚的前电极层，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率为3～5kW，工作气压为0.1～1Pa，不锈钢衬底温度为20～200℃，溅射时间为5～10min，O2流量为20～30sccm，Ar流量为100～150sccm，沉积ITO的本底真空度小于等于5.0×10﹣ 4Pa，功率3～6kW，工作气压为0.1～1Pa，不锈钢衬底温度为20～200℃，溅射时间为5～10min，02流量为5～6sccm，Ar流量为100～150sccm，H2流量为10～20sccm；
步骤十、采用卷对卷机械划刻方式完成第三道刻线P3刻线，P3刻线宽为30～70um，同样采用刻针刻线，碳化钨刻针直径为30～70um，刻划时的线速度为1200～2000mm/s，P3刻线将前电极层、窗口层、缓冲层、铜CIGS吸收层四层薄膜完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池前电极的完全绝缘，第三道刻线P3刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，两条线间距为245um；到此为止，完成CIGS太阳能电池组件子电池的内联；
步骤十一、在内联式CIGS太阳能电池前电极顶部制备厚度为2200nm的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层：在第三道刻线刻划完毕后，在内联式CIGS太阳能电池上表面先制备一层厚度为1000～2000nm的高密度无机阻水减反射膜，制备的方式为等离子增强化学气相沉积，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度不低于5.0×10﹣4Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为2000sccm，氮气流量为250sccm，在制备高密度无机阻水减反射膜时，在第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极上方使用掩膜板，防止第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极被镀上高密度无机阻水减反射膜；在无机阻水减反射膜表面在采用喷涂工艺均匀涂布一层厚度为200～500nm的有机丙烯酸脂层Ⅱ，将常温的有机丙烯酸酯溶液通过涂布机均匀的涂布在无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.2MPa，涂布完成后再经过120℃烘烤，烘烤时间为3min，将有机丙烯酸酯溶液均匀的固化在高密度无机阻水减反射膜表面形成均匀的缓冲薄膜，用以缓解上下无机膜层堆叠应力，防止膜裂，还可加长水汽透过的路径，防止水汽进入电池器件内部；在有机丙烯酸酯层Ⅱ表面采用等离子增强化学气相沉积一层厚度为1000～2000nm的无机阻水减反射膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度不低于5.0×10﹣4Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为2000sccm，氮气流量为250sccm；
步骤十二、完成自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件的封装：首先敷设背板，在背板上敷设一层热固性密封胶粘膜，然后再在密封胶粘膜上敷设自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件，在该自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极位置分别敷设正极引流条和负极引流条，引出电池组件正负极，接着在电池器件上表面再敷设一层热固性密封胶粘膜，引出的正负电极需穿出上部胶粘膜，最后再在上部密封胶粘膜上方敷设高透光封装胶膜，将正负电极穿出顶部封装胶膜就可以了，这个过程称为合片。电池器件上部胶粘层和下部胶粘粘层及背板、迎光面封装膜长度和宽度都需要比中间的电池器件长度和宽度大5mm，保证器件被封装在其中，完成合片后，将合片后的产品放置于热层压机，经过抽真空热层压后，在正负极接上接线盒，便完成柔性内联式太阳能电池组件封装，热层压时，抽真空时长为2～3min，抽真空压力为80Pa～250Pa，层压相对大气压力为-200Pa～5000Pa，层压时间为5～10min，层压温度为135℃～180℃，层压冷却时间为4～10min。
优选的是，其中，为了避免将电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层损伤，激光通过聚焦透镜进行聚焦后，经过扩束镜进行扩束，然后经过激光整形透镜，将激光能量从高斯分布整形为平顶分布，最后再次进行聚焦透镜将激光聚焦，得到能量均匀分布的平顶光束，利用该平顶光束将背电极层、阻挡层刻断。
优选的是，其中，所述掩膜板可拆卸安装于等离子增强化学气相沉积设备的反应沉积床上或有机丙烯酸酯溶解涂布机上，且掩膜板位于第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极上方，在制备电池顶部有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层时，保证第一个子电池和最后一个子电池的顶部电极上不被制备上有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明与传统的柔性CIGS太阳能电池相比，具有以下优点：本发明提供的封装结构在柔性内联式太阳能电池组件底部和顶部制备了有机无机交替叠层的阻水、阻氧、增透光学薄膜，使柔性内联式太阳能电池器件自身具备了阻水阻氧增透特性；使得电池迎光面封装胶膜上不需要制备阻水阻氧增透光学薄膜，这样对迎光面封装胶膜基材的要求就比较低，材料选择余地也比较大，所以价格比较低。另外封装胶膜表面平整度不好，高温下易形变，所以在其上制备高密度阻水阻氧增透光学薄膜对镀膜设备要求相当高，设备成本和工艺成本随之升高，这就是传统封装结构中使用的封装阻水胶膜价格比较高的两个主要原因。而本发明中采用的封装结构，由于不需要在封装胶膜上制备阻水阻氧增透光学薄膜，所以可采用廉价的高透光、力学性能好、耐腐蚀封装胶膜，也无需支付高昂的制备阻水阻氧增透光学薄膜设备成本和工艺成本，组件封装成本大大降低。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本发明提供的柔性内联式太阳能电池结构示意图；
图2为本发明提供的柔性内联式太阳能电池封装结构示意图；
图3为本发明提供的柔性内联式太阳能电池的多个刻线位置关系示意图；
图4为本发明提供的柔性内联式太阳能电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层结构示意图；
图5为本发明提供的柔性内联式太阳能电池顶部的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层结构示意图；
图6为本发明提供的柔性内联式太阳能电池正负电极引出结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-6所示：本发明的一种高阻水柔性内联式CIGS太阳能电池，包括：
柔性衬底2；
用以防止硒蒸汽腐蚀柔性衬底的背保护层1，其沉积在柔性衬底2的下表面；
有机无机交替多层复合阻水绝缘层3，其包括：高密度绝缘无机阻水膜31，其采用反应磁控溅射或等离子增强化学气相沉积的方法制备在柔性衬底2上；有机丙烯酸酯层Ⅰ32，其喷涂在高密度绝缘无机阻水膜31上方；无机阻水膜33，其采用等离子增强化学气相沉积在有机丙烯酸酯层Ⅰ32表面；
阻挡层4，其采用直流溅射的方法制备在有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层3上方；
背电极层5，其采用直流溅射的方法制备在阻挡层4上方；CIGS吸收层6，其采用三步共蒸、溅射硒化方法制备在背电极层5上方；缓冲层7，其采用化学水浴工艺制备在CIGS吸收层6上方；
窗口层8，其采用脉冲直流溅射的方法制备在缓冲层7上方；前电极层9，其采用脉冲直流溅射的方法制备在窗口层8上方；
有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层10，其包括：高密度高阻无机阻水减反射膜101，其采用等离子增强化学气相沉积制备在前电极9顶部；有机丙烯酸酯层Ⅱ102，其喷涂在高密度高阻无机阻水减反射膜101表面；无机减反射膜103，其采用等离子增强化学气相沉积制备在有机丙烯酸酯层Ⅱ102表面；
背板28，背板28上敷设有下部密封胶粘膜27，且下部密封胶粘膜27敷设于柔性内联式太阳能电池底部；
正极引流条22和负极引流条23，分别敷设在柔性内联式太阳能电池第一个子电池20和最后一个子电池21的前电极上；正极汇流条24和负极汇流条25，其中正极汇流条24和正极引流条22上部相接，负极汇流条25和负极引流条23上部相接，正负极引流条和正负极汇流条用于引出柔性内联式太阳能电池组件的正极241和负极251；
上部密封胶粘膜26，其敷设在柔性内联式太阳能电池上表面；封装胶膜，其敷设在上部密封胶粘膜26上方；正极汇流条24和负极汇流条25的引出端穿过上部密封胶粘膜26、封装胶膜，与接线盒19的正负极相接；
多组刻线，每组刻线包括P1刻线13、P2刻线14和P3刻线15，其中P1刻线13采用卷对卷亚纳秒激光下打光方式将阻挡层4和背电极层5完全刻断，P1刻线13下端刻划至绝缘层3上表面，使P1刻线两侧的子电池完全绝缘，同时保证对有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层不能造成损伤；P2刻线14采用卷对卷机械刻线将CIGS吸收层6、缓冲层7两层薄膜完全刻断，P2刻线14下端刻划至背电极层5上表面，保证前电极和背电极通过P2刻线沟槽接触导通，且P2刻线14与P1刻线13是平行设置；P3刻线15采用卷对卷机械刻线线将前电极层9、窗口层8、缓冲层7以及CIGS吸收层6完全刻划刻断，P3刻线下端刻划至背电极层5上表面，并且不伤及背电极层表面，保证P3刻线两侧的子电池前电极完全断开，同样的，P3刻线15与P1刻线13保持平行。
在内联式CIGS太阳能电池上下表面制备有有机无机交替阻水阻氧增透绝缘复合光学薄膜，形成一种自带阻水功能的内联式CIGS太阳能薄膜电池结构，使用该结构的CIGS太阳能电池不需要额外贴附封装胶膜就可以达到对CIGS太阳能电池阻水阻氧封装的目的；并且通过P1刻线13、P2刻线14和P3刻线15对不同的膜层进行刻划，实现子电池内部串联，在太阳能电池内部，由于P1刻线、P2刻线和P3刻线的刻断效果，电流在各层未刻断的部分之间流动；缓冲层7有效的缓解窗口层与CIGS吸收层之间的能带不连续，另外由于缓冲层具有较高的透光性和较高的电阻，可使可见光有效透过缓冲层7，从而被CIGS吸收层吸收；窗口层要求具有较高的透光性，该层可以增加太阳能电池的开路电压，提高电池特性，阻挡层4能阻隔衬底2中的杂质离子透过背电极层5扩散到CIGS吸收层6中，避免杂质离子对太阳能电池工作产生影响；前电极层要求具有高透光和高导电性，用于收集电流；在电池迎光面制备有有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层，该结构从上往下分为三层：下层的高密度高阻无机阻水减反射膜，增加入射光的透过率，有效阻水阻氧。中间层采用有机丙烯酸酯薄膜，主要作为缓冲层，释放上下膜层堆叠应力，提高无机阻水阻氧膜层抗弯折性，同时让水汽穿透的路径变长，延缓水和氧气进入CIGS电池的时间；最上层再制备一个无机阻水减反射膜，形成第三层阻挡层，进一步增加入射光透射的同时，形成第二道阻水阻氧防线；在电池底部制备有有机无机交替多层复合阻水绝缘层，该结构从底向上分为三层结构：最底层采用致密的无机阻水氧绝缘薄膜，有效阻水阻氧。中间层采用有机丙烯酸酯薄膜，主要作为缓冲层，释放上下膜层堆叠应力，提高无机阻水阻氧膜层抗弯折性，同时让水汽穿透的路径变长，延缓水氧从电池底部进入CIGS电池的时间；第三层再制备一个无机阻水阻氧薄膜，形成第三层阻挡层，形成第二道阻水阻氧防线；这三层薄膜均具有高阻特性，避免电池背电极和衬底导通，厚度在2000至4500nm，能够吸收第一道激光划刻残余热量，防止柔性衬底受损；并且使用全新的封装结构对柔性内联式太阳能电池进行了封装，在该电池器件顶部敷设一层热塑性或热固性密封胶膜、普通高透光、力学性能好、耐腐蚀的封装胶膜，在底部敷设一层热塑性或热固性密封胶膜以及普通廉价阻水板，经热层压机抽真空热层压后就完成了柔性内联式太阳能电池的耐候封装。该封装结构由于不需要使用传统工艺中使用的价格高昂的封装阻水胶膜，所以组件封装成本大大降低。
在内联式CIGS电池器件底部制备2000～4400nm厚的有机无机交替多层复合阻水绝缘层可以防止水汽从底部侵袭内联式CIGS电池器件；还可以保护柔性衬底在刻划第一道激光刻线P1刻线时，不被高能光斑损伤；当柔性衬底材质为金箔时，防止电池的背电极和金属彻底导通，为内联式电池结构提供必要的前提保障；在制备内联式CIGS电池的过程中，可阻挡柔性衬底中的杂质离子在较高的工艺温度下向CIGS电池器件扩散，形成缺陷中心，影响电池的效率。
另一种实例中，所述柔性衬底2为耐高温柔性衬底；背保护层1为和柔性衬底结合较好且在高温下特性稳定的涂层；阻挡层4为铬阻挡层、铝阻挡层、钛阻挡层、铬镍合金阻挡层或者钨钛合金阻挡层中的一种；背电极层5为和CIGS晶格匹配好，高温下特性稳定，导电性好、反光性好的金属涂层；缓冲层7为和CIGS晶格匹配度较好的化合物薄膜层；窗口层8为高阻高透光薄膜层；前电极层9为透明导电氧化物薄膜；上部密封胶粘膜26和下部密封胶粘膜27为热塑性或热固性的密封胶粘膜，封装胶膜为高透光、力学性好、耐腐蚀的封装胶膜。
另一种实例中，所述柔性衬底2为柔性不锈钢衬底或柔性聚酰亚胺衬底；背保护层1为背钼保护层；电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层3的厚度为2000～4400nm，其包括的高密度绝缘无机阻水膜31为氮化铝高密度绝缘无机阻水膜或氮化硅高密度绝缘无机阻水膜、二氧化硅高密度绝缘无机阻水膜中的一种，高密度绝缘无机阻水膜的厚度为800～2000nm，有机丙酸酯层Ⅰ32的厚度为200～500nm，无机阻水膜33为氮化硅无机阻水膜或二氧化硅无机阻水膜，其厚度为800～2000nm；背电极层5为背钼电极层，缓冲层7为硫化镉缓冲层或硫化铟缓冲层，窗口层8为i-ZnO窗口层，前电极层9为ITO前电极层、AZO前电极层、FTO前电极层中的一种；电池顶部的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层10的厚度为300～1000nm，其包括的高密度高阻无机阻水减反射膜101为氮化硅高密度高阻无机阻水减反射膜或二氧化硅高密度无机阻水减反射膜，高密度高阻无机阻水减反射膜的厚度为50～200nm，有机丙酸酯层Ⅱ的厚度为50～300nm，无机阻水减反射膜102为氮化硅无机阻水减反射膜或二氧化硅无机阻水减反射膜，其厚度为50～200nm。
另一种实例中，所述每组的P1刻线13、P2刻线14和P3刻线15，其中，P2刻线14位于P1刻线13和P2刻线15之间，相邻两条P2刻线14的间距为5000～6000um，每组刻线中的P1刻线13与P2刻线14间距为100～150um，每组刻线中的P3刻线15与P1刻线13间距为200～260um，相邻两条P3刻线15间距也为5000～6000um。
另一种实例中，所述每组刻线之间采用平行的间隔设置。
另一种实例中，通过P1刻线13、P2刻线14和P3刻线15对不同的膜层进行刻划，实现了电池内部串联，电池组件四周采用激光或机械刻线技术刻划一圈绝缘线12，避免因边缘短路造成电池性能下降。
另一种实例中，为了避免将电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层3损伤，激光通过聚焦透镜进行聚焦后，经过扩束镜进行扩束，然后经过激光整形透镜，将激光能量从高斯分布整形为平顶分布，最后再次进行聚焦透镜将激光聚焦，得到能量均匀分布的平顶光束，利用该平顶光束将背电极层、阻挡层刻断。
另一种实例中，所述掩膜板可拆卸安装于等离子增强化学气相沉积设备的反应沉积床上或有机丙烯酸酯溶解涂布机上，且掩膜板位于第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极上方，在制备电池顶部有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层时，保证第一个子电池和最后一个子电池的顶部电极上不被制备上有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层。
实施例1：
步骤一、制备柔性衬底背保护层：在厚度为70um的柔性衬底背面制备800nm厚的背保护层，用以防止制备CIGS吸收层过程中硒蒸汽腐蚀柔性衬底；制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为3kW，工作气压为2Pa，柔性衬底温度为200℃，溅射时间为5min，Ar的流量为90sccm；
步骤二、制备有机无机交替多层复合阻水绝缘层：在厚度为100um柔性不绣钢基底上采用反应磁控溅射方法制备1000nm氮化铝高密度绝缘无机阻水膜，溅射靶材材质为铝，溅射时通入N2、Ar混合气体，溅射时的本底真空度为8.0×10﹣4Pa，功率密度为6W/cm2，工作气压为0.8Pa，不锈钢衬底温度为200℃，溅射时间为16min，N2流量为20sccm，Ar流量为150sccm。在氮化铝高密度无机阻水膜表面再采用喷涂工艺均匀的涂布一层300nm厚的有机丙烯酸脂，将常温的有机丙烯酸脂溶液通过涂布机均匀的涂布在底部氮化铝高密度绝缘无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.25MPa，涂布完成后再经过100℃烘烤，烘烤时间为4min，将有机丙烯酸脂溶液均匀的固化在氮化铝高密度绝缘无机阻水膜表面形成均匀的缓冲薄膜。在有机丙烯酸脂膜层表面再采用等离子增强化学气相沉积工艺沉积一层1000nm的氮化硅无机阻水膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度为5.0×10-5Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为1500sccm，氮气流量为120sccm，射频功率为26kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为12min；
步骤三、在有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层上采用直流溅射的方法制备厚度为50nm的阻挡层，制备使用的靶材是铬靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10～3Pa，溅射功率3kW，工作气压为0.5Pa，不锈钢衬底温度为20℃，溅射时间为5min，Ar流量为100sccm；
步骤四、在阻挡层上采用直流溅射的方法制备厚度为300nm的背电极层，制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为3kW，工作气压为0.5Pa，不锈钢衬底温度为20℃，溅射时间为5min，Ar流量为100sccm；
步骤五、采用波长为1064nm或532nm的卷对卷亚纳秒激光下打光方式对已经制备的阻挡层和背电极层进行刻划，形成第一道划线P1刻线，划线宽度为40um，P1刻线一直划到有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层表面，使P1刻线两侧的子电池阻挡层和背电极层完全绝缘，同时不能损伤底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层，所使用的亚纳秒激光脉冲宽度为600皮秒，光束模式为TEM00重复频率为10kHZ，激光功率为0.5W，刻线速度为1200mm/s；
步骤六、在背电极层上采用三步共蒸方法制备厚度为1500nm的CIGS吸收层，本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，第一步蒸发铟、镓、硒，衬底温度300℃，镓源温度900℃、铟源温度700℃，硒源温度300℃；第二步蒸发铜、硒，衬底温度480℃，铜源蒸发温度1200℃，硒源蒸发温度300～450℃；第三步蒸发铟、镓、硒，衬底温度450℃，镓源温度900℃、铟源温度700℃，硒源温度300℃；沉积时间50min；
步骤七、在CIGS吸收层上采用化学水浴工艺制备50nm厚的缓冲层，化学水浴使用的氨水浓度为10wt％，硫酸镉浓度0.1wt％，硫脲浓度3wt％，纯水流量1000ml/min，氨水流量600ml/min，硫脲流量3000ml/min，硫酸镉流量350mlml，药液预热温度30℃，水浴反应温度50℃，水浴沉积时间3min；
步骤八、采用卷对卷机械刻划方式完成第二道刻线P2刻线，P2刻线宽度为50～110um，P2刻线将缓冲层、CIGS吸收层完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池背电极和下个子电池前电极的连通，第二道刻线P2刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，线间距为90um，采用碳化钨刻针进行刻线，刻针针头直径为50um，刻划的线速度为1200mm/s；
步骤九、缓冲层上采用脉冲直流溅射工艺沉积20nm厚的窗口层，在窗口层上采用相同的方式沉积50nm厚的前电极层，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率为3kW，工作气压为0.1Pa，不锈钢衬底温度为20℃，溅射时间为5min，O2流量为20sccm，Ar流量为100sccm，沉积ITO的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率3kW，工作气压为0.1Pa，不锈钢衬底温度为20℃，溅射时间为5min，02流量为5sccm，Ar流量为100sccm，H2流量为10sccm；
步骤十、采用卷对卷机械划刻方式完成第三道刻线P3刻线，P3刻线宽为30～70um，同样采用刻针刻线，碳化钨刻针直径为30～70um，刻划时的线速度为1200mm/s，P3刻线将前电极层、窗口层、缓冲层、铜CIGS吸收层四层薄膜完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池前电极的完全绝缘，第三道刻线P3刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，两条线间距为245um；到此为止，完成CIGS太阳能电池组件子电池的内联；
步骤十一、在内联式CIGS太阳能电池前电极顶部制备厚度为400nm的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射层：在第三道刻线刻划完毕后，在内联式CIGS太阳能电池上表面先制备一层厚度为120nm的氮化硅高密度无机阻水减反射膜，制备的方式为等离子增强化学气相沉积，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度为5.0×10-5Pa，工艺压强为80Pa，硅烷流量为900sccm，氮气流量为100sccm，射频功率为20kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为4min；在无机阻水减反射膜表面在采用喷涂工艺均匀涂布一层厚度为80nm的有机丙烯酸脂层Ⅱ，将常温的有机丙烯酸酯溶液通过涂布机均匀的涂布在无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.2MPa，涂布完成后再经过120℃烘烤，烘烤时间为2min，在有机丙烯酸酯层Ⅱ表面采用等离子增强化学气相沉积一层厚度为200nm的氮化硅无机阻水减反射膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度为5.0×10-5Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为1400sccm，氮气流量为120sccm，射频功率为22kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为6min；
步骤十二、完成自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件的封装：首先敷设背板，在背板上敷设一层热固性密封胶粘膜，然后再在密封胶粘膜上敷设自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件，在该自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极位置分别敷设正极引流条和负极引流条，引出电池组件正负极，接着在电池器件上表面再敷设一层热固性密封胶粘膜，引出的正负电极需穿出上部胶粘膜，最后再在上部密封胶粘膜上方敷设高透光封装胶膜，将正负电极穿出顶部封装胶膜就可以了，这个过程称为合片。电池器件上部胶粘层和下部胶粘粘层及背板、迎光面封装膜长度和宽度都需要比中间的电池器件长度和宽度大5mm，保证器件被封装在其中，完成合片后，将合片后的产品放置于热层压机，经过抽真空热层压后，在正负极接上接线盒，便完成柔性内联式太阳能电池组件封装，热层压时，抽真空时长为2min，抽真空压力为80Pa，层压相对大气压力为-200PaPa，层压时间为5min，层压温度为135℃，层压冷却时间为4min。
实施例2：
步骤一、制备柔性衬底背保护层：在厚度为100um的柔性衬底背面制备1800nm厚的背保护层，用以防止制备CIGS吸收层过程中硒蒸汽腐蚀柔性衬底；制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为5kW，工作气压为5Pa，柔性衬底温度为300℃，溅射时间为10min，Ar的流量为150sccm；
步骤二、制备有机无机交替多层复合阻水绝缘层：在厚度为150um柔性聚酰亚胺上采用反应磁控溅射方法制备1200nm氮化铝高密度绝缘无机阻水膜，溅射靶材材质为铝，溅射时通入N2、Ar混合气体，溅射时的本底真空度为5.0×10﹣5Pa，功率密度为10W/cm2，工作气压为0.4Pa，衬底温度为120℃，溅射时间为25min，N2流量为18sccm，Ar流量为200sccm。在氮化铝高密度绝缘无机阻水膜表面再采用喷涂工艺均匀的涂布一层500nm厚的有机丙烯酸脂，将常温的有机丙烯酸脂溶液通过涂布机均匀的涂布在底部氮化铝无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.3MPa，涂布完成后再经过120℃烘烤，烘烤时间为7min，将有机丙烯酸脂溶液均匀的固化在无机阻水膜表面形成均匀的缓冲薄膜。在有机丙烯酸脂膜层表面再采用等离子增强化学气相沉积工艺沉积一层800nm的氮化硅无机阻水膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度为5.0×10-5Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为1000sccm，氮气流量为140sccm，射频功率为24kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为10min；步骤三、在有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层上采用直流溅射的方法制备厚度为50～200nm的阻挡层，制备使用的靶材是铬靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10～3Pa，溅射功率5kW，工作气压为0.5～0.8Pa，不锈钢衬底温度为200℃，溅射时间为8min，Ar流量为120sccm；
步骤四、在阻挡层上采用直流溅射的方法制备厚度为500nm的背电极层，制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为5kW，工作气压为0.6Pa，不锈钢衬底温度为200℃，溅射时间为8min，Ar流量为150sccm；
步骤五、采用波长为1064nm或532nm的卷对卷亚纳秒激光下打光方式对已经制备的阻挡层和背电极层进行刻划，形成第一道划线P1刻线，划线宽度为50um，P1刻线一直划到有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层表面，使P1刻线两侧的子电池阻挡层和背电极层完全绝缘，同时不能损伤底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层，所使用的亚纳秒激光脉冲宽度为1000皮秒，光束模式为TEM00重复频率为50kHZ，激光功率为2W，刻线速度为1200mm/s；
步骤六、在背电极层上采用三步共蒸方法制备厚度为2000nm的CIGS吸收层，本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，第一步蒸发铟、镓、硒，衬底温度320℃，镓源温度1000℃、铟源温度800℃，硒源温度400℃；第二步蒸发铜、硒，衬底温度500℃，铜源蒸发温度1400℃，硒源蒸发温度400℃；第三步蒸发铟、镓、硒，衬底温度500℃，镓源温度1000℃、铟源温度1000℃，硒源温度400℃；沉积时间8min；
步骤七、在CIGS吸收层上采用化学水浴工艺制备60nm厚的缓冲层，化学水浴使用的氨水浓度为20wt％，硫酸镉浓度0.8wt％，硫脲浓度5wt％，纯水流量1200ml/min，氨水流量1000ml/min，硫脲流量3200ml/min，硫酸镉流量500ml，药液预热温度40℃，水浴反应温度60℃，水浴沉积时间8min；
步骤八、采用卷对卷机械刻划方式完成第二道刻线P2刻线，P2刻线宽度为50～110um，P2刻线将缓冲层、CIGS吸收层完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池背电极和下个子电池前电极的连通，第二道刻线P2刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，线间距为100um，采用碳化钨刻针进行刻线，刻针针头直径为60um，刻划的线速度为1800mm/s；
步骤九、缓冲层上采用脉冲直流溅射工艺沉积60nm厚的窗口层，在窗口层上采用相同的方式沉积100nm厚的前电极层，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率为4kW，工作气压为0.8Pa，不锈钢衬底温度为100℃，溅射时间为8min，O2流量为60sccm，Ar流量为100sccm，沉积ITO的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率5kW，工作气压为0.8Pa，不锈钢衬底温度为100℃，溅射时间为80min，02流量为6sccm，Ar流量为120sccm，H2流量为15sccm；
步骤十、采用卷对卷机械划刻方式完成第三道刻线P3刻线，P3刻线宽为50um，同样采用刻针刻线，碳化钨刻针直径为50um，刻划时的线速度为1500mm/s，P3刻线将前电极层、窗口层、缓冲层、铜CIGS吸收层四层薄膜完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池前电极的完全绝缘，第三道刻线P3刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，两条线间距为245um；到此为止，完成CIGS太阳能电池组件子电池的内联；
步骤十一、在内联式CIGS太阳能电池前电极顶部制备厚度为500nm的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射层：在第三道刻线刻划完毕后，在内联式CIGS太阳能电池上表面先制备一层厚度为150nm的氮化硅高密度无机阻水减反射膜，制备的方式为等离子增强化学气相沉积，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度为5.0×10-5Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为1200sccm，氮气流量为150sccm，射频功率为20kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为6min；在氮化硅高密度无机阻水减反射膜表面在采用喷涂工艺均匀涂布一层厚度为100nm的有机丙烯酸脂层Ⅱ，将常温的有机丙烯酸酯溶液通过涂布机均匀的涂布在无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.2MPa，涂布完成后再经过150℃烘烤，烘烤时间为3min，在有机丙烯酸酯层Ⅱ表面采用等离子增强化学气相沉积一层厚度为250nm的氮化硅无机阻水减反射膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度为5.0×10-5Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为1600sccm，氮气流量为140sccm，射频功率为25kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为9min；
步骤十二、完成自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件的封装：首先敷设背板，在背板上敷设一层热固性密封胶粘膜，然后再在密封胶粘膜上敷设自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件，在该自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极位置分别敷设正极引流条和负极引流条，引出电池组件正负极，接着在电池器件上表面再敷设一层热固性密封胶粘膜，引出的正负电极需穿出上部胶粘膜，最后再在上部密封胶粘膜上方敷设高透光封装胶膜，将正负电极穿出顶部封装胶膜就可以了，这个过程称为合片。电池器件上部胶粘层和下部胶粘粘层及背板、迎光面封装膜长度和宽度都需要比中间的电池器件长度和宽度大5mm，保证器件被封装在其中，完成合片后，将合片后的产品放置于热层压机，经过抽真空热层压后，在正负极接上接线盒，便完成柔性内联式太阳能电池组件封装，热层压时，抽真空时长为2.5min，抽真空压力为150Pa，层压相对大气压力为2000Pa，层压时间为810min，层压温度为150℃，层压冷却时间为6min。
实施例3：
步骤一、制备柔性衬底背保护层：在厚度为150um的柔性衬底背面制备2000nm厚的背保护层，用以防止制备CIGS吸收层过程中硒蒸汽腐蚀柔性衬底；制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为10kW，工作气压为10Pa，柔性衬底温度为400℃，溅射时间为20min，Ar的流量为200sccm；
步骤二、制备有机无机交替多层复合阻水绝缘层：在厚度为70um柔性聚酰亚胺上采用反应磁控溅射方法制备1400nm氮化铝高密度绝缘无机阻水膜，溅射靶材材质为铝，溅射时通入N2、Ar混合气体，溅射时的本底真空度为2.0×10﹣5Pa，功率密度为14W/cm2，工作气压为1Pa，衬底温度为140℃，溅射时间为28min，N2流量为17sccm，Ar流量为180sccm。在氮化铝高密度绝缘无机阻水膜表面再采用喷涂工艺均匀的涂布一层200nm厚的有机丙烯酸脂，将常温的有机丙烯酸脂溶液通过涂布机均匀的涂布在底部氮化铝高密度绝缘无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.2MPa，涂布完成后再经过110℃烘烤，烘烤时间为8分钟，将有机丙烯酸脂溶液均匀的固化在无机阻水膜表面形成均匀的缓冲薄膜。在有机丙烯酸脂膜层表面再采用等离子增强化学气相沉积工艺沉积一层900nm的氮化硅无机阻水膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空度为5.0×10-5Pa，工艺压强为50Pa，硅烷流量为1300sccm，氮气流量为150sccm，射频功率为24kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为11min；
步骤三、在有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层上采用直流溅射的方法制备厚度为200nm的阻挡层，制备使用的靶材是铬靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10～3Pa，溅射功率6kW，工作气压为0.8Pa，不锈钢衬底温度为400℃，溅射时间为10min，Ar流量为150sccm；
步骤四、在阻挡层上采用直流溅射的方法制备厚度为700nm的背电极层，制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为10kW，工作气压为0.8Pa，不锈钢衬底温度为400℃，溅射时间为10min，Ar流量为200sccm；
步骤五、采用波长为1064nm或532nm的卷对卷亚纳秒激光下打光方式对已经制备的阻挡层和背电极层进行刻划，形成第一道划线P1刻线，划线宽度为80um，P1刻线一直划到有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层表面，使P1刻线两侧的子电池阻挡层和背电极层完全绝缘，同时不能损伤底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层，所使用的亚纳秒激光脉冲宽度为2000皮秒，光束模式为TEM00重复频率为100kHZ，激光功率为3W，刻线速度为1200mm/s；
步骤六、在背电极层上采用三步共蒸方法制备厚度为2400nm的CIGS吸收层，本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，第一步蒸发铟、镓、硒，衬底温度350℃，镓源温度1200℃、铟源温度1100℃，硒源温度450℃；第二步蒸发铜、硒，衬底温度580℃，铜源蒸发温度1500℃，硒源蒸发温度450℃；第三步蒸发铟、镓、硒，衬底温度550℃，镓源温度1200℃、铟源温度1100℃，硒源温度450℃；沉积时间10min；
步骤七、在CIGS吸收层上采用化学水浴工艺制备80nm厚的缓冲层，化学水浴使用的氨水浓度为26wt％，硫酸镉浓度1wt％，硫脲浓度8wt％，纯水流量1500ml/min，氨水流量1200ml/min，硫脲流量3600ml/min，硫酸镉流量600ml，药液预热温度60℃，水浴反应温度80℃，水浴沉积时间10min；
步骤八、采用卷对卷机械刻划方式完成第二道刻线P2刻线，P2刻线宽度为110um，P2刻线将缓冲层、CIGS吸收层完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池背电极和下个子电池前电极的连通，第二道刻线P2刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，线间距为140um，采用碳化钨刻针进行刻线，刻针针头直径为110um，刻划的线速度为2000mm/s；
步骤九、缓冲层上采用脉冲直流溅射工艺沉积100nm厚的窗口层，在窗口层上采用相同的方式沉积150nm厚的前电极层，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率为5kW，工作气压为1Pa，不锈钢衬底温度为200℃，溅射时间为10min，O2流量为30sccm，Ar流量为150sccm，沉积ITO的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率6kW，工作气压为1Pa，不锈钢衬底温度为200℃，溅射时间为10min，02流量为6sccm，Ar流量为150sccm，H2流量为20sccm；
步骤十、采用卷对卷机械划刻方式完成第三道刻线P3刻线，P3刻线宽为70um，同样采用刻针刻线，碳化钨刻针直径为70um，刻划时的线速度为2000mm/s，P3刻线将前电极层、窗口层、缓冲层、铜CIGS吸收层四层薄膜完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池前电极的完全绝缘，第三道刻线P3刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，两条线间距为245um；到此为止，完成CIGS太阳能电池组件子电池的内联；
步骤十一、在内联式CIGS太阳能电池前电极顶部制备厚度为450nm的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射层：在第三道刻线刻划完毕后，在内联式CIGS太阳能电池上表面先制备一层厚度为200nm的氮化硅高密度无机阻水减反射膜，制备的方式为等离子增强化学气相沉积，反应气体为硅烷和氮气，本底真空为5.0×10-5Pa，工艺压强为90Pa，硅烷流量为1100sccm，氮气流量为130sccm，射频功率为20kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为7分钟；在氮化硅无机阻水减反射膜表面在采用喷涂工艺均匀涂布一层厚度为100nm的有机丙烯酸脂层Ⅱ，将常温的有机丙烯酸酯溶液通过涂布机均匀的涂布在氮化硅无机阻水减反射膜表面，溶液的供给压力为0.2MPa，涂布完成后再经过140℃烘烤，烘烤时间为4min，在有机丙烯酸酯层Ⅱ表面采用等离子增强化学气相沉积一层厚度为150nm的无机阻水减反射膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空为5.0×10-5Pa，工艺压强为102Pa，硅烷流量为1600sccm，氮气流量为140sccm，射频功率为25kW，射频频率为13.56MHz，沉积时间为7min；
步骤十二、完成自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件的封装：首先敷设背板，在背板上敷设一层热固性密封胶粘膜，然后再在密封胶粘膜上敷设自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件，在该自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极位置分别敷设正极引流条和负极引流条，引出电池组件正负极，接着在电池器件上表面再敷设一层热固性密封胶粘膜，引出的正负电极需穿出上部胶粘膜，最后再在上部密封胶粘膜上方敷设高透光封装胶膜，将正负电极穿出顶部封装胶膜就可以了，这个过程称为合片。电池器件上部胶粘层和下部胶粘粘层及背板、迎光面封装膜长度和宽度都需要比中间的电池器件长度和宽度大5mm，保证器件被封装在其中，完成合片后，将合片后的产品放置于热层压机，经过抽真空热层压后，在正负极接上接线盒，便完成柔性内联式太阳能电池组件封装，热层压时，抽真空时长为3min，抽真空压力为250Pa，层压相对大气压力为5000Pa，层压时间为10min，层压温度为180℃，层压冷却时间为10min。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，其特征在于，包括：
柔性衬底；
用以防止硒蒸汽腐蚀柔性衬底的背保护层，其沉积在柔性衬底下表面；
有机无机交替多层复合阻水绝缘层，其包括：高密度绝缘无机阻水膜，其采用反应磁控溅射或等离子增强化学气相沉积方法制备在柔性衬底上；有机丙烯酸酯层Ⅰ，其喷涂在高密度绝缘无机阻水膜上方；无机阻水膜，其采用等离子增强化学气相沉积在有机丙烯酸酯层Ⅰ表面；
阻挡层，其采用直流溅射的方法制备在有机无机交替多层复合阻水绝缘层上方；
背电极层，其采用直流溅射的方法制备在阻挡层上方；CIGS吸收层，其采用三步共蒸、溅射硒化方法制备在背电极层上方；缓冲层，其采用化学水浴工艺制备在CIGS吸收层上方；
窗口层，其采用脉冲直流溅射的方法制备在缓冲层上方；前电极层，其采用脉冲直流溅射的方法制备在窗口层上方；
有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层，其包括：高密度高阻无机阻水减反射膜，其采用等离子增强化学气相沉积制备在前电极顶部；有机丙烯酸酯层Ⅱ，其喷涂在高密度高阻无机阻水减反射膜表面；无机减反射膜，其采用等离子增强化学气相沉积制备在有机丙烯酸酯层Ⅱ表面；
背板，背板上敷设有下部密封胶粘膜，且下部密封胶粘膜敷设于柔性内联式太阳能电池底部；
正极引流条和负极引流条，分别敷设在柔性内联式太阳能电池第一个子电池和最后一个子电池的前电极上；正极汇流条和负极汇流条，其中正极汇流条和正极引流条上部相接，负极汇流条和负极引流条上部相接，正负极引流条和正负极汇流条用于引出柔性内联式太阳能电池组件的正负极；
上部密封胶粘膜，其敷设在柔性内联式太阳能电池上表面；封装胶膜，其敷设在上部密封胶粘膜上方；正极汇流条和负极汇流条的引出端穿过上部密封胶粘膜、封装胶膜，与接线盒的正负极相接；
多组刻线，每组刻线包括P1刻线、P2刻线和P3刻线，其中P1刻线采用卷对卷亚纳秒激光下打光方式将阻挡层和背电极层完全刻断，P1刻线一直刻划到有机无机交替多层复合阻水绝缘层表面，使第一道刻线P1刻线两侧的子电池完全绝缘，同时对有机无机交替多层复合阻水绝缘层不造成损伤；P2刻线采用卷对卷机械刻线将CIGS吸收层、缓冲层完全刻断，P2刻线下端刻划至背电极层上表面，保证P2刻线两侧的子电池通过P2刻线沟槽接触导通，且P2刻线与P1刻线是平行设置；P3刻线采用卷对卷机械刻线将前电极层、窗口层、缓冲层以及CIGS吸收层完全刻划刻断，其下端刻划至背电极层上表面，保证P3刻线两侧的子电池的前电极完全断开，同样的，P3刻线与P1刻线保持平行。
2.如权利要求1所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，其特征在于，所述柔性衬底为耐高温柔性衬底；背保护层为和柔性衬底结合较好且在高温下特性稳定的涂层；阻挡层为铬阻挡层、铝阻挡层、钛阻挡层、铬镍合金阻挡层或者钨钛合金阻挡层中的一种；背电极层为和CIGS晶格匹配好，高温下特性稳定，导电性好、反光性好的金属涂层；缓冲层为和CIGS晶格匹配度较好的化合物薄膜层；窗口层为高阻高透光薄膜层；前电极层为透明导电氧化物薄膜；上部密封胶粘膜和下部密封胶粘膜为热塑性或热固性的密封胶粘膜，封装胶膜为高透光、力学性好、耐腐蚀的封装胶膜。
3.如权利要求1所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，其特征在于，所述柔性衬底柔性不锈钢衬底或柔性聚酰亚胺衬底；背保护层为背钼保护层，阻挡层为铬阻挡层、铝阻挡层、钛阻挡层、铬镍合金阻挡层或者钨钛合金阻挡层中的一种；电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层的厚度为2000～4400nm，其包括的高密度绝缘无机阻水膜为氮化铝高密度绝缘无机阻水膜或氮化硅高密度绝缘无机阻水膜、二氧化硅高密度无机阻水膜中的一种，高密度绝缘无机阻水膜的厚度为800～2000nm，有机丙酸酯层Ⅰ的厚度为200～500nm，无机阻水膜为氮化硅无机阻水膜二氧化硅无机阻水膜，其厚度为800～2000nm；背电极层为背钼电极层，缓冲层为硫化镉缓冲层或硫化铟缓冲层，窗口层为i-ZnO窗口层，前电极层为ITO前电极层、AZO前电极层、FTO前电极层中的一种；电池顶部的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层的厚度为300～1000nm，其中的高密度高阻无机阻水减反射膜为氮化硅高密度高阻无机阻水减反射膜或二氧化硅高密度高阻无机阻水减反射膜，高密度高阻无机阻水减反射膜的厚度为50～200nm，有机丙酸酯层Ⅱ厚度为50～300nm，无机阻水减反射膜为氮化硅无机阻水减反射膜或二氧化硅无机阻水减反射膜，其厚度为50～200nm。
4.如权利要求1所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，其特征在于，所述每组的P1刻线、P2刻线和P3刻线，其中，P2刻线位于P1刻线和P2刻线之间，相邻两条P2刻线的间距为5000～6000um，每组刻线中的P1刻线与P2刻线间距为100～150um，每组刻线中的P3刻线与P1刻线间距为200～260um，相邻两条P3刻线间距也为5000～6000um。
5.如权利要求1所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，其特征在于，所述每组刻线之间采用平行的间隔设置。
6.如权利要求1所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，其特征在于，电池组件四周采用激光或机械刻线技术刻一圈绝缘线，绝缘线刻划掉电池底部有机无机交替多层复合阻水绝缘层上方所有膜层。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备柔性衬底背保护层：在厚度为20～150um的柔性衬底背面制备1500～2000nm厚的背保护层，用以防止制备CIGS吸收层过程中硒蒸汽腐蚀柔性衬底；制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为3～10kW，工作气压为0.1～10Pa，柔性衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～20min，Ar的流量为90～200sccm；
步骤二、制备电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层：在厚度为20～120um的柔性衬底正面上方采用反应磁控溅射方法制备1000nm高密度绝缘无机阻水膜，溅射靶材材质为铝，溅射时通入N2和Ar混合气体，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，功率密度为0.1～20W/cm2，工作气压为0.1～10Pa，不锈钢衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～20min，N2流量为10～30sccm，Ar流量为90～150sccm。在无机阻水膜表面再采用喷涂工艺均匀的涂布一层50nm～500nm厚的有机丙烯酸脂，该有机层可缓解上下无机膜层堆叠应力，防止膜裂，另一方面可加长水汽透过的路径，防止水汽进入电池器件，将常温的有机丙烯酸脂溶液通过涂布机均匀的涂布在底部无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.2～0.5MPa，涂布完成后再经过80～200℃烘烤，烘烤时间为4min，将有机丙烯酸脂溶液均匀的固化在无机阻水膜表面形成均匀的缓冲薄膜。在有机丙烯酸脂膜层表面再采用等离子增强化学气相沉积工艺沉积一层1000nm～2000nm的无机阻水膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空不低于5.0×10-4Pa，工艺压强为102-103Pa，硅烷流量为1500～2000sccm，氮气流量为120～250sccm，射频功率为20～30kW，射频频率为10～15MHz，沉积时间为3～30min；
步骤三、在有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层上采用直流溅射的方法制备厚度为50～200nm的阻挡层，制备使用的靶材是铬靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10～3Pa，溅射功率3～6kW，工作气压为0.5～0.8Pa，不锈钢衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～10min，Ar流量为100～150sccm；
步骤四、在阻挡层上采用直流溅射的方法制备厚度为300nm～700nm的背电极层，制备使用的靶材是钼靶，制备过程中通入Ar，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣3Pa，溅射功率为3～10kW，工作气压为0.5～0.8Pa，不锈钢衬底温度为20～400℃，溅射时间为5～10min，Ar流量为100～200sccm；
步骤五、采用波长为1064nm或532nm的卷对卷亚纳秒激光下打光方式对已经制备的阻挡层和背电极层进行刻划，形成第一道划线P1刻线，划线宽度为40～80um，P1刻线一直划到有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层表面，使P1刻线两侧的子电池阻挡层和背电极层完全绝缘，同时不能损伤底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘结构层，所使用的亚纳秒激光脉冲宽度为600～2000皮秒，光束模式为TEM00重复频率为10kHZ～100kHZ，激光功率为0.5～3W，刻线速度为1200mm/s；
步骤六、在背电极层上采用三步共蒸方法制备厚度为1500～2400nm的CIGS吸收层，本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，第一步蒸发铟、镓、硒，衬底温度300～350℃，镓源温度900～1200℃、铟源温度700～1100℃，硒源温度300～450℃；第二步蒸发铜、硒，衬底温度480～580℃，铜源蒸发温度1200～1500℃，硒源蒸发温度300～450℃；第三步蒸发铟、镓、硒，衬底温度450～550℃，镓源温度900～1200℃、铟源温度700～1100℃，硒源温度300～450℃；沉积时间5～10min；
步骤七、在CIGS吸收层上采用化学水浴工艺制备50～80nm厚的缓冲层，化学水浴使用的氨水浓度为10～26wt％，硫酸镉浓度0.1～1wt％，硫脲浓度3～8wt％，纯水流量1000～1500ml/min，氨水流量600～1200ml/min，硫脲流量3000～3600ml/min，硫酸镉流量350ml～600ml，药液预热温度30～60℃，水浴反应温度50至80℃，水浴沉积时间3min～10min；
步骤八、采用卷对卷机械刻划方式完成第二道刻线P2刻线，P2刻线宽度为50～110um，P2刻线将缓冲层、CIGS吸收层完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池背电极和下个子电池前电极的连通，第二道刻线P2刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，线间距为90～140um，采用碳化钨刻针进行刻线，刻针针头直径为50～110um，刻划的线速度为1200～2000mm/s；
步骤九、缓冲层上采用脉冲直流溅射工艺沉积20～100nm厚的窗口层，在窗口层上采用相同的方式沉积50～150nm厚的前电极层，溅射时的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率为3～5kW，工作气压为0.1～1Pa，不锈钢衬底温度为20～200℃，溅射时间为5～10min，O2流量为20～30sccm，Ar流量为100～150sccm，沉积ITO的本底真空度小于等于5.0×10﹣4Pa，功率3～6kW，工作气压为0.1～1Pa，不锈钢衬底温度为20～200℃，溅射时间为5～10min，02流量为5～6sccm，Ar流量为100～150sccm，H2流量为10～20sccm；
步骤十、采用卷对卷机械划刻方式完成第三道刻线P3刻线，P3刻线宽为30～70um，同样采用刻针刻线，碳化钨刻针直径为30～70um，刻划时的线速度为1200～2000mm/s，P3刻线将前电极层、窗口层、缓冲层、铜CIGS吸收层四层薄膜完全刻断，并且不损伤背电极层表面，实现子电池前电极的完全绝缘，第三道刻线P3刻线与第一道刻线P1刻线保持平行，两条线间距为245um；到此为止，完成CIGS太阳能电池组件子电池的内联；
步骤十一、在内联式CIGS太阳能电池前电极顶部制备厚度为300～1000nm的有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层：在第三道刻线刻划完毕后，在内联式CIGS太阳能电池上表面先制备一层厚度为100～400nm的高密度无机阻水减反射膜，制备的方式为等离子增强化学气相沉积，反应气体为硅烷和氮气，本底真空不低于5.0×10-4Pa，工艺压强为102～103Pa，硅烷流量为1500～2000sccm，氮气流量为120～250sccm，射频功率为20～30kW，射频频率为10～15MHz，沉积时间为3～25min；在无机阻水减反射膜表面在采用喷涂工艺均匀涂布一层厚度为50～200nm的有机丙烯酸脂层Ⅱ，将常温的有机丙烯酸酯溶液通过涂布机均匀的涂布在无机阻水膜表面，溶液的供给压力为0.2～0.5MPa，涂布完成后再经过80～150℃烘烤，烘烤时间为3min，将有机丙烯酸酯溶液均匀的固化在高密度无机阻水减反射膜表面形成均匀的缓冲薄膜，用以缓解上下无机膜层堆叠应力，防止膜裂，还可加长水汽透过的路径，防止水汽进入电池器件内部；在有机丙烯酸酯层Ⅱ表面采用等离子增强化学气相沉积一层厚度为1100～400nm的无机阻水减反射膜，反应气体为硅烷和氮气，本底真空不低于5.0×10-4Pa，工艺压强为102～103Pa，硅烷流量为1500～2000sccm，氮气流量为120～250sccm，射频功率为20～30kW，射频频率为10～15MHz，沉积时间为3～25min；
步骤十二、完成自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件的封装：首先敷设背板，在背板上敷设一层热固性密封胶粘膜，然后再在密封胶粘膜上敷设自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件，在该自带阻水阻氧增透特性柔性内联式电池器件第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极位置分别敷设正极引流条和负极引流条，引出电池组件正负极，接着在电池器件上表面再敷设一层热固性密封胶粘膜，引出的正负电极需穿出上部胶粘膜，最后再在上部密封胶粘膜上方敷设高透光封装胶膜，将正负电极穿出顶部封装胶膜就可以了，这个过程称为合片。完成合片后，将合片后的产品放置于热层压机，经过抽真空热层压后，在正负极接上接线盒，便完成柔性内联式太阳能电池组件封装，热层压时，抽真空时长为2～3min，抽真空压力为80Pa～250Pa，层压相对大气压力为-200Pa～5000Pa，层压时间为5～10min，层压温度为135℃～180℃，层压冷却时间为4～10min。
8.如权利要求7所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构的制备方法，其特征在于，为了避免将电池底部的有机无机交替多层复合阻水绝缘层损伤，激光通过聚焦透镜进行聚焦后，经过扩束镜进行扩束，然后经过激光整形透镜，将激光能量从高斯分布整形为平顶分布，最后再次进行聚焦透镜将激光聚焦，得到能量均匀分布的平顶光束，利用该平顶光束将背电极层、阻挡层刻断。
9.如权利要求7所述的低成本柔性内联式太阳能电池封装结构的制备方法，其特征在于，所述掩膜板可拆卸安装于等离子增强化学气相沉积设备的反应沉积床上或有机丙烯酸酯溶解涂布机上，且掩膜板位于第一个子电池前电极和最后一个子电池前电极上方，在制备电池顶部有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层时，保证第一个子电池和最后一个子电池的顶部电极上不被制备上有机无机交替多层复合阻水绝缘减反射增透层。
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