CN111244018A - 一种柔性太阳电池衬底夹具 - Google Patents

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Abstract

面对目前能源危机及环境污染，太阳能作为一种可再生能源，是满足全球范围内日益增长的能源需求的重要方法之一。柔性太阳电池由于可弯曲等巨大优势在未来的应用将越来越广。本发明提供了一种在刚性产线上生产柔性太阳能电池的夹具，通过背板和样品托即可以将柔性衬底平整的固定好，所述的柔性衬底夹具制备简单、使用方便。

Description

一种柔性太阳电池衬底夹具
技术领域
本发明属于太阳电池制造领域，具体地说是一种柔性太阳电池衬底夹具。
背景技术
从工业革命开始，人类社会的发展进入了一个新的历史阶段，即从原来落后的刀耕火种时代跨入到先进的工业化时代。自古至今，太阳源源不断地为地球供应着能量，这些能量通过光合作用促进着地球的万物生长，最终演变为今日人类赖以生存的化石能源。能源推动着人类文明的发展和社会的进步，但随着工业的发展，地球上历经漫长演变形成的化石能源已经难以满足人类日益增长的能源需求，能源枯竭的危险日益严峻。此外，由于化石燃料消耗的提高，燃烧释放出以二氧化碳、二氧化硫气体和烟尘为主的污染物也大幅增长，进而引发的温室效应逐渐出现，并且日益严重，给人类生存环境造成严重的污染和威胁。
面临严峻的能源形势和生态环境的恶化，改变现有能源结构、发展可持续发展的绿色能源已经成为世界各国极为关注的课题。光伏发电作为洁净的可再生能源，在改变现有能源结构、改善生态环境，以及未来能源中将占据重要地位。
随着科技的快速发展，人们对便携式电子设备、电子显示器，以及可穿戴电子产品等柔性电子器件的需求越来越多。相比于刚性太阳电池在机械变形和角度变化下输出功率不稳定的问题，柔性太阳电池由于具有质量轻、易于运输和安装等优势成为未来便携式电子产品的最佳选择之一。
传统的柔性电池的生产需要柔性沉积系统，是一种复杂昂贵的设备。针对这种现象，本发明结合当前的刚性衬底生产和实验的设备，设计发明了一种柔性衬底夹具。该夹具将柔性衬底固定于背板，然后放置于样品托中，实现在真空设备中各腔室之间的转移，并确保柔性衬底平整。
发明内容
本发明提供了一种柔性太阳电池衬底夹具的制备方法。发明拟解决的关键性问题是：通过夹具固定柔性衬底，在刚性衬底生产和实验设备中实现柔性薄膜或器件的制备。本发明拟通过下述技术方案实现：
所述的柔性衬底夹具由金属样品托和金属背板组成。
所述的样品托的形状是方形(但不局限于方形)，所述的样品托上方外边缘有凹槽，便于确定方向和位置。所述的样品托的内边缘有略有弧度的内凹，边缘上开有圆形内凹的凹槽，便于背板的固定和柔性衬底的夹紧。样品托的底部有台阶，台阶为可拆卸结构，采用沉头螺丝进行固定。通过更换不同宽度的台阶调节并控制薄膜沉积的有效面积。
所述的背板与样品托的形状相同，便于内嵌，实现柔性衬底的绷紧。所述的背板为空心结构，减轻重量的同时，便于在边缘部位加装圆形卡扣。所述的背板边缘部分略微外突与样品托镶嵌吻合。所述的圆形卡扣与样品托的凹槽一一对应，并在卡扣内置弹性伸缩装置，可以方便伸缩。
所述的背板的背部边缘部位有一排螺丝孔，可将柔性衬底的边缘固定，防止柔性衬底在安装时的滑动。
所述的固定用螺丝为沉头螺丝，有效防止尖端放电影响的同时确保样品托的平整性。
本发明提供了一种在刚性产线上生产柔性太阳能电池的夹具，通过背板和样品托即可以将柔性衬底平整的固定好，所述的柔性衬底夹具制备简单、使用方便。
附图说明
图1为柔性太阳电池夹具拆分结构示意图。
图2为柔性太阳电池夹具组合结构示意图。
图3为卡扣结构示意图，即图2中2-2的截面图。
图4为柔性太阳电池衬底安装示意图。
[101]为样品托。
[102]样品托上方用于确定方向和位置的凹槽。
[103]样品托上用于固定台阶的沉头螺丝。
[104]样品托内边缘的内凹槽。
[105]背板。
[106]背板上用于固定柔性衬底的沉头螺丝。
[301]样品托的横截面。
[302]样品托内边缘的内凹槽。
[303]台阶。
[304]样品托上用于固定台阶的沉头螺丝。
[305]背板截面图。
[306]背板边缘向外凸出的卡扣。
[307]背板上用于固定柔性衬底的沉头螺丝。
[401]柔性衬底。
[402]背板。
[403]背板上用于固定柔性衬底的沉头螺丝。
具体实施方式
实施例1
方形夹具。
柔性衬底夹具由金属样品托和金属背板组成。
样品托的形状是方形，样品托上方外边缘有凹槽，便于确定方向和位置。样品托的内边缘有略有弧度的内凹，边缘上开有圆形内凹的凹槽，便于背板的固定和柔性衬底的夹紧。样品托的底部有台阶，台阶为可拆卸结构，采用沉头螺丝进行固定。通过更换不同宽度的台阶调节并控制薄膜沉积的有效面积。
背板与样品托的形状相同，便于内嵌，实现柔性衬底的绷紧。背板为空心结构，减轻重量的同时，便于在边缘部位加装圆形卡扣。背板边缘部分略微外突与样品托镶嵌吻合。圆形卡扣与样品托的凹槽一一对应，并在卡扣内置弹性伸缩装置，可以方便伸缩。
背板的背部边缘部位有一排螺丝孔，可将柔性衬底的边缘固定，防止柔性衬底在安装时的滑动。
固定用螺丝为沉头螺丝，有效防止尖端放电影响的同时确保样品托的平整性。
将柔性衬底裁剪成方形，放置在样品托中，将背板盖在柔性衬底上，绷紧柔性衬底，多余的柔性衬底折叠覆盖在背板上方，用沉头螺丝拧紧固定。将固定有柔性衬底的背板卡入样品托，确保卡扣与样品托的凹槽相嵌入。
固定完成后，根据所需的沉积面积，安装不同宽度的台阶，并用沉头螺丝拧紧固定。
电池沉积结束后，去掉台阶。则可以方便背板和样品托的分离。样品分离可以将柔性衬底取下，也可以直接转移背板进行后续工艺的制备，确保了柔性衬底的平整性。若将衬底分离只需拧开背板上的沉头螺丝，轻拉柔性衬底即可。
实施例2
多边形夹具。
柔性衬底夹具由金属样品托和金属背板组成。
样品托的形状是多边形，样品托上方外边缘有凹槽，便于确定方向和位置。样品托的内边缘有略有弧度的内凹，边缘上开有圆形内凹的凹槽，便于背板的固定和柔性衬底的夹紧。样品托的底部有台阶，台阶为可拆卸结构，采用沉头螺丝进行固定。通过更换不同宽度的台阶调节并控制薄膜沉积的有效面积。
背板与样品托的形状相同，便于内嵌，实现柔性衬底的绷紧。背板为空心结构，减轻重量的同时，便于在边缘部位加装圆形卡扣。背板边缘部分略微外突与样品托镶嵌吻合。圆形卡扣与样品托的凹槽一一对应，并在卡扣内置弹性伸缩装置，可以方便伸缩。
背板的背部边缘部位有一排螺丝孔，可将柔性衬底的边缘固定，防止柔性衬底在安装时的滑动。
固定用螺丝为沉头螺丝，有效防止尖端放电影响的同时确保样品托的平整性。
将柔性衬底裁剪成多边形，放置在样品托中，将背板盖在柔性衬底上，样品托与背板卡住后，多余的柔性衬底折叠覆盖在背板上方，用沉头螺丝拧紧固定。
根据沉积的面积的不同，安装不同宽度的台阶，并用沉头螺丝拧紧固定。电池沉积结束后，可以拧开背板上的沉头螺丝，轻拉柔性衬底，使背板与样品托分离；也可以直接将背板与样品托分离，柔性衬底仍固定在背板上，进行电池性能的测试。

Claims (10)

1.一种柔性太阳电池衬底夹具，其特征在于，包括样品托和背板两部分；所述样品托为中部带通孔的平板，于通孔的内壁面上沿平行于平板表面的方向向平板的四周边缘开设有1个或2个以上的内凹的槽，背板置于通孔内，于背板四周边缘设有与环形槽相应的1个或2个以上的外突的突起，背板的突起处于环形槽中。
2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，于样品托下表面设有一中部带有通孔的平板，作为可拆卸的台阶，台阶与样品托下表面可拆卸连接，台阶中部通孔于平板表面投影位于样品托通孔于平板表面投影区域内。
3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，台阶中部通孔平行于平板表面的截面面积小于样品托通孔的截面面积。
4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，背板四周边缘设有与环形槽相应的环状外突的弧面突起，弧面突起和内凹的槽垂直于平板表面的截面为弧线，便于背板的固定和柔性衬底的夹紧，背板的边缘为弧形结构，确保背板和样品托可以紧密的结合在一起，便于与样品托镶嵌吻合。
5.根据权利要求1或4所述的夹具，其特征在于，样品托的四周框架有内凹的槽，便于背板的嵌入，使用时样品托和背板可以紧密的结合在一起；背板的四周边缘与环形槽底面间经柔性衬底相贴接。
6.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述的样品托上方外边缘设有凹槽，便于确定方向和位置。
7.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，样品托与台阶为可拆卸结构，相互间采用沉头螺丝进行固定；通过更换不同宽度的台阶调节并控制太阳电池的薄膜沉积的有效面积。
8.根据权利要求1或4所述的夹具，其特征在于，所述的背板与样品托的通孔形状相同，便于内嵌，实现柔性衬底的绷紧；背板的四周有螺丝孔，通孔沉头螺丝可以将柔性衬底固定在背板上，防止柔性衬底在安装时的滑动。
9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述的样品托凹槽设有小孔，于背板的突起上设有圆形卡扣；所述的圆形卡扣与样品托凹槽的小孔一一对应，并在卡扣内置弹性伸缩装置，可以方便伸缩，可以顶紧柔性衬底。
10.根据权利要求1或9所述的夹具，其特征在于，所述的背板为空心结构，减轻重量的同时，便于在边缘部位加装圆形卡扣。
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Assignee: CHINA NATIONAL NUCLEAR POWER Co.,Ltd.

Assignor: DALIAN INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

Contract record no.: X2023210000071

Denomination of invention: A flexible solar cell substrate fixture

Granted publication date: 20230203

License type: Exclusive License

Record date: 20230808

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