CN115939263A - 太阳能电池制备方法、太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
太阳能电池制备方法、太阳能电池及光伏组件 Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例涉及一种太阳能电池制备方法、太阳能电池及光伏组件,太阳能电制备方法包括:提供基底,基底为熔融盐基底,熔融盐基底的熔点为第一温度;在基底的表面上形成薄膜太阳能电池,薄膜太阳能电池包括形成温度为第二温度的吸收层,第一温度大于第二温度;提供底电池,将底电池与薄膜太阳能电池远离基底的表面贴合;去除基底,露出薄膜太阳能电池远离底电池的表面;在薄膜太阳能电池远离底电池的表面上形成透明电极层;在透明电极层远离薄膜太阳能电池的表面上形成栅线。本申请实施例至少有利于扩展叠层太阳能电池的适用场景,降低叠层太阳能电池制备过程中的电池损伤,提高叠层太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本申请实施例涉及太阳能电池技术领域,特别涉及一种太阳能电池制备方法、太阳能电池及光伏组件。
背景技术
化石能源存在大气污染并且储量有限,而太阳能具有清洁、无污染和资源丰富等优点,因此,太阳能正在逐渐成为替代化石能源的核心清洁能源,由于太阳能电池具有良好的光电转化效率,太阳能电池成为了清洁能源利用的发展重心。
影响太阳能在能源利用中所占比重的一个重要因素是太阳能电池的光电转换效率,为了提高太阳能电池的光电转化效率,形成由底电池和顶电池构成的双端叠层太阳能电池是当前颇受推崇的一种方式。
然而,当前的叠层太阳能电池存在适用场景受限以及光电转换效率有限的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池制备方法、太阳能电池及光伏组件,至少有利于扩展叠层太阳能电池的适用场景,降低叠层太阳能电池制备过程中的电池损伤,提高叠层太阳能电池的光电转换效率。
本申请实施例提供一种太阳能电池制备方法,包括:提供基底,所述基底为熔融盐基底,所述熔融盐基底的熔点为第一温度;在所述基底的表面上形成薄膜太阳能电池,所述薄膜太阳能电池包括形成温度为第二温度的吸收层,所述第一温度大于所述第二温度;提供底电池,将所述底电池与所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面贴合;去除所述基底,露出所述薄膜太阳能电池远离所述底电池的表面;在所述薄膜太阳能电池远离所述底电池的表面上形成透明电极层;在所述透明电极层远离所述薄膜太阳能电池的表面上形成栅线。
另外,所述第一温度与所述第二温度之间的差值不小于100摄氏度。
另外,所述第二温度为300摄氏度至1000摄氏度。
另外,将所述底电池与所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面贴合的步骤包括:在所述底电池与所述薄膜太阳能电池之间形成粘合层;所述粘合层相对的两个表面分别与所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面及所述底电池贴合。
另外,形成所述粘合层的步骤包括:在所述底电池的表面形成所述粘合层;将所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面与所述粘合层贴合;或者,在所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面形成所述粘合层;将所述底电池与所述粘合层贴合。
另外,在形成所述薄膜太阳能电池前还包括:在所述基底的表面形成阻挡层;形成所述薄膜太阳能电池包括:在所述阻挡层远离所述基底的表面上形成所述薄膜太阳能电池;在去除所述基底后,还包括:去除所述阻挡层。
另外,所述阻挡层的厚度为1nm-100nm。
另外,所述阻挡层的材料包括:氮化钛、氧化铝或者氧化钼。
另外,所述基底的材料包括:氯化钠、碘化钾、氯化铵或者氢氧化钾。
另外,所述基底的热膨胀系数小于或等于5×10-5/K。
另外,去除所述基底的步骤包括:利用洗涤液对所述基底进行溶解,去除所述基底。
另外,所述洗涤液包括水或者甲醇。
相应的,本申请实施例还提供了一种太阳能电池,采用如上所述的太阳能电池制备方法形成,包括:依次层叠设置的薄膜太阳能电池和底电池。
另外,太阳能电池还包括:粘合层;所述粘合层相对的两个表面分别与所述薄膜太阳能电池及所述底电池贴合。
另外,所述粘合层为导电胶。
另外,所述薄膜太阳能电池包括CIGS薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池或者III-V族薄膜太阳能电池。
相应的,本申请实施例还提供了一种光伏组件,包括:电池串,所述电池串由多个上述的太阳能电池连接而成;封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:
本申请实施例提供的太阳能电池制备方案中,先提供一个由熔点为第一温度的熔融盐基底作为基底,然后在基底表面上形成薄膜太阳能电池,薄膜太阳能电池的吸收层形成温度为第二温度,且第二温度小于第一温度。在熔融盐基底表面完成薄膜太阳能电池的制备后,提供底电池并将底电池和薄膜太阳能电池贴合,然后再去除基底,并在薄膜太阳能电池的表面上形成透明电极层,在透明电极层上形成栅线。通过将熔点大于电池吸收层形成温度的熔融盐基底作为制备薄膜太阳能电池的基底,保证不同类型的薄膜太阳能电池均能顺利制备,提高叠层太阳能电池制备方法的适应性;利用熔融盐基底作为基底,结合熔融盐基底便于去除的特性,降低了去除基底的过程中对薄膜太阳能电池造成的性能损伤,有效地提升了叠层太阳能电池的性能;先在熔融盐基底上进行薄膜太阳能电池的制备,然后再将薄膜太阳能电池与底电池贴合,避免了直接在底电池上进行薄膜太阳能电池制备对底电池造成的性能损伤,保证了叠层太阳能电池的光电转换能力,同时降低了采用对电极结构敏感的薄膜太阳能电池制作叠层太阳能电池的难度。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池制备方法的流程图;
图2为本申请一实施例提供的一种半成品太阳能电池的结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的另一种半成品太阳能电池的结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的又一种半成品太阳能电池的结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的还一种半成品太阳能电池的结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图;
图7为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图;
图8为本申请一实施例提供的另一种太阳能电池的结构示意图;
图9为本申请另一实施例提供的一种光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,当前的叠层太阳能电池由于制备方法和电池特性的影响,存在适用场景受限以及光电转换效率有限的问题。
本申请一实施例提供了一种太阳能电池制备方法,在进行太阳能电池制备的过程中,先在熔点高于薄膜太阳能电池吸收层形成温度的熔融盐基底上制备薄膜太阳能电池,然后将薄膜太阳能电池与底电池贴合,然后将熔融盐基底去除,并在薄膜太阳能电池上形成透明电极层,在透明电极层上形成栅线,得到底电池与薄膜太阳能电池叠加形成的叠层太阳能电池。通过将熔点大于电池吸收层形成温度的熔融盐基底作为制备薄膜太阳能电池的基底,使得不同类型的薄膜太阳能电池均能顺利制备,提高叠层太阳能电池制备方法的适应性;利用熔融盐基底作为基底,借助熔融盐基底便于去除的特性,降低了去除基底的过程中对薄膜太阳能电池造成的性能损伤,有效地提升了叠层太阳能电池的性能;先在熔融盐基底上进行薄膜太阳能电池的制备,然后再将薄膜太阳能电池与底电池贴合,避免了直接在底电池上进行薄膜太阳能电池制备对底电池造成的性能损伤,保证了叠层太阳能电池的光电转换能力,同时降低了采用对电极结构敏感的薄膜太阳能电池制作叠层太阳能电池的难度。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本申请一实施例提供了一种太阳能电池制备方法,应用于电池生产设备,太阳能电池制备流程可以参考图1。
参考图1和图2。提供基底101,基底101为熔融盐基底,熔融盐基底的熔点为第一温度。其中,图2为太阳能电池完成薄膜太阳能电池102的制备后的结构示意图,薄膜太阳能电池102包括吸收层210、第一功能层220和第二功能层230。
在进行太阳能电池制备的过程中,可以先根据太阳能电池的目标形状及目标尺寸,提供一个形状与目标形状类似的熔融盐基底作为基底101,且基底101的尺寸大于太阳能电池的目标尺寸。其中,尺寸指的是太阳能电池的受光面的长、宽和面积等参数,基底101的长、宽和面积均大于等于太阳能电池的目标尺寸。
需要理解的是,熔融盐基底指的是由在高于熔点的温度下进入熔融状态的盐粒子形成的基体,在进行熔融盐基底制备的过程中,可以采用对盐粒子进行高压压制的方式形成熔融盐基底或者将盐粒子加热到熔融状态,通过熔融结晶的方式形成熔融盐基底,本申请实施例对熔融盐基底的具体形成方式不做限制。
在一些实施例中,基底101的材料包括:氯化钠、碘化钾、氯化铵或者氢氧化钾。
在进行构建基底101的材料的选择过程中,考虑到后续在基底101上进行薄膜太阳能电池102的制备,为了避免基底101中的熔融盐离子迁移到薄膜太阳能电池102中对薄膜太阳能电池102造成损伤,可以选择离子迁移能力较弱的材料进行熔融盐基底的构建。其中,熔融盐离子指的是熔融盐基底中具有的金属阳离子和非金属阴离子。因此,在进行基底101构建的过程中,可以采用氯化钠粒子、碘化钾粒子、氯化铵粒子或者氢氧化钾粒子作为构建熔融盐基底的材料,然后采用高压压制或者熔融结晶等方式形成熔融盐基底作为基底101。通过利用不易发生离子迁移的材料进行基底101的构建,降低了基底101中的离子迁移对薄膜太阳能电池102制备的干扰,尽可能保证薄膜太阳能电池102的光电转换能力。
需要理解的是,在进行基底101构建的过程中,选用的材料不仅可以仅是同一种粒子,还可以是多种粒子的组合,例如,采用氯化钠粒子、碘化钾粒子、氯化铵粒子和氢氧化钾粒子中的任意两种、任意三种或者四种共同进行基底101的构建,还可以采用氟化钠粒子、氟化钾粒子等其他的某一种粒子进行基底101的构建,或者采用多种粒子共同实现基底101的构建。在利用多种粒子进行基底101构建的过程中,可以优先考虑选择熔点较为接近的多种粒子进行组合,降低基底101构建过程中的实现难度。其中,熔点较为接近是指熔点之间的温差小于等于300摄氏度。
值得一提的是,薄膜太阳能电池102存在多种类型,在进行基底101的构建过程中,还可以结合熔融盐基底是否对薄膜太阳能电池102有害进行构成熔融盐基底的材料的选择。优先选择对薄膜太阳能电池102有增益或者无害的材料进行基底101的构建,例如,在薄膜太阳能电池102为碲化镉薄膜太阳能电池的情况下,可以优先选择含锑元素或者钒元素的粒子进行基底101的构建;在薄膜太阳能电池102为铜铟镓硒薄膜太阳能电池的情况下,可以优先选择含钠元素、钾元素和铯元素的粒子进行基底101的构建。通过选择对薄膜太阳能电池102有增益或者无害的材料进行基底101的构建,使得薄膜太阳能电池102制备过程中引入的缺陷减少,提高薄膜太阳能电池102的形貌和光电转换效果。
在一些实施例中,基底101的热膨胀系数小于或等于5×10-5/K。
由于薄膜太阳能电池102中部分类型的电池需要在高温下进行制备,例如,形成温度大于300摄氏度的无机薄膜类电池,因此,在基底101上进行薄膜太阳能电池102的制备过程中,若基底101的热膨胀系数过大,则在进行形成温度较高的薄膜太阳能电池102制备过程中,基底101会由于受热膨胀导致体积发生较大的变化。在基底101体积变化过大的情况下,会对制备出的薄膜太阳能电池102的平整程度以及厚度的均匀程度等造成影响,导致薄膜太阳能电池102的形貌不符合要求或者预期,降低成品的良率。
因此,在基底101上进行薄膜太阳能电池102的制备过程中,为了保证制备出的薄膜太阳能电池102的质量,需要基底101在高温下发生的体积膨胀较小,从而降低基底101的膨胀对薄膜太阳能电池102制备的干扰。在进行基底101构建的过程中,将基底101的热膨胀系数控制在5×10-5/K以内,例如,使基底101的热膨胀系数为4.8×10-5/K、4.5×10-5/K、4×10-5/K、3×10-5/K、1×10-5/K、7.5×10-6/K、5×10-6/K、2.5×10-6/K、1×10-6/K、7.5×10-7/K或者5×10-7/K等。通过将基底101的热膨胀系数控制在小于或等于5×10-5/K的范围内,避免基底101在高温的情况下发生过大的体积变化,降低基底101热膨胀对薄膜太阳能电池102制备的干扰,提高薄膜太阳能电池102的良率。
在基底101的表面上形成薄膜太阳能电池102,薄膜太阳能电池102包括形成温度为第二温度的吸收层210,第一温度大于第二温度。
在提供熔融盐基底作为基底101后,根据太阳能电池的目标形状,在基底101与目标形状一致的表面上,进行薄膜太阳能电池102的制备。薄膜太阳能电池102中的吸收层210的形成温度为第二温度,第二温度低于作为基底101的熔融盐基底的熔点,即第二温度小于第一温度。
通过选择熔点大于薄膜太阳能电池102吸收层210形成温度的熔融盐基底作为基底101,避免基底101邻近薄膜太阳能电池102的部分在薄膜太阳能电池102制备过程中融化对薄膜太阳能电池102的形貌和性能造成损伤,提高薄膜太阳能电池102的良率。
其中,制备薄膜太阳能电池102的部分工艺可以参考传统高效薄膜电池,例如,当薄膜太阳能电池102为碲化镉薄膜太阳能电池时,传统工艺是在导电玻璃上先生长硫化镉缓冲层后,再形成碲化镉吸收层,并采用激光划线的方式进行小电池的串联,采用激光划线串联的电池结构会导致碲化镉薄膜太阳能电池难以应用到双端叠层太阳能电池中,并且由于导电玻璃的横向导电率较低,因此还需要额外沉积栅线实现载流子传输,成本较高。而采用本申请实施例的方式制备碲化镉薄膜太阳能电池时,沿垂直于基底101表面的方向,依次在基底101上沉积硫化镉缓冲层、碲化镉吸收层、碲化镉窗口层和透明电极层等功能层,在去除基底101后再沉积另一侧的电极层即可,并采用焊带进行电池片串联,便于应用到双端叠层太阳能电池。
当薄膜太阳能电池102为铜铟镓硒薄膜太阳能电池时,传统工艺是在钼玻璃上依次形成背电极、吸收层、缓冲层和作为窗口层的透明电极层,在制备叠层太阳能电池的过程中需要去除钼玻璃,并将钼玻璃替换成透明电极层。而钼玻璃的去除难度极大,因此,铜铟镓硒薄膜太阳能电池应用在叠层太阳能电池上的难度和成本极大。而采用本申请实施例的方式进行铜铟镓硒薄膜太阳能电池制备时,采用熔融盐基底作为基底101,然后在基底101上依次沉积背电极、吸收层、缓冲层和窗口层等功能层,尽量保证铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有较高的光电转换效率的同时,利用熔融盐基底的特性使得基底101便于去除,并使得应用铜铟镓硒薄膜太阳能电池进行叠层太阳能电池制备的难度和成本大大降低。
在一些实施例中,第一温度与所述第二温度之间的差值不小于100摄氏度。
在基底101上进行薄膜太阳能电池102制备的过程中,由于吸收层210的形成温度较高,因此,基底101与薄膜太阳能电池102接触的一侧会吸收大量的热量,在作为基底101的熔融盐基底的熔点不够高的情况下,基底101与薄膜太阳能电池102接触的一侧可能会因为吸热过多而软化变形,进而导致制成的薄膜太阳能电池102的形貌和性能受到损害。因此,在制备薄膜太阳能电池102时,根据薄膜太阳能电池102吸收层210的形成温度,选择熔点比吸收层210的形成温度高100摄氏度以上的熔融盐基底作为基底101,即确保第一温度大于第二温度,且第一温度与第二温度的差值不小于100摄氏度,例如,第一温度比第二温度高110摄氏度、150摄氏度、175摄氏度、200摄氏度、275摄氏度、350摄氏度或者500摄氏度等。通过将第一温度与第二温度之间的差值控制在不小于100摄氏度的范围内,提高制备出的薄膜太阳能电池102的良率。
在一些实施例中,第二温度为300摄氏度至1000摄氏度。
对于吸收层210形成温度高于300摄氏度的薄膜太阳能电池102而言,一般需要在具有特殊材质的玻璃上制备,但是制备完成后难以进行薄膜太阳能电池102与玻璃的分离,因此,采用以玻璃作为载板制成的薄膜太阳能电池102,形成高效的叠层太阳能电池的难度很大。而直接在预先制备完成的太阳能电池表面进行薄膜太阳能电池102的制备实现难度大,并且很可能会对预先制备完成的太阳能电池造成不可逆的性能损伤,尤其是对异质结太阳能电池。而对于吸收层210形成温度高于1000摄氏度的薄膜太阳能电池102,对作为基底101的熔融盐基底的熔点要求过高,形成熔融盐基底的成本和难度过大。
而在薄膜太阳能电池102吸收层210的形成温度处于300摄氏度至1000摄氏度这一区间内的情况下,例如,吸收层210形成温度即第二温度为350摄氏度、375摄氏度、400摄氏度、450摄氏度、480摄氏度、550摄氏度、585摄氏度、625摄氏度、680摄氏度、750摄氏度、840摄氏度、900摄氏度或者955摄氏度等温度的情况下,采用熔点比吸收层210形成温度高100摄氏度及其以上的熔融盐基底作为基底101进行薄膜太阳能电池102的制备,既可以保证薄膜太阳能电池102的光电转换能力,又可以避免在预先制备完成的太阳能电池表面制备薄膜太阳能电池102时对预先制备完成的太阳能电池的损伤,便于实现高性能叠层太阳能电池的制备。
参考图1至图3,提供底电池103,将底电池103与薄膜太阳能电池102远离基底101的表面贴合。其中,图3为完成底电池103与薄膜太阳能电池102贴合后的电池结构示意图。
在基底101表面制备出薄膜太阳能电池102后,提供已经预先完成制备的底电池103,然后通过键合或者粘接等方式,将底电池103的表面与薄膜太阳能电池102远离基底101的表面贴合,利用底电池103和薄膜太阳能电池102构成叠层太阳能电池。
值得一提的是,在提供底电池103前,可以先根据薄膜太阳能电池102的异质结类型,确定底电池103的目标异质结类型,即确定底电池103的异质结为p-n结还是n-p结,并提供能够满足薄膜太阳能电池102对异质结类型要求的底电池103。
参考图1至图4,其中,图4为通过粘合层104实现薄膜太阳能电池102与底电池103贴合的太阳能电池结构示意图。在一些实施例中,将底电池103与薄膜太阳能电池102远离基底101的表面贴合的步骤包括:在底电池103与薄膜太阳能电池102之间形成粘合层104;粘合层104相对的两个表面分别与薄膜太阳能电池102远离基底101的表面及底电池103贴合。
在利用底电池103和薄膜太阳能电池102进行叠层太阳能电池构建的过程中,可以通过键合或者粘接等方式将底电池103和薄膜太阳能电池102贴合。采用粘接的方式将底电池103和薄膜太阳能电池102贴合时,在完成薄膜太阳能电池102的制备后,在预先制备好的底电池103和薄膜太阳能电池102之间形成粘合层104,通过相对的两个表面分别与薄膜太阳能电池102远离基底101的表面和底电池103贴合的粘合层104,将底电池103和薄膜太阳能电池102粘接为叠层太阳能电池。利用粘合层104完成底电池103和薄膜太阳能电池102的叠层,提高了叠层效率,降低了实现难度和成本,并且避免了叠层过程中对电池性能的损伤,尽可能保证制成的叠层太阳能电池的光电转换效率。
粘合层104可以通过在具有良好光线透过率的透明胶水中添加导电粒子形成,例如,在对400nm以上的光具有80%以上透过率的胶水或者对450nm以上的光具有85%以上透过率的胶水中添加导电粒子形成;也可以由自身包含的粒子具有一定的导电能力的透明薄胶水构成,透明薄胶水指的是对光具有良好透过率的胶水,例如,对400nm以上的光具有85%以上透过率的胶水或者对450nm以上的光具有80%以上透过率的胶水。本申请实施例对粘合层104的具体形成方式和采用的材料不做限制。
在一些实施例中,形成粘合层104的步骤包括:在底电池103的表面形成粘合层104;将薄膜太阳能电池102远离基底101的表面与粘合层104贴合;或者,在薄膜太阳能电池102远离基底101的表面形成粘合层104;将底电池103与粘合层104贴合。
在进行粘合层104制备的过程中,粘合层104的两个相对的表面需要分别与底电池103和薄膜太阳能电池102贴合,因此,可以先在薄膜太阳能电池102远离基底101的表面上制备出粘合层104,然后再将底电池103与粘合层104贴合;也可以先在底电池103的表面上制备出粘合层104,然后再将薄膜太阳能电池102远离基底101的表面与粘合层104贴合。先在一个电池的表面完成粘合层104的制备,再将另一个电池与粘合层104贴合,降低粘合层104制备难度的同时,便于准确控制粘合层104的厚度。
去除基底101,露出薄膜太阳能电池102远离底电池103的表面。
为了保证制成的叠层太阳能电池的工作效率,还需要在薄膜太阳能电池102远离底电池103的表面上进行电极和栅线的沉积。因此,在将薄膜太阳能电池102与底电池103贴合后,清除与薄膜太阳能电池102贴合的基底101,将薄膜太阳能电池102远离底电池103的表面暴露出来,便于完成后续工序。
在一些实施例中,去除基底101的方法包括:利用洗涤液对基底101进行溶解,去除基底101。
在进行基底101的去除时,可以采用粒子吹拂、化学刻蚀等方式,为了尽可能降低基底101去除过程中可能对薄膜太阳能电池102造成的性能损伤,可以根据作为基底101的熔融盐基底的特性,制作出对熔融盐基底具有良好溶解能力,且对薄膜太阳能电池102无损伤或者损伤尽可能小的洗涤液。洗涤液对熔融盐具有良好的溶解能力是指对于作为基底101的熔融盐基底这种溶质而言,洗涤液是一种良好溶剂,即在20摄氏度的条件下,100克洗涤液中可以溶解10克及其以上的熔融盐基底。
需要理解的是,洗涤液是以溶解的方式进行基底101的清除,不与熔融盐基底发生化学反应,也不会对基底101和薄膜太阳能电池102造成冲击,因此,相较于化学刻蚀或者粒子吹拂等方式,对薄膜太阳能电池102造成损伤的概率更低。并且溶解的熔融盐基底还可以进行回收和二次利用,降低太阳能电池的制备成本。
在一些实施例中,洗涤液包括水或者甲醇。作为基底101的熔融盐基底一般都易溶于水或者甲醇,并且利用水或者甲醇作为洗涤液所需的成本也较低,同时也便于后续对熔融盐的回收利用。
参考图1至图5,其中,图5为薄膜太阳能电池102制备在阻挡层105上的电池结构示意图。在一些实施例中,在形成薄膜太阳能电池102前,还包括,在基底101的表面形成阻挡层105;形成薄膜太阳能电池102包括:在阻挡层105远离基底101的表面上形成薄膜太阳能电池102;在去除基底101后,还包括:去除阻挡层105。
部分薄膜太阳能电池102吸收层210的形成温度过高,直接在基底101表面上进行薄膜太阳能电池102的制备时,基底101邻近薄膜太阳能电池102的一侧吸热过多,温度上升到一定程度后,基底101中熔融盐离子增多,基底101中的熔融盐离子浓度增大,且离子的热运动更加频繁。在离子浓度增大且热运动更加频繁的情况下,基底101中的熔融盐离子容易迁移到薄膜太阳能电池102中,对薄膜太阳能电池102的性能和外观造成损伤。
因此,在进行薄膜太阳能电池102制备前,先在基底101表面形成一层阻挡层105,然后在阻挡层105远离基底101的表面上进行薄膜太阳能电池102的制备,利用阻挡层105有效阻碍基底101中的熔融盐离子向薄膜太阳能电池102中迁移,有效降低薄膜太阳能电池102制备过程中受离子迁移的干扰,提高薄膜太阳能电池102的质量。在完成基底101的去除后,再将阻挡层105一并去除,避免阻挡层105对制成的叠层太阳能电池的光吸收能力造成干扰,尽可能保证叠层太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中,阻挡层105的厚度为1nm-100nm。
阻挡层105的厚度指的是阻挡层105分别与薄膜太阳能电池102和基底101接触的两个表面之间的间隔。在阻挡层105的厚度过大的情况下,进行阻挡层105去除的过程中需要的时间和成本较大,不利于高效的批量生产,在阻挡层105的厚度过小的情况下,阻挡层105无法有效地阻滞基底101中的离子迁移,降低薄膜太阳能电池102受离子迁移的干扰的能力有限,无法有效提升薄膜太阳能电池102的良品率。
因此,在进行阻挡层105的制作过程中,可以将阻挡层105的厚度设置为1nm-100nm,例如,2nm、5nm、10nm、15nm、25nm、40nm、57.5nm、70nm、85nm或者95nm等。通过将阻挡层105的厚度设置为合适的大小,对阻挡层105制作和去除的时间及成本进行有效控制的同时,保证阻挡层105能够有效的阻滞基底101中的离子迁移到薄膜太阳能电池102中,尽可能降低薄膜太阳能电池102的损伤,保证薄膜太阳能电池102的良品率。
在一些实施例中,阻挡层105的材料包括:氮化钛、氧化铝或者氧化钼。
在进行阻挡层105制备前,可以选择氮化钛、氧化铝和氧化钼等材料中的至少一种进行阻挡层105的制作,选择具体材料时可以根据薄膜太阳能电池102的具体类型决定,选择对薄膜太阳能电池102有益或者无害的材料进行阻挡层105的制备。另外,还可以根据薄膜太阳能电池102吸收层210的具体形成温度,选择在该温度下离子迁移能力也较低的材料进行阻挡层105的制备,避免阻挡层105中的离子迁移导致对薄膜太阳能电池102造成损伤。
此外,在进行阻挡层105制备的过程中,既可以仅采用一种材料进行阻挡层105的制备,也可以采用多种材料混合进行阻挡层105的制备,本申请实施例对此不做限制。
参考图1至图6,在薄膜太阳能电池102远离底电池103的表面上形成透明电极层106。其中,图6为薄膜太阳能电池102与底电池103通过粘合层104贴合时,叠层太阳能电池的结构示意图。
在去除基底101后,露出薄膜太阳能电池102远离底电池103的表面,在薄膜太阳能电池102远离底电池103的表面上形成透明电极层106。其中,透明电极层106是既能导电又在可见光范围内具有高透过率的薄膜,透明电极层106可以是金属膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系或者复合膜系等,本申请实施例对透明电极层106的具体类型不做限制。
在透明电极层106远离薄膜太阳能电池102的表面上形成栅线107。
根据薄膜太阳能电池102的尺寸,确定需要沉积的栅线107的数量,在完成透明电极层106的沉积后,根据需要沉积的栅线107的数量,按照一定的间隔在透明电极层106远离薄膜太阳能电池102的表面上形成间隔排布的至少两根栅线107。
综上,本申请实施例提供的太阳能制备方法在太阳能电池制备的过程中,先在熔点高于薄膜太阳能电池102吸收层210形成温度的熔融盐基底上制备薄膜太阳能电池102,然后将薄膜太阳能电池102与底电池103贴合,然后将熔融盐基底去除,并在薄膜太阳能电池102上形成透明电极层106,在透明电极层106上形成栅线107,得到底电池103与薄膜太阳能电池102叠加形成的叠层太阳能电池。通过将熔点大于电池吸收层210形成温度的熔融盐基底作为制备薄膜太阳能电池102的基底101,保证不同类型的薄膜太阳能电池102均能顺利制备,提高叠层太阳能电池制备方法的适应性;利用熔融盐基底作为基底101,借助熔融盐基底便于去除的特性,降低了去除基底101的过程中对薄膜太阳能电池102造成的性能损伤,有效的提升了叠层太阳能电池的性能;先在熔融盐基底上进行薄膜太阳能电池102的制备,然后再将薄膜太阳能电池102与底电池103贴合,避免了直接在底电池103上进行薄膜太阳能电池102的制备对底电池103造成的性能损伤,保证了叠层太阳能电池的光电转换能力,同时降低了采用对电极结构敏感的薄膜太阳能电池102制作叠层太阳能电池的难度。
相应的,参考图7,本申请另一实施例还提供了一种太阳能电池,采用上述太阳能电池制备方法形成,包括:依次层叠设置的薄膜太阳能电池102和底电池103。
参考图8,在一些实施例中,太阳能电池还包括,粘合层104,粘合层104相对的两个表面分别与薄膜太阳能电池102和底电池103贴合。通过利用粘合层104进行叠层太阳能电池的制备,降低叠层太阳能电池制备过程中对薄膜太阳能电池102和底电池103造成的损伤。
在一些实施例中,粘合层104为导电胶。导电胶可以通过在具有良好光线透过率的透明胶水中添加导电粒子形成,也可以由自身包含的粒子具有一定的导电能力的透明薄胶水构成,透明薄胶水指的是对光具有良好透过率的胶水。
在一些实施例中,薄膜太阳能电池102包括:CIGS薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池或者III-V族薄膜太阳能电池。
不难发现本实施例是与太阳能电池制备方法实施例对应的太阳能电池结构实施例,本实施例中的细节在太阳能电池制备方法实施例中同样适用,同理太阳能电池制备方法实施例中的细节在本实施例中也适用。
相应的,本申请另一实施例还提供了一种光伏组件,光伏组件的结构示意图可以参考图9,光伏组件包括:电池串,电池串由多个上述任一实施例提供的太阳能电池910连接而成;封装层920,封装层920用于覆盖电池串的表面;盖板930,盖板930用于覆盖封装层920远离电池串的表面。太阳能电池910以整片或者多分片的形式电连接形成多个电池串,多个电池串以串联和/或并联的方式进行电连接。
在一些实施例中,多个电池串之间可以通过导电带940电连接。封装层920覆盖太阳能电池910的正面以及背面。
在一些实施例中,封装层920可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶膜等有机封装胶膜。
在一些实施例中,盖板930可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板930。
在一些实施例中,盖板930朝向封装层920的表面可以为凹凸表面,从而增加入射光线的利用率。
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本申请的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各种改动与修改,因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (17)
1.一种太阳能电池制备方法,其特征在于,包括:
提供基底,所述基底为熔融盐基底,所述熔融盐基底的熔点为第一温度;
在所述基底的表面上形成薄膜太阳能电池,所述薄膜太阳能电池包括形成温度为第二温度的吸收层,所述第一温度大于所述第二温度;
提供底电池,将所述底电池与所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面贴合;去除所述基底,露出所述薄膜太阳能电池远离所述底电池的表面;在所述薄膜太阳能电池远离所述底电池的表面上形成透明电极层;
在所述透明电极层远离所述薄膜太阳能电池的表面上形成栅线。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述第一温度与所述第二温度之间的差值不小于100摄氏度。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述第二温度为300摄氏度至1000摄氏度。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,将所述底电池与所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面贴合的步骤包括:
在所述底电池与所述薄膜太阳能电池之间形成粘合层;
所述粘合层相对的两个表面分别与所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面及所述底电池贴合。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,形成所述粘合层的步骤包括:
在所述底电池的表面形成所述粘合层;
将所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面与所述粘合层贴合;
或者,在所述薄膜太阳能电池远离所述基底的表面形成所述粘合层;
将所述底电池与所述粘合层贴合。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,在形成所述薄膜太阳能电池前还包括:
在所述基底的表面形成阻挡层;
形成所述薄膜太阳能电池包括:
在所述阻挡层远离所述基底的表面上形成所述薄膜太阳能电池;
在去除所述基底后,还包括:
去除所述阻挡层。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述阻挡层的厚度为1nm-100nm。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述阻挡层的材料包括:氮化钛、氧化铝或者氧化钼。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述基底的材料包括:氯化钠、碘化钾、氯化铵或者氢氧化钾。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述基底的热膨胀系数小于或等于5×10-5/K。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,去除所述基底的步骤包括:利用洗涤液对所述基底进行溶解,去除所述基底。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述洗涤液包括水或者甲醇。
13.一种太阳能电池,其特征在于,采用如权利要求1至12中任一项所述的太阳能电池制备方法形成,包括:依次层叠设置的薄膜太阳能电池和底电池。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,还包括:粘合层;
所述粘合层相对的两个表面分别与所述薄膜太阳能电池及所述底电池贴合。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池,其特征在于,所述粘合层为导电胶。
16.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,所述薄膜太阳能电池包括CIGS薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池或者III-V族薄膜太阳能电池。
17.一种光伏组件,其特征在于,包括:
电池串,所述电池串由多个如权利要求13至16中任一项所述的太阳能电池连接而成;
封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;
盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
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