CN203445136U - 一种柔性薄膜太阳能电池 - Google Patents

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童翔
罗姣
丁建
周祥勇
张英
陈振
陈磊
杨汉波
张庆钊
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Abstract

本实用新型涉及一种柔性薄膜太阳能电池，由多个柔性电池单元电气连通而成，每一所述柔性电池单元自上而下包括入射光面电极层、光电转换层、非入射光面电极层以及导电衬底，每一所述柔性电池单元包括带有朝向导电衬底方向的尖端的正切入面以及带有朝向入射光面电极层的尖端的背切入面，每一所述柔性电池单元的正切入面与相邻一片柔性电池单元的背切入面相对，还包括导电材料，所述导电材料将每一所述柔性电池单元的入射光面电极层与相邻柔性电池单元的导电衬底导通。所述的柔性薄膜太阳能电池可以保证导电材料不与尖端接触，并由此避免了在使用过程中因反复弯折卷曲而造成尖端将导电材料切断的问题，提高了柔性薄膜太阳能电池整体的可靠性。

Description

一种柔性薄膜太阳能电池
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池，特别涉及一种制作于柔性衬底上的薄膜太阳能电池。
背景技术
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能量来源，并且分布广泛、获得方式无地域限制。太阳能电池提供了一种以最小的环境影响来产生电力的光电转换装置，具有环境友好无污染等特点，越来越受到人们的关注。高光电转化效率、低成本、耐用、易安装、轻质化以及避免造成其他的环境影响问题是目前太阳能组件研究的主要方向，薄膜太阳能电池因光吸收层用料少，仅需几个微米就可以将太阳光能有效地转换成电能，具有广阔的发展前景。非晶/微晶硅、碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒化物(CIGS)是薄膜太阳能电池中使用的三种最重要的材料，而柔性薄膜太阳能电池具有质量轻、易附形、光电转换效率高等特点，逐渐成为近年来太阳能应用方面的重点。
现有技术中制备柔性薄膜太阳能电池的方法分为三个大步骤：首先是卷对卷生产得到柔性薄膜太阳能电池的长电池片，长电池片是在柔性衬底上依次制备入射光面电极层、光电转换层、非入射光面电极层和导电衬底。
然后利用切刀将长电池片分切成长方形的柔性电池单元。
最后将柔性电池单元进行串联连接并制作于柔性基材上，经封装工艺后制备完成柔性薄膜太阳能电池。
对于第二步的分片和第三步的连接，具体制作方法为：
步骤1：设置正面切刀间距,将正面切刀间距设置为与柔性电池单元宽度的相等；
步骤2：分片，利用正面切刀从入射光面电极层一面分切长电池片，从而在长电池片上形成入射光面切口，将长电池片分成数个柔性电池单元；
步骤3：连接，首先将柔性电池单元依次设置于基底上，设置导电材料于相邻的两片柔性电池单元之间，使其中一片柔性电池单元的入射光面电极层与相邻一片柔性电池单元的导电衬底实现电气连通；
步骤4：依次重复步骤3，从而实现多个柔性电池单元的串接；将串接后的柔性电池单元封装后得到柔性薄膜太阳能电池。但是采用切刀对长电池片进行切割时，由于剪切力的实施方向原因，会导致分片后的柔性电池单元的两个边缘出现弧形，并且当切刀从入射光面电极层切入时，分片得到的柔性电池单元的导电衬底会出现一朝向切割方向的尖端，如图1所示。因此在连接步骤，将柔性电池单元串接过程中，此尖端会接触导电材料，如图2所示。而且柔性薄膜太阳能电池在使用过程中，会反复弯折卷曲，此尖端极易将导电材料切断，影响柔性薄膜太阳能电池的串接效果，从而影响产品整体的可靠性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中柔性薄膜太阳能电池无法避免柔性组件在使用过程因反复弯折卷曲而造成切口尖端将导电材料切断的问题，从而提供一种柔性薄膜太阳能电池。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种柔性薄膜太阳能电池，由多个柔性电池单元电气连通而成，每一所述柔性电池单元自上而下包括入射光面电极层、光电转换层、非入射光面电极层以及导电衬底，其特征在于：
每一所述柔性电池单元包括带有朝向导电衬底方向的尖端的正切入面以及带有朝向入射光面电极层的尖端的背切入面；
每一所述柔性电池单元的正切入面与相邻一片柔性电池单元的背切入面相对；
还包括导电材料，所述导电材料将每一所述柔性电池单元的入射光面电极层与相邻柔性电池单元的导电衬底导通。
进一步地所述柔性薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒电池、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉电池、有机染料电池中的任一种。
进一步地所述光电转换层的材料包括非结晶硅及其合金、硫化镉、铜铟镓二硒、铜铟二硒、碲化镉或有机材料。
进一步地所述光电转换层为单层结构或堆叠层结构。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本实用新型所述的一种柔性薄膜太阳能电池，由多个柔性电池单元电气连通而成，每一所述柔性电池单元自上而下包括入射光面电极层、光电转换层、非入射光面电极层以及导电衬底，其中每一所述柔性电池单元包括带有朝向导电衬底方向的尖端的正切入面以及带有朝向入射光面电极层的尖端的背切入面，每一所述柔性电池单元的正切入面与相邻一片柔性电池单元的背切入面相对，还包括导电材料，所述导电材料将每一所述柔性电池单元的入射光面电极层与相邻柔性电池单元的导电衬底导通。所述的柔性薄膜太阳能电池可以保证导电材料不与尖端接触，并由此避免了在使用过程因反复弯折卷曲而造成尖端将导电材料切断的问题，提高了柔性薄膜太阳能电池整体的可靠性。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中，
图1是现有技术中长电池片分片工艺后的切开点示意图；
图2是现有技术中长电池片连接工艺后的连接点示意图；
图3a为从入射光面电极层一面切割得到的正切入面；
图3b为从导电衬底一面切割得到的背切入面；
图3c为本实用新型每一柔性电池单元的结构示意图；
图4是本实用新型长电池片的连接点示意图。
图中附图标记表示为：图中附图标记表示为：102-入射光面电极层切口；103-柔性电池单元；701-入射光面电极层；702-光电转换层；703-非入射面电极层；704-导电衬底；707-正切入面；708-正切入面尖端；709-背切入面；710-背切入面尖端；801-导电材料。
具体实施方式
本实施例提供了一种柔性薄膜太阳能电池，由多个柔性电池单元电气连通而成，每一所述柔性电池单元自上而下包括入射光面电极层701、光电转换层702、非入射光面电极层703以及导电衬底704，每一所述柔性电池单元包括带有朝向导电衬底方向的尖端的正切入面707以及带有朝向入射光面电极层的尖端的背切入面709；每一所述柔性电池单元的正切入面707与相邻一片柔性电池单元的背切入面709相对；还包括导电材料801，所述导电材料801将每一所述柔性电池单元的入射光面电极层701与相邻柔性电池单元的导电衬底704导通。
由于长电池片在切割时会在切刀切口处形成尖端，所以正切入面707和背切入面709的末端都会存在一个尖端。其中图3a为从入射光面电极层进行切割得到的带有朝向导电衬底方向的尖端708的正切入面707，图3b为从导电衬底一面进行切割得到的带有朝向入射光面电极层方向的尖端710的背切入面709。任一所述的柔性电池单元都包括从入射光面电极层切割得到的正切入面707和从导电衬底一面切割得到的背切入面709，如图3c所示。
所述任一片柔性电池单元的正切入面707与相邻一片柔性电池单元的背切入面709相对。此时可以保证正切入面707和背切入面709的两个尖端上下错开。进而每一所述柔性电池单元之间通过导电材料801实现电气连通。所述导电材料801使任一片柔性电池单元的入射光面电极层701与相邻一片柔性电池单元的导电衬底704连接并实现电气导通，如图4所示。多个这样的柔性电池单元通过这种连接方式连接在一起进行封装，便构成了本实施例所述的柔性薄膜太阳能电池。所述柔性电池单元数量可根据实际生产需要，自行设定，此处不在详述。
所述柔性薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒电池、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉电池、有机染料电池中的任一种。所述光电转换层的材料包括非结晶硅及其合金、硫化镉、铜铟镓二硒、铜铟二硒、碲化镉或有机材料，但并不限于此。所述光电转换层为单层结构或堆叠层结构。
由此，导电材料801将柔性电池单元的入射光面电极层701与紧邻的柔性电池单元的导电衬底704连接，并保持导电材料801与紧邻的柔性电池单元边缘弧面接触，由此避免柔性组件在使用过程因反复弯折卷曲，造成切口尖端将导电材料切断的问题，提高柔性组件的可靠性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种柔性薄膜太阳能电池，由多个柔性电池单元电气连通而成，每一所述柔性电池单元自上而下包括入射光面电极层、光电转换层、非入射光面电极层以及导电衬底，其特征在于：
每一所述柔性电池单元包括带有朝向导电衬底方向的尖端的正切入面以及带有朝向入射光面电极层的尖端的背切入面；
每一所述柔性电池单元的正切入面与相邻一片柔性电池单元的背切入面相对；
还包括导电材料，所述导电材料将每一所述柔性电池单元的入射光面电极层与相邻柔性电池单元的导电衬底导通。
2.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池，其特征在于，所述柔性薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒电池、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉电池、有机染料电池中的任一种。
3.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜太阳能电池，其特征在于，所述光电转换层的材料包括非结晶硅及其合金、硫化镉、铜铟镓二硒、铜铟二硒、碲化镉或有机材料。
4.根据权利要求3所述的柔性薄膜太阳能电池，其特征在于，所述光电转换层为单层结构或堆叠层结构。
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