CN207474495U - 一种光伏电池结构 - Google Patents

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Abstract

一种光伏电池结构，包括：一基板、一下导电层、一光伏层及一上导电层。该下导电层设置于该基板一侧上。该光伏层设置于该下导电层另一侧表面上。该上导电层设置于该光伏层的另一侧表面上。其中该光伏层由一电子传递层与一空穴传递层之间夹合一反应层所构成；其中该电子传递层覆盖该反应层与该空穴传递层的一部分，阻隔该上导电层与该反应层及该空穴传递层电性连接。

Description

一种光伏电池结构
技术领域
本实用新型涉及一种光伏电池结构，尤其涉及一种关于用于光伏电池的电子传递层或空穴传递层的配置结构。
背景技术
太阳能电池的研究是再生能源中受众人期待的一个方向。虽然现今已商业化的多数产品是以硅为其主要材料，不过使用高分子材料所开发的太阳能电池因其工艺简单、造价便宜、材质轻盈、可挠曲等特性而受到业界与学术界的瞩目。
目前在制备光伏太阳能电池时，可通过涂布(Coating)或蒸镀为制备太阳能电池薄膜的技术手段，其优点在于能够使得该薄膜具有较佳的平整性与均匀性。而进一步可以结合R2R(Roll-to-Roll,R2R)工艺即是一种具有潜力用以大面积制备光伏太阳能电池的技术，其在产业界已有配合，R2R工艺即可良好地配合其运作，得以在较低成本的下生产这些具有可塑性、重量轻、耐冲击等优点的光伏元件。
光伏电池结构100a的光电转换元件，如有机光伏电池或者是钙钛矿太阳能电池，利用在基板101a上的光伏层103a提供光电转换机制，经由上、下导电层104a、102a构成电性回路，其中所谓的光伏层103a以电子传递层1031a、反应层1032a、空穴传递层1033a所构成，藉由与上、下导电层104a、102a 的结合达成光电转换及电子传递的效果，其结构可参照图1所示，其中所谓的反应层1032a可以是有机光伏(OPV)材料或钙钛矿PSC的光伏材料，进一步利用不同电子特性的电子传递层1031a与空穴传递层1033a，以增益反应层1032a 的光电转换效率。
不过现有结构为达成R2R(Roll-to-Roll,R2R)工艺的量产性制作，参阅图1所示光伏层103a的侧边均与上导电层104a有部分电性连接，虽然光伏层 103a的各层侧边仅小于1um，不过对于该部分反应层1032a与电子传递层1031a各该侧边与上导电层104a仍有部分邻接，有短路的风险，因为克服此局部结构的短路现象，俾使光点转换效率提升，并且仍可满足光伏电池的量产性制作，相关结构需进一步加以改良设计。
实用新型内容
因此，本实用新型的主要目的，在于提供一全新的光伏电池结构，有利于光伏电池的连续量产实施，并且改善光伏层的侧边与上导电层的短路部分。
本实用新型的另一目的，在于为保持晶胞(Cell)的透光性，各该晶胞(Cell) 上的上导电层可以保留必要的至少一篓空孔以增加透光性。
为达上述目的，本实用新型提供一种光伏电池结构，其包括：
一基板；
一下导电层，设置于该基板一侧上；
一光伏层，设置于该下导电层另一侧表面上；
一上导电层，设置于该光伏层的另一侧表面上；
其中该光伏层由一电子传递层与一空穴传递层之间夹合一反应层所构成；
其中该电子传递层覆盖该反应层与该空穴传递层的一部分，阻隔该上导电层与该反应层及该空穴传递层电性连接。
上述的光伏电池结构，其中该基板为透光塑料或透光玻璃基板。
上述的光伏电池结构，其中该基板与下导电层之间设有一硬化层。
上述的光伏电池结构，其中该光伏层厚度小于1um。
上述的光伏电池结构，其中该光伏层为有机光伏电池复合层结构。
上述的光伏电池结构，其中该光伏层为钙钛矿光伏电池复合层结构。
上述的光伏电池结构，其中在该光伏电池结构上增设有一上盖板的透明材料，并于该上盖板及该基板之间以一封装胶封合。
上述的光伏电池结构，其中在该光伏电池结构上下各增设有一上盖板及一下盖板的透明材料，并于该上盖板及该下盖板之间以一封装胶封合。
上述的光伏电池结构，其中该上导电层上具有至少一篓空孔。
为达上述目的，本实用新型提供一种光伏电池结构，其包括：
一基板；
一下导电层，设置于该基板一侧上；
一光伏层，设置于该下导电层另一侧表面上；
一上导电层，设置于该光伏层的另一侧表面上；
其中该光伏层由一空穴传递层与一电子传递层之间夹合一反应层所构成；
其中该空穴传递层覆盖该反应层与该电子传递层的一部分，阻隔该上导电层与该反应层及该电子传递层电性连接。
上述的光伏电池结构，其中该基板为透光塑料或透光玻璃基板。
上述的光伏电池结构，其中该基板与下导电层之间设有一硬化层。
上述的光伏电池结构，其中该光伏层厚度小于1um。
上述的光伏电池结构，其中该光伏层为有机光伏电池复合层结构。
上述的光伏电池结构，其中该光伏层为钙钛矿光伏电池复合层结构。
上述的光伏电池结构，其中在该光伏电池结构上增设有一上盖板的透明材料，并于该上盖板及该基板之间以一封装胶封合。
上述的光伏电池结构，其中在该光伏电池结构上下各增设有一上盖板及一下盖板的透明材料，并于该上盖板及该下盖板之间以一封装胶封合。
上述的光伏电池结构，其中该上导电层上具有至少一篓空孔。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1，为传统的光伏电池结构示意图；
图2，本实用新型的第一实施例的光伏电池结构制作流程示意图；
图3，本实用新型的第一实施例的光伏电池结构的基板上制作下导电层侧视示意图；
图4，为图3的上视示意图；
图5，在图3的下导电层上制作电子传递层与反应层的侧视示意图；
图6，为图5的上视示意图；
图7，在图6的反应层上制作空穴传递层的侧视示意图；
图8，为图7的上视示意图；
图9，在图8的空穴传递层上制作上导电层侧视示意图；
图10，为图9的上视示意图；
图11，本实用新型的第二实施例的光伏电池结构示意图；
图12，本实用新型的第三实施例的光伏电池结构示意图；
图13，本实用新型的第四实施例的光伏电池结构示意图。
其中，附图标记
光伏电池结构100a
基板101a
下导电层102a
光伏层103a
电子传递层1031a
反应层1032a
空穴传递1033a
光伏电池结构10
基板1
下导电层2
电极21
光伏层3
电子传递层31
反应层32
空穴传递层33
上导电层4
篓空孔41
上盖板20
下盖板30
封装胶40
第一次蚀刻槽2a
第二次蚀刻槽3a
第三次蚀刻槽3b
具体实施方式
兹有关本实用新型的技术内容及详细说明，现配合附图说明如下：
请参阅图2，本实用新型的光伏电池结构制作流程示意图。同时，配合图 3-图10的光伏电池结构各步骤的结构图说明，如图所示：本实用新型的光伏电池结构，该光伏电池结构由多个晶胞(Cell)呈阵列排列及基板1上，每一个晶胞包含也一下导电层2、一光伏层3及一上导电层4。在制作光伏电池结构10时，主要是将光伏层3的电子传递层31(或空穴传递层33)覆盖反应层32 与空穴传递层33(或该电子传递层31)的一部分，阻隔该上导电层4与该反应层32及该空穴传递层33(或该电子传递层31)电性连接。
首先，如步骤S100，备有一基板1，该基板1为透光塑料或透光玻璃基板，该透光塑料为聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、尼龙(Nylon， Polyamide，简称PA为聚酰胺高分子)、聚氨酯(Polyurethanes，PU)或亚克力塑料等。再于该基板1一侧面进行硬化处理形成有一硬化层(图中未示)，该光学硬化层为亚克力、环氧树脂、二氧化硅或前述两种以上材料的组合。该硬化层的厚度为1um-5um。
步骤S102，制作下导电层2，该下导电层2设于该硬化层的一侧面上，该下导电层2是将导电涂层的有机导体涂层或无机导体涂层经干式的激光蚀刻、湿式蚀刻的化学或蒸镀技术形成具有透明多个电极21及线路(图中未示)的下导电层2，且该下导电层2设于在该硬化层的一侧面上。该下导电层2为透明导电层的有机导体涂层、无机导体涂层或以前述两种以上组合。该无机导体涂层为金属或金属氧化物。该有机导体涂层为奈米碳管、聚3,4-乙撑二氧噻吩 (Poly-3,4-Ethylen
edioxythiophene，PEDOT)或以前述两种以上组合。且每一个相邻的电极 (Cell)21之间的第一次蚀刻槽2a宽距为25um-100um(如图3、4所示)。
步骤S104，制作光伏层3，以精密狭缝式涂布(Slot Die Coating)、蒸镀或网印在下导电层2的每一个电极21上制作光伏层3，该光伏层3依序涂布有一电子传递层31、一反应层32或先涂布一空穴传递层33、一反应层32，涂布经干燥后进行蚀刻(如图5、6所示)。且每一个相邻的光伏层(Cell)3之间的第二次蚀刻槽3a宽距可以为50um～100um。接着，再进行空穴传递层33 的涂布(或电子传递层31的涂布)，以封闭该电子传递层31、该反应层32或该空穴传递层33、该反应层32的一侧，以阻隔该电子传递层31、该反应层32或该空穴传递层33、该反应层32在后续加工时与上导电层(图中未示)电性连接。其中在该空穴传递层33的涂布(或电子传递层31的涂布)可以通过精密狭缝式涂布(Slot Die Coating)、蒸镀或网印制作该涂层，之后经干燥后再进行蚀刻。每一个相邻的空穴传递层(Cell)33或电子传递层(Cell)31之间的第三次蚀刻槽3b宽距可以为25um～100um(如图7、8所示)。其中构成该光伏层 3的组成可以是有机光伏电池复合层结构，或是钙钛矿光伏电池复合层结构。在本图中，该光伏层3厚度小于1um。
步骤S106，制作上导电层4，将导电涂料的银浆涂覆于光伏层3的每一个最上层的该空穴传递层33(或该电子传递层31)上并覆盖于另一个该下导层上 2，使该上导电层4与该下导电层2形成电性连接(如图9、10所示)。且在制作上导电层4时，可一并制作相邻晶胞(Cell)的导电线路提供外部连接。
进一步，请参阅图11所示，本实用新型的第二实施例与第一实施例大致相同，所不同处在于制作上导电层4时，其中为保持晶胞(Cell)的透光性，各该晶胞(Cell)上的上导电层4可以保留必要的至少一篓空孔41以增加透光性。
请参阅图12，本实用新型的第三实施例的光伏电池结构示意图。如图所示：本实用新型进一步将前述的光伏电池结构上增设有一上盖板20的透明材料，并于该上盖板20及该基板1之间通过一封装胶40封合，以阻水阻气，该透明材料为透光玻璃基板或透光塑料。
请参阅图13，本实用新型的第四实施例的光伏电池结构示意图。如图所示：本实用新型进一步于前述的光伏电池结构10上下各增设有一上盖板20 及一下盖板30的透明材料，并于该上盖板20及该下盖板30之间通过一封装胶40封合，以阻水阻气，该透明材料为透光玻璃基板或透光塑料。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种光伏电池结构，其特征在于，包括：
一基板；
一下导电层，设置于该基板一侧上；
一光伏层，设置于该下导电层另一侧表面上；
一上导电层，设置于该光伏层的另一侧表面上；
其中该光伏层由一电子传递层与一空穴传递层之间夹合一反应层所构成；
其中该电子传递层覆盖该反应层与该空穴传递层的一部分，阻隔该上导电层与该反应层及该空穴传递层电性连接。
2.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该基板为透光塑料或透光玻璃基板。
3.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该基板与下导电层之间设有一硬化层。
4.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该光伏层厚度小于1um。
5.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该光伏层为有机光伏电池复合层结构。
6.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该光伏层为钙钛矿光伏电池复合层结构。
7.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，在该光伏电池结构上增设有一上盖板的透明材料，并于该上盖板及该基板之间以一封装胶封合。
8.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，在该光伏电池结构上下各增设有一上盖板及一下盖板的透明材料，并于该上盖板及该下盖板之间以一封装胶封合。
9.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该上导电层上具有至少一篓空孔。
10.一种光伏电池结构，其特征在于，包括：
一基板；
一下导电层，设置于该基板一侧上；
一光伏层，设置于该下导电层另一侧表面上；
一上导电层，设置于该光伏层的另一侧表面上；
其中该光伏层由一空穴传递层与一电子传递层之间夹合一反应层所构成；
其中该空穴传递层覆盖该反应层与该电子传递层的一部分，阻隔该上导电层与该反应层及该电子传递层电性连接。
11.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，该基板为透光塑料或透光玻璃基板。
12.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，该基板与下导电层之间设有一硬化层。
13.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，该光伏层厚度小于1um。
14.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，该光伏层为有机光伏电池复合层结构。
15.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，该光伏层为钙钛矿光伏电池复合层结构。
16.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，在该光伏电池结构上增设有一上盖板的透明材料，并于该上盖板及该基板之间以一封装胶封合。
17.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，在该光伏电池结构上下各增设有一上盖板及一下盖板的透明材料，并于该上盖板及该下盖板之间以一封装胶封合。
18.根据权利要求10所述的光伏电池结构，其特征在于，该上导电层上具有至少一篓空孔。
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