CN208570619U - 一种光伏电池结构 - Google Patents

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丁定国
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黄松建
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Abstract

一种光伏电池结构,包含一透明导电基板,其上具有一透明基板及一设于该透明基板一侧面上的下导电层。一光伏材料涂层设于该下导电层上,该光伏材料涂层包含一电子传递层、一主动层及一空穴传递层。多条蚀刻槽以阻隔形成一光伏单元,于该多个蚀刻槽上铺设一绝缘层。一上导电层设置于该光伏材料涂层另一侧与绝缘层上,并经该多条蚀刻槽形成线路,并与相邻的光伏单元的蚀刻槽连接下导电层,其中该上导电层邻接该光伏单元具金属镜面或光泽以提供入射光反射或折射的效果,并提供大区域面积覆盖各该光伏单元,以增益光反射区域面积及电性连接的目的。本实用新型使工艺更为简易,大大降低生产成本,利于量产的应用,提供增加光利用率的光伏电池结构。

Description

一种光伏电池结构
技术领域
本实用新型有关一种光伏电池,尤指一种具有光反射层的光伏电池结构。
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有机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。
目前在制备有机太阳能电池时,其都是通过涂布(Coating)作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R2R工艺即是一种具有潜力用以大面积制备有机太阳能电池的技术,其在产业界已有配合,R2R工艺即可良好地配合其运作,得以在较低成本下生产这些具有可塑性、重量轻、耐冲击等优点。
太阳能电池的光电转换装置在结构上有很多种,其中一种称为光伏电池的光电转换装置,如有机光伏电池或者是钙钛矿太阳能电池,主要是可以利用电子传递层ETL、主动层(在OPV中吸光层称为BHJ layer(bulk-heterojunction layer),在Perovskite solarcell中就称为Perovskite layer)、空穴传递HTL及电极导线ITO的结合达成光电转换及电子传递的效果,其结构如图1、2示的有机光伏电池,该光伏电池100a(如图1)包含有一基板101a,该基板101a上具有一下导电层102a,该下导电层102a上具有一光伏层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是以电子传递层1031a、主动层1032a、空穴传递层1033a所构成,或者如图2的空穴传递层1033a、主动层1032a、电子传递层1031a,于光伏层103a上具有一上导电层104a,通过与上、下导电层104a、102a的结合达成光电转换及电子传递的效果。
参考中国台湾专利第M538243号具有反射效果的光电元件封装结构,利用光伏元件的基材或封装基材设置一反射层结构可以增益反射源的利用或是中国台湾专利I472047号利用光元件间的间隙设置反射层以增加反射光的利用。然以上设计均会增加相关结构的复杂度,且因此相关生产与制作成本将增加,因此,本实用新型进一步加以设计改良,可以降低结构复杂度,降低生产成本,并可增加反射光的利用目的。
实用新型内容
因此,为有利于光伏电池的反射光的利用率,本实用新型提供一种新颖的光伏电池结构,以利提升电的产生,主要利用电极层(上导电层)的结构提供光反射效果以增加光的利用率,并同时提供电极电性连接的用途,具体为利用在光伏单元的上导电层提供大面积的涂覆具光反射性的导电材料。
为了达到上述目的,本实用新型提供一种光伏电池结构,包含有一透明导电基板、一光伏材料涂层、多条第一蚀刻槽、多条第二蚀刻槽、多个绝缘层、一上导电层、多条第三蚀刻槽及多条第四蚀刻槽。该透明导电基板包含有一透明基板及一设于该透明基板一侧面的下导电层。该光伏材料涂层设于该下导电层的一侧面上。该多条第一蚀刻槽贯穿该下导电层及该光伏材料涂层,以形成多个光伏单元。该多条第二蚀刻槽贯穿该光伏材料涂层。该多个绝缘层设于该多条第一蚀刻槽上及该光伏材料涂层上。该上导电层设于该多个绝缘层、该光伏材料涂层及该多条第二蚀刻槽上,使该上导电层与该下导电层电性连结。该多条第三蚀刻槽贯穿该上导电层与该光伏材料涂层,使该光伏单元与该上导电层不电性连结,并形成该上导电层的电性线路。该多条第四蚀刻槽纵向及横向的贯穿该上导电层、该光伏材料涂层及该下导电层,使该上导电层与该光伏材料涂层与该下导电层形成区隔。在本实用新型的一实施例中,该多条第一蚀刻槽宽距为10um-100um。
在本实用新型的一实施例中,该上导电层为具光泽性,提供光反射或折射效果。
在本实用新型的一实施例中,该光伏材料涂层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层,该光伏材料涂层设于该透明导电基板上。
在本实用新型的一实施例中,该光伏材料涂层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层,该光伏材料涂层设于一透明导电层卷材上。
在本实用新型的一实施例中,该光伏材料涂层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层,该光伏材料涂层设于该透明导电基板上。
在本实用新型的一实施例中,该光伏材料涂层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层,该光伏材料涂层设于一透明导电层卷材上。
在本实用新型的一实施例中,该透明基板任一侧或两侧设置一缓冲层,以增加该透明基板的强度或与该下导电层的附着力。
在本实用新型的一实施例中,该光伏电池结构上下贴附阻水阻气材料层进行封装,以构成光伏电池元件。
本实用新型的有益效果:
本实用新型结构可以减少在制作该上导电层的相关工艺的繁复,于该上导电层全面涂覆后在以不同激光能量控制即可构成各个光伏单元与线路。使工艺更为简易,大大降低生产成本,利于量产的应用,提供增加光利用率的光伏电池结构。
附图说明
图1,为传统的光伏电池结构示意图;
图2,为传统的另一光伏电池结构示意图﹔
图3,本实用新型的光伏电池结构的光伏材料涂层示意图;
图4a,为图3的光伏材料涂层进行第一蚀刻槽及第二蚀刻槽的切割侧视示意图﹔
图4b,为图4a的俯视示意图﹔
图5a,为图4a的光伏材料涂层上制作绝缘层侧视示意图﹔
图5b,为图5a的俯视示意图﹔
图6a,为图5a的光伏材料涂层上制作上导电层侧视示意图﹔
图6b,为图6a俯视示意图﹔
图7a,为图6a的光伏材料涂层上进行第三蚀刻槽及第四蚀刻槽的切割侧视示意图﹔
图7b,为图7a的俯视示意图﹔
图8,为图7a的另一光伏电池结构实施例示意图。
其中,附图标记:
现有技术:
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
主动层 1032a
空穴传递 1033a
上导电层 104a
本实用新型:
光伏材料涂层 10
透明导电基板 1
透明基板 11
下导电层 12
电子传递层 2
主动层 3
空穴传递层 4
绝缘层 5
上导电层 6
阻水阻气材料层 7
第一蚀刻槽 20
第二蚀刻槽 30
第三蚀刻槽 40
第四蚀刻槽 50
具体实施方式
有关本实用新型的技术内容及详细说明,现配合图式说明如下:
请参阅图3,本实用新型的光伏电池结构的光伏层示意图。如图所示:本实用新型一种光伏电池结构,依序先将光伏材料涂层10,包含电子传递层2、主动层3及空穴传递层4,依序涂布于透明导电基板(或透明导电层卷材)1上,其中所谓的光伏材料涂层10亦可以空穴传递层4、主动层3及电子传递层2的顺序依序涂布于透明导电基板(或透明导电层卷材)1上。其中,该透明导电基板1包含有一透明基板11及一设于该透明基板11一侧面的下导电层12。其中该透明基板11任一侧或两侧更可设置一缓冲层(图中未示)以增加该透明基板11的强度或与该下导电层12的附着力﹔该缓冲层为压克力、环氧树脂、二氧化硅或以上两种材料的组合。另,该透明基板11为透光塑料或透光玻璃基板,其中该透光塑料为酚醛树脂(phenol novolac,PN)、聚酰胺(Polyamide,PA)、聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚氨酯(Polyurethanes,PU)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)、压克力塑料等。在本图式中,该透明基板11的厚度为10um-500um。又,该下导电层12可经涂布、溅镀或蒸镀制成,该下导电层12为金属或金属氧化物,或是金属氧化物、金属和金属氧化物的多层组合,且该下导电层12透光率可以是70%-95%,该下导电层12的厚度为100nm-10um。在本图式中,该下导电层12利用一引线与外部电性连接,该引线可经印刷制作为一扁平电缆接线区(图中未示)而成。
请参阅图4a、4b,为图3的光伏材料涂层进行第一蚀刻槽及第二蚀刻槽的切割侧视及图4a的俯视示意图。如图所示﹕本实用新型以一特定激光能量不破坏透明基板11方式,进行多条第一蚀刻槽(线)20的激光蚀刻,蚀刻该光伏材料涂层10,以形成各该光伏单元,该多条第一蚀刻槽20宽距为10um-100um。
再次,以一特定激光能量不破坏该下导电层12方式,进行多条第二蚀刻槽(线)30的激光蚀刻,蚀刻该光伏材料涂层10,提供将来铺设上导电层(图中未示)涂料的灌孔(第一蚀刻槽)与该下导电层12电性连接,该多条第二蚀刻槽30宽距可以为10um-100um。
请参阅图5a、5b,为图4a的光伏材料涂层上制作绝缘层侧视及图5a的俯视示意图。如图所示﹕本实用新型于该多条第一蚀刻槽20上各铺设一绝缘层5,该多个绝缘层5为UV胶、环氧树脂或蓝胶经涂布后覆盖纵向于该多条第一蚀刻槽20的一侧。
请参阅图6a、6b,为图5a的光伏材料涂层上制作上导电层侧视及图6a俯视示意图。如图所示﹕本实用新型接着以涂布、溅镀或蒸镀于光伏材料涂层10上涂覆一上导电层6,并且与该上导电层6的导电材料填充于该第二蚀刻槽30内,使所形成的上导电层6与该下导电层12电性导通,该上导电层可以具光泽性,提供光反射或折射效果,且该上导电层6以利用一引线与外部电性连接,该引线可经印刷制作为一扁平电缆接线区(图中未示)而成。本图式中,该上导电层6为金属或金属氧化物,或是金属氧化物、金属和金属氧化物的多层组合。
请参阅图7a、7b,为图6a的光伏材料涂层上进行第三蚀刻槽及第四蚀刻槽切割侧视及图7a的俯视示意图。如图所示﹕本实用新型接着再以一特定激光能量不破坏该下导电层12的方式,进行多条第三蚀刻槽(线)40的激光蚀刻,使该上导电层6与光伏材料涂层10经此蚀刻而构成区隔,藉此使该光伏单元与该上导电层6不电性连结,并构成该上导电层6的电性线路。
接着再以一特定激光能量不破坏透明基板11的方式,进行多条第四蚀刻槽(线)50的纵向及横向蚀刻,使该上导电层12与该光伏材料涂层10与该下导电层12经此蚀刻而构成区隔。
请参阅图8,为图7a的进一步,在本实用新型的光伏电池结构上下贴附阻水阻气材料层7进行封装,以构成光伏电池元件。
由此,上述的结构可以减少在制作该上导电层6的相关工艺的繁复,于该上导电层6全面涂覆后在以不同激光能量控制即可构成各个光伏单元与线路。使工艺更为简易,大大降低生产成本,利于量产的应用,提供增加光利用率的光伏电池结构。
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权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种光伏电池结构,其特征在于,该光伏电池结构包含:
一透明导电基板,包含有一透明基板及一设于该透明基板一侧面的下导电层﹔
一光伏材料涂层,设于该下导电层的一侧面上﹔
多条第一蚀刻槽,贯穿该下导电层及该光伏材料涂层,以形成多个光伏单元﹔
多条第二蚀刻槽,贯穿该光伏材料涂层﹔
多个绝缘层,设于该多条第一蚀刻槽上及该光伏材料涂层上﹔
一上导电层,设于该多个绝缘层、该光伏材料涂层及该多条第二蚀刻槽上﹔
多条第三蚀刻槽,贯穿该上导电层与该光伏材料涂层,使该光伏单元与该上导电层不电性连结,并形成该上导电层的电性线路﹔
多条第四蚀刻槽,纵向及横向的贯穿该上导电层、该光伏材料涂层及该下导电层,使该上导电层与该光伏材料涂层与该下导电层形成区隔。
2.如权利要求1所述的光伏电池结构,其特征在于,该多条第一蚀刻槽宽距为10um-100um。
3.如权利要求1所述的光伏电池结构,其特征在于,该光伏材料涂层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层,该光伏材料涂层设于该透明导电基板上。
4.如权利要求1所述的光伏电池结构,其特征在于,该光伏材料涂层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层,该光伏材料涂层设于一透明导电层卷材上。
5.如权利要求1所述的光伏电池结构,其特征在于,该光伏材料涂层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层,该光伏材料涂层设于该透明导电基板上。
6.如权利要求1所述的光伏电池结构,其特征在于,该光伏材料涂层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层,该光伏材料涂层设于一透明导电层卷材上。
7.如权利要求1所述的光伏电池结构,其特征在于,该透明基板任一侧或两侧设置一缓冲层。
8.如权利要求1所述的光伏电池结构,其特征在于,该光伏电池结构上下贴附阻水阻气材料层进行封装,构成光伏电池元件。
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