專利名稱：一種薄膜太陽能電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池的材料及其制作方法。
技術(shù)背景一般薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中8為薄膜太陽電池模塊， 大多采用熱熔膠(如EVA)作為膠黏層6' , TPT或者PVB作為背板7'。而且 在背板7'上層積電池9 (依次為前電極，半導(dǎo)體層，背電極)后，在其封裝 之前沒有其他步驟。傳統(tǒng)的封裝方式采用的熱熔膠和TPT或者PVB成本較高。采用熱熔膠的 生產(chǎn)方式需要進行加熱，抽真空，層壓的步驟，能耗也比較高。傳統(tǒng)的薄膜 電池不具有背電極后多層功能層的附加，結(jié)構(gòu)簡單但是性能低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是通過提供一種薄膜太陽能電池及其制備方法，能有效降 低膠黏層和背板的成本，并且還能附加多功能材料層，從而補充了封裝過程 中的性能(如耐水性，絕緣性等)，完善了封裝性能。本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為 一種薄膜太陽能電池，包括依次排 列的基板、前電極、半導(dǎo)體層、背電極、膠黏層、背板，所述膠黏層的成分 為環(huán)氧樹脂；背板的成分為玻璃鋼或有機玻璃。優(yōu)選地，所述膠黏層的厚度《0. 5mm。優(yōu)選地，所述背板為玻璃鋼時，其厚度為0.5 lmm。優(yōu)選地，所述背板為有機玻璃時，其厚度為1 3mm。優(yōu)選地，還包括一功能層，設(shè)在背電極與膠黏層之間。優(yōu)選地，所述功能層為一層或多層。優(yōu)選地，所述功能層的材料為二氧化硅，二氧化鋁、氮化硅其中的一種。 一種薄膜太陽能電池的制備方法，太陽能電池依次包括基板、前電極、 半導(dǎo)體層、背電極、膠黏層、背板，包括以下步驟1) 在基板上通過成膜和激光刻蝕的工藝形成前電極、半導(dǎo)體層及背電極的結(jié)構(gòu)；2) 對層積好的基板進行磨邊處理，磨邊寬度為5 15mm，接出電極的引線；3) 在背電極上均勻涂布混合均勻的膠黏層，蓋上背板，在抽真空的條件 下利用層壓裝置進行層壓，膠黏層厚度《0. 5mm;4) 靜置使膠黏層固化，進行封邊框處理。優(yōu)選地，所述步驟3)為通過化學(xué)氣相沉積或磁控濺射的方法在背電極 上設(shè)一功能層，并在功能層上均勻涂布混合均勻的膠黏層，蓋上背板，在抽 真空的條件下利用層壓裝置進行層壓，膠黏層厚度《0.5mra。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點 和積極效果降低膠黏層、背板的成本以及生產(chǎn)能耗，并能附加多功能材料 層，提高了其工作性能(如耐水性，絕緣性等)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的太陽能電池打磨示意圖。圖3為本發(fā)明的太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的前電極、半導(dǎo)體層、背電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，l基板、2前電極、3半導(dǎo)體層、4背電極、5功能層、6、 6'膠黏層、7、 7，背板，8薄膜太陽電池模塊，9電池，背板A電池沉積薄膜部分，B打磨部分。
具體實施方式
如圖3所示，本發(fā)明依次包括基板l、前電極2、半導(dǎo)體層3、背電極4、 功能層5、膠黏層6、背板7。基板1采用玻璃板或者透光樹脂薄膜。其中玻璃板為大面積的廉價板材， 如以二氧化硅，氧化鈉，氧化鈣為主要成分的兩主面平滑的浮板玻璃，其透明性和絕緣性能高。前電極2采用透明導(dǎo)電性氧化物(此氧化物也可以通過摻雜改良性能)。 其中透明導(dǎo)電性氧化物薄膜可以采用IT0 (銦錫氧化物)，二氧化錫，ZA0(氧 化鋅摻鋁)等。半導(dǎo)體層3采用含有非晶體光電變化層的非晶體薄膜光電變換單元或含 有微晶結(jié)構(gòu)的光電變換單元層的單元。另外，半導(dǎo)體層3也可以采用非晶薄膜 光電變換單元和微晶變換單元的串聯(lián)型或者三聯(lián)型結(jié)構(gòu)。背電極4采用導(dǎo)電氧化物加鋁或者銀層的結(jié)構(gòu)，制作方法可以有磁控濺 射，化學(xué)氣相沉淀法等。前電極2不僅有作為電極的作用，還能使從基板1穿過的光線透過其自身， 到達半導(dǎo)體層3，從而產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)化。如圖4所示，前電極2、背電極4表面 還可形成微細凹凸紋理的結(jié)構(gòu)，從而提高半導(dǎo)體層3的光入射效率。功能層5為一層或多層，可以是二氧化硅，二氧化鋁，或氮化硅等，用以 實現(xiàn)不同功能。膠黏層6的成分為環(huán)氧樹脂，其厚度《0. 5m，可以起到絕緣作用和粘合作 用m。背板7的材料為玻璃鋼或有機玻璃，當(dāng)其為玻璃鋼時，厚度為0. 5 lmm; 為有機玻璃時，厚度為l 3mm。本發(fā)明太陽能電池的制造方法如下首先，在基板1上通過成膜和激光刻蝕的工藝形成前電極2、半導(dǎo)體層3 及背電極4的結(jié)構(gòu)(圖4)，這里采用得是傳統(tǒng)工藝，不再贅述。在該背電極 4上采用化學(xué)氣相沉積或磁控濺射的方法產(chǎn)生一道多層功能層5，可以是二氧 化硅，二氧化鋁，或氮化硅等。對層積好的基板1進行磨邊處理，磨邊寬度為5 15mm，如圖2所示，A 電池沉積薄膜部分，B打磨部分。其目的在于避免透明氧化物導(dǎo)電材料鍍層導(dǎo) 電，然后接出電極的引線。在功能層上均勻涂布混合均勻的膠黏層6 (環(huán)氧樹脂)，蓋上背板7 (玻 璃鋼或者有機玻璃)，在抽真空的條件下利用層壓裝置進行均勻加壓，使膠層 厚度均勻，膠黏層6厚度《0.5mm;采用真空層壓不需要加熱，可以避免空氣 混入。最后固定好，靜置使膠黏層6 (環(huán)氧樹脂)固化，進行封邊框處理。 實施例1首先，在具有1.1X1. 4m的面積和3mm厚度的玻璃基板1上用化學(xué)氣相沉 積方法制作厚度約700nm的二氧化錫薄膜作為透明導(dǎo)電前電極2，以及半導(dǎo)體 層3，用磁控濺射的方法制作背電極4氧化鋅薄膜，以及功能層5 二氧化鋁薄 膜以提高絕緣性能。并且在鍍功能層5之前采用了激光刻蝕的工藝，以實現(xiàn)如 圖4所示的功能結(jié)構(gòu)，上述為電池生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝。 其中半導(dǎo)體層3，采用了非晶體光電變化的結(jié)構(gòu)。接著，完成磨邊工序，將基板l上層積的薄膜結(jié)構(gòu)磨掉8mm寬，引出前后 電極的引線。接著，在電池基板1鍍膜的一面均勻涂布混合好未凝固的膠黏層6 (環(huán)氧 樹脂)，將lmm厚度的背板7 (玻璃鋼)放置在上面，然后在真空的條件下進 行層壓。最終靜置，待到膠黏層6 (環(huán)氧樹脂)完全凝固，進行封邊框處理。對成品的太陽能薄膜電池模塊8，光源使用氙氣燈以及鹵燈，照射AM1.5 (100mW/cm2)的光譜和光強的光，在25"C下進行光電變換的特性。 比較例l如圖1所示，沒有采用功能層的結(jié)構(gòu)，包括基板l，電池9，膠黏層6' 為熱熔膠(EVA)，背板7，材料為TPT薄膜。這樣計算出來的綜合生產(chǎn)成本， 包括能耗和材料消耗，均高于實施例中的電池模塊。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供高功率，外觀性好，成本低廉的薄膜 太陽能電池模塊。
權(quán)利要求
1、一種薄膜太陽能電池，包括依次排列的基板(1)、前電極(2)、半導(dǎo)體層(3)、背電極(4)、膠黏層(6)、背板(7)，其特征在于所述膠黏層(6)的成分為環(huán)氧樹脂；背板(7)的成分為玻璃鋼或有機玻璃。
2、 如權(quán)利要求l所述的薄膜太陽能電池，其特征在于所述膠黏層(6)的厚度《0. 5mm。
3、 如權(quán)利要求2所述的薄膜太陽能電池，其特征在于所述背板(7) 為玻璃鋼時，其厚度為0.5 lmm。
4、 如權(quán)利要求2所述的薄膜太陽能電池，其特征在于所述背板(7) 為有機玻璃時，其厚度為l 3mm。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的薄膜太陽能電池，其特征在于還包括一功 能層(5)，設(shè)在背電極(4)與膠黏層(6)之間。
6、 如權(quán)利要求5所述的薄膜太陽能電池，其特征在于所述功能層(5) 為一層或多層。
7、 如權(quán)利要求6所述的薄膜太陽能電池，其特征在于所述功能層(5) 的材料為二氧化硅，二氧化鋁、氮化硅其中的一種。
8、 一種如權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟1) 在基板(1)上通過成膜和激光刻蝕的工藝形成前電極(2)、半導(dǎo)體層(3)及背電極(4)的結(jié)構(gòu)；2) 對層積好的基板(1)進行磨邊處理，磨邊寬度為5 15mm，接出電 極的引線；3) 在背電極(4)上均勻涂布混合均勻的膠黏層(6)，蓋上背板(7)， 在抽真空的條件下利用層壓裝置進行層壓，膠黏層(6)厚度《0.5mm;4) 靜置使膠黏層(6)固化，進行封邊框處理。
9、 如權(quán)利要求8所述的薄膜太陽能電池的制備方法，其特征在于:所述 步驟3)為通過化學(xué)氣相沉積或磁控濺射的方法在背電極(4)上設(shè)一功能層(5)，并在功能層(5)上均勻涂布混合均勻的膠黏層(6)，蓋上背板(7)， 在抽真空的條件下利用層壓裝置進行層壓，膠黏層(6)厚度《0.5mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜太陽能電池及其制備方法，依次包括基板、前電極、半導(dǎo)體層、背電極、膠黏層、背板，所述膠黏層的成分為環(huán)氧樹脂；背板的成分為玻璃鋼或有機玻璃。本發(fā)明能有效降低膠黏層和背板的成本，并且還能附加多功能材料層，從而補充了封裝過程中的性能(如耐水性，絕緣性等)，完善了封裝性能。
文檔編號H01L31/0203GK101404297SQ20081004266
公開日2009年4月8日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者劉古巖, 芃 夏, 施松林, 鴻 王, 微 陳 申請人:上海拓引數(shù)碼技術(shù)有限公司