專利名稱：一種薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜太陽能電池，具體涉及薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
薄膜太陽能電池，例如非晶硅薄膜電池，具有造價(jià)低，功率溫度系數(shù)小，弱光響應(yīng) 好等優(yōu)點(diǎn)，是光伏應(yīng)用技術(shù)中非常有前景的一項(xiàng)技術(shù)。薄膜電池有兩種主要電池結(jié)構(gòu)，上 層(superstrate)及底層(substrate)型，這兩種結(jié)構(gòu)是基于半導(dǎo)體層沉積層序來分的。 Superstrate這一類型中要用透明基板，例如玻璃，然后沉積一層透明導(dǎo)電層(前電極)，而 半導(dǎo)體電池層就沉積在這一層上，最后沉積背電極和背反射層。背反射層將透過電池層的 光再反射到電池的半導(dǎo)體層內(nèi)，這樣一來光被多次吸收進(jìn)而提高光的利用率和電池的轉(zhuǎn)換 效率。非晶硅薄膜電池中使用了兩種典型的背反射層。 一種類型是，大多數(shù)薄膜太陽能電 池中所用的背反射層是由沉積的透明導(dǎo)電的氧化層(TCO)做如緩沖層(背電極)，在這一層 再鍍上像鋁和銀等具有高反射率的金屬質(zhì)薄膜構(gòu)成的。以上背反射層可以用真空蒸發(fā)或?yàn)R 射等方式完成。另一項(xiàng)簡單且成本較低的技術(shù)，是在沉積的透明導(dǎo)電的氧化層(TCO)緩沖 層后，將含有氧化鈦的白色漆涂于緩沖層上為背反射層。白色涂層工藝可以通過絲網(wǎng)印刷 術(shù)、噴漆或者是簡單的刷漆工藝來實(shí)現(xiàn)。此后，薄膜電池通常需要用透明高分子材料，例如 PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯-聚醋酸乙烯)等作為粘結(jié)材料與另一背板層壓構(gòu)成 完整的薄膜電池構(gòu)造。層壓給太陽能電池抵抗環(huán)境損害提供了保護(hù)同時(shí)也在提高了電池的 機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 圖1是傳統(tǒng)薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。從陽光的入射方向，依次是前板1、具有前后 電極的薄膜電池層2、背反射層3，例如鋁膜、透明的粘結(jié)材料層4，例如透明PVB，EVA等、背 板5。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，背反射層和粘結(jié)材料層是兩個(gè)層。 從上述描述中可以看出太陽能電池要先做背反射層再用PVB或EVA等粘結(jié)材料進(jìn) 行層壓。這樣就存在一個(gè)問題，即背反射層和層壓是兩個(gè)獨(dú)立的工序，并且層壓還需PVB或 EVA等粘結(jié)材料。這樣不僅浪費(fèi)寶貴的白漆和金屬鋁，銀等消耗性材料，還需向生產(chǎn)設(shè)備和 生產(chǎn)工藝優(yōu)化分別投入大量的資金和時(shí)間。更為關(guān)鍵的是，這一工藝需延長電池的生產(chǎn)周 期，隨之而來的就是產(chǎn)能下降。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的以上問題，本發(fā)明試圖改進(jìn)薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)，以簡化結(jié) 構(gòu)和工藝，降低材料成本，節(jié)約生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝上的資金和時(shí)間，并且縮短電池的生產(chǎn) 周期，提高電池產(chǎn)能。 為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種薄膜太陽能電池制備方法，包括制備前板，制 備薄膜電池層，制備反射粘結(jié)層，制備背板，層壓。 本發(fā)明還提供了一種薄膜太陽能電池制備方法，包括在制備反射層和相鄰的粘結(jié) 層時(shí)，用反射性的反射粘結(jié)層替換反射層和粘結(jié)層。
本發(fā)明還提供了一種薄膜太陽能電池，包括前板；薄膜電池層；反射粘結(jié)層；背 板。 本發(fā)明還提供了一種薄膜太陽能電池，具有反射粘結(jié)層，該反射粘結(jié)層作為反射 層和粘結(jié)層。 根據(jù)本發(fā)明，將粘結(jié)材料，例如PVB或EVA等直接作為反射層，形成反射粘結(jié)層，從 而省去反射層生產(chǎn)所需費(fèi)用及時(shí)間。本發(fā)明用例如高反射性的白色PVB或EVA材料取代反 射層并作為層壓所需的粘結(jié)材料。這種白色PVB、EVA高分子材料例如是在PVB或EVA材料 中參雜納米級氧化鈦微粒形成，其兼具傳統(tǒng)PVB、 EVA等粘結(jié)材料的性能并具有作為反射層 的高光反射功能。通常情況下，根據(jù)本發(fā)明的電池的光轉(zhuǎn)換效率可提高15-20%，同時(shí)省去 了金屬、白漆等材料和相關(guān)工藝設(shè)備及生產(chǎn)時(shí)間。


結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更
加清楚。
圖1是傳統(tǒng)薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
圖2是根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)。從陽光的入射方向，依次是前板1、具 有前后電極的薄膜電池層2、反射粘結(jié)層4、背板5。 薄膜電池層2的前電極層可以是例如TCO膜，或者用透明導(dǎo)電玻璃作為前板也作 為薄膜電池層的前電極層，而不需另外的前電極層。 在該層壓結(jié)構(gòu)中，反射粘結(jié)層4將薄膜電池層2與背板5粘結(jié)，以及將前板1與背 板粘結(jié)。 在本發(fā)明中，應(yīng)用反射性的粘結(jié)材料，例如白色反光PVB或EVA材料來取代傳統(tǒng)的 反射層和層壓所需的粘結(jié)材料層。這種反射性的粘結(jié)材料可以是本領(lǐng)域技術(shù)人已知的任何 可用的材料。這種白色PVB、 EVA高分子材料例如是在PVB或EVA材料中參雜白色材料，例 如納米級氧化鈦微粒形成。這種白色材料可以是本領(lǐng)域技術(shù)人已知的任何可用的材料。根 據(jù)本發(fā)明的反射粘結(jié)層兼具傳統(tǒng)PVB、EVA等粘結(jié)材料的性能并具有作為反射層的高光反
射功能。 任何需要用反射層提高電池轉(zhuǎn)換效率的薄膜電池的層結(jié)構(gòu)中，對于相鄰的反射層
和粘結(jié)層都可以使用本發(fā)明的構(gòu)思，將兩個(gè)層合并為一個(gè)反射粘結(jié)層。 在根據(jù)本發(fā)明的太陽能薄膜電池中，反射粘結(jié)層具有反射層和層壓粘和材料的雙
重功能。 制備根據(jù)本發(fā)明的太陽能薄膜電池的工序中，前后段的制造工序和傳統(tǒng)工序一 樣，但是反射層沒有金屬或白色涂層，而是在層壓時(shí)直接用高反射性的粘結(jié)層，例如白色反 光PVB或EVA層作為背反射層，或者說反射粘結(jié)層。根據(jù)本發(fā)明的制備過程具體描述如下
—、制備前板。在該步驟中準(zhǔn)備和清洗透光玻璃； 二、制作薄膜電池層。在此步驟中，首先制備TCO膜作為前電極層，或如果在制備前板時(shí)直接使用透明導(dǎo)電玻璃作為前電極；其次如傳統(tǒng)工藝，制備半導(dǎo)體層，進(jìn)行激光切割以便串接；再次制備薄膜電池層的背電極層； 三、制備反射粘結(jié)層。清邊和切割適當(dāng)大小的反射粘結(jié)材料，如白色反光PVB或
EVA材料，將其放到已完成的薄膜電池層的背面； 四、層壓。將制備的層結(jié)構(gòu)放入層壓機(jī)完成層壓程序。 通常，在完成以上制備過程后，還進(jìn)行其他的傳統(tǒng)步驟，如測試太陽能電池，例如做太陽模擬器測驗(yàn)。 以下具體實(shí)施方案是基于用0erlikon公司的成套設(shè)備制造單節(jié)非晶硅串接的薄
膜太陽能電池。 制備前禾反 1.清洗前板玻璃，本例用1100x1300mm的超白浮法玻璃
燃麵幅M 2.用0erikon LPCVD 1200設(shè)備鍍透明氧化鋅前電極.
3.用Oerlikon Laser 1200設(shè)備激光劃線分割前電極(PI)
4.用Oerlikon KAI 1200 PECVD設(shè)備沉積非晶硅PIN半導(dǎo)體層
5.用Oerlikon Laser 1200設(shè)備激光劃線分割半導(dǎo)體層(P2)
6.用Oerikon LPCVD 1200設(shè)備鍍透明氧化鋅背電極
7.用Oerlikon Laser 1200設(shè)備激光劃線分割背電極(P3)
8.作正負(fù)電極引線
9.除邊以備層壓。
制備反射粘結(jié)層 10.切割適當(dāng)大小的白色反光PVB或EVA材料，將其鋪放到已完成的薄膜電池層的背面，并放上背板，例如玻璃或其他背板材料。 MM 11.放入層壓機(jī)完成層壓工藝。 最后，測試太陽能電池，如用太陽模擬器測試。 雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權(quán)利要求
一種薄膜太陽能電池制備方法，包括制備前板，制備薄膜電池層，制備反射粘結(jié)層，制備背板，層壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中在制備前板的步驟中，用透明導(dǎo)電玻璃作為前板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中制備薄膜電池層包括制備半導(dǎo)體層和背電極層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中制備薄膜電池層包括制備前電極層、半導(dǎo)體層和背電極層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中制備反射粘結(jié)層的步驟中，使用反射性粘結(jié)材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中反射性粘結(jié)材料是白色PVB或EVA材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中反射性粘結(jié)材料是通過在粘結(jié)材料中參雜白色材料形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中白色材料是納米級氧化鈦微粒。
9. 一種薄膜太陽能電池制備方法，包括在制備反射層和相鄰的粘結(jié)層時(shí)，用反射性的反射粘結(jié)層替換反射層和粘結(jié)層。
10. —種薄膜太陽能電池，包括前板；薄膜電池層；反射粘結(jié)層；背板。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的薄膜太陽能電池，其中前板是透明導(dǎo)電玻璃。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的薄膜太陽能電池，其中薄膜電池層包括半導(dǎo)體層和背電極層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的薄膜太陽能電池，其中薄膜電池層包括前電極層、半導(dǎo)體層和背電極層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10的薄膜太陽能電池，其中反射粘結(jié)層是反射性粘結(jié)材料構(gòu)成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的薄膜太陽能電池，其中反射性粘結(jié)材料是白色PVB或EVA材料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的薄膜太陽能電池，其中反射性粘結(jié)材料是通過在粘結(jié)材料中參雜白色材料形成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的薄膜太陽能電池，其中白色材料是納米級氧化鈦微粒。
18. —種薄膜太陽能電池，具有反射粘結(jié)層，該反射粘結(jié)層作為反射層和粘結(jié)層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)和制備方法。根據(jù)本發(fā)明的制備過程制備前板，制備薄膜電池層，制備反射粘結(jié)層，制備背板，層壓。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池包括前板；薄膜電池層；反射粘結(jié)層；背板。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法，能夠簡化結(jié)構(gòu)和工藝，降低材料成本，節(jié)約生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝上的資金和時(shí)間，并且縮短電池的生產(chǎn)周期，提高電池產(chǎn)能。
文檔編號H01L31/048GK101710602SQ200910206699
公開日2010年5月19日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者牛新偉 申請人:浙江正泰太陽能科技有限公司