[发明专利]一种柔性薄膜太阳电池结构及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域制备技术，特备是涉及柔性薄膜太阳电池的制备方法。

背景技术

相对于晶体硅太阳电池和玻璃衬底薄膜太阳电池而言，柔性薄膜太阳电池，可以制备在不锈钢、塑料等柔性衬底上，因此，具有重量轻、可折叠、不易破碎等优点，制备的柔性薄膜太阳电池具有高的功率重量比，特别适用于飞艇、平流层气球探测器等特殊用途以及帐篷、建筑物表面、移动式电源等民用用途。

从已公开的专利情况来看，专利CN201310300555公开了一种柔性CZTS太阳电池的制备方法；专利CN201010191156公开了一种柔性薄膜太阳电池集成组件的制备方法；专利CN200610016182公开了一种柔性CIGS太阳电池的结构和制备方法；专利CN200620039938公开了一种柔性非晶硅薄膜太阳电池的结构；专利CN200810236695公开了一种柔性非晶硅薄膜太阳电池的制备方法；CN201010549329公开了一种柔性CIGS太阳电池及其制备方法。

如上所述，已公开专利的内容多集中在柔性薄膜太阳电池膜层结构和制备方案，鲜有关于子电池单元结构及连接的专利公开，且已公开的专利CN201010191156，其中柔性薄膜太阳电池单元的连接通过柔性线材焊接而成，这不仅影响了电池的美观，也降低了电池的可靠性；已公开的专利CN201310300555，其中柔性薄膜太阳电池单元内部连接，通过划线刀两次划刻后串联而成，但由于机械加工的不精确性，导致组件的性能下降。因此，有必要进一步改进柔性薄膜太阳电池的电池结构和制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于柔性衬底薄膜太阳电池的电池结构和制备方法。该电池的子电池单元的连接不是通过柔性线材连接，提高了电池的可靠性；该电池的制造工艺减小了激光划刻或机械划刻的次数，提高了电池的性能；该电池的正电极全部制备在柔性衬底的背面，因而电池的正面没有任何遮挡，增大了电池的受光面，提高了电池的转换效率，并且使得电池更加美观，解决了上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种柔性薄膜太阳电池结构，柔性薄膜太阳电池为层状结构，从下至上依次包括金属薄膜、绝缘阻挡层、柔性衬底、绝缘阻挡层、金属薄膜、透明导电薄膜、薄膜电池、透明导电薄膜。

从下至上，于柔性薄膜太阳电池上分别设有作为正极孔和负极孔的通孔。

正极孔的内壁面上依次设有绝缘阻挡层、薄膜电池和透明导电薄膜；

负极孔的内壁面上依次设有绝缘阻挡层和金属薄膜。

所述正极孔和负极孔分别为2个以上，并按从左至右依次间隔排列形成一列极孔；所述极孔为1列以上；

于柔性衬底正面(沉积薄膜电池的一侧)以及柔性衬底背面(未沉积薄膜电池的一侧)激光划刻的正面绝缘线和背面绝缘线形成柔性薄膜太阳电池的子电池单元。

所述柔性薄膜太阳电池的子电池单元连接方式为串联；

正面绝缘线和背面绝缘线于柔性衬底上的投影从左至右依次交替间隔排列，且正面绝缘线和背面绝缘线于柔性衬底上的投影之间具有正极孔或负极孔；

子电池的空穴在透明导电薄膜汇集后经正极孔流向柔性衬底背部的金属薄膜，并通过负极孔流向下一子电池单元的背电极金属薄膜，从而形成子电池单元之间的串联。

金属薄膜金属薄膜包括银薄膜或铝薄膜；绝缘阻挡层包括氧化硅膜层或氮化硅膜层；

柔性衬底不锈钢卷、铝箔或铜箔；

透明导电薄膜包括FTO、AZO、BZO、ITO、GZO或YZO材料制成的透明导电薄膜；

薄膜电池包括单结硅薄膜电池、或多结硅薄膜电池、铜铟镓硒、铜锌锡硫、碲化镉、有机电池、染料敏化电池、量子点电池或以上任何二种以上电池的复合型电池。

所述柔性薄膜太阳电池结构的制备方法：

(1)在柔性薄膜太阳电池衬底上并排打1列以上位置相对、等距的圆孔，所使用的方法是激光或者机械方法；

(2)在打孔后的柔性衬底两侧及孔内部沉积一层氧化硅或氮化硅绝缘阻挡层，所使用的方法是PECVD(等离子体增强型化学气相沉积)；

(3)在之后的柔性衬底正面(制备薄膜太阳电池的一侧)制备一层银薄膜或者铝薄膜，所使用的方法是溅射，并通过掩膜的方式，使得间隔排列的孔内部镀上银薄膜或者铝薄膜，未镀上银薄膜或者铝薄膜的孔称为正极孔，镀上银薄膜或者铝薄膜的孔称为负极孔；