專利名稱：一種薄膜太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及薄膜太陽(yáng)能電池，具體涉及薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)[0002]薄膜太陽(yáng)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(lái)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(guò) 電池層的光再反射到電池的半導(dǎo)體層內(nèi)，這樣一來(lái)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(yáng)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(jiǎn)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(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)、噴漆或者是簡(jiǎn)單的刷漆工藝來(lái)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(yáng)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。[0003]圖1是傳統(tǒng)薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)圖。從陽(yáng)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。[0004]從上述描述中可以看出太陽(yáng)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(wèn)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(zhǎng) 電池的生產(chǎn)周期，隨之而來(lái)的就是產(chǎn)能下降。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的以上問(wèn)題，本實(shí)用新型試圖改進(jìn)薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)，以 簡(jiǎn)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。[0006]為解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種薄膜太陽(yáng)能電池，沿光入射方向依次 包括前板；薄膜電池層；背板，其特征在于在薄膜電池層與背板之間具有反射粘結(jié)層。[0007]其中前板是透明導(dǎo)電玻璃；[0008]其中薄膜電池層包括半導(dǎo)體層和背電極層；[0009]其中薄膜電池層沿光入射方向依次包括前電極層，半導(dǎo)體層和背電極層。[0010]本實(shí)用新型還提供了一種薄膜太陽(yáng)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。[0011]根據(jù)本實(shí)用新型，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。本實(shí)用新型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(jí)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)本實(shí)用新型的電池的 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。


[0012]結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu) 點(diǎn)將變得更加清楚。[0013]圖1是傳統(tǒng)薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)圖。[0014]圖2是本實(shí)用新型的薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
[0015]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。從陽(yáng)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。[0016]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。[0017]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)。[0018]在本實(shí)用新型中，應(yīng)用反射性的粘結(jié)材料，例如白色反光PVB或EVA材料來(lái)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(jí)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)本實(shí)用新型的反射粘結(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。[0019]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(duì)于相鄰的反射 層和粘結(jié)層都可以使用本實(shí)用新型的構(gòu)思，將兩個(gè)層合并為一個(gè)反射粘結(jié)層。[0020]在根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)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。[0021]制備根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)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(méi)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(shuō)反射粘結(jié)層。根據(jù)本實(shí)用新型的制備 過(guò)程具體描述如下[0022]一、制備前板。在該步驟中準(zhǔn)備和清洗透光玻璃；[0023]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；[0024]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；[0025]四、層壓。將制備的層結(jié)構(gòu)放入層壓機(jī)完成層壓程序。[0026]通常，在完成以上制備過(guò)程后，還進(jìn)行其他的傳統(tǒng)步驟，如測(cè)試太陽(yáng)能電池， 例如做太陽(yáng)模擬器測(cè)驗(yàn)。[0027]以下具體實(shí)施方案是基于用Oeriikon公司的成套設(shè)備制造單節(jié)非晶硅串接的薄 膜太陽(yáng)能電池。[0028]制備前板[0029]1.清洗前板玻璃，本例用1100x1300mm的超白浮法玻璃[0030]制備薄膜電池層[0031]2.用Oerikon LPCVD 1200設(shè)備鍍透明氧化鋅前電極.[0032]3.用Oerlikon Laser 1200設(shè)備激光劃線分割前電極(Pl)[0033]4.用OerKkon KAI 1200 PECVD設(shè)備沉積非晶硅PIN半導(dǎo)體層[0034]5.用Oerlikon Laser 1200設(shè)備激光劃線分割半導(dǎo)體層(P2)[0035]6.用Oerikon LPCVD 1200設(shè)備鍍透明氧化鋅背電極[0036]7.用Oerlikon Laser 1200設(shè)備激光劃線分割背電極(P3)[0037]8.作正負(fù)電極引線[0038]9.除邊以備層壓。[0039]制備反射粘結(jié)層[0040]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。[0041]MM[0042]11.放入層壓機(jī)完成層壓工藝。[0043]最后，測(cè)試太陽(yáng)能電池，如用太陽(yáng)模擬器測(cè)試。[0044]雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(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1.一種薄膜太陽(yáng)能電池，沿光入射方向依次包括 前板；薄膜電池層； 背板，其特征在于在薄膜電池層與背板之間具有反射粘結(jié)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜太陽(yáng)能電池，其中前板是透明導(dǎo)電玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的薄膜太陽(yáng)能電池，其中薄膜電池層包括半導(dǎo)體層和背電極層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜太陽(yáng)能電池，其中薄膜電池層沿光入射方向依次包括前電極 層、半導(dǎo)體層和背電極層。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的薄膜太陽(yáng)能電池包括前板；薄膜電池層；反射粘結(jié)層；背板。根據(jù)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)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(hào)H01L31/0232GK201812829SQ200920269430
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:浙江正泰太陽(yáng)能科技有限公司