專利名稱：一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及由改性基片制備高透光率的太陽能光伏組件，屬于薄膜太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，商業(yè)化應(yīng)用太陽能電池光伏組件分為兩大類，一類是塊狀晶體硅太陽能電池、多晶硅，另一類是以薄膜太陽能電池硅基系列、銅銦鎵硒系列、碲化鎘系列等太陽能電池。薄膜太陽能電池基片類型，又可分為硬基底和軟基。薄膜太陽能電池市場，主要以玻璃為基底，屬于硬基底電池，產(chǎn)品占有份額最大，軟基片薄膜太陽能電池市場較小。軟基還包括導電類的不銹鋼帶和銅帶等，絕緣類的聚酰亞胺。美國專利US6858461和US4795500分別提出了在透明TCO玻璃基材上采用激光刻蝕光吸收層和背金屬電極層薄膜制成一種具有不同光透率的太陽能電池組件。日本專利JP2003003956及中國專利CN200480001786. 3 在上述美國專利的基礎(chǔ)上通過控制激光開斷頻率和激光與基板之間的相對掃描速度實現(xiàn)開孔大小(直徑3(T500Mffl)、孔間距(1. 0Γ2倍于直徑距離)和點陣的有序控制。這類專利的共同特征在于采用激光刻蝕光吸收層和背金屬電極層薄膜實現(xiàn)光透。其缺陷在于激光刻蝕產(chǎn)生的高能等離子體熔化背金屬直接導致在刻蝕區(qū)域的界面上形成前后電極的直接短路和非晶硅顆粒的晶化，增大了漏電流，降低了填充因子，因而破壞了電池電性能。中國專利200710073014. 6公開了柔性太陽能電池使用改性聚酰亞胺基片，利用其聚酰亞胺膜重量輕，成本低，和改性后完全透明，透光率達93%，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。但仍需改進匯流技術(shù)，如電池基片與封裝材料之間的親和力，提高透光率，降低產(chǎn)品成本，以滿足市場多方面要求，尤其在綠色環(huán)保光伏伏建筑一體化領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
如以上所說本發(fā)明目的在于提供一種柔性電池及其制備方法的解決方案。本發(fā)明利用不銹鋼模板成模改性聚酰亞胺PI基片(簡稱PI基片)，其上的透光通孔包括引流孔和匯流孔，分布在前電極圖形區(qū)域內(nèi)。PI基片上引流孔、匯流孔等透光通孔，貫通、分布于PI 基片上沉積的導電膜層及光電轉(zhuǎn)換層各疊層膜面上。預制通孔減少了后序激光刻劃導電膜層對光電層加工界面晶化所造成的短路和漏電，使工序減少，生產(chǎn)成本降低。本發(fā)明目的還在利用柔性電池任意彎曲，形狀多變，透光通孔可調(diào)節(jié)，易封裝的特性，制成抗風荷力，美觀、符合建筑標準要求透光的柔性電池組件和電池光伏建筑組件，可融于綠色節(jié)能、BIPV光伏建筑中。
本發(fā)明結(jié)合以上所提出的技術(shù)問題和實現(xiàn)的任務(wù)，技術(shù)解決方案是以聚酰亞胺為基片的柔性薄膜太陽能電池及其封裝組件，包括單結(jié)或多結(jié)硅基系列柔性薄膜太陽能電池芯片(以下簡稱電池芯片或電池)，通常本行業(yè)對沒有封裝的電池稱電池芯片或芯片，封裝過的電池稱電池組件。本發(fā)明柔性電池的技術(shù)特征由完全透明，透光度90%_95%以上的改性聚酰亞胺PI做基片，該PI基片上前電極圖形區(qū)域內(nèi)分布的透光通孔，包括電流導引孔(或簡稱引流孔)和匯流孔，是復制于0. 45mm至0. 65mm厚的不銹鋼模板圖形(或簡稱模板)，并與模板前電極圖形區(qū)域內(nèi)分布的透光通孔一一對應(yīng)。通孔貫通分布于透明導電膜TCO和 PIN型硅基各膜層上，形成透光型，有透光圖案柔性電池芯片，該芯片放于有親和力材料透明前板和背板之間，通過層壓或高壓釜制成透光型太陽能電池組件或光伏建筑組件。柔性封裝則要求封裝的前板透明材料和背板材料皆為柔性聚合物材料。如果是剛性透光BIPV 光伏組件，前板和背板均是透明玻璃或封裝所用的前板透明材料和背板材料中至少一種為剛性。將前板透明材料、膠黏劑、電池芯片、膠黏劑、背板材料在層壓機或高壓釜中熱壓封裝。所說的柔性電池或稱電池芯片，包括單結(jié)薄膜非晶硅電池，是以柔性透明的PI基片為襯底，在PI基片的透明導電膜TCO層上，依序沉積P型非晶硅P+ a-Si、本征非晶硅I a-Si、N型非晶硅N+ a-Si和金屬膜Al。多結(jié)電池包括雙結(jié)或三結(jié)疊層電池，可以是同質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)。以雙結(jié)的異質(zhì)結(jié)電池為例，改性聚酰亞胺PI透明基片，其上依順序沉積形成的薄膜層由復合透明導電膜TCO ;P型非晶硅P+ a-Si ；本征非晶硅I a-Si ；N型微晶硅；P型微晶硅；本征非晶硅I a-Si ；N型非晶硅N+ a-Si ；金屬膜Al所組成。不銹鋼模板是0. 45mm至0. 65mm厚的不銹鋼片或帶，其上設(shè)有本發(fā)明前電極圖形及分布圖形區(qū)域內(nèi)的透光通孔包括電流收集和匯流孔，在該不銹鋼片上用絲網(wǎng)印刷或噴涂制備PI基片，加溫固化而成的PI基片與不銹鋼模板具有相應(yīng)圖形和透光通孔。透光型電池光伏組件，還包括導線引出口焊線、安裝接線盒及灌膠。本發(fā)明用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)沒有解決柔性電池PI基片，在不銹鋼模板一次性成形透光通孔包括引流孔和匯流孔，并貫通分布于改性PI基片、TCO透明導電膜、PIN疊層和金屬膜層上；這就會優(yōu)化工藝，使后工序簡化，節(jié)省了工時。避免因激光加工透明導電膜TCO導致光電層界面晶化微短路，漏電等電性能下降。本發(fā)明用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件的方法，包括改性高分子聚合物PI 基片的制備和由該方法直接獲得的硅基系列薄膜太陽能電池和組件封裝。改性聚酰亞胺透明基片按摩爾比配方制備，首先制備聚酰胺酸漿料，經(jīng)真空抽濾；在不銹鋼模片或帶上絲網(wǎng)印刷或噴涂聚酰胺酸漿料，經(jīng)高溫350°C處理，冷卻后脫去不銹鋼模，制成改性聚酰亞胺透明PI基片，在其前電極區(qū)域內(nèi)分布的透光通孔包括引流孔和匯流孔通孔貫通分布于IP基片、透明導膜及各光電轉(zhuǎn)換薄膜層上。用不銹鋼模一次性套模，制成的改性聚酰亞胺透明 PI基片，在PI基片的透明導電膜上，至少有一個依序?qū)盈B的P型非晶硅膜層、I本征非晶硅層、N型非晶硅膜層和金屬膜層；制成電池芯片后用高分子材料，封裝層壓制成透光型的柔性太陽能電池光伏組件或光伏建筑組件。本發(fā)明經(jīng)過巧妙的構(gòu)思和處理，首選不銹鋼模板在0. 45mm至0. 65mm厚的不銹鋼模板上設(shè)計頂電池圖形；在其上絲網(wǎng)印刷或噴涂改性聚酰胺漿料；在350°C條件下烘干；冷卻后脫去不銹鋼模板后，成為完全透明，透光度高達95%左右的PI基片。由于透明導電膜上的引流孔和匯流孔等是透光通孔，在PI基片兩面磁控濺射制備Sn02或ITO或ZnO透明導電膜時，在所有透光孔徑范圍內(nèi)均無膜。本發(fā)明還可以制備單結(jié)、雙結(jié)、三結(jié)等柔性非晶硅太陽能電池，選以上透明改性聚酰亞胺做PI基片。其中以雙結(jié)電池芯片為例，沉積溫度于250°c條件下真空沉積非晶硅薄膜層頂電池的P型，膜層厚120 A、頂電池的I型膜層厚910A，在溫度于400°C沉積頂電池的N型膜層厚250 A與底電池的P型微晶硅薄膜層厚250 A形成隧道結(jié)，在溫度于400°C沉積底電池的I型膜層厚3500A、底電池的N型膜層厚250 A，成透光的柔性雙結(jié)電池芯片，經(jīng)封裝后成為太陽能電池光伏組件或BIPV光伏建筑一體化組件。它的封裝過程是雙結(jié)電池芯片用透明的前板和背板有機或無機材料通過層壓或高壓釜工藝制備成一種透光型柔性太陽能電池光伏組件。經(jīng)熱壓后的透光型柔性組件可以剪裁，在導線引出口焊線、安裝接線盒及灌膠。與現(xiàn)有不透明PI基片制成柔性非晶硅太陽能電池的區(qū)別主要在于電池的薄膜疊層結(jié)構(gòu)順序不同，本發(fā)明提出的單結(jié)或多結(jié)，都是在基片上依次制作P I N薄膜層，而后者的順序則是N I P薄膜層。對于微觀結(jié)構(gòu)的薄膜電池來說，凡涉及到工藝有所不同，都會直接影響產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明在PI基片上，先沉積P層，再沉積I層，原理很簡單，其意義是有利于本征 I層性能的改善。通常本征I層非晶硅I a-Si呈弱N型，先沉積P型非晶硅P+ a-Si，有利于提高本征I層非晶硅a-Si的光敏特性，從而提高電池的轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明選用改性的透明的聚酰亞胺PI基片，做異質(zhì)結(jié)電池，它的優(yōu)點是頂電池的透光好，因而減小了電池表面的復合損失?，F(xiàn)有技術(shù)采用不透明的PI基片和NIP的電池結(jié)構(gòu)。必須在PI基片上先沉積非晶硅膜，后沉積TCO膜，致使因TCO膜的沉積溫度350°C -400°C大于非晶硅膜的沉積溫度 2200C _250°C，導致先前沉積的非晶硅膜在350°C -400°C高溫下，會出現(xiàn)大量的高溫釋氫現(xiàn)象。造成非晶硅膜出現(xiàn)大量微空洞，非晶硅性能急劇衰減，電池電性能隨之衰減。最終會影響太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和帶負載的能力。而本發(fā)明工藝步驟，采用先沉積TCO膜，因此可在350°C -400°C的最佳工藝溫度沉積T⑶膜，會獲得透光率和面電阻均優(yōu)良的TCO膜。本發(fā)明地積極意義在于突破禁忌，調(diào)整工藝結(jié)構(gòu)，給沉積溫度的提升，找到了理據(jù)，避免非晶硅膜在高溫下大量釋氫，以防止P，I和I，N界面在高溫下的雜質(zhì)擴散，對I層性能所造成的衰減。本發(fā)明解決了用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件，其制造方法，區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)主要有以下幾點
1)首先采用不銹鋼模板設(shè)計，其模板上的導電圖形內(nèi)分布的透光通孔，包括電流導引孔和匯流孔，使材料和改性PI基片一次性成型；
2)制備改性聚酰亞胺PI基片其透光通孔和功能完全與不銹鋼模板一樣；
3)在透明基片上裝特制的框架；可以在改性PI基片的兩個面上同時磁控濺射復合透明導電膜TC0;
4)預熱透明基片裝沉積夾具，在溫度220°C-250°C，預熱1. 5-2小時；
5)沉積真空室中，溫度220°C-250°C，沉積非晶硅P、I、N膜；在300°C -400°C下沉積 P型和N型微晶硅薄膜層，形成薄膜非晶硅電池的隧道結(jié)。按照本發(fā)明提出改性聚酰亞胺基片，采用按摩爾比配方3，3:三氟代二甲基-4，二氨基二苯甲烷N，N-二甲基乙酰胺2，3，4:聯(lián)苯四甲酸二酐=(0. 9 1. 1) (45 50) (0.9 ~ 1. 1)制得改性的透明基片。使用這種基片，由于高的透光性，可獲得比以玻璃為基片的太陽能電池更高的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明產(chǎn)生的積極效果主要采用改性聚酰亞胺PI基片，減小了電池表面的復合， 高溫耐受性強，在后期封裝應(yīng)用中，顯現(xiàn)柔性薄膜太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率和性價比有顯著地提高。以下繼續(xù)詳細說明本發(fā)明柔性非晶硅太陽能電池的制造工藝流程和步驟
一、按3，三氟代二甲基-4，二氨基二苯甲烷N，N- 二甲基乙酰胺 2，3，聯(lián)苯四甲酸二酐=(0.9 1. 1) (45 50) (0. 9 1. 1)的摩爾比配方制得的
聚酰胺酸漿料，經(jīng)真空抽濾，然后采用絲網(wǎng)印刷或噴涂方法在0.5mm厚的不銹鋼模板上有前電極導電圖形，其區(qū)域內(nèi)的透光通孔主要包括引流孔和匯流孔，在模板上制作一層薄膜，經(jīng)固化烘干得到均勻的透明改性聚酰亞胺基片，其上透光通孔與模板一樣能位置和功能一樣。二、將改性聚酰亞胺基片裝于基片框架上并繃緊拉平。三、在350°C溫度下用磁控濺射法在改性聚酰亞胺基片上沉積層透明導電膜 Sn02, ITO 或 SiO。四、通孔處無膜，省略激光刻劃透明導電膜。五、清潔改性聚酰亞胺基片。六、將改性聚酰亞胺基片裝入沉積夾具中并推入220°C _250°C的預烘箱預熱 1. 5-2小時。七、將預熱好的沉積夾具推入真空室中，在220°C -250°C的真空室溫度下沉積非晶硅P、I、N膜，在300°C溫度下沉積P型和N型微晶硅薄膜層形成隧道結(jié)。八、沉積夾具出爐后，將沉積夾具中的基片架和其上的改性聚酰亞胺基片取出并在20°C以下的環(huán)境下進行快速降溫。九、激光刻劃已沉積在改性聚酰亞胺基片上的非晶硅膜，形成連接相鄰兩節(jié)單元電池正負極的通道。十、將已激光刻好非晶硅膜的改性聚酰亞胺基片連同其固定框架，置于鍍鋁機中鍍制鋁金屬薄膜。十一、將已鍍上鋁金屬薄膜的改性聚酰亞胺基片連同框架置于激光刻劃機中對金屬薄膜按與非晶硅刻劃相應(yīng)的位置對金屬薄膜進行刻劃。十二、將已刻劃金屬薄膜的改性聚酰亞胺基片從固定框架上快速卸下即可到完整的柔性非晶硅太陽能電池。
以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明原理


圖1、是本發(fā)明的柔性太陽能電池芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為金屬薄膜層，2為底電池的N型非晶硅，3為底電池的I型非晶硅，4為底電池的P型微晶硅，5為頂電池的N型微晶硅，6為頂電池的I型非晶硅，8為頂電池的P型非晶硅，7為透明導電膜，9為透明改性聚酰亞胺的PI基片，見圖1柔性太陽能電池，為雙結(jié)疊層非晶硅電池結(jié)構(gòu)，由耐高溫的改性透明柔性PI基片為基底9依次是透明導電膜7、頂電池的P型非晶硅8、頂電池的本征I型非晶硅6、頂電池的N型微晶硅5、底電池的P型微晶硅4，底電池的本征非晶硅3，底電池的N 型非晶硅2，金屬薄膜層1組成。圖2、是本發(fā)明柔性太陽能光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖。其中303為透光彎曲玻璃、302 為膠黏劑、301為太陽能電池芯片、304為透光彎曲玻璃。柔性太陽能電池芯片由透光彎曲玻璃封裝成透光型太陽能光伏組件。以下根據(jù)附圖進一步說明本發(fā)明的工作原理，傳統(tǒng)的在低溫200°C以下，軟基片上沉積的透明導電膜性能較差，往往透明導電膜的面電阻高，不利于提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明300°C以上的基片溫度下，在改性聚酰亞胺基片上，沉積組成疊層非晶硅電池隧道結(jié)的優(yōu)質(zhì)N型和P型微晶硅。通?；瑴囟仍礁?，3000C以上沉積在基片上的原子的能量就越大，越有可能掙脫基片的束縛在基片表面自由移動，調(diào)整在基片上所處的位置，并達到最佳狀態(tài)，從而減少微晶硅膜中的缺陷，制備出優(yōu)質(zhì)的微晶硅膜。反之，基片溫度低于 200°C時，制備的微晶硅膜缺陷較多，性能較差。本發(fā)明夾緊繃直PI基片的裝置，采用一種堅固耐高溫的剛性材料，使改性聚酰亞胺基片的安裝和拆卸方便，不易破裂，完全可與現(xiàn)有玻璃襯底非晶硅太陽能電池的生產(chǎn)工藝兼容，在較高溫度下可取出電池，縮短降溫等待時間，可以與玻璃為基片的非晶硅太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備和工藝相兼容，不需要另外再新建生產(chǎn)線，本設(shè)備投資成本低。使用完全透光的高分子聚合物基片的非晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)以單結(jié)電池為例可采用改性透明基片PI、透明導電膜TC0、P型非晶硅P+ a-Si、本征非晶硅I a-Si、N型非晶硅N+ a-Si、金屬膜Al的結(jié)構(gòu)。
具體實施例例1制備柔性非晶硅太陽能電池的工藝
采用0. 5毫米厚的不銹鋼薄片模板(或簡稱模板)，其上設(shè)有前電極圖形內(nèi)分布的透光通孔(圖中未畫出)，包括電流導引孔(或簡稱引流孔)和匯流孔； 按摩爾比配方制得的聚酰胺酸漿料；
將聚酰胺酸漿料絲網(wǎng)印刷在模板上，經(jīng)高溫350°C處理，得到均勻的透明，具有透光通孔，包括電流導引孔和匯流孔的改性聚酰亞胺基片；
在350°C溫度下用磁控濺射法在改性聚酰亞胺基片上沉積一層面電阻 □ 15Ω/ ，透光率93%的ZnO透明導電膜； 無需用激光刻劃ZnO透明導電膜；
將PI基片裝入沉積夾具推入真空室在220°C溫度下沉積P型非晶硅100 A、頂電池的 I型非晶硅900A、底電池的I型非晶硅^00A、底電池的N型非晶硅200 A，在300°C溫度下沉積底電池的P型微晶硅薄膜層200 A和頂電池的N型微晶硅薄膜層200 A形成隧道結(jié)； 沉積夾具出爐后，將沉積夾具中的基片架和其上的改性聚酰亞胺基片取出并在20°C以下的環(huán)境下進行快速降溫；
激光刻劃沉積在改性聚酰亞胺基片上的非晶硅膜，形成連接相鄰兩節(jié)單元電池正負極
8的通道；
然后置于鍍鋁機中鍍制鋁金屬薄膜； 激光刻劃鋁金屬薄膜；
最后制成本發(fā)明電池組件的核心部件透光型柔性非晶硅太陽能電池或稱電池芯片。例 2
采用0. 5毫米厚的不銹鋼薄片模板(或簡稱模板)，其上設(shè)有前電極圖形內(nèi)分布的透光通孔(圖中未畫出)，包括電流導引孔和匯流孔制備改性；制造步驟同例1，僅改變改性PI基片制作配方、非晶硅薄膜沉積溫度和各層膜的厚度
按3，三氟代二甲基-4，二氨基二苯甲烷N，N- 二甲基乙酰胺2，3，聯(lián)苯四甲酸二酐=1.0 47 1.0的摩爾比例將二胺單體3，三氟代二甲基-4，二氨基二苯甲烷加入到N，N-二甲基乙酰胺DMAc溶液中，充入氮氣，室溫下攪拌5分鐘后，開始加入的2，3，3\4:聯(lián)苯四甲酸二酐a-BPDA.在氮氣保護下，室溫攪拌反應(yīng)20小時.真空脫泡過濾后，得到無色透明的聚酰胺酸粘稠溶液.將該溶液涂布在干凈的玻璃板上，再放入烘箱中按下列程序烘干120°C /lh;170°C /lh;280°C /lh;350°C /lh.冷卻后得到均勻的透明改性PI基片。在235°C的真空室溫度下沉積頂電池的P型非晶硅120 A、頂電池的I型非
晶硅800A、底電池的I型非晶硅3100A、底電池的N型非晶硅150 A，在350°C溫度下沉積底電池的P型微晶硅薄膜層150 A和頂電池的N型微晶硅薄膜層150 A形成隧道結(jié)。例 3
不銹鋼薄片模板，改性PI基片同例2，柔性非晶硅太陽能電池芯片制造步驟同例1，其封裝步驟如下
1)采用厚度為25MflT75Mffl的透明柔性前板聚合物薄膜(如聚氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物等)和厚度為25MflT75Mffl的膠黏劑(如EVA、PE等)形成一個疊層平面。2)將涂錫銅帶壓粘在電池芯片的兩端。3)貼好涂錫帶的電池片和支撐的膠黏劑/透明柔性前板聚合物薄膜傳送至熱壓機前，與此同時，厚度為25MflT75Mffl的膠黏劑(如EVA、PE等)，厚度為25MflT75Mffl柔性背板聚合物薄膜(一層高分子薄膜或多層有機無機復合材料)。根據(jù)BIPV組件長度的設(shè)計要求，這上面兩層材料將在一定間隔的位置預留出線孔。4)熱壓好的柔性組件將根據(jù)組件模塊尺寸剪裁。并在導線引出口焊線、安裝接線盒及灌膠。例 4
采用厚度為0. 55mm不銹鋼模板，制得柔性非晶硅太陽能電池芯片制造步驟同例1僅改變PI基片制作配方，以及ZnO透明導電膜沉積溫度
按3，三氟代二甲基-4，4、二氨基二苯甲烷隊^二甲基乙酰胺2，3，3\4:聯(lián)苯四甲酸二酐=1.1 50 1.1的摩爾比例將二胺單體3，三氟代二甲基-4，二氨基二苯甲烷加入到N，N-二甲基乙酰胺DMAc溶液中，充入氮氣，室溫下攪拌5分鐘后，開始加入的2，3，3\4:聯(lián)苯四甲酸二酐a-BPDA，在氮氣保護下，室溫攪拌反應(yīng)20小時。真空脫泡過濾后，得到無色透明的聚酰胺酸粘稠溶液。將該溶液涂布在干凈的不銹鋼板上，再放入烘箱中按下列程序烘干1200C /lh;170°C /lh;280°C /lh;350°C /lh。冷卻后得到均勻的透明改性PI基片?！踉?00°C溫度下用磁控濺射法在改性PI基片上沉積一層面電阻13 Ω / ，透光率92%的ZnO透明導電膜。例 5
采用厚度為0. 55mm不銹鋼模板，制備改性PI基片柔性非晶硅太陽能電池制造步驟同例1，僅改變步驟七中的非晶硅和微晶硅薄膜沉積溫度
將預熱好的沉積夾具推入真空室中，在250°C的真空室溫度下沉積頂電池的P型非晶硅70 A、頂電池的I型非晶硅700A、底電池的I型非晶硅3500A、底電池的N型非晶硅250 A，在350°C溫度下沉積底電池的P型微晶硅薄膜層250 A和頂電池的N型微晶硅薄膜層250 A形成隧道結(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，包括以軟基片為襯底的硅基系列薄膜太陽能電池芯片及封裝材料，其特征在于軟基片是改性的完全透明、高透光度的聚合物 PI基片，在其基片前電極圖形區(qū)域內(nèi)分布透光通孔包括引流孔和匯流孔；改性PI基片成模于不銹鋼模板上的絲網(wǎng)印刷或噴涂；在改性PI基片上還有TCO透明導電膜，其上至少有一個PIN型硅基薄膜層和金屬膜層；所說的透光通孔貫通分布于改性PI基片、TCO透明導電膜、PIN疊層和金屬膜層上；所說透光柔性電池光伏組件，由電池芯片放置在有親和力的透明前板和背板之間層壓制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說不銹鋼模板是0. 45mm至0. 65mm厚的不銹鋼片或帶，其上透光通孔是預置分布在前電極圖形區(qū)域內(nèi)的匯流孔和引流孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說的封裝材料包括柔性和剛性，剛性封裝包括電池芯片的前板和背板均是透明玻璃，或其中至少有一個剛性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說的柔性封裝包括其前板和背板均是透明的柔性高分子聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說的透光型電池光伏組件，還包括導線引出口焊線、安裝接線盒及灌膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說的透光型電池光伏組件包括單結(jié)的或多結(jié)的電池芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說的電池光伏組件封裝的電池芯片還包括單結(jié)，或多結(jié)的同質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說的電池光伏組件的電池芯片前板和背板中至少包括聚氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物薄膜封裝。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用軟基片制備的柔性太陽能電池光伏組件，其特征在于所說的PI基片是完全透明，透光度達90%-95%，改性聚酰亞胺透明材料，耐高溫350°C以上四小時不變形。
10.一種用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件的方法，包括改性高分子聚合物PI基片的制備和由該方法直接獲得的硅基系列薄膜太陽能電池芯片和封裝組件，其特征在于所說的改性聚酰亞胺透明基片，按摩爾比配方制備，首先制備聚酰胺酸漿料，經(jīng)真空抽濾； 在不銹鋼模板或帶上絲網(wǎng)印刷或噴涂聚酰胺酸漿料，制成改性聚酰亞胺透明PI基片，其前電極區(qū)域內(nèi)分布的透光通孔包括引流孔和匯流孔均成型于不銹鋼模板；在改性PI基片的透明導電膜上依次沉積的，至少是一單結(jié)的P型非晶硅膜層、I本征非晶硅層、N型非晶硅膜層和金屬膜層；所說透光通孔貫通分布于IP基片、透明導膜、光電轉(zhuǎn)換層各膜層上；所說的電池芯片用高分子材料封裝層壓制成透光型的柔性太陽能電池光伏組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件的方法，其特征在于所說的不銹鋼模板是0. 45mm至0. 65mm厚的不銹鋼片或帶，其上分布的透光通孔包括引流孔和匯流孔，是在前電極圖形區(qū)域內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件的方法，其特征在于所說的透明導電膜，是在透明的改性聚酰亞胺PI基片前后面上沉積一層透明的導電膜 SnA 或 ITO 或 SiO。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件的方法，其特征在于所說的雙結(jié)電池芯片，用透明改性聚酰亞胺PI基片，溫度250°c真空沉積非晶硅薄膜層頂電池的P型，膜層厚120 A、頂電池的I型膜層厚910A，溫度400°C沉積頂電池的 N型膜層厚250 A與底電池的P型微晶硅薄膜層厚250 A形成隧道結(jié)，溫度400°C沉積底電池的I型膜層厚3500A、底電池的N型膜層厚250 A，形成透光型柔性電池芯片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件的方法，其特征在于所說電池芯片用透明的前板和背板有機或無機材料通過層壓或高壓釜工藝制備成一種透光型柔性太陽能電池光伏組件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種用軟基片制備柔性太陽能電池光伏組件的方法，其特征在于所說電池芯片封裝熱壓后可以剪裁，在導線引出口焊線、安裝接線盒及灌膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及由改性基片制備高透光率的太陽能光伏組件，屬于薄膜太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明目的在于提供一種用軟基片做透光型柔性電池組件及其制備方法的解決方案。主要技術(shù)特征是用不銹鋼模板生成改性聚酰亞胺PI基片(簡稱PI基片)，其上的透光通孔包括引流孔和匯流孔，貫通、分布于PI基片上，導電膜層及光電轉(zhuǎn)換層各疊層膜面上。本發(fā)明創(chuàng)造效果顯著，減少了因激光刻劃透明導電膜對光電層加工界面晶化所造成的短路和漏電，減小了電池表面的復合，減少工序，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明工藝使太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和帶負載能力和性價比有顯著地提高。透光型加柔性太陽能電池光伏組件用途廣泛。
文檔編號H01L31/0392GK102386251SQ20111037842
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者李毅 申請人:李毅