一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件及其工艺方法技术

技术编号:15510332 阅读:189 留言:0更新日期:2017-06-04 03:49
本发明专利技术涉及光伏太阳电池领域,公开了一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件及其制备方法,将区域选择性微量点胶引入到柔性薄膜太阳电池组件的制备中,为柔性薄膜太阳电池组件的制备提供新方法。本发明专利技术在柔性薄膜太阳电池有源层制备后,采用激光刻蚀底电极绝缘槽L1,并对L1刻槽进行精确定位点胶。在柔性薄膜太阳电池有源层上指定区域进行点胶,并在制备电池前电极后,在指定点胶区域刻蚀前电极绝缘槽L3。本发明专利技术结合微量点胶、激光刻蚀、丝网印刷等工艺制备柔性薄膜太阳电池组件,区域选择性点胶有效提高了组件L1、L3的加工效果,大幅提升柔性薄膜太阳电池组件的效率和成品率。

Micro dispensing component for flexible thin-film solar cell and process method thereof

The invention relates to the field of photovoltaic solar cell, discloses a flexible thin film solar cell micro dispensing component and a preparation method thereof, the regioselectivity of micro dispensing into component flexible thin film solar cell fabrication, assembly for flexible thin film solar cell prepared to provide a new way. After the active layer of the flexible thin-film solar cell is prepared, the laser is used to etch the bottom electrode insulating groove L1, and the L1 groove is accurately positioned for dispensing. In the flexible film solar cell active layer, the dispensing area is dispensed and the front electrode insulation slot L3 is etched at the designated dispensing area after the battery electrode is prepared. The invention combines micro dispensing, laser etching, screen printing and other preparation component flexible thin film solar cell, selective dispensing can effectively improve the processing effect of component L1 and L3, greatly improve the efficiency of product components and flexible thin film solar cell rate.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件及其工艺方法
本专利技术属于光伏太阳电池领域,特别涉及一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件及其工艺方法。
技术介绍
在能源日益短缺与过度使用矿石燃料而造成全球暖化的危机中,太阳能光伏发电已成为各国优先考虑发展的洁净能源。相比于刚性衬底太阳电池,柔性薄膜太阳电池,具有重量轻、高重量比功率、可弯曲、不怕碰撞等优点,有应用前景广阔。随着柔性衬底薄膜电池面积的增大,大面积电池内联组件工艺与装备集成对于电池有着至关重要的作用。目前,玻璃衬底薄膜电池内联组件中深度选择性激光刻蚀工艺比较成熟,柔性薄膜太阳电池的深度选择性激光刻蚀还存在很多技术难点。柔性薄膜太阳电池膜层非常薄且易卷曲,要分别刻蚀电池的各层材料,而不损伤它下面的膜层,这对各层薄膜厚度的均匀性,刻蚀过程中电池的平整度、激光设备性能等要求很高。本专利技术目提供一种柔性薄膜太阳电池微量工艺,将该工艺应用到柔性薄膜电池组件制备中,降低柔性薄膜太阳电池激光刻蚀的难度,提高激光刻蚀材料的稳定性和可靠性,提高柔性薄膜太阳电池组件的性能。并且,本专利技术采用的方法适用于柔性薄膜太阳电池连续加工制造,便于大规模工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于柔性薄膜太阳电池组件制备的微量点胶工艺方法,并将区域选择性微量点胶引入到太阳电池组件制备的过程中,提高制备的柔性薄膜太阳电池组件效率和成品率,并可应用于连续生产中,提高组件生产效率。为了达到上述专利技术目的,本专利技术提供了一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件,包括柔性衬底,以及在所述柔性衬底向上依次制备的底电极、有源层和前电极;在柔性薄膜太阳电池的功能材料表面指定位置进行微量精密点胶,所述的指定位置微量精密点胶被引入到柔性薄膜太阳电池组件的制备中。进一步,上述性衬底采用PET或PI等柔性材料;所述的底电极膜层采用铬、镍、银、铝、氧化锌等制备的复合背反射膜;有源层为单结或多结NIP非晶硅材料,非晶硅有源层包含N型硅基薄膜、I型硅基薄膜和P型硅基薄膜,N型硅基薄膜为磷掺杂N型硅基薄膜,P型硅基薄膜为硼掺杂P型硅基薄膜;前电极膜层采用透明导电材料。本专利技术柔性薄膜太阳电池微量精密点胶,包含两种工艺,其一是指定刻槽内的点胶,包含以下步骤:步骤S1,点胶面为上述柔性衬底上依次制备底电极和有源层的材料;步骤S2,在柔性薄膜太阳电池功能材料上进行深度选择性激光刻蚀,刻蚀底电极绝缘;步骤S3,将柔性薄膜材料放置在点胶设备上,并采用负压吸附方式将柔性薄膜材料吸附平整;步骤S4,在激光刻蚀的位置上进行精密点胶;步骤S5,根据胶水的性质,对上述点胶后的材料进行低温热固化或UV固化。优选的,柔性薄膜太阳电池微量点胶,采用非接触点胶方式,选用低温固化或UV固化胶水,胶液粘度在10~10000mpas。点胶头由独立的精密移动单元和精密CCD定位单元控制,实现由点及线的点胶,点胶定位精度±100um。通过改变点胶头的直径、点胶速度、点胶频率、脉冲电压、供气气压等,控制点胶的宽度、高度及均匀度,点胶高度小于15um,点胶宽度控制在400um以内。所述步骤S2的激光为纳秒或皮秒激光,激光波长为1064nm。其二是指柔性薄膜太阳电池功能材料表面的点胶,包含以下步骤:步骤S1,点胶面为上述柔性衬底上依次制备底电极和有源层的材料;步骤S2,将柔性薄膜太阳电池材料放置在点胶设备上,并采用负压吸附方式将柔性薄膜材料吸附平整;步骤S3,在柔性薄膜太阳电池功能材料指定位置进行精密点胶;步骤S4,根据胶水的性质,对上述点胶后的材料进行低温热固化或UV固化;步骤S5,采用磁控溅射设备,在上述点胶后的柔性薄膜太阳电池功能材料上制备前电极膜层;步骤S6,采用激光刻蚀设备,在上述柔性薄膜太阳电池精密点胶的位置进行激光刻蚀。优选地,所述步骤S3点胶头由独立的精密移动单元和精密CCD定位单元控制,实现由点及线的点胶,点胶定位精度±100um;通过改变点胶头的直径、点胶速度、点胶频率、脉冲电压、供气气压等,控制点胶的宽度、高度及均匀度,点胶高度小于15um,点胶宽度控制在400um,所述步骤S6的激光设备为纳秒或皮秒激光,激光波长为532nm。本专利技术柔性薄膜太阳电池微量点胶组件,包含以下步骤:步骤S1,在权利1所述的柔性绝缘衬底依次制备的底电极、有源层;步骤S2,采用激光刻蚀设备,在上述薄膜电池功能材料上进行深度选择性激光刻蚀,刻蚀底电极绝缘,形成刻槽L1;步骤S3,指定位置上精密点胶,在上述激光刻蚀的位置上进行精密点胶;步骤S4,在上述柔性薄膜太阳电池功能材料表面指定位置进行精密步骤;步骤S5,采用磁控溅射设备,在上述点胶后的柔性薄膜太阳电池功能材料上制备前电极膜层;步骤S6,采用激光刻蚀设备,在上述柔性薄膜太阳电池精密点胶位置进行激光刻蚀,刻蚀前电极绝缘,形成刻槽L3;步骤S7,采用激光刻蚀设备,在上述柔性薄膜太阳电池上进行激光刻蚀,刻蚀前电极和有源层形成刻槽L2;步骤S8,采用丝网印刷设备,以激光刻槽L2为主栅位置,印刷电池栅线10;优选地,柔性薄膜太阳电池微量点胶,采用非接触点胶方式,选用低温固化或UV固化胶水,胶液粘度在10~10000mpas。所述步骤S3、S4点胶头由独立的精密移动单元和精密CCD定位单元控制,实现由点及线的点胶,点胶定位精度±100um;通过改变点胶头的直径、点胶速度、点胶频率、脉冲电压、供气气压等,控制点胶的宽度、高度及均匀度,点胶高度小于15um,点胶宽度控制在400um,所述步骤S2的激光为纳秒或皮秒激光,激光波长为1064nm。所述步骤S6的激光设备为纳秒或皮秒激光,激光波长为532nm。所述步骤S7的激光为纳秒或皮秒激光,激光波长为532nm或1064nm。本专利技术具有以下优点:本专利技术选择在制备有源层后激光刻蚀L1刻槽,并采用精密点胶对L1刻槽进行绝缘填充,绝缘填充阻止前电极制备过程中进入L1刻槽与底电极接触。该工艺可有效避免组件制备中L1刻槽引入的上下电极短路。本专利技术在制备有源层后在指定位置进行点胶,并在制备前电极后的点胶区域进行激光刻蚀L3刻槽,有效提高前电极刻蚀绝缘性,并且不会引入有源层材料性能改变。本专利技术可有效提高L1刻槽、L3刻槽的加工效果,减少柔性薄膜太阳电池组件制备中因激光刻蚀引入的电池性能损失,大幅度提高电池组件的效率和成品率。该工艺可用于连续柔性薄膜太阳电池组件制备中,大幅度提升组件的生产效率。本专利技术可以将单体电池按需要分割成相应尺寸的多个子电池,并进行子电池间的电极串联。附图说明图1柔性薄膜太阳电池功能材料上指定刻蚀区域点胶工艺过程。其中图1(a)柔性衬底上制备前电极及有源层材料;图1(b)薄膜电池功能材料上激光刻蚀;图1(c)精密点胶填充激光刻槽;图2精密点胶填充激光刻蚀底电极刻槽的显微镜图。图3柔性薄膜太阳电池功能材料表面点胶结构图。其中图3(a)柔性衬底上制备前电极及有源层材料;图3(b)薄膜电池功能材料上精密点胶;图3(c)点胶位置上激光刻蚀前电极;图4精密点胶及激光刻蚀点胶区域前电极显微镜图。图5柔性薄膜太阳电池组件制备过程图;其中图5(a)柔性衬底上制备前电极及有源层材料;图5(b)激光刻蚀底电极绝缘槽L1;图5(c)指定位置上微量精密点胶;图5(d)激光刻蚀前电极绝缘槽L3和互联槽L2;本文档来自技高网...
一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件及其工艺方法

【技术保护点】
一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件,包括柔性衬底,以及在所述柔性衬底向上依次制备的底电极、有源层和前电极;其特征在于,在柔性薄膜太阳电池的功能材料表面指定位置进行微量精密点胶,所述的指定位置微量精密点胶被引入到柔性薄膜太阳电池组件的制备中。

【技术特征摘要】
1.一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件,包括柔性衬底,以及在所述柔性衬底向上依次制备的底电极、有源层和前电极;其特征在于,在柔性薄膜太阳电池的功能材料表面指定位置进行微量精密点胶,所述的指定位置微量精密点胶被引入到柔性薄膜太阳电池组件的制备中。2.如权利要求1所述的柔性薄膜太阳电池微量点胶组件,其特征在于,所述柔性衬底采用PET或PI柔性材料;所述底电极的膜层采用铬、镍、银、铝、氧化锌制备的复合背反射膜;所述有源层为单结或多结NIP非晶硅材料,非晶硅有源层包含N型硅基薄膜、I型硅基薄膜和P型硅基薄膜,所述N型硅基薄膜为磷掺杂N型硅基薄膜,P型硅基薄膜为硼掺杂P型硅基薄膜;所述前电极的膜层采用透明导电材料。3.权利要求1或2所述的柔性薄膜太阳电池微量点胶组件的点胶工艺方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤S1,点胶面为上述柔性衬底上依次制备底电极和有源层的材料;步骤S2,在柔性薄膜太阳电池功能材料上进行深度选择性激光刻蚀,刻蚀底电极绝缘;步骤S3,将柔性薄膜材料放置在点胶设备上,并采用负压吸附方式将柔性薄膜材料吸附平整;步骤S4,在激光刻蚀的位置上进行精密点胶;步骤S5,根据胶水的性质,对上述点胶后的材料进行低温热固化或UV固化。4.权利要求3所述的柔性薄膜太阳电池微量点胶组件的工艺方法,其特征在于,所述步骤S4精密点胶采用非接触点胶方式,选用低温固化或UV固化胶水,胶液粘度在10~10000mpas。5.权利要求3所述的柔性薄膜太阳电池微量点胶组件的工艺方法,其特征在于,所述步骤S4点胶头由独立的精密移动单元和精密CCD定位单元控制,实现由点及线的点胶,点胶...

【专利技术属性】
技术研发人员:马宁华陈亮周丽华王小顺唐道远周文灿杨君坤蒋帅陈臻纯
申请(专利权)人:上海空间电源研究所
类型:发明
国别省市:上海,31

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