一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件及其制作方法技术

一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件及其制作方法，该柔性太阳能电池包括至少一个柔性太阳能电池单元，所述柔性太阳能电池单元包括：柔性金属材料的电池衬底、发电薄膜层、粘接层和阻水层，所述发电薄膜层有丝网印刷之栅线，通过粘接汇流带导电汇流，与另一个柔性太阳能电池单元金属衬底连接导通，形成串联结构。本发明专利技术同时公开了所述串联式柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制作方法。所述发明专利技术工艺实现简单，不受环境因素影响，同时安全可靠，可在诸多行业中使用。

【技术实现步骤摘要】
一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件及其制作方法
本专利技术属于太阳能电池
，涉及一种柔性铜铟镓硒(以下简称CIGS)薄膜太阳能电池组件及其制作方法，具体涉及一种串联式柔性太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
能源和环境问题是近年来世界关注的焦点，为了实现能源和环境的可持续发展，世界各国都将光伏发电作为发展的重点，现有的光伏太阳能市场，已实现商业应用的太阳能电池主要包括晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池；其中薄膜太阳能电池又包括多晶及微晶硅基薄膜电池、铜铟硒化物薄膜电池、碲化镉薄膜电池、多结面砷化鎵薄膜电池及有机类薄膜电池等。薄膜太阳能电池的衬底可分为硬性衬底(如玻璃)和柔性(如薄金属)衬底，其中柔性衬底的太阳能电池大抵上也分为两个种类，一是将整体的电池块分成串联或者并联的各个小电池单元，这种太阳能电池的衬底不能分离；国外有专利(US6858461和JP2003003956)公开了在衬底上用激光刻蚀的方式获得串联或并联的电池单元的方法；但该种技术受制于激光或机械的划线方法，比如激光的刻蚀会造成电池短路，机械划针造成电池死区的增加，影响电池效率。另一种是使用同种衬底制备电池，再用互联技术将小电池连接起来形成整块组件，这种方法有一定的可行性，但也存在不足，比如难实现欧姆接触、工序复杂等；国内专利CN202332901U及CN102386251A分别涉及到柔性连接及不同材料的连接方法。另外，专利CN201210483922公开了一种互联式的柔性太阳能电池的制备方法，将小的柔性太阳能电池单元重叠压合，解决了欧姆接触的问题，但受限于小电池本身的重叠结构及层压因素，不能实现电池单元的分离。故需改进汇流技术，以满足市场多方面要求，在互联式柔性太阳能电池的制备中，需要一种既可实现互联的又可单独分离的方法，同时操作简单易行。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件及串联式柔性薄膜太阳能电池组件的制作方法。本申请的目的还在于利用柔性CIGS薄膜电池任意弯曲的特点，可融于绿色节能的光伏电站及光伏一体化建筑中。本申请其中之一的专利技术即一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件采用以下技术方案实现：一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件，包括多个柔性太阳能电池单元101，其特征在于：所述柔性太阳能电池单元101包括金属柔性衬底401和设置在金属柔性衬底401上的发电薄膜层402，在发电薄膜层402设置栅线403；通过导电粘接汇流带201将柔性太阳能电池单元发电薄膜层402上的栅线403与相邻柔性太阳能电池单元的金属柔性衬底401相连形成正负极串联结构的柔性薄膜太阳能电池组件。本专利技术进一步包括以下优选方案：所述柔性太阳能电池单元101的边长为70-200毫米，相邻的柔性太阳能电池单元间距离为0.1-30毫米。所述柔性太阳能电池单元101的发电薄膜层402为多层薄膜，自下而上依次包括背电极层404、铜铟镓硒吸收层405、本征层406、前电极层407，其中，栅线403设置在前电极层407上。背电极404层是钼或其他金属；吸收层405是铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、非晶硅或微晶硅中的一种或几种；本征层406是氧化锌膜层；前电极层407是掺铝氧化锌层材料。所述栅线403是通过印涂或者镀制的方式设置在所述发电薄膜层402表面的。所述栅线403包括细栅线301和主栅线302，其中，多条细栅线301平行均布在发电薄膜层402表面，主栅线302与细栅线301交叉重叠实现电流收集。主栅线302数量为2-5条，与细栅线301夹角为30-90度；所述导电粘接汇流带201的一端与主栅线302对应连接。多个相邻的柔性太阳能电池单元依次通过导电粘接接汇流带201串联连接后，使用导电焊接带102引出正负极。在形成的柔性太阳能电池组1的上表面即栅线403上依次覆盖上粘接膜层205和上阻水膜层206；在柔性太阳能电池组1的底部即金属柔性衬底401背面依次覆盖下粘接膜层204和下阻水膜层203。所述上粘接膜层205、下粘接膜层204为乙烯-辛稀共聚胶膜(POE)或乙烯-醋酸乙烯共聚胶膜(EVA)膜层；所述上阻水膜层206和下阻水膜层203为全透明或半透明材料阻水膜层和背板阻水膜层。本申请中的另一个专利技术即一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件的制作方法通过以下技术方案实现：一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：步骤1：制作柔性太阳能电池单元101，该柔性太阳能电池单元101包括至少依次设置的柔性衬底401和发电薄膜层402；步骤2：在柔性太阳能电池单元101的的发电薄膜层402上印涂或者镀制栅线403；步骤3：对各柔性太阳能电池单元101的金属柔性衬底401进行清洁，将柔性太阳能电池单元发电膜层402上栅线403通过导电粘接汇流带201引出连接到相邻柔性太阳能电池单元的金属衬底，实现相邻柔性太阳能电池单元的串联；步骤4：相邻的柔性太阳能电池串之间使用导电粘接汇流带201连接首尾柔性太阳能电池单元的正负极，完成柔性太阳能电池的排版，然后用导电焊接带102引出正负极；步骤5：在步骤4排版完成的电池组件1上方依次铺设上粘接膜层205和上阻水膜层206；在排版完成的电池组件1下方依次铺设下粘接膜层204和下阻水膜层203；步骤6：对步骤5得到柔性太阳能电池组1进行抽真空层压，形成柔性太阳能电池之间的紧密串联接触；步骤7：将层压完成的柔性太阳能电池组1进行边缘裁切处理，将作为正负极引出的导电焊接带102与接线盒焊接，制得柔性太阳能电池组件。本专利技术即串联式柔性薄膜太阳能电池组件的制作方法进一步包括以下优选方案：在步骤1中，所述发电薄膜层402包括从下至上依次设置的背电极层404、铜铟镓硒吸收层405、本征层406、前电极层407。在步骤2中，所述栅线403包括细栅线301和主栅线302，通过丝网机印刷主302、细栅线301，细栅线301均布于柔性太阳能电池单元3膜层表面，主栅线302与细栅线301交叉重叠实现电流收集。栅线材料为含金属银的导电浆料。所述细栅线301宽度为0.01-0.2毫米，相邻细栅线之间的间距1-3毫米。所述主栅线302数量为2-5条，与细栅线301夹角为30-90度；所述导电粘接汇流带201的一端与主栅线302对应连接。在步骤3中，在发电膜层402边缘贴附绝缘胶带303用于固定导电粘接汇流带201。在步骤5中，所述上粘接膜层205、下粘接膜层204为乙烯-辛稀共聚胶膜(POE)或乙烯-醋酸乙烯共聚胶膜(EVA)膜层；所述上阻水膜层206和下阻水膜层203为全透明或半透明材料阻水膜层和背板阻水膜层。在步骤6中，层压温度为60-200℃，压力为100kpa以下。与目前薄膜太阳能电池技术相比，本专利技术的串联式柔性太阳能电池及其制作方法具有如下优点：(1)本专利技术的柔性CIGS薄膜太阳能电池有别于使用导电银胶的柔性薄膜电池，制造成本低，工艺容易控制。(2)通过栅线实现导电汇流，再由导电胶带引出，可实现两者之间的欧姆接触。(3)本专利技术的柔性CIGS薄膜太阳能电池使用丝网印刷成熟工艺，直接粘接导电汇流条，工艺简单，设备成熟，便于实现产业的自动化生产。(4)单个电池单元相互独立，不会因局部受损而影响整个组件的性能。附图说明图1是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件，包括多个柔性太阳能电池单元(101)，其特征在于：所述柔性太阳能电池单元(101)包括金属柔性衬底(401)和设置在金属柔性衬底(401)上的发电薄膜层(402)，在发电薄膜层(402)设置栅线(403)；通过导电粘接汇流带(201)将柔性太阳能电池单元发电薄膜层(402)上的栅线(403)与相邻柔性太阳能电池单元的金属柔性衬底(401)相连形成正负极串联结构的柔性薄膜太阳能电池组件。

【技术特征摘要】
1.一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件，包括多个柔性太阳能电池单元(101)，其特征在于：所述柔性太阳能电池单元(101)包括金属柔性衬底(401)和设置在金属柔性衬底(401)上的发电薄膜层(402)，在发电薄膜层(402)设置栅线(403)；通过导电粘接汇流带(201)将柔性太阳能电池单元发电薄膜层(402)上的栅线(403)与相邻柔性太阳能电池单元的金属柔性衬底(401)相连形成正负极串联结构的柔性薄膜太阳能电池组件。2.根据权利要求1所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：所述柔性太阳能电池单元(101)的边长为70-200毫米，相邻的柔性太阳能电池单元间距离为0.1-30毫米。3.根据权利要求1所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：所述柔性太阳能电池单元(101)的发电薄膜层(402)为多层薄膜，自下而上依次包括背电极层(404)、铜铟镓硒吸收层(405)、本征层(406)、前电极层(407)，其中，栅线(403)设置在前电极层(407)上。4.根据权利要求3所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：背电极层(404)是钼或其他金属；吸收层(405)是铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、非晶硅或微晶硅中的一种或几种；本征层(406)是氧化锌膜层；前电极层(407)是掺铝氧化锌层材料。5.根据权利要求1或3所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：所述栅线(403)是通过印涂或者镀制的方式设置在所述发电薄膜层(402)表面的。6.根据权利要求5所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：所述栅线(403)包括细栅线(301)和主栅线(302)，其中，多条细栅线(301)平行均布在发电薄膜层(402)表面，主栅线(302)与细栅线(301)交叉重叠实现电流收集。7.根据权利要求6所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：主栅线(302)数量为2-5条，与细栅线(301)夹角为30-90度；所述导电粘接汇流带(201)的一端与主栅线(302)对应连接。8.根据权利要求1所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：多个相邻的柔性太阳能电池单元依次通过导电粘接接汇流带(201)串联连接后，使用导电焊接带(102)引出正负极。9.根据权利要求1或8所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：在形成的柔性太阳能电池组(1)的上表面即栅线(403)上依次覆盖上粘接膜层(205)和上阻水膜层(206)；在柔性太阳能电池组(1)的底部即金属柔性衬底(401)背面依次覆盖下粘接膜层(204)和下阻水膜层(203)。10.根据权利要求9所述的串联式柔性薄膜太阳能电池组件，其特征在于：所述上粘接膜层(205)、下粘接膜层(204)为乙烯-辛稀共聚胶膜(POE)或乙烯-醋酸乙烯共聚胶膜(EVA)膜层；所述上阻水膜层(206)和下阻水膜层(203)为全透明或半透明材料阻水膜层和背板阻水膜层。11.一种串联式柔性薄膜太阳能电池组件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：步骤1：制作柔性太阳能电池单元(101)，该柔性太阳能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，余新平，李宝瑛，张龙，李爽，徐会杰，
申请(专利权)人：北京四方创能光电科技有限公司，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11