薄膜光伏组件制造技术

本发明专利技术提供包括聚乙烯醇缩丁醛层的薄膜光伏器件，该聚乙烯醇缩丁醛层为所述器件提供良好的结合性、电阻率、密封性、可加工性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及薄膜光伏组件，具体而言，本专利技术涉及于适当的薄膜光伏衬底之上引 入聚合物层和光伏器件的薄膜光伏组件。
技术介绍
目前存在两种常用的光伏(太阳能)组件。第一种光伏组件采用半导体晶片作为 衬底，第二种光伏组件采用沉积于适当的衬底之上的半导体薄膜。半导体晶片型光伏组件通常包括常用于各种固态电子器件例如计算机存储器片 和计算机处理器的硅晶片。这种常规设计尽管有效但制造费用较高且难以用于非标准应用。另一方面，薄膜光伏组件可于适当的衬底之上引入一种或多种常规半导体例如非 晶硅。与采用复杂精细的制造技术从晶锭上切割晶片的晶片应用不同，薄膜光伏组件采用 相对简单的沉积技术例如溅射涂布、物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)形成。尽管较晶片型光伏组件而言薄膜光伏组件正成为更可行的实用光伏方案，但现有 技术仍需在效率、耐久性和制造费用方面进行改善。
技术实现思路
本专利技术提供薄膜光伏器件，该薄膜光伏器件包括为其提供良好结合性、电阻率、密 封性、可加工性和耐久性的聚乙烯醇缩丁醛层。附图说明图1表示本专利技术薄膜光伏器件的截面示意图。 具体实施例方式本专利技术的薄膜光伏器件包括根据本文所述的聚乙烯醇缩丁醛层，该聚乙烯醇缩丁 醛层为所述光伏器件提供良好的结合性、电阻率、密封性、可加工性和耐久性。本专利技术薄膜光伏组件的一种实施方案整体标记为10并示于图1中。如图所示，光 伏器件14形成于例如可以是玻璃或塑料的基层衬底12之上。保护衬底18经由聚乙烯醇 缩丁醛层16与光伏器件14结合。基层衬底图1中示作单元12的本专利技术基层衬底可以是本专利技术光伏器件能够形成于其上的 任何适当的衬底。实例包括但不限于玻璃，形成“硬质”薄膜组件的硬质塑性玻璃料(rigid plastic glazing material)，形成“柔性”薄膜组件的塑料薄膜例如聚对苯二甲酸乙二醇 酯、聚酰亚胺、含氟聚合物等。通常优选的是基层衬底允许350至1，200纳米范围内的入射 辐射大部分透过，但本领域技术人员应当认识到可有多种变型，包括光经由保护衬底进入 光伏器件的变型。4薄膜光伏器件图1中示作单元14的本专利技术薄膜光伏器件直接形成于基层衬底之上。典型的器 件制造根据应用包括第一导电层的沉积，第一导电层的蚀刻，半导体层的沉积和蚀刻、第 二导电层的沉积、第二导电层的蚀刻、总线导体和保护层的施用。可任选地在第一导电层和 基层衬底之间于基层衬底之上形成电绝缘层。该任选层例如可以是硅层。本领域技术人员应当认识到，器件制造的前述说明是一种已知方法并且是本 专利技术的一种实施方案。多种其他类型的薄膜光伏器件落在本专利技术的范围之内。形成方 法和器件的实例包括美国专利文件2003/0180983、7，074，641、6，455，347、6，500，690、 2006/0005874,2007/0235073,7, 271，333 和 2002/0034645 中所述的实例，在此全部引入其 相关制造和器件部分。薄膜光伏器件的各组成部分可通过任何适当的方法形成。在各种实施方案中，可 采用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和/或溅射。上述两个导电层作为电极输送介于其间的半导体材料所产生的电流。一个电极通 常是透明的以允许太阳辐射到达半导体材料。当然，两个导体可均为透明的，或者一个导 体为反射的，从而使得穿过半导体材料的光反射回到半导体材料之中。导电层可包含任何 适当的导电氧化物材料例如氧化锡或氧化锌，或者如果透明度并不重要(例如对于“背”电 极)，则可使用金属或金属合金层例如包含铝或银的层。在其他实施方案中，金属氧化物层 可与金属层组合形成电极，所述金属氧化物层可掺有硼或铝并采用低压化学气相沉积进行 沉积。导电层的厚度例如可为0. 1至10微米。薄膜光伏器件的光伏区域可包括例如常规PIN或PN结构的氢化非晶硅。硅的厚 度通常可达约500纳米，一般包括厚度为3至25纳米的ρ层、厚度为20至450纳米的i层 和厚度为20至40纳米的η层。例如，如美国专利4，064，521所述，沉积可借助在硅烷或硅 烷和氢的混合物中进行辉光放电。或者，半导体材料可以是微晶硅，碲化镉(CdTe或CdS/CdTe)，二硒化铜铟 (CuInSe2、“CIS”、或CdS/CiJr^e2)，硒化铜铟镓(Cuhfe^e2或“CIGS”)，或其他光伏活性材 料。本专利技术的光伏器件可具有附加的半导体层或前述半导体类型的组合，并可为串列、三结 点或异质结结构。可采用任意常规的半导体制造技术，包括但不限于使用抗蚀掩模的丝网印刷、使 用正性或负性光致抗蚀剂的蚀刻、机械划刻、放电划刻、化学蚀刻或激光蚀刻，进行各层的 蚀刻，以形成器件的各组成部分。各层的蚀刻通常致使在器件中形成独立的光电池。可使 用在制造过程的任意合适阶段插入或形成的母线，将这些光电池相互电连接。在与聚乙烯醇缩丁醛层和保护衬底组合之前，可任选地在所述光电池之上形成保 护层。保护层例如可以是经溅射的铝。由任选的绝缘层、导电层、半导体层和任选的保护层形成的相互电连接的光电池 形成本专利技术的光伏器件。聚乙烯醇缩丁醛层本专利技术的薄膜光伏组件使用任选地包含环氧树脂的聚乙烯醇缩丁醛层作为层压 结合体，该层压结合体用于将光伏器件密封于保护衬底，从而形成本专利技术的光伏组件。薄膜光伏器件固有地难以层压，这是因为层压体内存在母线。这些母线为力聚集体，在层压过程中造成过早密封，从而明显降低排气质量。此外，母线通常在层压步骤中聚 乙烯醇缩丁醛必须流入的厚度上呈现阶梯式变化。本专利技术的聚乙烯醇缩丁醛层可包含如表所示平均分子量为70，000至150，000道 尔顿或80，000至120，000道尔顿的聚乙烯醇缩丁醛树脂。本专利技术的薄膜光伏聚乙烯醇缩丁醛层的其他组成部分的数值也可在表中查到权利要求1.一种薄膜光伏组件，包括基层衬底；设置为与所述第一衬底接触的薄膜光伏器件；设置为与所述光伏器件接触的聚乙烯醇缩丁醛层；和设置为与所述聚乙烯醇缩丁醛层接触的保护衬底，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层包含25-35份/百份树脂的增塑剂并具有 120，000-150, 000道尔顿的分子量。2.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层包含15-25份/百份树脂的增塑剂 并具有100，000-120, 000道尔顿的分子量。3.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层包含5-15份/百份树脂的增塑剂并 具有70，000-120, 000道尔顿的分子量。4.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层包含0-5份/百份树脂的增塑剂并 具有70，000-100, 000道尔顿的分子量。5.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层还包含0-5份/百份树脂的环氧添 加剂。6.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层还包含0-2份/百份树脂的环氧添 加剂。7.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层具有10-22的残余羟基含量。8.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层具有15-17的残余羟基含量。9.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛层具有10-15的残余羟基含量。10.权利要求1的组件，其中所述聚乙烯醇缩丁醛具有17-21%的残余羟基、8-12滴度 的二 (2-乙基丁酸)镁和4.2X1015+/-10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜光伏组件，包括：　　基层衬底；　　设置为与所述第一衬底接触的薄膜光伏器件；　　设置为与所述光伏器件接触的聚乙烯醇缩丁醛层；和　　设置为与所述聚乙烯醇缩丁醛层接触的保护衬底，　　其中所述聚乙烯醇缩丁醛层包含２５－３５份／百份树脂的增塑剂并具有１２０，０００－１５０，０００道尔顿的分子量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗克斯·安德烈·柯兰，
申请(专利权)人：首诺公司，
类型：发明
国别省市：US