一种互联式柔性太阳能电池及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种薄膜太阳能电池组件及其制作方法，具体涉及一种互联式柔性太阳能电池及其制作方法。该柔性太阳能电池包括至少两个柔性太阳能电池单元，所述柔性太阳能电池单元包括依次层叠的柔性电池衬底、半导体材料层和受光层，所述受光层上设置有导电汇流条，相邻两个柔性太阳能电池单元中，一个柔性太阳能电池单元的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底的边部交叠，所述受光层上的导电汇流条与柔性电池衬底之间设置导电联结结构。本发明专利技术还公开了所述互联式柔性太阳能电池的制作方法。本发明专利技术工艺操作简单，易形成欧姆接触，增加太阳能电池的受光面积，安全性能好。

Interconnected type flexible solar cell and manufacturing method thereof

The invention relates to a thin film solar cell component and a manufacturing method thereof, in particular to an interconnected flexible solar cell and a manufacturing method thereof. The flexible solar cell comprises at least two flexible solar cell, the flexible solar cell unit includes a sequentially stacked flexible battery substrate, a semiconductor material layer and optical layer, the light receiving layer is arranged on the conductive bus bar, two adjacent flexible solar cell unit, the edge of the flexible substrate by the side of the battery Department of optical layer and a flexible solar cell a flexible solar cell unit overlap, the conductive connection structure is arranged between the conductive wires and flexible substrate layer on the optical cell. The invention also discloses the manufacturing method of the interconnected type flexible solar cell. The process of the invention has simple operation, easy to form ohmic contact, increase the light receiving area of the solar cell, and has good safety performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄膜太阳能电池组件及其制作方法，具体涉及一种互联式柔性太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
目前，已实现商业化应用的太阳能电池主要包括晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池；薄膜太阳能电池又包括硅基薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池、碲化镉薄膜电池、有机类薄膜电池等多种。薄膜太阳能电池的衬底可分为硬性衬底和柔性衬底，如玻璃衬底属于硬性衬底，不锈钢和聚酰亚胺衬底属于柔性衬底。具有柔性衬底的太阳能电池本质上也分为两大类，一类是整体地使用激光或者机械的方法将整块电池分成串联或者并联的各个小电池单元，但是该类太阳能电池的衬底不是分离的；美国专利US6858461和US4795500中都分别公开了在衬底上用激光刻蚀TCO、光吸收层和金属背电极的方式获得串联或并联的电池单元的方法；但是，使用该种整体上分割成小电池单元的技术受制于激光或者机械的划线方法，比如激光对背电极的刻蚀会造成周边金属和吸收层熔化进而造成短路，机械划线方法造成的电池死区的增加会影响电池效率。另一类是离散的使用机械的方式将衬底分开，然后使用互联技术将小电池连接起来，形成整块组件，具有一定的可操作性，但也存在不易实现欧姆接触、工序复杂等缺陷；中国专利CN202332901U公开了一种内置的太阳能电池之间的柔性连接结构，通过柔性线材或者扁材来实现小电池单元的连接，其缺点在于线材和扁材与电池之间的欧姆接触很难实现，再如中国专利申请CN102386251A公开的一种柔性电池组件中，太阳能电池以聚酰亚胺为衬底，由于聚酰亚胺的不导电性，在形成导电连接时需要对衬底开孔，增加了工艺的操作复杂性。因此，需要一种操作简单、可行的互联式柔性太阳能电池及其制作方法，实现柔性电池小单元之间的安全、方便互联。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种互联式柔性太阳能电池，采用导电联结结构，省去导线连接，克服现有技术中欧姆接触不易实现、工艺操作复杂等缺点。本专利技术的第一个目的是由下述技术方案实现的：一种互联式柔性太阳能电池，包括至少两个柔性太阳能电池单元，所述柔性太阳能电池单元包括依次层叠的柔性电池衬底、半导体材料层和受光层，所述受光层上设置有导电汇流条，相邻两个柔性太阳能电池单元中，一个柔性太阳能电池单元的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底的边部交叠，所述受光层上的导电汇流条与柔性电池衬底之间设置导电联结结构。所述一个单元的受光层的边部与另一个单元的柔性电池衬底的边部交叠2-15毫米。所述导电汇流条是梳子状或类梳子状结构，包括细栅线和主栅线，所述细栅线与主栅线相交呈45-90度的角度，导电汇流条一般是金属材料，可以是银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金。所述导电汇流条优选是梳子状结构，包括细栅线和主栅线，所述细栅线与主栅线的夹角优选为90度。所述导电联结结构可以是导电金属凸点或导电金属绒面中的一种。所述导电金属凸点可以是圆片状、方片状或半球状，其中金属可以是银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金；所述导电金属绒面一般是金属颗粒绒面，其中金属可以是银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金。所述柔性电池衬底可以是不锈钢、铜、钛或铝；所述半导体材料层是多层薄膜，所述半导体材料可以是铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、非晶硅或微晶硅中的一种或几种；所述受光层可以是透明或半透明材料层，所述透明或半透明材料可以是氧化锌、掺铝氧化锌或掺硼氧化锌中的一种。本专利技术的第二个目的在于提供一种互联式柔性太阳能电池制作方法，克服现有互联方法操作复杂、欧姆接触不易实现等缺点。本专利技术的第二个目的是由下述技术方案实现的：一种互联式柔性太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：1）制备柔性太阳能电池单元，该柔性太阳能电池单元包括依次层叠的柔性电池衬底、半导体材料层和受光层；2）在柔性太阳能电池单元的受光层上印制、涂制或者镀制金属材料，形成导电汇流条；3）在柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底上印制、涂制或者镀制金属材料，形成导电联结结构；4）将一个柔性太阳能电池单元上的带有导电汇流条的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元上的带有导电联结结构的柔性电池衬底的边部交叠，并使导电汇流条与导电联结结构相接触；5）对交叠在一起的两个柔性太阳能电池单元进行压合，压合在真空或非真空状态下进行，压合温度为20-200℃温度，压合压力为80kpa以下，形成导电汇流条和导电联结结构的紧密接触，即制得。所述一个柔性太阳能电池单元上的带有导电汇流条的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元上的带有导电联结结构的柔性电池衬底的边部交叠2-15毫米。所述压合最好在超声波辅助下进行。所述导电汇流条可以是梳子状或类梳子状结构，包括细栅线和主栅线，所述细栅线和主栅线相交呈45-90度的角度，导电汇流条的金属材料可以是银、铜、银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金。所述导电汇流条优选是梳子状结构，包括细栅线和主栅线，所述细栅线和主栅线的夹角优选为90度。所述导电联结结构可以是导电金属凸点或导电金属绒面，所述导电金属凸点可以是圆片状、方片状或半球状，其中金属可以是银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金；所述导电金属绒面一般是金属颗粒绒面，其中金属可以是银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金。所述柔性电池衬底可以是不锈钢、铜、钛或铝；所述半导体材料层是多层薄膜，所述半导体材料可以是铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、非晶硅或微晶硅中的一种或几种；所述受光层可以是透明或半透明材料层，所述透明或半透明材料可以是氧化锌、掺铝氧化锌或掺硼氧化锌中的一种。本专利技术的第二个目的还可以由下述技术方案实现：一种互联式柔性太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：1）制备柔性太阳能电池单元，该柔性太阳能电池单元包括依次层叠的柔性电池衬底、半导体材料层和受光层；2）在柔性太阳能电池单元的受光层上印制或涂制或镀制金属材料，形成导电汇流条；3）在上述形成的导电汇流条上印制或涂制或镀制金属材料，形成导电联结结构；4）将一个柔性太阳能电池单元上的带有导电汇流条和导电联结结构的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底的边部交叠，并使导电汇流条上的导电联结结构与柔性电池衬底相接触；5）对交叠在一起的两个柔性太阳能电池单元进行压合，压合在真空或非真空状态下进行，压合温度为20-200℃，压合压力为80kpa以下，形成导电汇流条上的导电联结结构与柔性电池衬底间的紧密接触，即制得。所述一个柔性太阳能电池单元上的带有导电汇流条和导电联结结构的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底的边部交叠2-15毫米。所述压合最好在超声波辅助下进行。所述导电汇流条可以是梳子状或类梳子状结构，包括细栅线和主栅线，所述细栅线和主栅线相交呈45-90度的角度，导电汇流条的金属材料可以是银、铜、银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金。所述导电汇流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互联式柔性太阳能电池，包括至少两个柔性太阳能电池单元，所述柔性太阳能电池单元包括依次层叠的柔性电池衬底、半导体材料层和受光层，其特征在于，所述受光层上设置有导电汇流条，相邻两个柔性太阳能电池单元中，一个柔性太阳能电池单元的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底的边部交叠，所述受光层上的导电汇流条与柔性电池衬底之间设置导电联结结构。

【技术特征摘要】
1.一种互联式柔性太阳能电池，包括至少两个柔性太阳能电池单元，所述柔性太阳能电池单元包括依次层叠的柔性电池衬底、半导体材料层和受光层，其特征在于，所述受光层上设置有导电汇流条，相邻两个柔性太阳能电池单元中，一个柔性太阳能电池单元的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底的边部交叠，所述受光层上的导电汇流条与柔性电池衬底之间设置导电联结结构。
2.根据权利要求1所述的互联式柔性太阳能电池，其特征在于，所述一个柔性太阳能电池单元的受光层的边部与另一个柔性太阳能电池单元的柔性电池衬底的边部交叠2-15毫米。
3.根据权利要求1或2所述的互联式柔性太阳能电池，其特征在于，所述导电汇流条是梳子状或类梳子状结构，包括细栅线和主栅线，所述细栅线与主栅线相交呈45-90度的角度，导电汇流条的材料是银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金。
4.根据权利要求1或2所述的互联式柔性太阳能电池，其特征在于，所述导电汇流条是梳子状结构，包括细栅线和主栅线，所述细栅线与主栅线相交呈90度的角度。
5.根据权利要求3所述的互联式柔性太阳能电池，其特征在于，所述导电联结结构是导电金属凸点或导电金属绒面。
6.根据权利要求5所述的互联式柔性太阳能电池，其特征在于，所述导电金属凸点是圆片状、方片状或半球状，所述导电金属绒面是金属颗粒绒面，其中，所述金属是银、铜、金、铂、钯、钛或铝中的一种或几种的合金。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的互联式柔性太阳能电池，其特征在于，所述柔性电池衬底是不锈钢、铜、钛或铝；所述半导体材料层是多层薄膜，所述半导体材料是铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、非晶硅或微晶硅中的一种或几种；所述受光层是透明或半透明材料层，所述透明或半透明材料是氧化锌、掺铝氧化锌或掺硼氧化锌中的一种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭东阳，童翔，张庆钊，丁建，
申请(专利权)人：北京汉能创昱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11