一种柔性太阳能电池材料制造技术

本发明专利技术主要公开了一种柔性太阳能电池材料，在传统的薄膜太阳能电池材料制作基础上，其中关键技术就是在硬性衬底和薄膜太阳能电池材料之间生长牺牲层。利用共蒸发、溅射或化学技术在硬性衬底上形成一层牺牲层。通过剥离处理牺牲层使得薄膜太阳能电池材料从硬性衬底上转移到柔性衬底上。具有高效率、高稳定的优势，又发挥了柔性衬底节约材料容易加工的特点，减少工艺步骤，降低成本，适合大规模生产。

A flexible solar cell material

【技术实现步骤摘要】
一种柔性太阳能电池材料
本专利技术涉及一种太阳能电池材料制作方法，特别涉及一种柔性太阳能电池材料制备方法。
技术介绍
目前，在该
，目前研究最多的太阳能电池材料有硅太阳能电池材料、化合物半导体太阳能电池材料和染料敏化太阳能电池材料。硅材料的研究主要受益于微电子行业的高速发展，这很大地促进了单晶硅制备技术的提高，直接促进了太阳能电池材料转换效率的提高，其技术是现在最成熟的。在实验室里其效率最高可达到24％，商品电池的效率为17％。但是高纯晶体硅的提炼是一个高成本、高污染的过程，为了节省硅材料成本，发展了多晶硅和非晶硅薄膜电池，但是其转换效率不高、存在光衰减等缺陷仍然制约有硅太阳能电池材料的发展。作为化合物半导体太阳能电池材料的代表，铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池材料具有高效率、低成本、无光衰退、适合大规模生产等优点，已经成为太阳能主要发展的方向。德国一家太阳能和氢能研究机构ZSW共同研制的采用共蒸发法铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池材料的光电转化效率达到20.3％，创造了新的世界记录，大面积薄膜电池组件的效率已经达到13％。由于柔性衬底具有质量轻，性能稳定，最重要的是其可采用卷对卷(roll-to-roll)生产方式可以大幅度降低生产成本。因此采用柔性衬底是CIGS薄膜电池的发展趋势之一。柔性衬底可以是不锈钢、钛、钼、铜片等金属，也可以是聚合物(聚酰亚胺)。采用柔性衬底可与卷绕技术相结合，大规模制备质量轻、可弯曲的电池。NRE采用共蒸发法，创造了不锈钢衬底上小面积电池效率17.5％；德国Hahn—Meitner-Institute在钛衬底上共蒸发得到CIGS电池效率为16.2％；美国GlobalSolar公司0.4MW中试线生产不锈钢衬底上小面积电池效率为12.5％；ETH(SWI)采用共蒸发法在聚合物衬底上制得的CIGS电池效率为12.8％。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种柔性太阳能电池材料，在传统的薄膜太阳能电池材料制作基础上，其中关键技术就是在硬性衬底和薄膜太阳能电池材料之间生长牺牲层。利用共蒸发、溅射或化学技术在硬性衬底上形成一层牺牲层。通过剥离处理牺牲层使得薄膜太阳能电池材料从硬性衬底上转移到柔性衬底上。这样既有利于制作高效的太阳能电池材料，又发挥了柔性衬底的优势。且制造成本低、设备简单。本专利技术的技术方案为：一种柔性太阳能电池材料，具体包括以下步骤：a)牺牲层制作：采用真空蒸发法在玻璃、硅片硬质材料衬底上蒸发、溅射沉积或化学沉积方法制备10-1000nm的牺牲层；b)太阳能电池材料薄膜制作：采用溅射或真空蒸发或化学合成方法在长有牺牲层的硬质衬底上生长高性能薄膜太阳能电池材料结构；c)和柔性衬底粘合：将柔性衬底在干燥的环境下与步骤2)所得薄膜太阳能电池材料结构粘合；d)剥离处理：将粘合后的夹层结构，即柔性衬底、太阳能电池材料、硬质衬底，在常温下剥离，经过一段时间后薄膜从牺牲层处与硬质衬底分离，并形成柔性衬底上的太阳能电池材料层结构；e)得到太阳能电池材料：继续在上述柔性衬底上的太阳能电池材料结构上完成完整的太阳能电池材料工艺，得到最终的高性能太阳能电池材料结构。所述牺牲层可以是氟化钠层，硅化钠、硫化钠。所述步骤c)中的粘合过程可以在室温或烘烤条件下进行，同时可以用粘性胶带、银浆辅助进行。本专利技术的有益效果在于：本专利技术柔性太阳能电池材料制备方法，具有高效率、高稳定的优势,又发挥了柔性衬底节约材料容易加工的特点，减少工艺步骤，降低成本。适合大规模生产。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。实施例一一种柔性太阳能电池材料具体包括以下步骤：a)牺牲层制作：所用牺牲层可以是但不限于氟化钠层，硅化钠、硫化钠；采用真空蒸发法在玻璃、硅片等硬质材料衬底上蒸发、溅射沉积或化学沉积方法制备10-1000nm的牺牲层。b)太阳能电池材料薄膜制作：采用溅射或真空蒸发或化学合成方法在长有牺牲层的硬质衬底上生长高性能薄膜太阳能电池材料结构，如Mo电极，CIGS吸收层,CdS,ZnO，Ni/Al电极层等。c)和柔性衬底粘合：将柔性衬底在干燥的环境下与上述薄膜太阳能电池材料结构粘合，粘合过程可以在室温或烘烤条件下进行，同时可以用粘性胶带、银浆等辅助进行，粘合完成后也可以采用各种加固技术。d)剥离处理：将粘合后的夹层结构(即柔性衬底+太阳能电池材料+硬质衬底)在常温下剥离，经过一段时间后薄膜从牺牲层处与硬质衬底分离，并形成柔性衬底上的太阳能电池材料层结构。所述薄膜与硬性衬底的剥离可以放入适合的溶液中也可以是用其它剥离方法。e)得到太阳能电池材料：继续在上述柔性衬底上的太阳能电池材料结构上完成完整的太阳能电池材料工艺，如用Mo或ITO导电玻璃层等作为背电极，采用丝网印刷、光刻、电子束蒸发、电子镀等制作前电极，得到最终的高性能太阳能电池材料结构。所述太阳能电池材料工艺以不破坏牺牲层为前提；或者以特殊的保护工艺来防止太阳能电池材料工艺对牺牲层可能存在的破坏作用；具体的工艺参数条件可以根据所选硬质衬底、牺牲层材料和最优太阳能电池材料性能的需要共同决定。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术的范围内。本专利技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性太阳能电池材料，具体包括以下步骤：/na)牺牲层制作：采用真空蒸发法在玻璃、硅片硬质材料衬底上蒸发、溅射沉积或化学沉积方法制备10-1000nm的牺牲层；/nb)太阳能电池材料薄膜制作：采用溅射或真空蒸发或化学合成方法在长有牺牲层的硬质衬底上生长高性能薄膜太阳能电池材料结构；/nc)和柔性衬底粘合：将柔性衬底在干燥的环境下与步骤2)所得薄膜太阳能电池材料结构粘合；所述粘合在室温或烘烤条件下进行，同时用粘性胶带、银浆辅助进行；/nd)剥离处理：将粘合后的夹层结构，即柔性衬底、太阳能电池材料、硬质衬底，在常温下剥离，经过一段时间后薄膜从牺牲层处与硬质衬底分离，并形成柔性衬底上的太阳能电池材料层结构；/ne)得到太阳能电池材料：继续在上述柔性衬底上的太阳能电池材料结构上完成完整的太阳能电池材料工艺，得到最终的高性能太阳能电池材料结构；其特征在于，所述牺牲层为氟化钠层或硅化钠或硫化钠。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性太阳能电池材料，具体包括以下步骤：
a)牺牲层制作：采用真空蒸发法在玻璃、硅片硬质材料衬底上蒸发、溅射沉积或化学沉积方法制备10-1000nm的牺牲层；
b)太阳能电池材料薄膜制作：采用溅射或真空蒸发或化学合成方法在长有牺牲层的硬质衬底上生长高性能薄膜太阳能电池材料结构；
c)和柔性衬底粘合：将柔性衬底在干燥的环境下与步骤2)所得薄膜太阳能电池材料结构粘合；所述粘合在室温或烘烤...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬恒果，
申请(专利权)人：余姚市牧晟光伏发电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33