柔性可延展光伏薄膜复合结构及其制备方法技术

本公开提供了一种柔性可延展光伏薄膜复合结构，包括：基底，所述基底具有延展性；光伏器件，包括光伏衬底，所述光伏衬底粘附在所述基底上，所述光伏器件的厚度小于30μm；以及粘连层，所述光伏器件通过光伏衬底基于所述粘连层粘附在所述基底上，以使在所述基底发生延展的情况下，通过所述粘连层释放所述基底和/或所述光伏器件的应力；其中，所述粘连层的杨氏模量低于所述光伏器件的杨氏模量，并低于所述基底的杨氏模量，所述粘连层的面积大于所述光伏器件的面积。伏器件的面积。伏器件的面积。

【技术实现步骤摘要】
柔性可延展光伏薄膜复合结构及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体器件领域，尤其涉及一种适用于光伏器件的柔性可延展光伏薄膜复合结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前的柔性光伏器件虽然通过物理可拉伸互连结构提高了延展率，但是物理可拉伸互连的存在占据了光伏器件的有效光接收区域，导致表面能量转换效率降低，并且由于光伏器件面积增大，限制了柔性光伏器件在可穿戴设备领域的应用场景，并且也限制了柔性光伏器件在其他需要考虑器件面积的应用场景。同时制备物理可拉伸互连结构的工艺繁琐、制造成本高，并且在延展结构失效后需要重新制备柔性光伏器件，进而难以回收利用。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种柔性可延展光伏薄膜复合结构及其制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一，可以释放光伏器件和基底之间的界面应力，提高复合结构的拉伸性能。
[0004]根据本公开的一个方面，提供了一种柔性可延展光伏薄膜复合结构，其特征在于，包括：基底，所述基底具有延展性；光伏器件，包括光伏衬底，所述光伏衬底粘附在所述基底上，所述光伏器件的厚度小于30μm；以及粘连层，所述光伏器件通过光伏衬底基于所述粘连层粘附在所述基底上，以使在所述基底发生延展的情况下，通过所述粘连层释放所述基底和/或所述光伏器件的应力；其中，所述粘连层的杨氏模量低于所述光伏器件的杨氏模量，并低于所述基底的杨氏模量，所述粘连层的面积大于所述光伏器件的面积。
[0005]在本公开实施例中，所述粘连层和所述光伏器件为相似图形。
[0006]在本公开实施例中，所述粘连层的材料为硅酮、有机硅凝胶或硅胶粘连剂中的一种。
[0007]在本公开实施例中，所述基底为皮肤、植物或高分子弹性聚合物中的一种；优选地，所述高分子弹性聚合物为聚二甲基硅氧烷、硅酮和硅胶中的一种。
[0008]根据本公开的另一个方面，提供了一种如上述的柔性可延展光伏薄膜复合结构的制备方法，包括：步骤S1：通过减薄工艺对光伏器件的光伏衬底进行减薄，使所述光伏器件的厚度小于30μm；步骤S2：制作粘连层并将所述粘连层粘附在基底上；以及步骤S3：将所述减薄后的光伏器件基于所述粘连层粘附在基底上；其中，所述粘连层的杨氏模量低于所述光伏器件的杨氏模量，并低于所述基底的杨氏模量，所述粘连层的面积大于所述光伏器件的面积小于所述基底的面积。
[0009]在本公开实施例中，在步骤S1中，所述通过减薄工艺对光伏器件进行减薄，包括：步骤S11：将所述光伏器件固定放置在玻璃片上后进行曝光显影处理；以及步骤S12：将显影后的所述光伏器件放置于刻蚀液中进行刻蚀；其中，所述玻璃片支撑所述光伏衬底的相对面。
[0010]在本公开实施例中，在步骤S1中还包括：步骤S13：在所述减薄后的光伏器件与所述光伏衬底相对的面上制作银电极；以及步骤S14：在所述减薄后的光伏器件上相沉积1μm厚的保护层。
[0011]在本公开实施例中，在所述步骤S11中，在所述光伏器件的所述光伏衬底上以1000rmp的速度旋涂光刻胶并在80℃的环境下加热5
‑
6分钟后进行曝光显影处理；在所述步骤S12中，通过将所述光伏器件置于氯化铁刻蚀液中浸泡30
‑
60分钟进行刻蚀。
[0012]在本公开实施例中，在步骤S2中，所述制作粘连层，包括：步骤S21：将水溶性胶带固定设置于载玻片上，在105℃的环境下加热2
‑
5分钟，以去除所述水溶性胶带中的水汽，其中，所述载玻片支撑与所述水溶性胶带的粘胶层相对的面；步骤S22：在所述粘胶层上以500rmp的速度旋涂硅酮后在100℃的环境下加热3分钟形成粘连薄膜；以及步骤S23：对所述粘连薄膜进行切割形成所述粘连层。
[0013]在本公开实施例中，对所述粘连薄膜进行切割以使切割后形成的所述粘连层的面积大于所述光伏器件的面积，小于所述基底的面积。
[0014]根据本公开实施例，通过设置厚度小于30μm的光伏器件可以减小光伏器件和基底之间的界面应力，通过设置粘连层的杨氏模量低于光伏器件的杨氏模量，并且低于基底的杨氏模量，可以释放光伏器件和基底之间的界面应力，提高复合结构的拉伸性能。
附图说明
[0015]图1是根据本公开示意性实施例的柔性可延展光伏薄膜复合结构的立体示意图；
[0016]图2a是具有较厚的光伏器件的柔性可延展光伏薄膜复合结构在拉力作用下的应力变化示意图；
[0017]图2b是根据本公开示意性实施例的具有较薄的光伏器件的柔性可延展光伏薄膜复合结构在拉力作用下的应力变化示意图；
[0018]图3是根据本公开示意性实施例的柔性可延展光伏薄膜复合结构的俯视示意图；以及
[0019]图4是根据本公开示意性实施例的柔性可延展光伏薄膜复合结构的受力示意图。
[0020]【附图标记说明】
[0021]1：光伏器件；
[0022]2：粘连层；
[0023]3：基底。
具体实施方式
[0024]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。但是，本公开能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本公开的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。
[0025]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细
节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0026]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0027]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0028]为便于本领域技术人员理解本公开技术方案，现对如下技术术语进行解释说明。
[0029]在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性可延展光伏薄膜复合结构，其特征在于，包括：基底，所述基底具有延展性；光伏器件，包括光伏衬底，所述光伏衬底粘附在所述基底上，所述光伏器件的厚度小于30μm；以及粘连层，所述光伏器件通过光伏衬底基于所述粘连层粘附在所述基底上，以使在所述基底发生延展的情况下，通过所述粘连层释放所述基底和/或所述光伏器件的应力；其中，所述粘连层的杨氏模量低于所述光伏器件的杨氏模量，并低于所述基底的杨氏模量，所述粘连层的面积大于所述光伏器件的面积。2.根据权利要求1所述的柔性可延展光伏薄膜复合结构，其特征在于，所述粘连层和所述光伏器件为相似图形。3.根据权利要求1所述的柔性可延展光伏薄膜复合结构，其特征在于，所述粘连层的材料为硅酮、有机硅凝胶或硅胶粘连剂中的一种。4.根据权利要求1所述的柔性可延展光伏薄膜复合结构，其特征在于，所述基底为皮肤、植物或高分子弹性聚合物中的一种；优选地，所述高分子弹性聚合物为聚二甲基硅氧烷、硅酮和硅胶中的一种。5.一种如上述权利要求1至4中任一项所述的柔性可延展光伏薄膜复合结构的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：通过减薄工艺对光伏器件的光伏衬底进行减薄，使所述光伏器件的厚度小于30μm；步骤S2：制作粘连层并将所述粘连层粘附在基底上；以及步骤S3：将所述减薄后的光伏器件基于所述粘连层粘附在基底上；其中，所述粘连层的杨氏模量低于所述光伏器件的杨氏模量，并低于所述基底的杨氏模量，所述粘连层的面积大于所述光伏器件的面积小于所述基底的面积。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄显，牛婧，赵一聪，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：