【技术实现步骤摘要】
本专利技术光伏电池，具体涉及一种曲面电池及其制备方法。
技术介绍
1、市场上应用的太阳能电池，绝大部分是采用平面衬底(如超白玻璃、单晶硅、多晶硅)上制备电池层，单晶硅太阳能电池的转换效率可以达到26.81%，碲化镉薄膜太阳能电池的转换效率可以达到22.5%左右。采用平面衬底形成的太阳能电池在集中式光伏电站、分布式光伏电站中，已有广泛应用。目前，分布式光伏电站装机容量的比例已经超过光伏总装机容量50%，主要安装在建筑物外立面、汽车外表等场景。但这些场景除了平面外表，还存在较大比例的曲面外表，不适合采用平面衬底形成的太阳能电池的安装。作为衬底的晶硅、超白玻璃属于刚性材料，仅凭机械应变发生弯曲时易断裂，难以制成较大曲率的组件，应用在曲面场景表面，限制了其在分布式光伏电站上的应用。
2、目前，应用在曲面外表上的太阳能电池，一种结构是由多块较小尺寸的平板光伏电池通过柔性电路连接，贴合在柔性衬底上，并用刚性框架固定而实现；该结构不适用于大曲率的场景；另一种结构，通过在高分子聚合物等柔性衬底上制备电池层来实现，可以获得曲率较大的太阳能电池，但沉积电池层高温过程中，柔性衬底材料会发生软化变形，且电池层间产生较大应力，容易造成电池层脱膜；柔性衬底只能在较低的温度下（≤400℃）下沉积电池层，应用受限；还有一种结构通过曲面镀膜设备，在曲面外形的刚性衬底上，较均匀地制备出各层薄膜结构，得到刚性衬底上的曲面电池，但曲面镀膜设备制备的成膜质量，与成熟的平面镀膜设备有较大差距，使得该工艺制备得到的薄膜结构的质量差，电池效率远远达不到市场要求，此
3、因此，亟需提供一种方案改进目前曲面电池制备中面临的问题，以得到高效率、高强度、大曲率，可以任意形状弯曲的外观光滑的曲面电池。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的曲面电池不兼顾高效率、高强度、大曲率的缺陷，从而提供一种曲面电池及其制备方法。
2、本专利技术提供一种曲面电池的制备方法，包括以下步骤：形成初始平面结构，所述平面结构包括：透明衬底层；位于所述透明衬底层上的初始功能膜层，所述初始功能膜层至少包括透明导电层和电池层；形成曲面电池中间体，对所述初始平面结构进行热弯处理，使所述初始平面结构变形为整体呈曲面结构的曲面电池中间体；形成曲面电池，在所述曲面电池中间体上形成背接触层；以及在所述背接触层背离所述曲面电池中间体的一侧表面形成背电极层。
3、可选的，所述形成初始平面结构的步骤包括：提供透明衬底层；所述透明衬底层为平面结构；在所述透明衬底层上先后形成所述透明导电层和所述电池层；所述透明导电层和所述电池层形成p-n结；所述形成曲面电池中间体的步骤中，所述热弯处理使所述透明衬底层、所述透明导电层以及所述电池层形成所述曲面电池中间体，所述曲面电池中间体中，所述透明衬底层、所述透明导电层以及所述电池层构成曲率半径相同的叠层曲面结构；所述形成曲面电池的步骤中，在所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面形成所述背接触层；所述透明衬底层包括玻璃衬底层；所述透明衬底层的透光率大于91%；所述透明导电层的材料包括掺氟氧化锡、掺锑氧化锡、掺镉氧化锡、掺铟氧化锌、掺铝氧化锌、掺钙氧化锌中的一种或其任意两种及以上的组合；所述电池层的材料选自碲化镉、硒化镉、碲硒镉中的一种或其任意两种及以上的组合。
4、可选的，所述形成曲面电池中间体的步骤中，所述热弯处理的步骤包括：提供模具，所述模具适于放置所述初始平面结构；将放置有所述初始平面结构的所述模具置于热处理设备中，向所述热处理设备中充入空气、氮气、氩气、氧气中的一种或几种的混合气体，在加热条件下对所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面施加形变力，以使所述初始平面结构弯曲变形为所述曲面电池中间体；对所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面施加形变力之前，在所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面铺设保护膜；对所述初始平面结构进行热弯处理之后，形成曲面电池中间体之前，去除所述保护膜。
5、可选的，所述热弯处理的温度高于所述透明衬底层的应变点，且低于所述透明衬底层的软化点；所述热弯处理的步骤中，温度为500℃-950℃；时间为1min-60min；所述形变力包括重力、所述模具上部提供的机械压力或所述模具下部提供的真空负压中的至少一种。
6、可选的，在所述热弯处理之后，在所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面形成所述背接触层之前，对所述电池层进行热处理修复。
7、可选的，所述热处理修复的步骤中，采用氯化镉对所述电池层进行热处理修复；热处理修复的温度为300℃-700℃，时间为5min-120min。
8、可选的，所述形成初始平面结构的步骤中，在透明衬底层上形成所述透明导电层之前，在所述透明衬底层的一侧表面形成第一阻挡层；所述透明导电层形成于所述第一阻挡层背离所述透明衬底层的表面；所述第一阻挡层的材料包括氧化硅、碳化硅和氧化锡中的一种或几种的组合；形成所述第一阻挡层的工艺包括平面溅射工艺、热蒸发工艺或化学气相沉积工艺。
9、可选的，还包括：在所述透明衬底层上形成透明导电层之后，在所述透明导电层远离所述透明衬底层的一侧表面形成电池层之前，在所述透明导电层远离所述透明衬底层的一侧表面形成第二阻挡层；所述电池层形成于所述第二阻挡层背离所述透明衬底层的一侧表面；所述第二阻挡层的材料包括氧化锌、掺锌氧化锡、掺镁氧化锌、氧化锡、掺氟氧化锡、掺镉氧化锡中的一种或几种的组合；形成所述第二阻挡层的工艺包括平面溅射工艺、热蒸发工艺或化学气相沉积工艺。
10、可选的，形成所述背接触层的工艺包括曲面溅射工艺、曲面印刷工艺或化学气相沉积工艺；形成电极层的工艺包括曲面溅射工艺、曲面印刷工艺或化学气相沉积工艺；所述背接触层的材料包括碳、掺铜碲化锌、碲锌镉、碲化锡、碲、氮化钼、氮化钛中的一种或多种的组合；所述背电极层的材料包括铝、银、金、铜、镍、铬、钼、钛、氧化铝、氧化银、氮化铝、氮化银或氮化铜中的一种或多种的组合。
11、可选的，还包括：自所述透明导电层至所述背电极层、或者，自所述电池层至所述背电极层，贯穿部分所述曲面电池进行曲面激光划线工艺形成线槽，所述曲面电池被划分为若干子电池；填充所述线槽以形成连接结构；所述连接结构包括串联连接结构和并联连接结构，其中，若干相邻的子电池通过串联连接结构形成若干电池串，若干相邻的电池串通过并联连接结构或串联连接结构形成曲面电池。
12、本专利技术还提供一种曲面电池，使用上述的曲面电池的制备方法制备，包括：透明衬底层；透明导电层，位于所述透明衬底层的一侧表面；电池层，位于所述透明导电层远离所述透明衬底层的一侧表面，所述透明导电层和所述电池层形成p-n结；背接触层，位于所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面；背电极层；位于所述背接触层远离所述透明衬底层的一侧表面；所述透明衬底层、透明导电层、电池层以及背接触层和背电极层的表面均呈曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种曲面电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，所述形成曲面电池中间体的步骤中，所述热弯处理的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，所述热弯处理的温度高于所述透明衬底层的应变点，且低于所述透明衬底层的软化点；
5.根据权利要求2所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，在所述热弯处理之后，在所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面形成所述背接触层之前，对所述电池层进行热处理修复。
6.根据权利要求5所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求2所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，还包括：在所述透明衬底层上形成透明导电层之后，在所述透明导电层远离所述透明衬底层的一侧表面形成电池层之前，在所述透明导电层远离所述透明衬底层的一侧表面形成第二阻挡层；所述电池层形成于所述第二阻挡层背离所述透明
9.根据权利要求2所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，形成所述背接触层的工艺包括曲面溅射工艺、曲面印刷工艺或化学气相沉积工艺；形成电极层的工艺包括曲面溅射工艺、曲面印刷工艺或化学气相沉积工艺；
10.根据权利要求1所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，还包括：自所述透明导电层至所述背电极层、或者，自所述电池层至所述背电极层，贯穿部分所述曲面电池进行曲面激光划线工艺形成线槽，所述曲面电池被划分为若干子电池；填充所述线槽以形成连接结构；所述连接结构包括串联连接结构和并联连接结构，其中，若干相邻的子电池通过串联连接结构形成若干电池串，若干相邻的电池串通过并联连接结构或串联连接结构形成曲面电池。
11.一种曲面电池，其特征在于，使用权利要求1-10中任一项所述的曲面电池的制备方法制备，包括：
12.根据权利要求11所述的曲面电池，其特征在于，还包括：
13.根据权利要求11所述的曲面电池，其特征在于，所述曲面电池的曲率半径大于或等于0.5m。
...【技术特征摘要】
1.一种曲面电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，所述形成曲面电池中间体的步骤中，所述热弯处理的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，所述热弯处理的温度高于所述透明衬底层的应变点，且低于所述透明衬底层的软化点；
5.根据权利要求2所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，在所述热弯处理之后，在所述电池层远离所述透明衬底层的一侧表面形成所述背接触层之前，对所述电池层进行热处理修复。
6.根据权利要求5所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求2所述的曲面电池的制备方法，其特征在于，还包括：在所述透明衬底层上形成透明导电层之后，在所述透明导电层远离所述透明衬底层的一侧表面形成电池层之前，在所述透明导电层远离所述透明衬底层的一侧表面形成第二阻挡层；所述电池层...
【专利技术属性】
技术研发人员：周洁，胡安红，赵冉，胡海平，吴选之，
申请(专利权)人：龙焱能源科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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