本发明专利技术提供一种柔性薄膜太阳能电池，其中包括如下结构：用柔性聚合物薄膜构成的进光面衬底（２１）；在进光面衬底（２１）上淀积氧化锌形成的第一电极层（２２）；在第一电极层（２２）上由依次形成的ｐ型、ｉ型和ｎ型非晶硅层构成的光电转换层（２３）；以及在所述光电转换层（２３）上淀积氧化锌形成的第二电极层（２４）。本发明专利技术通过采用氧化锌低温淀积工艺形成薄膜太阳能电池的前后电极层，使得用聚合物薄膜作为柔性衬底成为可能，并且能够将用于制造玻璃衬底的薄膜太阳能电池的工艺移植为制造聚合物衬底的柔性薄膜太阳能电池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池制造工艺，特别涉及用于。
技术介绍
随着现代工业的高速发展、技术快速的更新换代以及对能源的需求，现在能源结 构正在发生着根本性的变革。传统的能源煤炭、石油、天然气的使用量将在2020年-2040 年到达高峰，而在2050年后将会逐渐枯竭。可再生能源(主要是太阳能)等替代能源从 2000年开始迅猛发展，到2050年使用量将达到高峰。传统太阳能电池是使用单晶硅或多晶 硅薄片，其中硅材料应用较多，浪费严重，硅元素提纯工艺复杂且成本太高。薄膜太阳能电池使用非晶硅或其他材料，硅元素量使用很少或不使用硅材料，所以基本无原料瓶颈，尤其 是非晶硅薄膜太阳能电池，成本低且工艺成熟，所以发展很快，成为目前薄膜太阳能电池最 成熟的产品之一。 非晶微晶硅薄膜太阳能电池是新一代薄膜电池产业化技术中的姣姣者，它以转换 效率高、稳定性好、成本低廉等主要特点见长，很可能成为光伏技术中首先实现电网等价点 的主流技术。传统薄膜电池是以玻璃衬底为基础制作的，玻璃既是一种很好的保护材料，又 具有良好的透光性，是一种绝佳的衬底材料。但是玻璃也有它的局限性，如玻璃的不可弯曲 性以及重量较重，影响它在某些特殊领域中的应用。比较直接的如曲面型产品，像汽车顶棚 的阳光窗，或无人驾驶飞机上贴机翼安装的太阳能发电系统等；再如便携式、可巻可折叠式 充电系统等；另外，这些应用中很多共性的要求是系统的重量比较轻，这对航空航天应用来 说尤其重要。现有柔性薄膜太阳能电池的衬底材料通常采用不锈钢薄膜和聚合物膜。由于 不锈钢薄膜成本高、分量重以及具有导电性，因此要满足以上这些应用的需要，轻型聚合物 膜是一种比较理想的衬底材料。它不导电，因此可以用现成的激光切割工艺制造组件，而不 需要将薄膜电池制成后再切开，然后重新串联。聚合物衬底如聚酰亚胺(Kapton)薄膜具有 耐高低温、耐酸硷、耐溶剂、电气绝缘(H级)、防辐射、适合真空制膜工艺、及厚度薄而拉力 好等性能，是柔性太阳能电池的一种优良选择。 如图1所示，其中示出一种传统的单结非晶硅薄膜太阳能电池的层结构。该非晶 硅薄膜太阳能电池是在透明基板l(主要是玻璃)上依次沉积、溅射受光面电极2、光电转换 层3、衬面电极4而形成。作为透明基板1，可采用玻璃板、透明树脂膜等。受光面电极2由 例如ITO(锢锡氧化物)等透明导电性氧化物构成。从受光面电极2侧开始，光电转换层3 具有P型非晶硅层、i型非晶硅层及n型非晶硅层的层积结构。衬面电极4由例如银、铝、 钛、铜等金属材料和IT0、 Sn0等金属氧化物的层积膜构成。 然而以前传统的薄膜电池工艺，不管是p-i-n结构还是n-i-p结构，都有至少一道 工序采用较高温度，即超过聚合物膜的最高承受温度(约400°C )。如p-i-n结构中用氧化 锡采用常压化学气相沉积法(APCVD)形成作为电极的透明导电膜材料是在50(TC左右的温 度上制备的；而在n-i-p结构中则要形成具备良好绒面结构的银层也是在相当高的衬底温4度下制备的。因此传统的工艺比较难以应用于柔性聚合物衬底，即使改变工艺并降低镀膜 温度，所制作的太阳能电池的转换效率比较低，一般在5%以下，影响应用效果而且成本太高。 因此这种传统用于玻璃衬底的薄膜太阳能电池制造工艺难以直接移植应用于制 造以聚合物材料作为衬底的柔性薄膜太阳能电池的制造。
技术实现思路
为了实现将传统玻璃衬底的薄膜太阳能电池制造工艺稍加修改后应用于制造柔 性衬底的薄膜太阳能电池，在此提出一种新型的柔性薄膜太阳能电池及其制造方法。 根据本专利技术的一个方面，在此提供一种柔性薄膜太阳能电池，其中包括如下结构 用柔性聚合物薄膜构成的进光面衬底；在进光面衬底上淀积氧化锌形成的第一电极层；在 第一电极层上由依次形成的P型、i型和n型非晶硅层构成的光电转换层；以及在所述光电 转换层上淀积氧化锌形成的第二电极层。 根据本专利技术的另一个方面，在此提供一种柔性薄膜太阳能电池，其中包括如下结 构用柔性聚合物薄膜构成的背光面衬底；在背光面衬底上淀积氧化锌形成的第三电极 层；在第三电极层上由依次形成的n型、i型和p型非晶硅层构成的光电转换层；以及在所 述光电转换层上淀积氧化锌形成的第四电极层。 根据本专利技术的另一个方面，其中所述进光面衬底由透光性大于80%且可承受大于 20(TC的温度的聚合物薄膜构成；所述背光面衬底由可承受大于20(TC的温度的聚合物薄 膜构成。 根据本专利技术的另一个方面，其中所述进光面衬底的材料采用聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)或者聚醚砜(PES);所述背光面衬底的材料采用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜 (PES)或者聚酰亚胺(K即ton)材料。 根据本专利技术的另一个方面，其中所述第一至第四电极层是采用低压化学气相淀积 (LPCVD)工艺在150°C _2501:的温度下淀积氧化锌形成的。 本专利技术还提供一种制造柔性薄膜太阳能电池的方法，其中包括如下步骤用柔性 聚合物薄膜形成进光面衬底；在进光面衬底上淀积氧化锌作为第一电极层；在第一电极层 上由依次形成的P型、i型和n型非晶硅层作为光电转换层；以及在所述光电转换层上淀积 氧化锌作为第二电极层。 本专利技术还提供另一种制造柔性薄膜太阳能电池的方法，其中包括如下步骤用柔 性聚合物薄膜形成背光面衬底；在背光面衬底上淀积氧化锌作为第三电极层；在第三电极 层上由依次形成的n型、i型和p型非晶硅层作为光电转换层；以及在所述光电转换层上淀 积氧化锌作为第四电极层。附图说明 图1示出普通薄膜太阳能电池的层结构； 图2示出根据本专利技术的p-i-n柔性薄膜太阳能电池的层结构； 图3示出根据本专利技术的n-i-p柔性薄膜太阳能电池的层结构；以及 下面结合附图详细描述本专利技术的优选实施例。具体实施例方式由于上文所提到的传统用于玻璃衬底的薄膜太阳能电池制造工艺不能直接应用 于制造高效率的柔性薄膜太阳能电池，为了实现将制造玻璃衬底的薄膜太阳能电池制造工 艺改变为制造以聚合物膜为衬底的柔性薄膜太阳能电池，并且降低设备投入成本和提高产 品效率。本专利技术提出一种新型的柔性薄膜太阳能电池及其制造方法。 由于传统用于玻璃衬底的薄膜太阳能电池制造工艺中，制造p-i-n薄膜太阳能电 池时一般用氧化锡采用常压化学气相沉积法(APCVD)形成作为电极的透明导电膜，以及制 造n-i-p薄膜太阳能电池时一般采用需要在高温下制成具有良好绒面结构的银层作为背电极。因此需要修改这些形成电极薄膜的高温工艺，降低形成电极薄膜的温度。为此，本发 明采用以低压化学气相淀积(LPCVD)技术制备的氧化锌材料作为前后电极来制作薄膜太 阳能电池，由于其制备温度不超过25(TC，所以可以很容易采用柔性聚合物衬底材料。由于 不需要改变基本工艺条件，因此电池的转换效率可以做到和在玻璃衬底上基本一致，即目 前在9%左右。 具体来说，对于p-i-n型结构，仅将玻璃衬底置换成柔性聚合物衬底。在制作过程 中可以将透明聚合物衬底黏附在玻璃基板上，这样制作时工艺不需做大的改动。制作完成 后再从玻璃板上揭下，然后按照需要再行封装，做成最后产品。 除将聚合物衬底黏附在玻璃基板上进行各种工艺制作程序以外，还可以应用巻到 巻(roll-to-roll)方法直接使用柔性聚合物衬底进行加工。这种本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种柔性薄膜太阳能电池，其中包括如下结构：用柔性聚合物薄膜构成的进光面衬底（２１）；在进光面衬底（２１）上淀积氧化锌形成的第一电极层（２２）；在第一电极层（２２）上由依次形成的ｐ型、ｉ型和ｎ型非晶硅层构成的光电转换层（２３）；以及在所述光电转换层（２３）上淀积氧化锌形成的第二电极层（２４）。
【技术特征摘要】
一种柔性薄膜太阳能电池，其中包括如下结构用柔性聚合物薄膜构成的进光面衬底(21)；在进光面衬底(21)上淀积氧化锌形成的第一电极层(22)；在第一电极层(22)上由依次形成的p型、i型和n型非晶硅层构成的光电转换层(23)；以及在所述光电转换层(23)上淀积氧化锌形成的第二电极层(24)。2. 根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池，其中进光面衬底(21)由透光性大于80^且可承受大于20(TC的温度的聚合物薄膜构成。3. 根据权利要求1或2所述的柔性薄膜太阳能电池，其中进光面衬底(21)的材料采用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或者聚醚砜(PES)。4. 根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池，其中第一电极层(22)和第二电极层(24)是采用低压化学气相淀积(LPCVD)工艺在 150°C _2501:的温度下淀积氧化锌形成的。5. —种柔性薄膜太阳能电池，其中包括如下结构 用柔性聚合物薄膜构成的背光面衬底(34); 在背光面衬底(34)上淀积氧化锌形成的第三电极层(33);在第三电极层(33)上由依次形成的n型、i型和p型非晶硅层构成的光电转换层(32);以及在所述光电转换层(32)上淀积氧化锌形成的第四电极层(31)。6. 根据权利要求5所述的柔性薄膜太阳能电池，其中 背光面衬底(34)由可承受大于20(TC的温度的聚合物薄膜构成。7. 根据权利要求5或6所述的柔性薄膜太阳能电池，其中背光面衬底(34)的材料采用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)或者聚酰亚胺 (Kapton)材料。8. 根据权利要求5所述的柔性薄膜太阳能电池，其中第三电极层(33)和第四电极层(31)是采用低压化学气相淀积(LPCVD)工艺在 150°C _2501:的温度下淀积氧化锌形成的。9. 一种制造柔性薄膜太阳能电池的方法，其中包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨立友，周曦，牛新伟，
申请(专利权)人：浙江正泰太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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