薄膜光伏器件制造技术

本实用新型专利技术提供一种光伏器件，包括基板、第一反射层及第二反射层，基板上面具有基于半导体的光伏转换层，第一反射层及第二反射层用于将已穿过所述基板及所述转换层的光反射回转换层，第一反射层是具有集中在短波长区域中的反射特性的层压箔，第二反射层具有集中在较长波长区域中的反射特性。第二反射层被施加至后玻璃或后封盖，以与基板及转换层层压在一起。本实用新型专利技术将具有某些反射特性的薄化的层压箔加上额外的后封盖与另一反射层相组合。层压箔的反射特性将短波长光的大部分反射回光伏电池的活性层中，较长波长部分由第二反射层反射，第二反射层较佳地邻近后封盖放置。这样可在不损害反射特性并不损害箔的层压特性的情况下降低材料成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术总的涉及一种光伏器件。更具体而言，本技术涉及一种将具有某些反射特性的薄化的层压箔加上额外的(即独立制备的)后封盖与另一反射层相组合的光伏器件。
技术介绍
光伏太阳能转换为人们提供了以一种环境友好的手段来发电的远景。然而，在目前的状态下，与由传统发电站提供的电力相比，由光伏能量转换单元提供的电能仍然昂贵得多。因此，近年来，开发用于生产光伏能量转换单元的更具成本效益的手段引起了关注。 在生产低成本太阳能电池的不同方法中，薄膜硅太阳能电池由于可通过例如等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition ；PECVD)等众所周知的薄膜沉积技术制备而受到人们喜爱。此种太阳能面板一般是基于刚性的玻璃基板来实现，其中光伏活性层是通过真空沉积而施加至刚性玻璃基板上。由于这些半导体层对例如潮气等环境影响很敏感，因而必须对它们进行封装。这一般通过将第二玻璃基板层压至所述第一基板的涂覆侧上来完成。在所属领域中，已知使用层压箔来接合所述两个玻璃基板，此层压工艺利用热量及压力来完成密封组装。如果通过向层压箔提供反射性白色颗粒而使其显示出白色，则可甚至有助于不再使用单独的反射层。主要与薄膜硅光伏上基板有关的某些光伏(PV)制造技术通过增强对未被转换/ 收集的光子的反射而显示出改善的光俘获效应。图1显示此种布置玻璃基板或前玻璃10 显示出能实现光伏效应的半导体材料层序列。所述层序列称为吸收层11。包含透明导电材料(transparent conductive material ；TC0)的透明后触点12起后电极的作用。反射层压箔13能够将“未使用”的光重新引导回吸收层中并将前玻璃与后玻璃层压在一起。图1 中的箭头指示光的路径。照射来的入射光16在很大程度上进入基础基板10 ；然而，某一比例17被反射。未被吸收的光子18部分地被反射箔13反射并且能够重新进入吸收层11，从而提高太阳能面板的效率。然而，光19的某一比例仍被透射而损耗。一般而言，反射效应可通过如下的方式获得利用后触点12的金属化，或者利用其上施加有例如反射性隔离涂料等反射介质或例如填充有TW2的聚乙烯丁醛 (polyvinylbutyral，PVB)、石蜡或乙烯-醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate,EVA)等被着色的层压箔13的透明后触点12。这两种解决方案自从多年前就已上市，然而只是最近才用作薄膜光伏(TF PV)中的后反射体。为降低TF PV模块的材料成本，必须减小材料的体积，在此种情形中为反射性层压箔的厚度。图5显示具有较薄的反射性层压箔13b的此种布置。现有技术中的缺陷减小层压箔(13，13b)的厚度会导致箔的反射率下降并因此导致透射率升高。缓解此问题的一种可能是增大箔的反射性颜料的含量。此种程序的缺点在于层压箔本身的限制性充电系数(charging factor)。实际上，这可由于箔本身的粘附/处理能力的下降而导致丧失可靠性。图4显示光的透射率与波长及另一参数“层压箔厚度”的相关关系。图中显示常规箔C与两个较薄的箔的比较，其中箔A最薄。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种薄膜光伏器件，可在不损害反射特性并不损害箔的层压特性的情况下降低材料成本。本技术的薄膜光伏器件包括基础基板或前玻璃、光伏活性吸收层、后触点、反射装置及后玻璃或后片材，所述薄膜光伏器件的特点是，所述反射装置包括依序分层布置的两个反射层。在一较佳实施例中，所述两个反射层中的第一反射层包括主要在短波长区域(UV， 蓝光)中进行反射的反射层压箔，并且其中第二反射层包括实质上在较长波长区域(红光， IR)中进行反射的反射层。本技术的有益技术效果是本技术的反射特性允许在不损害箔本身的封装特性的情况下大幅减小层压箔的厚度；对箔与后片材/玻璃或支撑结构进行整合能提供一种完全整合式后端结构。本技术将使得能够通过找到在层压箔、后片材/玻璃、以及反射特性之间的成本分配的最佳方案来调整层压箔的厚度。附图说明图1显示关于薄膜硅光伏上基板的布置，该基板通过增强对未被转换/收集的光子的反射而显示出改善的光俘获效应。图2显示将反射性后玻璃或反射性后片材与反射性层压箔结合使用的布置。图3显示根据本技术的整合式后片材对与波长成函数关系的透射率的影响。图4显示光的透射率与波长以及另一参数“层压箔厚度”的相关关系。图5显示具有厚度减小的层压箔的布置。具体实施方式如图2所示，本技术的薄膜光伏器件，包括基础基板或前玻璃10、光伏活性吸收层11、后触点12、反射装置及后玻璃或后片材15，所述薄膜光伏器件的所述反射装置包括依序分层布置的两个反射层13a，14。所述两个反射层13a，14中的第一反射层包括主要在短波长区域中进行反射的反射层压箔13a，并且其中第二反射层包括实质上在较长波长区域中进行反射的反射层14。与波长成函数关系的反射率随所考虑的层而异。实际上，根据本技术的反射性层压箔13a主要在短波长区域中，以高于85%、较佳地大于90%的反射率(在各个波长范围中的平均值)在实质介于400nm与IlOOnm之间、更佳地介于500nm 与SOOnm之间进行反射，并且反射层14或反射性片材/玻璃14/15实质上在较长波长区域中以高于95%或较佳地大于99%的反射率(分别为所述波长范围中的平均值)在介于 500nm与1400nm之间或较佳地700nm至IlOOnm的进行反射。这使得能够定制一种包含与反射性后片材/玻璃14、15 “层压”在一起的反射性层压箔13a的专用整合式后片材，从而能够减少生产线中的工序。作为用于层压箔的材料，可使用均填充有白色颜料(例如TW2或其他已知的白色无光泽颜料)的EVA、聚烯烃、PVB、热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane，TPU)、硅酮、离聚物。在使用T^2作为白色颜料的情形中，根据本技术，建议使用按重量计大于 7 %、较佳大于9%的加料量。对于后片材/玻璃，用于层14的反射性材料可以是白色颜料或满足如上所列条件的金属片材。如图4所示，调查已显示，反射性层压箔的厚度的减小对给定光谱的较长波长的影响比对较短波长的影响更强烈。因此，如果应使用较薄的反射性层压箔，则需要通过在光伏层堆叠中安排另一反射体(例如通过将其整合或施加至后片材/后玻璃1 来补偿尤其是在较长波长区域中的损耗。这可通过将反射性后玻璃或反射性后片材与反射性层压箔结合使用来获得。图2显示此种布置，其中较薄的反射性层压箔与额外的反射层14依序布置。图3显示根据本专利技术的此种整合式后片材(反射性层压箔以及反射性后片材)对与波长成函数关系的透射率的影响。应强调说明两个方面 所定制的反射特性允许在不损害箔本身的封装特性的情况下大幅减小层压箔的厚度。·对箔13b与后片材/玻璃14、15或支撑结构进行整合能提供一种完全整合式后端概念。可在标准层压设备上完成对根据本技术的层压箔以及对后片材/玻璃的处理。需要恰当地移除层压体中的积存空气并提供足够的温度及压力，以通过层压箔来建立粘附。真空应低于IOmbar负压；加热板温度应在130°C至170°C范围内。根据模块设计(接触等)而定，板的压力需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种薄膜光伏器件，包括基础基板或前玻璃（１０）、光伏活性吸收层（１１）、后触点（１２）、反射装置及后玻璃或后片材（１５），所述薄膜光伏器件（１）的特征在于，所述反射装置包括依序分层布置的两个反射层（１３ａ，１４）。

【技术特征摘要】
2009.10.19 US 61/252,8051.一种薄膜光伏器件，包括基础基板或前玻璃(10)、光伏活性吸收层(11)、后触点 (12)、反射装置及后玻璃或后片材(15)，所述薄膜光伏器件(1)的特征在于，所述反射装置包括依序分层布置的两个反射层(13a，14)。2.如权利要求1所述的薄膜光伏器件，其特征在于，所述两个反射层(13a，14)中的第一反射层包括主要在短波长区域中进行反射的反射层压箔(13a)，并且其中第二反射层包括实质上在较长波长区域中进行反射的反射层(14)。3.如权利要求2所述的薄膜光伏器件，其特征在于，所述反射层压箔(13a)实质上以高于85%的反射率在400nm与IlOOnm之间、以大于90%的反射率在500nm与800nm之间进行反射，所述反射率是在各个波长范围中的平均值。4.如权利要求2或3中任一项所述的薄膜光伏器件，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·希尼科，S·克鲁尔，
申请(专利权)人：欧瑞康太阳能处贝区市公司，
类型：实用新型
国别省市：CH