一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件及其制备方法技术

技术编号:9862439 阅读:69 留言:0更新日期:2014-04-02 20:15
本发明专利技术公开了一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件,所述光伏汽车玻璃组件从车内侧至车外侧依次包括:内挡风玻璃,薄膜太阳能电池和外挡风玻璃;薄膜太阳能电池包括:衬底、置于衬底之上的TCO前电极、置于TCO前电极之上的光电转换层和置于光电转换层之上的TCO背电极;所述衬底为钢化或非钢化薄玻璃,所述衬底的厚度在0.2mm~0.7mm之间;所述薄膜太阳能电池为半透明硅基薄膜电池,所述薄膜太阳能电池的透光率高于50%。相应的,本发明专利技术还提供一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件的制备方法。本发明专利技术提供的技术方案中,两片挡风玻璃之间的薄膜太阳能电池可靠性高,且其为柔性电池,可与挡风玻璃曲面兼容。采用本发明专利技术的方法,可以制备出低成本、高效率的薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池制造应用领域,具体地说,涉及一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件。
技术介绍
薄膜太阳能电池外形美观,可以沉积在大面积衬底(如玻璃)上,收集取之不尽用之不竭的太阳能,因此其已经成为光伏领域的重要技术。薄膜太阳能电池的温度系数低,弱光效应好,非常适合一些差异化的应用领域。特别是由薄膜太阳能电池与玻璃结合做成的大面积的柔性太阳能电池,具有晶硅电池无法比拟的优势。玻璃已经广泛用于人们生活的各个领域,其与薄膜太阳能电池的结合已经开展了大量应用,例如建筑一体化光伏系统(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)。在交通运输领域,已经有将薄膜太阳能电池应用在汽车上的尝试,但这些尝试大多为概念性的,有实用价值的不多。在专利技术专利ZL200710032316.9 中,薄膜电池用 PECVD(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition,等离子体增强化学气相沉积)沉积在作为衬底的钢化汽车挡风玻璃上,然后用透明树脂或两块玻璃进行封装。但到目前为止,现有技术并不能采用PECVD法在曲面上制备薄膜太阳能电池(硅基薄膜),因此上述方法并不具有实用性。在申请号为200510100696.6的“一种太阳能电池天窗及制作方法”和专利号为ZL03278117.2的“太阳电池天窗”两个专利文件中,均公开了太阳能电池与汽车相结合的技术方案,但是两个技术方案均不理想,要么制作工艺复杂,难于与汽车车身整体协调一致,安装使用影响汽车外观;要么安装部位仅限于天窗部分,面积有限,很难到达到预期的效果,实用性差。申请号为200910260903.2的专利采用了碲化镉薄膜电池,但是依旧存在上述的在曲面上加工电池的问题,实用性差。在申请号为201220083917.9的专利中采用1.6mm?3.2mm的玻璃制造薄膜电池,玻璃在这样的厚度下完全失去了柔性,实际上无法与曲面的汽车玻璃结合,也存在实用性差的问题。此外,还有一大类太阳能技术,将晶体硅电池应用于汽车上,通过打孔镂空的方法形成一定的透明度。但是电池片之间需要用焊带连接,外观很难与车形成一体。例如申请号为201210576027.6的专利所描述的太阳能天窗。在申请号为201310164794.0的专利申请中,将薄膜电池片做在薄玻璃上,然后用PVB或EVA通过层压粘合到标准的汽车挡风玻璃上,如常用的3.2mm的钢化玻璃。一种方式是将薄膜电池片粘合在汽车玻璃的内测,另一种是粘合在汽车玻璃的外侧。而在这种结构中,由于薄玻璃与汽车玻璃的应力不平衡,时间长了后会产生翘起,甚至裂纹,可靠性差。特别是粘合在外侧的薄膜电池片易受外力冲击而损坏,导致整个汽车玻璃必须更换。综上,现有技术中并没有一种能够兼具实用、可靠、低成本等优势的薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的薄膜太阳能电池与汽车玻璃相结合产生的可靠性低、成本高、实用性差等问题,本专利技术提供了一种将制备在超薄衬底上的薄膜太阳能电池与两层汽车玻璃相结合的技术方案。根据本专利技术的一个方面,提供一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件,所述光伏汽车玻璃组件从车内侧至车外侧依次包括:内挡风玻璃,薄膜太阳能电池和外挡风玻璃;所述薄膜太阳能电池包括:衬底、置于所述衬底之上的TCO (Transparent Conductive Oxide,透明导电氧化物)前电极、置于所述TCO前电极之上的光电转换层和置于所述光电转换层之上的TCO背电极;所述衬底为钢化薄玻璃,所述衬底的厚度在0.3mm?0.7mm之间;所述薄膜太阳能电池为半透明硅基薄膜电池,所述薄膜太阳能电池的透光率高于50%。根据本专利技术的另一个方面,提供一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件的制备方法,该方法包括以下步骤:步骤SlOl,准备两块汽车挡风玻璃,分别作为内挡风玻璃和外挡风玻璃;步骤S102,在薄膜太阳能电池的上下分别铺设粘合剂;步骤S103,将所述薄膜太阳能电池置于所述内挡风玻璃和所述外挡风玻璃之间,所述薄膜太阳能电池中的光电转换层面朝向所述内挡风玻璃;步骤S104,对所述内挡风玻璃、所述薄膜太阳能电池和所述外挡风玻璃进行层压。根据本专利技术的一个【具体实施方式】,所述薄膜太阳能电池采用以下方法制备:步骤S201,在钢化薄玻璃上形成TCO前电极,并对所述TCO前电极进行激光划线Pl ;步骤S202,在所述TCO前电极上形成光电转换层,并对所述光电转换层进行激光划线P2 ;步骤S203,在所述光电转换层上形成TCO背电极,并对所述TCO背电极进行激光划线P3 ;步骤S204,进行激光划线P4,去除部分薄膜电池材料;步骤S205,除边后设置栅电极。根据本专利技术的另一个【具体实施方式】,所述钢化薄玻璃的厚度为0.2mm?0.7mm。采用本专利技术提供的制备方法,可以使用标准的薄膜电池生产线,在平坦的玻璃上进行薄膜太阳能电池的生产,与目前薄膜电池生产工艺完全兼容。由于本专利技术的制备方法中可使用常规生产线,因此其不但工艺简单,且没有额外增加的成本。由于薄膜太阳能电池的衬底是0.2mm?0.7mm的超薄玻璃,因此薄膜太阳能电池可以做成柔性的,与汽车玻璃的曲面完全兼容。实验证明,做在0.5mm玻璃上的薄膜太阳能电池可以兼容目前95%以上的汽车挡风玻璃曲面。因此本专利技术的生产工艺和产品实用性闻。采用透明导电层(Transparent Conductive Oxide, TC0)作为薄膜太阳能电池的前后电极,无需激光划线即可满足诸如汽车天窗等无需高透光率的应用领域。对后挡风玻璃经过一定的激光划线或化学腐蚀法去除一部分电池膜,透光率可以在30%?80%内连续可调。薄膜太阳能电池夹在两块钢化玻璃中用高稳定的PVB或EVA密封,可靠性高。该结构与汽车前挡风玻璃结构和双玻薄膜太阳能电池是一样的。后者在光伏领域已经通过了诸如TUV等国际认证,质保期长达25年,完全高于一般汽车的使用寿命。【附图说明】通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1所示为根据本专利技术的一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件的结构示意图;图2所示为根据本专利技术的一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件的制备方法的一个【具体实施方式】的流程示意图;图3所示为根据本专利技术的一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件的制备方法中薄膜太阳能电池与汽车挡风玻璃的安装顺序示意图;图4所示为根据本专利技术的一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件的制备方法中薄膜太阳能电池的制备方法的流程示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。【具体实施方式】下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。参考图1,从图1所示的薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件可以看出,所述光伏汽车玻璃组件从车内侧至车外侧依次包括:内挡风玻璃,薄膜太阳能电池和外挡本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件,所述光伏汽车玻璃组件从车内侧至车外侧依次包括:内挡风玻璃,薄膜太阳能电池和外挡风玻璃;所述内挡风玻璃和所述外挡风玻璃尺寸一致,统称为挡风玻璃;所述薄膜太阳能电池包括:衬底、置于所述衬底之上的TCO前电极、置于所述TCO前电极之上的光电转换层和置于所述光电转换层之上的TCO背电极;其特征在于:所述衬底为钢化薄玻璃,所述衬底的厚度在0.2mm~0.7mm之间;所述薄膜太阳能电池为半透明硅基薄膜电池,所述薄膜太阳能电池的透光率高于50%。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件,所述光伏汽车玻璃组件从车内侧至车外侧依次包括:内挡风玻璃,薄膜太阳能电池和外挡风玻璃;所述内挡风玻璃和所述外挡风玻璃尺寸一致,统称为挡风玻璃;所述薄膜太阳能电池包括:衬底、置于所述衬底之上的TCO前电极、置于所述TCO前电极之上的光电转换层和置于所述光电转换层之上的TCO背电极; 其特征在于: 所述衬底为钢化薄玻璃,所述衬底的厚度在0.2mm~0.7mm之间; 所述薄膜太阳能电池为半透明硅基薄膜电池,所述薄膜太阳能电池的透光率高于50%。2.根据权利要求1所述的光伏汽车玻璃组件,其特征在于,所述内挡风玻璃和/或所述外挡风玻璃的厚度为2mm~3.2mm。3.根据权利要求1所述的光伏汽车玻璃组件,其特征在于,所述光电转换层采用非晶硅、微晶硅、多晶硅和单晶硅薄膜中的一种或多种材料形成。4.根据权利要求1~3中任意一项所述的光伏汽车玻璃组件,其特征在于,所述光电转换层为包含有一个p-1-n结或者n-1-p结的单结结构;或者为包含有多个p_i_n结或者多个n-1-p结的多结结构。5.根据权利要求4所述的光伏汽车玻璃组件,其特征在于,形成所述TCO前电极和/或所述TCO背电极的材料包括:氧化锡、氧化铟锡、氧化铟、掺硼氧化锌、掺铝氧化锌和/或掺镓氧化锌。6.一种薄膜太阳能光伏汽车玻璃组件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: a)准备两块汽车挡风玻璃,分别作为内挡风玻璃和外挡风玻璃,所述内挡风玻璃和所述外挡风玻璃尺寸一致; b)在薄膜太阳能电池的上下分别铺设粘合剂; c)将所述薄膜太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛新伟刘石勇李旺郑佳毅王仕鹏黄海燕陆川
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:浙江;33

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