[发明专利]一种柔性薄膜太阳电池的结构和制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种柔性薄膜太阳电池的结构和制备工艺。

背景技术

薄膜太阳电池按照衬底性能不同可分为刚性衬底太阳电池(例如以玻璃为衬底)和柔性衬底太阳电池(例如以聚酰亚胺或不锈钢为衬底)两大类。相对于玻璃衬底而言，柔性衬底具有重量轻、可折叠、不易破碎等优点，制备的柔性薄膜太阳电池具有高的功率重量比，特别适用于飞艇、平流层气球探测器等特殊用途以及帐篷、屋顶等民用用途。

从已公开的专利情况来看，专利CN200610016182公开了一种柔性CIGS太阳电池的结构和制备方法；专利CN200620039938公开了一种柔性非晶硅薄膜太阳电池的结构；专利CN200810236695公开了一种柔性非晶硅薄膜太阳电池的制备方法；CN201010549329公开了一种柔性CIGS太阳电池及其制备方法；专利CN201310300555公开了一种柔性CZTS太阳电池的制备方法；专利CN201010191156公开了一种柔性薄膜太阳电池集成组件的制备方法。

如上所述，已公开专利的内容多集中在柔性薄膜太阳电池结构和制备方案，鲜有关于电极制备及连接的专利公开，且已公开的专利CN201010191156，其中柔性薄膜太阳电池组件的电极均在电池的入光面，这在一定程度上遮挡了电池的入光面，降低了电池的转换效率，同时，连接电池单元的柔性线材是扁铜线或交织裸线，这也影响了电池的美观。因此，有必要进一步改进柔性薄膜太阳电池的电极结构和制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性薄膜太阳电池的结构和制备工艺。该电池的电极全部制备在电池的背面，因而电池的正面没有任何遮挡，增大了电池的受光面，提高了电池的转换效率，并且使得电池更加美观，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案为：

一种柔性薄膜太阳电池的结构，包括依次层叠的柔性衬底、银或者铝薄膜、第一层透明导电薄膜、薄膜太阳电池和第二层透明导电薄膜；所述柔性衬底其外表面上的一侧制有条带状的绝缘层（通过在衬底外表面上的一侧涂覆绝缘胶或粘贴绝缘胶布制备），所述绝缘层上固接第一电极，所述柔性衬底其外表面上（无条带状绝缘层处）固接第二电极；第一电极通过金属引线与第二层透明导电薄膜相连；当柔性衬底导电时，第二电极通过柔性衬底与银或者铝薄膜直接电连接；当柔性衬底不导电时，第二电极通过金属引线与银或者铝薄膜电连接。

所述柔性衬底包括柔性导电衬底和柔性不导电衬底，所述柔性导电衬底为不锈钢箔、铝箔或铜箔，所述柔性不导电衬底为高分子材料的薄膜。

所述绝缘层通过镀在绝缘层上的银带或固定的银片与第一电极固接。

所述柔性衬底导电时，通过在柔性衬底上镀银带或焊接银片作为电池的第二电极；所述柔性衬底不导电时，在柔性衬底上镀银带或焊接银片，银带或银片通过金属引线与银或者铝薄膜粘合后作为电池的第二电极。

所述透明导电薄膜为ITO、BZO或AZO。

所述薄膜太阳电池包括硅薄膜电池（单结，多结）、铜铟镓硒电池、铜锌锡硫电池、碲化镉电池、有机电池、染料敏化电池和量子点电池中的一种或几种组成的复合型电池。

上述柔性薄膜太阳电池的结构的制备工艺，包括如下步骤：

（1）在柔性衬底上制备银或者铝薄膜，所使用的方法热蒸发或者是溅射；

（2）如为导电的柔性衬底，则直接进行步骤（3）；如为不导电的柔性衬底，则将金属引线一端和银或者铝薄膜粘合，金属引线的另一端与柔性衬底上镀的银带或焊接的银片粘合，作为电池的第二电极；

（3）在银或者铝薄膜上制备第一层透明导电薄膜；

（4）在透明导电薄膜表面制备薄膜太阳电池；

（5）在薄膜太阳电池表面制备第二层透明导电薄膜；

（6）在柔性衬底的表面（电池的背面）涂绝缘胶或者绝缘胶布形成条带状的绝缘层，绝缘层上镀银带或焊接银片，然后将金属引线的一端铺设在第二层透明导电薄膜上，再将金属引线的另一端连接到绝缘层上的银带或银片形成第一电极；如为导电的柔性衬底，则继续制作第二电极：在柔性衬底上镀银带或焊接银片作为电池的第二电极。

上述步骤（3）或步骤（5）制备透明导电薄膜时，如制备ITO，所使用方法为热蒸发、电子束蒸发或者溅射；如制备BZO，所使用的方法为LPCVD；如制备AZO，所使用的方法为溅射。

本发明的优点和积极效果：