[发明专利]一种含彩色艺术图案的透光薄膜太阳能组件及其制作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型的薄膜太阳能组件加工方法，可用于加工带有彩色艺术图案的透光薄膜太阳能组件，特别是一种含彩色艺术图案的透光薄膜太阳能组件及其制作方法。

背景技术：

太阳能组件与建筑相结合的应用(建筑光伏一体化，BIPV) 日益广泛，仅可以取代传统的建筑幕墙和窗户，还可作为一种无污染的可再生能源，成为继太阳能电站、太阳能应用型产品之外的又一大市场需求。太阳能组件在建筑幕墙和窗户上的应用，不仅要提供电能、以部分满足建筑内工业和办公活动的需要，而且必须具有一定的透光效果。在这一点上，薄膜太阳能组件比晶硅组件更能实现均匀、可调的透光效果，所以成为BIPV的发展热点。薄膜太阳能组件的基本结构由室外到室内依次为高透光性前板玻璃、镀在前板玻璃上的电池膜层【透明前电极导电膜 + Si基/CIGS/CdTe发电膜层 + 背电极导电膜】、PVB/有机硅膜/聚烯烃(TPO)膜等有机胶片、浮法玻璃或者有机背板材料。

目前市场上制成透光薄膜太阳能组件主要有两种方法，第一种是调节薄膜太阳能电池的厚度和结构，实现半透明的发电膜层，在辅加透明胶片和透明背板材料，从而使整个组件实现均匀、连续的透光效果；另一种是采用激光划刻的方式，去除薄膜电池上部分区域的发电膜层和背电极材料，只保留透明的前电极导电膜，从而使组件实现条纹相间的透光效果。这两种方式都可以不破坏组件的发电性能，但在外观上均显单调，缺乏艺术性和美化功能，无法满足建筑装饰所需要的外观要求。目前国内外鲜有将建筑装饰玻璃的加工方法与光伏发电技术相结合的案例，本专利也填补了此项空白，并有利于促进建筑技术与光伏技术的进一步的结合，促进光伏建筑一体化的快速发展。

发明内容：

本发明为了实现在保证薄膜组件的发电性和透光性的同时，提高组件的艺术装饰性和外观美化的功能，提供一种含彩色艺术图案的透光薄膜太阳能组件及其制作方法。

本发明采用如下技术方案实现其发明目的：一种含彩色艺术图案的透光薄膜太阳能组件及其制作方法，它由超白前板玻璃1、发电膜层2、封装胶片3、彩色夹胶材料4、背板玻璃或有机背板5组成，其主要工艺流程是：玻璃上镀膜23、激光刻划镀膜前板玻璃24、贴附汇流材料25、铺设第一层透明封装胶片26、铺设彩色夹胶材料27、铺设第二层透明封装胶片和背板玻璃28、层压组件，安装接线盒29、制取具有隔音、隔热性能的中空组件30；

玻璃上镀膜23：首先采用行业通用的方法，依次把透明前电极导电膜（化学气相沉积法、溅射），Si基/CIGS/CdTe发电膜层（PECVD，共蒸法和进空间升华法）和背电极导电膜（化学气相沉积法、溅射）镀在超白前板玻璃1上。目前，前电极材料为透明导电金属氧化物(TCO)，背电极为金属膜层（比如金属钼Mo）或亦为TCO膜层；

激光刻划镀膜前板玻璃24：把镀膜前板玻璃放置于激光划刻的腔室内，非镀膜面朝向激光头。激光从前板玻璃的非镀膜面入射，以一定光斑大小聚焦在发电膜层2上，沿着垂直于薄膜电池死区的方向，把发电膜层2和背电极导电膜划刻掉，划刻掉的物质用真空泵抽吸走。在垂直于薄膜电池死区、平行于组件边缘的方向上，激光每隔一定距离划刻一道，周而反复，制造出镀膜前板玻璃的透光度。可采用多个激光头同时工作，提高加工效率；适用的激光波长为530-540nm绿光，光斑大小为0.05-0.4mm，单道激光的能量与光斑大小、发电膜层2/背电极材料的种类和厚度相关，范围在0.5W-5W；若镀膜前板玻璃已经具有一定的透光度，则可略过上述步骤。例如非晶硅薄膜电池，控制非晶硅电池层的厚度在即可实现不同的透光效果；

贴附汇流材料25：在具有一定透光度的镀膜前板玻璃上，贴附正负极电池的汇流材料，比如银胶+导带，或者导电胶带，然后用导带将正负极引出来；

铺设第一层透明封装胶片26：例如透明PVB/有机硅/聚烯烃(TPO)/EVA等有机胶片，如果使用透明EVA，需配合边缘密封胶，以改善其防水性；如果使用透明PVB，背板只能采用透明玻璃；

铺设彩色夹胶材料27：铺设呈现彩色艺术图案、能耐一定高温（>200摄氏度）、且不溶于封装胶片3和背板材料的彩色夹胶材料4，包括但不限于绢丝布、彩绣布、喷绘布、喷画背胶、相纸。为保证两层封装胶片3之间、或者封装胶片3和背板有机材料之间的粘结力，彩色夹胶材料4的长宽须小于胶片的长宽，且裁剪成有一定的镂空度的图案，镂空比不小于30%；