[发明专利]一种带艺术图案的透光薄膜太阳能组件及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型的薄膜太阳能电池组件加工方法，可用于加工透光薄膜太阳能组件，其目的是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功能。

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，因此成为BIPV的发展热点。薄膜太阳能电池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发电膜层和背电极导电膜）、PVB/有机硅/聚烯烃(TPO)膜等有机胶片、浮法玻璃或者有机背板材料组成。

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。

发明内容：

本发明的目的是在太阳能组件的透光薄膜上附带艺术图案，提供一种带艺术图案的透光薄膜太阳能组件及其制造方法。

本发明采用如下技术方案实现其发明目的：一种带艺术图案的透光薄膜太阳能组件及其制造方法，它由艺术图案板1、镀膜电池玻璃2、接线盒3、透明PVB/有机硅/聚烯烃/EVA膜4与透明玻璃或透明背板有机材料5组成；其主要工艺流程是：玻璃上镀膜16、制作艺术不干贴纸17、粘贴艺术不干贴纸18、刻划发电膜层和背电极19、贴附汇流材料20、制备艺术太阳能电池组件21；

玻璃上镀膜16：首先采用行业通用的方法，在清洗检测后的超白前板玻璃22上镀上电池膜层材料24就得到镀膜电池玻璃2，即依次把透明导电膜前电极（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）和导电膜背电极（化学气相沉积法、溅射、热蒸镀）镀。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；

制作艺术不干贴纸17：制备形状为所需艺术图案板1的单面不干胶贴纸，贴纸的基材不透明、具有一定颜色，比如白色或深色，贴纸的单面不干胶不易固化，且很容易再从玻璃上揭剥下来。另一种方法是，制备与艺术图案透光效果相同的整张不干胶贴纸，不透光区域的贴纸采用带颜色、不透明的基材，透光区域的贴纸具有很高的透明度；

粘贴艺术不干贴纸18：在前板玻璃的非镀膜面上，粘贴上具有艺术图案板1的单面不干胶贴纸，或是与艺术图案透光效果相同的整张不干胶贴纸，保证贴纸的平整与完整；

刻划发电膜层和背电极19：把贴完贴纸的镀膜前板玻璃放置于激光划刻的腔室内，非镀膜面（即贴纸面）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上，沿着垂直于薄膜电池死区、平行于组件边缘的方向，把发电膜层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的方向上，激光每隔一定距离划刻一道，周而反复，从而使划刻区域的膜层具有了透光效果。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/背电极材料的种类和厚度相关，范围在0.5W-5W；遇到贴纸的不透光区域，激光无法穿透，从而保留了完整的发电膜层；而在贴纸的透明区域，激光可穿透贴纸、划刻掉发电膜层和背电极导电膜，只保留透明前电极导电膜。如此，贴纸上艺术图案的轮廓线内外具有了不一样的透光效果，从而将艺术图案表现出来；通过调节艺术图案的面积、激光划刻线的间距和激光光斑的大小，可实现整个组件不同的透光率；

贴附汇流材料20：已经划刻出艺术图案的薄膜太阳能电池，在正负极电池贴附汇流导电材料，比如银胶+导带，或者导电胶带，然后再用导带将正负极引出来；