專利名稱：一種制備薄膜太陽能透光組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，屬于光伏應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，光伏一體化建筑是最先進、最有潛力的高科技綠色節(jié)能建筑，也是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術(shù)的重要方向之一。光伏建筑一體化(BIPV)是指將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的維護結(jié)構(gòu)外表面來提供電力。由于光伏方陣與建筑的結(jié)合不占用額外的地面空間，是光伏發(fā)電系統(tǒng)在城市中廣泛應(yīng)用的最佳安裝方式，因而倍受關(guān)注。根據(jù)光伏組件與建筑結(jié)合形式的不同，BIPV系統(tǒng)可分為兩大類一類是光伏組件與建筑的結(jié)合，將光伏組件依附于建筑物上，建筑物作為光伏組件載體，起支承作用。另一類是光伏組件與建筑的集成，光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn)，光伏組件成為建筑不可分割的一部分，如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)?、具有發(fā)電、隔熱、遮陰及防紫外線等多種功能，顯然后者將大大減少建筑材料的消耗，更有利于未來BIPV的發(fā)展。本發(fā)明主要適用于第二類 BIPV?？梢耘c建筑集成的太陽電池組件種類包括單晶硅、多晶硅以及硅基系列薄膜電池、銅銦鎵錫系列薄膜電池等，其中薄膜電池以其獨特的美觀性能(可以實現(xiàn)均勻透光)、穩(wěn)定可靠的發(fā)電性能、經(jīng)濟低廉的成本和設(shè)計選型的多樣性，能夠比較完美的實現(xiàn)光伏建筑一體化。要使薄膜電池組件代替當(dāng)前建筑中普遍使用的玻璃幕墻，組件需具有透過一定自然光的能力，以非晶硅薄膜太陽能電池為例，目前通常使用的工藝是采用激光劃刻的方法，利用不同材料選擇吸收不同波長的激光能量將組件中的背電極和光電轉(zhuǎn)化層刻蝕掉，露出前透明導(dǎo)電薄膜，這樣自然光就可以透過組件，實現(xiàn)電池組件的透光功能。但上述方法存在一些不足之處(1)首先該技術(shù)產(chǎn)率較低，以面積為1. 1X1. 3m2、透光率30%的電池組件為例，激光的光斑直徑通常最大只有200 μ m，為了實現(xiàn)30%的透過率，需要劃刻1800條直線，耗時長，不利于大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。(2)其次，由于劃刻的數(shù)量多，劃刻的條數(shù)越多引入劃刻缺陷就越多，尤其對于透光率要求較高的產(chǎn)品，直線槽劃刻的條數(shù)越多，出現(xiàn)劃刻缺陷的幾率就越大，從而降低組件性能，嚴(yán)重影響組件的效率和產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，在達到不低于現(xiàn)有技術(shù)制備的太陽能薄膜電池透光組件的輸出電性能及透光性的同時，具有成本低、效率高、操作簡單，耗時短等特點，解決背景技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，包含如下工藝步驟 ①在絕緣透光基板上沉積前透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)化層、背導(dǎo)電電極，期間通過三次激光工藝分別將上述三層薄膜切斷，形成多個子電池串聯(lián)結(jié)構(gòu)；②使用機械劃刻設(shè)備，在平行或垂直于子電池的方向，去除前透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)換層及背導(dǎo)電電極三層薄膜或者薄膜光電轉(zhuǎn)換層和背導(dǎo)電電極兩層薄膜；③通過調(diào)整機械針頭的高度、針頭的直徑，劃刻出圖案，圖案內(nèi)已去除上述的膜層，稱為透光區(qū)域，這樣光線可以直接透過電池，實現(xiàn)組件透光的功能。所說的劃刻出圖案，包括條狀、網(wǎng)狀、孔狀。薄膜電池包括但不限于硅基系列薄膜電池。機械劃刻的線寬根據(jù)機械針頭的直徑調(diào)節(jié)，單個透光直線的線寬為200-2000 μ m。機械劃刻的線條可以為直線、曲線，可以形成條狀、網(wǎng)狀、孔狀。所述透光區(qū)域面積占總面積的5%_40%。本發(fā)明的積極效果本發(fā)明利用機械劃刻設(shè)備制備透光薄膜太陽能電池，該工藝可以通過調(diào)整機械針的針頭直徑，得到所需的線寬，線寬的優(yōu)化和增大，對于同一種透光率，可以減少劃刻的數(shù)量，同時也會降低由于劃刻帶來的缺陷，從而大大降低透光處理對太陽能薄膜電池組件電性能的影響，提高電池的效率；同時機械劃刻設(shè)備具有單位時間內(nèi)劃刻面積大，可操控性好，圖形變化靈活等優(yōu)點，所以該方法在有效提高工作效率的同時能夠提高電池的效率，滿足市場需求。


圖1為薄膜太陽能透光組件的一個剖面圖； 圖2是薄膜太陽能透光組件的另一個剖面圖3是本發(fā)明薄膜太陽能透光組件的正面圖示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。本實施例為硅薄膜太陽能電池，具體實施方式
為
1、采用超白浮法玻璃作為前透明絕緣基板1，利用低壓化學(xué)氣相沉積的技術(shù)或磁控濺射技術(shù)在上述前透明絕緣基板1上面沉積前透明導(dǎo)電薄膜2，來作為電池的前導(dǎo)電電極；
2、利用355nm或1064nm的激光器對透明導(dǎo)電薄膜2進行第一次激光劃刻7即I^attenl， 實現(xiàn)小區(qū)域之間的絕緣，并利用上述激光器對組件邊緣四周進行Pl絕緣線的劃刻；
3、在上述前透明導(dǎo)電薄膜上面采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積工藝制備非晶硅半導(dǎo)體膜層3作為光電轉(zhuǎn)換層；
4、利用532nm的激光器對非晶硅薄膜進行第二次激光劃刻8即I^tten2，實現(xiàn)各個子電池的分割；
5、在上述非晶硅半導(dǎo)體層上面采用低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)或磁控濺射技術(shù)生長背透明導(dǎo)電薄膜4，作為太陽能電池的背導(dǎo)電電極；
6、利用532nm的激光器對非晶硅硅薄膜3、背透明導(dǎo)電薄膜4進行第三次激光劃刻9即 Patten3，實現(xiàn)各子電池的串聯(lián)，并利用上述激光器在Pl絕緣線的位置上進行P3絕緣線的劃刻，保證了組件電池區(qū)域和組件邊緣區(qū)域的絕緣性能；
7、利用機械劃刻設(shè)備在垂直子電池的方向上進行機械劃刻工藝10，去除非晶硅薄膜 3、背透明導(dǎo)電薄膜4，或者去除前透明導(dǎo)電薄膜2、非晶硅薄膜3、背透明導(dǎo)電薄膜4，并且可以通過調(diào)整機械針頭的直徑改變線寬，根據(jù)軟件輸入的圖案指令，按照設(shè)計好的圖案膜層進行移除，透光區(qū)域部分的圖案可以是條狀、網(wǎng)狀、孔狀、點線狀以及各種特定圖案。被移除膜層的部分，光線可以直接透過電池，實現(xiàn)組件的不同透光效果；8、利用1064nm的激光器或絕緣噴砂機在組件邊緣一定區(qū)域內(nèi)11去除前透明導(dǎo)電薄膜 2、非晶硅薄膜3、背透明導(dǎo)電薄膜4，實現(xiàn)組件的絕緣；
9、采用PVB或EVA作為封裝材料5、鋼化玻璃作為背板材料6，利用層壓工藝實現(xiàn)組件的封裝，完成薄膜太陽能電池組件的制備。
權(quán)利要求
1.一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，其特征在于包含如下工藝步驟①在絕緣透光基板上沉積前透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)化層、背導(dǎo)電電極，期間通過三次激光工藝分別將上述三層薄膜切斷，形成多個子電池串聯(lián)結(jié)構(gòu)；②使用機械劃刻設(shè)備，在平行或垂直于子電池的方向，去除前透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)換層及背導(dǎo)電電極三層薄膜或者薄膜光電轉(zhuǎn)換層和背導(dǎo)電電極兩層薄膜；③通過調(diào)整機械針頭的高度、針頭的直徑，劃刻出圖案， 圖案內(nèi)已去除上述的膜層，稱為透光區(qū)域，這樣光線可以直接透過電池，實現(xiàn)組件透光的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之制備薄膜太陽能透光組件的方法，其特征在于所說的透光區(qū)域面積占總面積的5%-40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，其特征在于機械劃刻的線寬根據(jù)機械針頭的直徑調(diào)節(jié)，單個透光直線的線寬為200-2000 μ m。
4.機械劃刻的線條可以為直線、曲線，可以形成條狀、網(wǎng)狀、孔狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，其特征在于所說的劃刻出圖案，包括條狀、網(wǎng)狀、孔狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，其特征在于硅薄膜太陽能電池的具體實施方式
為(-)采用超白浮法玻璃作為前透明絕緣基板(1)，利用低壓化學(xué)氣相沉積的技術(shù)或磁控濺射技術(shù)在上述前透明絕緣基板(1)上面沉積前透明導(dǎo)電薄膜(2)，來作為電池的前導(dǎo)電電極；㈡利用355nm或1064nm的激光器對透明導(dǎo)電薄膜(2)進行第一次激光劃刻(7)，實現(xiàn)區(qū)域之間的絕緣，并利用上述激光器對組件邊緣四周進行絕緣線的劃刻；曰在上述前透明導(dǎo)電薄膜上面采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積工藝制備非晶硅半導(dǎo)體膜層(3)作為光電轉(zhuǎn)換層；(四)利用532nm的激光器對非晶硅薄膜進行第二次激光劃刻(8)，實現(xiàn)各個子電池的分割； 在上述非晶硅半導(dǎo)體層上面采用低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)或磁控濺射技術(shù)生長背透明導(dǎo)電薄膜(4)，作為太陽能電池的背導(dǎo)電電極；㈥利用532nm的激光器對非晶硅硅薄膜(3)、背透明導(dǎo)電薄膜(4)進行第三次激光劃刻 (9)，實現(xiàn)各子電池的串聯(lián)，并利用上述激光器在絕緣線的位置上進行劃刻，保證了組件電池區(qū)域和組件邊緣區(qū)域的絕緣性能；⑴利用機械劃刻設(shè)備在垂直子電池的方向上進行機械劃刻工藝(10)，去除非晶硅薄膜(3)、背透明導(dǎo)電薄膜(4)，或者去除前透明導(dǎo)電薄膜(2)、非晶硅薄膜(3)、背透明導(dǎo)電薄膜(4)，并且通過調(diào)整機械針頭的直徑改變線寬，根據(jù)軟件輸入的圖案指令，按照設(shè)計好的圖案膜層進行移除，透光區(qū)域的圖案是條狀、網(wǎng)狀、孔狀、點線狀；被移除膜層的部分，光線可以直接透過電池，實現(xiàn)組件的不同透光效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備薄膜太陽能透光組件的方法，屬于光伏應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是在絕緣透光基板上沉積前透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)化層、背導(dǎo)電電極，通過將上述三層薄膜切斷，來形成多個子電池；然后通過機械劃刻設(shè)備，在平行或垂直于子電池的方向，去除前透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)換層及背導(dǎo)電電極三層薄膜(或者薄膜光電轉(zhuǎn)換層和背導(dǎo)電電極兩層薄膜)，通過調(diào)整機械針頭，劃刻出圖案，圖案內(nèi)已去除光電轉(zhuǎn)換膜層，這樣光線可以直接透過電池，實現(xiàn)組件透光的功能。應(yīng)用本發(fā)明可實現(xiàn)新型透光太陽能組件的制備，在達到不低于現(xiàn)有技術(shù)制備的太陽能薄膜電池透光組件的輸出電性能及透光性的同時，還具有成本低、效率高、操作簡單，耗時短等特點。
文檔編號H01L31/18GK102376825SQ20111035672
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者徐超, 杜潔, 王繼存, 王輝, 賈海軍, 麥耀華 申請人:保定天威集團有限公司