專利名稱：一種透光薄膜太陽能電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種透光薄膜太陽能電池組件，屬于太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)的化石燃料的日益枯竭以及由于化石燃料的大量消耗造成地球環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，發(fā)展可替代綠色能源成了各國的重大發(fā)展規(guī)劃，利用光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，尤其是光伏建筑一體化(BIPV)是最先進(jìn)、最有潛力的高科技綠色節(jié)能技術(shù)，也是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術(shù)的重要方向。BIPV是指將光伏組件依附于建筑物上，建筑物作為光伏組件載體；或者光伏組件與建筑集成，光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn)，如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)龋?這對實(shí)現(xiàn)建筑的發(fā)電、采光、隔熱、遮陰及防紫外線等多種功能有著十分重要的意義?？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、碲化鎘系列薄膜電池、銅銦鎵錫系列薄膜電池等，其中后者幾類薄膜電池以其獨(dú)特的美觀性能、穩(wěn)定可靠的發(fā)電性能、經(jīng)濟(jì)低廉的成本和設(shè)計(jì)選型的多樣性，能夠比較完美的實(shí)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，組件必須具有透過一定自然光的能力，即電池組件應(yīng)為透光組件，以硅基薄膜透光組件為例，背景技術(shù)透光組件的透光槽一般為垂直于串聯(lián)子電池方向的直線槽或點(diǎn)線孔，通過調(diào)整直線槽的寬度與劃刻條數(shù)對光線的透過率進(jìn)行調(diào)整，但是，該工藝存在若干缺點(diǎn)，例如該技術(shù)產(chǎn)率較低； 并會(huì)引入劃刻缺陷，劃刻的直線槽條數(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；并且所制備的產(chǎn)品圖樣單一簡單，無法變換圖形和花樣， 沒有較大創(chuàng)新，不能滿足市場多方面的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種透光薄膜太陽能電池組件，結(jié)構(gòu)合理，兼具透光性能與工藝美觀特性，解決背景技術(shù)存在的上述問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種透光薄膜太陽能電池組件，包含電池區(qū)域和絕緣區(qū)域，電池區(qū)域包括絕緣透光基板和順次沉積在絕緣透光基板上的第一層透明導(dǎo)電電極層、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層，電池區(qū)域包含多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合輸出電壓；絕緣區(qū)域與電池區(qū)域之間移除第一層透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層使兩區(qū)域之間絕緣，絕緣區(qū)域內(nèi)部部分移除以上三層薄膜，露出絕緣透光基板，形成透光區(qū)域，透光區(qū)域與電池區(qū)域完全絕緣，形成文本或圖案顯示區(qū)域。本實(shí)用新型還包括背面封裝層、第一次劃刻槽、第二次劃刻槽及第三次劃刻槽，第一次劃刻槽、第二次劃刻槽及第三次劃刻槽相互接近平行分布，垂直于絕緣透光基板；第一次劃刻槽用于將第一層透明導(dǎo)電電極層進(jìn)行分割以便形成多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，第二次劃刻槽將薄膜光電轉(zhuǎn)換層分割，使每一個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的第二層透明導(dǎo)電電極層與相鄰的光電轉(zhuǎn)換單元的第一透明導(dǎo)電電極層相連接；第三次劃刻槽用于將相鄰光電轉(zhuǎn)換單元的第二層透明導(dǎo)電電極層隔開。絕緣區(qū)域與電池區(qū)域之間移除第一層透明導(dǎo)電電極層、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層，采用刻蝕技術(shù)，包括激光劃刻、機(jī)械劃刻和掩膜刻蝕等技術(shù)，通過移除第一層透明導(dǎo)電電極層、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層來實(shí)現(xiàn)兩區(qū)域之間的絕緣。 在絕緣區(qū)域內(nèi)部，利用受控激光透過玻璃通過移除第一層透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)換層及第二層透明導(dǎo)電電極層；三層薄膜均被移除的部分露出前玻璃，光線可以直接透過玻璃， 被三層薄膜覆蓋的區(qū)域光線被非晶硅薄膜層所吸收，因此絕緣區(qū)域內(nèi)部所形成的透光與非透光區(qū)域的對比可實(shí)現(xiàn)文本或圖案顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)組件透光的功能。對上述膜層的移除，也可設(shè)定圖色反轉(zhuǎn)功能，按設(shè)計(jì)好的圖案對所設(shè)計(jì)區(qū)域外部的膜層進(jìn)行移除，所設(shè)計(jì)區(qū)域可以是各種特定圖案或文本。被移除膜層的部分，光線可以直接透過電池，實(shí)現(xiàn)透光的功能，同時(shí)透光與非透光區(qū)域的明暗對比，顯示出預(yù)設(shè)的圖案花型。所說的透光薄膜太陽能電池組件為硅基系列薄膜電池、碲化鎘系列薄膜電池、銅銦鎵硒系列薄膜電池或有機(jī)化合物材料薄膜電池等。電池區(qū)域與透光區(qū)域完全絕緣，透光薄膜太陽能電池組件的透光性能可根據(jù)圖案由1%-90%進(jìn)行調(diào)整；通過在絕緣區(qū)域內(nèi)透光與非透光部分的對比實(shí)現(xiàn)特殊的文本或圖案造型，可選擇性地移除文本或圖案內(nèi)部膜層， 保留文本或圖案外部的膜層，來形成對比，同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖案造型及透光功能；也可使圖色反轉(zhuǎn)，即選擇性移除文本或圖案外部膜層，保留文本或圖案內(nèi)部膜層，來形成明暗對比，同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖案造型及透光功能。特殊的文本與圖案可以在透光薄膜太陽能電池組件的任何部位實(shí)現(xiàn)，包括用于追溯功能的標(biāo)識(shí)的制作。本實(shí)用新型的積極效果是本實(shí)用新型采用透光區(qū)域與電池區(qū)域完全絕緣的方法，能夠使透光圖案所在的區(qū)域與參與發(fā)電的各個(gè)子電池完全絕緣，所以絕緣區(qū)域內(nèi)部任何膜層的去除方式與質(zhì)量完全不會(huì)影響到電池發(fā)電區(qū)域，這將大大降低透光處理對太陽能薄膜電池組件性能的影響；同時(shí)該實(shí)用新型的制備可實(shí)現(xiàn)大面積刻蝕，提高電池的透光率， 同時(shí)具有圖形變化靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)各種圖案及文本的呈現(xiàn)。所以該實(shí)用新型能夠在保證更優(yōu)越的電學(xué)性能的基礎(chǔ)上，提高自然光的透過率，極大地豐富薄膜電池透光組件產(chǎn)品的多樣性，滿足不同市場需求。

圖1為本實(shí)用新型的剖面示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一圖案內(nèi)部膜層移除透光組件俯視圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二圖案外部膜層移除透光組件俯視圖；圖中絕緣透光基板1、第一層透明導(dǎo)電電極層2、薄膜光電轉(zhuǎn)換層3、第二層透明導(dǎo)電電極層4、光電轉(zhuǎn)換單元5、背面封裝層6、第一次劃刻槽7、第二次劃刻槽8、第三次劃刻槽9、絕緣區(qū)域10、電池區(qū)域11、透光區(qū)域12。
具體實(shí)施方式
[0016]
以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。參照附圖1，一種透光薄膜太陽能電池組件，包含電池區(qū)域和絕緣區(qū)域，電池區(qū)域包括絕緣透光基板1和順次沉積在絕緣透光基板上的第一層透明導(dǎo)電電極層2、薄膜光電轉(zhuǎn)換層3、第二層透明導(dǎo)電電極層4，電池區(qū)域包含多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元5，多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合輸出電壓；絕緣區(qū)域與電池區(qū)域之間移除第一層透明導(dǎo)電電極、 薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層使兩區(qū)域之間絕緣，絕緣區(qū)域內(nèi)部部分移除以上三層薄膜，露出絕緣透光基板，形成透光區(qū)域，透光區(qū)域與電池區(qū)域完全絕緣，形成文本或圖案顯示區(qū)域。本實(shí)用新型還包括背面封裝層6、第一次劃刻槽7、第二次劃刻槽8及第三次劃刻槽9，第一次劃刻槽、第二次劃刻槽及第三次劃刻槽相互平行分布，垂直于絕緣透光基板； 第一次劃刻槽用于將第一層透明導(dǎo)電電極層進(jìn)行分割以便形成多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，第二次劃刻槽將薄膜光電轉(zhuǎn)換層分割，使每一個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的第二層透明導(dǎo)電電極層與相鄰的光電轉(zhuǎn)換單元的第一透明導(dǎo)電電極層相連接；第三次劃刻槽用于將相鄰光電轉(zhuǎn)換單元的第二層透明導(dǎo)電電極層隔開。實(shí)施例一，參照附圖2，本實(shí)施例中，采用激光劃刻的方式去除絕緣區(qū)域10與電池區(qū)域11之間的第一層透明導(dǎo)電電極層、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層，達(dá)到絕緣區(qū)域10與電池區(qū)域11的完全絕緣，來保證電池的電學(xué)特性。為了實(shí)現(xiàn)個(gè)性化透光要求， 采用激光掃描器件，根據(jù)輸入的文本與圖案進(jìn)行劃刻，將前導(dǎo)電電極層、光電轉(zhuǎn)換層和背導(dǎo)電電極層去除，去除的部分露出絕緣透光基板(前玻璃)，光線可以直接透過，實(shí)現(xiàn)組件的透光功能，同時(shí)絕緣區(qū)域10與透光區(qū)域12之間透光與不透光的對比形成視覺上的圖案效果。實(shí)施例二，參照附圖3，本實(shí)施例中，絕緣區(qū)域10與電池區(qū)域11由激光刻蝕移除上述第一層透明導(dǎo)電電極層、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層達(dá)到絕緣，保證電池的電學(xué)特性。利用圖色反轉(zhuǎn)技術(shù)，對輸入文本或圖案的外部膜層進(jìn)行移除，留下文本或圖案部分的膜層，去除的部分露出絕緣透光基板(前玻璃)，光線可以直接透過，實(shí)現(xiàn)組件的透光功能，同時(shí)絕緣區(qū)域12與透光區(qū)域10之間的透光與不透光的對比形成另一種視覺上的圖案效果。
權(quán)利要求1.一種透光薄膜太陽能電池組件，其特征在于包含電池區(qū)域和絕緣區(qū)域，電池區(qū)域包括絕緣透光基板(1)和順次沉積在絕緣透光基板上的第一層透明導(dǎo)電電極層(2)、薄膜光電轉(zhuǎn)換層(3)、第二層透明導(dǎo)電電極層(4)，電池區(qū)域包含多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元(5)，多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合輸出電壓；絕緣區(qū)域與電池區(qū)域之間移除第一層透明導(dǎo)電電極、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層使兩區(qū)域之間絕緣，絕緣區(qū)域內(nèi)部部分移除以上三層薄膜，露出絕緣透光基板，形成透光區(qū)域，透光區(qū)域與電池區(qū)域完全絕緣，形成文本或圖案顯示區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之透光薄膜太陽能電池組件，其特征在于本實(shí)用新型還包括背面封裝層(6)、第一次劃刻槽(7)、第二次劃刻槽(8)及第三次劃刻槽(9)，第一次劃刻槽、第二次劃刻槽及第三次劃刻槽相互平行分布，垂直于絕緣透光基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之透光薄膜太陽能電池組件，其特征在于絕緣區(qū)域與電池區(qū)域之間移除第一層透明導(dǎo)電電極層、薄膜光電轉(zhuǎn)換層、第二層透明導(dǎo)電電極層，采用刻蝕技術(shù)，包括激光劃刻、機(jī)械劃刻和掩膜刻蝕技術(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種透光薄膜太陽能電池組件，屬于太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是電池區(qū)域包括絕緣透光基板(1)和順次沉積在絕緣透光基板上的第一層透明導(dǎo)電電極層(2)、薄膜光電轉(zhuǎn)換層(3)、第二層透明導(dǎo)電電極層(4)，電池區(qū)域包含多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元(5)，多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合輸出電壓；絕緣區(qū)域部分露出絕緣透光基板，形成透光區(qū)域，透光區(qū)域與電池區(qū)域完全絕緣，透光區(qū)域形成文本或圖案顯示區(qū)域。本實(shí)用新型保證薄膜電池組件作為建筑物幕墻所需的透光性能要求，解決透光組件透過率低、制作圖案簡單等問題，可按照要求制作出風(fēng)格迥異的特殊圖案和文本，極大地拓寬了透光組件在BIPV方面的應(yīng)用范圍與應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK202205785SQ20112033814
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者孫瑞萍, 杜潔, 王繼存, 王輝, 賈海軍, 麥耀華 申請人:保定天威集團(tuán)有限公司