一种柔性薄膜太阳能电池及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种柔性薄膜太阳能电池及其制备方法，通过去除所述绝缘线外至其所在侧边缘之间的后电极层和光电转换层，只保留前电极层，形成第一暴露区；去除所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧的所述前电极层，形成只保留柔性透明衬底的第二暴露区；并在所述第一暴露区制备第一电极，在所述单片电池的另一侧的后电极层制备第二电极，且第一电极与第二电极的极性相反，使得所述第一电极与相邻单片电池上的所述第二电极电气连接，进而实现了相邻单片电池的串联。本发明使紧邻串联单片电池的遮挡区域可接受到透过柔性透明衬底的太阳光，进行光电转换，有效利用了单片电池的发电面积，从而达到提升太阳能电池组件功率的目的。
【专利说明】一种柔性薄膜太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法，具体是一种柔性薄膜太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能量来源，并且分布广泛、获得方式无地域限制。太阳能电池提供了一种以最小的环境影响来产生电力的光电转换装置，具有环境友好无污染等特点，越来越受到人们的关注。
[0003]薄膜太阳能电池因光吸收层用料少，仅需几个微米就可以将太阳光能有效地转换成电能，具有广阔的发展前景。非晶形/微晶硅(Si)、碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒化物(CIGS)是薄膜太阳能电池中使用的三种最重要的材料，而柔性薄膜太阳能电池具有质量轻、易附形、光电转换效率高等特点，逐渐成为近年来太阳能应用方面的重点。目前常见的柔性薄膜太阳能电池，如图1所示，是在柔性透明衬底I上依次制备前电极层2、光电转换层
3、后电极层4，然后在单片电池串联过程中，将成卷生产的柔性薄膜太阳能电池切成长方形的单片，之后将单片电池依次进行串联连接形成组件，制作于柔性基材上。
[0004]目前的单片电池的制作方法，如图2所示，是在单片电池的一个长边的一侧的后电极层4上方通过丝网印刷方式制备第二电极主栅91及第二电极副栅92，形成第二电极9 ;在单片电池另一长边侧采用激光技术或机械划割的方法去除前电极层2上方的光电转换层3、后电极层4，形成只保留前电极层2的开口作为绝缘线5。紧接着采用同样的方法在所述绝缘线5远离所述第二电极9的位置暴露出前电极层2，形成只保留前电极层2的开口作为第一电极主栅汇流引线81，且在暴露的所述第一电极主栅汇流引线81制备数个电极连接通孔10，以用于相邻单片电池第一电极8、第二电极9之间的电气连接。为实现单片电池之间的串联结构，在基材上依次放置单片电池，且保证单片电池的第一电极主栅汇流引线81正好位于相邻单片电池第二电极9的第二电极主栅91的上方，通过往第一电极主栅汇流引线81内采用丝网印刷导电银浆工艺形成第一电极8，进而实现所述第一电极8与相邻电池第二电极主栅91的电气连接，由此形成单片电池的串联结构。
[0005]但是，由于考虑到导电银浆涂覆的工艺控制范围，第一电极主栅汇流引线81长边外端侧距离单片电池边缘还存在大约5_宽的不能利用发电的死区，此区域在单片电池串联结构中会遮挡紧邻的单片电池有效发电区而使得整个组件有效发电区域减少，导致电池利用率降低。因此，减少相邻串联电池间的遮挡区域，对于提高电池利用率具有非常积极的作用。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是现有技术中相邻的串联电池的连接部分存在遮挡发电区域，进而导致电池利用率降低的问题，从而提供一种串联电池相邻部分遮挡少或者无遮挡，能够提高电池利用率的柔性薄膜太阳能电池及其制备方法。[0007]为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0008]本发明所述的一种柔性薄膜太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
[0009]S1:制备得到若干单片电池，每一所述单片电池包括柔性透明衬底和依次制备于所述柔性透明衬底上的前电极层、光电转换层及后电极层；
[0010]S2:制备绝缘线:沿每一单片电池的一侧，在距离该侧边缘一定距离处，剥离掉一定宽度的后电极层和光电转换层，形成只保留前电极层的开口作为所述绝缘线；
[0011]S3:制备得到暴露区:去除所述绝缘线外至其所在侧边缘之间的光电转换层和后电极层，只保留前电极层，形成第一暴露区；将所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧的所述前电极层剥离掉，形成只保留柔性透明衬底的第二暴露区；
[0012]S4:制备得到电极:在所述第一暴露区上制备得到第一电极；在所述单片电池的另一侧的后电极层制备第二电极；
[0013]S5:制备得到柔性薄膜太阳能电池:使任一所述单片电池的第一电极与相邻的单片电池的第二电极电气连接，得到若干单片电池串接后形成的柔性薄膜太阳能电池。
[0014]所述步骤S5还包括如下步骤:
[0015]S51:在所述第一暴露区制备用于相邻单片电池间的第一、第二电极连接的电极连接通孔；
[0016]S52:放置单片电池至组件基材上，且保证任一单片电池的第一电极位于紧邻的单片电池的第二电极上方；
[0017]S53:在所述步骤S52形成的结构中，在所述电极连接通孔内注入导电浆料，实现紧邻两个单片电池的第一、第二电极的电气连接。
[0018]所述步骤S3中，去除所述绝缘线外至其所在侧边缘之间的光电转换层和后电极层的方法包括激光刻蚀工艺、物理剥离工艺；
[0019]将所述第一暴露区上靠近所述单片电池边缘处的所述前电极层剥离掉的方法包括激光刻蚀工艺、物理剥离工艺以及掩膜工艺。
[0020]所述激光刻蚀工艺所采用的光源包括红外激光、绿激光以及紫外激光；
[0021]所述物理剥离工艺为采用金刚石刀头接触并施加一定的压力于所述后电极层及光电转换层，然后沿所述绝缘线外至其所在的长边之间进行往复运动，从而去除掉所述后电极层和光电转换层，只保留前电极层，形成第一暴露区；然后沿所述第一暴露区向边缘处进行往复运动，从而去除掉所述第一暴露区上外侧部分所述前电极层，形成只保留柔性透明衬底的第二暴露区；
[0022]所述掩膜工艺为在所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧粘贴一层掩膜胶带，覆盖所述第一暴露区外侧区域，之后将所述掩膜胶带取下，所述第一暴露区外侧区域的前电极层被去除，只保留所述柔性透明衬底，形成第二暴露区。
[0023]所述步骤S4中，采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述第一暴露区上，形成所述第一电极；采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述后电极层上，形成第二电极主栅及第二电极副栅构成所述第二电极，且所述第二电极主栅及第二电极副栅成垂直分布连接，所述第二电极副栅呈平行分布；
[0024]所述步骤S52中，放置单片电池至组件基材上时，任一所述单片电池的第一电极位于相邻的单片电池的第二电极主栅的上方。[0025]所述步骤S51中，通过激光刻蚀工艺或者机械打孔工艺制备所述电极连接通孔。
[0026]所述电极连接通孔为一个或者多个。
[0027]所述步骤SI中，通过如下步骤制备所述光电转换层:
[0028]Sll:制备吸收层前体，覆于所述前电极层上；
[0029]S12:制备吸收层，覆于所述吸收层前体上；
[0030]S13:制备缓冲层，覆于所述吸收层上；
[0031]S14:制备窗口层，覆于所述缓冲层上，进而得到光电转换层。
[0032]所述步骤S2中，制备绝缘线的方法，包括采用激光刻蚀的工艺。
[0033]所述柔性薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉(CdTe)薄膜电池或者有机染料电池。
[0034]本发明所述的一种柔性薄膜太阳能电池，包括串联的若干单片电池，每一所述单片电池包括柔性透明衬底和依次制备于所述柔性透明衬底上的前电极层、光电转换层和后电极层；
[0035]绝缘线，成型于单片电池的一侧且与该侧边缘具有一定距离的位置，所述绝缘线为剥离掉一定宽度的光电转换层和后电极层，只保留前电极层形成的开口 ；
[0036]第一暴露区，成型于所述绝缘线外至其所在侧边缘之间，通过去除掉后电极层和光电转换层，只保留前电极层形成；
[0037]第二暴露区，位于所述第一暴露区远离所述绝缘线一侧，通过将所述前电极层剥离掉，只保留所述柔性透明衬底形成；
[0038]第一电极，设置于所述第一暴露区上；
[0039]第二电极，设置于所述单片电池的另一侧的后电极层上；
[0040]任一单片电池的所述第一电极与相邻单片电池的所述第二电极电气连接，得到若干单片电池串接后形成的所述柔性薄膜太阳能电池。
[0041]本发明所述的柔性薄膜太阳能电池，还包括:
[0042]电极连接通孔，穿出所述第一电极、前电极层和柔性透明衬底；且所述电极连接通孔位于相邻单片电池的所述第二电极的上方；
[0043]电极连接端，通过往所述电极连接通孔注入导电浆料形成，用以实现所述第一电极与相邻的单片电池的第二电极的电气连接。
[0044]所述电极连接通孔为一个或者多个。
[0045]所述第一电极，包括第一电极主栅；
[0046]所述第二电极，包括第二电极主栅及第二电极副栅，且所述第二电极主栅及第二电极副栅垂直分布连接，所述第二电极副栅呈平行分布；
[0047]所述电极连接端位于相邻的单片电池的所述第二电极主栅的上方。
[0048]所述光电转换层包括:
[0049]吸收层前体，覆于所述前电极层上；
[0050]吸收层，覆于所述吸收层前体上；
[0051]缓冲层，覆于所述吸收层上；
[0052]窗口层，覆于所述缓冲层上。
[0053]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:[0054](I)本发明所述的柔性薄膜太阳能电池及其制备方法，通过去除所述绝缘线外至其所在侧边缘之间的后电极层和光电转换层，只保留前电极层，形成第一暴露区；去除所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧的所述前电极层，形成只保留柔性透明衬底的第二暴露区；并在所述第一暴露区制备第一电极，在所述单片电池的另一侧的后电极层制备第二电极，使得所述第一电极与相邻单片电池上的所述第二电极电气连接，进而实现了相邻单片电池的串联。本发明使相邻串联单片电池的遮挡区域可接收到透过柔性透明衬底的太阳光，进行光电转换，有效利用了单片电池的发电面积，从而达到提升太阳能电池组件功率的目的。若以柔性透明衬底的透光率为90%计算，采用此制备方法可将太阳能电池组件的功率最闻提升2.89%ο
[0055](2)本发明所述的柔性薄膜太阳能电池及其制备方法，沿每一单片电池的一侧，在距离该侧边缘一定距离处，剥离掉一定宽度的后电极层和光电转换层，形成只保留前电极层的开口的绝缘线，使得单片电池的后电极层与相邻单片电池的后电极层电绝缘，有效防止了单片电池串接过程中因相邻单片电池短路而产生的局部发热现象，降低了能耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0056]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
[0057]图1为柔性薄膜太阳能电池结构示意图；
[0058]图2为常规柔性薄膜太阳能单片电池串联连接示意图；
[0059]图3为本发明中柔性薄膜太阳能电池制备绝缘线后的结构示意图；
[0060]图4为本发明中柔性薄膜太阳能电池完成电极连接通孔后结构示意图；
[0061]图5为本发明中柔性薄膜太阳能单片电池串联连接示意图。
[0062]图中附图标记表示为:1-柔性透明衬底，2-前电极层，3-光电转换层，31-吸收层前体，32-吸收层，33-缓冲层，34-窗口层，4-后电极层，5-绝缘线，6-第一暴露区，7-第二暴露区，8-第一电极，81-第一电极主栅汇流引线，9-第二电极，91-第二电极主栅，92-第二电极副栅，10-电极连接通孔，11-电极连接端。
【具体实施方式】
[0063]实施例1
[0064]本实施例提供了一种柔性薄膜太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
[0065]S1:制备得到若干长方形的单片电池，每一所述单片电池包括柔性透明衬底和依次制备于所述柔性透明衬底上的前电极层2、光电转换层3及后电极层4。
[0066]S2:制备绝缘线5:沿每一单片电池的一个长边的一侧，在距离该长边一定距离处，剥离掉一定宽度的光电转换层和后电极层，形成只保留前电极层的开口作为所述绝缘线5。
[0067]S3:制备得到暴露区:去除所述绝缘线5外至其所在的长边之间的光电转换层和后电极层，只保留前电极层2，形成第一暴露区6 ;将所述第一暴露区上远离所述绝缘线5 —侧的所述前电极层剥离掉，形成只保留柔性透明衬底的第二暴露区7。
[0068]S4:制备得到第一电极8、第二电极9:在所述第一暴露区6上制备得到第一电极8 ;在所述单片电池的另一个长边一侧的后电极层4制备第二电极9，如图3所示。
[0069]S5:制备得到柔性薄膜太阳能电池:使任一所述单片电池的第一电极8与相邻的单片电池的第二电极9电气连接，得到若干单片电池串接后形成的柔性薄膜太阳能电池。
[0070]作为一种可选的实施方式，所述步骤SI中，通过如下步骤制备所述光电转换层:
[0071]Sll:制备吸收层前体31，覆于所述前电极层上。
[0072]S12:制备吸收层32，覆于所述吸收层前体上。
[0073]S13:制备缓冲层33，覆于所述吸收层上。
[0074]S14:制备窗口层34，覆于所述缓冲层上，进而得到光电转换层。
[0075]作为一种可选的实施方式，所述步骤S2中，制备绝缘线的方法，包括采用激光刻蚀的工艺。
[0076]作为一种可选的实施方式，所述步骤S3中，去除所述绝缘线外至其所在的长边之间的光电转换层3和后电极层4的方法包括激光刻蚀工艺、物理方法剥离工艺以及掩膜工艺。将所述第一暴露区6上靠近所述单片电池边缘处的所述前电极层剥离掉的方法包括激光刻蚀工艺、物理方法剥离工艺以及掩膜工艺。
[0077]作为一种可选的实施方式，所述激光刻蚀的工艺所采用的光源包括红外激光、绿激光以及紫外激光。
[0078]所述物理剥离工艺为采用金刚石刀头接触并施加一定的压力于所述后电极层及光电转换层，然后沿所述绝缘线外至其所在的长边之间进行往复运动，从而去除掉所述后电极层4和光电转换层3，只保留前电极层2，形成第一暴露区6 ;然后沿所述第一暴露区6上靠近所述单片电池长边处进行往复运动，从而去除掉所述前电极层2，形成只保留柔性透明衬底I的第二暴露区7。
[0079]所述掩膜工艺为在所述第一暴露区6上远离所述绝缘线一侧粘贴一层掩膜胶带，之后将所述掩膜胶带取下，从而将附着在所述掩膜胶带上的前电极层2去除，只保留所述柔性透明衬底I。
[0080]作为一种可选的实施方式，所述柔性透明衬底的材料包括柔性有机玻璃、塑料、聚酰亚胺(PI)等材质。
[0081]所述柔性薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉(CdTe)薄膜电池或者有机染料电池。
[0082]通过本实施例可以得知，紧邻串联单片电池的遮挡区域可接收到透过柔性透明衬底的太阳光，从而进行光电转换，有效利用了单片电池的发电面积，从而达到提升太阳能电池组件功率的目的。若以柔性透明衬底的透光率为90%计算，采用此制备方法可将太阳能电池组件的功率最闻提升2.89%ο
[0083]本实施例所述的柔性薄膜太阳能电池及其制备方法，沿每一单片电池的一个长边的一侧，在距离该长边一定距离处，剥离掉一定宽度的光电转换层和后电极层，形成只保留前电极层的开口的绝缘线，使得单片电池的后电极层与相邻的单片电池的后电极层电绝缘，有效防止了单片电池串接过程中因相邻单片电池短路而产生的局部发热现象，降低了能耗。
[0084]实施例2
[0085]在实施例1的基础上，本实施例所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法的所述步骤S5还包括如下步骤:
[0086]S51:如图4所不,在所述第一暴露区6制备用于相邻单片电池间的第一电极8、第二电极9连接的电极连接通孔10。
[0087]S52:放置单片电池至组件基材上，且保证任一单片电池的第一电极8位于紧邻的单片电池的第二电极9上方。
[0088]S53:在所述步骤S52形成的结构中，在所述电极连接通孔10内注入导电浆料，实现紧邻两个单片电池的第一、第二电极的电气连接，如图5所示。
[0089]作为一种可选的实施方式，所述步骤S51中，通过激光烧蚀工艺或者机械打孔工艺制备所述电极连接通孔10。
[0090]所述电极连接通孔10的形状可以是圆形或者方形或者其它形状。
[0091]所述电极连接通孔10为一个或者多个。
[0092]本实施例所述的实现相邻单片电池第一、第二电极电气连接的方法，通过制造电极连接通孔并往所述电极连接通孔内灌入导电浆料来实现所述第一、第二电极的电气连接，工艺简便，可用于批量生产，大大降低了单片太阳能电池串联的成本。
[0093]实施例3
[0094]在实施例1或实施例2的基础上，本实施例所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法的所述步骤S4中，采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述第一暴露区上，形成所述第一电极8 ;采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述后电极层4上，形成第二电极主栅91及第二电极副栅92构成所述第二电极9，且所述第二电极主栅91及第二电极副栅92成垂直分布连接，所述第二电极副栅92呈平行分布，用于将收集的光生电流汇聚于所述第二电极主栅91后引出。
[0095]因此，所述步骤S52中，放置单片电池至组件基材上时，任一所述单片电池的第一电极8位于紧邻的单片电池的第二电极主栅91的上方。
[0096]本实施例通过丝网印刷的方法制备所述第一、第二电极，制备得到的第一第二电极精度高，且所述制备工艺易实现，成本低廉。
[0097]实施例4
[0098]本实施例提供了一种柔性薄膜太阳能电池，包括串联的若干长方形的单片电池，且每一所述单片电池包括柔性透明衬底I和依次制备于所述柔性透明衬底I上的前电极层
2、光电转换层3和后电极层4。
[0099]绝缘线5，成型于单片电池的一个长边的一侧且与该侧边缘具有一定距离的位置，所述绝缘线5为剥离掉一定宽度的光电转换层和后电极层，只保留前电极层形成的开口。
[0100]第一暴露区6，成型于所述绝缘线5外至其所在的长边之间，通过去除掉光电转换层和后电极层，只保留前电极层形成。
[0101]第二暴露区7，位于所述第一暴露区6远离所述绝缘线一侧，通过将所述前电极层剥离掉，只保留所述柔性透明衬底I形成。
[0102]第一电极8,设置于所述第一暴露区6上。
[0103]第二电极9，设置于所述单片电池的另一个长边一侧的后电极层4上。
[0104]任一单片电池的所述第一电极8与相邻单片电池的所述第二电极9电气连接，得到若干单片电池串接后形成的所述柔性薄膜太阳能电池。[0105]所述光电转换层3包括:
[0106]吸收层前体31，覆于所述前电极层2上。
[0107]吸收层32，覆于所述吸收层前体31上。
[0108]缓冲层33，覆于所述吸收层32上。
[0109]窗口层34，覆于所述缓冲层33上。
[0110]本实施例所述的柔性薄膜太阳能电池，通过移除串联的单片电池遮挡处的后电极层4、光电转换层3和前电极层2，只留有柔性透明衬底1，因此光线可以透过所述柔性透明衬底I被位于其下方的单片电池的所述发电区域吸收，提高了电池的利用率。
[0111]实施例5
[0112]在实施例4的基础上，本实施例所述的柔性薄膜太阳能电池，还包括:电极连接通孔10，穿出所述第一电极8、前电极层2和柔性透明衬底I ;且所述电极连接通孔10位于相邻单片电池的所述第二电极主栅91的上方。
[0113]电极连接端11，通过往所述电极连接通孔10注入导电浆料形成，用以实现所述第一电极8与相邻的单片电池的第二电极9的电气连接。
[0114]作为可选的实施方式，所述电极连接通孔10为一个或者多个。
[0115]本实施例中，通过往所述电极连接通孔10注入导电浆料形成所述电极连接端11来实现所述第一、第二电极的电气连接，工艺流程简单易操作，成本低。
[0116]实施例6
[0117]在实施例4或实施例5的基础上，本实施例所述的柔性薄膜太阳能电池，
[0118]所述第一电极8，包括第一电极主栅。
[0119]所述第二电极9，包括第二电极主栅91及第二电极副栅92，且所述第二电极主栅91及第二电极副栅92垂直分布连接，所述第二电极副栅92呈平行分布。
[0120]所述电极连接端11位于相邻的单片电池的所述第二电极主栅91的上方。
[0121 ] 本实施例所述的第一电极，第二电极主栅91及第二电极副栅92可以通过丝网印刷的方式来形成，因此其精度比较高。
[0122]本实施例还提供了一个以铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池为例的具体的实施方式，来对本发明所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法的制备工艺做进一步详细的说明。
[0123]S1:制备得到若干长方形的单片电池的工艺包括柔性透明衬底清洗、前电极层制备、光电转换层制备、后电极层制备以及切片这几个工艺步骤。
[0124]对柔性透明衬底进行清洗的工艺为:将柔性透明衬底在5%氢氧化钠(NaOH)水溶液中50°C下浸泡20分钟，再用DI水清洗衬底表面，最后并用氮气吹干，完成清洗步骤，之后进行前电极层2制备。
[0125]前电极层2制备的工艺为:在清洗完毕的柔性透明衬底上采用低压气相沉积(LPCVD)的方法沉积BZO (ZnO:B)，在所述柔性透明衬底上沉积一层厚度约为1.6微米BZO薄膜层作为前电极层。之后进行光电转换层3制备。
[0126]光电转换层3制备的工艺为:
[0127]Sll:在磁控溅射设备中，以氩气为气源、铜镓合金(Cu/Ga=4)和铟为靶源，在气压为0.5Pa的真空度下，在所述前电极层厚度约为1.6微米BZO薄膜层上继续溅镀一层
1.2微米厚的铜铟镓合金作为吸收层前体31，合金的组分控制为:Cu/(In+Ga)=0.8，Ga/(In+Ga)=0.2。
[0128]S12:之后放置在硒化炉中，迅速加热至500°C用氮气稀释的含10%体积的硒化氢(H2Se)硒化二十分钟，完成硒化工艺得到铜铟镓硒作为吸收层32。
[0129]S13:将硒化后的柔性透明衬底浸泡在含有1.5毫摩尔硫酸锌(ZnSO4), 150毫摩尔硫脲(SC(NH2)2)和I摩尔氨水(NH3H2O)的水浴中，并在80°C下反应十五分钟，沉积厚度为80纳米的硫化锌作为缓冲层33。
[0130]S14:采用磁控溅射的方法，以氩气和氧气(氩气比氧气为4比I)为气源、氧化锌陶瓷靶为靶源，在气压为0.4Pa的真空度下，在所述硫化锌缓冲层上面真空磁控溅射镀一层40纳米厚氧化锌作为本征高阻窗口层，最终形成窗口层34。
[0131]后电极层4的制备工艺为:采用磁控溅射的方法，以氩气和氧气(氩气比氧气为4比I)为气源、含1%质量Al2O3的氧化锌陶瓷靶为靶源，在气压为0.4Pa的真空度下，在氧化锌本征高阻窗口层上真空磁控溅射镀一层约为1.0微米厚掺铝氧化锌低阻窗口层作为后电极层4。
[0132]之后对所述成卷的柔性薄膜太阳能电池进行切片得到若干长方形的单片电池。
[0133]S2:绝缘线5的制备工艺为:采用激光刻蚀工艺，激光功率设定为500mW，划刻速度设置为1.0m/s，激光频率设定为50KHz，沿单片电池的长边侧选择性剥离后电极层4和光电转换层3，形成只保留前电极层2，即ZnO:B薄膜层的开口，其中开口包括两条刻蚀线，且两条刻蚀线的中心间距为50 μ m，最终的刻蚀线宽度不低于200 μ m。
[0134]S3:暴露区的制备工艺为:采用激光刻蚀工艺或物理剥离工艺，去除所述绝缘线5外至其所在长边之间的光电转换层3和后电极层4，只保留前电极层2，形成第一暴露区6 ；将所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧的所述前电极层2采用激光刻蚀工艺或物理剥离工艺剥离掉，形成只保留柔性透明衬底I的第二暴露区7。
[0135]S4:第一、第二电极的制备工艺为:采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述第一暴露区6上，形成所述第一电极8;采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述后电极层上，形成第二电极主栅91及第二电极副栅92构成所述第二电极9，且所述第二电极主栅91及第二电极副栅92呈垂直分布连接，所述第二电极副栅92呈平行分布。
[0136]S5:制备得到柔性薄膜太阳能电池的工艺为:
[0137]S51:采用激光技术在所述第一暴露区内制备圆形的电极连接通孔10，以用于紧邻单片电池间的串联连接。
[0138]S52:在电池组件基材上依次放置单片电池，且保证单片电池的所述第一电极8正好位于紧邻单片电池的所述第二电极主栅91上方，此时所述电极连接通孔10正好位于第
一、第二电极重叠的位置。
[0139]S53:在步骤S52形成的结构中，在所述电极连接通孔10内注入导电浆料，形成电极连接端11，实现所述第一电极8与近邻串联的单片电池第二电极主栅91的连接，从而将紧邻两单片电池的第一、第二电极实现电气连通，得到若干单片电池串接后形成的柔性薄膜太阳能电池。
[0140]由本实施例可知，太阳光可透过所述第二暴露区7，从而使紧邻单片电池的被遮挡部分可接受透过柔性透明衬底的太阳光而进行光电转换，由此可增加组件整体的有效受光面积，提高组件的输出电学性能。[0141]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: S1:制备得到若干单片电池，每一所述单片电池包括柔性透明衬底和依次制备于所述柔性透明衬底上的前电极层、光电转换层及后电极层； 52:制备绝缘线:沿每一单片电池的一侧，在距离该侧边缘一定距离处，剥离掉一定宽度的光电转换层和后电极层，形成只保留前电极层的开口作为所述绝缘线； 53:制备得到暴露区:去除所述绝缘线外至其所在侧边缘之间的后电极层和光电转换层，只保留前电极层，形成第一暴露区；将所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧的所述前电极层剥离掉，形成只保留柔性透明衬底的第二暴露区； 54:制备得到电极:在所述第一暴露区上制备得到第一电极；在所述单片电池的另一侧的后电极层上制备第二电极，所述第一电极与所述第二电极的极性相反； 55:制备得到柔性薄膜太阳能电池:使任一所述单片电池的第一电极与相邻的单片电池的第二电极电气连接，得到若干单片电池串接后形成的柔性薄膜太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述步骤S5还包括如下步骤: 551:在所述第一暴露区制备用于相邻单片电池间的第一、第二电极连接的电极连接通孔； 552:放置单片电池至组件基材上，且保证任一单片电池的第一电极位于相邻的单片电池的第二电极上方；. S53:在所述步骤S52形成的结构中，在所述电极连接通孔内注入导电浆料，实现紧邻两个单片电池的第一、第二电极的电气连接。
3.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述步骤S3中，去除所述绝缘线外至其所在侧边缘之间的光电转换层和后电极层的方法包括激光刻蚀工艺、物理剥离工艺； 将所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧的所述前电极层剥离掉的方法包括激光刻蚀工艺、物理剥离工艺以及掩膜工艺。
4.根据权利要求3所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述激光刻蚀工艺所采用的光源包括红外激光、绿激光以及紫外激光； 所述物理剥离工艺为采用金刚石刀头接触并施加一定的压力于所述后电极层及光电转换层，然后沿所述绝缘线外至其所在侧边缘之间进行往复运动，从而去除所述后电极层和光电转换层，只保留前电极层，形成第一暴露区；然后沿所述第一暴露区向边缘处进行往复运动，从而去除掉所述第一暴露区外侧部分所述前电极层，形成只保留柔性透明衬底的弟~ 暴露区； 所述掩膜工艺为在所述第一暴露区上远离所述绝缘线一侧粘贴一层掩膜胶带，覆盖所述第一暴露区外侧区域，之后将所述掩膜胶带取下，所述第一暴露区外侧区域的前电极层附着在所述掩膜胶带上被去除，只保留所述柔性透明衬底，形成第二暴露区。
5.根据权利要求1-4任一所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述步骤S4中，采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述第一暴露区上，形成所述第一电极；采用丝网印刷的方法将导电银浆印刷于所述后电极层上，形成第二电极主栅及第二电极副栅，构成所述第二电极，且所述第二电极主栅及第二电极副栅成垂直分布连接，所述第二电极副栅呈平行分布； 所述步骤S52中，放置单片电池至组件基材上时，任一所述单片电池的第一电极位于紧邻的单片电池的第二电极主栅的上方。
6.根据权利要求1-5任一所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述步骤S51中，通过激光刻蚀工艺或者机械打孔工艺制备所述电极连接通孔。
7.根据权利要求2-6任一所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述电极连接通孔为一个或者多个。
8.根据权利要求1-7任一所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述步骤S1中，通过如下步骤制备所述光电转换层: S11:制备吸收层前体，覆于所述前电极层上； S12:制备吸收层，覆于所述吸收层前体上； S13:制备缓冲层，覆于所述吸收层上； S14:制备窗口层，覆于所述缓冲层上，进而得到光电转换层。
9.根据权利要求1-8任一所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述步骤S2中，制备绝缘线的方法，包括采用激光刻蚀的工艺。
10.根据权利要求1-9任一所述的柔性薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于: 所述柔性薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒(C1GS)薄膜电池、非晶硅薄膜电池、非晶/微晶硅薄膜电池、碲化镉(CdTe )薄膜电池或者有机染料电池。
11.一种柔性薄膜太阳能电池，包括串联的若干单片电池，其特征在于: 每一所述单片电池包括柔性透明衬底(1)和依次制备于所述柔性透明衬底(1)上的前电极层(2)、光电转换层(3)和后电极层(4)； 绝缘线(5)，成型于单片电池的一侧且与该侧边缘具有一定距离的位置，所述绝缘线(5)为剥离掉一定宽度的光电转换层和后电极层，只保留前电极层形成的开口 ； 第一暴露区(6)，成型于所述绝缘线(5)外至其所在侧边缘之间，通过去除掉光电转换层和后电极层，只保留前电极层形成； 第二暴露区(7)，位于所述第一暴露区(6)远离所述绝缘线一侧，通过将所述前电极层剥离掉，只保留所述柔性透明衬底(1)形成； 第一电极(8),设置于所述第一暴露区(6)上； 第二电极(9)，设置于所述单片电池的另一侧的后电极层(4)上； 任一单片电池的所述第一电极(8)与相邻单片电池的所述第二电极(9)电气连接，得到若干单片电池串接后形成的所述柔性薄膜太阳能电池。
12.根据权利要求11所述的柔性薄膜太阳能电池，其特征在于，还包括: 电极连接通孔(10)，穿出所述第一电极(8)、前电极层(2)和柔性透明衬底(1);且所述电极连接通孔(10)位于相邻单片电池的所述第二电极(9)的上方； 电极连接端(11 )，通过往所述电极连接通孔(10)注入导电浆料形成，用以实现所述第一电极(8)与相邻的单片电池的第二电极(9)的电气连接。
13.根据权利要求11或12所述的柔性薄膜太阳能电池，其特征在于: 所述电极连接通孔(10)为一个或者多个。
14.根据权利要求11-13任一所述的柔性薄膜太阳能电池，其特征在于:所述第一电极(8)，包括第一电极主栅； 所述第二电极(9)，包括第二电极主栅(91)及第二电极副栅(92)，且所述第二电极主栅(91)及第二电极副栅(92)垂直分布连接，所述第二电极副栅(92)呈平行分布； 所述电极连接端(11)位于相邻的单片电池的所述第二电极主栅(91)的上方。
15.根据权利要求11-14任一所述的柔性薄膜太阳能电池，其特征在于: 所述光电转换层(3)包括: 吸收层前体(31)，覆于所述前电极层(2)上； 吸收层(32)，覆于所述吸收层前体(31)上； 缓冲层(33)，覆于所述吸 收层(32)上； 窗口层(34 )，覆于所述缓冲层(33 )上。
【文档编号】H01L51/42GK103474485SQ201310425551
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】兰立广, 童翔, 陈磊, 张庆钊, 丁建, 张英 申请人:北京汉能创昱科技有限公司