专利名称：一种建材型双面玻璃光伏构件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种建材型的光伏构件，特别涉及一种可选择透光型、光电转换效率高、性能稳定、寿命长、安全可靠、采用柔性薄膜太阳能电池芯板和新型封装技术、外形美观、方便实现太阳能与建筑一体化(BIPV)、特别适合复杂曲面的光伏玻璃幕墙、光伏玻璃采光顶和光伏停车棚、光伏候车亭等建筑使用的、基于有机或无机基材的建材型双面玻璃光伏构件。
背景技术：
太阳能光伏发电技术发展到今天，光伏发电的应用领域越来越广，太阳能与建筑一体化设计(BIPV)的应用越来越普及，而且逐渐成主流趋势。如太阳能光伏发电与屋顶或建筑的东南西面立面墙相结合，既降低了建筑能耗，又节省了太阳能组件的安装空间和建筑装饰费用，又如太阳能候车亭、报刊亭、雨棚等。 以往与建筑一起使用的都是普通晶体硅太阳能电池组件(包括单晶硅和多晶硅太阳能电池)、薄膜太阳能电池组件(包括非晶硅、多晶硅、微晶硅、硫化镉、碲化镉、砷化镓、铜铟硒、铜铟镓硒、磷化锌、或其它多元化合物的薄膜太阳能电池)，并且存在如下缺点
I、常规太阳能电池组件结构安全性不高，不能直接作为建筑构件，仅是在安装上与建筑结合；2、常规太阳能电池组件均采用不透光的TPT(聚氟乙烯复合膜)做背板保护材料，透光性很差。图I是普通晶体硅太阳能电池组件及结构示意图，图2是普通非晶硅或其他薄膜太阳能电池组件及结构示意图。随着太阳能光伏技术的发展和市场需求，出现了双玻璃太阳能电池组件(又称双玻璃光伏构件，主要用作建筑幕墙)，即超白钢化玻璃+PVB/EVA胶+太阳能电池片层+PVB/EVA胶+钢化玻璃，再通过层压机或辊压机热熔压制而成，所述的太阳能电池片层一般为晶体硅太阳能电池片、非晶硅太阳能电池组件、或其他薄膜太阳能电池组件。如图3所示，是常规晶体硅双玻璃太阳能电池组件及结构示意图。常规晶体硅双玻璃太阳能电池组件存在如下缺陷1、太阳能电池组件都是平板型，款式单一 ；2、晶体硅太阳能电池片容易破碎，很难制出有弧度(或弧度稍大)的光伏组件；3、不适合曲面安装，遇曲面时要求弧度设计尽量小、并采用多块平板拼接的方式，增大安装难度和成本，且影响整体美观；4、其为了保护易破碎的晶体硅片，往往采用较厚的钢化玻璃进行封装，组件单位面积质量过大，同时对支撑结构的强度要求更高，增加系统成本；5、通过调整晶体硅电池片间的间距、并预留较大透光空隙来满足建筑的采光要求，降低了单位面积的发电量。由于钢化玻璃因内部应力致使玻璃表面不平整，并会影响其表面镀膜的膜层均匀性和质量，所以非晶硅或其他薄膜太阳能电池组件采用非钢化超白玻璃衬底+薄膜太阳能池片层(多次镀膜和激光划线)+PVB/EVA+TPT/玻璃，再通过层压机或辊压机热熔压制而成。故非晶硅或其他薄膜双玻璃太阳能电池组件一般是在非晶硅或其他薄膜太阳能电池组件的正面或背面上，用EVA/PVB胶膜再粘上保护作用的钢化玻璃而成，其外形和结构示意图如图4和图4A所示。常规薄膜双玻璃太阳能电池组件存在如下缺陷1、常规薄膜太阳能电池的制膜方式不能在弯曲的基面上实现均匀镀膜，使得非晶硅或其他薄膜双面玻璃太阳能电池组件不能直接做成弯曲型；2、不适合曲面安装，遇曲面时要求弧度设计尽量小、并采用多块平板拼接的方式，增大安装难度和成本，且影响整体美观；3、非晶硅或其他薄膜太阳能电池均采用不透光的AL膜作为背电极，仅有太阳能电池单元的激光刻划间隙可透微量的光线，整个组件透光性很差；4、为满足建筑的采光要求，一般采用激光交叉刻划电极AL(铝)膜和薄膜太阳能电池片层，得到很多微小的电池单元和透光间隙，这样不但增加了激光刻划作业的成本，还白白浪费了很多有效的太阳能电池面积。同时，薄膜太阳能电池一般都采用双结(PN+PN或PIN+PIN结构，P代表P型导电层，I代表本征层，N代表N型导电层)或多结的叠层结构形式，利用不同结层(PN结或PIN结)的带隙(物质价带和导带间电子势能的差值)大小，吸收相应波长的光子而产生光电流，从而延伸的薄膜太阳能电池的吸收波段、提高了光电转换效率。非晶硅或其他薄膜太阳能电池的多结叠层结构如图5所示，其等效电路图如图5A所示，上下结层的太阳能电池是依次串联的。由电路知识易知，虽然薄膜太阳能电池的输出电压是各结层电压之和，但其输出电流却等于各结层单独输出时最小的那个电流。同时，太阳能电池的输出电压与材料本身的带隙直接相关，随太阳能光强的变化波动较小，而太阳能电池的光电流则随太阳光强 的变化波动很大。所以薄膜太阳能电池受内部结层相互串联结构的影响，在一定程度上损失了较多的光电流，从而减少了自身的光电转换效率。在美观上建筑玻璃幕墙趋于单块大尺寸或弧形设计，所以常规的太阳能电池组件均不能满足使用要求。
发明内容
为了克服以上缺陷，本发明旨在提供一种建材型双面玻璃光伏构件，它是一种可选择透光型、光电转换效率高、性能稳定、寿命长、安全可靠、采用柔性薄膜太阳能电池芯板和新型封装技术、外形美观、方便实现太阳能与建筑一体化(BIPV)、特别适合弧形光伏幕墙、光伏采光顶和光伏停车棚、光伏候车亭等各类建筑使用的、基于有机或无机基材的光伏构件。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种建材型双面玻璃光伏构件，包括太阳能电池芯板及设于太阳能电池芯板两侧的上保护层和下保护层；其特征在于所述的上保护层和下保护层为弯曲曲率相同的曲面玻璃，所述太阳能电池芯板为柔性材料，其弯曲曲率也与上保护层、下保护层的弯曲曲率相同。其进一步技术方案为所述的太阳能电池芯板与上保护层、下保护层之间分别设有上胶膜、下胶膜；所述的太阳能电池芯板包括柔性衬底和与柔性衬底联接的太阳能电池膜层。其进一步技术方案为所述的柔性衬底为金属箔或非金属柔性基片；所述的太阳能电池膜层为薄膜太阳能电池层；所述的上胶膜、下胶膜为PVB膜或EVA膜。其进一步技术方案为所述的柔性衬底设有若干个通孔结构，所述的通孔结构为圆孔、椭圆孔、方孔、三角孔、菱形孔或星形孔等；所述的上保护层、下保护层均为单一弯、折弯、复合弯、多曲弯、球冠面或扭曲面等形式的曲面玻璃。
其进一步技术方案为所述的上保护层为低铁超白钢化玻璃；所述的下保护层为普通钢化玻璃、防火玻璃或半钢化玻璃。其进一步技术方案为所述的太阳能电池膜层包括上导电膜、下导电膜，及设于上导电膜与下导电膜之间的P-I-N结层，所述的上导电膜为透光导电膜，所述的下导电膜为透光导电膜或AL (铝)膜，所述的P-I-N结层为一层或二层以上。其进一步技术方案为所述太阳能电池芯板上的太阳能电池膜层分为若干个电池片，每个电池片的下导电膜设有置于柔性衬底与相邻电池片的P-I-N层之间的嵌入端，所述P-I-N结层设有用于联接上导电膜与相邻电池片的下导电膜嵌入端的导电穿孔，所述的导电穿孔内设有与上导电膜为一体的导电体。其进一步技术方案为所述太阳能电池芯板上的太阳能电池膜层分为若干个电池片，为单个P-N结或多个P-N结的串联结构、单个P-I-N结或多个P-I-N结的串联组合结构、P-N结与P-I-N结的串联组合结构，或为前述结构的并联联接方式。
一种建材型双玻璃光伏构件的制造方法，它包括以下的制造过程1、柔性衬底下料、清洗、烘干；2、制作第一透明导电膜；3、按要求用激光刻划导电膜；4、将上述基板装入“沉积夹具”，并预热；5、基片预热后装入PECVD (等离子增强化学气相沉积炉)，进行P-N或P-I-N(或P-I-N/P-I-N)半导体结的沉积；6、沉积完后取出基片并放入冷却室慢速冷却；7、激光刻划太阳能电池膜层，以使第一透明导电膜与后面的第二透明导电膜相连接；8、在上述基板面上制作第二透明导电膜；9、按要求用激光刻划第二透明导电膜；10、重复步骤4、
5、6，在上述基板上制作第二太阳能电池结层；11、用激光将第二太阳能电池结层、第二透明导电膜、第一太阳能电池结层划穿；12、在上述基板上制作第三透明导电膜；13、用激光将第三透明导电膜、第二太阳能电池结层划穿，实现整板由若干个单体子电池串联；14、制作输出电极；15、IV测试，测试上述成型薄膜太阳能电池芯板的光伏特性；16、将下PVB/EVA胶膜、柔性薄膜太阳能电池芯板、上PVB/EVA胶膜、上保护玻璃正确叠放于下保护玻璃上；17、将上述叠放好的待压组件装入真空袋抽真空；18、将上述待压组件放入气压釜，加温加压进行层压成型作业。其进一步技术方案为所述的柔性太阳能电池层材料为薄膜多晶硅、非晶硅、微晶硅、纳米Ti02晶体、硫化镉、碲化镉、砷化镓、铜铟硒、铜铟镓硒、磷化锌或其它多元化合物无机材质或上述材料的任意组合，或，为P型的酞菁化合物、P卜啉、菁、聚噻吩衍生物、聚亚苯基乙烯基、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯卡唑，η型的二酰亚胺衍生物、萘酰亚胺衍生物、芘类化合物等有机材质，或，为有机、无机掺杂体系的太阳能电池。本发明与现有技术相比的有益效果是本发明利用子电池内部太阳能电池结层采用并联方式的柔性薄膜太阳能电池做成的太阳能电池芯板，能与上、下保护层(曲面玻璃)构成一个整体，形成具有光电转换效率高、性能稳定、寿命长、安全可靠，既隔热、保温、隔音、防紫外线、防碎落、可选择透光的建材型双面玻璃光伏构件，既可满足一定采光需求，又可双面米光发电，同时外表弧度美观大方，方便实现太阳能与建筑一体化(BIPV),特别适合复杂曲面及平面的光伏玻璃幕墙、光伏玻璃采光顶和光伏停车棚、光伏候车亭等各类建筑使用。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
图I是普通晶体硅太阳能电池组件平面示意图；图IA为图I的剖面示意图；图2是普通非晶硅或其他薄膜太阳能电池组件平面示意图；图2A为图2的剖面示意图；图3是常规晶体硅双玻璃太阳能电池组件平面示意图；图3A为图3的剖面示意图；图4是常规非晶硅或其他薄膜双玻璃太阳能电池组件平面示意图；
图4A为图4的剖面示意图；图5是常规双结非晶硅或其他薄膜太阳能电池结构示意图；图5A是常规多结非晶硅或其他薄膜太阳能电池结构示意图；图5B是常规多结非晶硅或其他薄膜太阳能电池等效电路示意图；图6A是本发明单一弯曲面式建材型双玻璃光伏构件示意图；图6B是本发明折弯曲面式建材型双玻璃光伏构件示意图；图6C是本发明复合弯曲面式建材型双玻璃光伏构件示意图；图6D是本发明球冠式多曲弯曲面式建材型双玻璃光伏构件示意图；图6E是本发明扭曲式多曲弯曲面式建材型双玻璃光伏构件示意图；图6F是本发明金属箔衬底太阳能电池建材型双玻璃光伏构件不意图一；图6G是本发明金属箔衬底太阳能电池建材型双玻璃光伏构件示意图二 ；图7是本发明建材型双玻璃光伏构件详细结构示意图；图8A是本发明建材型双玻璃光伏构件太阳能电池芯板详细结构一不意图；图SB是本发明建材型双玻璃光伏构件太阳能电池芯板详细结构二示意图；图9A至图9C是本发明所用太阳能电池芯板的太阳能电池层结构示意图；图IOA至图IOC分别为本发明之太阳能电池层为单结、双击、三结的太阳能电池芯板电路结构不意图。附图标识(部分)A 向热熔压制方向SI晶体硅太阳能电池片S2 钢化玻璃S3电极引线S4 铝合金边框S5 EVA/PVB胶膜S6 TPT 保护膜Tl 薄膜太阳能电池膜 T2玻璃T3 铝合金边框T4 AL导电极T5 透明导电极T6EVA/PVB胶膜T7 TPT保护膜T8薄膜太阳能电池片层Rl 晶体硅太阳能电池片 R2钢化玻璃R3 电极引线R4EVA/PVB胶膜Al a-si太阳能电池膜 A2玻璃A3 AL导电极A4透明导电极
A5薄膜太阳能电池片层A6EVA/PVB胶膜A7钢化玻璃Cl正极C2负极C3玻璃衬底C4玻璃衬底C5子电池C6极导电膜C7负极导电膜D子电池
具体实施例方式为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。 如图6A、图6B、图6C、图6D、图6E所示，分别是本发明建材型双玻璃光伏构件的单一弯曲面式、折弯曲面式、复合弯曲面式、球冠式多曲弯曲面式、扭曲式多曲弯曲面式的结构示意图；图6 是本发明金属箔衬底太阳能电池建材型双玻璃光伏构件示意图一，图6G是本发明金属箔衬底太阳能电池建材型双玻璃光伏构件示意图二。如图7所示，是本发明建材型双玻璃光伏构件的详细结构示意图。如图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图7所示，包括建材型双玻璃光伏构件I、柔性薄膜太阳能电池芯板2、透光间隙3、上封装保护玻璃4、上EVA/PVB胶膜5、下EVA/PVB胶膜
6、下封装保护玻璃7。建材型双玻璃光伏构件I是由柔性薄膜太阳能电池芯板2、透光间隙
3、上封装保护玻璃4、上EVA/PVB胶膜5、下EVA/PVB胶膜6、下封装保护玻璃7构成的整体。上封装保护玻璃4是弯曲的，主要起采光和保护双重功能，采用平面的低铁超白玻璃通过弯模(一种专业进行玻璃热弯的多用模具)或特殊模具(如利用玻璃加热软化，并使之因重力作用随模具表面弯曲)制作成需要的弯曲式，再进行钢化而成，通过不同的模具可制得单一弯、折弯、复合弯、多曲弯(如球冠面、扭曲面等形式)等各种形式的曲面式玻璃4 ;下装保护玻璃7也是弯曲的，且弯曲方式和制作方式玻璃与上封装保护玻璃4相同，主要起支承和保护双重功能，可制做成普通钢化玻璃、半钢化玻璃、防火玻璃，达到既安全，又经济实用的目的。透光间隙3是用来满足本发明建材型双玻璃光伏构件一定的采光要求，是激光刻划透明衬底的薄膜太阳能电池时产生的或是采用多块小金属箔衬底的薄膜太阳能电池排布时预留的，再或者是整块金属箔衬底薄膜太阳能电池冲孔形成的。因为金属箔一般不透光，所以在需要满足透光要求时，可将金属箔衬底薄膜太阳能电池制作成单位的小块、按一定排布间距布置、并将各自引出的相应输出电极相互串并联好来制作太阳能电池芯板的，或将整块大的金属箔衬底薄膜太阳能电池按一定要求冲通孔(不会损坏电池性能)，冲孔的形状可方形、圆形、椭圆形、矩形、菱形、三角形、星形等。从而制作出既发电，又可透光，且外形美观的建材型双面玻璃光伏构件。上EVA/PVB胶膜5和下EVA/PVB胶膜6可选择EVA胶膜或者PVB胶膜。EVA(是Ethylene乙烯Vinyl乙烯基Acetate醋酸盐的简称)是一种热固性有粘性的复合胶膜，其有着低熔点、粘着力强、耐久性好、透光率高等多方面的优越性，如O. 38mm厚的透明EVA胶片满足性能指标如下1)抗拉强度彡17MPa ；2)可见光透射率彡87% ；3)断裂伸长率彡650% ；4)雾度0.6% ；5)粘接强度彡2kg/cm2 ；6)吸水率彡O. 15% ；7)紫外线截止率98. 5% ；8)耐辐照性、耐热性、耐湿性、抗冲击性、霰弹袋冲击性能均合格。PVB (即PolyVinyl Butyral Film,是聚乙烯醇缩丁醒薄膜)是一种热塑性树脂膜,是由PVB树脂加增塑剂生产而成，具有可回收利用加工、重复使用的特点，其安全性、耐候性、耐热性、粘接力等均优于EVA胶膜。采用可透光的柔性衬底(如聚酰亚胺)作为本发明建材型双玻璃光伏构件太阳能电池芯板的衬底时，因各层导电膜也都是透光的，所以本发明建材型双玻璃光伏构件可双面米光发电。同时因太阳能电池结层也具备一定的透光性，故本发明建材型双玻璃光伏构件既可采光发电，又可透过适当比例的光线，满足一定的照明需求。图8A是本发明建材型双玻璃光伏构件太阳能电池芯板详细结构一示意图。如图8A所示，柔性薄膜太阳能电池芯板2具体包括柔性衬底8、第一导电膜9、第一太阳能电池层10、第二导电膜11、绝缘层12、第三导电膜13、第二太阳能电池层14、第四导电膜15。柔性衬底8可采用机械、力学、表面性能好及耐高温、耐腐蚀的无机材料(如不锈钢箔、钛箔等)或有机材料(如可透光的聚酰亚胺类、可透光的聚芳砜、聚醚酰亚胺类、聚 苯并咪唑类、聚硅氧烷类、聚苯硫醚、聚环氧乙烷类、聚醚醚酮类、或其他高分子聚合物，或上述材料的组合)；柔性衬底8采用金属箔时，衬底8与第一导电膜之间至少应敷设一层绝缘层；第一导电膜9、第二导电膜11、第三导电膜13、第四导电膜15均是透光性好、电阻率低、机械性能好的导电膜，可采用In (铟)、Sn (锡)、Zn (锌)和Cd (镉)的氧化物及其复合多元氧化物之一或组合，还可选择掺AL (铝)的In (铟)、Sn (锡)、Zn (锌)和Cd (镉)的氧化物及其复合多元氧化物之一或组合；所述绝缘层12可采用电绝缘性好、可透光的无机材质(如氧化硅或其他材质和组合)、有机材质(如聚酰亚胺类、可透光的聚芳砜或其他材料和组合)，或有机无机材料的组合；第一太阳能电池层10和第二太阳能电池层14的材质可采用无机材质(如薄膜多晶硅、非晶硅、微晶硅、纳米Ti02晶体、硫化镉、碲化镉、砷化镓、铜铟硒、铜铟镓硒、磷化锌、或其它多元化合物，或上述组合)或采用有机材质(如P型的酞菁化合物、卟啉、菁、聚噻吩衍生物、聚亚苯基乙烯基、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯卡唑，η型的二酰亚胺衍生物、萘酰亚胺衍生物、芘类化合物)，或有机、无机掺杂体系(如染料敏化太阳能电池)。本发明建材型双玻璃光伏构件太阳能电池芯板可米用磁控派射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、蒸镀法等镀膜方式制作透明导电膜，和采用增强型等离子体辅助化学气相沉积法(PECVD)制作薄膜太阳能电池结层，具体工艺流程如下1、柔性衬底下料、清洗、烘干；2、制作第一透明导电膜；3、按要求用激光刻划导电膜；4、将上述基板装入“沉积夹具”，并预热；5、基片预热后装入PECVD (等离子增强化学气相沉积炉)，进行P-N或Ρ-Ι-Ν(或Ρ-Ι-Ν/Ρ-Ι-Ν)半导体结的沉积；6、沉积完后取出基片并放入冷却室慢速冷却；7、激光刻划太阳能电池膜层，以使第一透明导电膜与后面的第二透明导电膜相连接；8、在上述基板面上制作第二透明导电膜；9、按要求用激光刻划第二透明导电膜和第一太阳能电池结层；
10、在上述基板上制作绝缘层；11、用激光刻划将绝缘层、第二透明导电膜和第一太阳能电池结层划穿；12、制作第三透明导电膜；13、用激光刻划第三透明导电膜；14、重复步骤4、5、6，在上述基板上制作第二太阳能电池结层；15、用激光将第二太阳能电池结层、第三透明导电膜、绝缘层划穿；16、在上述基板上制作第四透明导电膜；17、用激光将第四透明导电膜、第二太阳能电池结层、第三透明导电膜、绝缘层、第二透明导电膜和第一太阳能电池结层划穿，实现整板由若干个单体子电池串联；18、制作输出电极；19、IV测试，测试上述成型薄膜太阳能电池芯板的光伏特性。图SB是本发明建材型双玻璃光伏构件太阳能电池芯板详细结构二示意图。如图SB所示，柔性薄膜太阳能电池芯板2具体包括柔性衬底8、第一导电膜9、第一太阳能电池层10、第二导电膜11、第二太阳能电池层14、第三导电膜15。对于各结构层的叙述同上。同时注意第一太阳能电池层10和第二太阳能电池层11的极性是绕第二导电层11对称布置，以使得第一太阳能电池层10和第二太阳能电池层11共用第二导电层11来进行电能输出。本发明建材型双玻璃光伏构件太阳能电池芯板详细结构二的制作方式和工艺流程同结构一，但是结构二比结构一简单、制作方式和工艺流程简便，制作成本低。其制作的工艺流程如下1、柔性衬底下料、清洗、烘干；2、制作第一透明导电膜；3、按要求用激光刻划导电膜；4、将上述基板装入“沉积夹具”，并预热；5、基片预热后装入PECVD (等离子增强化学气相沉积炉)，进行P-N或P-I-N(或P-I-N/P-I-N)半导体结的沉积；6、沉积完后取出 基片并放入冷却室慢速冷却；7、激光刻划太阳能电池膜层，以使第一透明导电膜与后面的第二透明导电膜相连接；8、在上述基板面上制作第二透明导电膜；9、按要求用激光刻划第二透明导电膜；10、重复步骤4、5、6，在上述基板上制作第二太阳能电池结层；11、用激光将第二太阳能电池结层、第二透明导电膜、第一太阳能电池结层划穿；12、在上述基板上制作第三透明导电膜；13、用激光将第三透明导电膜、第二太阳能电池结层划穿，实现整板由若干个单体子电池串联；14、制作输出电极；15、IV测试，测试上述成型薄膜太阳能电池芯板的光伏特性。图9A至图9C是本发明所用太阳能电池芯板的太阳能电池层结构示意图。如图9A所示，太阳能电池层包括第一型层16、第二型层17 ;如图9B所示，太阳能电池层包括第一型层16、本征层18、第二型层17 ;如图9C所示，太阳能电池层包括第一型层16、本征层18、第二型层17、第一型层19、本征层20、第二型层21 ;第一型层可为P型导电层，而第二型层为η型导电层，或第一型层可为η型导电层，而第二型层为P型导电层。上述图8Α和图8Β中的第一太阳能电池层10和第二太阳能电池层14可以是图9Α的结构或图9Β的结构，或者是图9Α的结构的叠层(即两个图9Α结构的电池层串联)或图9Β的结构的叠层(即两个图9Β结构的电池层串联)，或上述两者或多者的叠层组合。图IOA至图IOC是太阳能电池层为单结、双结、三结的太阳能电池芯板电路结构示意图。本发明建材型双玻璃光伏构件的太阳能电池芯板的第一太阳能电池层10和第二太阳能电池层11可采用并联方式构成一个太阳能子电池(是被激光分割的、并作为构成薄膜太阳能电池组串的串联单元的太阳能电池)。太阳能电池的输出电压主要决定于材料本身的带隙(导带和价带间的能带宽度)，而随太阳光线强弱变化得很小，但是太阳能电池的输出电流却主要决定于作用其上的太阳光线强度，且随太阳光线强弱变化得很大。不同大小带隙的叠层太阳能电池(如图9Α结构或图9Β结构)吸收不同波长的光，输出电压值虽各自不同，但都在一个数量级内，而太阳光线内各波长的光的强度分配很不均匀(光的能量随波长分配很不均匀)，使得各叠层太阳能电池的输出电流数值有很大差距，同时常规薄膜太阳能电池的各叠层太阳能电池都是串联的，虽输出电压增大，但输出电流只能以数值最小的电流值为准，从而导致对太阳能电池输出功率贡献较多的光电流大打折扣，直接降低了太阳能电池的输出功率和转换效率。所以，将薄膜太阳能电池的子电池内部叠层太阳能电池并联起来，充分利用了各叠层太阳能电池的电流，有利于提升太阳能电池的输出功率和转换效率。同时薄膜太阳能电池的子电池内部的第一层太阳能电池层、第二太阳能电池层均采用多结(多个P-N结或P-I-N结)叠层结构时，整个薄膜太阳能电池将由多个单一的P-N结或P-I-N结按串联方式构成第一太阳能电池层和第二太阳能电池层，再由第一太阳能电池层和第二太阳能电池层并联够成子电池，然后由子电池串联构成一个整体的薄膜太阳能电池。本发明建材型双玻璃光伏构件因外形不规则，不能采用制作常规太阳能电池组件的层压机进行加工，但本发明建材型双玻璃光伏构件的结构和用材，与玻璃行业常规的双面夹胶玻璃和弯钢化夹胶玻璃极为相近，并可采用生产弯钢化夹胶玻璃的热弯炉(或改进的热弯炉及模具)、钢化炉、夹胶气压釜(或改进的玻璃夹胶气压釜)进行生产。具体生产方式和工艺流程如下1)上、下两块玻璃叠在一起同时加热热弯；2)热弯后慢慢退火冷却；3)将需要钢化的玻璃放入钢化炉进行钢化；4)冷却后进入无尘室，在采光面玻璃上依次敷 设EVA/PVB胶膜、柔性薄膜太阳能电池芯板(已做好电极引线)、EVA/PVB胶膜、支撑保护玻璃(敷设时注意米光玻璃的和薄膜太阳能电池的受光方向)；5、将上述待压光伏构件装于真空袋，抽真空；6、取出上述待压光伏构件，放入气压釜内，合盖并加热；7、调节气压釜内的湿度，保证胶膜粘接的可靠性；8待压光伏构件升至一定温度时，给气压釜内加压，进行光伏构件的压制。同时，简单曲面外形的建材型双玻璃光伏构件也可采用滚压机热熔压制。总之，本发明利用子电池内部太阳能电池层采用并联方式的柔性薄膜太阳能电池做成的柔性太阳能电池芯板、能与上、下保护层(曲面玻璃)构成一个整体，形成具有光电转换效率高、性能稳定、寿命长、安全可靠，既隔热、保温、隔音、防紫外线、防碎落、又可选择透光、满足一定米光需求、并且可双面米光发电、同时外表弧度美观大方的建材型双面玻璃光伏构件，可被加工成各种复杂的形状，更方便实现太阳能电池组件在曲面上与建筑保持一致，做到太阳能与建筑一体化，不但节省了太阳能安装场地和建筑幕墙成本，同时可依据采光或使用场合，在用材和太阳能电池芯板制备上分别加以控制，使之满足经济效益好、光电转换率高、安全可靠，同时实现光伏发电、建筑幕墙装饰、安全防火等各方面的功能。前述都是本发明的举例说明，并不以此为限，本发明同样适用于平面的建材型双玻璃光伏构件，和仅采用单个或多个半导体结(P-N结或P-I-N结)、或是P-N结和P-I-N结的组合而成的串联式太阳能子电池构成的薄膜太阳能电池的双玻璃光伏构件。综上所述，本发明利用子电池内部太阳能电池结层采用并联方式的柔性薄膜太阳能电池做成的太阳能电池芯板，能与上、下保护层(曲面玻璃)构成一个整体，形成具有光电转换效率高、性能稳定、寿命长、安全可靠，既隔热、保温、隔音、防紫外线、防碎落、可透光的建材型双面玻璃光伏构件，既可满足一定米光需求，又可双面米光发电，同时外表弧度美观大方，方便实现太阳能与建筑一体化(BIPV)，特别适合复杂曲面及平面的光伏玻璃幕墙、光伏玻璃采光顶和光伏停车棚、光伏候车亭等各类建筑使用。尽管本发明的基本原理、结构、方法通过上述具体实施例予以阐述，在不脱离本发明要旨的前提下，根据以上所述的启发，本领域普通技术人员可以不需要付出创造性劳动即可实施变换/替代形式或组合，此处不再赘述。
权利要求
1.一种建材型双面玻璃光伏构件，包括太阳能电池芯板及设于太阳能电池芯板两侧的上保护层和下保护层；其特征在于所述的上保护层和下保护层为弯曲曲率相同的曲面玻璃，所述太阳能电池芯板为柔性材料，其弯曲曲率也与上保护层、下保护层的弯曲曲率相同。
2.根据权利要求I所述的一种建材型双面玻璃光伏构件，其特征在于所述的太阳能电池芯板与上保护层、下保护层之间分别设有上胶膜、下胶膜；所述的太阳能电池芯板包括柔性衬底和与柔性衬底联接的太阳能电池膜层。
3.根据权利要求2所述的一种建材型双面玻璃光伏构件，其特征在于所述的柔性衬底为金属箔或非金属柔性基片；所述的太阳能电池膜层为薄膜太阳能电池层；所述的上胶膜、下胶膜为PVB膜或EVA膜。
4.根据权利要求3所述的一种建材型双面玻璃光伏构件，其特征在于所述的柔性衬底设有若干个通孔结构，所述的通孔结构为圆孔、椭圆孔、方孔、三角孔、菱形孔或星形孔等；所述的上保护层、下保护层均为单一弯、折弯、复合弯、多曲弯、球冠面或扭曲面等形式的曲面玻璃。
5.根据权利要求2所述的一种建材型双面玻璃光伏构件，其特征在于所述的上保护层为低铁超白钢化玻璃；所述的下保护层为普通钢化玻璃、防火玻璃或半钢化玻璃。
6.根据权利要求3所述的一种建材型双面玻璃光伏构件，其特征在于所述的太阳能电池膜层包括上导电膜、下导电膜，及设于上导电膜与下导电膜之间的P-I-N结层，所述的上导电膜为透光导电膜，所述的下导电膜为透光导电膜或铝膜，所述的P-I-N结层为一层或二层以上。
7.根据权利要求6所述的一种建材型双面玻璃光伏构件，其特征在于所述太阳能电池芯板上的太阳能电池膜层分为若干个电池片，每个电池片的下导电膜设有置于柔性衬底与相邻电池片的P-I-N层之间的嵌入端，所述P-I-N结层设有用于联接上导电膜与相邻电池片的下导电膜嵌入端的导电穿孔，所述的导电穿孔内设有与上导电膜为一体的导电体。
8.根据权利要求6所述的一种建材型双面玻璃光伏构件，其特征在于所述太阳能电池芯板上的太阳能电池膜层分为若干个电池片，为单个P-N结或多个P-N结的串联结构、单个P-I-N结或多个P-I-N结的串联组合结构、P-N结与P-I-N结的串联组合结构，或为前述结构的并联联接方式。
9.一种建材型双玻璃光伏构件的制造方法，它包括以下的制造过程 1、柔性衬底下料、清洗、烘干； 2、制作第一透明导电膜； 3、按要求用激光刻划导电膜； 4、将上述基板装入“沉积夹具”，并预热； 5、基片预热后装入PECVD(等离子增强化学气相沉积炉)，进行P-N或P-I-N (或P-I-N/P-I-N)半导体结的沉积； 6、沉积完后取出基片并放入冷却室慢速冷却； 7、激光刻划太阳能电池膜层，以使第一透明导电膜与后面的第二透明导电膜相连接； 8、在上述基板面上制作第二透明导电膜； 9、按要求用激光刻划第二透明导电膜；10、重复步骤4、5、6，在上述基板上制作第二太阳能电池结层； 11、用激光将第二太阳能电池结层、第二透明导电膜、第一太阳能电池结层划穿； 12、在上述基板上制作第三透明导电膜； 13、用激光将第三透明导电膜、第二太阳能电池结层划穿，实现整板由若干个单体子电池串联； 14、制作输出电极； 15、IV测试，测试上述成型薄膜太阳能电池芯板的光伏特性； 16、将下PVB/EVA胶膜、柔性薄膜太阳能电池芯板、上PVB/EVA胶膜、上保护玻璃正确叠放于下保护玻璃上； 17、将上述叠放好的待压组件装入真空袋抽真空； 18、将上述待压组件放入气压釜，加温加压进行层压成型作业。
10.根据权利要求9所述的一种建材型双玻璃光伏构件的制造方法，其特征在于所述的太阳能电池层材料为 薄膜多晶硅、非晶硅、微晶硅、纳米Ti02晶体、硫化镉、碲化镉、砷化镓、铜铟硒、铜铟镓硒、磷化锌或其它多元化合物无机材质或上述材料的任意组合， 或， 为P型的酞菁化合物、叶啉、菁、聚噻吩衍生物、聚亚苯基乙烯基、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯卡唑，η型的二酰亚胺衍生物、萘酰亚胺衍生物、芘类化合物等有机材质， 或， 为有机、无机掺杂体系的太阳能电池。
全文摘要
本发明公开了一种建材型双面玻璃光伏构件，包括太阳能电池芯板及设于太阳能电池芯板两侧的上保护层和下保护层；上保护层和下保护层为弯曲曲率相同的曲面玻璃，太阳能电池芯板为柔性材料，其弯曲曲率也与上保护层、下保护层的弯曲曲率相同。本发明还公开了一种建材型双玻璃光伏构件的制造方法。本发明的太阳能电池芯板能与上、下保护层构成一个整体，形成具有光电转换效率高、性能稳定、寿命长、安全可靠，既隔热、保温、隔音、防紫外线、防碎落、可选择透光的建材型双面玻璃光伏构件，既可满足一定采光需求，又可双面采光发电，同时外表弧度美观大方，方便实现太阳能与建筑一体化，特别适合复杂曲面及平面的光伏玻璃幕墙、光伏玻璃采光顶和光伏停车棚、光伏候车亭等各类建筑使用。
文档编号H01L31/078GK102916067SQ20111022369
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者陈学力, 赵亮, 郭清华 申请人:深圳市中航三鑫光伏工程有限公司