专利名称：一种免焊接的有机太阳电池组件连接新方法
技术领域：
本发明涉及有机太阳电池连接的组件制备技术领域，具体说，就是在阳极基底上沉积有机有源层及相关电极修饰层，之后并不采用常见的真空蒸发镀膜的沉积方法制备金属阴极，而是直接利用导电胶(带)制备有机太阳电池的阴极，同时利用导电胶(带)将金属互联条的另一端黏贴于另一电池的阳极处。再通过适当的加温加压保证良好的界面接触以及稳定性。利用这种方法首先可以免除目前常用于有机太阳电池电池沉积金属电极的真空蒸发镀膜设备；其次可以避免常规足迹制备中焊接工艺的高温对器件的破坏，第三，有机太阳电池中使用了大量不可进行焊接的导电材料，如IT0、Zn0、PED0T:PSS和Al等，通过这种黏贴的连接方法可以完全克服这种焊接困难，总之该方法降低了工艺的复杂程度、器件的制备成本、设备的维护成本；提高了生产效率，为今后有机太阳电池的大规模商业化生产奠定基础。同时该技术可以用于有机小分子太阳电池、有机聚合物太阳电池等各种类型的 有机太阳电池；可以用于平面异质结结构的有机太阳电池以及体异质结结构的太阳电池等各种结构；可以用于刚性有机太阳电池和柔性有机太阳电池的制备。因此该制备技术的应用具有广泛性。
背景技术：
太阳电池光伏发电技术现在已经得到了广泛的应用。有机太阳电池由于其制造成本低、重量轻、可大面积制备以及具有柔性等优点而备受瞩目。太阳电池一般金属以电池与电池相互连接形成组件后才大规模商用化应用的。目前常规的电池连接方法是互联条焊接技术。将这种方法引入有机太阳电池连接中，其中的焊接高温将会对有机太阳电池产生较大的破坏，同时许多电极材料如ITO、ZnO, PEDOT: PSS和Al等都很难进行焊接。但是导电胶(带)的引入却可以解决这些问题，同时在利用导电胶(带)制备电池阴极的过程中便可以完成电池的连接，这样可以大大降低工艺复杂程度，提高生产效率，有利于实际的大规模生产。
发明内容
本发明“一种免焊接的有机太阳电池组件连接新方法”，将打破传统的太阳电池组件连接技术，在使用导电胶(带)进行器件的阴极制备的同时也完成了电池的连接工作，降低了工艺的复杂程度，降低了制造成本，提高了生产效率，也避免了焊接时的高温对器件的破坏，以及难焊接电极材料的连接问题，为今后大规模生产奠定了基础。
传统的太阳电池组件的连接方法几乎都采用焊接技术。这种技术虽然可以完成高强度和高导电性的连接，但是这种技术很难应用于有机太阳电池的连接中。其主要原因在于首先焊接时的高温会对有机有源层等产生破坏；其次大部分有机太阳电池使用的电极材料均是难以进行焊接的材料，如如IT0、Zn0、PED0T:PSS和Al等，因此必须寻找更为合适与有机太阳电池组件的电池连接技术。采用导电胶(带)黏贴金属互联条的方法，可以在制备有机太阳电池阴极的过程中同时完成电池的连接，有效避免了焊接工艺，同时也降低了工艺复杂程度以及提高了生产效率。首先按照常规方法制备有机太阳电池中的有机有源层以及电极修饰层，然后在器件的指定阴极位置黏贴上导电胶带或者涂覆上导电胶；然后在另一器件的阳极延伸端也黏贴上导电胶带或者涂覆上导电胶，再在导电胶带或导电胶上覆盖金属互联条，从而同时完成有机太阳电池阴极的制备以及电池的连接，最后对连接好的有机太阳电池组件进行适当的加压和加热处理，以保证电极处以及连接端得良好接触特性以及稳定性。
在这类电池中，导电胶与导电胶带中的导电物质可以通过不同金属或导电化合物的配比混合而成，因此在导电物质的选择上具有广泛性。同时，对于不同器件的各种阴极特性要求，这种方法通过材料以及配比的变化可以满足不同的需要，因此该工艺对于不同有机太阳电池的适应性也极高。
在保证对有机有源层和电极修饰层无破坏的前提下，其中的黏合物质或溶剂可以任意选择或配比。
图I是两块使用导电胶(带)进行串联的有机太阳电池组件结构示意图。
具体实施例方式首先与正常的制备工艺相同，对透明阳极基底进行清洗与预处理。透明基底既可以是刚性的玻璃等物质外，也可以是柔性的。而基底上的透明导电物质可以是ITO、ZnO,PEDOT =PSS等透明导电物质。
之后可以通过与常规方法一致的工艺制备有机有源层与电极修饰层。这里有机有源层既可以是有机小分子如金属酞菁和富勒烯等，也可以是有机聚合物；结构上既可以是平面异质结结结构，也可以是混合体异质结结构。电极修饰层可以根据实际情况进行添加，既可以对阴极和阳极都进行电极修饰，也可以仅对其中一个电极进行修饰；既可以使用单层的修饰层，也可以使用多层结构的修饰层系统。
在常规制备完成之后，根据实际器件的情况选择导电胶(带)，主要包括其中的导电物质是否符合器件要求，黏结物质是否对期价有破坏等。
直接将导电胶带黏贴于器件的指定阴极区域，并且在另一块电池的阳极延伸端黏贴导电胶带；或者将导电胶涂覆于器件的指定阴极区域，并且在另一块电池的阳极延伸端涂覆导电胶；然后再在导电胶或者导电胶带处覆盖金属互联条，同时完成电池阴极的制备以及电池的连接，最后通过适当的加压和加热处理后保证阴极及连接处的电流传输特性以及稳定性，最终完成有机太阳电池的制备以及组件的连接。
权利要求
1.对于本发明“一种免焊接的有机太阳电池组件连接新方法”，其串联方式如附图
所示，其中两块有机太阳电池的结构分别包括阳极基底、有机有源层、电极修饰层和阴极。
2.根据权利要求I所述的有机太阳电池组件连接方法，其中最大的特点是在制备阴极电极的过程中，直接利用导电胶(带)将金属互联条黏贴于器件的指定位置，形成阴极，同时互联条的另一端利用导电胶(带)黏贴于另一电池的阳极部分，于是形成串联结构，在制备电池阴极的同时也完成了电池的连接工作。
3.根据权利要求I所述有机太阳电池，其有机有源层既可以是有机小分子如金属酞菁和富勒烯等，也可以是有机聚合物；结构上既可以是平面异质结结结构，也可以是混合体异质结结构。
4.根据权利要求I所述有机太阳电池，其电极修饰层也可以成为缓冲层，可以根据实际情况进行添加，既可以对阴极和阳极都进行电极修饰，也可以仅对其中一个电极进行修 饰；既可以使用单层的修饰层，也可以使用多层结构的修饰层系统。
5.根据权利要求I所述有机太阳电池，其阳极基底应该是透明导电物质，如ITO、ZnO,PEDOT: PSS等，这些导电物质既可以沉积在刚性材料上，如玻璃等；也可以沉积在柔性材料上，如柔性塑料等。
6.也就是说，阳极基底既可以是刚性的也是是柔性的，其唯一要求就是透明导电。
7.根据权利要求2所述的由导电胶(带)或配合金属互联条构成的有机太阳电池阴极以及连接处，在制备过程中可以根据需要适当加压或加温以提高导电胶(带)与界面的接触特性，并且可以时导电胶(带)中的溶剂挥发，保证其稳定性。
8.根据权利要求2所述的由导电胶(带)或配合金属互联条构成的有机太阳电池阴极，在保证器件所要求的阴极功函数以及稳定性的前提下，使用的导电胶(带)中的导电物质可以根据实际需要进行多种金属，甚至导电化合物的配比混合，因而导电材料选择广泛。
9.根据权利要求2所述的由导电胶(带)或配合金属互联条构成的有机太阳电池阴极，在保证对有机有源层和电极修饰层无破坏的前提下，其中的黏合物质或溶剂可以任意选择或配比，因而对黏结剂的选择也具有广泛性。
全文摘要
本发明“一种免焊接的有机太阳电池组件连接新方法”，具体地说，就是在阳极基底上沉积有机有源层及相关电极修饰层，之后并不采用常见的真空蒸发镀膜的沉积方法制备金属阴极，而在直接利用导电胶(带)制备有机太阳电池的阴极的基础上，直接将两块有机太阳电池进行黏贴连接。可以将一电池的阴极与另一电池的阳极进行黏贴连接，形成串联，也可以将两电池的阴极与阴极、阳极与阳极互相黏贴连接形成并联。之后通过适当的加压加温工艺保证电极与连接处的接触特性以及稳定性。利用这种方法连接的有机电池组件避免了高温焊接时对器件的损伤，同时对于使用的部分电极材料如ITO、ZnO、PEDOTPSS以及Al等无法进行焊接的材料提供了一种新的连接方法。
文档编号H01L51/48GK102956828SQ20111025420
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者席曦, 李果华 申请人:李果华