一种用于建筑物屋顶的太阳能电池组件的制作方法

本发明涉及太阳能电池组件相关设备技术领域，具体为一种用于建筑物屋顶的太阳能电池组件。

背景技术：

光伏建筑一体化是太阳能发电技术的重要应用领域，非晶硅薄膜太阳能电池凭借其薄膜特性、综合发电能力强、与玻璃结合外观漂亮等优点，在光伏建筑一体化领域有着广阔的发展空间。

请参照图1，目前非晶硅薄膜太阳能电池均采用铝及铝合金薄膜作为电池的背电极，其透光性能较差，不利于在光伏建筑一体化领域的应用，对此产业界通常采用激光在薄膜太阳能电池上横向刻线形成光线通道，但是被激光刻线的区域成为死区，不再具备发电能力，降低了薄膜太阳能电池的输出功率，而银是最好的导电材料之一，当其厚度在数十纳米以内时，透光率高同时导电性能十分优异，然而在薄膜太阳能电池可以采用透明导电银薄膜作为背电极以获得高透光性，同时也存在两个问题:首先，现有技术中的铝背电极会将部分穿透光线反射回光电转化层进行再吸收，采用透明背电极，会减弱此效应，其次，单一的银薄膜无法直接应用于非晶硅薄膜太阳能电池产业化生产，现有技术中银薄膜均采用磁控溅射镀膜技术制备，此技术镀膜的台阶覆盖性能差，厚度仅为十几纳米的银薄膜会在激光光刻留下的深度达到数百纳米沟槽处形成断层，导致电池串联结构失效或内阻过大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于建筑物屋顶的太阳能电池组件，解决了采用铝及铝合金薄膜作为电池的背电极，其透光性能较差，不利于在光伏建筑一体化领域的应用以及采用透明背电极会将部分穿透光线反射回光电转化层进行再吸收性能减弱和现有技术中银薄膜无法直接用于非晶硅薄膜太阳能电池产业化生产中以及由于现有技术中银薄膜常规的加工工艺形成断层从而导致太阳能电池串联结构失效和内阻过大的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于建筑物屋顶的太阳能电池组件，包括玻璃衬底、前电极板、非晶硅吸收层、银薄膜和黏合剂，所述玻璃衬底下方设置有zno薄膜，所述zno薄膜下方通过黏合剂粘连设置有tio2薄膜，所述tio2薄膜下方通过黏合剂粘连设置有sno2前电极膜，所述sno2前电极膜下方设置有前电极板，所前电极板设置在非晶硅吸收层上方，且非晶硅吸收层下方通过黏合剂粘连设置有设置有tco膜层，所述tco膜层下方通过黏合剂粘连设置有设置有银薄膜。

优选的，所述玻璃衬底、zno薄膜、tio2薄膜、tco膜层、银薄膜和前电极板构成了太阳能电池组件，且太阳能电池组件的前电极板设置为多个大小相同的锥形玻璃体依次连接而成，锥体底部与顶部均设置在同一条直线上，形成一个棱镜面。

优选的，所述玻璃衬底、zno薄膜和tio2薄膜构成了太阳能电池板顶层结构，且zno薄膜和tio2薄膜采用叠加原理构成了双层增透膜。

优选的，所述tco膜层与银薄膜构成太阳能电池板的背电极。

优选的，所述zno薄膜厚度设置为65nm，所述tio2薄膜厚度设置为50nm，所述银薄膜厚度设置为10～20nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明本发明是一种高性能的半透明的非晶硅薄膜太阳能电池并且最大程度的提升非晶硅薄膜的吸收能力，且有效的提高了半透明非晶硅太阳能电池组件的减反增透的性能和太阳光的利用率。

（1）、采用zno/tio2双层薄膜在玻璃衬底内侧构成增透膜进行入光量补偿，透过率可达20%，比采用激光刻线方式获得相同透过率的非晶硅薄膜太阳能电池输出功率高12%。

（2）、为获得较好的透光性，采用tco膜层/ag薄膜作为薄膜太阳能电池的背电极，tco膜层一般是用作薄膜太阳能电池的前电极，提供光线入射以及导电的作用，尽管tco膜层是一种有效的透明导电薄膜，但目前应用的各种tco膜层的透光性和导电性都远不如银薄膜，引入tco膜层主要是为了解决产业化生产中银薄膜激光光刻带来的断层问题，在极窄的刻线区充当主要导体，由于tco膜层厚度较厚，为数百纳米的数量级，因此其将有效的填充激光光刻的凹槽，形成子电池的串联结构。

（3）、为提高太阳光的利用率，将太阳能前电极板设置为棱形形状，棱镜面都能在一天中不同时间段高效吸收不同角度的光线，提高太阳能利用率。

附图说明

图1为现有技术中的结构示意图；

图2为本发明整体的结构示意图；

图3为本发明内部电池串联结构示意图。

图中：1-玻璃衬底、2-zno薄膜、3-tio2薄膜、4-sno2前电极膜、5-前电极板、6-非晶硅吸收层、7-tco膜层、8-银薄膜、9-黏合剂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2-3，本发明提供一种技术方案：一种用于建筑物屋顶的太阳能电池组件，包括玻璃衬底1、前电极板5、非晶硅吸收层6、银薄膜8和黏合剂9，玻璃衬底1下方设置有zno薄膜2，zno薄膜2下方通过黏合剂9粘连设置有tio2薄膜3，tio2薄膜3下方通过黏合剂9粘连设置有sno2前电极膜4，sno2前电极膜4下方设置有前电极板5，所前电极板5设置在非晶硅吸收层6上方，且非晶硅吸收层6下方通过黏合剂9粘连设置有设置有tco膜层7（即氧化物透明导电薄膜），tco膜层7下方通过黏合剂9粘连设置有设置有银薄膜8。

玻璃衬底1、zno薄膜2、tio2薄膜3、tco膜层7、银薄膜8和前电极板5构成了太阳能电池组件，且太阳能电池组件的前电极板5设置为多个大小相同的锥形玻璃体依次连接而成，锥体底部与顶部均设置在同一条直线上，形成一个棱镜面，棱镜面都能在一天中不同时间段高效吸收不同角度的光线，提高太阳能利用率，玻璃衬底1、zno薄膜2和tio2薄膜3构成了太阳能电池板顶层结构，且zno薄膜2和tio2薄膜3采用叠加原理构成了双层增透膜，有效的减缓了反射弥补透明背电极带来的光吸收损失，tco膜层7与银薄膜8构成太阳能电池板的背电极，可获取半透明的效果，并克服银薄膜8在加工过程激光光刻断层问题，zno薄膜2厚度设置为65nm，tio2薄膜3厚度设置为50nm，银薄膜8厚度设置为10～20nm。

工作原理：当太阳光照射时，入射光线从低折射率玻璃衬底1进入zno薄膜2，形成第一道反射光波并产生180°的相移，光线经zno薄膜2进入更高折射率的tio2薄膜3时产生第二道反射光线，产生360°相移(反射产生的180°相移+λ/2波长的光程差)，然后光线在由tio2薄膜3进入低折射率sno2前电极膜4，此时前电极板5的界面时形成第三道反射光波，相移依然为360°(反射相移为0，光程差为λ)，因此，第二道和第三道反射光线形成相长干涉，同时它们与第一道反射光线形成相消干涉，达到减反射增透的效果。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于建筑物屋顶的太阳能电池组件，包括玻璃衬底、前电极板、非晶硅吸收层、银薄膜和黏合剂，所述玻璃衬底下方设置有ZnO薄膜，所述ZnO薄膜下方通过黏合剂粘连设置有TiO2薄膜，所述TiO2薄膜下方通过黏合剂粘连设置有SnO2前电极膜，所述SnO2前电极膜下方设置有前电极板，所前电极板设置在非晶硅吸收层上方，且非晶硅吸收层下方通过黏合剂粘连设置有设置有TCO膜层，所述TCO膜层下方通过黏合剂粘连设置有设置有银薄膜。本发明是一种高性能的半透明的非晶硅薄膜太阳能电池并且最大程度的提升非晶硅薄膜的吸收能力，且有效的提高了半透明非晶硅太阳能电池组件的减反增透的性能和太阳光的利用率。

技术研发人员：邱云兵
受保护的技术使用者：江阴艾能赛瑞能源科技有限公司
技术研发日：2017.10.17
技术公布日：2018.02.27