一种太阳能电池及其制作方法、太阳能电池组件与流程

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及制作方法、太阳能电池组件。

背景技术：

太阳能电池是一种将光能转换成电能的光电转换装置，其以太阳能为能源进行光伏发电，发电过程中不产生能源浪费，具有无污染，易于安装的特点。

现有太阳能电池的电极层为多层复合结构，以提高光电转换效率并更好的传导光电流。以薄膜太阳能电池的负极层为例，该负极层包括层叠设置的电池缓冲层和导电层，电池缓冲层为硫化镉材料制作而成，使得电池缓冲层不仅能够提高太阳能的光电转换效率，而且电池缓冲层所含有的硫化镉还能够对薄膜太阳能电池的颜色进行调控。然而，由于硫化镉对于颜色的调控效果并不是很明显，导致薄膜太阳能电池的外观颜色比较单一，限制了薄膜太阳能电池的应用范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制作方法、太阳能电池组件，以使得太阳能电池的颜色多样化，从而提高太阳能电池的应用范围。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能电池，包括：太阳能电池芯片，所述太阳能电池芯片的至少一个表面上方形成有增透膜，所述增透膜用于控制不同光线反射角度所反射的光线颜色。

与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池中，太阳能电池芯片的至少一个表面形成有增透膜，且增透膜能够控制不同光线反射角度所反射的光线颜色，使得照射在太阳能电池芯片表面的光线被反射时，可利用增透膜控制不同光线反射角度所反射的光线颜色，使得被反射的光线颜色多样化；因此，在不同角度观看太阳能电池时，太阳能电池的表面颜色就会呈现多样化，从而提高太阳能电池的应用范围。

本发明还提供了一种太阳能电池的制作方法，该太阳能电池的制作方法还包括：

提供一太阳能电池芯片；

在所述太阳能电池芯片的至少一个表面上方形成增透膜，所述增透膜用于调节不同光线反射角度所反射的光线颜色。

与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池的制作方法的有益效果与上述技术方案提供的太阳能电池的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件包括上述技术方案所述的太阳能电池。

与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池组件的有益效果与上述技术方案所述的太阳能电池的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的第一种太阳能电池的俯视图；

图2为图1中a-a’方向的剖视图一；

图3为图1中a-a’方向的剖视图二；

图4为本发明实施例提供的第二种太阳能电池的俯视图；

图5为图4中b-b’方向的剖视图一；

图6为图4中b-b’方向的剖视图二；

图7为本发明实施例中太阳能电池芯片的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第一种太阳能电池的制作方法流程图；

图9为本发明实施例提供的第二种太阳能电池的制作方法流程图。

附图标记：

1-太阳能电池芯片，10-光电材料层；

11-第一电极层，110-电极引线；

111-电池缓冲子层，112-导电子层；

12-第二电极层，13-图案化绝缘膜；

2-颜色控制层，3-绝缘保护层；

t1-引线形成区域，t2-着色形成区域。

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作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。

实施例一

请参阅图1～图6，本发明实施例提供的太阳能电池包括：太阳能电池芯片1，该太阳能电池芯片1的至少一个表面上方形成有颜色控制层2。颜色控制层2用于调节不同光线反射角度所反射的光线颜色。颜色控制层2可以为增透膜。其中，太阳能电池芯片1可以为柔性太阳能电池芯片或难以弯折的刚性太阳能电池芯片。柔性太阳能电池芯片通常为薄膜太阳能电池芯片，当然不仅限于此；刚性太阳能电池芯片通常为单晶硅电池片，当然不仅限于此。

使用时，当外界光线照射太阳能电池时，其中一部分光线通过作为颜色控制层2的增透膜射向太阳能电池芯片1，这部分光线被太阳能电池芯片1吸收，太阳能电池芯片1利用被吸收的光线进行发电，另一部分光线被作为颜色控制层2的增透膜反射出太阳能电池；如果太阳能电池芯片1将部分光线反射，使得被太阳能电池芯片1所反射的光线穿过作为颜色控制层2的增透膜，那么这部分光线也将射出太阳能电池。而由于作为颜色控制层2的增透膜能调节不同光线反射角所反射的光线颜色，使得作为颜色控制层2的增透膜可控制不同光线反射角度所反射的光线颜色，从而保证所反射的光线颜色多样化。可以理解的是，反射的光线不仅是指作为颜色控制层2的增透膜所反射的光线，也包括被太阳能电池芯片1所反射的光线。

基于上述太阳能电池的结构和具体实施过程可知，太阳能电池芯片1的至少一个表面设有作为颜色控制层2的增透膜，且作为颜色控制层2的增透膜能够控制不同光线反射角度所反射的光线颜色，使得照射在太阳能电池芯片1表面的光线被反射时，可利用作为颜色控制层2的增透膜控制不同光线反射角度所反射的光线颜色，使得被反射的光线颜色多样化；因此，在不同角度观看太阳能电池时，太阳能电池的表面颜色就会呈现多样化，从而提高太阳能电池的应用范围。

具体的，当上述颜色控制层2为增透膜时，该增透膜可以为有机增透膜或无机增透膜。利用增透膜增加透射光线的原理，不仅增加了太阳能电池芯片1的光线利用率，还能够通过带宽范围的选择，使得增透膜能够选择性的反射不同频带的光线，以达到颜色控制的目的。而且，外界光线照射到作为颜色控制层2的增透膜时，其以各个方向的入射角射向增透膜的表面，使得增透膜所反射的相同频带的光线反射角度有所不同；因此，不同观测角度下，观测者视野内的同一频带的反射光线的多少有所不同，而由于相同频带的光线对应的光线颜色相同，这使得观测者在不同反射角度下观察太阳能电池时，所观测的太阳能电池的颜色有所不同，这些不同可以是光线颜色的深浅、色调、色相等方面的不同。由此可见，增透膜的宽带对于增透膜所反射的光线颜色有着极其重要的影响。

考虑到增透膜不仅需要使得太阳能电池的颜色丰富，而且还需要使得太阳能电池的发电效率比较高，因此，增透膜一般为宽带增透膜。示例性的，当增透膜的带宽为500nm～780nm，则观测者在不同观测角度下看到的太阳能电池的颜色在蓝绿-紫范围内变化。示例性的，当增透膜的带宽为380nm～600nm，则观测者在不同观测角度下看到的太阳能电池的颜色在黄-红范围内变化。

需要说明的是，如图7所示，上述太阳能电池芯片1包括两个电极层和光电材料层10。至少一个电极层含有电池缓冲子层111。作为颜色控制层2的增透膜位于含有电池缓冲子层111的电极层背离光电材料层10的表面上。例如：当两个电极层分别为第一电极层11和第二电极层12时，第一电极层11背离光电材料层的表面和第二电极层12背离光电材料层的表面均形成有图案化绝缘膜13。该图案化绝缘膜13包括绝缘部和镂空部，引出电极110形成于镂空部，镂空部的形状根据引出电极的形状设定，如引出电极110的形状为蛇形，则镂空部的形状为蛇形。

可以理解的是，如图1、图3、图4和图6所示，上述太阳能电池芯片1的一个表面一般形成有电极引线110，以将太阳能电池芯片1所产生的光电流导出，这使得太阳能电池芯片1的一个表面包括用于形成电极引线110的引线形成区域t1，以及没有形成电极引线110的区域。将太阳能电池芯片1没有形成引线的区域定义为着色形成区域t2。

上述作为颜色控制层2的增透膜可以根据具体情况覆盖太阳能电池芯片1的整个表面，或者只形成在太阳能电池芯片1没有形成引线的区域。

如图2所示，当上述作为颜色控制层2的增透膜覆盖太阳能电池芯片1的整个表面，上述作为颜色控制层2的增透膜既覆盖引线形成区域t1又覆盖着色形成区域t2，以方便作为颜色控制层2的增透膜制作。

如图3所示，当上述作为颜色控制层2的增透膜只形成在太阳能电池芯片1没有形成引线的区域，上述作为颜色控制层2的增透膜仅覆盖着色形成区域t2，可减少作为颜色控制层2的增透膜的形成面积，从而减少不必要的材料浪费。

至于引线形成区域t1的形状，则根据设在引线形成区域t1内的电极引线110形状设置。例如：如图1和图4所示，当电极引线110为蛇形电极引线110时，引线形成区域t1为蛇形引线形成区域。

示例性的，如图2、图3、图5和图6所示，第一电极层11为多层复合结构的负极层，第二电极层12为多层复合结构的正极层。正极层可包括依次层叠的柔性背板、扩散子层和掺杂子层；负极层包括层叠设置的硫化镉缓冲子层和导电子层112；硫化镉缓冲子层作为电池缓冲子层，导电子层112为氧化铟锡等透明导电氧化物；光电材料层10位于硫化镉缓冲子层和掺杂子层之间，此时作为颜色控制层2的增透膜位于导电子层112背离硫化镉缓冲子层的表面。

上述实施例提供的太阳能电池中，可根据实际需要在太阳能电池芯片1的一个表面或两个相对的表面形成作为颜色控制层2的增透膜。例如：如果只需单面颜色多样化，那么只要在太阳能电池芯片1的一个表面形成作为颜色控制层2的增透膜；如果需要双面颜色多样化，那么需要在太阳能电池芯片1的两个相对的表面均形成作为颜色控制层2的增透膜。

实施例二

如图1～图6所示，在上述实施例一的基础上，上述太阳能电池还包括绝缘保护层3，绝缘保护层3与作为颜色控制层2的增透膜层叠在一起。至于绝缘保护层3、作为颜色控制层2的增透膜和太阳能电池芯片1的相互位置关系，可具有如下两种实现方式。

第一种实现方式：如图1-图3所示，沿着太阳能电池芯片1的厚度方向，绝缘保护层3位于太阳能电池芯片1的表面和作为颜色控制层2的增透膜之间。此时由于绝缘保护层3将太阳能电池芯片1和作为颜色控制层2的增透膜隔开，使得太阳能电池芯片1和颜色控制层2的增透膜相互绝缘，因此，上述作为颜色控制层2的增透膜是否导电，不会影响太阳能电池芯片1的光电流导出。而且，考虑到太阳能电池芯片1的表面具有引出电极，容易使得太阳能电池芯片1的表面凹凸不平，因此，可以先在太阳能电池芯片1的表面形成绝缘保护层3，然后再在绝缘保护层3的表面形成作为颜色控制层2的增透膜，使得绝缘保护层3对太阳能电池的表面进行平坦化处理，从而保证在绝缘保护层3的表面所形成的作为颜色控制层2的增透膜具有稳定的光线透射和反射功能，使得射向作为颜色控制层2的增透膜的光线的反射和折射可控化。

在该实现方式中，上述绝缘保护层3可以同时覆盖引线形成区域t1和着色形成区域t2，也可仅覆盖着色形成区域t2内，具体根据实际情况选择。

示例性的，如图2所示，当上述作为颜色控制层2的绝缘膜既覆盖引线形成区域t1又覆盖着色形成区域t2时，上述绝缘保护层3同时覆盖引线形成区域t1又覆盖着色形成区域t2，以保证向作为颜色控制层2的增透膜提供平坦的形成表面。另外，当绝缘保护层3同时覆盖着色形成区域t2和引线形成区域t1，使得绝缘保护层3一方面作为平坦化层使用，另一方向还用于保护引线电极。

示例性的，如图3所示，当上述作为颜色控制层2的绝缘膜仅覆盖在着色形成区域t2时，上述绝缘保护层3位于仅覆盖在着色形成区域t2。另外，当绝缘保护层3设在着色形成区域t2内，有助于节省制作绝缘保护层3的材料。

第二种实现方式：如图1、图4-图6所示，上述作为颜色控制层2的增透膜绝缘，沿着太阳能电池芯片1的厚度方向，作为颜色控制层2的增透膜位于绝缘保护层3和太阳能电池芯片1的表面之间。此时，绝缘保护层3可保护作为颜色控制层2的增透膜朝向外界的表面，以防止作为颜色控制层2的增透膜的表面被磨损。而且，由于作为颜色控制层2的增透膜绝缘，可避免作为颜色控制层2的增透膜对于太阳能电池芯片1所传导的光电流的影响。

在该实现方式中，上述绝缘保护层3可以同时覆盖引线形成区域t1和着色形成区域t2，也可仅覆盖着色形成区域t2内，具体根据实际情况选择。

如图4和图5所示，当上述作为颜色控制层2的绝缘膜既覆盖引线形成区域t1又覆盖着色形成区域t2时，上述绝缘控制层既覆盖引线形成区域t1又覆盖着色形成区域t2。此时沿着太阳能电池芯片1的厚度方向，作为颜色控制层2的增透膜位于绝缘保护层3与太阳能电池层的表面之间。由于绝缘保护层3覆盖位于着色形成区域t2的增透膜和引线形成区域t1，使得绝缘保护层3一方面作为平坦化层使用，另一方向还用于保护引线电极。

如图4和图6所示，当上述作为颜色控制层2的增透膜仅覆盖着色形成区域t2时，上述绝缘保护层3仅覆盖着色形成区域t2，此时，沿着太阳能电池芯片1的厚度方向，作为颜色控制层2的增透膜位于绝缘保护层3与太阳能电池芯片1对应着色形成区域t2的表面。绝缘保护层3设在位于着色形成区域t2的增透膜的表面，有助于节省制作绝缘保护层3的材料。

值得注意的是，上述两种实现方式中，如果太阳能电池所包括的作为颜色控制层2的增透膜和/或绝缘保护层3覆盖引线形成区域t1和着色形成区域t2，那么太阳能电池的电极引线的引出端位于太阳能电池的侧面，使得相邻两个太阳能电池连接时，相邻两个太阳能电池并排连接；如果太阳能电池所包括的颜色控制层2和绝缘保护层3均位于着色形成区域t2，那么相邻两个太阳能电池可叠置在一起，以实现电连接。

需要说明的是，上述两种实现方式中绝缘保护层3的种类多种多样，例如：绝缘保护层3可以为无机保护层或有机保护层，无机保护层一般为氧化硅保护层或氧化铝保护层，有机保护层一般为光固化保护层等树脂类有机保护层。

当本发明实施例提供的太阳能电池中，如果作为颜色控制层2的增透膜和/或绝缘保护层3仅位于着色形成区域t2，那么制作本发明实施例提供的太阳能电池时，可采用掩膜工艺、涂覆工艺、溅射工艺或化学蒸镀工艺在太阳能电池芯片1的表面制作作为颜色控制层2的增透膜和/或绝缘保护层3，使得作为颜色控制层2的增透膜和/或绝缘保护层3仅位于着色形成区域t2。

当采用掩膜工艺在太阳能电池芯片1的表面制作作为颜色控制层2的增透膜和/或绝缘保护层3时，将掩膜板置于太阳能电池芯片1上方，并使得掩膜板的遮光区域与引线形成区域t1对应，掩膜板的镂空区域与着色形成区域t2对应，以保证在后续形成作为颜色控制层2的增透膜和/或绝缘保护层3时，作为颜色控制层2的增透膜和/或绝缘保护层3只形成于着色形成区域t2，而不会形成在引线形成区域t1。其中，

当作为颜色控制层2的增透膜仅位于着色形成区域t2时，将掩膜板置于太阳能电池芯片1上方后，可采用溅射工艺、涂布工艺或蒸镀工艺使得增透膜材料穿过掩膜板的镂空区域沉积在引线形成区域t1，从而制作出仅位于着色形成区域t2的增透膜。

当绝缘保护层3仅位于着色形成区域t2时，将掩膜板置于太阳能电池芯片1上方后，可采用溅射工艺、涂布工艺或蒸镀工艺使得绝缘材料穿过掩膜板的镂空区域沉积在引线形成区域t1，从而制作出仅位于着色形成区域t2的绝缘保护层3。

当作为颜色控制层2的增透膜和绝缘保护层3仅位于着色形成区域t2时，在上述第一种实现方式中，如图3所示，首先，将掩膜板置于太阳能电池芯片1上方后，可采用溅射工艺、涂布工艺或蒸镀工艺使得绝缘材料穿过掩膜板的镂空区域沉积在引线形成区域t1，从而制作出仅位于着色形成区域t2的绝缘保护层3；此时绝缘保护层3位于太阳能电池芯片1对应着色形成区域t2的表面。其次，可采用溅射工艺、涂布工艺或蒸镀工艺使得增透膜材料穿过掩膜板的镂空区域沉积在引线形成区域t1，从而制作出仅位于着色形成区域t2的增透膜，该增透膜作为颜色控制层2使用；此时，增透膜位于绝缘保护层3和太阳能电池芯片对应着色形成区域t2的表面之间。

当作为颜色控制层2的增透膜和绝缘保护层3仅位于着色形成区域t2时，在上述第二种实现方式中，如图6所示，首先，将掩膜板置于太阳能电池芯片1上方后，可采用溅射工艺、涂布工艺或蒸镀工艺使得增透膜材料穿过掩膜板的镂空区域沉积在引线形成区域t1，从而制作出仅位于着色形成区域t2的增透膜，该增透膜作为颜色控制层2使用；此时增透膜位于太阳能电池芯片1对应着色形成区域t2的表面。其次，可采用溅射工艺、涂布工艺或蒸镀工艺使得绝缘材料穿过掩膜板的镂空区域沉积在引线形成区域t1，从而制作出仅位于着色形成区域t2的绝缘保护层3；此时，增透膜位于绝缘保护层3与太阳能电池芯片对应着色形成区域t2的表面之间。

在一些实施例中，上述绝缘保护层3如果使用光感材料制作，那么采用掩膜工艺制作上述绝缘保护层3时，可采用涂布、掩膜光刻和湿法刻蚀的工艺获得绝缘保护层3。

而且，不管是第一种实现方式还是第二种实现方式，将绝缘保护层3和作为颜色控制层2的增透膜层叠的设在着色形成区域t2，可使得引线形成区域t1裸露。此时，可在完成太阳能电池片的所有膜层制作后，最后再将电极引线110设在引线形成区域t1，这使得太阳能电池的制程更加合理。

具体而言，当绝缘保护层3和作为颜色控制层2的增透膜层叠的设在着色形成区域t2时，可将太阳能电池的制作分为膜层形成制程和引线形成制程，使得在膜层形成制程完成太阳能电池的所有膜层制作，而在引线形成制程可以将电极引线110与太阳能电池的电极层连接。如果引线形成区域t1没有裸露，则需要在膜层制作过程中，在引线形成区域t1还处在裸露状态时，提前将电极引线110置于引线形成区域t1，然后继续进行其他膜层制作，这使得太阳能电池的制作过程过于繁琐，难以流畅进行。

实施例三

本发明实施例还提供了一种太阳能电池的制作方法，如图1～图9所示，该太阳能电池的制作方法包括：

提供一太阳能电池芯片1；

在太阳能电池芯片1的至少一个表面上方形成作为颜色控制层2的增透膜，该作为颜色控制层2的增透膜用于控制不同光线反射角度所反射的光线颜色。形成作为颜色控制层2的增透膜的方式具体根据增透膜的材料选择。如果增透膜为无机材料，则一般采用溅射工艺形成增透膜，如果增透膜的材料为有机材料，则一般采用涂布工艺或蒸镀工艺形成增透膜。当然也可以将蒸镀工艺、涂布工艺或蒸镀工艺与掩膜工艺相结合形成作为增透膜。

与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池的制作方法的有益效果与上述实施例提供的太阳能电池的有益效果相同，在此不做赘述。

可以理解的是，如图1～图6所示，上述太阳能电池芯片1的至少一个表面包括引线形成区域t1和着色形成区域t2，引线形成区域t1内形成电极引线110。

在一些实施例中，在提供一太阳能电池芯片1后，如图1～图9所示，本发明实施例提供的太阳能电池的制作方法还包括：

在太阳能电池芯片1的至少一个表面上方形成绝缘保护层3，使得太阳能电池芯片、绝缘保护层3和作为颜色控制层2的增透膜层叠在一起。形成绝缘保护层3的方式具体根据绝缘保护层3的材料选择。如果绝缘保护层3为无机材料，则可采用溅射工艺形成绝缘保护层3，如果绝缘保护层3的材料为有机材料，则可采用蒸镀工艺形成绝缘保护层3。当然也可以将蒸镀工艺、涂布工艺或蒸镀工艺与掩膜工艺相结合形成作为增透膜。

需要说明的是，上述绝缘保护层3和作为颜色控制层2的增透膜形成方式多种多样，除了上述已经公开的形成方式，还可以为如掩膜工艺、干法刻蚀、湿法刻蚀工艺中的一种或多种，但不仅限于此。

具体的，如图1～图3所示，上述太阳能电池芯片1的至少一个表面包括引线形成区域t1和着色形成区域t2；当制作第一种太阳能电池时，如图8所示，第一种太阳能电池的制作方法包括如下步骤：

步骤s110：提供一太阳能电池芯片1；

步骤s120：采用掩膜工艺在太阳能电池芯片1的至少一个表面的着色形成区域t2形成绝缘保护层3；

步骤s130：采用掩膜工艺在绝缘保护层3背离太阳能芯片1对应着色形成区域t2的表面形成作为颜色控制层2的增透膜。

如图4～图6所示，上述太阳能电池芯片1的至少一个表面包括引线形成区域t1和着色形成区域t2；当制作第二种太阳能电池时，如图9所示，第二种太阳能电池的制作方法包括如下步骤：

步骤s210：提供一太阳能电池芯片1；

步骤s220：采用掩膜工艺在太阳能电池芯片1的至少一个表面的着色形成区域t2形成作为颜色控制层2的增透膜；

步骤s230：采用掩膜工艺在作为颜色控制层2的增透膜背离太阳能芯片1对应着色形成区域t2的表面形成绝缘保护层3。

值得注意的是，不管是第一种太阳能电池的制作方法，还是第二种太阳能电池的制作方法，其所制得的太阳能电池均具有两个电极引线，这两个电极引线可以是提前一一对应形成在太阳能电池芯片的两个表面，也可以是在完成所有膜层制作后制作，此处不做进一步限定。

需要说明的是，不管是第一种太阳能电池的制作方法，还是第二种太阳能电池的制作方法，上述形成作为颜色控制层2的增透膜和绝缘保护层3的方法不仅可以是掩膜工艺，也可以是涂布、蒸镀、溅射工艺。其中，掩膜工艺所使用的掩膜板均包括镂空部和遮光部，遮光部为与引线形成区域t1相匹配的蛇形遮光部。其中，

上述掩膜工艺中掩膜板所包括的遮光部在太阳能电池表面的正投影位于所述引线形成区域t1，掩膜板所包括的镂空部在太阳能电池表面的正投影位于着色形成区域t2；至于掩膜工艺的操作方式可参见前文描述，在此不做赘述。

本发明实施例还提供了一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件包括上述实施例提供的太阳能电池。

与现有技术相比，本发明实施例提供的太阳能电池组件的有益效果与上述实施例提供的太阳能电池的有益效果相同，在此不做赘述。

另外，本发明实施例提供的太阳能电池组件在太阳能电池的制作阶段就实现了颜色的多样化，使得太阳能电池组件在最后组装阶段，无需专门添设增加太阳能电池组件颜色的结构。

可选地，本发明实施例提供的太阳能电池组件的最终颜色仍然难以满足要求时，在太阳能电池组件最后组装阶段增加彩色胶膜，以保证所制得的太阳能电池组件的颜色满足要求。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。