一种薄膜光伏电池及其制作方法与流程

本发明涉及光伏技术领域，更具体地涉及一种薄膜光伏电池及其制作方法。

背景技术：

太阳能作为现今能源领域来源最广，储量最多的可再生能源，一直被人们广泛关注。随着薄膜光伏电池技术的不断发展，薄膜光伏电池的应用领域也越来越广，例如将薄膜光伏电池直接布置于可显示的电子产品上。现有的薄膜光伏电池是利用设于透明基板上的光伏层来实现光电转换的，然而光伏层的颜色通常为紫红色或者墨绿色，其与电子显示模组的底色（通常为黑色、灰黑色或黑紫色）的颜色差异较大，使得薄膜光伏电池用在该类电子显示模组上无法获得一体黑的显示效果，降低了消费者的使用体验。

技术实现要素：

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种薄膜光伏电池及其制作方法，通过在背电极和/或金属辅助电极朝向光伏吸收层的一侧面覆盖黑化金属层使光伏吸收单元的整体颜色与显示模组的底色更接近，实现一体黑的效果，有效提升消费者使用体验。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：一种薄膜光伏电池，包括透明基板和设于透明基板上且朝向电子显示模组布置的光伏单元，所述光伏单元包括设于所述透明基板上的前电极、设于所述前电极上的光吸收层和设于所述光吸收层上的背电极，所述背电极朝向透明基板的表面设有第一黑化金属导电层。

优选地，所述薄膜光伏电池还包括与前电极接触连接的第一金属辅助电极，所述第一金属辅助电极与背电极绝缘隔开，所述第一金属辅助电极朝向透明基板的表面设有第二黑化金属导电层。

优选地，所述背电极朝向电子显示模组的表面和/或所述第一金属辅助电极朝向电子显示模组的表面还设有第三黑化金属导电层。

优选地，所述薄膜光伏电池还包括与背电极接触连接的第二金属辅助电极，所述第二金属辅助电极与前电极绝缘断开。

优选地，所述第二金属辅助电极朝向透明基板的表面也设置第二黑化金属导电层和/或所述第二金属辅助电极朝向电子显示模组的表面设置有第三黑化金属导电层。

优选地，所述第一黑化金属导电层、第二黑化金属导电层和第三黑化金属导电层的材质为氧化钼。

一种上述所述的薄膜光伏电池的制作方法，包括以下步骤：

s1：提供一透明基板，将透明基板朝向电子显示模组的一侧进行前电极成膜、成像、刻蚀；

s2：在前电极朝向电子显示模组的一侧进行光吸收层的成膜、成像、刻蚀；

s3：在所述光吸收层朝向电子显示模组的一侧进行第一黑化金属导电层的沉积；

s4：在所述第一黑化金属导电层朝向电子显示模组的一侧进行背电极的成膜、成像、刻蚀。

优选地，还包括步骤s5：制作绝缘层和第一金属辅助电极，并在第一金属辅助电极朝向透明基板的表面制作第二黑化金属导电层，所述第一金属辅助电极与前电极接触连接并与背电极绝缘隔开。

优选地，步骤s5中还包括在第一金属辅助电极朝向电子显示模组的表面进行第三黑化金属导电层的制作。

优选地，还包括步骤s6：在所述背电极朝向电子显示模组的表面进行第二金属辅助电极的制作，所述第二金属辅助电极与背电极之间还沉积有第二黑化金属导电层和/或所述第二金属辅助电极朝向电子显示模组的表面还沉积有第三黑化金属导电层。

本发明具有以下优点：

1、通过在背电极朝向透明基板的表面设置第一黑化金属导电层和/或在第一金属辅助电极朝向透明基板的表面设置第二黑化金属导电层，使薄膜光伏电池的光伏单元颜色与电子显示模组的底色更接近，实现两者一体黑的效果；

2、通过在背电极朝向电子显示模组的表面设置第三黑化金属导电层和/或在第一金属辅助电极朝向电子显示模组的表面设置第三黑化金属导电层，可以有效减少电子显示模组发射出来的光线在背电极和/或第一金属辅助电极表面的反射所产生的光学干涉，使显示效果更好。

附图说明

图1为本发明中薄膜光伏电池形成在边框区的平面结构示意图；

图2为图1中a-a处的剖示结构示意图；

图3为本发明中薄膜光伏电池形成在边框区和显示区的平面结构示意图；

图4为图3中b-b处的剖示结构示意图；

图5为图3中c-c处的剖示结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例所述的薄膜光伏电池主要应用在可显示的电子产品上，例如可穿戴电子产品，通常所述薄膜光伏电池设于电子显示模组的显示面一侧，一方面便于薄膜光伏电池的光电转换，另一方面可代替现有技术的电子显示模组的盖板用于保护所述电子显示模组。

实施例一

结合图1、图2所示，本发明实施例提供一种薄膜光伏电池，包括透明基板1和设于透明基板1上且朝向电子显示模组布置的光伏单元，所述光伏单元包括设于所述透明基板1上的前电极2、设于所述前电极2上的光吸收层3和设于所述光吸收层3上的背电极4，所述背电极4朝向透明基板1的表面设有第一黑化金属导电层41，所述第一黑化金属导电层41的设置使得光伏单元的整体颜色与电子显示模组的颜色更接近，实现薄膜光伏电池与电子显示模组一体黑效果。

进一步地，所述薄膜光伏电池还包括与前电极2接触连接的第一金属辅助电极5，所述第一金属辅助电极5与背电极4绝缘隔开（图2、图4、图5中实体填充部分为绝缘层）。由于第一金属辅助电极5与前电极2接触连接，第一金属辅助电极5的设置使得从外部观察电子显示模组时可以观察到第一金属辅助电极5的金属颜色，因此作为优选地，所述第一金属辅助电极5朝向透明基板1的表面设有第二黑化金属导电层51，使该部分设置第二黑化金属导电层51的颜色与电子显示模组的颜色接近。

本发明实施例中，当需要所述第一金属辅助电极5设置的区域获得与电子显示模组更接近的黑色时，如果仅是将第二黑化金属导电层51代替第一金属辅助电极5，则必须将第二黑化金属导电层51的厚度设置在200nm以上，而该厚度结构的第二黑化金属导电层51电阻较大，因此，在第一金属辅助电极5上设置第二黑化金属导电层51时，只需要将第一金属辅助电极5的厚度设置在50nm以上，配合50nm厚度的第二黑化金属导电层51即可达到黑化的效果，同时电阻更低。

所述第一金属辅助电极5可以避开光吸收层3和背电极4，以便与前电极2接触连接，此时所述第一金属辅助电极5可用作前电极2的栅极线，也可用于减少前电极2的电阻；所述第一金属辅助电极5也可以是通过在光吸收层3和背电极4上开孔，第一金属辅助电极5通过通孔与前电极2接触连接用于减少前电极2的电阻。所述第一金属辅助电极5的设置可采用现有技术中的任意常规手段，本发明实施例不作具体限制。

所述薄膜光伏电池还包括分割区c，所述分割区c可以用于分割单结电池的正负极，也可以用于分割多结串联结构的电池形成结间分割线。所述分割区c通常采用绝缘材料制作而成，其可以与第一金属辅助电极5和背电极4之间的绝缘层一同制成。

所述薄膜光伏电池朝向电子显示模组的最外层还设有保护层6，用于保护所述薄膜光伏电池。

所述电子显示模组通常包括中间显示区a和形成在显示区a外围的边框区b，所述薄膜光伏电池可以形成在边框区b，也可以形成在显示区a，当形成在边框区b时所述薄膜光伏电池为整面覆盖所述边框区b以提高光伏转换效率，当形成在显示区a时所述薄膜光伏电池呈栅格状间隔设置使肉眼不可见，从而保证显示区a的透过率以确保正常显示。

结合图3-图5所示，作为本发明实施例的进一步改进，所述背电极4朝向电子显示模组的表面和/或所述第一金属辅助电极5朝向电子显示模组的表面还设有第三黑化金属导电层52，该第三黑化金属导电层52的设置可以有效减少电子显示模组发射出来的光线在背电极4和/或第一金属辅助电极5表面的反射所产生的光学干涉，使显示效果更好。该效果以所述薄膜光伏电池形成在显示区a时最为明显。

所述薄膜光伏电池还包括与背电极4接触连接的第二金属辅助电极7，用于减少背电极4的电阻，所述第二金属辅助电极7与前电极2绝缘断开。所述第二金属辅助电极7朝向透明基板1的表面也可设置第二黑化金属导电层51以提高一体黑的效果和/或所述第二金属辅助电极7朝向电子显示模组的表面设置有第三黑化金属导电层52以提高显示效果。

本发明实施例中所述背电极4、第一金属辅助电极5和第二金属辅助电极7可以分别由金属层和金属氧化物层、金属氮化物层、金属氮氧化物层或金属卤化物层中的一种形成的堆叠结构制成；具体地，金属层的材料可以为ag、cu、au、al、mg、mo、cr、pd、mg等低电阻率的金属材料及其合金，所述金属层既可以是单种金属，例如仅为铝，也可以是层叠布置的多种金属，例如钼+铝的层叠结构；而所述金属氧化物层的材料可以为au、ag、al、mo、cu、cr、zn等金属的氧化物或其合金材料的氧化物；所述金属氮化物层的材料可以为au、ag、al、mo、cu、cr、zn等金属的氮化物或其合金材料的氮化物；所述金属氮氧化物层的材料可以为ag、mo、cu、cr等金属的氮氧化物或其合金材料的氮氧化物；所述金属卤化物层的材料可以为ag、cu、au、al、mg、mo、cr、pd、mg、zn等低电阻率金属的卤化物。使用这样的堆叠结构制成的背电极4、第一金属辅助电极5和第二金属辅助电极7能够有效降低反射率，从而可以有效减少对电子显示模组的光线反射，减少干扰产生，保证显示质量。能够同时满足低电阻及低反射率的需求。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一黑化金属导电层41、第二黑化金属导电层51和第三黑化金属导电层52的材质可以是氧化钼，所述第一黑化金属导电层41、第二黑化金属导电层51和第三黑化金属导电层52的厚度可以分别是30nm-80nm，其对于400nm-740nm波段光线的反射率低于30%。更优地，所述第一黑化金属导电层41、第二黑化金属导电层51和第三黑化金属导电层52的厚度分别为50nm。

本发明实施例中，所述前电极2朝向透明基板1的表面为凹凸不平的绒面结构，可以进一步提高光伏单元的整体颜色与电子显示模组的一体黑效果，还可以提高太阳能的吸收效率。

本发明实施例通过在背电极4朝向透明基板1的表面设置第一黑化金属导电层41和/或在第一金属辅助电极5朝向透明基板1的表面设置第二黑化金属导电层51，使薄膜光伏电池的光伏单元颜色与电子显示模组的底色更接近，实现两者一体黑的效果。

通过在背电极4朝向电子显示模组的表面设置第三黑化金属导电层52和/或在第一金属辅助电极5朝向电子显示模组的表面设置第三黑化金属导电层52，可以有效减少电子显示模组发射出来的光线在背电极4和/或第一金属辅助电极5表面的反射所产生的光学干涉，使显示效果更好。

实施例二

本发明实施例二提供实施例一所述的薄膜光伏电池的制作方法，包括以下步骤：

s1：提供一透明基板1，将透明基板1朝向电子显示模组的一侧进行前电极2成膜、成像、刻蚀。

s2：在前电极2朝向电子显示模组的一侧进行光吸收层3的成膜、成像、刻蚀。

s3：在所述光吸收层3朝向电子显示模组的一侧进行第一黑化金属导电层41的沉积。

s4：在所述第一黑化金属导电层41朝向电子显示模组的一侧进行背电极4的成膜、成像、刻蚀。

本发明实施例所述的薄膜光伏电池制作方法通过在光吸收层3与背电极4之间沉积第一黑化金属导电层41，使薄膜光伏电池的光伏单元颜色与电子显示模组的底色更接近，实现两者一体黑的效果。

作为本发明实施例的进一步改进，所述薄膜光伏电池的制作方法还包括步骤s5：制作绝缘层和第一金属辅助电极5，并在第一金属辅助电极5朝向透明基板1的表面制作第二黑化金属导电层51，所述第一金属辅助电极5与前电极2接触连接并与背电极4绝缘隔开。所述第二黑化金属导电层51也用于使薄膜光伏电池的光伏单元颜色与电子显示模组的底色更接近，实现两者一体黑的效果。

作为本发明实施例的进一步改进，所述薄膜光伏电池的制作方法中步骤s5还包括在第一金属辅助电极5朝向电子显示模组的表面进行第三黑化金属导电层52的制作，所述第三黑化金属导电层52用于减少电子显示模组发射出来的光线在第一金属辅助电极5表面的反射所产生的光学干涉，使显示效果更好。

作为本发明实施例的进一步改进，所述薄膜光伏电池的制作方法还包括步骤s6：在所述背电极4朝向电子显示模组的表面进行第二金属辅助电极7的制作，所述第二金属辅助电极7与背电极4之间还沉积有第二黑化金属导电层51和/或所述第二金属辅助电极7朝向电子显示模组的表面还沉积有第三黑化金属导电层52，所述第二黑化金属导电层51也用于使薄膜光伏电池的光伏单元颜色与电子显示模组的底色更接近，实现两者一体黑的效果，所述第三黑化金属导电层52用于减少电子显示模组发射出来的光线在第二金属辅助电极7表面的反射所产生的光学干涉，使显示效果更好。

当不设置第二金属辅助电极7时，所述背电极4朝向电子显示模组的表面则进行第三黑化金属导电层52的沉积，用于减少电子显示模组发射出来的光线在背电极4表面的反射所产生的光学干涉，使显示效果更好。

本发明实施例还包括分割区c和保护层6的制作，所述分割区c用于分割单结电池的正负极和/或多结电池的串联结构形成结间分割线，所述保护层6形成在薄膜光伏电池的最外侧用于保护所述薄膜光伏电池。所述分割区c和保护层6的制作以及所述薄膜光伏电池的具体制作条件和参数均可采用现有技术中的常规技术，因此不作赘述。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。