专利名称：部分透明的挠性薄层太阳能电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种部分透明的挠性薄层太阳能电池的制造方法，该薄层太阳能电池既可以用于建筑领域又可以用于汽车工业。
背景技术：
制造部分透明的薄层太阳能电池的方法是已知的。为了这个目的，将薄层太阳能电池装配在固定载体上，通常是玻璃上，并用激光射线刻划。生成了这样的开孔，通过该开孔光线可以透过，并且由此形成透明度。这当然仅对于透明载体起作用，特别是当玻璃作为载体时。另外，对昂贵生产技术的使用，例如激光技术，对于生成交叉点是必要的。另外已知，使晶体硅晶片受到铣切，从而生成交叉网格。在此，交叉点的特征在于完全的材料去除，从而生成所希望的透明度。在挠性载体上制造部分透明的薄层太阳能电池的方法迄今是未知的。
发明内容
本发明的目的在于，用经济上可替代的方式提供透明或部分透明的薄层太阳能电池。这应当通过智能的方法流程来实现。根据本发明的薄层太阳能电池应当具有适当的光学透明度和电功率的性能，从而适应使用领域的各自要求。本发明的目的在于，提供一种在挠性载体上制造透明或部分透明的薄层太阳能电池的方法以及根据该方法制造的透明或部分透明的薄层太阳能电池。由此实现了该目的，S卩，首先将挠性的薄层太阳能电池根据已知的方式以分层结构制造在挠性载体上。挠性载体在此可以是诸如聚酰亚胺的塑料、金属箔、薄层陶瓷、织物或者类似物。薄层太阳能电池的分层结构可以实现Cuhk2 (CIS)、Cu(In，Ga) Se2(CIGS), Cu (In, Ga) (Se，S) 2 (CIGSS)或Cufe^e2 (CGS)或类似的薄层太阳能电池。根据本发明，对挠性薄层太阳能电池用工具如此进行处理，S卩，对包括弹性载体的整个电池结构进行穿透处理。对此适用地例如采用冲压工具，该冲压工具加工出贯穿电池的开孔，该开口将作为图案。该开孔确保了透明度，这样的透明度作为光的窗口起作用，而薄层太阳能电池的架构确保了自身的稳定性。作为工具特别适宜采用回转冲压机，但也可以采用微型钻机或激光射线装置。薄层太阳能电池的除去和保留部分之间的面积的比例为5 1至1 60。优选 1 8的比例。这确保实现了稳定性以及透明度，并限定了能量转化容量的损失。
图1示出了上述面积比。
具体实施例方式在本发明的一个实施方式中，使经冲压的薄层太阳能电池在透明的硬板或箔之间压成薄片，从而确保了硬质的或挠性的稳定性，在许多使用情况下都要求这样的稳定性。通过广泛的实验确定了，哪种冲制图案特别适用，从而确保挠性薄层太阳能电池的稳定性，在预期的周边保证透明度，并将能量收益维持在必要水平。下面，凭借实施例进一步阐明本发明。实施例1实施例1不是独创的，并且描述了一种CIGS薄层太阳能电池的制造过程，该CIGS 薄层太阳能电池按照以下步骤构建为部分透明的结构。该制造过程如下进行(a)用已知的方式凭借DC喷镀将钼层整面地沉积到聚酰亚胺箔上。(b)凭借对元素铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)和硒(Se)的真空共蒸发使光活性半导体导体层(Cu(In，GaWe2)整面地沉积。(c)使缓冲层整面地沉积，该缓冲层优选由硫化镉(CcK)在湿化学浴中构成，例如根据文献DE 10 2007 036 715的内容。(d)凭借RF喷镀使本征的氧化锌层(i-SiO)整面地沉积。(e)通过DC喷镀使掺入铝的氧化锌层(ΖηΟ:Α1)整面地沉积。(f)通过力学刻划生成结构槽。(g)在丝网印刷工艺中通过采用聚合物膏体进行挤压而实现接触爪和总触点的涂覆，聚合物膏体具有包含在其中的导电颗粒；并且接着，使经挤压的膏体干燥。(h)以相应的尺寸，凭借回转冲压机使太阳能电池分离。在另一实施例中，实现了下列变体对于(a)除了聚酰亚胺箔以外，作为基底还可以使用温度稳定的聚合物箔、金属箔、玻璃基底和复合材料(例如玻璃纤维加强织物)。钼层还可以由多层金属层构成。对于(b)除了 Cu(In，Ga) Se2以外，作为光活性层还可以使用化合物Cufe^e2、 CuInSe2, CuGaS2, CuInS2, Cu (In, Ga) (S，％)2。光活性层还可以通过印刷工艺、电沉积，或者通过金属和Cu、In, Ga的喷涂以及后继的硒化来制成。对于(C) =CdS层通过可替代的缓冲层诸如aiS、a^e、InS、InSe、ZnMgO等来代替。对于(e)=ZnOiAl 例如通过 ZnO:Ga, ZnO:B 或 ITO 来代替。对于(f)凭借发射激光来生成结构槽。对于(g)凭借金属的真空蒸发和使用荫罩而使接触爪和总触点沉积而成。对于(h)凭借发射激光或机械冲压、诸如平板冲压机使太阳能电池分离。实施例2由可运转的薄层太阳能电池作为出发点，得出部分透明的薄层太阳能电池的制造方法，并且根据下文对其进行处理。在步骤g)(涂覆接触网格)之后，通过回转冲压机以要求的尺寸使电池分离。同时，用同样的回转冲压机在接触爪之间的区域进行落料处理，以实现部分透明度。落料区域除了在附图中示出的图案之外还可以具有任意形式，诸如矩形、正方形、 星形、十字形等(分别带有或不带倒圆的角)。优选的形式是圆形。当使用圆形时，撕开并由此造成挠性薄层太阳能电池损害的风险最小。当冲压时，包括挠性基底的太阳能电池的整个层结构被切开。作为回转冲压机的替代，可以为分离过程使用任意的机械冲压机诸如平板冲压机、微型钻机或激光器。实施例中所使用的薄层太阳能电池是来自于Solarion AG Leipzig的产品，并且在冲压前具有下列参数总面积=3906mm2透明度=0%功率=250mff现在，对这种挠性薄层太阳能电池进行处理。作为冲压工具，使用回转冲压机。根据所进行的处理，电池具有下列参数电池实施例1电池实施例2总面积=3472mm2总面积=3584mm2透明度=11%透明度=9%功率=220mff功率=212mff根据本发明，落料处理可以在涂覆接触爪(步骤g)之前或者在生成结构槽(步骤 f)之前进行。实施例3使挠性薄层太阳能电池在两个透明的硬质支承面，即玻璃板之间进行固定和接触。作为替代，使薄层太阳能电池在两个透明的挠性支承面，即透明的塑料箔之间进行固定和接触。
权利要求
1.一种用于制造部分透明的薄层太阳能电池的方法，其特征在于，通过工具对挠性薄层太阳能电池这样进行处理，即，使包括载体箔的太阳能电池以一种图案进行穿透处理，其中，所述图案既确保了挠性薄层太阳能电池的力学稳定性，又确保了能量转化的效率和所追求的光学透明度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挠性薄层太阳能电池的除去和保留的面积之间的比例位于5 1至1 60之间。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述比例为1 8。
4.根据权利要求1至3中的任意一项或多项所述的方法，其特征在于，图案由均勻设置的圆形落料构成。
5.根据权利要求1至4中的任意一项或多项所述的方法，其特征在于，落料的区域制成矩形，也包括正方形或星形或十字形。
6.根据权利要求1至5中的任意一项或多项所述的方法，其特征在于，使用冲压机、微型钻孔装置或激光射线装置作为工具用以在挠性薄层太阳能电池中引入开孔。
7.根据权利要求1至6中的任意一项或多项所述的方法，其特征在于，使部分透明的挠性太阳能电池连接到模件上。
8.根据权利要求1至7中的任意一项或多项所述的方法，其特征在于，使所述挠性的部分透明的薄层太阳能电池固定在硬质透明载体之间。
9.根据权利要求1至7中的任意一项或多项所述的方法，其特征在于，所述挠性的部分透明的薄层太阳能电池固定在挠性透明载体之间。
10.一种部分透明的挠性薄层太阳能电池，其特征在于，包括有能量转化层的载体箔具有开孔，所述开孔实现了光的透过并确保了部分透明度。
全文摘要
本发明目的在于提供一种透明和部分透明的挠性的薄层太阳能电池。该目的由此得以实现对挠性薄层太阳能电池用工具这样进行处理，即，使整个电池结构进行穿透处理，通过得到的开孔确保实现透明度，并且使能量转化的利用率保持较高。一个示例是附图所示出的挠性薄层太阳能电池。
文档编号H01L31/042GK102439732SQ201080022492
公开日2012年5月2日 申请日期2010年5月24日 优先权日2009年5月23日
发明者亚历山大·布劳恩, 卡斯滕·奥特, 斯特芬·拉格诺瓦 申请人:太阳能光电股份公司