专利名称：一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件，特别应用于太阳能光伏发电与建筑一体化(BIPV)领域。
背景技术：
随着人们对舒适建筑热环境追求的提高，建筑采暖和空调能耗日益增长。在一些发达国家，建筑用能占到国家总能耗的三分之一，因此太阳能光伏建筑一体化概念就在此背景下应运而生。太阳能光伏建筑一体化是太阳能发电系统与建筑物有机的结合，根据电池组件与建筑物结合的不同有两种表现形式BAPV(Building Attached Photovoltaic )， 即太阳能光伏发电系统依附于建筑物，在建筑屋顶或者立面墙表面固定安装太阳能光伏组件，形成覆盖在已有建筑表面的光伏阵列；BIPV(Building Integrated Photovoltaic)，即通常所说的太阳能建筑一体化，是将太阳能光伏组件作为一种建筑材料应用于建筑上。在建筑处于在建或设计阶段，就将太阳能光伏发电系统结合到建筑中去，把太阳电池组件和一般的建筑材料(例如金属板等)组合在一起作为建筑的表面材料，BIPV常见方式有光伏屋顶、光伏幕墙和光伏采光顶等。本实用新型应用于后者，即BIPV光伏建筑一体化领域。BIPV如光伏幕墙和光伏采光顶等，通常要求电池组件对自然光有一定的透光率。 对于不透光的晶体硅太阳能电池而言，在制作组件时采用双层玻璃封装，同时调整电池片之间的空隙来调整透光量；对于非晶硅薄膜太阳能电池，目前主要有薄膜太阳能电池，通常采用激光刻划的方法使其达到一定透光率，非晶硅太阳能透光组件的工艺在国内较为成熟，一般的工艺流程为当电池的背电极沉积完后，利用一定波长的激光束，把组件的背电极层和薄膜光吸收层刻蚀掉，露出前透明导电薄膜，这样自然光就可透过组件。通过控制激光头的运动，在电池上制作出具有规则的沟槽状结构的透光结构，组件的透光率可以通过改变刻划槽结构的线宽和密度来调整，理论上组件的透光率可以接近100%，但考虑成本和产率，组件的透光率通常在1%到20%之间。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件，克服晶体硅太阳能电池成本高的缺点，解决现有的非晶硅薄膜太阳能电池稳定性差和转换率低的缺点，成本低、稳定性好、对太阳光谱吸收好和光电转化效率高。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件，包括玻璃基底、玻璃盖板及通过封装膜依次层叠封装在所述玻璃基底和玻璃盖板之间的背电极层、薄膜光吸收层、缓冲层、适配层、前电极，所述背电极层设在所述玻璃基底一侧，所述薄膜光吸收层是铜铟硒化合物薄膜层，所述封装膜是PVB封装膜，所述玻璃盖板是钢化玻璃。作为一种优选的实施方案，所述铜铟硒化合物薄膜层是由钼层、铜铟硒层、硫化镉层、本征氧化锌层和掺铝氧化锌层层叠构成。[0007]制造本实用新型的工艺步骤1)在玻璃基底上溅射背电极层，沿玻璃基底长边方向激光刻划Pl线；2)溅射铜铟镓金属预制层，与气体发生扩散反应生成薄膜光吸收层；3)在薄膜光吸收层上沉积缓冲层，沿玻璃基底长边方向刻划P2线；4)溅射透明前电极；5)沿玻璃基底长边方向刻划P3线，沿玻璃基底短边方向激光刻划P4线；6)喷砂、磨边、钻孔、敷设导带；7)敷设玻璃盖板；8)通过层压封装技术制备完整的透光组件。具体步骤是P1刻划是从膜面刻划到玻璃，将背电极划分成若干个区域，P2刻划是从膜面刻划到背电极钼层，将薄膜光吸收层和缓冲层划掉，之后P3是从膜面刻划到背电极，将光吸收层、缓冲层和前电极划掉，使若干个小电池串联起来，最后P4刻划是从玻璃非膜面进行激光增透，采用激光在垂直于前三步刻划线的方向，从第一片小电池至最后一片小电池横向划出一定宽度的槽，去除玻璃基底上的所有膜层，从而达到光线透过组件的目的。采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是(1)铜铟硒薄膜太阳能透光组件，采用激光刻划的方法制备，与现有的铜铟硒薄膜太阳能电池生产工艺兼容，只在前端工艺末加入激光刻划一步，制作工艺简单；(2)铜铟硒薄膜太阳能透光组件的层叠结构，通过控制激光刻线的宽度和密度，可准确调节组件的透光率，容易制备出不同透光率和不同功率的透光组件；(3) PVB封装膜，钢化玻璃材质的玻璃盖板，降低了组件成本，便于推广。
图1是本实用新型铜铟硒薄膜太阳能透光组件结构示意图；图2是本实用新型铜铟硒薄膜太阳能透光组件的横向剖视图；图3是本实用新型铜铟硒薄膜太阳能透光组件的纵向剖视图；图中1-玻璃基底；2-背电极层；3-薄膜光吸收层；4-缓冲层；5-适配层；6_前电极；7-封装膜；8-玻璃盖板；9-入射光；10-透射光；21-P1刻划槽；22-P2刻划槽；23-P3 刻划槽；31-P4刻划槽。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围，一切从本实用新型的构思出发，不经过创造性劳动所作出的结构变换均落在本实用新型的保护范围之内。一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件，如图1所示，包括玻璃基底1、玻璃盖板8及通过封装膜7依次层叠封装在所述玻璃基底1和玻璃盖板8之间的背电极层2、薄膜光吸收层3、缓冲层4、适配层5、前电极6，所述背电极层2设在所述玻璃基底1侧，所述薄膜光吸收层3是铜铟硒化合物薄膜层。薄膜光吸收层3是铜铟镓金属预制层在经过硫化和硒化反应后，生成的铜铟硒化合物薄膜层，铜铟硒化合物薄膜层是由钼层、铜铟硒层、硫化镉层、本征氧化锌层和掺铝氧化锌层叠构成；封装膜7是PVB封装膜，玻璃盖板8是钢化玻璃，入射光线9透过铜铟硒薄膜太阳能透光组件后成为透视光线10。本实用新型铜铟硒薄膜太阳能透光组件，如图2和图3共同所示，Pl刻划槽21从膜面刻划到玻璃基底1，将背电极层2划分成若干个区域，P2刻划槽22是从膜面刻划过背电极层2到钼层，将薄膜光吸收层3和缓冲层4划掉，P3刻划槽23是从膜面刻划到背电极层2，将薄膜光吸收层3、缓冲层4和前电极层6划掉，使若干个小电池串联起来，有利于提高组件的开路电压，提高组件的功率，其中Pl刻划槽21、P2刻划槽22和P3刻划槽23都是不能透光的。电池生产前三步Pl刻划槽21、P2刻划槽22和P3刻划槽23刻划完成小电池的区分和串联之后，采用激光在垂直于前三步刻划线的方向，从第一片小电池至最后一片小电池横向划出一定宽度的P4刻划槽31，去除玻璃基底上的所有膜层，而且自然光是可以透过P4刻划槽31的，从而达到光线透过组件的目的，其中要遵循透光面积与电池面积的有效比，对组件进行横向刻划，对电池条进行切割，变原先的一串电池串为多串电池串，并通过原先的引线方式实现多串电池串的并联，保证电池电路的通畅。通过这种措施在实现组件透光的同时，还可有效缓解热斑效应，防止激光的热量灼伤电池，通过调整改变激光聚焦的位置、电流大小、脉冲频率、移动速率调整P4刻划槽31的线宽，从而实现制作出不同透光率和输出功率的透光组件。本实用新型所揭示的铜铟硒薄膜太阳能透光组件，克服了晶体硅太阳能电池成本高的缺点，解决了现有的非晶硅薄膜太阳能电池稳定性差和转换率低的缺点，成本低、稳定性好、对太阳光谱吸收好和光电转化效率高。
权利要求1.一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件，其特征在于包括玻璃基底、玻璃盖板及通过封装膜依次层叠封装在所述玻璃基底和玻璃盖板之间的背电极层、薄膜光吸收层、缓冲层、适配层、前电极，所述背电极层设在所述玻璃基底一侧，所述薄膜光吸收层是铜铟硒化合物薄膜层，所述封装膜是PVB封装膜，所述玻璃盖板是钢化玻璃。
2.如权利要求1所述的一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件，其特征在于所述铜铟硒化合物薄膜层由钼层、铜铟硒层、硫化镉层、本征氧化锌层和掺铝氧化锌层层叠构成。
专利摘要本实用新型公开了一种铜铟硒薄膜太阳能透光组件，包括玻璃基底、玻璃盖板及通过封装膜依次层叠封装在玻璃基底和玻璃盖板之间的背电极层、薄膜光吸收层、缓冲层、适配层、前电极，背电极层设在所述玻璃基底侧，薄膜光吸收层是铜铟硒化合物薄膜层，铜铟硒薄膜太阳能透光组件能够克服晶体硅太阳能电池成本高的缺点，解决了现有的非晶硅薄膜太阳能电池稳定性差和转换率低的缺点，成本低、稳定性好、对太阳光谱吸收好和光电转化效率高。
文档编号H01L31/048GK202259357SQ20112032191
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者吴魁艺, 张占曙, 李劼, 李和胜, 王岩, 禚鸿德, 陈培专 申请人:山东孚日光伏科技有限公司