一种电池组件封装结构及电池组件的制作方法

本实用新型实施例涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种电池组件封装结构及电池组件。

背景技术：

近年来，由于传统能源问题日渐突出，新能源发展迅速，尤其以太阳能作为重视发展的能源之一。目前传统的太阳能发电技术是晶硅电池技术，但是晶硅太阳能技术存在一些缺点，主要是其光电转化效率已经接近其理论极限，上升空间不大，另外硅材料的脆性特质也阻碍了其变成柔性大规模应用在建筑以及柔性等应用领域。薄膜太阳能具有质轻的优点，便于柔性应用，可以很好的与轻质屋面与墙面结合，其发展越来越受到产业的重视。

太阳能电池中核心材料都对水汽十分敏感，暴露在大气环境下都及其容易发生电效率的衰减，因此阻水封装结构对其保护非常重要。现有常规的阻水材料有玻璃，有机膜等，但是前者由于其笨重且不能实现弯折，应用十分受限，后者由于有机材料对阻水性能阻水能力有限，阻水效果并不是很好。

现有公开的技术主要是将阻水膜结构模块直接采用层压方式直接贴附到电池表面，从而完成封装，此种方式有诸多问题，如费用高昂，阻水性能差，耐环境老化等信赖性不佳，且厚度较厚，重量与携带性都不佳。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种电池组件封装结构及电池组件，以解决现有技术中电池组件封装时容易被水汽侵蚀的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池组件封装结构，包括：

基板；

位于所述基板上的缓冲层，所述缓冲层上形成有凹槽结构；

位于所述缓冲层上远离所述基板一侧的光电器件，所述凹槽结构在所述基板上的垂直投影围绕所述光电器件在所述基板上的垂直投影；

位于所述缓冲层上远离所述基板一侧的阻挡层，所述阻挡层覆盖所述光电器件的上表面，并沿所述光电器件的侧面延伸至所述凹槽结构内。

可选的，所述凹槽结构的截面形状包括矩形、倒三角形、梯形、倒梯形以及弧形中的至少一种。

可选的，沿垂直所述基板的方向上，所述缓冲层的厚度为L1，其中1μm≤L1≤10μm。

可选的，所述缓冲层的制备工艺包括喷墨打印以及涂覆中的至少一种。

可选的，沿垂直所述基板的方向上，所述阻挡层的厚度为L2，其中

可选的，所述阻挡层的材料包括SiNx、SiOx、SiOxNy、TiOx以及AlxOy中的至少一种。

可选的，所述阻挡层的制备工艺包括等离子体增强化学气相沉积以及原子层沉积中的至少一种。

可选的，还包括：第一有机材料层和第二有机材料层；

所述第一有机材料层位于光电器件与阻挡层之间；

所述第二有机材料层位于阻挡层远离所述基板的一侧。

可选的，沿垂直所述基板的方向上，所述第一有机材料层的厚度为L3，其中1μm≤L3≤10μm；所述第二有机材料层的厚度为L4，其中1μm≤L4≤10μm。

可选的，所述第一有机材料层和所述第二有机材料层的制备工艺包括喷墨打印以及涂覆中的至少一种。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电池组件，包括第一方面所述的电池组件的封装结构。

本实用新型实施例提供的电池组件封装结构及电池组件，通过设置缓冲层，并且在缓冲层中形成凹槽结构，阻挡层覆盖光电器件的上表面并沿光电器件的侧面延伸至缓冲层的凹槽结构内，保证阻挡层完全覆盖光电器件的上表面和侧面，有效阻止水汽从电池组件的上表面和侧面进入光电器件内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果。

附图说明

为了更加清楚地说明本实用新型示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本实用新型所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种电池组件封装结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种电池组件封装结构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种电池组件封装结构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种电池组件封装结构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种电池组件封装结构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的又一种电池组件封装结构的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种电池组件封装结构的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本实用新型实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本实用新型的保护范围之内。

图1是本实用新型实施例提供的一种电池组件封装结构的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的电池组件封装结构可以包括基板1、位于基板1上的缓冲层2，缓冲层2上形成有凹槽结构3；位于缓冲层2上远离基板1一侧的光电器件4，凹槽结构3在基板1上的垂直投影围绕光电器件4在基板1上的垂直投影；位于缓冲层2上远离基板1一侧的阻挡层5，阻挡层5覆盖光电器件4的上表面，并沿光电器件4的侧面延伸至凹槽结构3内。通过在缓冲层2远离基板1的一侧设置阻隔层5，阻挡层5覆盖光电器件4的上表面并沿光电器件4的侧面延伸至缓冲层2的凹槽结构3内，保证阻挡层5完全覆盖光电器件4，有效阻止水汽从电池组件的上表面和侧面进入光电器件4内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果。

以上是本实用新型的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

继续参考图1，基板1可以为柔性基板，也可以为非柔性基板，例如硅基基板，本实用新型对此不进行限定。缓冲层2位于基板1上，缓冲层2中形成有凹槽结构3，凹槽结构3靠近缓冲层2的边缘位置，具体的，凹槽结构3在基板1上的垂直投影围绕设置在缓冲层2上的光电器件4在基板1上的垂直投影。阻挡层5位于缓冲层2上远离基板1的一侧，阻挡层4覆盖光电器件4的上表面并沿光电器件4的侧面延伸至凹槽结构3内。具体的，由于光电器件4对水汽十分敏感，暴露在大气环境下及其容易发生电效率的衰减，因此本实用新型实施例中设置阻挡层5完全覆盖光电器件4的上表面和侧面，可以有效阻止水汽从电池组件的上表面和侧面进入光电器件4内部，增强电池组件的水汽阻隔能力。

可选的，阻挡层5沿光电器件4的侧面延伸至凹槽结构3内，具体可以为阻挡层5仅覆盖凹槽结构3的侧壁，也可以为阻挡层5部分覆盖凹槽结构3，还可以完全覆盖凹槽结构3，本实用新型实施例对阻挡层5与凹槽结构3的具体位置关系不进行限定，图1仅以阻挡层5完全覆盖凹槽结构3为例进行示例性说明。本实用新型实施例中，只需保证阻挡层5延伸至凹槽结构3内，保证阻挡层5完全覆盖光电器件4的侧面即可，保证水汽无法从电池组件的侧面进入光电器件4内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效率。可以理解的是，光电器件4的上表面为光电器件4远离基板1一侧的表面，光电器件4的侧面为光电器件4垂直基板1所在平面的表面。

本实用新型实施例提供的电池组件封装结构，通过设置缓冲层，并且在缓冲层中形成凹槽结构，阻挡层覆盖光电器件的上表面并沿光电器件的侧面延伸至缓冲层的凹槽结构内，保证阻挡层完全覆盖光电器件的上表面和侧面，有效阻止水汽从电池组件的上表面和侧面进入光电器件内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果。

可选的，缓冲层2可以为有机材料层，也可以为无机材料层，还可以为包括有机材料层和无机材料层的叠层结构，本实用新型实施例对此不进行限定。当缓冲层2包括有机材料层时，其材料可以为有机树脂或者其他有机材料；当缓冲层2包括无机材料层时，其材料可以包括SiNx、SiOx、SiOxNy、TiOx以及AlxOy中的至少一种，本实用新型实施例对缓冲层2的具体材料不进行限定。

可选的，缓冲层2位于基板1与光电器件4之间，缓冲层2可以阻止水汽从光电器件4与基板1之间进入，保证水汽不会从光电器件4的下表面对光电器件4造成侵蚀。可选的，沿垂直基板1的方向上，缓冲层2的厚度为可以L1，其中1μm≤L1≤10μm。如此设置缓冲层2的厚度，既可以保证缓冲层2可以阻止水汽从光电器件4与基板1之间进入，不会对光电器件4造成侵蚀；还可以保证缓冲层2不会出现过薄或者过厚的问题，保证缓冲层2在正常使用时安全可靠，性能稳定。并且，如此设置缓冲层2的厚度，与现有膜层的制备工艺匹配，保证缓冲层2制备方法简单。

可选的，缓冲层2的制备工艺可以包括喷墨打印以及涂覆中的至少一种。以沿垂直所述基板的方向上，缓冲层2的厚度为10μm，采用喷墨打印的工艺为例介绍一下缓冲层2的制备过程：在氮气的环境下，设置温度为25±2℃，氧气含量小于1ppm，水汽含量小于1ppm，喷墨打印滴下量为15PL，滴下喷嘴控制温度为45±1℃，静置180sec，固化条件采用395nm，能量为1.5J/cm²的能量，固化时间为30sec，从而形成缓冲层2。

继续参考图1，缓冲层2上形成有凹槽结构3，凹槽结构3的截面形状可以包括矩形、倒三角形、梯形、倒梯形以及弧形中的至少一种，图3-图6作为本实用新型实施例提供的电池组件封装结构的示意图，分别以凹槽结构3的截面形状为到三角形、梯形、倒梯形和弧形为例进行了说明，本实用新型实施例对凹槽结构3的截面形状不进行限定，只需保证阻挡层5沿光电器件4的侧面延伸至凹槽结构3内，保证阻挡层5完全覆盖光电器件的侧面即可。可选的，沿垂直基板1的方向上，凹槽结构3的深度可以小于或者等于缓冲层2的厚度，本实用新型实施例对此不进行限定。在缓冲层2上形成凹槽结构3，可以通过定位掩模之后刻蚀缓冲层2形成凹槽结构3。

可选的，沿垂直基板1的方向上，阻挡层5的厚度可以为L2，其中如此设置阻挡层5的厚度，既可以避免阻挡层5因为太薄造成阻水性能差的问题，还可以避免阻挡层5因为太厚造成容易碎裂的问题，避免阻挡层5在受到弯折或者外力冲击时发生破损，保证阻挡层5在正常使用时安全可靠，性能稳定。并且，如此设置阻挡层5的厚度，与现有膜层的制备工艺匹配，保证阻挡层5制备方法简单。

可选的，阻挡层5可以为无机阻挡层，其材料可以包括SiNx、SiOx、SiOxNy、TiOx以及AlxOy中的至少一种。阻挡层5采用无机材料，保证阻挡层5的水汽阻隔能力较强，保证阻挡层5内的光电器件不会受到水汽的侵蚀，提升电池组件的抗水汽侵蚀的能力。可选的，为了增加阻挡层5与后续涂层之间的粘附力，降低涂层间的应力，阻挡层5的材料可以为SiOxNy。

可选的，阻挡层5的制备工艺可以包括等离子体增强化学气相沉积以及原子层沉积中的之后一种，还可以包括其他化学气相沉积方法，本实用新型实施例对此不进行限定。

图2是本实用新型实施例提供的另一种电池组件封装结构的示意图，如图所示，本实用新型实施例提供的电池组件封装结构还可以包括第一有机材料层6和第二有机材料层7，其中，第一有机材料层6位于光电器件4与阻挡层5之间，第二有机材料层7位于阻挡层5远离基板1的一侧。第一有机材料层6和第二有机材料层7均可以起到平坦化，支撑保护，包裹颗粒物，降低应力、防止压伤的作用。例如第一有机材料层6可以对位于其下方的光电器件4进行支撑保护，防止光电器件4被压伤；第二有机材料层7可以对对于其下方的阻挡层5进行支撑保护，防止阻挡层5被压伤，并且可以帮助释放阻挡层5收到的应力。

可选的，垂直基板1的方向上，第一有机材料层6的厚度为L3，其中1μm≤L3≤10μm；第二有机材料层7的厚度为L4，其中1μm≤L4≤10μm。如此设置第一有机材料层6和第二有机材料层7的厚度，既可以避免第一有机材料层6和第二有机材料层7因为太薄造成支撑保护能力差、应力释放不完全的问题，还可以避免第一有机材料层6和第二有机材料层7因为太厚造成容易碎裂、浪费原材料的问题，保证阻挡层5在正常使用时安全可靠，性能稳定。并且，如此设置第一有机材料层6和第二有机材料层7的厚度，与现有膜层的制备工艺匹配，保证第一有机材料层6和第二有机材料层7制备方法简单。

可选的，第一有机材料层6和第二有机材料层7的制备工艺包括喷墨打印以及涂覆中的至少一种。第一有机材料层6和第二有机材料层7均可以以液体的形式进行加工涂覆，之后进行固化处理，形成第一有机材料层6和第二有机材料层7。

本实用新型实施例还提供了一种电池组件封装结构的制备方法，如图7所示，本实用新型实施例提供的电池组件封装结构的制备方法可以包括：

S110、提供一基板。

示例性的，基板可以为柔性基板，也可以为非柔性基板，例如硅基基板，本实用新型实施例对此不进行限定。

S120、在所述基板上制备缓冲层，所述缓冲层上形成有凹槽结构。

示例性的，缓冲层中形成有凹槽结构，凹槽结构靠近缓冲层的边缘位置，凹槽结构围起来的区域可以为光电器件的制备区域。

可选的，缓冲层的材料可以为有机树脂。在基板上制备缓冲层，缓冲层上形成有凹槽结构具体可以为在基板上涂覆一层有机树脂，或者通过喷墨打印的方式在基板上打印形成一层有机树脂，然后通过利用定位掩模工艺，在缓冲层的预设位置上利用刻蚀工艺，在缓冲层上制备出凹槽结构。

这里对喷墨打印形成一层有机树脂的制备工艺进行说明：在氮气的环境下，设置温度为25±2℃，氧气含量小于1ppm，水汽含量小于1ppm，采用喷墨打印的方式在基板上喷墨打印滴下量为15PL，滴下喷嘴控制温度为45±1℃，静置180sec，固化条件采用395nm，能量为1.5J/cm²的能量，固化时间为30sec，从而形成缓冲层。

需要说明的是，缓冲层可以为有机材料层，也可以为无机材料层，还可以为包括有机材料层和无机材料层的叠层结构。当缓冲层包括有机材料层时，其材料可以为有机树脂或者其他有机材料；当缓冲层包括无机材料层时，其材料可以包括SiNx、SiOx、SiOxNy、TiOx以及AlxOy中的至少一种。本实施例仅以有机树脂进行示例性说明。

S130、在所述缓冲层上远离所述基板的一侧制备光电器件，所述凹槽结构在所述基板上的垂直投影围绕所述光电器件在所述基板上的垂直投影。

示例性的，在缓冲层上凹槽围起来的区域制备光电器件，保证凹槽结构在基板上的垂直投影围绕光电器件在基板上的处置投影，如此可以保证在后续制备阻挡层时，阻挡层可以沿着光电器件的侧面延伸至凹槽结构内部，如此保证光电器件的侧面完全被阻挡层覆盖。

可选的，在缓冲层上远离基板的一侧制备光电器件，具体可以为采用掩膜版掩盖的方式，在光电器件设计的规定位置制备光电器件。

S140、在所述缓冲层上远离所述基板的一侧制备阻挡层，所述阻挡层覆盖所述光电器件的上表面，并沿所述光电器件的侧面延伸至所述凹槽结构内。

在缓冲层上远离基板的一侧制备阻挡层，阻挡层可以包括覆盖光电器件上表面的部分，覆盖光电器件侧面的部分，还可以包括位于凹槽结构内的部分或者位于缓冲层上的部分。本实用新型实施例对凹槽结构内和缓冲层上包括多少阻隔层部分不进行限定，只需保证光电器件的上表面和侧面均被阻隔层覆盖即可，保证水汽无法进入光电器件，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果。

可选的，在缓冲层上远离基板的一侧制备阻挡层，可以通过沉积阻挡层材料的方式制备阻挡层。可选的，阻挡层的材料可以为无机材料，保证阻挡层的水汽阻隔能力较强，例如SiNx、SiOx、SiOxNy、TiOx以及AlxOy中的至少一种。可选的，为了增加阻挡层5与后续涂层之间的粘附力，降低涂层间的应力，阻挡层5的材料可以为SiOxNy。

本实用新型实施例提供的电池组件封装结构，通过设置缓冲层，并且在缓冲层中形成凹槽结构，阻挡层覆盖光电器件的上表面并沿光电器件的侧面延伸至缓冲层的凹槽结构内，保证阻挡层完全覆盖光电器件的上表面和侧面，有效阻止水汽从电池组件的上表面和侧面进入光电器件内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果。

可选的，在缓冲层上远离基板的一侧制备阻挡层，阻挡层覆盖光电器件的上表面，并沿光电器件的侧面延伸至凹槽结构内，可以包括：

在光电器件上远离基板的一侧制备第一有机材料层；

在缓冲层远离基板的一侧制备阻挡层，阻挡层覆盖第一有机材料层的上表面，并沿第一有机材料层和光电器件的侧面延伸至凹槽结构内。

示例性的，在制备阻挡层之前可以在光电器件远离基板的一侧制备第一有机材料层，第一有机材料层可以起到平坦化，支撑保护，包裹颗粒物，降低应力、防止压伤的作用，通过第一有机材料层可以对光电器件进行保护；之后在第一有机材料层的上表面和第一有机材料层的侧面、光电器件的侧面制备阻挡层，阻挡层一直延伸至凹槽结构内，保证光电器件的上表面和侧面均被阻隔层覆盖，保证水汽无法进入光电器件，增强电池组件的水汽阻隔能力。

可选的，在缓冲层上所述基板的一侧制备阻挡层之后，还可以包括：

在阻挡层上远离基板的一侧制备第二有机材料层。

第二有机材料层位于阻挡层远离基板的一侧，用于对阻挡层进行支撑保护，防止阻挡层被压伤。

本实用新型实施例还提供了一种电池组件，该电池组件采用本实用新型实施例所述的电池组件封装结构封装完成，具备电池组件封装结构的有益效果，这里不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。