柔性薄膜太阳能电池封装结构的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种用柔性薄膜太阳能电池封装结构。

背景技术：

目前，太阳能电池产业作为绿色可再生能源之一，是国家大力推动发展的能源产业。但薄膜太阳能电池目前还存在着很大的挑战，主要是如何通过技术创新改进现在太阳能电池和组件制造工艺和相关材料的设计和质保，持续降低太阳能电池发电的成本。柔性薄膜太阳能电池区别于玻璃太阳能电池组件，轻、薄、柔是它的亮点，也为移动能源领域提供了无限可能，但是面对市场和消费者，对产品的外观和封装阻隔性能提出了新的要求。柔性薄膜太阳能电池实现了在移动能源产品中柔的特性，但是现有封装中柔性薄膜太阳能电池组件为透明色，显现的是电池芯片本身的颜色，芯片上的引线会影响产品外观。

针对现有产品现状，有现有技术中往往在前板的磨砂pet/etfe与阻水膜之间增加一层彩色光学膜来实现颜色图案的显示，但是这一层材料的增加为了实现层压，还需要在该彩色光学膜的两侧增加胶膜，会对层压的工艺流程和产品的层压成本带来影响，实现效果的同时带来了负面影响。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，实现在解决颜色显示问题的同时不会影响到层压工艺的目的，本实用新型提供了一种新的柔性薄膜太阳能电池封装结构。

根据本实用新型实施例提供的一种柔性薄膜太阳能电池封装结构，其包括依次设置的前板、电池芯片和背板，其还包括镀膜层，所述镀膜层设置在所述前板的内部或设置在所述前板朝向所述电池芯片的一侧，所述镀膜层为交替设置的第一折射层和第二折射层，衬底上首先形成第一折射层且所述第一折射层材料的折射率高于衬底材料的折射率，所述第二折射层材料的折射率低于衬底材料的折射率。

进一步的，所述前板为一体化结构，所述镀膜层设置在所述前板朝向所述电池芯片的一侧。

进一步的，所述前板背离所述电池芯片的表面具有磨砂层、类金刚石镀层或氧化硅层。

进一步的，所述前板包括前板第一封装层和前板第二封装层，所述镀膜层设置在所述前板第二封装层的一侧，所述前板第一封装层通过第一胶膜层与所述前板第二封装层连接，所述前板第二封装层通过第二胶膜层与所述电池芯片连接。

进一步的，所述镀膜层在反射角范围内的颜色饱和度cab^*高于10，其中：

a^*和b^*是日光发光体cie-d65下的cie色彩坐标。

进一步的，所述镀膜层为依次设置的氮化硅镀层、氧化铝镀层、氮化硅镀层和氧化铝镀层。

进一步的，所述镀膜层的厚度均匀度为±2.5％，所述镀膜层的表面经氧等离子体处理，所述镀膜层的表面张力不小于38dyn/cm。

进一步的，所述前板第一封装层的材质选自磨砂pet、哑光etfe、哑光fep和哑光fep中的至少一种；所述前板第二封装层为pet基材。

进一步的，所述背板包括背板第一封装层和背板第二封装层，所述背板第一封装层通过第三胶膜层与所述电池芯片连接，所述背板第一封装层通过第四胶膜层与所述背板第二封装层连接。

进一步的，所述第三胶膜层的材质包括poe；所述第三胶膜层的材质为eva或poe；所述背板第一封装层的材质为铝pet；所述背板第二封装层的材质为布料。

本实用新型的柔性薄膜太阳能电池封装结构中的镀膜层为交替设置的第一折射层和第二折射层，实现了高低折射率交替的膜系设计，根据光的干涉实现彩色显示，镀膜层为板材表面的镀层结构，相比较于现有技术中使用的彩色光学膜，不会影响到柔性薄膜太阳能电池产品的层压工艺流程。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，使得本实用新型的其它特征、目的和优点变得更明显。本实用新型的示意性实施例附图及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性的给出了本实用新型实施例提供的一种柔性薄膜太阳能电池封装的结构图；

图2为图1中a部分的局部放大图；

图3示意性的给出了本实用新型实施例提供的另一种柔性薄膜太阳能电池封装的结构图；以及

图4为图3中b部分的局部放大图。

图中：

1、前板；11、前板第一封装层；12、前板第二封装层；2、电池芯片；3、背板；31、背板第一封装层；32、背板第二封装层；4、第一胶膜层；5、第二胶膜层；6、第三胶膜层；7、第四胶膜层；8、镀膜层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其单元。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-4并结合实施例来详细说明本实用新型。

本申请实施例提供的柔性薄膜太阳能电池封装结构包括依次设置的前板1、电池芯片2和背板3。在该结构中，太阳光从前板1射入，穿过前板1以及前板1与电池芯片2之间的胶膜到达薄膜太阳能电池的电池芯片2转化成电能。所以前板1的一个非常重要的特性是高透光率，保证足够的光线进入尽可能得提高光转化效率；同时前板1的一侧表面还作为薄膜太阳能的电池芯片2的直接接触层，必须需要具备保护电池芯片2免受水氧侵蚀的影响的功能，这是保证电池持续发电的关键。

本申请实施例的创新之处在于，柔性薄膜太阳能电池封装结构还包括镀膜层8，所述镀膜层8设置在所述前板1的内部或设置在所述前板1朝向所述电池芯片2的一侧，所述镀膜层8为交替设置的第一折射层和第二折射层，衬底上首先形成第一折射层且所述第一折射层材料的折射率高于衬底材料的折射率，所述第二折射层材料的折射率低于衬底材料的折射率。例如，当选择的衬底材质为pet时，其折射率为1.5-1.6，优选的，第一折射层的折射率大于1.6，第二折射层的折射率小于1.5。

在本实施例中，镀膜层8为交替设置的第一折射层和第二折射层，实现了高低折射率交替的膜系设计，根据光的干涉实现彩色显示，镀膜层8为板材表面的镀层结构，相比较于现有技术中使用的彩色光学膜，不会影响到柔性薄膜太阳能电池产品的层压工艺流程。

可选的，第一折射层的材质包括但不限于tio2、ti3o5、nb2o5、aln、sin、zro2、ta2o5，第二折射层的材质包括但不限于sio2、al2o3、mgf2。优选的，镀膜层8为交替设置的氮化硅镀层和氧化铝镀层，在实现高低折射率交替的膜系设计的同时，氮化硅镀层由于高的致密性和高的阻隔性满足移动能源产品的水氧阻隔性能。

在一些实施例中，如图1和2所示，所述前板1为一体化的结构设计，所述镀膜层设置在所述前板1朝向所述电池芯片2的一侧，即以一体化结构的前板1为基板，在其朝向电池芯片2的表面通过真空镀膜的工艺制得镀膜层8，真空镀膜工艺优选为磁控溅射工艺。优选的，在上面的实施例中，前板1背离电池芯片2的表面具有磨砂层、类金刚石镀层或氧化硅镀层，来实现表面防眩和耐磨的特性。本实施例提供的柔性薄膜太阳能电池封装，前板1的上表面经过表面处理达到防眩耐磨功能，前板1的下表面制备有颜色显示和水氧阻隔功能一体的镀膜层8，实现了前板1结构的一体化，适用于发电纸类产品。其中，前板1与电池芯片2之间通过第二胶膜层5进行连接。背板3与电池芯片2之间通过第三胶膜层6进行连接。

如图1和2所示，背板3包括背板第一封装层301和背板第二封装层302，背板第一封装层301和背板第二封装层302通过第四胶膜层7连接。在柔性薄膜太阳能电池中，由于背板3不用考虑光的透过性，一般采用价格相对低廉的材质，例如可以使用铝pet层作为背板第一封装层301，起到水汽阻隔的作用，相对于传统的铝pet背板，还可以考虑减去最后一层pet或者是选用涂氟pet等基材，可以更加符合柔性薄膜太阳能电池轻、薄、柔的特性，背板第二封装层一般为底布，其材质为布料，用于柔性薄膜太阳能电池封装结构与移动能源产品的连接，便于组件与移动能源产品缝合成一体，布料的材质与移动能源产品的表面待连接部分的材料相匹配。

在一些实施例中，如图3结合4所示，前板1可以为多层层压结构，所述前板1包括前板第一封装层11和前板第二封装层12，所述镀膜层8设置在所述前板第二封装层12的一侧，所述前板第一封装层11通过第一胶膜层4与所述前板第二封装层12连接，所述前板第二封装层12通过第二胶膜层5与所述电池芯片2连接。前板第二封装层12作为电池芯片2的直接接触层，必须需要具备保护电池芯片2免受水氧侵蚀影响的功能，其材质优选为pet基材，具备优异的尺寸稳定性和低成本性，优选的，该pet基材在镀膜前进行表面处理，如等离子体表面电晕处理或涂层涂布处理，便于提升真空镀膜镀层与pet基材的结合力。其中，前板第一封装层11实际起到了漫反射的效果，该结构置于前板第二封装层12的上层，同时起到防眩光和弱化芯片划线的效果，实现层压组件的统一性。前板第一封装层11的材质可以根据柔性薄膜太阳能电池封装所应用于的不同移动能源类产品的使用寿命的要求而有所不同，前板第一封装层11的材质包括但不限于磨砂pet、哑光etfe、哑光fep和哑光fep，若移动能源类产品是发电类产品，前板第一封装层11优选的材质为磨砂pet，若移动能源类产品为发电包和伞类产品，前板第一封装层11可以选用材质etfe，主要考虑耐环境性、高透光性和耐划耐磨等表面性能。同样的，背板3包括背板第一封装层31和背板第二封装层32，所述背板第一封装层31通过第三胶膜层6与所述电池芯片2连接，所述背板第一封装层31通过第四胶膜层7与所述背板第二封装层32连接。

可选的，膜层8设置在所述前板第一封装层11朝向电池芯片2的一侧；可选的，膜层8设置在所述前板第一封装层11背离电池芯片2的一侧。

在上述实施方式中，所述镀膜层在反射角范围内的颜色饱和度cab^*高于10，其中，颜色饱和度cab^*的计算方式为：

a^*和b^*是日光发光体cie-d65下的cie色彩坐标，其可以通过可见分光光度计测量所得。cie标准照明灯d65是已公布的iso3668、astm1729和din6173-2标准中的工业参考标准，用于颜色材料、表面和饰面的视觉匹配。此外cie-d65还被制造业用于颜色标准和样品测试，应用范围非常广泛。cie标准照明体d65意在表示平均日光条件，具有约6500k的相关色温。

优选的，镀膜层8从低成本生产考虑，优选位四层结构的设计，即在基材表面依次镀有氮化硅镀层、氧化铝镀层、氮化硅镀层和氧化铝镀层。在上述实施方式中，为了实现较好的镀膜效果，镀膜层8的制备过程需在低温真空环境中进行，温度优选为50℃～60℃，可以获得良好的镀膜效果。优选的，在前板第二封装层12的表面通过磁控溅射工艺制备镀膜层8，并对镀膜层8的表面通过氧等离子体处理或涂布处理，使表面张力达到38dyn/cm，实现亲水性效果，在组件层压时起到增强粘结强度的作用。

可选的一种磁控溅射工艺列举如下：

步骤1：衬底基材经过环境稳定性处理后，置入镀膜室中，待真空度达到10^-3pa时开始镀膜工作；

步骤2：通入ar20sccm，n213sccm，通过反应溅射原理，使粒子轰击硅靶，在300w条件下制备sin镀层，镀层厚度10～200nm；

步骤3:关闭n2，通入o28sccm，通过反应溅射原理，使粒子轰击铝靶，在200w条件下制备a2o3镀层，镀层厚度10～200nm；

交替实现sin/a2o3的镀层结构，实现不同的颜色变化，交替循环周期可以为1～5个周期。

在上述实施方式中，镀膜层8的厚度均匀度控制在±2.5％范围内，可以保证光学颜色的均一性。具体的镀膜层8的厚度可以根据客户颜色需求来具体确定，当镀膜层8厚度不同时，可以显现不同的颜色。

在上述实施方案中，第一胶膜层4、第二胶膜层5、第三胶膜层6和第四胶膜层8这四层结构为胶膜，起粘结作用。其中，第二胶膜层5和第三胶膜层6置于电池芯片2的上下两侧，优选采用poe胶膜，避免其与电池芯片发生反应；而第一胶膜层4和第四胶膜层7可以选eva或poe等，便于实现薄膜太阳能电池移动能源产品一次性层压，优选的，上述柔性薄膜太阳能电池封装结构的层压工艺为165℃，抽真空时间为3～5min，保压时间为15min。

需要说明的是，根据上述实施例的柔性薄膜太阳能电池封装结构还可以包括电极、汇流条以及导线等其他必要组件或结构，并且对应的布置位置和连接关系均可参考现有技术中的柔性薄膜太阳能电池，各未述及结构的连接关系、操作及工作原理对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

本说明书中部分实施例采用递进或并列的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。