柔性太阳能电池的制备方法及柔性太阳能电池与流程

1.本发明涉及太阳能发电领域，特别涉及柔性太阳能电池的制备方法及柔性太阳能电池。


背景技术：

2.在现有技术中，柔性太阳能电池主要通过将树脂包封的无定形硅作为主要光电元件平铺在柔性底板，以获得柔性。虽然这种结构的柔性太阳能电池便于携带，但是其光电转换效率不高。现有的晶硅太阳能电池具有较高的光电转换效率，但是其表面均具有钢化玻璃层作为外膜进行保护，使得其不具有柔性，即不可折叠。若去除晶硅太阳能电池的外膜，而将其中的电池晶体应用于柔性太阳能电池中，虽然柔性太阳能电池可具有柔性，但是由于电池晶体具有脆性，即在多次的折叠过程中，电池晶体容易受损破坏，使其丧失转换功能，并且由于电池晶体缺少外膜的保护，使得其容易受到外部压力作用而被破坏。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：解决传统柔性太阳能电池光电转换率低的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供柔性太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
5.s1、在刚性的电池晶片的背面印刷导电材料，获得电池原件；
6.s2、将所述电池原件进行切割，获得多个电池单元；
7.s3、将多个所述电池单元呈阵列式排布，并通过导线与所述导电材料连接，以使多个所述电池单元相互导通，获得柔性太阳能电池。
8.其中，s3为：
9.将多个所述电池单元呈阵列式排布，并通过导线与所述导电材料连接，以使多个所述电池单元相互导通，在由多个相互导通的电池单元所组成的电池组的正面和背面均设置柔性保护层，获得柔性太阳能电池。
10.其中，在s3中，所述导线内嵌于所述柔性保护层的表面。
11.其中，所述导线与所述电池单元相焊接。
12.其中，在s3中，还包括在两个所述柔性保护层之间填充导电胶的步骤。
13.其中，两个所述柔性保护层的材料相同或不同，至少位于所述电池组的背面的柔性保护层为透明材质。
14.其中，在s1中，还包括在所述电池晶片的正面贴合透明玻璃片的步骤。
15.进一步提供柔性太阳能电池，通过上述柔性太阳能电池的制备方法制备得到。
16.更进一步提供柔性太阳能电池，包括由多个相互导通的所述电池单元所组成的电池组，以及分别设置在所述电池组正面和背面的柔性保护层；
17.多个所述电池单元由刚性的电池晶片切割而成；
18.所述电池单元的背面印刷有导电材料；
19.多个所述电池单元通过导线与所述导电材料相连接以实现多个所述电池单元相互导通。
20.其中，所述电池单元的正面贴合有透明玻璃片。
21.本发明的有益效果在于：在刚性电池晶片的背面印刷导电材料，以通过导电材料作为电极将电池晶片内部的电流导出，并通过导电材料与导线相连，以实现电池单元之间的相互导通和连接，从而使太阳能电池具有刚性太阳能电池所具有的高光电转换效率的同时，还具有柔性。
附图说明
22.图1所示为本发明在具体实施方式中电池原件的俯视图；
23.图2所示为本发明在实施例1和3中柔性太阳能电池的结构示意图；
24.图3所示为本发明在实施例2中柔性太阳能电池的结构示意图。
25.标号说明：1、pet膜；2、导线；3、导电材料；4、电池基片；5、钢化玻璃片；6、不锈钢；7、电池晶片。
具体实施方式
26.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
27.柔性太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
28.s1、在刚性的电池晶片的背面印刷导电材料，获得电池原件；
29.s2、将所述电池原件进行切割，获得多个电池单元；
30.s3、将多个所述电池单元呈阵列式排布，并通过导线与所述导电材料连接，以使多个所述电池单元相互导通，获得柔性太阳能电池。
31.其中，所述电池晶片为硅晶太阳能电池。
32.可选的，所述导线为铜箔。
33.具体而言，参见图1所示，电池晶片7的背面为受光面，在电池晶片7的背面印刷导电材料3，优选为将导电材料3印刷为间隔的虚线状，以通过该虚线状为后续激光切割电池原件作为标识参考，同时避免过多的导电材料3降低电池晶片7背面受光面积。其中，电池晶片7以导电材料3为标识进行激光切割获得多个矩形的电池基片4，所述导线材料3刚好位于电池基片3背面的两个短边上。
34.优选的，所述导电材料为银浆，以通过银浆作为电池单元的电极与导线连接，从而降低导线与电池单元之间的接触电阻。
35.其中，多个所述电池单元相互导通，具体指呈阵列式排列中的任一一个电池单元，其通过导线和导电材料可实现其与其横向相邻和竖向相邻的全部电池单元相串联。以通过该连接方式可实现即使柔性太阳能电池中部分的电池单元损坏，柔性太阳能电池依然可以正常使用。
36.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在刚性电池晶片的背面印刷导电材料，以通过导电材料作为电极将电池晶片内部的电流导出，并通过导电材料与导线相连，以实现电池单元之间的相互导通和连接，从而使太阳能电池具有刚性太阳能电池所具有的高光
电转换效率的同时，还具有柔性。
37.优选的，s3为：
38.将多个所述电池单元呈阵列式排布，并通过导线与所述导电材料连接，以使多个所述电池单元相互导通，在由多个相互导通的电池单元所组成的电池组的正面和背面均设置柔性保护层，获得柔性太阳能电池。
39.从上述描述可知，分别在电池组的正面和背面包覆柔性保护层，以通过柔性保护层对柔性太阳能电池进行保护，即为柔性太阳能电池提供防水、防尘等效果；同时通过柔性保护层与电池单元相互连接，以实现对电池单位位置的固定。
40.在一种实施方式中，在s3中，所述导线内嵌于所述柔性保护层的表面。
41.具体而言，导线与柔性保护层是被预制的，导线被嵌在柔性保护层的表面，此时当电池单元的背面的导电材料与导线相接触时，可实现多个电池单元之间的相互导通。
42.在另一种实施方式中，所述导线与所述电池单元相焊接。
43.具体而言，在s3中，所述导线先被焊接在电池单元上，然后再将电池单元固定在柔性保护层上。
44.优选的，所述焊接为回流焊。
45.在一种替代性实施方式中，在s3中，还包括在两个所述柔性保护层之间填充导电胶的步骤。
46.具体而言，首先将导线与电池单元上的导电材料相接触，然后将导线和电池单元直接放在柔性保护层上，最后在两个柔性保护层之间填充导电胶，以实现对导线与电池单元位置的固定。
47.需要说明的是，在前两种实施方式中，均可包括在两个柔性保护层之间填充导电胶的步骤，以进一步固定导线及电池单元的位置。
48.进一步的，两个所述柔性保护层的材料相同或不同，至少位于所述电池组的背面的柔性保护层为透明材质。
49.具体而言，当选用导线被预固定在柔性保护层上的实施方式时，该柔性保护层即为位于电池组背面的柔性保护层，其材质可选用适用于太阳能电池的任意一种透明的柔性材料；在位于电池组正面的柔性保护层，该柔性保护层可选用适用于太阳能电池的任意一种柔性材料，该柔性材料可以为透明的，也可以为不透明的。
50.当选用导线焊接在电池单元的实施方式，或填充导电胶的实施方式时，由于此时电池组的两侧都是悬空的，需要在其两侧均包覆柔性保护层，其中，两个柔性保护层的材质可以相同或不同，即均可选用适用于太阳能电池的任意一种柔性材料，并至少保证位于电池组背面的柔性保护层是透明的。
51.需要说明的是，所述适用于太阳能电池的柔性材料包括但不限于不锈钢、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜或聚酰亚铵中的一种或多种的组合。
52.优选的，位于所述电池单元的背面的柔性保护层为pet膜。
53.从上述描述可知，通过选用pet膜作为柔性保护层，可有效提高柔性保护层的透光性和气密性。
54.进一步的，在s1中，还包括在所述电池晶片的正面贴合透明玻璃片的步骤。
55.具体而言，在s1中，即在对电池原片进行切割之前，通过在电池晶片的正面贴合透明玻璃片，优选为粘合的方式进行贴合，以及透明玻璃片的材质选用钢化透明玻璃，可有效提高电池原件的结构强度，以避免电池原件在激光切割过程中，由于电池晶片发生脆裂。同时，通过使用透明玻璃片可有效提高电池单元的结构强度，有效避免电池单元在使用过程中，由于受到外部压力作用而发生脆裂的情况。
56.柔性太阳能电池，由上述柔性太阳能电池的制备方法制备得到。
57.从上述描述可知，通过上述制备方法制备得到的柔性太阳能电池具有较高的光电转换效率的同时，也具有柔性；并且其柔性可通过不断缩小电池单元的尺寸以提高。
58.进一步的，所述柔性太阳能电池包括由多个相互导通的所述电池单元所组成的电池组，以及分别设置在所述电池组正面和背面的柔性保护层；
59.多个所述电池单元由刚性的电池晶片切割而成；
60.所述电池单元的背面印刷有导电材料；
61.多个所述电池单元通过导线与所述导电材料相连接以实现多个所述电池单元相互导通。
62.其中，多个所述电池单元通过导线与银浆采用回流焊或非焊接的方式接触以实现多个电池单元的相互导通。具体而言，所述非焊接方式包括将导线预埋于位于电池组背面的柔性保护层表面，通过将电池单元的银浆与导线直接接触，以实现导线与电池单元的相互导通；以及将导线与电池单元的银浆直接接触，然后通过在两个柔性保护层之间填充导电胶以固定导线与电池单位的位置，即通过导电胶保持导线与电池单元的银浆始终保持导通的状态。
63.进一步的，所述电池单元的正面贴合有透明玻璃片。
64.从上述描述可知，通过在所述电池单元的正面贴合透明玻璃片以提高电池单元的结构强度，避免电池单元在折叠或受外力作用时发生脆裂。
65.实施例1
66.参见图2所示，柔性太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
67.s1、将刚性的电池晶片(硅晶太阳能电池)的正面与透明钢化玻璃片5的一面相贴合，在电池晶片的背面呈虚线状印刷银浆，获得电池原件；
68.s2、将所述电池原件进行激光切割，获得多个形状为矩形且两个短边上均印刷有银浆的电池单元；
69.s3、将多个所述电池单元呈阵列式排布，将导线2采用回流焊的方式焊接在电池单元表面的银浆上，以使多个电池单元相互导通；
70.s4、在由多个相互导通的电池单元所组成的电池组的正面(透明钢化玻璃的另一面)和背面包覆pet膜1，以及在两个pet膜1之间填充导电胶，获得柔性太阳能电池。
71.柔性太阳能电池，由上述柔性太阳能电池的制备方法制备得到。
72.实施例2
73.参见图3所示，柔性太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
74.s1、将刚性的电池晶片(硅晶太阳能电池)的正面与透明钢化玻璃片5的一面相贴合，在电池晶片的背面呈虚线状印刷银浆，获得电池原件；
75.s2、将所述电池原件进行激光切割，获得多个形状为矩形且两个短边上均印刷有
银浆的电池单元；
76.s3、将多个所述电池单元呈阵列式排布，然后将电池单元放置于已内嵌在pet膜1表面的导线2上，以使多个电池单元相互导通；
77.s4、将由多个相互导通的电池单元所组成的电池组的正面(透明钢化玻璃的另一面)粘合在不锈钢6上，以及在pet膜1和不锈钢6之间填充导电胶，获得柔性太阳能电池。
78.柔性太阳能电池，由上述柔性太阳能电池的制备方法制备得到。
79.实施例3
80.参见图2所示，柔性太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
81.s1、将刚性的电池晶片(硅晶太阳能电池)的正面与透明钢化玻璃片5的一面相贴合，在电池晶片的背面呈虚线状印刷银浆，获得电池原件；
82.s2、将所述电池原件进行激光切割，获得多个形状为矩形且两个短边上均印刷有银浆的电池单元；
83.s3、将多个所述电池单元呈阵列式排布，将导线2与电池单元表面的银浆相接触，以使多个电池单元相互导通；
84.s4、在由多个相互导通的电池单元所组成的电池组的正面(透明钢化玻璃的另一面)和背面包覆pet膜1，以及在两个pet膜1之间填充导电胶，获得柔性太阳能电池。
85.柔性太阳能电池，由上述柔性太阳能电池的制备方法制备得到。
86.综上所述，本发明提供的柔性太阳能电池的制备方法，以及通过该制备方法所制备得到的柔性太阳能电池，通过在刚性的电池晶片正面贴合透明玻璃片，以通过透明玻璃片对电池晶片进行保护；同时在电池晶片的背面印刷导电材料，以通过导电材料作为电极将电池晶片内部的电流导出，并通过导电材料与导线相连，以实现电池单元之间的相互导通和连接，从而使太阳能电池具有较高的光电转换效率的同时，具有柔性；选用导电材料为银浆，以通过银浆作为电池单元的电极与导线连接，从而降低导线与电池单元之间的接触电阻；通过选用pet膜作为柔性保护层，可有效提高柔性保护层的透光性和气密性；在两个柔性保护层之间填充以形成导电胶层，以通过导电胶层固定导线及电池单元的位置，以及通过导电胶层填充在两个柔性保护层之间，以避免电池单元在多次折叠过程中发生损坏。
87.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。