一种柔性CIGS太阳电池组件及其制作方法与流程

本发明属于光伏电池，特别是涉及一种柔性cigs太阳电池组件及其制作方法。

背景技术：

1、近些年来，随着世界对能源需求的不断提高和严重的环境污染问题，光伏发电技术因其独特的优势越来越受到大家的重视。铜铟镓硒(cigs)是一种直接带隙的p型半导体材料，其吸收系数高达105/cm，2um厚的铜铟镓硒薄膜就可吸收90％以上的太阳光。cigs薄膜的带隙从1.04ev到1.67ev范围内连续可调，可实现与太阳光谱的最佳匹配。

2、铜铟镓硒薄膜太阳电池作为新一代的薄膜电池具有成本低、性能稳定、抗辐射能力强、弱光也能发电等优点，被国际上称为下一时代最有前途的廉价太阳电池之一，有可能成为未来光伏电池的主流产品之一。

3、cigs太阳电池在bipv领域有巨大的市场空间，可用于替代lowe玻璃幕墙，目前cigs发电玻璃组件采用定尺寸工艺在刚性玻璃上镀膜，组件上存在一定比例的不发电“死区”，组件的形状以及组件的面积难于根据具体应用场合来改变，从而影响其应用的范围。

4、因此，提供一种新的柔性cigs太阳电池组件及其制作方法是本领域技术人员需要解决的课题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种柔性cigs太阳电池组件及其制作方法，用于解决现有技术中单体太阳电池的形状以及组件的面积难于根据具体应用场合来改变的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种大面积cdte太阳电池组件的制作方法，所述制作方法至少包括：

3、1)提供一个透明柔性衬底，在所述透明柔性衬底表面形成mo电极或cu电极；

4、2)通过卷对卷的蚀刻工艺将所述mo电极或cu电极刻蚀形成多个单元的底电极线路，每个单元的所述底电极线路包括边缘主栅线和与所述主栅线电气连接的内部细栅线；

5、3)在所述透明柔性衬底中形成暴露所述主栅线的多个通孔，并在所述通孔中沉积导电材料形成背面电极；

6、4)在所述透明柔性衬底表面依次沉积覆盖所述底电极线路的铜铟镓硒层光吸收层、缓冲层以及前电极层；

7、5)在所述前电极层表面印刷顶电极栅线，形成整卷cigs太阳电池；

8、6)采用模切方式对所述整卷cigs太阳电池按照单元切割成多个分离的cigs太阳电池单元；

9、7)采用导电胶将每个所述cigs太阳电池单元中的所述背面电极与下一个相邻cigs太阳电池单元中的所述顶电极栅线粘接固定，从而形成串联的所述柔性cigs太阳电池组件。

10、可选地，所述透明柔性衬底为聚酰亚胺衬底。

11、可选地，所述mo电极通过连续磁控溅射形成，所述cu电极通过贴覆或连续磁控溅射形成。

12、可选地，所述铜铟镓硒光吸收层的形成方法包括磁控溅射铜铟镓后进行硒化的方法或共蒸法中的一种，厚度介于2μm～3μm之间。

13、可选地，所述缓冲层包括硫化镉、硫化锌、硫化铟中的一种，形成方法为气相沉积法或者化学浴沉积法，厚度介于50nm～500nm之间。

14、可选地，所述前电极层的材料包括azo、ito、iwo中的一种，采用连续磁控溅射的方法形成，厚度介于50nm～500nm之间。

15、可选地，所述顶电极栅线为丝网印刷低温固化浆料的方式形成，所述低温固化导电浆料为导电银浆、导电铜浆、导电镍浆、导电银包铜浆、导电银包镍浆、导电金浆料中的一种。

16、可选地，步骤6)中，通过粘接固定的所述cigs太阳电池单元形成交叠结构，重叠的总面积小于所述cigs太阳电池组件总面积的2％。

17、可选地，所述导电胶为无溶剂型热固化导电胶，固化后电阻率小于10-3ωcm。

18、本发明还提供一种利用上述任意一项所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法所制作的柔性cigs太阳电池组件。

19、如上所述，本发明的柔性cigs太阳电池组件及其制作方法，具有以下有益效果：

20、1)本发明采用卷对卷的镀膜工艺和蚀刻工艺，在衬底上形成底电极线路，卷对卷技术可以连续生产，极大地提升电池的生产效率，降低生产成本。

21、2)本发明的衬底为轻质透明柔性衬底，可以采用裁剪叠拼的方式形成柔性组件，另外，其单体电池的形状大小可以通过刻蚀底电极线路来设计，整个组件面积形状的设计灵活性更高、无死区且裁剪方便，适用于各种场合的应用。组件可以双面受光，充分发挥弱光性好的优势，提升发电效率。

技术特征：

1.一种柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括：

2.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述透明柔性衬底为聚酰亚胺衬底。

3.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述mo电极通过连续磁控溅射形成，所述cu电极通过贴覆或连续磁控溅射形成。

4.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述铜铟镓硒光吸收层的形成方法包括磁控溅射铜铟镓后进行硒化的方法或共蒸法中的一种，厚度介于2μm～3μm之间。

5.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述缓冲层包括硫化镉、硫化锌、硫化铟中的一种，形成方法为气相沉积法或者化学浴沉积法，厚度介于50nm～500nm之间。

6.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述前电极层的材料包括azo、ito、iwo中的一种，采用连续磁控溅射的方法形成，厚度介于50nm～500nm之间。

7.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述顶电极栅线为丝网印刷低温固化浆料的方式形成，所述低温固化导电浆料为导电银浆、导电铜浆、导电镍浆、导电银包铜浆、导电银包镍浆、导电金浆料中的一种。

8.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：步骤6)中，通过粘接固定的所述cigs太阳电池单元形成交叠结构，重叠的总面积小于所述cigs太阳电池组件总面积的2％。

9.根据权利要求1所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述导电胶为无溶剂型热固化导电胶，固化后电阻率小于10-3ωcm。

10.一种利用权利要求1～9任意一项所述的柔性cigs太阳电池组件的制作方法所制作的柔性cigs太阳电池组件。

技术总结
本发明提供一种柔性CIGS太阳电池组件及其制作方法，包括：提供透明柔性衬底，形成Mo电极或Cu电极；通过卷对卷的蚀刻工艺将Mo或Cu电极刻蚀成多个单元的底电极线路，每个单元的底电极线路包括边缘主栅线和内部细栅线；形成多个通孔，在通孔中沉积导电材料形成背面电极；沉积透明铜铟镓硒层光吸收层、缓冲层以及前电极层；印刷顶电极栅线；切割成多个分离的CIGS太阳电池单元；采用导电胶粘接形成串联的CIGS太阳电池组件。本发明的Mo或Cu电极和底电极线路工艺过程适合卷对卷方式连续生产，再采用裁剪叠拼的方式形成柔性组件，组件的形状大小可以通过蚀刻线路设计，组件面积形状设计灵活性高，可实现零“死区”。

技术研发人员：彭寿,汪元元,顾娜,殷新建,吴一民,陈瑛,盖琳琳
受保护的技术使用者：中国建材国际工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11