一種柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件及其工藝方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及光伏太陽電池領(lǐng)域，公開了一種柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件及其制備方法，將區(qū)域選擇性微量點(diǎn)膠引入到柔性薄膜太陽電池組件的制備中，為柔性薄膜太陽電池組件的制備提供新方法。本發(fā)明專利技術(shù)在柔性薄膜太陽電池有源層制備后，采用激光刻蝕底電極絕緣槽L1，并對L1刻槽進(jìn)行精確定位點(diǎn)膠。在柔性薄膜太陽電池有源層上指定區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)膠，并在制備電池前電極后，在指定點(diǎn)膠區(qū)域刻蝕前電極絕緣槽L3。本發(fā)明專利技術(shù)結(jié)合微量點(diǎn)膠、激光刻蝕、絲網(wǎng)印刷等工藝制備柔性薄膜太陽電池組件，區(qū)域選擇性點(diǎn)膠有效提高了組件L1、L3的加工效果，大幅提升柔性薄膜太陽電池組件的效率和成品率。

Micro dispensing component for flexible thin-film solar cell and process method thereof

The invention relates to the field of photovoltaic solar cell, discloses a flexible thin film solar cell micro dispensing component and a preparation method thereof, the regioselectivity of micro dispensing into component flexible thin film solar cell fabrication, assembly for flexible thin film solar cell prepared to provide a new way. After the active layer of the flexible thin-film solar cell is prepared, the laser is used to etch the bottom electrode insulating groove L1, and the L1 groove is accurately positioned for dispensing. In the flexible film solar cell active layer, the dispensing area is dispensed and the front electrode insulation slot L3 is etched at the designated dispensing area after the battery electrode is prepared. The invention combines micro dispensing, laser etching, screen printing and other preparation component flexible thin film solar cell, selective dispensing can effectively improve the processing effect of component L1 and L3, greatly improve the efficiency of product components and flexible thin film solar cell rate.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件及其工藝方法
本專利技術(shù)屬于光伏太陽電池領(lǐng)域，特別涉及一種柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件及其工藝方法。
技術(shù)介紹
在能源日益短缺與過度使用礦石燃料而造成全球暖化的危機(jī)中，太陽能光伏發(fā)電已成為各國優(yōu)先考慮發(fā)展的潔凈能源。相比于剛性襯底太陽電池，柔性薄膜太陽電池，具有重量輕、高重量比功率、可彎曲、不怕碰撞等優(yōu)點(diǎn)，有應(yīng)用前景廣闊。隨著柔性襯底薄膜電池面積的增大，大面積電池內(nèi)聯(lián)組件工藝與裝備集成對于電池有著至關(guān)重要的作用。目前，玻璃襯底薄膜電池內(nèi)聯(lián)組件中深度選擇性激光刻蝕工藝比較成熟，柔性薄膜太陽電池的深度選擇性激光刻蝕還存在很多技術(shù)難點(diǎn)。柔性薄膜太陽電池膜層非常薄且易卷曲，要分別刻蝕電池的各層材料，而不損傷它下面的膜層，這對各層薄膜厚度的均勻性，刻蝕過程中電池的平整度、激光設(shè)備性能等要求很高。本專利技術(shù)目提供一種柔性薄膜太陽電池微量工藝，將該工藝應(yīng)用到柔性薄膜電池組件制備中，降低柔性薄膜太陽電池激光刻蝕的難度，提高激光刻蝕材料的穩(wěn)定性和可靠性，提高柔性薄膜太陽電池組件的性能。并且，本專利技術(shù)采用的方法適用于柔性薄膜太陽電池連續(xù)加工制造，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于柔性薄膜太陽電池組件制備的微量點(diǎn)膠工藝方法，并將區(qū)域選擇性微量點(diǎn)膠引入到太陽電池組件制備的過程中，提高制備的柔性薄膜太陽電池組件效率和成品率，并可應(yīng)用于連續(xù)生產(chǎn)中，提高組件生產(chǎn)效率。為了達(dá)到上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供了一種柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件，包括柔性襯底，以及在所述柔性襯底向上依次制備的底電極、有源層和前電極；在柔性薄膜太陽電池的功能材料表面指定位置進(jìn)行微量精密點(diǎn)膠，所述的指定位置微量精密點(diǎn)膠被引入到柔性薄膜太陽電池組件的制備中。進(jìn)一步，上述性襯底采用PET或PI等柔性材料；所述的底電極膜層采用鉻、鎳、銀、鋁、氧化鋅等制備的復(fù)合背反射膜；有源層為單結(jié)或多結(jié)NIP非晶硅材料，非晶硅有源層包含N型硅基薄膜、I型硅基薄膜和P型硅基薄膜，N型硅基薄膜為磷摻雜N型硅基薄膜，P型硅基薄膜為硼摻雜P型硅基薄膜；前電極膜層采用透明導(dǎo)電材料。本專利技術(shù)柔性薄膜太陽電池微量精密點(diǎn)膠，包含兩種工藝，其一是指定刻槽內(nèi)的點(diǎn)膠，包含以下步驟：步驟S1，點(diǎn)膠面為上述柔性襯底上依次制備底電極和有源層的材料；步驟S2，在柔性薄膜太陽電池功能材料上進(jìn)行深度選擇性激光刻蝕，刻蝕底電極絕緣；步驟S3，將柔性薄膜材料放置在點(diǎn)膠設(shè)備上，并采用負(fù)壓吸附方式將柔性薄膜材料吸附平整；步驟S4，在激光刻蝕的位置上進(jìn)行精密點(diǎn)膠；步驟S5，根據(jù)膠水的性質(zhì)，對上述點(diǎn)膠后的材料進(jìn)行低溫?zé)峁袒騏V固化。優(yōu)選的，柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠，采用非接觸點(diǎn)膠方式，選用低溫固化或UV固化膠水，膠液粘度在10~10000mpas。點(diǎn)膠頭由獨(dú)立的精密移動(dòng)單元和精密CCD定位單元控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)及線的點(diǎn)膠，點(diǎn)膠定位精度±100um。通過改變點(diǎn)膠頭的直徑、點(diǎn)膠速度、點(diǎn)膠頻率、脈沖電壓、供氣氣壓等，控制點(diǎn)膠的寬度、高度及均勻度，點(diǎn)膠高度小于15um，點(diǎn)膠寬度控制在400um以內(nèi)。所述步驟S2的激光為納秒或皮秒激光，激光波長為1064nm。其二是指柔性薄膜太陽電池功能材料表面的點(diǎn)膠，包含以下步驟：步驟S1，點(diǎn)膠面為上述柔性襯底上依次制備底電極和有源層的材料；步驟S2，將柔性薄膜太陽電池材料放置在點(diǎn)膠設(shè)備上，并采用負(fù)壓吸附方式將柔性薄膜材料吸附平整；步驟S3，在柔性薄膜太陽電池功能材料指定位置進(jìn)行精密點(diǎn)膠；步驟S4，根據(jù)膠水的性質(zhì)，對上述點(diǎn)膠后的材料進(jìn)行低溫?zé)峁袒騏V固化；步驟S5，采用磁控濺射設(shè)備，在上述點(diǎn)膠后的柔性薄膜太陽電池功能材料上制備前電極膜層；步驟S6，采用激光刻蝕設(shè)備，在上述柔性薄膜太陽電池精密點(diǎn)膠的位置進(jìn)行激光刻蝕。優(yōu)選地，所述步驟S3點(diǎn)膠頭由獨(dú)立的精密移動(dòng)單元和精密CCD定位單元控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)及線的點(diǎn)膠，點(diǎn)膠定位精度±100um；通過改變點(diǎn)膠頭的直徑、點(diǎn)膠速度、點(diǎn)膠頻率、脈沖電壓、供氣氣壓等，控制點(diǎn)膠的寬度、高度及均勻度，點(diǎn)膠高度小于15um，點(diǎn)膠寬度控制在400um，所述步驟S6的激光設(shè)備為納秒或皮秒激光，激光波長為532nm。本專利技術(shù)柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件，包含以下步驟：步驟S1，在權(quán)利1所述的柔性絕緣襯底依次制備的底電極、有源層；步驟S2，采用激光刻蝕設(shè)備，在上述薄膜電池功能材料上進(jìn)行深度選擇性激光刻蝕，刻蝕底電極絕緣，形成刻槽L1；步驟S3，指定位置上精密點(diǎn)膠，在上述激光刻蝕的位置上進(jìn)行精密點(diǎn)膠；步驟S4，在上述柔性薄膜太陽電池功能材料表面指定位置進(jìn)行精密步驟；步驟S5，采用磁控濺射設(shè)備，在上述點(diǎn)膠后的柔性薄膜太陽電池功能材料上制備前電極膜層；步驟S6，采用激光刻蝕設(shè)備，在上述柔性薄膜太陽電池精密點(diǎn)膠位置進(jìn)行激光刻蝕，刻蝕前電極絕緣，形成刻槽L3；步驟S7，采用激光刻蝕設(shè)備，在上述柔性薄膜太陽電池上進(jìn)行激光刻蝕，刻蝕前電極和有源層形成刻槽L2；步驟S8，采用絲網(wǎng)印刷設(shè)備，以激光刻槽L2為主柵位置，印刷電池柵線10；優(yōu)選地，柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠，采用非接觸點(diǎn)膠方式，選用低溫固化或UV固化膠水，膠液粘度在10~10000mpas。所述步驟S3、S4點(diǎn)膠頭由獨(dú)立的精密移動(dòng)單元和精密CCD定位單元控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)及線的點(diǎn)膠，點(diǎn)膠定位精度±100um；通過改變點(diǎn)膠頭的直徑、點(diǎn)膠速度、點(diǎn)膠頻率、脈沖電壓、供氣氣壓等，控制點(diǎn)膠的寬度、高度及均勻度，點(diǎn)膠高度小于15um，點(diǎn)膠寬度控制在400um，所述步驟S2的激光為納秒或皮秒激光，激光波長為1064nm。所述步驟S6的激光設(shè)備為納秒或皮秒激光，激光波長為532nm。所述步驟S7的激光為納秒或皮秒激光，激光波長為532nm或1064nm。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)選擇在制備有源層后激光刻蝕L1刻槽，并采用精密點(diǎn)膠對L1刻槽進(jìn)行絕緣填充，絕緣填充阻止前電極制備過程中進(jìn)入L1刻槽與底電極接觸。該工藝可有效避免組件制備中L1刻槽引入的上下電極短路。本專利技術(shù)在制備有源層后在指定位置進(jìn)行點(diǎn)膠，并在制備前電極后的點(diǎn)膠區(qū)域進(jìn)行激光刻蝕L3刻槽，有效提高前電極刻蝕絕緣性，并且不會引入有源層材料性能改變。本專利技術(shù)可有效提高L1刻槽、L3刻槽的加工效果，減少柔性薄膜太陽電池組件制備中因激光刻蝕引入的電池性能損失，大幅度提高電池組件的效率和成品率。該工藝可用于連續(xù)柔性薄膜太陽電池組件制備中，大幅度提升組件的生產(chǎn)效率。本專利技術(shù)可以將單體電池按需要分割成相應(yīng)尺寸的多個(gè)子電池，并進(jìn)行子電池間的電極串聯(lián)。附圖說明圖1柔性薄膜太陽電池功能材料上指定刻蝕區(qū)域點(diǎn)膠工藝過程。其中圖1(a)柔性襯底上制備前電極及有源層材料；圖1（b）薄膜電池功能材料上激光刻蝕；圖1（c）精密點(diǎn)膠填充激光刻槽；圖2精密點(diǎn)膠填充激光刻蝕底電極刻槽的顯微鏡圖。圖3柔性薄膜太陽電池功能材料表面點(diǎn)膠結(jié)構(gòu)圖。其中圖3(a)柔性襯底上制備前電極及有源層材料；圖3（b）薄膜電池功能材料上精密點(diǎn)膠；圖3（c）點(diǎn)膠位置上激光刻蝕前電極；圖4精密點(diǎn)膠及激光刻蝕點(diǎn)膠區(qū)域前電極顯微鏡圖。圖5柔性薄膜太陽電池組件制備過程圖；其中圖5(a)柔性襯底上制備前電極及有源層材料；圖5（b）激光刻蝕底電極絕緣槽L1；圖5（c）指定位置上微量精密點(diǎn)膠；圖5（d）激光刻蝕前電極絕緣槽L3和互聯(lián)槽L2；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件，包括柔性襯底，以及在所述柔性襯底向上依次制備的底電極、有源層和前電極；其特征在于，在柔性薄膜太陽電池的功能材料表面指定位置進(jìn)行微量精密點(diǎn)膠，所述的指定位置微量精密點(diǎn)膠被引入到柔性薄膜太陽電池組件的制備中。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件，包括柔性襯底，以及在所述柔性襯底向上依次制備的底電極、有源層和前電極；其特征在于，在柔性薄膜太陽電池的功能材料表面指定位置進(jìn)行微量精密點(diǎn)膠，所述的指定位置微量精密點(diǎn)膠被引入到柔性薄膜太陽電池組件的制備中。2.如權(quán)利要求1所述的柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件，其特征在于，所述柔性襯底采用PET或PI柔性材料；所述底電極的膜層采用鉻、鎳、銀、鋁、氧化鋅制備的復(fù)合背反射膜；所述有源層為單結(jié)或多結(jié)NIP非晶硅材料，非晶硅有源層包含N型硅基薄膜、I型硅基薄膜和P型硅基薄膜，所述N型硅基薄膜為磷摻雜N型硅基薄膜，P型硅基薄膜為硼摻雜P型硅基薄膜；所述前電極的膜層采用透明導(dǎo)電材料。3.權(quán)利要求1或2所述的柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件的點(diǎn)膠工藝方法，其特征在于，包含以下步驟：步驟S1，點(diǎn)膠面為上述柔性襯底上依次制備底電極和有源層的材料；步驟S2，在柔性薄膜太陽電池功能材料上進(jìn)行深度選擇性激光刻蝕，刻蝕底電極絕緣；步驟S3，將柔性薄膜材料放置在點(diǎn)膠設(shè)備上，并采用負(fù)壓吸附方式將柔性薄膜材料吸附平整；步驟S4，在激光刻蝕的位置上進(jìn)行精密點(diǎn)膠；步驟S5，根據(jù)膠水的性質(zhì)，對上述點(diǎn)膠后的材料進(jìn)行低溫?zé)峁袒騏V固化。4.權(quán)利要求3所述的柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件的工藝方法，其特征在于，所述步驟S4精密點(diǎn)膠采用非接觸點(diǎn)膠方式，選用低溫固化或UV固化膠水，膠液粘度在10~10000mpas。5.權(quán)利要求3所述的柔性薄膜太陽電池微量點(diǎn)膠組件的工藝方法，其特征在于，所述步驟S4點(diǎn)膠頭由獨(dú)立的精密移動(dòng)單元和精密CCD定位單元控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)及線的點(diǎn)膠，點(diǎn)膠...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬寧華，陳亮，周麗華，王小順，唐道遠(yuǎn)，周文燦，楊君坤，蔣帥，陳臻純，
申請(專利權(quán))人：上?？臻g電源研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31