透光型双面碲化镉发电玻璃及其制备方法与流程

本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种透光型双面碲化镉发电玻璃及其制备方法。

背景技术：

太阳能电池组件是采用光伏技术直接将光能转换为电能的一种器件，其中碲化镉薄膜太阳能电池被广泛认为是结构简单，生产成本相对低廉，商业化进展最快的高效廉价的薄膜电池。随着薄膜太阳能电池的发展，由于其外观的美观性，应用场景也越来越多元化，主要的有除光伏电站外，如光伏大棚、光伏农业以及光伏建筑一体化等，既需要电池提高效率的同时，能够应用不同的场景。目前现有的薄膜太阳能电池多为单面的，主要应用就是地面电站，如果和农业建筑结合，就需要做成透光的，但透光之后发电效率会降低，透光率越大，效率降低越大，这对于广泛的应用存在壁垒。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种透光型双面碲化镉发电玻璃及其制备方法，实现双面发电又可透光，透光率高，提高发电效率，降低生产成本。

为解决以上技术问题，本申请提供的技术方案是一种透光型双面碲化镉发电玻璃，由上至下依次包括：太阳能电池芯片i、封装胶膜和太阳能电池芯片ii，所述太阳能电池芯片i和太阳能电池芯片ii由上之下均依次包括：玻璃基底层、透明导电膜层、窗口层、碲化镉吸收层、背电极层，太阳能电池芯片i还包括多条平行的激光刻蚀槽i，所述激光刻蚀槽i穿透所述太阳能电池芯片i的窗口层、碲化镉吸收层、背电极层；太阳能电池芯片ii还包括多条平行的激光刻蚀槽ii，所述激光刻蚀槽ii穿透所述太阳能电池芯片ii的窗口层、碲化镉吸收层、背电极层；所述激光刻蚀槽ii垂直所述激光刻蚀槽i。

优选的，所述封装胶膜选自eva胶膜、poe胶膜和pvb胶膜中的任意一种。

优选的，所述透明导电膜层为tco膜，所述窗口层为硫化镉窗口层。

优选的，所述背电极层材料为钼。

优选的，所述透明导电膜层厚度为300～400nm，所述窗口层厚度为50～120nm，所述碲化镉吸收层厚度为2～4um，所述背电极层厚度为150～250nm。

优选的，所述激光刻蚀槽i和所述激光刻蚀槽ii为直线形。

优选的，激光刻蚀槽i和所述激光刻蚀槽ii的宽度为70μm。

本发明还提供了一种透光型双面碲化镉发电玻璃的制备方法，包括：

(1)玻璃基底层表面依次生长透明导电膜层、窗口层、碲化镉吸收层、背电极层，并采用激光刻线完成串联，得到太阳能电池单元；

(2)所述太阳能电池单元激光刻蚀形成多条平行激光刻线的激光刻蚀槽i，得到太阳能电池芯片i；所述太阳能电池单元激光刻蚀形成多条垂直激光刻线的的激光刻蚀槽ii，得到太阳能电池芯片ii；

(3)采用封装胶膜封装所述太阳能电池芯片i和所述太阳能电池芯片ii。

优选的，采用lpcvd法生长所述透明导电膜层，采用近空间升华法生长所述窗口层和所述碲化镉吸收层，采用直流磁控溅射镀膜生长所述背电极层。

优选的，所述采用直流磁控溅射镀膜生长所述背电极层过程从采用150mm的圆形靶材，在氩气与氮气混合气氛下镀膜，混合气体的总压为0.8pa，氩气流量为20sccm，功率为1000w，电流为2.2a，沉积速率为1.60nm/s。

优选的，氩气纯度99.99％，氮气纯度99.95％。

优选的，所述步骤(1)具体包括：

a、在玻璃衬底上依次生长透明导电氧化膜层、窗口层、碲化镉吸收层后，进行激光p1刻划，通过激光刻蚀透明导电氧化膜层、窗口层、碲化镉吸收层，然后在p1刻划的刻线槽内填充负性光刻胶；

b、光刻胶工艺完成后，进行p2刻划，通过激光刻蚀透明导电氧化膜层、窗口层、碲化镉吸收层，p2刻划具体为：以p1刻划的刻线为基础线，在离基础线50-100μm的距离刻蚀p2激光刻线；

c、p2刻划完成后，在光吸收层上生长背电极层，然后进行p3刻划，通过激光刻蚀背电极层和光吸收层膜厚的一半，p3刻划具体为：以p2刻划的刻线为基础线，在离基础线50-100μm的距离刻蚀p3激光刻线，得到太阳能电池单元。

优选的，p1刻划的刻线、p2刻划的刻线和p3刻划的刻线平行。

优选的，步骤(2)具体包括：所述太阳能电池单元采用532nm的激光激光刻蚀形成多条平行激光刻线的激光刻蚀槽i，得到太阳能电池芯片i；所述太阳能电池单元采用1064nm的激光激光刻蚀形成多条垂直激光刻线的的激光刻蚀槽ii，得到太阳能电池芯片ii。

优选的，步骤(3)具体包括：采用封装胶膜封装所述太阳能电池芯片i和所述太阳能电池芯片ii；所述组件由上至下依次包括：所述太阳能电池芯片i、封装胶膜和所述太阳能电池芯片ii；所述激光刻蚀槽ii垂直所述激光刻蚀槽i。

优选的，所述制备方法还包括：组件两侧设置接线盒。

上述透光型双面碲化镉发电玻璃为透光型双面发电的碲化镉太阳能电池组件。

本申请与现有技术相比，其详细说明如下：

一种透光型双面碲化镉发电玻璃，由上至下依次包括：太阳能电池芯片i、封装胶膜和太阳能电池芯片ii，太阳能电池芯片i还包括多条平行的激光刻蚀槽i，激光刻蚀槽i穿透太阳能电池芯片i的窗口层、碲化镉吸收层、背电极层；太阳能电池芯片ii还包括多条平行的激光刻蚀槽ii，激光刻蚀槽ii穿透太阳能电池芯片ii的窗口层、碲化镉吸收层、背电极层；激光刻蚀槽ii垂直激光刻蚀槽i，激光刻蚀槽ii和激光刻蚀槽i交错部分形成透光区，实现双面发电又可透光，透光率高，提高发电效率，降低生产成本。即克服了采用减反膜涂覆提高效率和太阳能利用率，存在的成本高，使用寿命短的问题，又克服了单面透光会大幅度降低效率，从而增加发电成本的问题。

本发明透光型双面碲化镉发电玻璃制备过程玻璃基底层表面依次生长透明导电膜层、窗口层、碲化镉吸收层、背电极层，并采用激光刻线完成串联，得到太阳能电池单元；太阳能电池单元采用532nm的激光激光刻蚀形成多条平行激光刻线的激光刻蚀槽i，得到太阳能电池芯片i；太阳能电池单元采用1064nm的激光激光刻蚀形成多条垂直激光刻线的的激光刻蚀槽ii，得到太阳能电池芯片ii；采用封装胶膜封装太阳能电池芯片i和太阳能电池芯片ii；组件由上至下依次包括：太阳能电池芯片i、封装胶膜和太阳能电池芯片ii；激光刻蚀槽ii垂直激光刻蚀槽i，激光刻蚀槽ii和激光刻蚀槽i交错部分形成透光区，制备简单，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明透光型双面碲化镉发电玻璃示意图；

图2为本实用实施例1透光型双面碲化镉发电玻璃制备方法步骤(3)示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种透光型双面碲化镉发电玻璃，由上至下依次包括：太阳能电池芯片i、封装胶膜和太阳能电池芯片ii，所述太阳能电池芯片i和太阳能电池芯片ii由上之下均依次包括：玻璃基底层、透明导电膜层、窗口层、碲化镉吸收层、背电极层，太阳能电池芯片i还包括多条平行的激光刻蚀槽i，所述激光刻蚀槽i穿透所述太阳能电池芯片i的窗口层、碲化镉吸收层、背电极层；太阳能电池芯片ii还包括多条平行的激光刻蚀槽ii，所述激光刻蚀槽ii穿透所述太阳能电池芯片ii的窗口层、碲化镉吸收层、背电极层；所述激光刻蚀槽ii垂直所述激光刻蚀槽i。

所述封装胶膜为eva胶膜，所述透明导电膜层为tco膜，所述窗口层为硫化镉窗口层，所述背电极层材料为钼。

所述透明导电膜层厚度为300～400nm，所述窗口层厚度为50～120nm，所述碲化镉吸收层厚度为2～4um，所述背电极层厚度为150～250nm。

所述激光刻蚀槽i和所述激光刻蚀槽ii为直线形，激光刻蚀槽i和所述激光刻蚀槽ii的宽度为70μm。

所述透光型双面碲化镉发电玻璃为透光型双面发电的碲化镉太阳能电池组件。

上述透光型双面碲化镉发电玻璃的制备方法，包括：

(1)玻璃基底层表面依次生长透明导电膜层、窗口层、碲化镉吸收层、背电极层，并采用激光刻线完成串联，得到太阳能电池单元；

(2)所述太阳能电池单元采用532nm的激光激光刻蚀形成多条平行激光刻线的激光刻蚀槽i，各条激光刻蚀槽i间距为5.4mm，得到太阳能电池芯片i；所述太阳能电池单元采用1064nm的激光激光刻蚀形成多条垂直激光刻线的的激光刻蚀槽ii，各条激光刻蚀槽ii间距为5.4mm，得到太阳能电池芯片ii；

(3)如图2采用封装胶膜封装所述太阳能电池芯片i和所述太阳能电池芯片ii；所述组件由上至下依次包括：所述太阳能电池芯片i、封装胶膜和所述太阳能电池芯片ii；所述激光刻蚀槽ii垂直所述激光刻蚀槽i，所述激光刻蚀槽ii和所述激光刻蚀槽i交错部分形成透光区；

(4)组件两侧设置接线盒；

其中，所述步骤(1)具体包括：

a、在玻璃衬底上依次采用lpcvd法生长透明导电氧化膜层、采用近空间升华法生长窗口层、采用近空间升华法生长碲化镉吸收层后，进行激光p1刻划，通过激光刻蚀透明导电氧化膜层、窗口层、碲化镉吸收层，然后在p1刻划的刻线槽内填充负性光刻胶；

b、光刻胶工艺完成后，进行p2刻划，通过激光刻蚀透明导电氧化膜层、窗口层、碲化镉吸收层，p2刻划具体为：以p1刻划的刻线为基础线，在离基础线50-100μm的距离刻蚀p2激光刻线；

c、p2刻划完成后，在光吸收层上采用直流磁控溅射镀膜生长背电极层，然后进行p3刻划，通过激光刻蚀背电极层和光吸收层膜厚的一半，p3刻划具体为：以p2刻划的刻线为基础线，在离基础线50-100μm的距离刻蚀p3激光刻线；所述采用直流磁控溅射镀膜生长所述背电极层过程从采用150mm的圆形靶材，在氩气与氮气混合气氛下镀膜，混合气体的总压为0.8pa，氩气流量为20sccm，功率为1000w，电流为2.2a，沉积速率为1.60nm/s；氩气纯度99.99％，氮气纯度99.95％；

p1刻划的刻线、p2刻划的刻线和p3刻划的刻线平行；所述p1刻划的激光采用波长为355nm或1064nm的激光，所述p2刻划的激光采用波长为532nm的激光，所述p3刻划的激光采用波长为532nm的激光。

上述透光型双面碲化镉发电玻璃进行性能检测，结果为：

在室温(15～25℃)环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为100mw/cm²，有效光照面积为2m²，正面进光(靠近太阳能电池芯片i侧)，透光率为20％，光电转换效率为13％，开路电压为175v，短路电流密度为19.2ma/cm²，填充因子为75％。

在室温(15～25℃)环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为100mw/cm²，有效光照面积为2m²，背面进光(靠近太阳能电池芯片ii侧)，透光率为20％，光电转换效率为13％。

实施例2

本实施例和实施例1的区别仅在于：所述封装胶膜为poe胶膜。

实施例3

本实施例和实施例1的区别仅在于：所述封装胶膜为pvb胶膜。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。