柔性光电器件组件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性光电器件组件及其制备方法。所述组件包括多个光电器件单元，其中一个光电器件单元包括底电极、功能层和顶电极，该底电极包括透光绝缘基底、设置于该基底两侧面的第一、第二、第三电极，该第一电极为透明电极，该第二、第一电极电性接触，该第二、第三电极通过导电通道电连接，该导电通道沿厚度方向贯穿透该基底；其中一个光电器件单元内的第三电极与另一光电器件单元内的顶电极或第一电极电连接，从而使该两个光电器件单元串联或并联设置。本发明专利技术可以大幅简化大面积柔性光电器件组件的制造工艺，降低成本，并提高其有效面积的利用率及保障其光电转换效率，例如可以实现高效率大面积组件太阳能电池制备。以实现高效率大面积组件太阳能电池制备。以实现高效率大面积组件太阳能电池制备。

【技术实现步骤摘要】
柔性光电器件组件及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种光电器件，具体涉及一种柔性光电器件组件及其制作方法。

技术介绍

[0002]柔性光电器件，例如有机太阳能电池由于其轻柔、半透明、可廉价大面积印刷制备等优点，受到人们的广泛关注。近年来，随着科学家的不懈努力，基于刚性、柔性的有机太阳能电池光电转换效率分别达到了18％、14％，基本达到商业化要求。但要真正实现有机太阳能电池的商业化应用，需要实现其大面积组件制备，同时保证更少地牺牲其光电转换效率。
[0003]以柔性有机太阳能电池为例，由于透明基底电极(如ITO、银纳米线等)导电性较差，因此当增大柔性有机太阳能电池面积时，势必会增大电池的面电阻，而各种串并联结构设计不仅会增加器件串联电阻，还会减小电池组件有效面积，最终导致大组件的有机太阳能电池性能大幅衰减。目前报道的刚性有机太阳能组件(200cm2)效率最高为11.7％，而柔性大面积组件电池效率更低。
[0004]另一方面，目前柔性光电器件大面积组件主要是通过卷对卷印刷大面积电池结合基底电极电路设计串并联结构实现，其缺点包括：一、基底上各种复杂电路的设计会加大制备难度和成本；二、基底较长的电路会增大串联电阻，降低电池光电转换效率；三、各种复杂的线路连接的串并联结构设计会牺牲很大的器件有效面积，造成浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种柔性光电器件组件及其制作方法，以克服现有技术中的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0007]本专利技术实施例提供了一种柔性光电器件组件，其包括至少两个光电器件单元，其中一个光电器件单元包括沿设定方向依次设置的底电极、功能层和顶电极，所述底电极包括透光绝缘基底、设置于透光绝缘基底第一面的第一电极和第二电极、设置于透光绝缘基底第二面的第三电极，所述第一面与第二面相背对设置，所述第一电极为透明电极，所述第二电极与第一电极电性接触，所述第二电极与第三电极通过导电通道电连接，所述导电通道包括沿厚度方向贯穿透光绝缘基底的通孔以及设置于所述通孔内的导电体，并且，其中一个光电器件单元内的第三电极与另一光电器件单元内的顶电极或第一电极电连接，从而使该两个光电器件单元串联或并联。
[0008]在一些实施方式中，所述第二电极和/或第三电极上还开设有与所述通孔配合的窗口，用于形成所述导电体的导电浆料或金属能够通过所述窗口填充入所述通孔。
[0009]本专利技术实施例还提供了一种柔性光电器件组件，其包括两个光电器件单元，其中一个光电器件单元包括沿设定方向依次设置的底电极、功能层和顶电极，所述底电极包括设置于透光绝缘基底的第一面的第一电极，所述透光绝缘基底内形成有导电通道，所述导电通道包括沿厚度方向贯穿透光绝缘基底的通孔以及设置于所述通孔内的导电体，所述第
一电极通过导电通道与结合于所述透光绝缘基底的第二面的另一个光电器件单元的顶电极或底电极电连接，从而使该两个光电器件单元串联或并联，所述第一面与第二面相背对设置。
[0010]本专利技术实施例提供了一种制作所述柔性光电器件组件的方法，包括：
[0011]分别制作至少两个光电器件单元，以及
[0012]将所述至少两个光电器件单元串联和/或并联设置；
[0013]其中，制作所述光电器件单元的方法包括在透光绝缘基底第一面依次制作底电极、功能层、顶电极的步骤；
[0014]进一步的，所述制作底电极的步骤具体包括：
[0015]在透光绝缘基底第一面设置第一电极、第二电极，并使所述第二电极与第一电极电性接触；
[0016]在透光绝缘基底与第一面相背对的第二面设置第三电极；
[0017]在透光绝缘基底上与第二电极及第三电极相应区域内加工形成沿厚度方向贯穿透光绝缘基底的至少一个通孔；
[0018]当在所述透光绝缘基底的第一面或第二面施加导电浆料或沉积金属，且使至少部分的导电浆料或金属填充入所述通孔并形成导电体时，能够形成贯穿透光绝缘基底的导电通道，从而将所述第二电极与第三电极电连接。
[0019]在一些实施方式中，所述的制作方法包括：
[0020]在一光电器件单元的透光绝缘基底上与第二电极及第三电极相应区域内加工出所述通孔；
[0021]分别在透光绝缘基底第一面、第二面设置第二电极、第三电极，且使第二电极和第三电极中的任一者上形成有与所述通孔配合的窗口；
[0022]将制作完成的所述光电器件单元置入定位模板；
[0023]在所述光电器件单元的第二电极和/或第三电极的窗口处施加导电浆料或沉积金属，并使部分导电浆料或金属填充入相应的通孔以形成所述导电通道；
[0024]利用余留在第二电极和/或第三电极上的导电浆料将所述光电器件单元与另一光电器件单元贴合，并使所述光电器件单元内的第三电极与另一光电器件单元内的顶电极或第一电极通过导电浆料电连接。
[0025]本专利技术实施例提供了一种制作所述柔性光电器件组件的方法，包括：
[0026]分别制作至少两个光电器件单元，以及
[0027]将所述至少两个光电器件单元串联和/或并联设置；
[0028]其中，制作所述光电器件单元的方法包括在透光绝缘基底第一面依次制作底电极、功能层、顶电极的步骤；
[0029]进一步的，所述制作底电极的步骤具体包括：
[0030]在透光绝缘基底第一面设置第一电极；
[0031]在透光绝缘基底上与第一电极相应区域内加工形成沿厚度方向贯穿透光绝缘基底的至少一个通孔；
[0032]当在所述透光绝缘基底的第一面或第二面施加导电浆料或沉积金属，且使至少部分的导电浆料或金属填充入所述通孔并形成导电体时，能够形成贯穿透光绝缘基底的导电
通道，所述导电通道与第一电极电连接。
[0033]在一些实施方式中，所述导电浆料包括银浆或导电胶，优选为导电胶。
[0034]在一些实施方式中，可以通过磁控溅射、蒸镀等方式将金属沉积入所述通孔并形成导电体。
[0035]较之现有技术，藉由本专利技术实施例的技术方案，可以大幅简化大面积柔性有机太阳能电池组件的制造工艺，降低成本，同时还能显著提高柔性有机太阳能电池组件有效面积的利用率，减少其光电转换效率的损失。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0037]图1是本专利技术一典型实施例中第一种柔性有机太阳能电池组件的制作工艺原理图；
[0038]图2是本专利技术一典型实施例中第二种柔性有机太阳能电池组件的制作工艺原理图；
[0039]图3a、图3b分别是本专利技术一典型实施例中一种电池单元U中底电极100的俯视图、仰视图。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性光电器件组件，其特征在于，包括至少两个光电器件单元，其中一个光电器件单元包括沿设定方向依次设置的底电极(100)、功能层(300)和顶电极(500)，所述底电极(100)包括透光绝缘基底(11)、设置于透光绝缘基底第一面(111)的第一电极(12)和第二电极(13)、设置于透光绝缘基底第二面(112)的第三电极(14)，所述第一面(111)与第二面(112)相背对设置，所述第一电极(12)为透明电极，所述第二电极(13)与第一电极(12)电性接触，所述第二电极(13)与第三电极(14)通过导电通道(15)电连接，所述导电通道包括沿厚度方向贯穿透光绝缘基底的通孔(113)以及设置于所述通孔内的导电体，并且，其中一个光电器件单元内的第三电极(14)与另一光电器件单元内的顶电极(500)或第一电极(12)电连接，从而使该两个光电器件单元串联或并联。2.根据权利要求1所述的柔性光电器件组件，其特征在于：所述第二电极(13)为一个或多个，其中一个或多个第二电极(13)的至少局部区域被第一电极(12)覆盖，和/或，其中一个或多个第二电极(13)的至少局部区域覆盖在第一电极(12)上，和/或，其中一个或多个第二电极(13)分布在第一电极(12)周围，和/或，其中一个或多个第二电极(13)的至少局部区域被第一电极(12)围绕。3.根据权利要求2所述的柔性光电器件组件，其特征在于：所述第二电极(13)为导电线条，和/或，所述第二电极(13)包围或半包围第一电极(12)设置。4.根据权利要求3所述的柔性光电器件组件，其特征在于：所述导电线条的宽度≤5mm，优选≤1mm；和/或，与所述第一电极(12)相比，所述第二电极(13)最高点的突起高度小于5μm，优选小于1μm；和/或，所述导电线条的等效方块电阻≤5Ω/sq，优选≤1Ω/sq。5.根据权利要求1所述的柔性光电器件组件，其特征在于：所述通孔沿设定方向连续贯穿所述透光绝缘基底以及第二电极(13)和/或第三电极(14)；和/或，所述导电体由填充入所述通孔的导电浆料或沉积入所述通孔的金属形成，所述导电浆料包括银浆或导电胶。6.根据权利要求1所述的柔性光电器件组件，其特征在于：所述第二电极(13)和/或第三电极(14)上还开设有与所述通孔(113)配合的窗口，用于形成所述导电体的导电浆料或金属能够通过所述窗口填充入所述通孔(113)；优选的，所述第二电极(13)及第三电极(14)上均开设有所述窗口。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的柔性光电器件组件，其特征在于：所述柔性光电器件组件包括柔性薄膜发光二极管、柔性薄膜光伏电池或柔性薄膜光电探测器；和/或，其中一个光电器件单元内的透光绝缘基底的第二面还通过导电胶层与另一个光电器件单元内的顶电极或底电极连接。8.如权利要求1
‑
7中任一项所述柔性光电器件组件的制作方法，包括：分别制作至少两个光电器件单元，以及将所述至少两个光电器件单元串联和/或并联设置；其中，制作所述光电器件单元的方法包括在透光绝缘基底第一面依次制作底电极、功能层、顶电极的步骤；其特征在于，所述制作底电极的步骤具体包括：在透光绝缘基底第一面(111)设置第一电极(12)、第二电极(13)，并使所述第二电极(13)与第一电极(12)电性接触；在透光绝缘基底与第一面相背对的第二面(112)设置第三电极(14)；
在透光绝缘基底(11)上与第二电极(13)及第三电极(14)相应区域内加工形成沿厚度方向贯穿透光绝缘基底(11)的至少一个通孔(113)；当在所述透光绝缘基底的第一面(111)或第二面(112)施加导电浆料或沉积金属，且使至少部分的导电浆料或金属填充入所述通孔并形成导电体时，能够形成贯穿透光绝缘基底的导电通道(15)，从而将所述第二电极(13)与第三电极(14)电连接。9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述制作底电极的步骤具体包括：在透光绝缘基底第一面(111)设置第二电极(13)和/或在透光绝缘基底第二面(112)设置第三电极(14)，并对所述第二电极(13)和/或第三电极(14)以及透光绝缘基底(11)进行加工，从而形成连续贯穿第二电极(13)和/或第三电极(14)以及透光绝缘基底(11)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫翎鹏，韩云飞，张浩，龚超，林剑，骆群，马昌期，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：