一种可自由遮挡的光伏组件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可自由遮挡的光伏组件，其内部结构从下至上依次包括基底、导电网格层、导电层、第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层，导电网格层设置多个横竖相交的网格，在导电网格层的网格中填充与制备导电层相同的材料，在第二载流子传输层上设置P5沟槽，P5沟槽沿导电网格层所在的位置切割，P5沟槽切断导电层、第一载流子传输层、吸光层和第二载流子传输层将其底部的导电网格层全部露出来，光伏组件被P5沟槽分隔层多个相互并联连接的子电池单元。本发明专利技术还公开该光伏组件的制备方法。本发明专利技术大幅减少了光伏焊带的使用数量，在户外或室内长期使用时即使个别子电池单元受到遮挡后整个光伏组件的发电功率也下降较少。较少。较少。

【技术实现步骤摘要】
一种可自由遮挡的光伏组件及其制备方法


[0001]本专利技术属于光伏组件的结构及制备
，特别涉及一种可自由遮挡的光伏组件及其制备方法。

技术介绍

[0002]通过用光伏焊带将多块晶硅电池片通过串焊机焊接起来，可增大整体电池串的开路电压，再通过串并联的方式达到组件所需电压和电流。在晶硅电池串的上下方分别敷设上下封装胶膜以及上下封装玻璃，即可完成双玻晶硅组件产品的制作。由于晶硅铸锭和切片导致其尺寸在15cm2~16cm2之间，在外观上无法达到像薄膜组件一样的连续性，美观性。
[0003]薄膜组件可通过激光切割实现电路的串并联连接，但由于薄膜组件中各功能层材料的吸光系数不同，当使用相同能量的激光照射时，刻蚀的程度不同，因此该工艺的可重复性较差。例如，在制备钙钛矿组件时，钙钛矿晶体的结晶形貌与环境湿度、温度有很大关联，不同形貌的钙钛矿晶体的吸光系数不同，激光切割后的状态不同，因此该工艺用于量产钙钛矿组件中会降低良品率。另外，如果避免使用激光切割来连接电路，需要用铜锡焊带来连接组件，这也提高了工艺难度，例如薄膜组件的顶部电极比较脆弱，无法将铜锡焊带焊接固定。
[0004]目前常用的光伏电池串并联结构有两种结构方式，一种方式是设计电池内部结构时，通过切割并结合镀膜工艺形成串并联结构，但通常结构较为复杂，需要切割多条线，另一种方式是形成完整电池后通过汇流带等导电浆料形成串并联，但需要引入额外的汇流带，成本较高，操作难度较大。而且，汇流带会与钙钛矿吸光层发生反应，导致钙钛矿组件变色，外观发生变化。
[0005]另一方面，通常的光伏组件被激光分割成多个子电池，各个子电池串联连接，一旦某几节受到遮挡，整个电池组件的发电功率下降。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种可自由遮挡的光伏组件及其制备方法，在沉积导电衬底之前制备导电网格，替代汇流带的使用，大幅减少了光伏焊带的使用数量，并缩小了单节电池的面积，将光伏组件分割成多个面积相同的子电池单元；该结构在户外或室内长期使用时即使个别子电池单元受到遮挡后整个光伏组件的发电功率也下降较少，光伏组件不怕被遮挡。
[0007]本专利技术是这样实现的，提供一种可自由遮挡的光伏组件，其内部结构从下至上依次包括基底、导电网络层、导电层、第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层，所述光伏组件的正负两极分别与导电网络层和顶电极层连接，导电网络层的四周设置边框且内部设置多条相互平行的横向导电连线，在相邻的横向导电连线之间填充与制备导电层相同的材料，在所述光伏组件内被相互平行的P1沟槽、P2沟槽和P3沟槽切割成若干串联连接的子电池单元，其中，P1沟槽切断导电层且其底部露出导电网络层，P2沟槽切断第一
载流子传输层、吸光层和第二载流子传输层且其底部露出导电层，P3沟槽切断第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层且其底部露出导电层，在P1沟槽内填充满与制备第一载流子传输层相同的材料，在P2沟槽内填充满与制备顶电极层相同的材料，横向导电连线与P1沟槽相交，在顶电极层上还设置P4沟槽，P4沟槽沿导电网络层所在的位置切割，P4沟槽切断导电层、第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层将其底部的导电网络层全部露出来，各个子电池单元通过导电网络层相互并联。
[0008]本专利技术是这样实现的，还提供另一种可自由遮挡的光伏组件，其内部结构从下至上依次包括基底、导电网格层、导电层、第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层，所述光伏组件的正负两极分别与导电网格层和顶电极层连接，导电网格层设置多个横竖相交的网格，在导电网格层的网格中填充与制备导电层相同的材料，在第二载流子传输层上设置P5沟槽，P5沟槽沿导电网格层所在的位置切割，P5沟槽切断导电层、第一载流子传输层、吸光层和第二载流子传输层将其底部的导电网格层全部露出来，所述光伏组件被P5沟槽分隔层多个相互并联连接的子电池单元。
[0009]本专利技术是这样实现的，还提供一种如前所述的可自由遮挡的光伏组件的制备方法，包括如下步骤：步骤一、在基底上采用沉积方法制备导电网络层；步骤二、在导电网络层上制备导电层，导电层的制备材料填满导电网络层的相邻的横向导电连线之间；在导电层上进行P1沟槽加工，P1沟槽的方向垂直于横向导电连线；步骤三、依次在导电层上制备第一载流子传输层、吸光层和第二载流子传输层，P1沟槽内填充满制备第一载流子传输层的材料；在第二载流子传输层上加工P2沟槽，P2沟槽平行且靠近P1沟槽；步骤四、在第二载流子传输层上制备顶电极层，在P2沟槽内填充满制备顶电极层的材料；在顶电极层上加工P3沟槽。
[0010]本专利技术是这样实现的，还提供另一种如前所述的可自由遮挡的光伏组件的制备方法，包括如下步骤：步骤A、在基底上采用沉积方法制备导电网格层；步骤B、依次在导电网格层上制备导电层、第一载流子传输层、吸光层和第二载流子传输层，在第二载流子传输层上加工P5沟槽，P5沟槽将导电网格层全部露出来。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的可自由遮挡的光伏组件及其制备方法具有以下特点：1.现有的光伏组件中使用的铜锡焊带在经过电池层压封装后，受到压力的影响，会与钙钛矿吸光层发生反应，导致钙钛矿组件变色，外观产生较大变化。本专利技术的导电网络层和导电网格层替代汇流带，再采用导电层和第一载流子传输层隔绝钙钛矿吸光层，可提高钙钛矿组件的稳定性。
[0012]2.现有的光伏组件通过激光切割实现组件的串并联，工艺较复杂，且工艺时间较长。而本专利技术的结构通过沉积导电网络层和导电网格层，实现光伏组件串并联，降低了工艺复杂度，节省时间。
[0013]3.现有光伏组件的耐热性差，当需要串并联多个面积较小的组件时，焊接温度高达300℃~400℃，难以使用铜锡焊带进行串并联。而本专利技术的结构避免了大量的铜锡焊带的焊接步骤，工艺简单。
[0014]4.通过将光伏组件分割成面积更小的多个子电池单元，有效地减少了局部遮挡造成的发电功率损失，使得光伏组件不怕被局部遮挡。
[0015]5.可以采用导电背板替代顶部导电电极和玻璃背板，降低了成本和工艺复杂度，缩短了工艺时间。
附图说明
[0016]图1为本专利技术第一种可自由遮挡的光伏组件的内部结构一较佳实施例的剖面示意图；图2为本专利技术第二种可自由遮挡的光伏组件的内部结构一较佳实施例的剖面示意图；图3为图1中导电网络层的排布示意图；图4为图2中导电网格层的排布示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]请参照图1以及图2所示，本专利技术可自由遮挡的光伏组件的第一种较佳实施例，包括其内部结构从下至上依次包括基底1、导电网络层2、导电层3、第一载流子传输层4、吸光层5、第二载流子传输层6和顶电极层7。
[0019]所述光伏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自由遮挡的光伏组件，其特征在于，其内部结构从下至上依次包括基底、导电网络层、导电层、第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层，所述光伏组件的正负两极分别与导电网络层和顶电极层连接，导电网络层的四周设置边框且内部设置多条相互平行的横向导电连线，在相邻的横向导电连线之间填充与制备导电层相同的材料，在所述光伏组件内被相互平行的P1沟槽、P2沟槽和P3沟槽切割成若干串联连接的子电池单元，其中，P1沟槽切断导电层且其底部露出导电网络层，P2沟槽切断第一载流子传输层、吸光层和第二载流子传输层且其底部露出导电层，P3沟槽切断第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层且其底部露出导电层，在P1沟槽内填充满与制备第一载流子传输层相同的材料，在P2沟槽内填充满与制备顶电极层相同的材料，横向导电连线与P1沟槽相交，在顶电极层上还设置P4沟槽，P4沟槽沿导电网络层所在的位置切割，P4沟槽切断导电层、第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层将其底部的导电网络层全部露出来，各个子电池单元通过导电网络层相互并联。2.如权利要求1所述的可自由遮挡的光伏组件，其特征在于，所述导电网络层的制备材料为金、银、铝、铜、银铜合金、导电聚合物、石墨烯、碳纳米管或石墨中的任意一种。3.如权利要求1所述的可自由遮挡的光伏组件，其特征在于，所述导电网络层的边框和横向导电连线的厚度为1nm~10
µ
m，宽度为100um~2mm。4.一种可自由遮挡的光伏组件，其特征在于，其内部结构从下至上依次包括基底、导电网格层、导电层、第一载流子传输层、吸光层、第二载流子传输层和顶电极层，所述光伏组件的正负两极分别与导电网格层和顶电极层连接，导电网格层设置多个横竖相交的网格，在导电网格层的网格中填充与制备导电层相同的材料，在第二载流子传输层上设置P5沟槽，P5沟槽沿导电网格层所在的...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州纤纳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：