一種提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法，用于硅基薄膜電池或銅銦鎵硒CIGS電池的制備過(guò)程，均包括有在襯底上鍍第一加工層、刻劃第一溝槽、鍍第二加工層、刻劃第二溝槽、鍍第三加工層和刻劃第三溝槽步驟，其特征在于：刻劃時(shí)使A區(qū)的各節(jié)平均寬度a大于總平均寬度d，B區(qū)的各節(jié)平均寬度b小于總平均寬度d，C區(qū)的各節(jié)平均寬度c等于總平均寬度d。本發(fā)明將目前通行的均一刻劃方式改為補(bǔ)償修正刻劃的方式，將邊緣子電池寬度有選擇性地適當(dāng)加寬，而將電池區(qū)域特性好的子電池寬度略微變窄，在不影響電池板整體膜層有效開(kāi)口寬度的情況下使得電池組件的穩(wěn)定效率提高1%以上，同時(shí)具有適用面廣、不增加制造成本和簡(jiǎn)便易行等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于薄膜太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說(shuō)是一種提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為太陽(yáng)能電池的一員，薄膜太陽(yáng)能電池(包括硅基薄膜太陽(yáng)能電池和銅銦鎵硒CIGS、CIS薄膜太陽(yáng)能電池等產(chǎn)品)由于節(jié)省原材料、制造過(guò)程能耗低、制造成本低、基板尺寸大、便于規(guī)?；a(chǎn)、便于與建筑形成一體化節(jié)能產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)而成為太陽(yáng)能電池的主要發(fā)展方向之一。但薄膜太陽(yáng)能電池與單晶和多晶硅電池相比也存在如下劣勢(shì):其轉(zhuǎn)化效率還比較低，需占用較大的安裝面積并增加安裝維護(hù)成本；而且硅基薄膜電池還存在明顯的光致衰退問(wèn)題。
[0003]薄膜太陽(yáng)能電池是由一系列具有各種功能的薄膜組成的半導(dǎo)體物理器件，其核心膜層為光電轉(zhuǎn)化膜層，主要由化學(xué)氣相沉積(CVD);等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD);蒸發(fā)鍍膜；濺射鍍膜等真空工藝技術(shù)制成。由于采用了大尺寸基板(如1.1米X1.3米等)，而所使用的大型鍍膜設(shè)備由于工藝氣體、溫度、電磁場(chǎng)、等離子體、靶材、蒸發(fā)源等工藝參數(shù)的空間分布不均勻而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)化膜的厚度及光電特性不能夠絕對(duì)均勻一致，從而導(dǎo)致了該基板不同位置處由于鍍膜層物理特性的不同而出現(xiàn)“子電池”功率及穩(wěn)定性的不同。
[0004]通常狀態(tài)下，基板的四個(gè)角及邊緣區(qū)域的“子電池”性能往往是相對(duì)比較差的。以1.1米X 1.3米基板為例，一般工藝要求下薄膜電池被激光均勻地刻劃成由幾十到上百個(gè)等寬度的“子電池”串聯(lián)而成，而通過(guò)對(duì)在如圖1所示的不同位置處切割下來(lái)的“子電池”進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)1000小時(shí)光照后穩(wěn)定的衰減率相對(duì)值如表1所示:
【權(quán)利要求】
1.一種提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法，包括有在襯底上鍍第一加工層、刻劃第一溝槽、鍍第二加工層、刻劃第二溝槽、鍍第三加工層和刻劃第三溝槽步驟，其特征在于:所述的第一溝槽、第二溝槽或第三溝槽的在相應(yīng)的加工層上分別刻劃總數(shù)為2m+2n+k條的溝槽，其中m、η和k均為自然數(shù)，且自左向右起，加工層左側(cè)邊緣到第I條溝槽之間構(gòu)成正極區(qū)，第I條到第2條溝槽之間構(gòu)成第I節(jié),第m-Ι條至第m條之間構(gòu)成第m節(jié)，以此類推,則第2m+2n+k條至加工層右側(cè)邊緣構(gòu)成第2m+2n+k節(jié)； 加工層表面分為正極區(qū)、A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)，其中A區(qū)由位于加工層左側(cè)的m節(jié)和位于加工層右側(cè)的m節(jié)組成，B區(qū)由最中間的k節(jié)組成，C區(qū)位于A區(qū)和B區(qū)之間，C區(qū)由其余的2n節(jié)組成； 襯底總寬為L(zhǎng)，襯底左右兩側(cè)經(jīng)激光掃邊而成的邊緣區(qū)以及加工層上正極區(qū)的寬度合計(jì)為U，加工層上的A區(qū)各節(jié)平均寬度為a，B區(qū)各節(jié)平均寬度為b，C區(qū)各節(jié)平均寬度為C，所有各節(jié)的總平均寬度為d，則其余部分寬度V=L-U =2mXa+kXb+2nXc= (2m+2n+k) Xd ； 刻劃時(shí)使A區(qū)的各節(jié)平均寬度a大于總平均寬度d，且a < dX 1.025，B區(qū)的各節(jié)平均寬度b小于總平均寬度d，且b≥dX0.975，C區(qū)的各節(jié)平均寬度c等于總平均寬度d ； 在用于硅基薄膜電池制備時(shí)，當(dāng)刻劃的溝槽為第一溝槽時(shí)，對(duì)應(yīng)的加工層為透光導(dǎo)電氧化物層，當(dāng)刻劃的溝槽為第二溝槽時(shí)，對(duì)應(yīng)的加工層為半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層，當(dāng)刻劃的溝槽為第三溝槽時(shí)，對(duì)應(yīng)的加工層為半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層和背電極層； 在用于銅銦鎵硒CIGS電池時(shí)，當(dāng)刻劃的溝槽為第一溝槽時(shí)，對(duì)應(yīng)的加工層為背電極層，當(dāng)刻劃的溝槽為第二溝槽時(shí)，對(duì)應(yīng)的加工層為半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層，當(dāng)刻劃的溝槽為第三溝槽時(shí)，對(duì)應(yīng)的加工層為透光導(dǎo)電氧化物層和半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法，其特征在于:用于硅基薄膜電池的制備過(guò)程，并包括如下步驟:(I)提供在表面鍍有透光導(dǎo)電氧化物層的襯底；(2)使用脈沖激光束穿過(guò)襯底被導(dǎo)電氧化物層吸收后，并且劃刻至貫穿導(dǎo)電氧化物層而形成第一溝槽；(3)在具有第一溝槽的導(dǎo)電氧化物層與襯底相對(duì)的表面鍍半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層；(4)使激光束穿過(guò)襯底和導(dǎo)電氧化物層被半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層吸收后，并且刻劃至貫穿半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層而形成第二溝槽；(5)在具有第二溝槽的半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層與透光導(dǎo)電氧化物層相對(duì)的表面鍍背電極層；(6)使激光束穿過(guò)襯底和透光導(dǎo)電氧化物層被半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層吸收后，并且劃刻至貫穿半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層和背電極層而形成第三溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法，其特征在于:用于銅銦鎵硒CIGS電池的制備過(guò)程，并包括如下步驟:(I)提供在表面鍍有金屬Cr和Mo的背電極層的襯底；(2)使用脈沖激光束穿過(guò)襯底被金屬Cr和Mo的背電極層吸收后，并且劃刻至貫穿金屬Cr和Mo的背電極層而形成第一溝槽；(3)在具有第一溝槽的導(dǎo)電背電極層與襯底相對(duì)的表面鍍半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層；(4)使用機(jī)械切割的方式，將半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層切除，并且刻劃至貫穿半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層而形成第二溝槽；(5)在具有第二溝槽的半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層與背電極層相對(duì)的表面鍍透光導(dǎo)電氧化物層；(6)使用機(jī)械切割的方式,從透光導(dǎo)電氧化物層表面到基板方向依次將透光導(dǎo)電氧化物層和半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層切除，并且劃刻至貫穿導(dǎo)電氧化物層和半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)化層而形成第三溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法，其特征在于:所述的第一溝槽、第二溝槽和第三溝槽互相間隔開(kāi)設(shè)，第一溝槽、第二溝槽和第三溝槽的槽寬S均為25-50 μ m之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的提高薄膜太陽(yáng)能電池效率的制備方法，其特征在于:所述導(dǎo)電氧化物層、半導(dǎo) 體光電轉(zhuǎn)化層和背電極層的厚度均為0.5-2 μ m。
【文檔編號(hào)】H01L31/20GK103872179SQ201410076359
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】湯安東 申請(qǐng)人:廣東漢能光伏有限公司