一種非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型公開(kāi)一種硅基薄膜太陽(yáng)能電池的制備技術(shù)，屬太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域。確切的說(shuō)是一種非晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的弱光特性相比同類硅基太陽(yáng)能電池中突出，所以在實(shí)際生活中得到了普遍的應(yīng)用，特別弱光環(huán)境條件下。弱光通常是指光照度在幾百至幾千LUX的范圍。如中國(guó)專利ZL95104992.5發(fā)明一種在弱光環(huán)境下使用的非晶硅太陽(yáng)能電池，該發(fā)明解決了諸多非晶硅太陽(yáng)能電池制造中的工藝難題，并簡(jiǎn)化了工藝，提高了產(chǎn)品良品率，取得了突破性的顯著效果。但在非晶硅太陽(yáng)能電池的實(shí)際制造中還存在一些需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化的地方，具體存在有以下技術(shù)問(wèn)題:一、電池外觀表面的麻點(diǎn)，由于ITO透明導(dǎo)電膜上存在臟污沒(méi)有清洗去除干凈所造成，將會(huì)影響太陽(yáng)能電池或單元電池外觀質(zhì)量，單元電池(由多個(gè)單節(jié)電池芯片串并聯(lián)組成)；非晶硅太陽(yáng)能電池芯片被廣泛應(yīng)用在微功耗小型消費(fèi)類電子產(chǎn)品上，其對(duì)外觀質(zhì)量要求較高，芯片表面不允許有麻點(diǎn)。二、非晶硅膜脫落，是因非晶硅薄膜在玻璃上附著性能差，造成脫模，會(huì)導(dǎo)致非晶硅太陽(yáng)能電池完全失效。三、漏電流大，是指在無(wú)光照射情況下，正向施加1.7V直流電壓，漏電流遠(yuǎn)大于0.3微安。四、銅漿電極易脫落，是因銅漿電極附著力差，只有附著力達(dá)到0.6公斤及以上，銅漿電極才不易脫落，在批量生產(chǎn)時(shí)通常大約有5%的單元電池的銅漿電極附著力達(dá)不到0.6公斤，容易脫落。五、電壓不穩(wěn)定，電池電壓在不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)試都會(huì)發(fā)生變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]通過(guò)以上對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品存在的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行的深入研究分析和試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型的任務(wù)是亟待技術(shù)難題，使技術(shù)創(chuàng)新更加細(xì)化。至此，目的如下:
[0004]本實(shí)用新型目的之一，消除非晶硅太陽(yáng)能電池的前電極導(dǎo)電膜上的麻點(diǎn)，用濕法腐蝕ITO透明導(dǎo)電膜后，采用最新配方，清洗溶液清洗掉ITO透明導(dǎo)電膜表面的臟污，達(dá)到消除麻點(diǎn)的目的。
[0005]本實(shí)用新型目的之二，量化太陽(yáng)能電池前電極圖形結(jié)構(gòu)，保留非晶硅PIN四周邊沿的導(dǎo)電膜，能夠解決非晶硅膜脫落的問(wèn)題。若前電極圖形在四周邊沿?zé)o透明導(dǎo)電膜PIN膜層容易脫落，并會(huì)進(jìn)一步前電極隔離線上的非晶硅脫落。
[0006]本實(shí)用新型的目的之三，亟待解決非晶硅太陽(yáng)能電池漏電流大的技術(shù)難題，采用硅烷和三甲基硼烷適當(dāng)?shù)牧髁颗浔龋诒ＷC電池開(kāi)路電壓不變情況下，對(duì)非晶硅太陽(yáng)能電池的P層進(jìn)行硼與硅摻雜的比值小于1%，就能改變P層內(nèi)部雜質(zhì)缺陷密度，漏電流顯著減少，電壓變得穩(wěn)定。
[0007]本實(shí)用新型的目的之四，亟待降低引出電極的銅漿電極的脫膜率，量化背電極引出端的銅漿電極面積，縮小保護(hù)背漆層預(yù)留開(kāi)口面積，減小銅漿電極和碳漿背電極的接觸面積，相對(duì)增大銅漿電極和保護(hù)背漆層的接觸面。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)銅漿電極在背漆保護(hù)層上的附著力比它在碳漿電極上的附著力大，確保銅漿電極附著力達(dá)到0.6公斤以上，良品率提高。
[0008]本實(shí)用新型目的之五:分析電壓不穩(wěn)定的原因是由以下漏電情況所造成，如:單元電池周邊的導(dǎo)電膜的露出，二隔離線暴露在外，三碳漿電極與保護(hù)背漆層沒(méi)有完全重合，碳漿電極邊沿暴露在外等原因?qū)е侣╇?。歸根結(jié)底，透明導(dǎo)電膜前電極圖形及隔離線的量化寬度是關(guān)鍵。例如ITO透明導(dǎo)電膜的隔離線寬度在0.3mm~0.6_。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型任務(wù)，提出的具體技術(shù)解決方案是:一種非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括基片、前電極圖形、PIN光電轉(zhuǎn)化層、背電極,其技術(shù)特征在于PIN光電轉(zhuǎn)化層的前電極至少包括ITO、ZnO,、石墨烯透明導(dǎo)電膜中的一種；PIN光電轉(zhuǎn)化層完全覆蓋在前電極圖形ITO透明導(dǎo)電膜層上，前電極圖形包括PIN非晶硅P層的前電極，單元電池相鄰節(jié)之間有隔離線；PIN非晶硅N層的背電極是金屬背電極或碳漿電極中的一種；所說(shuō)的碳漿電極是有背漆保護(hù)層的N層背電極；引出電極銅漿電極覆蓋在背漆保護(hù)層開(kāi)口處背漆面和碳漿電極面上，其銅漿電極的附著力達(dá)到0.6公斤以上。
[0010]制備方法包括:對(duì)PIN非晶硅電的P層摻雜，采用流量配比法控制硅烷和三甲基硼烷流量配比，使硼的摻雜比小于1%，以減少P層內(nèi)部雜質(zhì)缺陷密度，減少漏電流；消除PIN非晶硅電池表面麻點(diǎn)，包括采用絲網(wǎng)印刷制備透明導(dǎo)電膜前電極圖形；采用
[0011]清洗工藝，包括水清洗，超聲波清洗，濕法腐蝕ITO膜后，配制清洗溶液和清洗工序，清洗ITO透明導(dǎo)電膜表面的臟污；
[0012]防止銅漿電極膜層脫落，在背漆保護(hù)層預(yù)留開(kāi)口處制作一層銅漿電極層，在其保持銅漿電極面積為一定值，加大銅漿電極與背漆保護(hù)層開(kāi)口處周邊接觸面，相對(duì)銅漿電極與碳漿電極的接觸面積減小銅漿電極附著力顯著增加；
[0013]防漏電的方法:使前電極圖形ITO膜前電極的隔離線寬為0.3mm~0.6_。
[0014]實(shí)施本實(shí)用新型的顯著效果是:通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了非晶硅太陽(yáng)能電池良品率和外觀質(zhì)量，消除了前電極麻點(diǎn)，漏電流明顯著減少，電壓穩(wěn)定，生產(chǎn)成本降低。
【附圖說(shuō)明】
[0015]本實(shí)用新型的工作原理結(jié)合以下附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1、是本實(shí)用新型非晶硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。其中用ITO透明導(dǎo)電膜作前電極1，PIN非晶硅層2，碳漿電極3，背漆保護(hù)層4，銅漿電極5，5-1作為負(fù)電極引出，5-2作為正電極引出，基片6是玻璃。其中3-2是將ITO透明導(dǎo)電膜前電極引到上面來(lái)作為正電極的碳漿背電極，因此這一節(jié)的PIN非晶硅層2-2不起光電轉(zhuǎn)換作用。4是背漆保護(hù)層，5是銅漿電極，6是玻璃基片。
[0017]圖2、是現(xiàn)有技術(shù)ITO透明導(dǎo)電膜的前電極剖面示意圖。其中玻璃基片6，ITO透明導(dǎo)電膜前電極I’，ITO透明導(dǎo)電膜前電極的隔離線1’-1。從圖中可以看到玻璃基片四周沒(méi)有ITO透明導(dǎo)電膜，這種設(shè)計(jì)后續(xù)會(huì)出現(xiàn)玻璃基片周邊沿區(qū)域非晶硅嚴(yán)重脫膜，進(jìn)而引起ITO透明導(dǎo)電膜前電極隔離線上的非晶硅膜脫落，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池失效。
[0018]圖3、是本實(shí)用新型透明導(dǎo)電膜前電極的剖面示意圖。其中6為玻璃基片，ITO透明導(dǎo)電膜前電極1，ITO透明導(dǎo)電膜前電極I的隔離線1-1，從圖中可以看到玻璃基片6四周邊沿的ITO透明導(dǎo)電膜被保留，可有效防止后續(xù)非晶硅膜的脫落?？梢钥吹奖緦?shí)用新型ITO透明導(dǎo)電膜前電極I的隔離線1-1寬度(0.4-0.6mm)比現(xiàn)有技術(shù)的隔離線(0.3mm以下)I’ -1寬，以減小因切割產(chǎn)生圖2導(dǎo)電膜碎屑和毛刺或污物導(dǎo)致漏電的可能性。
[0019]圖4、是本實(shí)用新型非晶硅太陽(yáng)能電池制作完碳漿背電極后的剖面圖。其中I為ITO透明導(dǎo)電膜前電極，為ITO透明導(dǎo)電膜前電極I的隔離線1-1，PIN非晶硅層2，碳漿背電極3，其中將ITO透明導(dǎo)電膜前電極3-2弓丨到一節(jié)PIN不起光電轉(zhuǎn)換作用碳漿背電極面上做正電極，
[0020]圖5、是本實(shí)用新型非晶硅太陽(yáng)能電池制作完背漆保護(hù)層剖面圖。其中玻璃基片6，背漆保護(hù)層4，4-1，4-2皆為背漆開(kāi)口。通過(guò)背漆開(kāi)口 4-1銅漿電極引出負(fù)電極，通過(guò)背漆開(kāi)口 4-2銅漿電極引出正電極。
[0021]圖、6是現(xiàn)有技術(shù)背漆保護(hù)層和碳漿背電極疊合的剖面示意圖。其中玻璃基片6，碳漿背電極，背漆保護(hù)層4，銅漿電極5，背漆保護(hù)層4和碳漿電極3’四周尺寸一樣大，由于絲網(wǎng)印刷存在偏移公差，生產(chǎn)時(shí)背漆保護(hù)層4不能完全覆蓋住碳漿背電極3’，未被覆蓋住的碳漿背電極3’邊沿處的隔離線易被臟污沾染導(dǎo)致漏電，是使電壓不穩(wěn)定的原因之一。
[0022]圖7、是本實(shí)用新型背漆保護(hù)層4和碳漿電極3疊合的剖面示意圖。
[0023]其中玻璃基片6，碳漿背電極3，背漆保護(hù)層4，銅漿電極5，碳漿電極3比背漆保護(hù)層4面積小，因此即使絲網(wǎng)印刷有偏移公差，背漆保護(hù)層4也能在四周邊沿完全覆蓋包住碳漿背電極3，可減小產(chǎn)生電壓不穩(wěn)定的幾率，銅漿電極5覆蓋在背漆開(kāi)口 4-1上，銅漿電極與背漆保護(hù)層相接觸區(qū)域的面積比常規(guī)非晶硅太陽(yáng)能電池的銅漿電極與背漆保護(hù)層相接觸區(qū)域面積大，使得所有單元電池的銅漿電極附著力都到0.6公斤以上。銅漿電極非常牢固不易脫落。I是顯示背漆保護(hù)層保住碳漿背電極邊沿位置。
[0024]圖8、是本實(shí)用新型實(shí)施例6圓形透明導(dǎo)電膜前電極的剖面示意圖。
[0025]其中玻璃基片6D，ZnO透明導(dǎo)電膜前電極1D，相鄰節(jié)ZnO透明導(dǎo)電膜前電極間的隔離線1D-1，ZnO透明導(dǎo)電膜前電極邊沿的絕緣線1D-2，用于切割ZnO透明導(dǎo)電膜前電極和背電極時(shí)防止搭接在一起導(dǎo)致短路。
[0026]圖、9是本實(shí)用新型實(shí)施例6激光刻除PIN膜的剖面示意圖。
[0027]其中PIN非晶硅基薄膜2D，PIN非晶硅基薄的激光打孔形成的刻劃線2D_1，作為相鄰單節(jié)電池間正負(fù)電極串聯(lián)通道，玻璃基片6D，ZnO透明導(dǎo)電