[發(fā)明專利]柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法

有效

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• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN102270694A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬寧華;陳亮;陳鳴波
• 申請（專利權(quán)）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源中薄膜太陽能電池的領(lǐng)域，具體涉及一種柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件及其制備方法。

背景技術(shù)

太陽能潛力巨大，采用光能發(fā)電是緩解能源危機和改善生態(tài)環(huán)境的一條重要途徑。太陽電池作為一種直接將光能轉(zhuǎn)化成電能的器件，在工業(yè)化生產(chǎn)中，由于單個電池的電能輸出很小，不能滿足使用的需求，必須在電池結(jié)構(gòu)上進行有效的串并聯(lián)，以達到所要的電壓、電流及功率。集成內(nèi)聯(lián)是玻璃襯底薄膜太陽電池上普遍采用的一種方式，集成內(nèi)聯(lián)在太陽電池沉積的過程中實現(xiàn)，不需要后續(xù)的處理工作，這一簡化將使生產(chǎn)提高并降低成本，也是減少組件拼接復(fù)雜性，提高組件可靠性的有效途徑。

太陽能電池的種類繁多，在多個種類中，應(yīng)用較多的是硅基太陽電池。而薄膜太陽電池是當今發(fā)展最為迅速的太陽電池，硅基薄膜柔性電池具有實現(xiàn)大面積組件生產(chǎn)的可行性，并且硅基薄膜太陽電池的成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)，受到人們的普遍重視并得到迅速的發(fā)展。相比與其它太陽電池，柔性聚酰亞胺襯底硅基薄膜太陽電池，具有重量輕、高重量比功率、可彎曲、不怕碰撞等優(yōu)點，無論在在衛(wèi)星、航天器、空間站等各種特殊場合，還是民用上都有很廣闊的應(yīng)用前景。

目前，玻璃襯底硅基薄膜太陽電池集成內(nèi)聯(lián)技術(shù)，比較成熟，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。由于柔性聚酰亞胺透光性不好，及電池為NIP結(jié)構(gòu)的特點，柔性聚酰亞胺襯底硅基薄膜太陽電池集成內(nèi)聯(lián)需要解決更多問題，尚在研究摸索階段。

本發(fā)明目的在于提供一種制備薄膜太陽電池集成內(nèi)聯(lián)組件的設(shè)計方法及制備過程。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)太陽能電池薄層電阻大、透光性能不好，且組件拼接復(fù)雜的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

一種柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，包括：

步驟1：將聚酰亞胺襯底放入乙醇溶液中，經(jīng)多次超聲振蕩，清洗干凈，并吹干待用；

步驟2：采用磁控濺射設(shè)備，在清洗后的聚酰亞胺襯底上，制備銀和氧化鋅導(dǎo)電膜層作為背電極；

步驟3：在濺射了背電極的樣品上，Nd:YVO₄激光刻蝕背電極膜層，將背電極分割成多個小面積區(qū)域。

步驟4：在激光刻蝕了背電極的樣品上，制備NIP型硅基薄膜吸收層；

步驟5：采用磁控濺射的方法，在生長了硅基吸收層的樣品上，制備氧化銦錫前電極；

步驟6：在生長了前電極的樣品上，倍頻Nd:YVO₄激光刻蝕前電極和吸收層；

步驟7：在上述激光刻蝕了前電極和吸收層的樣品上，通過印刷技術(shù)，在前電極膜層上印刷銀柵線，并用銀漿填充在前電極和吸收層的刻槽；

步驟8：在印刷了銀柵線的樣品上，倍頻Nd:YVO₄激光刻蝕前電極；

步驟9：激光刻蝕絕緣線；

步驟10：從集成內(nèi)聯(lián)組件引出電池的正極和負極，然后進行封裝。

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，在步驟2中，制備背電極的腔室溫度為200℃，導(dǎo)電膜層厚度在600-1000nm；

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，所述的激光刻蝕采用Nd:YVO₄和倍頻Nd:YVO₄兩種激光。

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，在步驟4中，制得的NIP型硅基薄膜電池為單結(jié)或雙結(jié)疊成結(jié)構(gòu)。

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，所述NIP型硅基薄膜電池結(jié)構(gòu)為磷摻雜N型硅基薄膜/I型硅基薄膜/硼摻雜P型硅基薄膜依次排列。

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，在步驟5中制得的前電極膜層厚度在70-90nm，其制備的腔室溫度為100℃。

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，步驟7中采用的銀漿為選擇低溫固化銀漿。

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，步驟7還包括在較低溫度下烘烤樣品，固化銀漿。

依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性襯底硅基薄膜太陽能電池集成內(nèi)聯(lián)組件的制備方法，在步驟8中刻蝕掉部分吸收層材料。