[發明專利]一種薄膜太陽能電池的制作工藝

無效

• 申請號: 201210376194.6
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102867889A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 蘭立廣;黃躍龍;馬云祥;彭曉紅;王穎;尹晶晶;高錦成;王志強;關峰;花磊;麥耀華;郗文勇
• 申請（專利權）人: 保定天威薄膜光伏有限公司
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 楊欽祥

技術領域

本發明涉及一種新型薄膜太陽能電池的制作工藝，尤其是一種可實現降低電池開路電壓的薄膜太陽能電池結構，屬于太陽能光電轉換技術領域。

背景技術

光電轉換裝置的低成本化、高效率化是太陽能行業發展的主要方向，而薄膜太陽能電池因使用較少原材料而備受關注，得到廣泛的發展。目前，除以往的非晶硅薄膜電池外，非晶/微晶硅薄膜太陽能電池也已實用化。為了使單片電池模塊具有較高的光電轉換率，需要將單片電池模塊內薄膜硅系光電轉換單元串聯連接輸出電能，申請號為95104992.5的中國發明專利公開了一種內聯式集成型非晶硅太陽能電池，通過激光劃刻方法將單元電池節內部的串聯，這導致了單片電池具有較高的開路電壓，很大程度上縮減了逆變器的選型空間，提高了單片薄膜太陽能電池安裝使用的綜合成本。為降低薄膜硅基薄膜太陽能電池的開路電壓，將電池板分成多個區域，實現單片電池內電池節的并聯輸出，申請號為201010502031.9的中國發明專利“一種高功率低電壓硅基薄膜太陽能電池及其制造方法”公開了一種將電池分區域，匯流并聯連接的低電壓電池。雖然實現了低電壓，但在背電極上通過焊接導電帶，將共用的陽極（陰極）并聯連接，增加了電池后續層壓工藝封裝的難度，并且容易形成氣泡殘余，若實現三個以上的區域并聯，則背電極上的導電帶鋪設更加復雜，不可避免地出現回路死區，提高了層壓工藝中氣泡形成的概率，影響組件的耐候性能，無法通過濕漏等電性能測試，造成不良品。為避免因并聯出現的回路死區、回路交叉等，避免和減少導電帶引發的后續層壓工藝中的氣泡殘余，以增加硅基薄膜太陽能電池組件的耐候性，申請號為201110408648.9的中國發明專利“一種低壓大電流硅基薄膜太陽能電池及其制備方法”公開了采用透明導電膜作為硅基薄膜太陽能電池前電極區域內單元電池節內部并聯的介質，但前電極作為透明導電膜，其較高的方塊電阻值制約著薄膜電池整體的輸出功率。由此，降低單片薄膜太陽能電池的開路電壓，制備具有低阻抗內并聯的薄膜太陽能電池成為迫切需要解決的問題，其既能保證組件的輸出功率又可提高逆變器的選型適應性，可有效降低單片薄膜太陽能電池安裝使用的綜合成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可降低開路電壓、且為低阻抗并聯的薄膜太陽能電池制作工藝。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種薄膜太陽能電池的制作工藝，其包括以下步驟：

1）在透明基板上沉積前電極材料層：

移除部分前電極材料層，形成數條沿第一Y方向開口以及相交于第一Y方向開口的數條沿第一X方向的開口，將前電極材料層分割成多個帶狀電極材料層；

2)光電轉換層的形成:

使其覆蓋前電極材料層及沿第一X方向開口及第一Y方向開口；

然后移除部分光電轉換層，形成數條平行于第一Y方向開口的第二Y方向開口；

3)背電極材料層的形成：

使其覆蓋光電轉換層及第二Y方向開口；

移除部分背電極材料層，形成平行于第二Y方向開口的第三Y方向開口及平行于第一X方向開口的第三X方向的開口，單片電池內形成若干個電池分區，每個電池分區具有若干個彼此串聯的太陽能光電轉換單元，相鄰兩個電池分區之間為共用負極或共用正極，并設有電池引出正極和電池引出負極；

其特征在于：所述步驟3）中的共用正極、共用負極為通過激光刻蝕移除部分背電極材料層形成的匯流條結構，所述共用正極與電池引出正極、共用負極與電池引出負極之間分別通過第一導通材料帶和第二導通材料帶連接，從而將單片電池內若干個電池分區并聯連接；

所述第一導通材料帶、第二導通材料帶為通過激光刻蝕背電極材料層形成的條狀結構。?

上述步驟3）中電池內共用正極與電池引出正極之間的第一導通材料帶，以及電池內共用負極與電池引出負極之間的第二導通材料帶均為背電極材料層。

上述背電極材料層的材質為透明導電氧化物與金屬層復合的電極結構；其中透明導電氧化物的材質為摻硼氧化鋅（ZnO:B）、二氧化錫（SnO₂）、氧化銦錫（ITO）、氧化銦（In₂O₃）及摻鋁氧化鋅（ZnO:Al）的任意一種或幾種組合，所述金屬為金、鋁、銀、鐵及其他具有較高電導率的重金屬及輕金屬。

所述背電極材料層（115）的制備方法為低壓化學氣相沉積（LPCVD）、濺射法、熱蒸發法、等離子增強化學氣相沉積（PECVD）、電鍍方法、分子束外延（MBE）法。