[發(fā)明專利]一種薄膜太陽能電池的生產(chǎn)方法及其電沉積裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410225488.8
• 申請(qǐng)日: 2014-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN105206703B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張征宇;李偉中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京恒基偉業(yè)投資發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;C25D17/12
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250
• 代理人: 張杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種薄膜太陽能電池，具體涉及一種薄膜太陽能電池的生產(chǎn)方法及其電沉積裝置。

背景技術(shù)

太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或光電池，是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其中，以光電效應(yīng)工作的薄膜太陽能電池為主。

一般，薄膜太陽能電池迎向太陽光朝上放置，從下往上依次主要包括下封裝層、基底層、背電極層、背接觸層、吸收層、窗口層、上接觸層和上封裝層等。中國專利CN101807622A公開了一種制備碲化鎘薄膜太陽能電池組件的方法，其包括如下步驟：

首先，在透明導(dǎo)電薄膜玻璃上沉積CdS薄膜獲得“glass/TCO/CdS”；

然后，在“glass/TCO/CdS”上沉積碲化鎘薄膜獲得“glass/TCO/CdS/CdTe”；

然后，對(duì)“glass/TCO/CdS/CdTe”進(jìn)行含氯化鎘氣氛下的熱處理；

然后，使用激光刻劃熱處理后的“glass/TCO/CdS/CdTe”，刻劃掉“TCO/CdS/CdTe”后進(jìn)行化學(xué)腐蝕使碲化鎘表面富碲；

然后，在“glass/TCO/CdS/CdTe”上刻劃掉“TCO/CdS/CdTe”的刻痕上填注低溫固化膠；

然后，沉積背接觸層，然后進(jìn)行背接觸層熱處理；

然后使用激光在TCO/CdS/CdTe刻痕附近刻刻劃掉CdS/CdTe/背接觸層；

然后，沉積金屬背電極層，然后使用激光刻劃掉TCO/CdS/CdTe刻痕和CdS/CdTe/背接觸層刻痕附近的CdS/CdTe/背接觸層/金屬背電極。

即上述制備碲化鎘薄膜太陽能電池組件的方法，先在透明導(dǎo)電層上沉積硫化鎘，通過激光刻劃第一溝槽；填充第一溝槽；沉積背接觸層后使用激光刻劃第二溝槽；沉積金屬背電極后刻劃第三溝槽。其中，鎘元素屬于稀有金屬，上述制備太陽能電池組件的方法工藝步驟繁多復(fù)雜，且刻劃去除CdS和CdTe的步驟多，對(duì)含鎘元素的材料浪費(fèi)嚴(yán)重，不僅對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，而且制造成本很高。

此外，背接觸層、吸收層和窗口層的設(shè)置都是可以通過電沉積來實(shí)現(xiàn)的；電沉積時(shí)，需將待電沉積的具有一定面積的待電沉積平板放置在電解液中，待電沉積平板兩端夾持后，即可通電進(jìn)行。從薄膜太陽能電池的性能來講，為了保證其光透過率，提高其光電轉(zhuǎn)換效率，背接觸層、吸收層、窗口層的厚度要求比較苛刻，需要設(shè)置得非常薄，以背接觸層為例，在其上鍍吸收層時(shí)，由于背接觸層很薄，所以其電阻很大，在待電沉積平板兩端通電時(shí)，電沉積的吸收層非常容易形成兩端厚中間薄的不均勻鍍層，而鍍層不均勻則會(huì)導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低。

為了解決上述技術(shù)問題，美國專利文獻(xiàn)US2011/0290641A1公開了一種快速化學(xué)電沉積法生產(chǎn)太陽能電池的裝置和方法，包括具有很多接觸頂針的支撐結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述接觸頂針都與基底層表面電接觸，給所述基底層提供用于電沉積的電位(An apparatus for electrodeposition,comprising a support structure including a plurality of contact pins,each contact pin of said plurality of contact pins configure to establish electrical con tact with a substrate surface and thereby supply plating potential to the substrate)。上述裝置可用于對(duì)背接觸層、吸收層、窗口層、上接觸層進(jìn)行電沉積生產(chǎn)。該技術(shù)通過設(shè)置很多接觸頂針，將電流通過接觸頂針均勻的均勻地分布在待電沉積平板上，從而有效地將待電沉積平板的電阻降低，使得電沉積層可以分布更為均勻；但是，待電沉積完畢、移除接觸頂針后，設(shè)置接觸頂針的地方就會(huì)產(chǎn)生接觸頂針孔，如果不對(duì)該接觸頂針孔進(jìn)行填補(bǔ)，太陽能電池在使用時(shí)就會(huì)產(chǎn)生斷路，因此，需要在移除接觸頂針后在接觸頂針孔中填充電絕緣物質(zhì)，由于電絕緣物質(zhì)不參與光電轉(zhuǎn)換，被稱為死區(qū)，面積過大的死區(qū)將影響電池的整體轉(zhuǎn)換效率。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，后續(xù)需對(duì)單體太陽能板進(jìn)行劃溝槽和填充溝槽的工序，從而將單體太陽能板劃分為串聯(lián)或并聯(lián)的太陽能電池組件。該太陽能電池組件由于其內(nèi)部接觸頂針孔中填充的電絕緣物質(zhì)不參與光電轉(zhuǎn)換過程，而且溝槽中的電絕緣物質(zhì)也不參與光電轉(zhuǎn)換過程，即不參與光電轉(zhuǎn)換的面積過大，相應(yīng)的使太陽能電池單位面積內(nèi)參與光電轉(zhuǎn)換的有效面積減小，影響了光吸收效果。

發(fā)明內(nèi)容