[發明專利]太陽能電池基板用鐵素體不銹鋼箔及其制造方法

有效

• 申請號: 201480015212.5
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN105051915B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 矢野孝宜;石川伸;山口裕弘;有園智之
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: H01L31/0749
• 分類號: H01L31/0749;B21B1/40;B21B3/02;B21B45/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 李洋,蘇琳琳

技術領域

本發明涉及太陽能電池基板用鐵素體不銹鋼箔(ferriticstainlesssteelfoilforsolarcellsubstrate)。本發明尤其涉及在通過卷對卷法(roll-to-rollmethod)制造太陽能電池時能夠維持抑制通板時的壓曲(buckling)等的足夠的硬度的、通板性(threadingperformance)優異的太陽能電池基板用鐵素體不銹鋼箔。

背景技術

近年來，作為新能源利用太陽光的發電系統受到關注。將單晶硅、多晶硅作為構成層的晶體系硅太陽能電池被實用化，這種太陽能電池作為供電用太陽光發電系統(solarphotovoltaicsystemforpowersupply)，承擔重要的作用。但是，對于晶體系硅太陽能電池的制造，需要制造大塊晶體(bulkcrystal)的工序。因此，使用大量的原料，結晶生長花費時間長，而且制造工藝復雜且需要大量的能量，因此制造成本極高。

在這種背景下，盛行研究開發大幅度減少了Si使用量的薄膜類Si太陽能電池、完全不使用Si的化合物薄膜類太陽能電池(CompoundFilmSolarCell)、有機薄膜類太陽能電池(OrganicFilmSolarCell)、色素增感型太陽能電池(DyeSensitizedSolarCell)以及量子點型太陽能電池(QuantumDotSolarCell)等新的太陽能電池，并且開始將它們實用化。這些太陽能電池均為薄膜類太陽能電池(thinfilmsolarcell)，通過在基板上成膜非晶Si、化合物半導體(compositesemiconductor)來形成薄膜狀的光吸收層(absorberlayer)，由此被制造出來。因此，與晶體Si太陽能電池相比，制造工序單純，并且能夠縮短制造時間。另外，由于光吸收層的厚度為幾十納米～幾微米，所以與晶體Si太陽能電池相比，能夠大幅度減少使用的原料。

根據以上理由，由于薄膜類太陽能電池制造成本低且量產性高，所以作為下一代太陽能電池大受期待。特別是作為光吸收層使用了Cu(In_1-XGa_X)Se₂(以下也存在省略為CIGS(CopperIndiumGalliumDiSelenide：銅銦鎵二硒)的情況)的化合物薄膜類太陽能電池亦即CIGS太陽能電池在薄膜類太陽能電池中，光電變換效率(photoelectricconversionefficiency)高且制造成本也廉價，因此關注度較高。

對于薄膜類太陽能電池的基板，主要使用了鈉鈣玻璃(soda-limeglass)等玻璃板、不銹鋼箔、聚酰亞胺(polyimide)等合成樹脂膜(plasticsfilm)。在它們中，由于玻璃板不具有撓性，所以以線圈的狀態連續地進行處理的卷對卷法無法應用，對量產化、低成本化不利。由于合成樹脂膜的耐熱性(heat-resistingproperty)較差，所以具有在太陽能電池單元的制造工序中必須限制處理溫度的上限這一缺點。

相對于它們，不銹鋼箔的撓性以及耐熱性優異。因此，對量產化、低成本化有利的卷對卷法能夠應用。由于不銹鋼箔與合成樹脂膜相比，具有優異的耐熱性，所以能夠實現太陽能電池單元生產效率的提高、輕型且具有撓性的薄膜類太陽能電池的制造。

由于不銹鋼箔具有優異的撓性，所以將其作為基板的薄膜類太陽能電池在向曲面的施工中，也能夠進行，作為所謂的柔性(flexible)的太陽能電池，能夠期待太陽能電池的進一步的用途的開展。特別是，在不銹鋼中，鐵素體不銹鋼的線性熱膨脹系數(coefficientoflinearthermalexpansion)的值與CIGS是同種程度，因此積極地研究了作為薄膜類太陽能電池的基板用材料的應用。

薄膜類太陽能電池單元通過在基板依次成膜例如由Mo層構成的背面電極層(backcontactlayer)、光吸收層、緩沖層(bufferlayer)以及透明導電層(transparentcontactlayer)而被制造。另外，也存在在基板與背面電極層之間設置絕緣層(insulatinglayer)的情況。

在使用不銹鋼箔作為上述基板的情況下，在基板成膜光吸收層等時，能夠應用對量產化有利的卷對卷法。