[發(fā)明專利]一種銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃激光刻劃方法

有效

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• 申請日: 2016-10-15
• 公開（公告）號: CN106328728B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 彭壽;朱登華;劉小雨;王寶玉
• 申請（專利權）人: 凱盛光伏材料有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18;B23K26/362;B23K101/36
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所34113
• 代理人: 楊晉弘

技術領域

本發(fā)明涉及薄膜發(fā)電玻璃技術領域，具體是一種銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃激光刻劃方法。

背景技術

光伏發(fā)電已是當今社會中一種高效地清潔能源利用方式。截止到2015年底，全球累計光伏組件發(fā)電裝機容量達到258.8GW，其中銅銦鎵硒薄膜太陽電池占到了3GW以上，同時年產能超過3GW。在各種已經商業(yè)化的發(fā)電玻璃中，銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃因其理論效率高、材料消耗少、生產能耗低等特點逐步擴大了其應用領域，尤其是在柔性襯底和浮法玻璃上制備的薄膜電池，具有抗震性好、效率高和弱光性好等優(yōu)勢，完美的契合了BIPV、屋頂發(fā)電、移動能源以及其他特殊領域等領域對發(fā)電玻璃的要求，在國家日益重視光伏發(fā)電應用的今天，必將得到廣泛的應用。

目前，業(yè)界針對玻璃襯底的銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃組件多采用激光和機械刻劃的組合形式進行電池刻劃，它是將薄膜太陽電池不同膜層去除，達到太陽電池內部串聯(lián)的一種有效方式，使太陽電池可以有效集成，達到完全自動化目的。

現(xiàn)階段，幾乎所有銅銦鎵硒薄膜太陽電池廠家都采用組合刻劃工藝，第一道使用1064nm近紅外光激光刻劃，后面兩道工藝采用機械刻劃，或者前面兩道使用1064nm近紅外光激光刻劃, 最后一道采用機械刻劃的組合方式刻劃。其中，機械刻劃在刻劃過程中會產生過多的碎屑，特別是在第二道刻劃過程中尤為明顯，很大程度上影響了最后一層鍍膜質量，從而影響電池的效率；另外，機械刻劃的線寬比較激光刻劃線寬寬很多，增加的死區(qū)的面積，減小了整個電池的有效面積，從而在一定程度上影響了電池的效率。

玻璃襯底的銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃所應用的激光設備只能刻蝕第二道，但是在刻劃過程中容易出現(xiàn)很多碎屑，不能獲得較好的刻蝕線；激光刻劃第三道，對激光設備要求非常高，而且生產效率低，目前，只能用機械刻劃取代來形成產業(yè)化。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃激光刻劃方法，該方法能夠采用激光對所有劃線工序進行刻劃，無需機械刻劃，改善激光刻蝕效果，增大整個發(fā)電玻璃的有效面積，提高發(fā)電玻璃效率，同時提高工業(yè)生產效率。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃激光刻劃方法，包括以下步驟：

S1）在玻璃襯底上生長氮化硅阻擋層；

S2）在氮化硅阻擋層上濺射金屬背電極；

S3）沿刻劃方向分別設置第一激光刻劃系統(tǒng)與第二激光刻劃系統(tǒng)，構成并排的雙激光刻劃系統(tǒng)；

S4）根據(jù)工藝需求啟動第一激光刻劃系統(tǒng)，按刻劃工藝參數(shù)刻劃第一道劃線，將金屬背電極劃開，分隔金屬背電極；

S5）在金屬背電極上生長PN結層；

S6）根據(jù)工藝需求啟動雙激光刻劃系統(tǒng)，按刻劃工藝參數(shù)刻劃第二道劃線，將PN結層劃開，提供前后電極相連的通道；第一與第二激光刻劃系統(tǒng)同時同步刻劃，第一激光刻劃系統(tǒng)的重復頻率低于第二激光刻劃系統(tǒng)的重復頻率；

S7）在PN結層上濺射透明導電氧化物薄膜AZO層；

S8）根據(jù)工藝需求啟動雙激光刻劃系統(tǒng)，按刻劃工藝參數(shù)刻劃第三道劃線，將透明導電氧化物薄膜AZO層與PN結層劃開，形成內部串聯(lián)結構；第一與第二激光刻劃系統(tǒng)同時同步刻劃，第一激光刻劃系統(tǒng)的重復頻率低于第二激光刻劃系統(tǒng)的重復頻率；第一激光刻劃系統(tǒng)刻劃掉透明導電氧化物薄膜AZO層，并在PN結層形成100～1000nm凹槽，第二激光刻劃系統(tǒng)刻劃掉剩余的PN結層。

本發(fā)明的有益效果是：

一、采用雙激光系統(tǒng)同時刻劃一條線，可以降低每個激光系統(tǒng)的功率以及頻率，能夠提高劃線速度，同時減小碎屑產生率，提高鍍膜效果；

二、采用雙激光系統(tǒng)同時刻劃一條線，取代機械刻劃方式刻劃多層薄膜，降低死區(qū)面積，提高電池有效面積，增加電池效率，提高工業(yè)生產效率；

三、雙激光系統(tǒng)結構簡單，有利于推廣應用。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明：

圖1是本發(fā)明的示意圖；

圖2是本發(fā)明中刻劃第一道劃線的示意圖；

圖3是本發(fā)明中刻劃第二道劃線的示意圖；

圖4是本發(fā)明中刻劃第三道劃線的示意圖；

圖5是本發(fā)明中刻劃第二道劃線與傳統(tǒng)刻劃的對比示意圖；

圖6是本發(fā)明中刻劃第三道劃線與傳統(tǒng)刻劃的對比示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種銅銦鎵硒薄膜發(fā)電玻璃激光刻劃方法，包括以下步驟：