[發明專利]薄膜太陽能電池片及其制備方法

在審

• 申請號: 201710806075.2
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107611189A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 沙嫣;沙曉林
• 申請（專利權）人: 南通強生光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0256
• 分類號: H01L31/0256;H01L31/0445;H01L31/075;H01L31/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體地說，涉及一種薄膜太陽能電池片及其制備方法。

背景技術

由于近年來出現的能源危機和人民對環境保護的日益重視，各國紛紛實施、推廣風能、太陽能、水能等綠色能源，其中太陽能作為人類取之不盡、用之不竭的能源而備受關注，一些國家對太陽能發電實施政府和補貼，從而推動太陽能發電技術的大規模開發和應用。非晶硅薄膜太陽能電池因其成本低、能量返回期短、大面積自動化生產、高溫性好等優點，在太陽能應用領域受到人們的廣泛關注。

然而，由于非晶硅薄膜太陽能電池片相對于晶硅太陽能電池片具有轉換效率低、衰減程度高的缺點，阻礙了其大規模推廣應用。因此，生產轉換效率高、衰減程度低、價格低廉的新型非晶硅薄膜電池片是目前的研究熱點。

專利文獻CN104600148A中公開了一種非晶硅薄膜太陽能電池，包括基片、前電極圖形、PIN光電轉化層、背電極，PIN光電轉化層的前電極至少包括ITO、ZnO、石墨烯透明導電膜中的一種。該方法制得的非晶硅薄膜太陽能電池存在透射率低、反射率高等問題。

發明內容

針對目前非晶薄膜電池片的轉換效率低的缺點，本發明提供一種新型薄膜太陽能電池片及其制備方法。太陽能電池效率受材料、器件結構、工藝等因素影響，特別是材料和工藝。本發明是通過選用石墨烯這種新型材料代替氧化鋅，并優化生產工藝，提高了非晶硅薄膜太陽能電池效率到8～9％。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種薄膜太陽能電池片的制備方法，包括以下步驟：

A、在ITO導電玻璃電片上用紅激光刻線，制造子電池；

B、在刻線后的ITO導電玻璃電片上制備PIN電池膜層；

C、在PIN電池膜層上化學氣相法沉積石墨烯膜層；

D、在石墨烯膜層上進行第二次刻線；

E、在刻線后的石墨烯膜層上依次沉積鋁、銅鎳膜；

F、然后在銅鎳膜層上粘覆EVA保護膜；

G、采用激光打標，清除打標區域的EVA保護膜，并在打標區域加錫引出正負極焊點，經切割和測試，即得所述薄膜太陽能電池片。

優選地，步驟A中，所述紅激光刻線具體采用以下步驟：將ITO導電玻璃電片清洗后,用波長65～120nm的激光將導電玻璃電片刻劃分成互相獨立的子電池。

優選地，所述各子電池之間的線條寬度為95-110um，刻劃的線速度500-700mm/s。

優選地，步驟B中，所述PIN電池膜層通過PE-CVD法制備得到，具體步驟如下：

裝片預熱：將經步驟A處理后刻劃好的導電玻璃電片與沉積夾具裝配后推入烘爐中，180-185℃預熱3小時；

制備P層：使用B(CH₃)₃、SiH₄、CH₄、Ar氣體，沉積溫度190～195℃，功率密度0.4～1mW/cm²，硅烷與甲烷流量比為10：1.4～1.55，沉積壓力為0.9torr，放電時間750s；

制備I層：使用SiH₄、Ar氣體，沉積溫度190～195℃，功率密度0.4mw/cm²,沉積壓力為0.9torr，放電時間1000s；

制備N層：使用PH₃、SiH₄、Ar氣體，沉積溫度190～195℃，功率密度0.4～1W/cm²，沉積壓力0.9torr，放電時間400s。

優選地，步驟C中，所述化學氣相法沉積石墨烯膜層的具體步驟如下：

S1、將PIN膜在40-55min內升至800-980℃，之后通入900SCCm流量的氫氣，保持設備內的壓強為0.1-90Torr 15分鐘；

S2、通入氫氣和甲烷，氫氣與甲烷的比例為1：1-1：10，持續通入通氣50-70分鐘，氫氣和甲烷氣體在高溫下氫還原反應；

S3、氫還原反應結束后，保持設備內的壓強為0.1-90Torr，PIN膜的溫度在200-380min內降溫至450-500℃，并且通入氫氣和氦氣，氫氣和氦氣的流量比為1:1-I:10，在40-100min之后，停止通入氫氣，繼續通入流量為100-650sccm的氦氣。通入氫氣是為了使沉積塔內的甲烷氣體反應完全，待停止通入氫氣，繼續通入氦氣，石墨烯薄膜在一個惰性的環境條件下形成。