一种提高薄膜太阳能电池效率的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高薄膜太阳能电池效率的制备方法，用于硅基薄膜电池或铜铟镓硒CIGS电池的制备过程，均包括有在衬底上镀第一加工层、刻划第一沟槽、镀第二加工层、刻划第二沟槽、镀第三加工层和刻划第三沟槽步骤，其特征在于：刻划时使A区的各节平均宽度a大于总平均宽度d，B区的各节平均宽度b小于总平均宽度d，C区的各节平均宽度c等于总平均宽度d。本发明将目前通行的均一刻划方式改为补偿修正刻划的方式，将边缘子电池宽度有选择性地适当加宽，而将电池区域特性好的子电池宽度略微变窄，在不影响电池板整体膜层有效开口宽度的情况下使得电池组件的稳定效率提高1%以上，同时具有适用面广、不增加制造成本和简便易行等优点。
【专利说明】一种提高薄膜太阳能电池效率的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于薄膜太阳能电池【技术领域】，具体的说是一种提高薄膜太阳能电池效率的制备方法。
【背景技术】
[0002]作为太阳能电池的一员，薄膜太阳能电池(包括硅基薄膜太阳能电池和铜铟镓硒CIGS、CIS薄膜太阳能电池等产品)由于节省原材料、制造过程能耗低、制造成本低、基板尺寸大、便于规模化生产、便于与建筑形成一体化节能产品等优点而成为太阳能电池的主要发展方向之一。但薄膜太阳能电池与单晶和多晶硅电池相比也存在如下劣势:其转化效率还比较低，需占用较大的安装面积并增加安装维护成本；而且硅基薄膜电池还存在明显的光致衰退问题。
[0003]薄膜太阳能电池是由一系列具有各种功能的薄膜组成的半导体物理器件，其核心膜层为光电转化膜层，主要由化学气相沉积(CVD);等离子增强化学气相沉积(PECVD);蒸发镀膜；溅射镀膜等真空工艺技术制成。由于采用了大尺寸基板(如1.1米X1.3米等)，而所使用的大型镀膜设备由于工艺气体、温度、电磁场、等离子体、靶材、蒸发源等工艺参数的空间分布不均匀而导致光电转化膜的厚度及光电特性不能够绝对均匀一致，从而导致了该基板不同位置处由于镀膜层物理特性的不同而出现“子电池”功率及稳定性的不同。
[0004]通常状态下，基板的四个角及边缘区域的“子电池”性能往往是相对比较差的。以1.1米X 1.3米基板为例，一般工艺要求下薄膜电池被激光均匀地刻划成由几十到上百个等宽度的“子电池”串联而成，而通过对在如图1所示的不同位置处切割下来的“子电池”进行测试，经过1000小时光照后稳定的衰减率相对值如表1所示:
【权利要求】
1.一种提高薄膜太阳能电池效率的制备方法，包括有在衬底上镀第一加工层、刻划第一沟槽、镀第二加工层、刻划第二沟槽、镀第三加工层和刻划第三沟槽步骤，其特征在于:所述的第一沟槽、第二沟槽或第三沟槽的在相应的加工层上分别刻划总数为2m+2n+k条的沟槽，其中m、η和k均为自然数，且自左向右起，加工层左侧边缘到第I条沟槽之间构成正极区，第I条到第2条沟槽之间构成第I节,第m-Ι条至第m条之间构成第m节，以此类推,则第2m+2n+k条至加工层右侧边缘构成第2m+2n+k节； 加工层表面分为正极区、A区、B区和C区，其中A区由位于加工层左侧的m节和位于加工层右侧的m节组成，B区由最中间的k节组成，C区位于A区和B区之间，C区由其余的2n节组成； 衬底总宽为L，衬底左右两侧经激光扫边而成的边缘区以及加工层上正极区的宽度合计为U，加工层上的A区各节平均宽度为a，B区各节平均宽度为b，C区各节平均宽度为C，所有各节的总平均宽度为d，则其余部分宽度V=L-U =2mXa+kXb+2nXc= (2m+2n+k) Xd ； 刻划时使A区的各节平均宽度a大于总平均宽度d，且a < dX 1.025，B区的各节平均宽度b小于总平均宽度d，且b≥dX0.975，C区的各节平均宽度c等于总平均宽度d ； 在用于硅基薄膜电池制备时，当刻划的沟槽为第一沟槽时，对应的加工层为透光导电氧化物层，当刻划的沟槽为第二沟槽时，对应的加工层为半导体光电转化层，当刻划的沟槽为第三沟槽时，对应的加工层为半导体光电转化层和背电极层； 在用于铜铟镓硒CIGS电池时，当刻划的沟槽为第一沟槽时，对应的加工层为背电极层，当刻划的沟槽为第二沟槽时，对应的加工层为半导体光电转化层，当刻划的沟槽为第三沟槽时，对应的加工层为透光导电氧化物层和半导体光电转化层。
2.根据权利要求1所述的提高薄膜太阳能电池效率的制备方法，其特征在于:用于硅基薄膜电池的制备过程，并包括如下步骤:(I)提供在表面镀有透光导电氧化物层的衬底；(2)使用脉冲激光束穿过衬底被导电氧化物层吸收后，并且划刻至贯穿导电氧化物层而形成第一沟槽；(3)在具有第一沟槽的导电氧化物层与衬底相对的表面镀半导体光电转化层；(4)使激光束穿过衬底和导电氧化物层被半导体光电转化层吸收后，并且刻划至贯穿半导体光电转化层而形成第二沟槽；(5)在具有第二沟槽的半导体光电转化层与透光导电氧化物层相对的表面镀背电极层；(6)使激光束穿过衬底和透光导电氧化物层被半导体光电转化层吸收后，并且划刻至贯穿半导体光电转化层和背电极层而形成第三沟槽。
3.根据权利要求1所述的提高薄膜太阳能电池效率的制备方法，其特征在于:用于铜铟镓硒CIGS电池的制备过程，并包括如下步骤:(I)提供在表面镀有金属Cr和Mo的背电极层的衬底；(2)使用脉冲激光束穿过衬底被金属Cr和Mo的背电极层吸收后，并且划刻至贯穿金属Cr和Mo的背电极层而形成第一沟槽；(3)在具有第一沟槽的导电背电极层与衬底相对的表面镀半导体光电转化层；(4)使用机械切割的方式，将半导体光电转化层切除，并且刻划至贯穿半导体光电转化层而形成第二沟槽；(5)在具有第二沟槽的半导体光电转化层与背电极层相对的表面镀透光导电氧化物层；(6)使用机械切割的方式,从透光导电氧化物层表面到基板方向依次将透光导电氧化物层和半导体光电转化层切除，并且划刻至贯穿导电氧化物层和半导体光电转化层而形成第三沟槽。
4.根据权利要求1或2或3所述的提高薄膜太阳能电池效率的制备方法，其特征在于:所述的第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽互相间隔开设，第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的槽宽S均为25-50 μ m之间。
5.根据权利要求1或2或3所述的提高薄膜太阳能电池效率的制备方法，其特征在于:所述导电氧化物层、半导 体光电转化层和背电极层的厚度均为0.5-2 μ m。
【文档编号】H01L31/20GK103872179SQ201410076359
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】汤安东 申请人:广东汉能光伏有限公司