专利名称：薄膜太阳能电池的制作方法、薄膜太阳能电池及发电系统的制作方法
薄膜太阳能电池的制作方法、薄膜太阳能电池及发电系统技术领域
本发明属于新能源领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池的制作方法、薄膜太阳能电池及发电系统。
背景技术：
随着光伏太阳能产业的发展，目前的光伏组件市场上主要以晶体硅太阳能电池为主导，但由于硅料价格昂贵，在一定程度上制约了光伏产业的发展。薄膜太阳能电池以其工艺简单、原料成本低等优势在光伏市场中所占的比例日益增加。在工业生产中，薄膜太阳能电池主要以平面浮法导电玻璃为衬底，通过激光刻划分格形成若干引出电极，然后沉积电池吸收层，并使用激光刻划分格，最后沉积背电极并使用激光刻划形成若干引出电极。在此工艺中，采用平面浮法导电玻璃为衬底，没有陷光结构，光线利用率低，电池光电转换率低。发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种薄膜太阳能电池的制作方法，旨在解决现有方法制作的薄膜太阳能电池光电转换率低的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种薄膜太阳能电池的制作方法，所述方法包括下述步骤
采用布纹玻璃板作为衬底；
在所述布纹玻璃板之上依次叠层设置前电极、非晶硅薄膜以及背电极，获得薄膜太阳能电池。
本发明实施例的另一目的在于提供一种薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池包括玻璃衬底，在所述玻璃衬底之上依次叠层设有前电极、非晶硅薄膜以及背电极，所述玻璃衬底为布纹玻璃板。
本发明实施例的另一目的在于提供一种包括上述薄膜太阳能电池的发电系统。
本发明实施例采用布纹玻璃板作为衬底，布纹玻璃板的布纹面作为陷光结构，可以提高玻璃的透光率，进而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。并且，在布纹面设置非晶硅薄膜，可以增大吸收层面积，可进一步提高该薄膜太阳能电池的光电转换效率。
图1示出了本发明第一实施例提供的薄膜太阳能电池的制作方法流程图2示出了本发明第一实施例提供的薄膜太阳能电池的结构示意图3示出了本发明第二实施例提供的薄膜太阳能电池的制作方法流程图4示出了本发明第二实施例提供的薄膜太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对4本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例采用布纹玻璃板作为衬底，通过布纹结构增大光线的透过率，以提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。
本发明实施例提供了一种薄膜太阳能电池的制作方法，该方法包括下述步骤
采用布纹玻璃板作为衬底；
在布纹玻璃板之上依次叠层设置前电极、非晶硅薄膜以及背电极，获得薄膜太阳能电池。
本发明实施例还提供了一种薄膜太阳能电池，该薄膜太阳能电池包括玻璃衬底， 在玻璃衬底之上依次叠层设有前电极、非晶硅薄膜以及背电极，玻璃衬底为布纹玻璃板。
本发明实施例还提供了一种包括上述薄膜太阳能电池的发电系统。
本发明实施例采用布纹玻璃板作为衬底，布纹玻璃板的布纹面作为陷光结构，可以提高玻璃的透光率，进而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。并且，在布纹面设置非晶硅薄膜，可以增大吸收层面积，可进一步提高该薄膜太阳能电池的光电转换效率。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述
实施例一
图1示出了本发明第一实施例提供的薄膜太阳能电池的制作方法流程图，图2示出了采用本发明第一实施例提供的薄膜太阳能电池的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
该薄膜太阳能电池的制作方法具体包括以下步骤
步骤S101，采用布纹玻璃板作为衬底；
步骤S102，在所述布纹玻璃板之上依次叠层设置前电极、非晶硅薄膜以及背电极， 获得薄膜太阳能电池。
结合附图2，在本发明实施例中，布纹玻璃板1可以为超白布纹玻璃。
在本发明实施例中，该非晶硅薄膜3自前电极2起依次为P型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层。可以理解，该非晶硅薄膜可以有多层，每层均包括依次叠层的P型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层，多层薄膜形成P-I-N-P-I-N-......-P-I-N的结构。
在本发明实施例中，还可以在实施步骤S102之后在背电极4的表面设置一层保护层5。
该太阳能电池的非晶硅薄膜3吸收经布纹玻璃板1射入的太阳光，将其转化为电能，经前电极2和背电极4输出。
本发明实施例采用布纹玻璃作为衬底，其布纹结构有利于增大光线的透过率，进而增加吸收层对太阳光的吸收，以提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。并且，在布纹面设置非晶硅薄膜，可以增大吸收层面积，进一步提高该薄膜太阳能电池的光电转换效率。
实施例二
图3示出了本发明第二实施例提供的薄膜太阳能电池的制作方法流程图，图4示出了采用本发明第二实施例提供的薄膜太阳能电池的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例提供一种实施上述实施例中的在布纹玻璃板之上依次叠层设置前电极、非晶硅薄膜以及背电极，获得薄膜太阳能电池的具体方法，该方法包括下述步骤
步骤S301，在布纹玻璃板1的布纹面设置透明导电膜。
具体可以采用多弧离子镀膜技术将透明导电膜镀在布纹面上，以减小能耗。该透明导电膜(TCO)可以是氧化铟锡(ITO)或氧化锌铝(AZO)透明导电薄膜。
步骤S302，采用激光刻蚀所述透明导电膜，获得多个相互独立的电极(即前电极 2)。
步骤S303，在透明导电膜的表面设置非晶硅薄膜，作为吸收层。
具体可以采用等离子体增强化学气相沉积技术将非晶硅薄膜沉积在透明导电膜上。
此步骤具体可以包括下述子步骤
首先，在透明导电膜的表面沉积P型非晶硅层；
然后，在P层的表面沉积I型非晶硅层；
最后，在I的表面沉积N型非晶硅层。
步骤S304，采用激光刻蚀非晶硅薄膜，获得若干个贯穿于非晶硅薄膜，并与前电极一对一相连的通道。
步骤S305，在非晶硅薄膜的表面设置导电层，同时使导电层的导电物质填充上述步骤形成的通道；
在此步骤中，可以采用磁控溅射镀膜技术将导电物质镀在非晶硅薄膜上，形成导电层，并且，填充有导电物质的通道形成了导线6。
步骤S306，采用激光刻蚀导电层与非晶硅薄膜，获得多个相互独立的背电极4和非晶硅薄膜单元3，使得连接于同一通道(导线6)两端的前电极2和背电极4分别位于相邻两个非晶硅薄膜单元3的表面，实现若干个非晶硅薄膜单元3的串联，获得薄膜太阳能电池(结合附图4)。
本发明实施例中，若干个非晶硅薄膜单元串联构成了太阳能电池，可以理解，多个非晶硅薄膜单元之间还可以是串、并混联等其他连接方式。
实施例三
在本发明实施例中，可以采用以下方法对上述实施例中的透明导电膜进行激光刻蚀，以获得多个相互独立的前电极。具体步骤为
首先，将设有透明导电膜的布纹玻璃倒置，使透明导电膜朝下放置；然后，采用适当波长的激光从光线入射面进行刻蚀，即使激光束经布纹玻璃的上方(非布纹面)射入，刻蚀导电膜，形成若干个相互独立的前电极。激光从太阳光线入射面向下进行刻蚀，一方面可以避免刻蚀产生的残渣掉在薄膜上，影响刻蚀效果，另外，如果激光直接对导电膜进行刻蚀，布纹玻璃的布纹结构会对激光进行散射，散射激光有可能刻蚀到导电膜上不需刻蚀的区域，影响刻蚀精度，也损失了激光能量，激光从光线入射面进行刻蚀，可以解决上述问题， 以保证刻蚀质量，并避免激光能量的损失，提高激光能量的利用率。
同样原理，可以采用适当波长的激光通过上述的方式对非晶硅薄膜进行刻蚀，获得多个上述实施例中所述的通道，同样可以避免刻蚀产生的残渣掉在薄膜上，影响刻蚀效果；并避免布纹玻璃的布纹结构对激光的散射，解决刻蚀不精确及损失激光能量的问题。
实施例四
在本发明实施例中，可以采用下述方法对上述实施例一中的非晶硅薄膜进行激光刻蚀。首先，将布纹玻璃板设有非晶硅薄膜的面朝下放置；然后，采用激光从布纹玻璃板1 的上方射入，穿过前电极2，并在靠近所述前电极2边缘的位置刻蚀非晶硅薄膜，形成若干个纵向贯穿于非晶硅薄膜的通道，每个通道均与前电极一对一相连接。该方法同样可以避免刻蚀产生的残渣掉在薄膜上，影响刻蚀效果；并且避免散射激光刻蚀到不需刻蚀的区域， 影响刻蚀精度，损失激光能量。
实施例五
在本发明实施例中，具体可以采用镀膜技术(例如磁控溅射镀膜技术)在非晶硅薄膜的表面设置导电层，在镀膜过程中，导电物质被镀在非晶硅薄膜上，同时，导电物质会填充上述实施例中所述的每个通道，形成若干个导线3，这样，镀膜后会在非晶硅薄膜上形成一层导电层，并且该导电层与非晶硅薄膜另一表面的前电极2之间通过导线6实现连接。
作为本发明的一个实施例，该导电层的材料可以是金属或合金，具体可以是铝、银或铝银合金等，还可以是金属与非金属组成的复合导电材料。
实施例六
在本发明实施例中，可以采用下述方法实现实施例一中的最后步骤。首先，将设有透明导电膜、吸收层及导电层的布纹玻璃倒置，使导电层朝下；然后，采用激光自下而上同时刻蚀导电层与非晶硅薄膜，形成多个相互独立的背电极4和非晶硅薄膜单元3。请进一步结合附图4，刻蚀后形成这样的结构连接于同一导线6两端的前电极2和背电极4分别位于相邻两个非晶硅薄膜单元3表面，实现若干个非晶硅薄膜单元3的串联，形成一电池串。 这样，电池串的两端背电极分别成为该电池串整体的正电极41和负电极42，非晶硅薄膜将光能转化为电能，并最终通过正、负电极输出。刻蚀过程中保持导电层朝下，以避免刻蚀产生的残渣掉在薄膜上，影响刻蚀效果。
在上述的实施例中，激光波长的选择依据被刻蚀对象的材料确定，优选被刻蚀对象吸收最强，其他光学层吸收较弱的波段，以保证准确刻蚀并避免刻蚀到其他光学层。在本发明实施例中，刻蚀透明导电膜所用的激光波长为1064nm ；刻蚀非晶硅薄膜及导电层选用的激光波长为532nm。
本发明实施例采用布纹玻璃板作为衬底，布纹玻璃板的布纹面作为陷光结构，可以提高玻璃的透光率，进而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。并且，在布纹面设置吸收层，可以增大吸收层面积，以进一步提高光电转换效率。采用激光从光线入射面自上而下刻蚀透明导电膜和非晶硅薄膜，一方面可以避免刻蚀产生的残渣掉在薄膜上，影响刻蚀效果， 另外，还可以避免布纹玻璃对激光的散射而造成的刻蚀不精确，及损失激光能量的问题。采用多弧离子镀膜技术在布纹面上镀透明导电膜，可以减小能耗，有利于节约能源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种薄膜太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤采用布纹玻璃板作为衬底；在所述布纹玻璃板之上依次叠层设置前电极、非晶硅薄膜以及背电极，获得薄膜太阳能电池。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述布纹玻璃板之上依次叠层设置前电极、非晶硅薄膜以及背电极，获得薄膜太阳能电池的步骤具体为在布纹玻璃板的布纹面设置透明导电膜；采用激光刻蚀所述透明导电膜，获得多个相互独立的前电极；在所述透明导电膜的表面设置非晶硅薄膜；所述非晶硅薄膜自透明导电膜起依次为P 型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层；采用激光刻蚀所述非晶硅薄膜，获得若干个贯穿于所述非晶硅薄膜，并与所述前电极一对一相连的通道；在所述非晶硅薄膜的表面设置导电层，同时使所述导电层的导电物质填充所述通道；采用激光刻蚀所述导电层与非晶硅薄膜，获得多个相互独立的背电极和非晶硅薄膜单元，使得连接于同一通道两端的前电极和背电极分别位于相邻两个非晶硅薄膜单元表面， 实现若干个非晶硅薄膜单元的串联，获得薄膜太阳能电池。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在布纹玻璃板的布纹面设置透明导电膜的步骤具体为采用多弧离子镀膜技术将所述透明导电膜镀在所述布纹面上。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蚀所述透明导电膜，获得多个相互独立的前电极的步骤具体为将所述布纹玻璃板设有透明导电膜的面朝下放置；采用激光从布纹玻璃板的上方射入，刻蚀透明导电膜，获得若干个相互独立的前电极。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述透明导电膜的表面设置非晶硅薄膜的步骤具体为采用等离子体增强化学气相沉积技术，在所述透明导电膜上依次沉积P型非晶硅层、I 型非晶硅层以及N型非晶硅层。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蚀所述非晶硅薄膜，获得若干个贯穿于所述非晶硅薄膜，并与所述前电极一对一相连的通道的步骤具体为将所述布纹玻璃板设有所述非晶硅薄膜的面朝下放置；采用激光从布纹玻璃板的上方射入，穿过所述前电极，并在靠近所述前电极边缘的位置刻蚀所述非晶硅薄膜，获得若干个贯穿于所述非晶硅薄膜，并与所述前电极一对一相连的通道。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蚀所述导电层与非晶硅薄膜，获得多个相互独立的背电极和非晶硅薄膜单元，使得连接于同一通道两端的前电极和背电极分别位于相邻两个非晶硅薄膜单元表面，实现若干个非晶硅薄膜单元的串联，获得薄膜太阳能电池的步骤具体为将所述布纹玻璃板设有所述导电层的面朝下放置；采用激光自下而上同时刻蚀导电层与非晶硅薄膜，获得多个相互独立的背电极和非晶硅薄膜单元，使得连接于同一通道两端的前电极和背电极分别位于相邻两个非晶硅薄膜单元表面，实现若干个非晶硅薄膜单元的串联，获得薄膜太阳能电池。
8.一种薄膜太阳能电池，其特征在于，所述薄膜太阳能电池包括玻璃衬底，在所述玻璃衬底之上依次叠层设有前电极、非晶硅薄膜以及背电极，所述玻璃衬底为布纹玻璃板。
9.如权利要求8所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述非晶硅薄膜包括若干个相互独立的非晶硅薄膜单元，每个非晶硅薄膜单元的上、下两表面分别设有前电极和背电极， 若干个非晶硅薄膜单元通过其前电极和相邻背电极的顺序连接而串联。
10.包括权利要求9所述的薄膜太阳能电池的发电系统。
全文摘要
本发明适用于新能源领域，提供了一种薄膜太阳能电池的制作方法、薄膜太阳能电池和发电系统。该方法包括下述步骤采用布纹玻璃板作为衬底；在所述布纹玻璃板之上依次叠层设置前电极、非晶硅薄膜以及背电极，获得薄膜太阳能电池。本发明采用布纹玻璃板作为衬底，布纹玻璃板的布纹面作为陷光结构，可以提高玻璃的透光率，进而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。
文档编号H02N6/00GK102479867SQ20101055513
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者刘强, 胡文祥, 陈五奎, 雷晓全 申请人:深圳市拓日新能源科技股份有限公司