一种非晶硅薄膜太阳能电池及制造方法_3

文档序号:8283925阅读:来源:国知局

背电极引出
在背漆开口 4-1处丝网印刷铜浆,并烘干固化形成铜浆电极5,分两步进行固化,首先在75~85摄氏度下恒温75~85分钟,然后再升高温度至145~155摄氏度,恒温35~45分钟。其中背漆开口 4-1长宽为1.8x0.7mm,铜浆电极5长宽为2.9x1.4mm,可使所有单元电池的铜浆电极5附着力达到0.6公斤。最后进行切割,按检验标准测试,合格后包装入库。
[0046]实施例2制作步骤与实施例1相同。仅改变水清洗环节中的工艺参数:
将腐蚀完的透明导电玻璃放入氢氧化钠溶液中去除耐酸油墨,并用自来水进行冲洗干净,接着将去除耐酸油墨的ITO透明导电玻璃放入氢氧化钠和磷酸钠的混合溶液中进行除油,混合溶液的重量配比为水:氢氧化钠:磷酸钠=150:2.0:5.0,将去除耐酸油墨的ITO玻璃放入配好的溶液中,浸泡10分钟,溶液温度控制在45~50摄氏度;
实施例3
制作环节与实施例1相同。仅改变超声清洗环节的工艺参数:
将除油后的ITO透明导电玻璃放入独特配方的清洗液中进行超声清洗,清洗液重量配比为水:清洗物质=1200:8.0,将去油后的ITO玻璃放入配好的溶液中,超声清洗80分钟,溶液温度控制在45~60摄氏度,之后用自动清洗机和纯水进行后清洗,并经风刀吹干待用;实施例4制作步骤与实施例1相同。仅改变PIN非晶硅膜沉积骤中的工艺参数:
将后清洗好的ITO透明导电玻璃,装入沉积夹具中并放入真空室中进行P,I,N非晶硅膜沉积,其中P层非晶硅采用特殊的沉积工艺参数和原料气体流量配比,流量配比为:三甲基硼烷:甲烷:硅烷:氢气=5:40:65:17,沉积温度200~250摄氏度,沉积压力50~70Pa,放电功率80~90W,沉积时间85~95秒;
实施例5如图5所示
制作步骤与实施例1相同,仅改变背电极形成中的工艺参数:
依次丝网印刷碳浆并烘干固化成碳浆背电极3,固化温度控制在145~155摄氏度,固化时间为55~65分钟,丝网印刷背漆并烘干固化形成背漆保护层4,固化温度控制在135~145摄度,固化时间为50分钟,为消除漏电隐患,背漆保护层4比浆背电极3四周大0.6mm,使背漆保护层4尽能可靠地覆盖碳浆背电极3,;
背电极引出如图7所示。
[0047]在背漆开口 4-1处丝网印刷铜浆,并烘干固化形成铜浆电极5,分两步进行固化,首先在75~85摄氏度下恒温75~85分钟,然后再升高温度至145~155摄氏度,恒温35~45分钟。其中背漆开口 4-1长宽为2.0x0.9mm,铜浆电极长5宽为3.0x1.8mm,可使所有单元电池的铜浆电极5附着力达到0.6公斤以上。最后进行切割,按检验标准测试,合格后包装入库。
[0048]实施例6
见附图8~11:
例为圆形非晶硅太阳能电池,主要用于太阳能手表,制作如下:
制备前电极图形
在356x406平方毫米的ZnO透明导电玻璃上按照非晶硅太阳能电池需要的图形(单元电池为圆形,由四个单节电池串联组成,每个单节电池为圆弧形状,中间为圆形的透明视窗,整个ZnO透明导电玻璃上以单元电池尺寸为周期阵列排布单元电池)采用耐酸油墨作为掩膜,湿法化学腐蚀ZnO透明导电膜,形成ZnO透明导电膜前电极ID,四周的ZnO透明导电膜是保留的,相邻节ZnO透明导电膜前电极间的隔离线ID-1的宽度为0.6mm ;其中绝缘线1D-2,宽度0.3mm,是防止在切割时ZnO透明导电膜前电极和背电极搭接在一起导致短路。
[0049]除耐酸油墨
接着去除耐酸油墨,除油及超声清洗后,再用自动清洗机和纯水进行清洗,并经风刀吹干待用;
PIN非晶硅基薄膜沉积
将清洗好的ZnO透明导电玻璃,装入沉积夹具中并放入真空室中采用等离子体化学气相沉积法进行PIN非晶硅基薄膜沉积,其中N为N型氧化硅(S1x),以增加对短波段光的反射,提高叠层电池的短路电流。N型氧化硅(S1x)的沉积气体流量比为:C02:SiH4=0.5,射频电源放电功率90W,沉积温度220摄氏度;
激光刻划
采用绿激光刻划非晶硅基薄膜,形成连接相邻两节单节电池的激光打孔刻划线2D-1,每束激光功率为0.5瓦,激光刻划线宽0.2_,在刻划的同时进行强力吸尘,防止因刻划形成的非晶硅基薄膜碎屑散落到激光打孔刻划线影响电池性能; 制备复合背电极
采用平面磁控溅射法依次溅镀ZnO膜,银膜和镍铜合金膜,厚度分别为lOOnm,80nm和120nm,形成复合背电极3D,以增加对光的反射,提高电池转换效率。
[0050]激光贯穿刻划隔离线3D-1
采用绿激光贯穿刻划非晶硅基薄膜2D和复合背电极3D,形成节与节之间的隔离线3D-1,每束激光功率为1.0瓦并调整好激光频率,激光刻划线宽0.5mm,在刻划的同时进行强力吸尘,防止因刻划形成的非晶硅基薄膜碎屑散落到隔离线影响电池性能;
形成透明视窗
采用激光刻划方法将设计需要透明的区域上的非晶硅基薄膜及复合背电极去除,形成透明视窗,每束激光功率7W,红外激光波长为1064nm。
[0051]丝网印刷背漆并烘干固化形成背漆保护层4D,固化温度控制在135~145摄氏度,固化时间为40分钟,背漆开口 4D-1为焊接正负极引线之用;
最后进行切割,按检验标准测试,合格后包装入库。
[0052]实施例7
此例为柔性非晶硅和非晶硅锗叠层太阳能电池,见附图12~17:
柔性基片第一次冲孔
在356x406平方毫米的聚酰亚胺柔性基片6R上按照非晶硅太阳能电池需要的图形(此例中,沿宽度566mm方向等分分成40节,整个单元电池有40个单节电池内部组成。每个单元电池为矩形形状。)沿宽度方向的两侧边沿距边沿1mm出进行第一次冲孔,作为导流孔6R-1,孔径1.5mm,相邻孔间距9mm,并用纯水冲洗干净吹干;
制备复合背电极3R,
采用平面磁控溅射法在已冲孔的聚酰亚胺柔性基片上正面连续溅镀金属铝膜,银膜和ITO透明导电膜,作为复合背电极3R,,以增加对入射光的反射;并在背面溅镀金属铝膜7R;
第二次冲孔
将已溅镀金属膜的聚酰亚胺柔性基片沿长度方向进行第二次冲孔,作为汇流孔3R-5,孔径1.5_,相邻孔间距5_,并用纯水冲洗干净和吹干;
气相沉积光电转换层
将已第二次冲孔的聚酰亚胺柔性基片装入沉积夹具中并放入真空室中采用等离子体化学气相沉积法进行连续两个子电池NI,II,Pl和N2,12,P2硅基薄膜沉积,构成非晶硅非晶硅锗叠层电池光电转换层主体2R,其中Il为本征非晶硅锗膜,NI为N型非晶硅膜,Pl为P型非晶硅膜,12为本征非晶硅膜,P2为P型非晶硅膜,N2为N型氧化硅(S1x),以增加对短波段光的反射,提高叠层电池的短路电流。N型氧化硅(S1x)的沉积气体流量比为:C02:SiH4=0.4,射频电源放电功率90W,沉积温度200摄氏度;
平面磁控溅射
采用平面磁控溅射法在沉积完硅基薄膜的聚酰亚胺柔性基片上溅镀ITO透明导电膜作为前电极IR,在基片背面溅镀一层金属铝膜以形成
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