一种薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄膜太阳能电池，具体涉及一种薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置。
【背景技术】
[0002]太阳能电池又称为“太阳能芯片”或光电池，是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其中，以光电效应工作的薄膜太阳能电池为主。
[0003]一般，薄膜太阳能电池迎向太阳光朝上放置，从下往上依次主要包括下封装层、基底层、背电极层、背接触层、吸收层、窗口层、上接触层和上封装层等。中国专利CN101807622A公开了一种制备碲化镉薄膜太阳能电池组件的方法，其包括如下步骤:
[0004]首先，在透明导电薄膜玻璃上沉积CdS薄膜获得“glass/TCO/CdS” ；
[0005]然后，在“glass/TCO/CdS” 上沉积碲化镉薄膜获得“glass/TCO/CdS/CdTe” ；
[0006]然后，对“glass/TCO/CdS/CdTe”进行含氯化镉气氛下的热处理；
[0007]然后，使用激光刻划热处理后的“glass/TCO/CdS/CdTe”，刻划掉“TCO/CdS/CdTe”后进行化学腐蚀使碲化镉表面富碲；
[0008]然后，在“glass/TCO/CdS/CdTe”上刻划掉“TCO/CdS/CdTe”的刻痕上填注低温固化胶；
[0009]然后，沉积背接触层，然后进行背接触层热处理；
[0010]然后使用激光在TCO/CdS/CdTe刻痕附近刻刻划掉CdS/CdTe/背接触层；
[0011]然后，沉积金属背电极层，然后使用激光刻划掉TCO/CdS/CdTe刻痕和CdS/CdTe/背接触层刻痕附近的CdS/CdTe/背接触层/金属背电极。
[0012]即上述制备碲化镉薄膜太阳能电池组件的方法，先在透明导电层上沉积硫化镉，通过激光刻划第一沟槽；填充第一沟槽；沉积背接触层后使用激光刻划第二沟槽；沉积金属背电极后刻划第三沟槽。其中，镉元素属于稀有金属，上述制备太阳能电池组件的方法工艺步骤繁多复杂，且刻划去除CdS和CdTe的步骤多，对含镉元素的材料浪费严重，不仅对环境污染严重，而且制造成本很高。
[0013]此外，背接触层、吸收层和窗口层的设置都是可以通过电沉积来实现的；电沉积时，需将待电沉积的具有一定面积的待电沉积平板放置在电解液中，待电沉积平板两端夹持后，即可通电进行。从薄膜太阳能电池的性能来讲，为了保证其光透过率，提高其光电转换效率，背接触层、吸收层、窗口层的厚度要求比较苛刻，需要设置得非常薄，以背接触层为例，在其上镀吸收层时，由于背接触层很薄，所以其电阻很大，在待电沉积平板两端通电时，电沉积的吸收层非常容易形成两端厚中间薄的不均匀镀层，而镀层不均匀则会导致光电转换效率降低。
[0014]为了解决上述技术问题，美国专利文献US2011/0290641A1公开了一种快速化学电沉积法生产太阳能电池的装置和方法，包括具有很多接触顶针的支撑结构，每个所述接触顶针都与基底层表面电接触，给所述基底层提供用于电沉积的电位(An apparatusfor electrodeposit1n, comprising a support structure including a pluralityof contact pins, each contact pin of said plurality of contact pins configureto establish electrical con tact with a substrate surface and thereby supplyplating potential to the substrate)。上述装置可用于对背接触层、吸收层、窗口层、上接触层进行电沉积生产。该技术通过设置很多接触顶针，将电流通过接触顶针均匀的均匀地分布在待电沉积平板上，从而有效地将待电沉积平板的电阻降低，使得电沉积层可以分布更为均匀；但是，待电沉积完毕、移除接触顶针后，设置接触顶针的地方就会产生接触顶针孔，如果不对该接触顶针孔进行填补，太阳能电池在使用时就会产生断路，因此，需要在移除接触顶针后在接触顶针孔中填充电绝缘物质，由于电绝缘物质不参与光电转换，被称为死区，面积过大的死区将影响电池的整体转换效率。在实际生产时，后续需对单体太阳能板进行划沟槽和填充沟槽的工序，从而将单体太阳能板划分为串联或并联的太阳能电池组件。该太阳能电池组件由于其内部接触顶针孔中填充的电绝缘物质不参与光电转换过程，而且沟槽中的电绝缘物质也不参与光电转换过程，即不参与光电转换的面积过大，相应的使太阳能电池单位面积内参与光电转换的有效面积减小，影响了光吸收效果。
【发明内容】
[0015]为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的太阳能薄膜电池的生产工艺复杂，生产成本高，进而提供一种生产工艺简单，成本低的薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置。
[0016]本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的快速化学电沉积法生产太阳能电池的装置和方法中太阳能电池的单位面积里参与光电转换的有效面积小，进而提供一种单位面积里参与光电转换的有效面积更大的薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置。
[0017]为解决上述技术问题，本发明的一种薄膜太阳能电池的生产方法，包括如下步骤:
[0018](a)在玻璃基底上形成透明导电层；
[0019](b)在所述透明导电层上形成窗口层；
[0020](c)接触电极穿透所述窗口层与所述透明导电层欧姆接触；
[0021](d)在步骤(C)中的所述透明导电层上，与所述接触电极相邻位置、贯通所述透明导电层进行划沟槽工序得到第一沟槽；
[0022](e)将上述半成品放置于电沉积槽内，对所述接触电极和对电极进行通电，在所述窗口层上电沉积吸收层并同时填充所述第一沟槽；
[0023](f)在步骤(e)的所述吸收层上形成背接触层或在背接触层上还继续形成背电极层；
[0024](g)移除所述接触电极，所述接触电极为顶针接触电极或长条接触电极，所述长条接触电极的长边与所述第一沟槽的长边延伸方向相同；当所述接触电极为顶针接触电极时，移除所述接触电极后在该半成品上形成的接触电极空缺为顶针孔，与所述第一沟槽平行穿过所述顶针孔进行划沟槽工序得到第二沟槽；当所述接触电极为长条接触电极时，移除所述接触电极后在该半成品上形成的接触电极空缺为长条形沟槽，所述长条形沟槽为第二沟槽并与所述第一沟槽平行；
[0025](h)当步骤(f)中所述吸收层上只形成背接触层时，填充在步骤(g)中获得的半成品的所述第二沟槽后再形成背电极层或在步骤(g)中获得的半成品上同时形成背电极层和填充所述第二沟槽；
[0026]当步骤(f)中所述吸收层上在形成背接触层后在背接触层上还继续形成背电极层时，填充在步骤(g)中获得的半成品的所述第二沟槽；
[0027](i)对步骤(h)中获得的半成品的所述吸收层上，与所述第二沟槽平行且相邻位置、贯通所述背接触层和背电极层进行划沟槽工序得到第三沟槽；
[0028](j)对步骤⑴中获得的半成品进行电池封装。
[0029]步骤(f)中的背接触层或在背接触层上还继续形成背电极层都是通过蒸发或溅射或电沉积形成。
[0030]步骤(h)中的背电极层通过蒸发或溅射或电沉积形成在所述背接触层和所述第二沟槽内。
[0031]背电极层通过电沉积方式形成的，在电沉积时第二接触电极与所述透明导电层欧姆接触。