[发明专利]太阳能电池背电极钝化封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池封装方法，特别涉及一种太阳能电池背电极钝化封装方法。

背景技术

在非晶硅薄膜太阳电池中，在一块电池单晶基片上经过激光刻蚀后，在背电极处有很大的区域直接与外界接触。因此，需要对它进行保护，也就是封装，封装中的材质对于器件的防水、抗氧、绝缘钝化性能非常重要。此外，由于电池的刻蚀表面与内部结构的差异(表面晶格原子终止而存在悬挂键，即未饱和的键)导致表面与内部性质的不同，而其表面状况对器件的性能有重要作用。表面只要有微量的沾污(如水汽、尘埃、氧气等)，就会影响电学性质，如表面态和短路等，从而影响到非晶硅太阳电池的效率。为提高器件性能的稳定性和可靠性，必须把电池与周围的环境隔离开来，以增强对外来物质的阻挡能力，控制和稳定表面的特征，保护电池内部的互连以及防止器件受到机械和化学损伤。

发明内容

本发明的目的是：提供一种太阳能电池背电极钝化封装方法，能够保护电池内部结构，提高电池稳定性和可靠性。

本发明的构思是：在半导体器件的表面敷以适当的材料作为钝化保护层。钝化膜一般是与材料直接接触的，其作用在于控制和稳定半导体表面的电学性质，使器件稳定工作。钝化膜通常是制作在背电极层最后的PIN(薄膜半导体层)、TCO层(透明导电氧化物层)、金属(如Al，Ag)互连布线层上面，它能保护和稳定电池芯片的介质薄膜，需具有隔离并为非晶硅太阳能电池提供机械保护的作用。它既是外来杂质的壁垒，又使器件表面具有良好的力学性能。基于氧气和水汽进入背电极的沟道会对电池性能产生劣化影响，我们使用三氧化二铝，二氧化硅，聚酰亚胺对薄膜电池的背电极进行钝化保护。然后，用不同的胶粘剂对钝化后的薄膜电池进行封装。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种太阳能电池背电极钝化封装方法，包括

步骤一、在激光刻蚀之后，在背电极层及其沟道表面包覆一层钝化层；

步骤二、在钝化层背面叠加胶粘剂层和基板，并层压在一起。

优选地，步骤一中，所述包覆钝化层的方法是通过磁控溅射三氧化二铝或二氧化硅。

优选地，步骤一中，所述钝化层的方法是通过等离子气相沉积三氧化二铝或二氧化硅。

优选地，所述等离子气相沉积的反应温度为200～500℃。

优选地，步骤一中，所述钝化层的方法是先将聚酰胺酸溶液涂敷成膜，再经加热固化使聚酰胺酸转化为聚酰亚胺。

优选地，步骤一中，聚酰胺酸溶液通过涂敷、喷涂或旋涂的方法。

优选地，步骤一中，加热固化的温度为300℃以下。

优选地，所述的胶粘剂层是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、紫外光固胶，酚醛树脂、有机硅树脂中的一种。

优选地，所述胶粘剂层通过手工涂敷或机械自动涂敷，涂敷的方法包括浸渍、喷涂或旋涂。

优选地，所述钝化封装层的厚度是10～1000nm。

本发明中的三种材料都是环境友好材料，对环境无毒无污染。

三氧化二铝硬度大且带韧性，在背电极处进行沉积薄膜，可以得到一层致密的三氧化二铝薄膜层，达到阻止水汽和氧气，可以起到对背电极起到保护作用，克服不稳定性，还能防止电池层被擦伤。

二氧化硅薄膜是半导体器件表面最常用的表面保护和钝化膜。二氧化硅薄膜的制备方法很多，如等离子体气相沉积、磁控溅射、真空蒸发等。不同方法制备的薄膜具有不同的特点，形成的钝化层可以起到和三氧化二铝的类似作用。

聚酰亚胺具有粘度低、填充流动性好等特点。聚酰亚胺钝化膜可有效阻滞电子迁移、防止腐蚀，用于表面钝化、高密度封装器件的应力缓冲内涂层，以及层间的电绝缘材料，增加器件的封装可靠性，保护器件免受湿气、离子污染物、辐射以及机械振动的影响。而且，聚酰亚胺材料的成型工艺比无机材料要简单，适于大面积、流水线生产，制造成本低。所以，聚酰亚胺钝化膜可有效阻滞电子迁移、防止腐蚀，具有较强的机械性能以及耐化学腐蚀性能，也可有效地遮挡潮气，增加元器件的抗潮湿能力。

较低的衬底温度是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的主要优点，与单独的热反应相比，PECVD能提高淀积速率，制造有独特成分和特性的膜。淀积的氧化膜必须表现出相同的厚度和组份，对衬底良好的附着性，低应力防止开裂，具备适应高介质击穿的良好完整性，多层系统中一致的台阶覆盖。通过控制和优化淀积参数，包括功率密度、频率、占空比、气体组成、流速、温度和压力等因素来沉积钝化薄膜。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和优良效果：