[发明专利]一种薄膜太阳能电池的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型薄膜太阳能电池的制作工艺，尤其是一种可实现降低电池开路电压的薄膜太阳能电池结构，属于太阳能光电转换技术领域。

背景技术

光电转换装置的低成本化、高效率化是太阳能行业发展的主要方向，而薄膜太阳能电池因使用较少原材料而备受关注，得到广泛的发展。目前，除以往的非晶硅薄膜电池外，非晶/微晶硅薄膜太阳能电池也已实用化。为了使单片电池模块具有较高的光电转换率，需要将单片电池模块内薄膜硅系光电转换单元串联连接输出电能，申请号为95104992.5的中国发明专利公开了一种内联式集成型非晶硅太阳能电池，通过激光划刻方法将单元电池节内部的串联，这导致了单片电池具有较高的开路电压，很大程度上缩减了逆变器的选型空间，提高了单片薄膜太阳能电池安装使用的综合成本。为降低薄膜硅基薄膜太阳能电池的开路电压，将电池板分成多个区域，实现单片电池内电池节的并联输出，申请号为201010502031.9的中国发明专利“一种高功率低电压硅基薄膜太阳能电池及其制造方法”公开了一种将电池分区域，汇流并联连接的低电压电池。虽然实现了低电压，但在背电极上通过焊接导电带，将共用的阳极（阴极）并联连接，增加了电池后续层压工艺封装的难度，并且容易形成气泡残余，若实现三个以上的区域并联，则背电极上的导电带铺设更加复杂，不可避免地出现回路死区，提高了层压工艺中气泡形成的概率，影响组件的耐候性能，无法通过湿漏等电性能测试，造成不良品。为避免因并联出现的回路死区、回路交叉等，避免和减少导电带引发的后续层压工艺中的气泡残余，以增加硅基薄膜太阳能电池组件的耐候性，申请号为201110408648.9的中国发明专利“一种低压大电流硅基薄膜太阳能电池及其制备方法”公开了采用透明导电膜作为硅基薄膜太阳能电池前电极区域内单元电池节内部并联的介质，但前电极作为透明导电膜，其较高的方块电阻值制约着薄膜电池整体的输出功率。由此，降低单片薄膜太阳能电池的开路电压，制备具有低阻抗内并联的薄膜太阳能电池成为迫切需要解决的问题，其既能保证组件的输出功率又可提高逆变器的选型适应性，可有效降低单片薄膜太阳能电池安装使用的综合成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可降低开路电压、且为低阻抗并联的薄膜太阳能电池制作工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种薄膜太阳能电池的制作工艺，其包括以下步骤：

1）在透明基板上沉积前电极材料层：

移除部分前电极材料层，形成数条沿第一Y方向开口以及相交于第一Y方向开口的数条沿第一X方向的开口，将前电极材料层分割成多个带状电极材料层；

2)光电转换层的形成:

使其覆盖前电极材料层及沿第一X方向开口及第一Y方向开口；

然后移除部分光电转换层，形成数条平行于第一Y方向开口的第二Y方向开口；

3)背电极材料层的形成：

使其覆盖光电转换层及第二Y方向开口；

移除部分背电极材料层，形成平行于第二Y方向开口的第三Y方向开口及平行于第一X方向开口的第三X方向的开口，单片电池内形成若干个电池分区，每个电池分区具有若干个彼此串联的太阳能光电转换单元，相邻两个电池分区之间为共用负极或共用正极，并设有电池引出正极和电池引出负极；

其特征在于：所述步骤3）中的共用正极、共用负极为通过激光刻蚀移除部分背电极材料层形成的汇流条结构，所述共用正极与电池引出正极、共用负极与电池引出负极之间分别通过第一导通材料带和第二导通材料带连接，从而将单片电池内若干个电池分区并联连接；

所述第一导通材料带、第二导通材料带为通过激光刻蚀背电极材料层形成的条状结构。 

上述步骤3）中电池内共用正极与电池引出正极之间的第一导通材料带，以及电池内共用负极与电池引出负极之间的第二导通材料带均为背电极材料层。

上述背电极材料层的材质为透明导电氧化物与金属层复合的电极结构；其中透明导电氧化物的材质为掺硼氧化锌（ZnO:B）、二氧化锡（SnO₂）、氧化铟锡（ITO）、氧化铟（In₂O₃）及掺铝氧化锌（ZnO:Al）的任意一种或几种组合，所述金属为金、铝、银、铁及其他具有较高电导率的重金属及轻金属。

所述背电极材料层（115）的制备方法为低压化学气相沉积（LPCVD）、溅射法、热蒸发法、等离子增强化学气相沉积（PECVD）、电镀方法、分子束外延（MBE）法。