[发明专利]薄膜太阳能电池模组的制备方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能生产工艺和设备，尤其涉及以透明导电氧化物玻璃为基板的薄膜太阳能技术。

背景技术

传统以透明导电玻璃为基板的薄膜太阳能电池生产工艺包括如下步骤：基板清洗、前段激光划线（P1）、吸光层（半导体层）镀膜、吸光层激光划线（P2）、背电极镀膜、背电极激光划线（P3）、封装测试。

激光划线被广泛应用于薄膜太阳能电池模组的生产. 通过使用激光划线可以在单片基板上形成多个电池并串联形成电池模组. 传统工艺通常采用3次激光划线P1、 P2和P3, 其中P1 用于TCO 的激光划线, 然后进行半导体镀膜, 然后P2 进行半导体膜的激光划线, 然后背电极镀膜, 然后P3 进行背电极激光划线。传统工艺P1、P2 和P3分别需要一台划线设备, 而且P1 划线后需要增加清洗步骤来去除P1 划线形成的粉尘。

第一太阳能公司的专利US6559411 B2公开了一种在涂膜基板上激光划线的设备和方法，其中提及采用激光划线P1放在半导体镀膜之后, 但它仍然使用两台划线设备分别作激光划线P1和P2，并在P1和P2之间增加一台设备来填充P1沟槽，生产成本高，基板需二次定位,死区面积大, 有效电池面积小。

传统镀膜一般为单基板镀膜，生产效率低。若要进行双面同时镀膜，基板则需垂直运输，现有技术的垂直运输需要使用基板夹持器或机械手（US2002/0078892，2002-6-27）或边框设计，固定基板的装置需要同时与基板的正反面接触，结构复杂、成本高、设备维护费用增加、可靠性低。

Optisolar公司的美国专利US2010/0151680(2010-6-17)提及安装了载体装置的基板可垂直传输，然而该装置在基板上安装了较多的金属固定件会导致装置安全性降低且基板损耗率高；基板与金属固定件的接触之处无法镀膜，造成基板镀膜不均匀；源材料蒸汽会沉积在金属固定件上，造成源材料浪费；镀膜装置的腔体壁镀膜严重，装置清洁度差，温度不稳定，源材料利用率低；该载体装置设计复杂、生产成本高；基板与金属固定件之间的装卸工作量大。

发明内容

本发明的第一技术目的是提供一种划线定位准确、死区面积小、有效电池面积和转换效率高、制备方法简单、成本低的薄膜太阳能电池模组的制备方法。

本发明的第二技术目的是提供一种用于实现所述薄膜太阳能电池模组的制备方法的设备。

本发明的上述第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种薄膜太阳能电池模组的制备方法，包括步骤：

（1）清洗透明导电氧化物玻璃基板；

（2）在透明导电氧化物膜层上进行半导体镀膜形成半导体膜层；

（3）在所述半导体膜层上使用划线设备进行三道划线P1、P2和P3，并形成相应的第一沟槽和第二沟槽,以及用于形成第三沟槽的预备层；

（4）进行背电极镀膜，形成背电极膜层，作退火热处理；

（5）使用水或其他溶剂除去所述预备层及和沉积在所述预备层上的背电极材料，从而在所述背电极膜层上形成第三沟槽；

（6）除边、外电导、层压夹胶、接线盒安装和封装测试。

本发明所述三道划线P1、P2和P3均在所述半导体镀膜之后和所述背电极镀膜之前的时间内进行是指三道划线P1、P2和P3可以同时在所述半导体镀膜和所述背电极镀膜之间的时间段内完成；可以依次在该时间段内完成三道划线；也可以先同时完成两道划线P1和P2，再进行P3划线；也可以先完成P1划线，再同时进行P2和P3划线。

本发明薄膜太阳能电池模组的制备方法至少具有七个优点：

①        将传统的P1激光划线、清洗、P2激光划线、P3激光划线四段工艺步骤合并为一段工艺步骤，本发明的三道划线P1、P2和P3可同时在所述半导体镀膜之后和所述背电极镀膜之前的这段时间内进行，并通过采用可溶线条形成方法免除传统的P3激光划线，生产方法简单；

②        本发明的三道划线P1、P2和P3在半导体镀膜之后和背电极镀膜之前的时间内在同一台设备上进行, 玻璃基板无需二次定位, 不存在温度不同造成的热膨胀等因素引起的定位精准度问题；

③        能减少死区面积, 提高有效电池面积和转换效率；

④        本发明将传统的先进行P1激光划线、再进行半导体镀膜的方法变为先直接在TCO膜层上进行半导体镀膜、再进行P1划线，避免了P1划线后的清洗步骤，从而避免了可能的粉尘和沾污问题, 可提高TCO层和半导体膜层间的界面性能, 优化电池性能和长期稳定性；