[发明专利]用于薄膜太阳能电池的激光划线方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种划线技术, 尤其涉及用于薄膜太阳能电池生产的激光划线方法及其设备。

背景技术

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 和 P2 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US6559411B2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, 但它仍然使用两台激光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。

发明内容

本发明的目的之一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、成本低的用于薄膜太阳能电池的激光划线方法。

本发明的目的之二是提供一种划线定位简单准确、成本低的用于薄膜太阳能电池的划线设备。

本发明的第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

用于薄膜太阳能电池的激光划线方法，包括两道划线P1和P2，P1划线使用激光对透明导电氧化物膜（TCO）层进行划线，P2划线使用激光对半导体膜层进行划线，而所述两道划线P1和P2均在半导体镀膜之后和背电极镀膜之前的时间内进行，所述P1划线穿越所述半导体膜层和所述透明导电氧化物膜层形成第一沟槽；所述P2划线穿越所述半导体膜层形成与所述第一沟槽相平行的第二沟槽。

本发明所述两道划线P1和P2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两道划线P1和P2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；也可以依次在该时间段内完成两道划线。

本发明的激光划线方法至少具有以下四个优点：

①        将传统的P1激光划线、清洗、P2激光划线三段工艺步骤合并为一段工艺步骤，本发明的三道划线P1和P2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，生产方法简单；

②        本发明的P1激光划线和 P2激光划线在半导体镀膜之后和背电极镀膜之前的时间内、在同一机械平台上进行, 不存在不同设备间的定位误差，也不需要严格控制玻璃基板的温度，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。

作为本发明技术方案的一种优选，所述第二沟槽与所述第一沟槽的间距为20～50μm。

作为本发明技术方案的一种优选，所述激光划线方法还包括采用绝缘材料填充所述P1激光划线后形成的所述第一沟槽。

作为本发明技术方案的进一步优选，所述绝缘材料为绝缘材料墨水，所述填充通过喷墨打印形成。

再优选地，在所述半导体膜层上进行背电极镀膜形成背电极层，然后在所述背电极层上进行第三道P3划线，所述P3划线穿越所述背电极层形成第三沟槽。

本发明的第二技术目的是通过以下技术方案实现的：

用于薄膜太阳能电池的划线设备，包括两个或两组激光头， 一个或一组用于P1划线，另一个或一组用于P2划线，使用激光划线形成的第一沟槽和第二沟槽相互平行。

传统用于薄膜太阳能电池的划线设备至少需要两台激光划线机来进行P1和P2 划线，而激光划线机是薄膜太阳能电池生产中成本较大的装置；本发明用于薄膜太阳能电池的P1和P2 划线装置合并为一台划线机，使装置成本大幅降低，实现本发明特殊的划线方法。

作为本发明技术方案的一种优选，在所述划线设备的平台上还配备有填充装置。

本发明所述填充装置用于填充所述第一沟槽，所述填充装置形成的填充线与激光划线形成的第一沟槽完全重叠。