[发明专利]以超薄玻璃为衬底的薄膜太阳能电池的激光划线方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池划线方法，具体地说是一种以超薄玻璃为衬底的薄膜太阳能电池的激光划线方法。

背景技术

当前相对成熟的薄膜太阳能电池技术有基于硅基薄膜、碲化镉薄膜、铜铟镓硒薄膜等三种不同体系的薄膜电池技术。这些薄膜太阳能电池的生产制造过程中均离不开激光划线工艺，如专利EP2083445A1和US6324195B1，激光划线能将大面积的薄膜分割成多个条状子电池单元，进而通过串并联将上述子电池单元连接在一起，使得这个电池组件的输出电压电流符合实际应用要求。在激光划线工艺中，激光是从玻璃的底部入射，穿过玻璃聚焦在玻璃上表面的薄膜附近，激光聚焦的区域形成局部的高能量密度，上述区域的薄膜材料吸收激光的能量在瞬间消融蒸发，从而实现局部薄膜材料去除的作用。

上述的这些薄膜太阳能电池大多以3毫米左右厚度的玻璃作为镀膜衬底，所以与之配套的激光划线设备也是根据3毫米左右厚度的玻璃设计的。然而随着薄膜光伏组件轻量化及特殊应用场合，如柔性光伏电池的需求，以超薄（厚度小于1毫米）玻璃为衬底的薄膜太阳能成为市场的新增长点。当玻璃厚度下降到1毫米以下时，玻璃的刚性变差柔性增强，同时其机械强度也大为降低，现有的激光设备难以直接对超薄玻璃进行夹持、传输和加工。由于玻璃本身对紫外激光和可见激光具有较高的透过率，通常可以利用传统的厚玻璃激光划线设备，以3毫米厚度玻璃作为载片，在其上表面固定需要加工的超薄玻璃基板，适当调整激光的焦点位置和激光能量来进行激光划线。采用上述方式进行激光划线，发现如此形成的划线线宽不均，容易造成划线缺陷，如局部区域薄膜无法完全去除，严重影响电池的电学性能和产品的外观。

如果将超薄玻璃直接放置在厚玻璃载片上进行加工，超薄玻璃与厚玻璃之间会残留一层厚薄不均的空气层，空气与玻璃的折射率相差较大(空气折射率为1，玻璃折射率为1.5)，这层厚薄不均的空气层导致了激光在其内部折射后形成的激光光斑大小不一，如图1，其中t2为空气层厚度，t3为薄玻璃的厚度，角度a和b为激光在空气/玻璃界面的入射角和出射角（其中a和b的关系根据折射定律有1*sina=1.5*sinb，1为空气折射率，1.5为玻璃折射率），d1为激光在薄玻璃表面形成的光斑直径，对于同一个加工系统上，t3玻璃厚度和角度a，b为定值，只有空气层厚度t2是不可控的，局部区域t2的变化会直接影响到光斑直径d1的大小，进而造成划出的线宽粗细不均；薄玻璃和厚玻璃中间夹一层空气的另一个问题在于，激光在玻璃/空气界面发生折射，折射引起激光束斑的发散，导致局部的能量密度下降，当能量密度低到一定程度的时候，薄膜便无法完全去除。

发明内容

本发明要接解决的技术问题是提供一种不但能够利用传统针对厚玻璃衬底设计的激光设备，降低设备购置或改造的费用，还能够有效降低划线不良问题发生的以超薄玻璃为衬底的薄膜太阳能电池的激光划线方法。

为了解决上述技术问题，本发明的以超薄玻璃为衬底的薄膜太阳能电池的激光划线方法，选取折射率与玻璃接近或相同的液体，将选取的液体均匀布满在厚玻璃载片表面，将需要划线的超薄玻璃放置在厚玻璃载片的上方，使得激光在其内部折射角度变小或不发生折射，通过辊压的方式挤出混入的气泡和多余的液体，用胶带将超薄玻璃边缘与厚玻璃载片固定在一起后进行激光划线。

所述液体为有机溶液或无机溶液。

优选的，所述液体为室温下的氯化钠饱和溶液。

上述以超薄玻璃为衬底的薄膜太阳能电池的激光划线方法，具体包括以下步骤：

步骤A：在室温下配制折射率为1.3-1.5的溶液；

步骤B：通过喷淋的方式，将配制好的溶液布满在厚玻璃载片的上表面；

步骤C：将镀有太阳能薄膜的超薄玻璃一侧先接触布满溶液的厚玻璃载片表面，而后下放超薄玻璃，使得两层玻璃片之间填充满溶液，减少气泡的残留；

步骤D：将贴合在一起的两片玻璃放入两根固定间距的橡胶压辊之间进行辊压，排出多余的溶液及残留的气泡；辊压后的两片玻璃不同区域的厚度变化在50微米以内；

步骤E：用风刀吹干厚玻璃载片玻璃表面多余的溶液，在超薄玻璃边缘用胶带将其与厚玻璃载片固定在一起；

步骤F：将连为一体的两片玻璃送入激光划线设备进行激光划线。

在经过步骤F之后去除超薄玻璃边缘的胶带，将压缩空气吹入两层玻璃片之间，两片玻璃即可分离。