[实用新型]一种太阳能薄膜电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种太阳能薄膜电池。

背景技术

太阳能电池的种类众多，而CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池拥有高转换效率及发展潜力而受到瞩目，目前CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池最高转换效率由美国再生能源实验室(NREL)所创造，其效率已达21％，CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池发展至今其组件结构大致件由基板(GLASS)、下电极

(Mo/NaMo)、吸收层(CIGS)、缓冲层(CdS)、光窗层(AZO低阻和ZnO高阻)与上电极(AL/Ni)所组成。

针对可挠性衬底的CIGS太阳能电池，一般在透明导电膜上(光窗层)可以用丝印低温银浆的方式制造上电极，或者采用电铸铜的方式来制作上电极。目前上电极金属化线路制作方式尚有一些缺点，丝印低温银浆方面，由于光窗层的透明导电膜不耐高热，所以丝印必须采用低温银浆，低温银浆固含量低，所以一般线路高度必须达20-30微米，多道次丝印及多道次烘干,才能确保所需的导电度(电阻率小于8x10^-6Ωcm)，造成银浆用量大增。由于丝印银浆的电阻比较高，所以对透明导电膜的电性要求就比较严苛。且由于低温银浆材料技术门坎高因此来源有限,所以价格高昂，造成电池的生产成本增加。此外,由于低温银浆的温度较低,封装时串焊及热场的温度必须降低，所以传统硅片电池封装的生产线经验不能共享，而必须修改或者重新设计。金属化线路采用电铸的方面，一般先设计光罩，使用溅镀机先真空溅镀一层纯铜种子层，接着电镀纯铜，然后表面再电镀或者化镀镍作为保护。这样在产线设计时就必须新增一台真空溅镀机，增加设备成本。另外纯铜种子层容易氧化在做完后必须小心地保护，以利后续电铸铜的进行。光罩成本也很高，且必须时常清理避免堵塞。如果不使用光罩，就必须利用黄光制程来做出线路，再溅镀种子层然后电铸纯铜到所需的厚度，然后电镀或者化镀镍做保护，最后去光阻，程序也相对复杂，将来设备投入成本也不低。

本实用新型针对CIGS电池上电极金属化线路提出丝印与电铸结合的新方式，在CIGS组件结构光窗层透明导电膜(TCO)上面先丝印较薄的银浆线路2-15微米，烘干后，在电镀纯铜3-25微米厚，电阻率小于5x10^-6Ωcm，达到设定的厚度后，再利用电镀或者化镀一层镍0.1-2.0微米作为保护层。主要的优点有线路与TCO贴合性良好及阻抗低，相同线路高度下电阻低于纯丝印的制程，线路可靠度及一致性提高了，降低高价银浆用量，也避免了高昂真空溅镀设备及光罩的投入，并有利于后续封装时的串焊，整体降低生产成本，有利于市场的推广及产品的普及。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能薄膜电池，针对CIGS电池上电极金属化线路提出丝印与电铸结合的新方式，在CIGS组件结构光窗层透明导电膜(TCO)上面先丝印较薄的银浆线路2-15微米，烘干后，在电镀纯铜3-25微米厚，电阻率小于5x10^-6Ωcm，达到设定的厚度后，再利用电镀或者化镀一层镍0.1-2.0微米作为保护层。主要的优点有线路与TCO贴合性良好及阻抗低，相同线路高度下电阻低于纯丝印的制程，线路可靠度及一致性提高，降低高价银浆用量，也避免了高昂真空溅镀设备及光罩的投入，有利于后续封装时的串焊，整体降低了生产成本，有利于市场的推广及产品的普及。

本实用新型是这样实现的，它包括衬底、绝缘阻障层、下电极、吸收层、缓冲层、第一光窗层、第二光窗层、三明治结构上电极，其特征在于，所述衬底、绝缘阻障层、下电极、吸收层、缓冲层、第一光窗层、第二光窗层和三明治结构上电极从下到上依次连接。

所述衬底为不锈钢基板，所述绝缘阻障层为真空溅镀ZnO、SiO2或者TiO2，所述下电极为真空溅镀MoNa/Mo两层结构层，所述吸收层为多阶段蒸镀CIGS吸收层，所述缓冲层为溅镀CdS或者溅镀InS，所述第一光窗层为真空溅镀ZnO或者真空溅镀ZnMgO，所述第二光窗层为真空溅镀AZO、IZO或者ITO，所述第二光窗层为上述三种材质中任意一种或任意两种堆栈，所述三明治结构上电极上从下到外依次为丝印银浆、电镀纯铜层、最后电镀或者化镀金属镍层。

所述绝缘阻障层中TiO2的厚度为25-200nm、ZnO厚度的为25-200nm、SiO2厚度的为25-200nm。

所述下电极中MoNa的厚度为50-300nm、Mo的厚度为50-300nm。

所述吸收层的厚度为500-3000nm。