[发明专利]薄膜太阳能电池刻划装置及方法

说明书

本发明涉及一种薄膜太阳能电池刻划装置及方法，包括：工作台；第一导轨，设置于工作台上，用于滑动承载薄膜太阳能电池；第二导轨，设置于工作台上，且位于第一导轨的上方，第二导轨的延伸方向与第一导轨的延伸方向正交，并与多条预划线的延伸方向相互平行；刻划组件，可滑动地设置于第二导轨上，刻划组件包括间隔设置的刻划头和摄像头，刻划头能够对薄膜太阳能电池进行刻划，摄像头能够采集多条预划线的图像信息；及处理模块，与刻划组件通讯连接，并能够根据多条预划线的图像信息获取多条预划线的路径，得到薄膜太阳能电池对应的多条划线的路径，以控制刻划头对薄膜太阳能电池进行刻划。上述装置可以提高薄膜太阳能模组整体转化效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种薄膜太阳能电池刻划装置及方法。

背景技术

为了控制和提高输出电压值的大小，太阳能电池通常做成模组，即将多个电池串联起来。通过划线法来实现不同功能层上子电池之间的分割。

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池制作过程中需要引入三次划线。首先，在钠钙玻璃衬底上镀完钼(Mo)背电极层后利用激光在Mo背电极层表面进行第一次划线将其均匀分割成一个个细长的小区，将第一次划线记为P1；其次，继续镀完CIGS吸光层和硫化镉(CdS)/氧化锌(ZnO)缓冲层后，利用激光或机械的方式在P1右侧附近并且平行于P1进行第二次划线划穿CIGS吸光层和CdS/ZnO缓冲层，将第二次划线记为P2；最后，镀上掺铝氧化锌(AZO)顶电极层，把每个相邻小区的AZO顶电极层和Mo背电极层连接起来，利用激光或机械的方式在P2右侧附近并且平行于P2进行第三次划线划穿AZO顶电极层切断每个相邻小区的AZO顶电极层和Mo背电极层的连接，将第三次划线记为P3。通过P1、P2和P3三道划线工艺，将CIGS薄膜太阳能电池分割成多个相邻的子电池串联在一起并形成了模组。P1、P2和P3三条划线所占区域和划线之间的区域无法向整个模组贡献电流电压，因此被统称为“死区”。

传统的刻划可以通过激光刻划或者机械刻划来实现，这里以激光刻划为例，激光刻划设备一般通过XYZ三个方向协同操作，XY方向平行于电池表面，控制激光在电池上的行径路线，Z方向垂直于电池表面，通过调节Z方向的汇聚镜头使激光聚焦在样品表面附近，XY方向分别有两个互为垂直的导轨，控制激光的行径，刻划时，保持X或者Y方向导轨不动，移动Y或者X方向导轨，Z方向动态调整距离，完成刻划，刻划的路径为一条直线。

在CIGS薄膜太阳能电池制作工艺中，通常需要在加热的条件下进行，在这种外界环境下电池的钠钙玻璃衬底会不可避免的出现不同程度的变形，使得太阳能电池具有的多条第一次划线由初始的直线发生扭曲变成曲线。为了避免P1、P2和P3三条划线弯曲导致相互之间发生交叉，致使产生废品导致薄膜太阳能电池良品率降低，通常解决办法是增大3条划线之间的间距。但是该方案的实施将会导致“死区”的面积增加，从而影响薄膜太阳能电池模组整体的转化效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够保证薄膜太阳能电池良品率的同时又能够提高薄膜太阳能模组整体转化效率的薄膜太阳能电池刻划装置及方法。

一种薄膜太阳能电池刻划装置，用于对薄膜太阳能电池具有的多条预划线进行追踪刻划，包括：

工作台；

第一导轨，设置于所述工作台上，用于滑动承载所述薄膜太阳能电池；

第二导轨，设置于所述工作台上，且位于所述第一导轨的上方，所述第二导轨的延伸方向与所述第一导轨的延伸方向正交；并与多条所述预划线的延伸方向相互平行；

刻划组件，可滑动地设置于所述第二导轨上，所述刻划组件包括间隔设置的刻划头和摄像头，所述刻划头能够对所述薄膜太阳能电池进行刻划，所述摄像头能够采集多条所述预划线的图像信息；及