[发明专利]一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极暴露方法

说明书

本发明提出一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极暴露方法。该电池组件在垂直方向上从下至上依次为背板透光衬底层、非透明导电金属层、薄膜光电转化层、透明导电氧化物层、封装层和前板透光衬底层。此电极暴露方法利用激光器配合扫描振镜进行工作，使用一定波长的激光对需要暴露电极的位置进行扫描照射，通过利用不同膜层对激光的吸收程度不同的原理，达到剥离薄膜光电转化层及透明导电氧化物层，并保留非透明导电金属层的目的。此种工艺可稳定可靠，并使得金属汇流条能够直接接触金属电极，降低薄膜太阳能电池内阻，实现更高的转化效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极暴露方法。

背景技术

目前市面上透光薄膜太阳能电池组件大多使用金属材质刮刀刮除法清除薄膜光电转化层及透明导电氧化物层，达到暴露金属电极的目的。采用上述机械方式进行电极暴露，对刮刀刃部的平整性要求极高，需要定时维护更换刮刀，并且容易残留薄膜光电转化层及透明导电氧化物层，不能达到很好的效果及稳定性，同时，机械接触很容易造成金属电极划伤，影响太阳能电池的稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有的传统技术问题，提出一种新型的铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极暴露方法。该方法使用激光束对需要暴露电极的位置进行扫描照射，通过利用不同膜层对激光的吸收程度不同的原理，达到剥离薄膜光电转化层及透明导电氧化物层，并保留非透明导电金属层的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极暴露方法，铜铟镓硒薄膜太阳能电池在垂直方向上从下至上依次为背板透光衬底层、非透明导电金属层、薄膜光电转化层、透明导电氧化物层、封装层和前板透光衬底层；汇流条焊接在非透明导电金属层上并通过封装层封装，其中，汇流条及所焊接处的非透明导电金属层即为待暴露的太阳能电池金属电极；其特征在于，所述金属电极暴露方法包括以下步骤：

(1)扫描区域定位，通过激光位置传感器测量待加工太阳能电池边缘，计算出电池金属电极暴露位置设定值与实测值的差值；

(2)根据步骤(1)得到的差值，设定激光器扫描起始位置；

(3)根据待加工太阳能电池预定布局设定激光器扫描振镜的扫描宽度、扫描速度、激光束焦点位置及待加工太阳能电池的进给速度即太阳能电池相对于激光器扫描振镜所属激光头的相对运动速度；

(4)根据待加工太阳能电池膜层特性设定激光器发射激光频率、功率、光斑直径；

(5)根据步骤(3)和步骤(4)设定的激光器参数对铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极预设暴露位置进行激光扫描照射，直到金属电极暴露。

本发明进一步包括以下优选方案：

在步骤(1)中，暴露位置设定值即待加工太阳能电池预定布局中金属电极的设定位置，实测值即在软件offset设定值为0时金属电极位置，以及差值即上述实测值与设定值之差。

在步骤(2)中，激光器扫描起始位置即激光器扫描起始位置设定值加步骤(1)中所述差值得到的相应位置。

在步骤(3)中，对于铜铟镓硒薄膜太阳能电池，激光器波长为1032nm，功率为23W，光斑直径为0.3mm，待加工太阳能电池相对于激光器扫描振镜的进给速度为16mm/s，激光器振镜扫描速度4100mm/s，重叠率71％。

在步骤(4)中，根据膜层性质不同，以上优选参数可能发生变化。与现有技术相比，本发明的优势是：

1、本申请的铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极暴露方法使用激光束进行加工，保证了电极暴露工艺的稳定性。

2、本申请的铜铟镓硒薄膜太阳能电池金属电极暴露方法不会对金属电极暴露区域产生机械损伤，提高了太阳能电池稳定性。