[发明专利]薄膜太阳能电池片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体地说，涉及一种薄膜太阳能电池片及其制备方法。

背景技术

由于近年来出现的能源危机和人民对环境保护的日益重视，各国纷纷实施、推广风能、太阳能、水能等绿色能源，其中太阳能作为人类取之不尽、用之不竭的能源而备受关注，一些国家对太阳能发电实施政府和补贴，从而推动太阳能发电技术的大规模开发和应用。非晶硅薄膜太阳能电池因其成本低、能量返回期短、大面积自动化生产、高温性好等优点，在太阳能应用领域受到人们的广泛关注。

然而，由于非晶硅薄膜太阳能电池片相对于晶硅太阳能电池片具有转换效率低、衰减程度高的缺点，阻碍了其大规模推广应用。因此，生产转换效率高、衰减程度低、价格低廉的新型非晶硅薄膜电池片是目前的研究热点。

专利文献CN104600148A中公开了一种非晶硅薄膜太阳能电池，包括基片、前电极图形、PIN光电转化层、背电极，PIN光电转化层的前电极至少包括ITO、ZnO、石墨烯透明导电膜中的一种。该方法制得的非晶硅薄膜太阳能电池存在透射率低、反射率高等问题。

发明内容

针对目前非晶薄膜电池片的转换效率低的缺点，本发明提供一种新型薄膜太阳能电池片及其制备方法。太阳能电池效率受材料、器件结构、工艺等因素影响，特别是材料和工艺。本发明是通过选用石墨烯这种新型材料代替氧化锌，并优化生产工艺，提高了非晶硅薄膜太阳能电池效率到8～9％。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种薄膜太阳能电池片的制备方法，包括以下步骤：

A、在ITO导电玻璃电片上用红激光刻线，制造子电池；

B、在刻线后的ITO导电玻璃电片上制备PIN电池膜层；

C、在PIN电池膜层上化学气相法沉积石墨烯膜层；

D、在石墨烯膜层上进行第二次刻线；

E、在刻线后的石墨烯膜层上依次沉积铝、铜镍膜；

F、然后在铜镍膜层上粘覆EVA保护膜；

G、采用激光打标，清除打标区域的EVA保护膜，并在打标区域加锡引出正负极焊点，经切割和测试，即得所述薄膜太阳能电池片。

优选地，步骤A中，所述红激光刻线具体采用以下步骤：将ITO导电玻璃电片清洗后,用波长65～120nm的激光将导电玻璃电片刻划分成互相独立的子电池。

优选地，所述各子电池之间的线条宽度为95-110um，刻划的线速度500-700mm/s。

优选地，步骤B中，所述PIN电池膜层通过PE-CVD法制备得到，具体步骤如下：

装片预热：将经步骤A处理后刻划好的导电玻璃电片与沉积夹具装配后推入烘炉中，180-185℃预热3小时；

制备P层：使用B(CH₃)₃、SiH₄、CH₄、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4～1mW/cm²，硅烷与甲烷流量比为10：1.4～1.55，沉积压力为0.9torr，放电时间750s；

制备I层：使用SiH₄、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4mw/cm²,沉积压力为0.9torr，放电时间1000s；

制备N层：使用PH₃、SiH₄、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4～1W/cm²，沉积压力0.9torr，放电时间400s。

优选地，步骤C中，所述化学气相法沉积石墨烯膜层的具体步骤如下：

S1、将PIN膜在40-55min内升至800-980℃，之后通入900SCCm流量的氢气，保持设备内的压强为0.1-90Torr 15分钟；

S2、通入氢气和甲烷，氢气与甲烷的比例为1：1-1：10，持续通入通气50-70分钟，氢气和甲烷气体在高温下氢还原反应；

S3、氢还原反应结束后，保持设备内的压强为0.1-90Torr，PIN膜的温度在200-380min内降温至450-500℃，并且通入氢气和氦气，氢气和氦气的流量比为1:1-I:10，在40-100min之后，停止通入氢气，继续通入流量为100-650sccm的氦气。通入氢气是为了使沉积塔内的甲烷气体反应完全，待停止通入氢气，继续通入氦气，石墨烯薄膜在一个惰性的环境条件下形成。