[发明专利]背电极、太阳能电池及其制备方法

说明书

一种背电极、太阳能电池及其制备方法，该太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：在基板制备光刻胶层，并在光刻胶层上制备多条贯穿光刻胶层厚度、且间隔布置的第一刻划区；在基板和光刻胶层的表面上制备绝缘层；在绝缘层上制备非金属层；采用清洗工艺将光刻胶层以及其上的绝缘层和非金属层除去；在基板和非金属层上制备背电极层；采用清洗工艺将非金属层以及非金属层上的背电极层除去，形成背电极。利用光刻技术替代激光刻划完成背电极的分割，避免激光刻划对基板的损伤；同时在第一刻划区(P1)刻划线内进行绝缘介质填充，减少死区的面积，增大发电区的面积，提高发电效率。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，具体是一种太阳能电池背电极的制备方法和通过此方法制备的背电极，以及太阳能电池的制备方法和通过此方法制备的太阳能电池。

背景技术

现有的铜铟镓硒薄膜太阳能电池制备过程中，通常都是利用金属钼作为电池的背电极。为了实现铜铟镓硒电池组件高电压、低电流的功率输出，引入激光或者机械刻划的方式，将背电极、前电极以及其它功能膜层进行切割，将整个电池分成多个子电池单元，同时子电池间存在串联和并联关系。

激光或机械刻划是以除去相应膜层的方式来实现的，因此必然会造成刻划线区域以及刻划线之间的区域缺少必要的膜层结构，造成该区域无法实现光电转化，成为了电池结构中所谓的“死区”。

为了便于描述，按照刻划的引入顺序，将铜铟镓硒薄膜太阳能电池制备过程中的刻划工序分为第一刻划区(P1)、第二刻划区(P2)和第三刻划区(P3)(有些技术路线还有P4、P5等更多刻划工艺)。为了避免刻划线引起的短路或断路问题，第一刻划区(P1)、第二刻划区(P2)和第三刻划区(P3)刻划线之间需要存在一定的区域间隔。

如图1所示，目前的铜铟镓硒薄膜太阳能电池结构中，通常都是在第一刻划区(P1)刻划结束后，直接进行铜铟镓硒薄膜制备，即铜铟镓硒薄膜会填充到第一刻划区(P1)刻划线第一刻划区中，充当第一刻划区(P1)刻划线两侧的“绝缘”介质。

现有的铜铟镓硒薄膜太阳能电池制备技术中，利用激光完成钼背电极层的第一刻划区(P1)刻划后，直接在基板上制备铜铟镓硒吸收层，利用铜铟镓硒填充第一刻划区(P1)刻划线形成的第一刻划区。由于钼背电极层的厚度通常为300～500nm，铜铟镓硒吸收层的厚度在2μm左右，因此铜铟镓硒可以实现较好的填充，使得铜铟镓硒充当了第一刻划区(P1)刻划线的“绝缘介质”。由于第二刻划区(P2)、第三刻划区(P3)刻划通常采用机械刻划，机械刻划线很容易引起铜铟镓硒膜层边缘产生崩边现象。因此，第一刻划区(P1)、第二刻划区(P2)和第三刻划区(P3)之间需要保持一定的间隔，才能避免电池出现短路或者断路问题，才能保证电池正产工作。

受限于现有工艺技术水平的限制和成本控制因素的考虑，机械刻划的宽度和精度只能保持在一定的水平，短期内无法实现大幅度的改进。激光刻划工艺对基板的透光性、激光类型、激光能量等有很高的要求，也难以实现有效提升，并且激光刻划会对膜层和基板造成一定的损伤。

减少死区面积，提高有效光电转换面积是提升铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件转换效率的一个重要因素，而通过降低激光和机械刻划线的宽度，提升精度来减少死区面积，短时间内难以取得很大进展。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电效率高的太阳能电池背电极的制备方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：

S11、在基板制备光刻胶层，并在所述光刻胶层上制备多条贯穿所述光刻胶层厚度、且间隔布置的第一刻划区；

S12、在所述基板和所述光刻胶层的表面上制备绝缘层；

S13、在所述绝缘层上制备非金属层；

S14、采用清洗工艺将所述光刻胶层以及其上的所述绝缘层和所述非金属层除去；