[发明专利]一种基于不同划线的薄膜太阳能电池结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于不同划线的薄膜太阳能电池结构及其制备方法，属于薄膜太阳能电池制备技术领域，从下至上依次包括基板、底电极、PN结区膜层、TCO层和栅线；P2刻线槽和栅线槽内均填充有导电材料，因P2刻线槽内含金属膜层，且和栅线相连，在刻划P3刻线槽时P2刻线槽内的金属栅线不易被剥离。使得栅线内的导电材料和底电极直接接触，降低了串联电阻。本发明的太阳能电池结构解决了在P2刻线槽内，栅线和背电极层的接触问题，同时解决了P3刻划时，P2槽内的栅线剥离的问题，进而解决了现有技术中欧墨太阳能电池因栅线和背电极接触导致电池热效应严重的问题。

技术领域

本发明属于薄膜太阳能电池制备技术领域，涉及一种基于不同划线的薄膜太阳能电池结构及其制备方法。

背景技术

薄膜太阳能电池的基本结构是通常由PN结及前后电极组成，其中前电极通常是透明导电的氧化物膜层(TCO)，该膜层一方面用于收集电荷并在面内传输，另一方面，要求该膜层具有较高的透过率以便让更多的光线进入吸收层从而激发光生载流子。但从技术层面讲，透明导电膜层的导电性和透过性互相制约，现有的薄膜太阳能电池无法同时获得最大的导电性和最高的透过率。为了有效地收集载流子，现有技术中采用光刻的方法在电池表面制备金属栅线，以提高载流子的收集能力，同时该方法能够最大程度的降低TCO层的厚度，提高光线透过率。

不同于晶硅电池，薄膜太阳能电池通常采用内联的方式形成子电池的分割和串联，在镀制各功能膜层的过程中，在不同的工序采用相应的刻划工艺(P1、P2或P3刻划)实现各子电池之间的分割和串联。对于薄膜太阳能电池的刻划工艺及栅极工艺的一般制备流程如下：1)背电极层制备；2)P1刻划；3)PN结区膜层制备；4)P2刻划；5)TCO膜层制备；6)利用光刻法制备金属栅线；7)P3刻划。其中，制备金属栅线的具体过程包括：采用印刷方式将光刻胶均匀涂覆在芯片的表面，印刷完成后进行烘烤固化；将有栅线槽形状的掩膜版覆盖在芯片表面，利用UV光透过掩膜版照射进行部分曝光；在显影溶液中进行显影，洗去被曝光部分的光刻胶；通过蒸发镀膜方式，在经过显影的基板上镀制一层金属膜；将基板浸入DMSO溶剂中，洗去光刻胶及其上的金属膜，得到具有栅线形状的金属线。

和标准基片的工序不同，对于含有栅线的基片，需要考虑栅线和背电极层的有效接触。现有技术中存在一些问题，包括：栅线和背电极层之间并未直接接触，且中间有导电性较差的TCO层。具体原因为，采用机械刻针刻划P3时，极易将相邻P2处的栅线剥离，造成栅线和背电极层之间并不能有效地进行接触，这样会在断开处有大量电流流过导电性不好的TCO层，进而导致热效应严重。

发明内容

为了克服上述现有技术中，薄膜太阳能电池现有的划线方式容易造成栅线和背电极层之间不能有效接触，在断开处有大量电流流过导电性不好的TCO层，从而导致电池热效应严重的缺点，本发明的目的在于提供一种基于不同划线的薄膜太阳能电池结构及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于不同划线的薄膜太阳能电池结构，从下至上依次包括基板、底电极、PN结区膜层和TCO层；

底电极的上表面开设有P1刻线槽，P1刻线槽的底部延伸至基板的上表面；P1刻线槽内填充有PN结区膜层；

TCO层的上表面开设有P2刻线槽和P3刻线槽，P2刻线槽的底部和P3刻线槽的底部均延伸至底电极的上表面；

TCO层的上表面布设有栅线；

P2刻线槽内填充有导电材料。

优选地，P1刻线槽设有若干个；

P1刻线槽的尺寸范围为线宽10～100μm，相邻的P1刻线槽的中心之间的距离为3～30mm。

底电极的厚度为100～500nm；

PN结区膜层的厚度为200～2000nm；