一种CdTe太阳电池背电极制作方法

技术领域

本发明属于光伏电池技术领域，特别是涉及一种CdTe太阳电池背电极制作方法。

背景技术

碲化镉太阳电池是一种以p型CdTe和n型CdS/CdSe的异质结为基础的薄膜太阳能电池，较单晶硅太阳能电池有制作方便、成本低廉和重量较轻等优点。碲化镉薄膜太阳能电池的生产成本远远低于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术，其次它和太阳光谱很一致，可吸收95％以上的阳光。在CdTe太阳电池规模工业化生产过程中，需要将整块的多层膜结构切割和金属化制作背电极形成多电池片串联结构组件，切割采用多次激光刻线加工实现，加工过程中容易出现太阳能薄膜电池刻线加工的不平直，线与线之间不平行甚至交叉失效，多组刻线之间间距不一致等问题。另外，产线上由于刻线的线数太多，需要采用数量很大的单排微视传感器，成本很高，另外，光刻胶的整面涂敷和清洗也会带来大量的浪费和环保压力。此外，传统背电极采用磁控溅射方式镀膜，设备投资和维护价格昂贵。因此，开发一种新型的CdTe 太阳电池工艺优化刻线和组件金属化过程实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种CdTe太阳电池背电极制作方法，用于解决现有技术中激光刻线工序冗长复杂，以及光刻胶大量浪费的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种CdTe太阳电池背电极制作方法，包括步骤：

1)提供一个CdTe薄膜电池半成品结构，包括透明基板，所述透明基板上有透明底电极，所述透明底电极上依次沉积有CdS/CdSe缓冲层以及CdTe光吸收层；

2)提供一个带有三个激光头阵列的激光器，所述激光器的三个激光头同时在CdTe薄膜电池半成品结构上刻线，第一激光头的激光刻断底电极、CdS/CdSe缓冲层以及CdTe 光吸收层，第二和第三激光头的激光刻断CdS/CdSe缓冲层以及CdTe光吸收层，三个激光头阵列同时工作，将整个膜层分割为多个电池单元；

3)在第一和第三激光头刻线区域丝网印刷低温固化绝缘胶，填充于第一和第三激光头刻线槽内；

4)丝网印刷低温固化导电浆料形成背电极栅线网格，背电极栅线填充第二激光头刻线区域并避开第三激光头刻线区域，固化后获得太阳电池背电极。

可选地，所述透明基板为超白玻璃基板、钢化玻璃基板、有机玻璃基板；所述透明底电极的材料为ITO导电膜层、FTO导电膜层和AZO导电膜层中的一种。

可选地，所述CdS/CdSe缓冲层厚度50～100nm，CdTe光吸收层厚度2.0～4.0μm；所述 CdS/CdSe缓冲层和所述CdTe光吸收层的沉积方法包括气相传输沉积、近空间升华沉积。

可选地，所述低温固化绝缘胶包括环氧绝缘胶、丙烯酸绝缘胶、聚氨酯绝缘胶、PI绝缘胶、绝缘硅胶。

可选地，所述低温固化导电浆料为导电银浆、导电铜浆、导电镍浆、导电银包铜浆、导电银包镍浆、导电金浆料中的一种。

可选地，所述激光刻线宽度20～100μm，每组刻线内相邻刻线边缘间距30～100μm。

可选地，所述CdTe光吸收层上沉积一层背接触层，材料为Cu掺杂ZnTe，厚度20～30nm，所述电传输层被激光刻断。

可选地，所述透明底电极和所述CdS/CdSe缓冲层之间有一层窗口层，窗口层为MgZnO 膜层，窗口层的厚度40～70nm。

如上所述，本发明的一种CdTe太阳电池背电极制作方法，具有以下有益效果：通过固定距激光阵列实现单元切割，提高刻线精度，通过刻槽区域低温固化胶的精准填充，减少了光刻胶浪费和环保压力，背电极采用廉价低温固化导电胶丝网印刷制成方式，且背电极与刻线填充绝缘胶同步热固化，简化工艺流程，工艺过程显著降低成本并提高良率。

附图说明

图1显示为本发明的一种CdTe太阳电池背电极制作方法的工艺流程图。

图2～5显示为本发明的一种CdTe太阳电池背电极制作方法各步骤所呈现结构示意图。

图6显示为本发明的本发明的一种CdTe太阳电池背电极制作方法制备的背电极网格栅线示意图。

元件标号说明：

100 基板

200 底电极

300 半导体异质结

301 CdS缓冲层

302 CdTe光吸收层

400 窗口层

500 低温固化绝缘胶

600 背电极栅线

S1～S4 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

参阅图1～6，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提供一种CdTe太阳电池背电极制作方法，步骤流程如图1所示。

一种CdTe太阳电池背电极制作方法具体过程如图2～5所示：

如图2所示，提供一个CdTe薄膜电池半成品结构，包括透明基板100，所述透明基板100上有透明底电极200，所述透明底电极200上依次沉积有窗口层400和半导体异质结300，半导体异质结300包括CdS/CdSe缓冲层301以及CdTe光吸收层302；所述透明基板100为超白玻璃基板、钢化玻璃基板、有机玻璃基板；所述透明底电极200的材料为ITO导电膜层、 FTO导电膜层和AZO导电膜层中的一种；窗口层400可以是MgZnO膜层，窗口层的厚度40～ 70nm；所述CdS/CdSe缓冲层301厚度50～100nm，CdTe光吸收302层厚度2.0～4.0μm；所述半导体异质结层300的沉积方法可以是气相传输沉积、近空间升华沉积。

如图3所示，提供一个带有三个激光头阵列的激光器P1、P2和P3，所述激光器的三个激光头P1、P2和P3同时在CdTe薄膜电池半成品结构上刻线，P1激光刻断底电极200、窗口层400、CdS/CdSe缓冲层301以及CdTe光吸收层302，P2和P3激光刻断窗口层400、 CdS/CdSe缓冲层301以及CdTe光吸收层302，三个激光头阵列同时工作，将整个膜层分割为多个电池单元；所述激光刻线宽度20～100μm，每组刻线内相邻刻线边缘间距30～100μm。所述CdTe光吸收层302上也可以沉积一层背接触层，材料为Cu掺杂ZnTe，厚度20～30nm，所述背接触层也被激光刻断。

如图4所示，在P1和P3刻线区域丝网印刷低温固化绝缘胶500，填充于P1和P3刻线槽内；低温固化绝缘胶500包括环氧绝缘胶、丙烯酸绝缘胶、聚氨酯绝缘胶、PI绝缘胶、绝缘硅胶。

如图5所示，丝网印刷低温固化导电浆料形成背电极栅线600网格，背电极栅线600填充P2区域并避开P3区域，固化后获得太阳电池背电极，背电极网格如图6所示。所述低温同化导电浆料可以是导电银浆、导电铜浆、导电镍浆、导电银包铜浆、导电银包镍浆、导电金浆料中的一种。

综上所述，本发明通过固定距激光阵列实现单元切割，提高刻线精度，通过刻槽区域低温固化胶的精准填充，减少了光刻胶浪费和环保压力，背电极采用廉价低温固化导电胶丝网印刷制成方式，且背电极与刻线填充绝缘胶同步热固化，简化工艺流程，工艺过程显著降低成本并提高良率。所以，本发明有效克服了现有技术中的缺点而具有高度的产业价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。