CN102447014A - 一种薄膜太阳能电池生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄膜太阳能电池生产方法，具体地讲是涉及一种大尺寸玻璃镀膜后制备小尺寸电池的薄膜太阳能电池生产方法。该方法为，大尺寸玻璃基板经过TCO薄膜沉积后，进入TCO之后PECVD之前的工序，然后进入PECVD及后续工序，TCO之后PECVD之前的工序为先将大尺寸玻璃基板按照小尺寸玻璃基板的尺寸进行分区，逐个进行激光划刻，然后将大尺寸玻璃基板切割为小尺寸玻璃基板，再进行磨边，最后清洗；其中，大尺寸玻璃基板是相对小尺寸玻璃基板而言，是其的整数倍。该方法在保持组件功率的同时，扩大了TCO的生产产能，节省了机台数目以及成本，加快了生产节拍。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜太阳能电池生产方法，具体地讲是涉及一种大尺寸玻璃镀膜后制备小尺寸电池的薄膜太阳能电池生产方法。
背景技术
光伏应用的未来市场发展，特别是用于与电网相连的光伏电厂的应用，关键取决于降低太阳能电池生产成本的潜力。薄膜太阳能电池生产过程能耗低，具备大幅度降低原材料和制造成本的潜力；同时，薄膜太阳能电池在弱光条件下仍可发电。因此，目前市场对薄膜太阳能电池的需求正逐渐增长，而制造薄膜太阳能电池的技术更成为近年来的研究热点。
薄膜太阳能电池，尤其以非晶硅或非晶锗薄膜太阳能电池为代表的生产工艺流程，一般包含以下工序，：
步骤1：磨边
空白玻璃首先需要进行磨边处理。将玻璃的四边有棱角的地方磨光滑，四角进行倒角，这样，可以消除玻璃边缘及四角的微裂纹，也便于后面工序以及搬运操作和安全。
步骤2：第一次清洗
玻璃磨边后，其表面要进行清洗，称为第一次清洗，主要是清洗掉玻璃表面的油污和粉尘。主要的清洗步骤涉及喷淋冲洗，碱液清洗，去离子风刀吹干等。
步骤3：TCO薄膜沉积
玻璃清洗完毕后，需要在线沉积TCO薄膜作为太阳能电池的前透明导电电极。目前的TCO一般可以分为FTO，BZO和AZO等，均可以用作硅基薄膜太阳能电池的前电极，其中可用于薄膜太阳能电池生产线上在线的镀膜技术的有BZO和AZO。
步骤4：第一次激光划线
TCO薄膜沉积完毕后，进行激光划刻的目的是将TCO玻璃的导电膜划成一定数目的小块区域，各区域称为‘cell’，每个cell彼此绝缘，这可让每个cell以后作为一个独立的发电单元，串联起来。
步骤5：第二次玻璃清洗
第一次激光划线后，会产生一些TCO膜层的粉尘和残渣。在划刻过程中，激光设备自身携带的排风可以抽走大部分粉尘和残渣，为了确保进入PECVD等关键工序前TCO玻璃表面保持干净，需要对玻璃进行清洗。
步骤6：PECVD工序
PECVD是等离子体化学气相沉积，此道工序为沉积薄膜太阳能电池的芯片层，是薄膜太阳能电池制备的核心工序。成膜过程首先是沉积p层，为窗口层，要求带隙要宽；之后沉积的是i层，作为光的吸收层；第三层为n层。以上就构成了薄膜硅或硅锗太阳能电池最基本的pin结构。
步骤7：第二次激光划线
PECVD镀膜结束后，需要进行第二次激光划线工艺，所有设备与第一次激光划线相同，不同的是第一次激光划线是通过激光将TCO层划断，而第二次激光划线时通过激光将PECVD所沉积的Si层或SiGe的pin层划断。
步骤8： 背电极工序
接下来需要沉积背电极，背电极工艺是沉积一层导电膜，通过第二次激光划刻所形成的沟槽与前透明电极连接。
步骤9：第三次激光划刻
第三次激光划刻是将每个cell串联起来。
步骤10：后端测试、封装工序，包括：扫边、电极引线、层压、接线盒、FLS功率测试等。
当前面的工序将电池芯片制作完成后，需要将电池进行电极引线、封装、安装接线盒以及最终的功率标定。一般包括扫边、电极引线、层压、接线盒、FLS功率测试等。一般电池的四周需要扫边，通过铺设封装材料如EVA、PVB等和钢化玻璃进行粘结、封装。另外还需要铺设接线盒，用以保证电池组件的可靠性、耐候性以及符合安全的机械强度。
为了扩大TCO的生产产能，节省机台数目以及成本，加快生产节拍，一般将TCO机台沉积薄膜的玻璃尺寸成倍的增加。当成倍增加TCO机台所沉积的玻璃尺寸后，一般在TCO之后PECVD之前的这一段工艺会有所改变，首先切割，将玻璃切割为生产线原来的小尺寸，即切割成未成倍增加前的玻璃尺寸。然后磨边、清洗，将切割边磨边，清洗切割产生的玻璃碎屑、以及油渍和粉尘。随后进入激光划刻以及之后的清洗工序。
按照上述增加切割之后的工艺流程将导致TCO薄膜在PECVD工序之前多经过了一次清洗，由于TCO薄膜（以BZO为代表）稳定性差，每多经过一次清洗，组件的功率一般降低3-5Watt。所以当通过增加玻璃的镀膜面积，加大TCO膜层的产能和加快节拍时间的同时，组件的功率也降低了。
发明内容
本发明提供一种能够有效防止成倍增加玻璃面积后因切割清洗而导致组件功率降低的薄膜太阳能电池生产方法。通过对工艺的调整，在保持组件功率的同时，扩大了TCO的生产产能，节省了机台数目以及成本，加快了生产节拍。
为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：
一种薄膜太阳能电池生产方法，大尺寸玻璃基板经过TCO薄膜沉积后，进入TCO之后PECVD之前的工序，然后进入PECVD及后续工序，TCO之后PECVD之前的工序是先将大尺寸玻璃基板按照小尺寸玻璃基板的尺寸进行分区，逐个进行激光划刻，然后将大尺寸玻璃基板切割为小尺寸玻璃基板，再进行磨边，最后清洗；
其中，大尺寸玻璃基板是相对小尺寸玻璃基板而言，是其的整数倍。
所述大尺寸玻璃基板尺寸优选为小尺寸玻璃基板的2-8倍，更优选的为小尺寸玻璃基板的2-4倍，最优选的为小尺寸玻璃基板的2倍。
所述小尺寸玻璃基板长度介于1200mm×1500mm之间，宽度介于600mm-1150mm之间。所述小尺寸玻璃基板长度优选为1245mm，宽度为635mm。
所述激光划刻是按照小尺寸玻璃基板激光划刻图案和比例对大尺寸玻璃基板分区逐个进行激光划刻。
所述激光划刻的设备位置保持不动，激光划刻工序中置放玻璃的平台可沿该平面的X轴和Y轴移动；另外一种方案是激光划刻的设备可移动或激光角度可调节，而置放玻璃的平台不移动；两者均可实现对各分区逐个进行激光划刻。
本发明提供的薄膜太阳能电池生产方法，通过对TCO之后PECVD之前的工序进行相应的调整，对大尺寸玻璃基板进行分区逐个进行激光划刻，只进行一道清洗工序等手段，在保持组件功率的同时，扩大了TCO的生产产能，节省了机台数目以及成本，加快了生产节拍。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种薄膜太阳能电池生产方法，大尺寸玻璃基板经过TCO薄膜沉积后，进入TCO之后PECVD之前的工序，然后进入PECVD及后续工序，TCO之后PECVD之前的工序是先将大尺寸玻璃基板按照小尺寸玻璃基板的尺寸进行分区，逐个进行激光划刻，然后将大尺寸玻璃基板切割为小尺寸玻璃基板，再进行磨边，最后清洗。
其中，小尺寸玻璃基板长度为1245mm，宽度为635mm，大尺寸玻璃基板为小尺寸玻璃基板的2倍。
激光划刻是按照小尺寸玻璃基板激光划刻图案和比例对大尺寸玻璃基板分区逐个进行激光划刻。
激光划刻的设备位置保持不动，激光划刻工序中置放玻璃的平台可沿该平面的X轴和Y轴移动，对两个小的分区逐个进行激光划刻。
Claims (8)
1.一种薄膜太阳能电池生产方法，大尺寸玻璃基板经过TCO薄膜沉积后，进入TCO之后PECVD之前的工序，然后进入PECVD及后续工序，其特征在于TCO之后PECVD之前的工序为先将大尺寸玻璃基板按照小尺寸玻璃基板的尺寸进行分区，逐个进行激光划刻，然后将大尺寸玻璃基板切割为小尺寸玻璃基板，再进行磨边，最后清洗；
其中，大尺寸玻璃基板是相对小尺寸玻璃基板而言，是其的整数倍。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池生产方法，其特征在于所述小尺寸玻璃基板长度介于1200mm×1500mm之间，宽度介于600mm-1150mm之间。
3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池生产方法，其特征在于所述小尺寸玻璃基板长度为1245mm，宽度为635mm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的薄膜太阳能电池生产方法，其特征在于所述大尺寸玻璃基板尺寸为小尺寸玻璃基板的2-8倍。
5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池生产方法，其特征在于所述大尺寸玻璃基板尺寸为小尺寸玻璃基板的2-4倍。
6.根据权利要求5所述的薄膜太阳能电池生产方法，其特征在于所述大尺寸玻璃基板尺寸为小尺寸玻璃基板的2倍。
7.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池生产方法，其特征在于所述激光划刻是按照小尺寸玻璃基板激光划刻图案和比例对大尺寸玻璃基板分区逐个进行激光划刻。
8.根据权利要求1或4所述的薄膜太阳能电池生产方法，其特征在于所述激光划刻的设备的位置保持不动，激光划刻工序中置放玻璃的平台可沿该平面的X轴和Y轴移动；或激光划刻的设备可移动或激光角度可调节，而置放玻璃的平台不移动。
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