CN105140310A - 一种透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，属于太阳能电池加工技术领域。在底电极（200）上刻划透光沟槽（5），透光沟槽（5）两侧的底电极（200）为第一底电极（201）和第二底电极（202）；在底电极（200）上镀吸光层（300）；在吸光层（300）上刻划串联沟槽（6）；在吸光层（300）上镀上电极（500），透光沟槽（5）和串联沟槽（6）使上电极（500）与第一底电极（201）连通，同时使上电极（500）与第二底电极（202）断开；在第一底电极（201）上侧的上电极（500）上刻划绝缘沟槽（7）。在电池薄膜的中部形成透光区域，而且透光区域内的上电极串联底电极，在透光的同时还能将电池薄膜连接成一个整体。
Description
技术领域
一种透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，属于太阳能电池加工技术领域。
背景技术
随着环境污染问题的日益加剧，清洁能源的发展得到了人们越来越多的关注。光伏与建筑的结合是太阳能发展的一个新方向，光伏建筑一体化组件的制备是目前光伏制造领域新的竞争点。从长远来看，光伏建筑一体化具有非常广阔的市场前景，但是透光组件透光线槽的结构设计是目前制约其工艺成本降低的一个重要因素。目前透光组件的是在常规不透光组件的基础上进行进一步的加工，将电池层完全刻蚀掉形成的透光带。具体参照附图1，现有的透光组件的加工工艺是首先在基板1上加工多列电池薄膜2，相邻的电池薄膜2通过连接部件导通，相邻的电池薄膜2间隔非常小，无法透光，为了实现透光，利用激光刻蚀的方法在电池薄膜2中部刻蚀出多个透光区域3，这样一来就将原来整列的电池薄膜2分为了一个一个的电池格子，基板1两侧加工汇流条4，利用汇流条4将每行的电池薄膜2再连接起来，这不仅增加了生产的难度，并且刻划掉更多的电池面积降低了电池的输出功率，增加了电池的成本，而且相邻的电池薄膜2一旦出现连接断开或短路，整行的电池薄膜2都会报废了，可靠性非常低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种加工工艺简单、成本低的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，在电池薄膜上形成透光区域的同时，电池薄膜依次串联连接，对电池的损坏小，连接方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、铺设基板；
2）、在基板上镀电池薄膜；
3）、封装；
其中步骤2）具体包括以下步骤：
201）、在基板上镀底电极，在底电极上刻划透光沟槽，透光沟槽两侧的底电极为第一底电极和第二底电极；
202）、在底电极上镀吸光层；
203）、在吸光层上刻划串联沟槽；
204）、在吸光层上镀上电极，透光沟槽和串联沟槽使上电极与第一底电极连通，同时使上电极与第二底电极断开；
205）、在第一底电极上侧的上电极上刻划绝缘沟槽。
优选的，所述步骤203）具体方法为：在吸光层上镀缓冲层，在第一底电极靠近透光沟槽一侧的吸光层和缓冲层上、透光沟槽靠近第一底电极一侧的吸光层和缓冲层上刻划串联沟槽，串联沟槽与第二底电极之间的透光沟槽内具有吸光层。
优选的，在刻划串联沟槽时，刻划靠近透光沟槽的部分第一底电极，调整第一底电极与第二底电极之间的宽度。
优选的，所述绝缘沟槽贯穿吸光层。
优选的，所述吸光层材质为CIGS。
优选的，所述缓冲层的厚度为30~100nm。
优选的，所述缓冲层的材质为CdS或ZnS。
优选的，所述吸光层厚度为1~3μm；所述上电极的厚度为50~1500nm。
优选的，所述步骤1）中要对基板进行清洗，具体包括以下步骤：
101）、去离子水冲洗；
102）、清洗剂毛刷清洗；
103）、去离子水冲洗；
104）、风干。
优选的，所述步骤3）具体包括以下步骤：
301）、在前板和/或基板的四周铺设密封材料；
302）、引电极、焊接铝带；
303）、在柔性电池薄膜上侧铺设密封胶膜；
304）、铺设前板；
305）、层压，利用层压机将前板、电池薄膜和基板层压为一体；
306）、冷却；
307）、连接接线盒。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：绝缘沟槽使第一底电极上的上电极形成断路，使第二底电极上的上电极与第一底电极形成串联，依次设置后将整个电池薄膜串联起来，形成一个发电整体，不需要汇流条连接，而且连接可靠。在电池薄膜的中部形成透光区域，而且透光区域内的上电极串联底电极，在透光的同时还能将电池薄膜连接成一个整体。
附图说明
图1为现有透光组件的主视图。
图2为该透光型铜铟镓硒光伏电池组件的主视图。
图3～图9为步骤2）一个实施例的示意图。
图10为步骤3）的示意图。
图11～图16为步骤2）的又一实施例的示意图。
其中：1、基板2、电池薄膜200、底电极201、第一底电极202、第二底电极300、吸光层400、缓冲层500、上电极3、透光区域4、汇流条5、透光沟槽6、串联沟槽7、绝缘沟槽8、密封胶膜9、前板。
具体实施方式
图1~10是该透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺的最佳实施例，下面结合附图1~16对本发明做进一步说明。
参照图2，利用该透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺制得的透光太阳能电池，在电池薄膜2的中部形成透光区域3，而且透光区域3内的上电极500串联底电极200，在透光的同时还能将电池薄膜2连接成一个整体，下面具体对该透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺进行解释。
该透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，包括以下步骤：
1）、铺设基板1；
2）、在基板1上镀电池薄膜2；
3）、封装；
其中步骤2）具体包括以下步骤：
201）、参照图3，在基板1上镀底电极200；
参照图4，在底电极200上刻划透光沟槽5，透光沟槽5两侧的底电极200为第一底电极201和第二底电极202。
202）、参照图5，在底电极200上镀吸光层300，在镀膜的过程中无法精确进行，所以只能全部镀膜，这就会在透光沟槽5内镀上吸光层300。
203）、在吸光层300上刻划串联沟槽6；
具体方法是：参照图6，在吸光层300上镀缓冲层400；参照图7，在透光沟槽5一侧的第一底电极201、吸光层300和缓冲层400上刻划串联沟槽6，还在第一底电极201上侧的吸光层300和缓冲层400上刻划串联沟槽6，这样上电极500就可以直接覆盖在串联沟槽6内第一底电极201上，确保上电极500与第一底电极201能够可靠的连通，第二底电极202一侧的透光沟槽5内仍具有吸光层300；刻划靠近透光沟槽5的部分第一底电极201，可以调整第一底电极201与第二底电极202之间的宽度，这样就可以在开始时刻划比较窄的透光沟槽5，加工方便。
204）、参照图8，在吸光层300上镀上电极500，透光沟槽5和串联沟槽6使上电极500与第一底电极201连通，同时透光沟槽5内的吸光层300使上电极500与第二底电极202断开。
205）、参照图9，在第一底电极201上侧的上电极500上刻划绝缘沟槽7，绝缘沟槽7使第一底电极201上的上电极500形成断路，使第二底电极202上的上电极500与第一底电极201形成串联，依次设置后将整个电池薄膜2串联起来，形成一个发电整体，不需要汇流条4连接，而且连接可靠。绝缘沟槽7贯穿吸光层300，当然也可以只贯穿上电极500。透光沟槽5内因为没有底电极200和吸光层300，而电池薄膜2其他的层均为透光的，这样就在基板1上形成了透光区域3。
在本实施例中吸光层300材质为CIGS；缓冲层400的材质为CdS（硫化镉）。进一步的，缓冲层400的厚度为30~100nm；上电极500的厚度为50~1500nm；吸光层300的厚度为1~3μm。
参照图10，步骤3）具体包括以下步骤：
301）、在前板9和/或基板1的四周铺设密封材料，本实施例中在前板9的下侧四周设置密封材料；
302）、引电极、焊接铝带，将电池薄膜2一侧的底电极200和另一侧的上电极500焊接上铝带，从而可以将电池薄膜2所发的电引出；
303）、在柔性电池薄膜2上侧铺设密封胶膜8；
304）、铺设前板9；
305）、层压，利用层压机将前板9、电池薄膜2和基板1层压为一体；
306）、冷却；
307）、连接接线盒。
在本实施例中步骤1）需要在铺设基板1前对基板1进行清洗，具体包括以下步骤：
101）、去离子水冲洗；
102）、清洗剂毛刷清洗；
103）、去离子水冲洗；
104）、风干。通过两次去离子水冲洗，保证基板1表面无任何污染，提高电池的可靠性。
在另一个实施例中，参照图11，步骤201）中，在底电极200上刻划一个比较宽的透光沟槽5，一次性将透光区域3的宽度刻划出来，参照图12和图13，在底电极200上依次镀吸光层300和缓冲层400。
步骤203）具体方法为：参照图14，在透光沟槽5靠近第一底电极201一侧的吸光层300和缓冲层400上、以及第一底电极201上的吸光层300和缓冲层400上划串联沟槽6，参照图15和16，第二底电极202与透光沟槽5内的上电极500之间具有吸光层300实现断路，而上电极500与第一底电极201相连通。
在另一个实施例中，吸光层300材质为CIGS；缓冲层400的材质为ZnS。进一步的，缓冲层400的厚度为30~100nm；上电极500的厚度为10~100nm；吸光层300厚度为1~3μm。
本发明中还可以在缓冲层400上镀一层高阻层，高阻层的厚度为10~100nm；当然还应该了解，电池薄膜2具有远多于本发明所列的层状结构，本发明只是将所必须的层状结构画出并进行解释。本发明中所说的刻划可以是激光刻划，也可以是机械刻划。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、铺设基板（1）；
2）、在基板（1）上镀电池薄膜（2）；
3）、封装；
其中步骤2）具体包括以下步骤：
201）、在基板（1）上镀底电极（200），在底电极（200）上刻划透光沟槽（5），透光沟槽（5）两侧的底电极（200）为第一底电极（201）和第二底电极（202）；
202）、在底电极（200）上镀吸光层（300）；
203）、在吸光层（300）上刻划串联沟槽（6）；
204）、在吸光层（300）上镀上电极（500），透光沟槽（5）和串联沟槽（6）使上电极（500）与第一底电极（201）连通，同时使上电极（500）与第二底电极（202）断开；
205）、在第一底电极（201）上侧的上电极（500）上刻划绝缘沟槽（7）。
2.根据权利要求1所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：所述步骤203）具体方法为：在吸光层（300）上镀缓冲层（400），在第一底电极（201）靠近透光沟槽（5）一侧的吸光层（300）和缓冲层（400）上、透光沟槽（5）靠近第一底电极（201）一侧的吸光层（300）和缓冲层（400）上刻划串联沟槽（6），串联沟槽（6）与第二底电极（202）之间的透光沟槽（5）内具有吸光层（300）。
3.根据权利要求2所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：在刻划串联沟槽（6）时，刻划靠近透光沟槽（5）的部分第一底电极（201），调整第一底电极（201）与第二底电极（202）之间的宽度。
4.根据权利要求1所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：所述绝缘沟槽（7）贯穿吸光层（300）。
5.根据权利要求1或2所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：所述吸光层（300）材质为CIGS。
6.根据权利要求2所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：所述缓冲层（400）的厚度为30~100nm。
7.根据权利要求2或6所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于，所述缓冲层（400）的材质为CdS或ZnS。
8.根据权利要求1所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：所述吸光层（300）厚度为1~3μm；所述上电极（500）的厚度为50~1500nm。
9.根据权利要求1所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：所述步骤1）中要对基板（1）进行清洗，具体包括以下步骤：
101）、去离子水冲洗；
102）、清洗剂毛刷清洗；
103）、去离子水冲洗；
104）、风干。
10.根据权利要求1所述的透光型铜铟镓硒电池组件制备工艺，其特征在于：所述步骤3）具体包括以下步骤：
301）、在前板（9）和/或基板（1）的四周铺设密封材料；
302）、引电极、焊接铝带；
303）、在柔性电池薄膜（2）上侧铺设密封胶膜（8）；
304）、铺设前板（9）；
305）、层压，利用层压机将前板（9）、电池薄膜（2）和基板（1）层压为一体；
306）、冷却；
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