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      太陽能電池組件的制備方法

      683   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:重慶神華薄膜太陽能科技有限公司  
      2024-02-21 14:20:11
      權(quán)利要求書: 1.一種太陽能電池組件的制備方法,其包括:步驟A:在玻璃基底上制備鉬層;

      步驟B:對所述鉬層進(jìn)行第一次刻劃,形成第一道刻線(P1),并且第1個子電池與(n/2)+

      1電池的鉬層保持連接,第n/2個子電池與第n個子電池連接,其中,n為子電池的總數(shù),且n為偶數(shù);

      步驟C:在完成第一次刻劃的鉬層上依次制備銅銦鎵硒層、硫化鎘層和本征氧化鋅層;

      步驟D:在所述本征氧化鋅層上進(jìn)行第二次刻劃,將本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第二道刻線(P2),所述第二道刻線(P2)與第一道刻線(P1)保持平行;

      步驟E:在完成第二次刻劃后的本征氧化鋅層上制備摻鋁氧化鋅層;

      步驟F:在所述摻鋁氧化鋅層上進(jìn)行第三次刻劃,將摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第三道刻線(P3),從而完成太陽能電池組件子電池的內(nèi)聯(lián),所述第三道刻線(P3)和第一道刻線(P1)、第二道刻線(P2)保持平行;

      步驟G:進(jìn)行第四次刻劃,在第n/2子電池右側(cè)沿第三道刻線(P3)刻劃形成刻線M。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池組件,其特征在于,所述方法還包括:在步驟B中,還對鉬層進(jìn)行清邊處理,和/或在步驟G中,還對第三次刻劃之后的太陽能電池組件進(jìn)行清邊處理,將電池區(qū)域外邊緣的摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時清除,露出鉬層。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電池組件,其特征在于,所述第一道刻線(P1)一直刻劃到玻璃基底表面,使第一道刻線(P1)兩側(cè)的子電池完全絕緣;和/或所述第二道刻線(P2)將本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層完全刻斷,露出鉬層,并且不損傷鉬層表面;和/或

      所述第三道刻線(P3)將摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層、以及銅銦鎵硒層完全刻斷,露出鉬層,并且不損傷鉬層表面。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述第一道刻線(P1)的寬度為50-200微米;和/或所述第二道刻線(P2)的寬度為50-200微米;和/或所述第三道刻線的寬度為50-200微米;和/或所述刻線M的寬度為50-200微米。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述第一道刻線(P1)與第二道刻線(P2)的間隔為100-500微米,所述第二道刻線(P2)與所述第三道刻線(P3)的間隔為100-500微米。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的制備方法,其特征在于,在步驟A中,所述鉬層厚度為300納米-1200納米;和/或在步驟C中,所述銅銦鎵硒層厚度為1.0-3.0微米;所述硫化鎘層厚度為30-80納米;所述本征氧化鋅膜層厚度為30-80納米;和/或在步驟E中,所述摻鋁氧化鋅膜層厚度為300-1000納米。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述第一次刻劃、第二次刻劃和第三次刻劃采用機械刻劃或激光刻劃,優(yōu)選采用激光刻劃,更優(yōu)選采用選自1064nm、

      532nm和355nm中的至少一種波長進(jìn)行激光刻劃。

      8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的制備方法得到的太陽能電池組件,其特征在于,所述太陽能電池組件包括兩個并聯(lián)的子電池。

      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池組件,其特征在于,所述太陽能電池組件為銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件。

      10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的制備方法得到的太陽能電池組件或根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的太陽能電池組件在光伏產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

      說明書: 太陽能電池組件的制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種太陽能電池組件的制備方法。背景技術(shù)[0002] 當(dāng)今全球光伏市場是以晶體硅太陽能電池為主,但高能耗的生產(chǎn)工藝導(dǎo)致能源資源的快速消耗將使社會無法承受,也必將制約著光伏產(chǎn)業(yè)更大規(guī)模的發(fā)展。因此,發(fā)展低成

      本、新型薄膜太陽能電池是未來國際光伏產(chǎn)業(yè)的必然趨勢。CIGS(CuInxGa(1-x)Se2)薄膜太

      陽能電池,由Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)四種元素構(gòu)成最佳比例的黃銅礦結(jié)晶薄膜太

      陽能電池,整個電池薄膜總厚度約3-4微米。該電池成本低、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強,其光

      電轉(zhuǎn)換效率目前是各種薄膜太陽能電池之首,光譜響應(yīng)范圍寬,在陰雨天光強下輸出功率

      高于其它任何種類太陽能電池,被稱為下一代最有前途的太陽能電池之一。

      [0003] 目前國內(nèi)外的CIGS的產(chǎn)業(yè)流程為濺射Mo層、激光刻劃Mo(鉬)層、形成CIGS吸收層、形成CdS(硫化鎘)緩沖層、氧化鋅層、機械刻劃CIGS層、濺射摻鋁氧化鋅、機械刻劃CIGS吸收

      層和透明導(dǎo)電(TCO)層、清邊、封裝及測試。其中,激光刻劃Mo層、刻劃CIGS層與硫化鎘CdS和

      ZnO、刻劃吸收層和透明導(dǎo)電層分別稱為CIGS電池膜面的三道刻劃工藝:P1、P2、P3。通過劃

      線將電池板分成一個個串聯(lián)的子電池。最后在兩側(cè)子電池敷設(shè)匯流條,將電流導(dǎo)出。

      [0004] 銅銦鎵硒電池的特點是工作電壓較高,在100左右,電流較低(低于2A),而市場主流的晶硅電池組件的電壓較低,電流較大,市場主流逆變器的參數(shù)匹配晶硅電池組件,對于

      銅銦鎵硒電池組件,會造成逆變器的浪費,增加電站成本。為了解決這個問題,降低銅銦鎵

      硒電池組件電壓,提高電流,適應(yīng)目前主流逆變器的參數(shù)是一個解決方案。

      發(fā)明內(nèi)容[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的銅銦鎵硒電池的電壓、電流與市場主流逆變器的參數(shù)不匹配的問題,本發(fā)明提供了一種新的銅銦鎵硒太陽能電池組件,其可以降低銅銦鎵硒太陽能

      電池組件的電壓,有助于銅銦鎵硒太陽能電池組件與光伏逆變器匹配,降低電站BOS成本。

      [0006] 在第一方面,本發(fā)明提供了一種太陽能電池組件的制備方法,其包括:[0007] 步驟A:在玻璃基底上制備的鉬層;[0008] 步驟B:對所述鉬層進(jìn)行第一次刻劃,形成第一道刻線(P1),并且第1個子電池與(n/2)+1電池的鉬層保持連接,第n/2個子電池與第n個子電池連接,其中,n為子電池的總

      數(shù),且n為偶數(shù);

      [0009] 步驟C:在完成第一次刻劃的鉬層上依次制備銅銦鎵硒層、硫化鎘層和本征氧化鋅層;

      [0010] 步驟D:在所述本征氧化鋅層上進(jìn)行第二次刻劃,將本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第二道刻線(P2),所述第二道刻線(P2)與第一道刻線

      (P1)保持平行;

      [0011] 步驟E:在完成第二次刻劃后的本征氧化鋅層上制備摻鋁氧化鋅層;[0012] 步驟F:在所述摻鋁氧化鋅層上進(jìn)行第三次刻劃,將摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第三道刻線(P3),從而完成太陽能電池

      組件子電池的內(nèi)聯(lián),所述第三道刻線(P3)和第一道刻線(P1)、第二道刻線(P2)保持平行;

      [0013] 步驟G:進(jìn)行第四次刻劃,在第n/2子電池右側(cè)沿第三道刻線(P3)刻劃形成刻線M。[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述方法還包括:在步驟B中,還對鉬層進(jìn)行清邊處理。

      [0015] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述方法還包括:在步驟G中,還對第三次刻劃之后的太陽能電池組件進(jìn)行清邊處理,將電池區(qū)域外邊緣的摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化

      鎘層以及銅銦鎵硒層同時清除,露出鉬層。

      [0016] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第一道刻線(P1)一直刻劃到玻璃基底表面,使第一道刻線(P1)兩側(cè)的子電池完全絕緣。

      [0017] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第二道刻線(P2)將本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層完全刻斷,露出鉬層,并且不損傷鉬層表面。

      [0018] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第三道刻線(P3)將摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層、以及銅銦鎵硒層完全刻斷,露出鉬層,并且不損傷鉬層表面。

      [0019] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第一道刻線(P1)的寬度為50-200微米。[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第二道刻線(P2)的寬度為50-200微米。[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第三道刻線(P3)的寬度為50-200微米。[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述刻線M的寬度為50-200微米。[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述第一道刻線(P1)的寬度為90微米。[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述第二道刻線(P2)的寬度為70微米。[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,第三道刻線的寬度為50微米。[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第一道刻線(P1)與第二道刻線(P2)的間隔為100-500微米。

      [0027] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第二道刻線(P2)與第三道刻線(P3)的間隔為100-500微米。

      [0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述第一道刻線(P1)與第二道刻線(P2)的間隔為120微米,所述第二刻線(P2)與所述第三道刻線(P3)的間隔為100微米。

      [0029] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,在步驟A中,所述鉬層厚度為300納米-1200納米。[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,在步驟C中,所述銅銦鎵硒層厚度為1.0-3.0微米。[0031] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,在步驟C中,所述硫化鎘層厚度為30-80納米。[0032] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,在步驟C中,所述本征氧化鋅膜層厚度為30-80納米。[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,在步驟E中,所述摻鋁氧化鋅膜層厚度為300-1000納米。

      [0034] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述第一次刻劃、第二次刻劃和第三次刻劃采用機械刻劃或激光刻劃。

      [0035] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,所述第一次刻劃、第二次刻劃和第三次刻劃采用激光刻劃。

      [0036] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,所述第一次刻劃、第二次刻劃和第三次刻劃采用選自1064nm、532nm和355nm中的至少一種波長進(jìn)行激光刻劃。

      [0037] 在第二方面,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第一方面所述的制備方法得到的太陽能電池組件,其特征在于,所述太陽能電池組件包括兩個并聯(lián)的子電池。

      [0038] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式,所述太陽能電池組件為銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件。

      [0039] 在第三方面,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第一方面所述的制備方法得到的太陽能電池組件或根據(jù)第二方面所述的太陽能電池組件在光伏產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

      [0040] 本發(fā)明提供的銅銦鎵硒太陽能電池組件的劃線方法可以降低銅銦鎵硒電池組件的電壓,有助于銅銦鎵硒電池組件與現(xiàn)有的光伏逆變器匹配,降低電站BOS成本。

      附圖說明[0041] 圖1為傳統(tǒng)銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)圖。[0042] 圖2顯示了傳統(tǒng)銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的三道劃線。[0043] 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例1的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件的在鉬層上進(jìn)行第一次刻劃后的圖示。

      [0044] 圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例1的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件的在鉬層上進(jìn)行第二次刻劃后的圖示。

      [0045] 圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例1的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件的在鉬層上進(jìn)行第三次刻劃后的圖示。

      [0046] 圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例1的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件的在鉬層上進(jìn)行第四次刻劃后的圖示。

      具體實施方式[0047] 下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述,但不僅限于本實施例。[0048] 實施例1[0049] 按照以下步驟制備銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件:[0050] (1)在鈉鈣玻璃基體上制備鉬層;[0051] (2)步驟B:對所述鉬層進(jìn)行第一次刻劃,形成第一道刻線(P1),對鉬層進(jìn)行清邊處理,并且第1個子電池與(n/2)+1電池的Mo層保持連接,第n/2個子電池與第n個子電池連接,

      其中,n為子電池的總數(shù),且n為偶數(shù)(如圖3所示);

      [0052] (3)在鉬層上制備銅銦鎵硒膜層;[0053] (4)在銅銦鎵硒膜層上制備硫化鎘層;[0054] (5)在硫化鎘層上制備本征氧化鋅層;[0055] (6)進(jìn)行第二次刻劃,將本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第二道刻線(P2);所述第二道刻線(P2)與第一道刻線(P1)保持平行(如圖4所

      示);

      [0056] (7)在本征氧化鋅層上制備摻鋁氧化鋅層;[0057] (8)進(jìn)行第三次刻劃,將摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第三道刻線(P3),從而完成太陽能電池組件子電池的內(nèi)聯(lián),所述

      第三道(P3)和第一道刻線(P1)、第二道刻線(P2)保持平行;形成第三刻線(P3)(如圖5所

      示);

      [0058] (9)進(jìn)行第四次刻劃,對第三次刻劃之后的太陽能電池組件進(jìn)行清邊處理,將電池區(qū)域外邊緣的摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時清除,露出鉬

      層,在第n/2子電池右側(cè)沿第三道刻線(P3)刻劃形成刻線M(如圖6所示)。

      [0059] 其中,鈉鈣玻璃厚度3mm,Mo背電極的厚度為0.5μm,CIGS的厚度為2μm,CdS和i-ZnO的厚度均為50nm,AZO的厚度為800nm。每個子電池寬度4mm,長度為20mm。本實施例1制備的

      銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件的開路電壓為54。

      [0060] 對比例1[0061] 按照以下步驟制備銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件:[0062] (1)在鈉鈣玻璃基體上制備鉬層;[0063] (2)對鉬層進(jìn)行第一次刻劃,將鉬層完全刻斷,形成第一道刻線(P1);[0064] (3)在鉬層上制備銅銦鎵硒膜層;[0065] (4)在銅銦鎵硒膜層上制備硫化鎘層;[0066] (5)在硫化鎘層上制備本征氧化鋅層;[0067] (6)進(jìn)行第二次刻劃,將本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第二道刻線(P2);所述第二道刻線(P2)與第一道刻線(P1)保持平行;

      [0068] (7)在本征氧化鋅層上制備摻鋁氧化鋅層;[0069] (8)進(jìn)行第三次刻劃,將摻鋁氧化鋅層、本征氧化鋅層、硫化鎘層以及銅銦鎵硒層同時刻斷,露出鉬層,形成第三道刻線(P3),從而完成太陽能電池組件子電池的內(nèi)聯(lián),所述

      第三道(P3)和第一道刻線(P1)、第二道刻線(P2)保持平行;形成第三刻線(P3)。

      [0070] 其中,鈉鈣玻璃厚度3mm,Mo背電極的厚度為0.5μm,CIGS的厚度為2μm,CdS和i-ZnO的厚度均為50nm,AZO的厚度為800nm。每個子電池寬度4mm,長度為20mm。本對比例1制備的

      銅銦鎵硒薄膜太陽能電池組件(如圖1和圖2所示)的開路電壓為108。

      [0071] 應(yīng)當(dāng)注意的是,以上所述的實施例僅用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。通過參照典型實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述,但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語為描述性

      和解釋性詞匯,而不是限定性詞匯??梢园匆?guī)定在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明作出

      修改,以及在不背離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本發(fā)明涉

      及特定的方法、材料和實施例,但是并不意味著本發(fā)明限于其中公開的特定例,相反,本發(fā)

      明可擴(kuò)展至其他所有具有相同功能的方法和應(yīng)用。



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      “太陽能電池組件的制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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