[发明专利]一种提高透光太阳能电池组件功率的划刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高透光太阳能电池组件功率的划刻方法，属于太阳能电池应用技术领域。

背景技术

目前，光伏建筑一体化（BIPV）建筑是最先进、最有潜力的高科技绿色节能建筑，也是目前世界上大规模利用光伏技术的重要方向。BIPV是指将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表面来提供电力。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。可以应用于BIPV建筑的太阳电池组件种类包括单晶硅、多晶硅以及硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池等，其中后者几类薄膜电池以其独特的美观性能（透射光为自然光，可以实现均匀透光）、稳定可靠的发电性能、经济低廉的成本和设计选型的多样性，能够比较完美的实现光伏建筑一体化。

薄膜透光组件代替当前建筑中普遍使用的玻璃幕墙，要求组件必须具有透过一定自然光的能力，背景技术通常使用的工艺是采用激光划刻的方法，一般的工艺流程为：当电池的背电极沉积完后，利用波长为532nm的高能密度的激光束，把组件中的背电极和光电转换层刻蚀掉，露出前透明导电薄膜，这样自然光就可以透过组件。通过控制激光头的运动，在电池上可以制作出具有规则的沟槽状结构的透光结构，组件的透光率可以通过改变划刻沟槽状结构的密度来调整。但是在划刻过程中，划刻边缘存在的缺陷将引入漏电点，并且随着划刻条数的增加漏电几率增加。一般通过激光划刻将组件切割成小电池并使组件串联起来的工艺，仅需划刻60-200条划线。而在进行透光处理工艺过程中，以面积为1.1×1.3m²、透光率30%的电池组件为例，假如激光光斑直径范围通常为150μm，为了实现30%的透过率，需要划刻2860道沟槽，导致沟槽边缘引入的缺陷数量增多，影响电池电学特性，尤其对于透光率要求更高的产品，划刻的直线槽条数越多，出现划刻缺陷的几率就越大，从而降低组件性能，严重影响组件的输出功率。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高透光太阳能电池组件功率的划刻方法，通过改变划刻方式，降低单位面积上的划刻凹槽数量，从而降低凹槽与膜层相接触的边缘数量，由此降低了划刻所导致的薄膜边缘损伤所引起的漏电几率，从而使透光组件的功率损失得到了有效控制，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案为：

一种提高透光太阳能电池组件功率的划刻方法，包含如下工艺步骤：

（1）按照太阳能薄膜组件的制备工艺，完成顺序沉积在绝缘基板上的第一透明导电电极层、光电转换层、第二透明导电电极层的制备，然后通过划刻的方式对电池进行分割，并将分割后的子电池串联起来；（2）沿着垂直于子电池的方向或平行于子电池的方向采用划刻的方式对部分薄膜层进行移除，膜层被移除的部分露出前电极层或前玻璃，此位置光可以直接透过电池，实现透光的功能，而未进行划刻的地方，膜层可以实现发电的功能；其特别之处是划刻过程中通过改变划刻透光凹槽的宽度来调整单位面积上划刻透光凹槽的数量，在保证透光性能不变的基础上降低划刻透光凹槽的数量，来降低划刻过程中对膜层边缘的损伤所导致的漏电。

所说的薄膜电池为硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池或有机化合物材料薄膜电池等。

所说的改变划刻透光凹槽宽度的方法，包括：（1）在采用激光划刻方式的情况下，可以通过调整光路系统改变激光终端能量区域的大小，增加光斑的面积，使划刻透光凹槽的宽度增加。（2）在采用激光划刻方式的情况下，可以采取多条划刻线部分叠加的方式，将划刻透光凹槽的宽度加宽。

通过划刻的方式对电池进行分割，并将分割后的子电池串联起来，该工艺共包括三次激光划刻过程，分别包括第一次划刻槽、第二次划刻槽及第三次划刻槽，第一次划刻槽、第二次划刻槽及第三次划刻槽相互接近并平行分布；第一次划刻槽用于将薄膜电池组件的第一透明导电电极层进行分割以便形成多个子电池，也称为光电转换单元；第二次划刻槽将光电转换层分割，使每一个光电转换单元的第二透明导电电极层与相邻的光电转换单元的第一透明导电电极层相连接；第三次划刻槽用于将相邻光电转换单元的第二透明导电电极层隔开。

透光划刻如果沿着垂直于子电池的方向，划刻透光凹槽可以是连通的条状、或断续的点线、孔状以及特殊图案；透光划刻若沿着平行于子电池的方向，且透光划刻透光凹槽与第三次划刻槽无叠加，则划刻透光凹槽为非连通的点线、孔状及特殊图案；透光处理划刻若沿着子电池的方向，且透光划刻透光凹槽与第三次划刻槽相叠加，划刻透光凹槽可以是连通的条状、或断续的点线、孔状以及特殊图案。