[发明专利]在薄膜太阳能组件BZO薄膜上固定汇流带（条）的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶硅薄膜太阳能电池制造工艺中的汇流带（或汇流条）引出方法，尤其是一种在BZO（即ZnO：B掺硼的氧化锌）膜层上超声焊接汇流带（或者汇流条）的方法，应用于属于太阳能电池生产技术领域。

背景技术

本文中汇流带（条）是指汇流带或者汇流条，其引出是非晶硅薄膜太阳能电池组件生产过程中的一个重要工艺环节，在采用BZO（ZnO：B掺硼的氧化锌）膜层作为薄膜太阳能电池组件透明电极的技术路线中，一般采用导电胶粘接汇流带（或者汇流条）并固化的方式，但是此类点胶设备要求控制精度高（线性度≤0.2mm），为降低接触电阻，导电胶需要添加价格昂贵的贵金属，并且此类光伏用导电胶基本为国外公司所垄断，造成太阳能电池组件汇流带（条）引出成本高居不下；此外也有采用压敏型汇流带（条）取代导电胶的方法，但压敏锡铜条的造价依然高居不下，其在薄膜太阳能电池组件上的使用可靠性需要进行进一步验证。因此寻找一种成本低廉的在BZO膜层上引出汇流条的方法成为太阳能电池组件技术领域一个迫切需要解决的问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种价格低廉的在薄膜太阳能组件BZO薄膜上固定汇流带（条）的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种在薄膜太阳能组件BZO薄膜上固定汇流带（条）的方法，其关键技术在于：其采用超声焊接法进行固定，所述超声焊接法包括以下步骤：

1）将汇流带或汇流条固定在超声模头上，将非晶硅薄膜太阳能组件安装在水平传输装置上，使用特定频率和功率的超声波破坏BZO膜层表层的ZnO晶格排列，使其晶格间出现缝隙，同时震荡超声波破坏焊接汇流带或汇流条表面层使其金属原子产生剧烈运动；

在实际操作过程中超声波参数需要严格控制，如果超声振荡波频率和功率过大，会造成BZO膜层表面和内部ZnO晶格被破坏，从而造成BZO膜层缺陷态密度增加，载流子在传输中被缺陷复合的几率增加，最终降低膜层的光电性能；如果超声振荡波频率和功率过小，会造成汇流带或汇流条金属原子填压到ZnO晶格的缝隙中数量有限，造成两者间粘接力不紧密，接触电阻偏大；因此超声波的频率一般为20-60kHz、功率为100-5000W；

2）然后在一定压力和速度下将剧烈运动的汇流带或汇流条金属原子填压到ZnO晶格的缝隙中，将汇流带或汇流条超声压接在BZO膜层为透明电极的薄膜太阳能电池组件上。

为保证填充到ZnO晶格的缝隙中的汇流带或汇流条金属原子与ZnO晶格充分接触，所述模头压接压力为0.01-0.5Pa。

为避免超声波作用时间过长在特定区域造成薄层缺陷、或由于超声波长作用时间过短造成单位时间超声波密度偏低引起粘接力不紧密，接触电阻偏大，所述压接速度为薄膜太阳能电池组件和超声波模头的相对运动速度，要求控制在0.1-1m/s以内。

上述BZO薄膜为采用LPCVD(即低压气相反应法)、水热反应法或APCVD(即常压气相反应法)制备的厚度为1100-2500nm的掺杂硼的ZnO薄膜；

上述非晶硅薄膜太阳能组件为以下任意一种或几种：为非晶硅、非晶硅/非晶硅叠层、非晶硅/非晶硅锗叠层、非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗叠层、非晶硅/微晶硅叠层、非晶硅/微晶硅/微晶硅叠层、硫化镉、碲化镉、铜铟锡、铜铟硫、铜铟镓锡、聚合物太阳能电池、染料敏化薄膜太阳能电池或者其他新型结构太阳能电池。

上述汇流带或汇流条为表面镀锡银合金铝带。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用超声波焊接工艺，在BZO薄膜为透明电极的薄膜电池上实现焊接价格相对低廉的汇流带（条），不需要使用昂贵的导电胶，同时超声焊接设备相对精密点胶设备价格低得多，焊接后铝带与BZO薄膜的粘接力大于150N/m。采用此方法可以有效降低生产成本，适合大规模生产。

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：

首先将非晶硅薄膜太阳能组件固定在水平传输装置（即水平传送台）上，然后将厚度为0.05mm、宽度为1mm的表面镀锡银合金铝带安装在超声模头上，将频率为20kHz、功率为100W的超声波直接作用在铝带上，同时在模头压力为0.01Pa，模头与非晶硅薄膜太阳能组件相对速度为0.2 m/s在BZO膜层（厚度1100nm）上进行超声波焊接，焊接铝带粘接力为1010N/m。

实施例2：