[发明专利]使用光处理来制造太阳能电池的装置和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及的是太阳光电领域，更具体地，涉及使用诸如紫外（UV）光的光处理来制造太阳能电池的装置和方法。

背景技术

铜铟镓硒（CIGS）是薄膜太阳能电池中常用的吸收层。CIGS薄膜太阳能电池在实验室环境中达到了卓越的转换效率（>20%）。在没有光照或存在光照的情况下，二极管的典型电压电流特性（称为为IV曲线）表明所施加的电势在正向偏置方向上。这种IV曲线示出了二极管中的正向偏置电流的导通和增强。在没有光照的情况下，没有电流流经二极管，除非在外部施加电势。在存在入射光的情况下，IV曲线上升并且表明有外部电流从太阳能电池流向无源负载。在外部电阻为零时，短路电流Isc流过（V=0）并且其是由处于任意照明级上的太阳能电池所提供的最大电流。类似地，开路电压Voc是当外部负载电阻非常大时，太阳能电池终端之间的电势。传输给负载的功率在两个极端情况中自然都为零并且其在有限负载电阻值下达到最大值（Pmax）。以阴影矩形的面积来代表性地示出Pmax。通用的表征太阳能电池的数字是占空因数FF，其被定义为Pmax与由Voc和Isc所形成的矩形的面积的比率。

太阳能电池的效能是其传输给负载的电能与入射到电池上的光能之间的比率。当提供给负载的功率为Pmax时，取得最大的效能。通常将入射光能定义为地球表面上的且约为1mW/mm²的太阳能。改善效率的技术可能导致出现减小太阳能电池的有效使用性的其他问题。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于形成太阳能电池的光照装置，包括：壳体，与沉积处理系统中的其他处理部件相分开；传送机构，在所述沉积处理系统中沉积正面接触层之后用于将衬底上的太阳能电池运送至所述壳体中；以及一个或多个光源元件，位于所述壳体内并且被配置为在沉积所述正面接触层之后对所述太阳能电池施加光照。

在所述光照装置中，所述一个或多个光源元件是一个或多个紫外（UV）光源元件，并且所述壳体形成具有光强度可调的所述一个或多个UV光源元件的UV光处理室。

在所述光照装置中，包括位于所述壳体内的环境温度控制系统。

在所述光照装置中，所述一个或多个UV光源元件发出在约400nm以下范围内的多种波长范围内的光。

在所述光照装置中，所述传送机构是将所述太阳能电池运送到所述壳体中并且从所述壳体中运送出来的载体和滚筒。

在所述光照装置中，在所述沉积处理系统中将透明导电氧化物（TCO）层沉积为所述正面导电层的步骤以及将所述太阳能电池进行P3划线的步骤之后施加光照。

在所述光照装置中，在沉积所述正面接触层、将所述太阳能电池进行P3划线、施加乙烯醋酸乙烯酯（EVA）以及进行层压之后施加光照。

在所述光照装置中，在沉积所述正面接触层、将所述太阳能电池进行P3划线、施加乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、进行层压工艺以及完成太阳能电池组件的步骤之后施加光照。

在所述光照装置中，在将所述太阳能电池进行P3划线的步骤、层压工艺步骤以及完成太阳能电池组件的步骤中的任意一个或多个步骤之后施加光照。

在所述光照装置中，在将所述太阳能电池进行P3划线的步骤、层压工艺步骤以及完成太阳能电池组件的步骤中的每个步骤之后施加光照。

在所述光照装置中，所述太阳能电池是黄铜矿基器件、黄铜矿基层叠结构器件或碲化镉基器件中的一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造太阳能电池的方法，包括：在玻璃衬底上形成背面接触层；在所述背面接触层上形成吸收层；在所述吸收层上形成缓冲层；在所述缓冲层之上形成正面接触层，将所述玻璃衬底、所述背面接触层、所述吸收层、所述缓冲层和所述正面接触层形成第一组件；以及在所述缓冲层之上形成所述正面接触层之后，独立于在沉积处理系统中进行的其他处理而向所述第一组件施加光源。

在所述方法中，还包括：在所述玻璃衬底上形成所述背面接触层之后进行P1划线，在所述吸收层上形成所述缓冲层之后进行P2划线以及在所述缓冲层之上形成所述正面接触层之后进行P3划线。

在所述方法中，还包括：在P3划线之后施加乙烯醋酸乙烯酯（EVA）封装层的步骤以及层压所述太阳能电池的步骤。

在所述方法中，在所述缓冲层之上形成所述正面接触层之后向所述第一组件施加所述光源包括：在P3划线和层压所述太阳能电池之后施加紫外（UV）光照。