[发明专利]硅基薄膜太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种硅基薄膜太阳能电池良品率提升，更趋于技术创新的细化、细微的改进，属于太阳能电池制造技术领域。

背景技术

商业化生产的薄膜太阳能电池基本分为硅基薄膜、碲化镉、铜铟镓硒三类。其中硅基薄膜太阳能电池最廉价相对性价比最合理。从应用角度硅基薄膜太阳能电池又分为弱光和强光两大类。照度万级LUX以上为强光型硅基薄膜太阳能电池，适合户外环境下使用。照度几千LUX以下为弱光型硅基薄膜太阳能电池，产品适合应用在光线较弱的环境。非晶硅太阳能电池伴随着液晶显示技术的发展广泛应用于消费类电子产品做电池芯片、传感器等。强光型硅基薄膜太阳能电池和碲化镉、铜铟镓硒薄膜太阳能电池一样能，用于光伏（PV）电站和光伏建筑一体化（BIPV）。中国发明专利ZL95104992.5是一种在弱光环境下使用的非晶硅太阳能电池，该发明解决了非晶硅薄膜太阳能电池制造中诸多技术难题和工艺问题，但仍存在一个提高良品率和外观质量等问题。目前，主导薄膜太阳能电池（以下简称电池板，电池或电池芯片）市场的硅基薄膜太阳能电池其性价比合理，市场潜力大，但仍面临着产品的良品率的再提升和外观质量问题，需要突破技术瓶颈、创新才能达到目的。如硅基薄膜太阳能电池仍存在一个漏电问题，有时出现电压跳变等现象，使电压不够稳定。究其原因和加工过程有关，前电极图形内的导电膜会产生毛刺和碎屑，致使相邻电池节之间导电膜的绝缘隔离间距减小。另外，膜脱落和电极附着力差与薄膜太阳能电池衬底（或称基片）附着力性能有关。如弱光型非晶太阳能电池，漏电流大，在无光照射情况下，正向施加1.7V直流电压，漏电流远大于0.3微安。具统计，批量生产时，通常大约有5%的电池芯片的铜浆电极附着力达不到0.6公斤，膜会脱落，严重的会导致非晶硅太阳能电池完全失效。产品外观质量，主要集中在表面出现“麻点”。ITO 透明导电膜上存在脏污漏电还与ITO 导电膜的隔离线暴露在外沾染脏污或空气中潮湿污物，也都会导致漏电。另外，碳浆背电极与保护背漆层没有完全重合，导致碳浆背电极边沿暴露在外也会产生漏电。只有附着力达到0.6公斤及以上，铜浆电极才不易脱落。

发明内容

本发明通过以上对现有技术存在的主要问题的分析和研究，并通过工业试验，对亟待要解决的产品质量难题，提供了技术解决方案。

本发明的目的是：进一步细化完善硅基薄膜太阳能电池前电极电图形，克服由膜层脱落而导致电压不稳定；减小漏电流；消除产品外观表面出现的“麻点”提高产品良品率。

本发明的另一个目的是：解决弱光条件下非晶硅太阳能电池漏电流大的技术难题，改变硅基薄膜太阳能电池P 层内部杂质缺陷密度，显著减小漏电流，改善电池性能。

本发明的又一个目的是：改善非晶硅太阳能电池的背电极结构，增强电池池背电极包括由背电极引出的铜浆电极附着力，降低生产成本。

为实现本发明提出的任务和目的，提供技术解决支持方案：一种硅基薄膜太阳能电池，包括基片，前电极，PIN光电转化层和背电极，其技术特征在于所说的前电极是透明导电膜前电极图形阵列，至少包括ITO、ZnO,、石墨烯透明导电膜中的一种，所说前电极图形阵列包覆在透明基片上,包括基片的边沿；所说的PIN光电转化层是硅基非晶硅层，前电极图形阵列还包括防漏电的隔离线或前电极边缘的绝缘线，贯通PIN非晶硅层的各种通孔；所说的PIN非晶硅N层的背电极是复合金属背电极或碳浆电极中的一种；所说的碳浆电极是有背漆保护层的PIN非晶硅N层背电极，其上引出铜浆电极覆盖在背漆保护层开口处的背漆保护面和碳浆电极面上，以增强铜浆电极的附着力防止膜层脱落。

本发明的方案还包括硅基薄膜太阳能电池制备方法，其技术特征是用ITO、ZnO,、石墨烯透明导电膜其中的一种透明导电膜在基片上制备制备前电极图形阵列，透明导电膜，包括，所说透明包覆在透明基片上,包括基片的边沿；包括在导电玻璃基片或导电聚酰亚基片导电膜上形成前电极图形，其技术特征在于制备前电极图形方法包括激光刻划和丝网印刷；选择丝网印刷前电极图形，在相邻连接的图形之间均设有一定宽度的隔离线以防漏电；单元电池周边有增强附着力的ITO导电膜以防膜层脱落；采用清洗法消除前电极导电图形表面“麻点”可，包括水清洗，超声波清洗；PIN的N层背电极层选碳浆电极，用铜浆电极作背电极引出，背漆保护层包覆碳浆电极层。

实施本发明积极效果是通过技术创新，突破了传统设计思路，极大地提高升了非晶硅太阳能电池良品率和外观质量，消除了前电极麻点，漏电流明显著减少，电压稳定，生产成本降低。