[发明专利]一种铜铟镓硒薄膜发电玻璃激光刻划方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜发电玻璃技术领域，具体是一种铜铟镓硒薄膜发电玻璃激光刻划方法。

背景技术

光伏发电已是当今社会中一种高效地清洁能源利用方式。截止到2015年底，全球累计光伏组件发电装机容量达到258.8GW，其中铜铟镓硒薄膜太阳电池占到了3GW以上，同时年产能超过3GW。在各种已经商业化的发电玻璃中，铜铟镓硒薄膜发电玻璃因其理论效率高、材料消耗少、生产能耗低等特点逐步扩大了其应用领域，尤其是在柔性衬底和浮法玻璃上制备的薄膜电池，具有抗震性好、效率高和弱光性好等优势，完美的契合了BIPV、屋顶发电、移动能源以及其他特殊领域等领域对发电玻璃的要求，在国家日益重视光伏发电应用的今天，必将得到广泛的应用。

目前，业界针对玻璃衬底的铜铟镓硒薄膜发电玻璃组件多采用激光和机械刻划的组合形式进行电池刻划，它是将薄膜太阳电池不同膜层去除，达到太阳电池内部串联的一种有效方式，使太阳电池可以有效集成，达到完全自动化目的。

现阶段，几乎所有铜铟镓硒薄膜太阳电池厂家都采用组合刻划工艺，第一道使用1064nm近红外光激光刻划，后面两道工艺采用机械刻划，或者前面两道使用1064nm近红外光激光刻划, 最后一道采用机械刻划的组合方式刻划。其中，机械刻划在刻划过程中会产生过多的碎屑，特别是在第二道刻划过程中尤为明显，很大程度上影响了最后一层镀膜质量，从而影响电池的效率；另外，机械刻划的线宽比较激光刻划线宽宽很多，增加的死区的面积，减小了整个电池的有效面积，从而在一定程度上影响了电池的效率。

玻璃衬底的铜铟镓硒薄膜发电玻璃所应用的激光设备只能刻蚀第二道，但是在刻划过程中容易出现很多碎屑，不能获得较好的刻蚀线；激光刻划第三道，对激光设备要求非常高，而且生产效率低，目前，只能用机械刻划取代来形成产业化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜铟镓硒薄膜发电玻璃激光刻划方法，该方法能够采用激光对所有划线工序进行刻划，无需机械刻划，改善激光刻蚀效果，增大整个发电玻璃的有效面积，提高发电玻璃效率，同时提高工业生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铜铟镓硒薄膜发电玻璃激光刻划方法，包括以下步骤：

S1）在玻璃衬底上生长氮化硅阻挡层；

S2）在氮化硅阻挡层上溅射金属背电极；

S3）沿刻划方向分别设置第一激光刻划系统与第二激光刻划系统，构成并排的双激光刻划系统；

S4）根据工艺需求启动第一激光刻划系统，按刻划工艺参数刻划第一道划线，将金属背电极划开，分隔金属背电极；

S5）在金属背电极上生长PN结层；

S6）根据工艺需求启动双激光刻划系统，按刻划工艺参数刻划第二道划线，将PN结层划开，提供前后电极相连的通道；第一与第二激光刻划系统同时同步刻划，第一激光刻划系统的重复频率低于第二激光刻划系统的重复频率；

S7）在PN结层上溅射透明导电氧化物薄膜AZO层；

S8）根据工艺需求启动双激光刻划系统，按刻划工艺参数刻划第三道划线，将透明导电氧化物薄膜AZO层与PN结层划开，形成内部串联结构；第一与第二激光刻划系统同时同步刻划，第一激光刻划系统的重复频率低于第二激光刻划系统的重复频率；第一激光刻划系统刻划掉透明导电氧化物薄膜AZO层，并在PN结层形成100～1000nm凹槽，第二激光刻划系统刻划掉剩余的PN结层。

本发明的有益效果是：

一、采用双激光系统同时刻划一条线，可以降低每个激光系统的功率以及频率，能够提高划线速度，同时减小碎屑产生率，提高镀膜效果；

二、采用双激光系统同时刻划一条线，取代机械刻划方式刻划多层薄膜，降低死区面积，提高电池有效面积，增加电池效率，提高工业生产效率；

三、双激光系统结构简单，有利于推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的示意图；

图2是本发明中刻划第一道划线的示意图；

图3是本发明中刻划第二道划线的示意图；

图4是本发明中刻划第三道划线的示意图；

图5是本发明中刻划第二道划线与传统刻划的对比示意图；

图6是本发明中刻划第三道划线与传统刻划的对比示意图。

具体实施方式

本发明提供一种铜铟镓硒薄膜发电玻璃激光刻划方法，包括以下步骤：