[发明专利]一种碲化镉薄膜太阳能电池组件的制作方法

说明书

本发明公开了一种碲化镉薄膜太阳能电池组件的制作方法，它是通过不同的激光刻蚀方式，形成共用正/负极的两串电池并联的结构，具体为在玻璃衬底上依次沉积好透明导电氧化膜层、光吸收层后，进行激光P1刻划，然后在P1刻划的刻线槽内填充负性光刻胶；光刻胶工艺完毕后，进行P2刻划；P2刻划完成后，在光吸收层上沉积背电极层，然后进行P3刻划，通过激光刻蚀背电极层和光吸收层膜厚的一半；P3刻划完毕后，贴敷引流条和汇流条，通过背板及胶膜进行封装，完成碲化镉薄膜太阳能电池组件的制作。本发明可以实现碲化镉薄膜太阳能电池组件以低电压的方式输出，使得电池组件输出电压降低一半或者甚至更多，方便市场推广及应用。

技术领域

本发明涉及一种碲化镉薄膜太阳能电池组件的制作方法，属于太阳能电池组件制备技术领域。

背景技术

太阳能电池组件是采用光伏技术直接将光能转换为电能的一种器件，其中碲化镉薄膜太阳能电池被广泛认为是结构简单，生产成本相对低廉，商业化进展最快的高效廉价的薄膜电池。碲化镉薄膜太阳电池是以多晶n型的硫化镉层和多晶p型碲化镉层做pn结，再加上相应的透明导电膜前电极和金属膜背电极所组成的薄膜太阳电池器件。目前其组件效率已经达到18％左右，实验室效率达到22％以上，理论转化效率可以达到33％。碲化镉薄膜太阳电池由于制造成本低，转化效率高，在光伏领域有着非常重要的角色。

目前产业化的碲化镉薄膜太阳能电池组件一般采用在已经沉积好TCO的玻璃衬底上沉积硫化镉，然后沉积碲化镉，接着在碲化镉膜层表面喷涂或者滚涂CdCl₂溶液后进行高温退火处理，然后沉积背接触层以及金属导电层并进行相应的高温处理。由于碲化镉单结电池的开路电压最高约为800mV,为了给二次电池充电，或者直接用于直流电器，需要在碲化镉薄膜太阳电池的制备过程中实现多结串联集成，从而获得一定开路电压和短路电流，因此在上述工艺过程中会采用相应的激光或机械划线方法将大面积的电池基板竖线划分为长条形子电池1并完成串联，并经过汇流封装制成组件。

但碲化镉(CdTe)是II-VI族化合物直接禁带半导体，禁带宽度为1.46eV，很接近太阳能电池需要的最优化禁带宽度，如果采用上述简单的串联集成方式，碲化镉薄膜太阳能电池组件的电压就会很高，大约为150V-200V，这对于后续组件的应用非常不方便。目前，全球光伏系统普遍的电压要求是1000V，而美国光伏系统的电压更是低到600V，所以如果组件的电压偏高，在实际应用过程中，串联数就会很小，导致系统成本增加，这样应用就会受到限制，不容易推广。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种碲化镉薄膜太阳能电池组件的制作方法，通过不同于现有技术的激光刻蚀方式，形成共用正极(或共用负极)的两串电池并联的结构，实现碲化镉薄膜太阳能电池组件以低电压的方式输出，使得电池组件输出电压降低一半或者甚至更多，方便市场推广及应用。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种碲化镉薄膜太阳能电池组件的制作方法，它通过激光刻划将太阳能电池基板分成数个子电池，每个子电池为两串电池并联共用正极(或共用负极)的结构，子电池间通过串联方式连结完成组件的制作，具体包括下述步骤：

(1)在玻璃衬底上依次沉积好透明导电氧化膜层、光吸收层后，进行激光P1刻划，通过激光刻蚀透明导电氧化膜层和光吸收层(具体为TCO膜层吸收激光后爆开光吸收层)，然后在P1刻划的刻线槽内填充负性光刻胶；P1刻划后，电池基板上的子电池关于基板中线对称，共负极结构的P1刻线条数为双数，共正极结构的P1刻线条数为单数；

(2)光刻胶工艺完毕后，进行P2刻划，通过激光刻蚀透明导电氧化膜层和光吸收层(具体为TCO膜层吸收激光后爆开光吸收层)，P2刻划具体为：以P1刻划的刻线为基础线，在离基础线50-100μm的距离刻蚀P2激光刻线；