[发明专利]内联式非晶硅太阳能电池及制造方法

说明书

本发明涉及内联式非晶硅太阳能电池的制造方法属半导体器件制造技术，具体地说是一种内联式集成型非晶硅太阳能电池及制造方法。

非晶硅太阳能电池是一种新型光电转换器件，它是在玻璃基板上沉积形成非晶硅pin结的集成型平板式光电组件。它的弱光特性好，非晶硅太阳能电池对荧光灯光谱的吸收系统大约是单晶硅电池的10倍。图1为典型的非晶硅太阳能电池结构示意图，它是由1玻璃基片，2透明导电膜，3非晶硅层，4金属背电极层，5保护层，6可焊接电极等六个部分组成。目前，一般常规的非晶硅太阳能电池的制造方法如下：

在玻璃上制备透明导电膜；贴光刻胶膜；光刻胶膜曝光；光刻胶膜显影并干燥；腐蚀透明导电膜；去除光刻胶膜；沉积非晶硅层；激光刻划非晶硅层；真空蒸镀金属背电极；贴光刻胶膜；光刻胶膜曝光；光刻胶膜显影并干燥；腐蚀背电极；去除光刻胶膜；封装；切割；测试；包装入库。

采用以上方法形成导电膜图形需要五至六步工作才能完成，如果按照中国专利90104410.5所提供的用激光刻蚀导电膜的方法，容易在切割工序这一步，造成电极短路。若背电极采用上述方法刻蚀，其工艺复杂，而且还会对已沉积的非晶硅造成污染；若按以上专利中所提供的用金属掩模遮挡直接蒸镀背电极，这种方法不能将线条加工的很精细，而且随着掩模版面积的增大，刚性随之变差，无法保证掩模版与电池板之间的紧密接触，导致电极边缘变虚，造成电池漏电或短路。中国专利8710127.1激光-化学腐蚀刻蚀非晶硅a-Si太阳电池背电极，给出了先进的激光-化学腐蚀法制做背电极的方法，但仍然存在工艺复杂和非晶硅被污染的问题。

本发明的目的之一，是提供一种大面积加工非晶硅太阳能电池的方法，并简化工艺；透明导电膜制备由原来的五步简化为三步；背电极制造由原来的六步简化为两步，避免了对非晶硅太阳能电池的污染。

目的之二，是增加背电极的可焊性、防腐性。

本发明任务的实现是建立在对已有技术进行创造性改进基础上来完成。在透明衬底上形成透明导电膜；由印刷形成透明电极；由辉光放电沉积非晶膜，由激光刻划形成非晶硅图形；由电子束蒸发或溅射法形成背电极。本发明的特征在于印刷形成透明电极，是在透明导电膜上用耐酸浆料丝印正电极图形，用240至300目的似网版和耐酸浆料印制导电膜保护层，在温度60℃条件下，干燥一小时后，放入温度为70℃的酸溶液中，再用1％～3％的氢氧化钠水溶液除去导电膜表面的保护层。透明导电膜腐蚀所用的酸溶液，由盐酸、水、硝酸按体积比：1～3∶10∶0.1～0.5配制而成；用防腐铜浆印制可焊电极。

为增加背电极的可焊性的防腐性。在电子束蒸发或溅射法形成的背电极上用195～240目丝网版，将可焊料解冻加入1％～4％的防腐助焊剂印制成可焊电极防腐电极。防腐助焊剂是由10～40克的松香溶于100毫升乙醇所组成。

为防止电极短路或漏电将设计集成型平板式光电组件的薄膜图形均是矩形，透明导电膜图形四周与玻璃基板边缘有一定距离，非晶硅薄膜层的刻划线与对应的透明导电膜刻划线平行相距0.1～0.4毫米。

本发明产生的积极效果是：先采用一步法化学腐蚀透明导电膜，激光刻划非晶硅层，避免了对背电极和非晶硅层的污染或过腐蚀，从而提高了成品率，克服了电池边缘短路和漏电现象，提高了电压输出。本发明结构设计合理，便于集成化大规模工业生产。

在计算器用太阳能电池中，特别需要强调荧光下的光电响应，因为荧光中短波成分比阳光和白炽灯丰富，而长波成分弱得多，目前大多采用ITO膜或二氧化锡膜，它们的荧光透过率较低，所以，日本松下公司最新产品在同一性能下，荧光光强需要200LUX，而白炽灯光强仅需50LUX，可见增加荧光透过率的重要性。