一種薄膜太陽能電池的生產方法及其電沉積裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種薄膜太陽能電池，具體涉及一種薄膜太陽能電池的生產方法及其電沉積裝置。
【背景技術】
[0002]太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或光電池，是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。其中，以光電效應工作的薄膜太陽能電池為主。
[0003]一般，薄膜太陽能電池迎向太陽光朝上放置，從下往上依次主要包括下封裝層、基底層、背電極層、背接觸層、吸收層、窗口層、上接觸層和上封裝層等。中國專利CN101807622A公開了一種制備碲化鎘薄膜太陽能電池組件的方法，其包括如下步驟:
[0004]首先，在透明導電薄膜玻璃上沉積CdS薄膜獲得“glass/TCO/CdS” ；
[0005]然后，在“glass/TCO/CdS” 上沉積碲化鎘薄膜獲得“glass/TCO/CdS/CdTe” ；
[0006]然后，對“glass/TCO/CdS/CdTe”進行含氯化鎘氣氛下的熱處理；
[0007]然后，使用激光刻劃熱處理后的“glass/TCO/CdS/CdTe”，刻劃掉“TCO/CdS/CdTe”后進行化學腐蝕使碲化鎘表面富碲；
[0008]然后，在“glass/TCO/CdS/CdTe”上刻劃掉“TCO/CdS/CdTe”的刻痕上填注低溫固化膠；
[0009]然后，沉積背接觸層，然后進行背接觸層熱處理；
[0010]然后使用激光在TCO/CdS/CdTe刻痕附近刻刻劃掉CdS/CdTe/背接觸層；
[0011]然后，沉積金屬背電極層，然后使用激光刻劃掉TCO/CdS/CdTe刻痕和CdS/CdTe/背接觸層刻痕附近的CdS/CdTe/背接觸層/金屬背電極。
[0012]即上述制備碲化鎘薄膜太陽能電池組件的方法，先在透明導電層上沉積硫化鎘，通過激光刻劃第一溝槽；填充第一溝槽；沉積背接觸層后使用激光刻劃第二溝槽；沉積金屬背電極后刻劃第三溝槽。其中，鎘元素屬于稀有金屬，上述制備太陽能電池組件的方法工藝步驟繁多復雜，且刻劃去除CdS和CdTe的步驟多，對含鎘元素的材料浪費嚴重，不僅對環境污染嚴重，而且制造成本很高。
[0013]此外，背接觸層、吸收層和窗口層的設置都是可以通過電沉積來實現的；電沉積時，需將待電沉積的具有一定面積的待電沉積平板放置在電解液中，待電沉積平板兩端夾持后，即可通電進行。從薄膜太陽能電池的性能來講，為了保證其光透過率，提高其光電轉換效率，背接觸層、吸收層、窗口層的厚度要求比較苛刻，需要設置得非常薄，以背接觸層為例，在其上鍍吸收層時，由于背接觸層很薄，所以其電阻很大，在待電沉積平板兩端通電時，電沉積的吸收層非常容易形成兩端厚中間薄的不均勻鍍層，而鍍層不均勻則會導致光電轉換效率降低。
[0014]為了解決上述技術問題，美國專利文獻US2011/0290641A1公開了一種快速化學電沉積法生產太陽能電池的裝置和方法，包括具有很多接觸頂針的支撐結構，每個所述接觸頂針都與基底層表面電接觸，給所述基底層提供用于電沉積的電位(An apparatusfor electrodeposit1n, comprising a support structure including a pluralityof contact pins, each contact pin of said plurality of contact pins configureto establish electrical con tact with a substrate surface and thereby supplyplating potential to the substrate)。上述裝置可用于對背接觸層、吸收層、窗口層、上接觸層進行電沉積生產。該技術通過設置很多接觸頂針，將電流通過接觸頂針均勻的均勻地分布在待電沉積平板上，從而有效地將待電沉積平板的電阻降低，使得電沉積層可以分布更為均勻；但是，待電沉積完畢、移除接觸頂針后，設置接觸頂針的地方就會產生接觸頂針孔，如果不對該接觸頂針孔進行填補，太陽能電池在使用時就會產生斷路，因此，需要在移除接觸頂針后在接觸頂針孔中填充電絕緣物質，由于電絕緣物質不參與光電轉換，被稱為死區，面積過大的死區將影響電池的整體轉換效率。在實際生產時，后續需對單體太陽能板進行劃溝槽和填充溝槽的工序，從而將單體太陽能板劃分為串聯或并聯的太陽能電池組件。該太陽能電池組件由于其內部接觸頂針孔中填充的電絕緣物質不參與光電轉換過程，而且溝槽中的電絕緣物質也不參與光電轉換過程，即不參與光電轉換的面積過大，相應的使太陽能電池單位面積內參與光電轉換的有效面積減小，影響了光吸收效果。
【發明內容】
[0015]為此，本發明所要解決的技術問題在于現有技術中的太陽能薄膜電池的生產工藝復雜，生產成本高，進而提供一種生產工藝簡單，成本低的薄膜太陽能電池的生產方法及其電沉積裝置。
[0016]本發明所要解決的技術問題在于現有技術中的快速化學電沉積法生產太陽能電池的裝置和方法中太陽能電池的單位面積里參與光電轉換的有效面積小，進而提供一種單位面積里參與光電轉換的有效面積更大的薄膜太陽能電池的生產方法及其電沉積裝置。
[0017]為解決上述技術問題，本發明的一種薄膜太陽能電池的生產方法，包括如下步驟:
[0018](a)在玻璃基底上形成透明導電層；
[0019](b)在所述透明導電層上形成窗口層；
[0020](c)接觸電極穿透所述窗口層與所述透明導電層歐姆接觸；
[0021](d)在步驟(C)中的所述透明導電層上，與所述接觸電極相鄰位置、貫通所述透明導電層進行劃溝槽工序得到第一溝槽；
[0022](e)將上述半成品放置于電沉積槽內，對所述接觸電極和對電極進行通電，在所述窗口層上電沉積吸收層并同時填充所述第一溝槽；
[0023](f)在步驟(e)的所述吸收層上形成背接觸層或在背接觸層上還繼續形成背電極層；
[0024](g)移除所述接觸電極，所述接觸電極為頂針接觸電極或長條接觸電極，所述長條接觸電極的長邊與所述第一溝槽的長邊延伸方向相同；當所述接觸電極為頂針接觸電極時，移除所述接觸電極后在該半成品上形成的接觸電極空缺為頂針孔，與所述第一溝槽平行穿過所述頂針孔進行劃溝槽工序得到第二溝槽；當所述接觸電極為長條接觸電極時，移除所述接觸電極后在該半成品上形成的接觸電極空缺為長條形溝槽，所述長條形溝槽為第二溝槽并與所述第一溝槽平行；
[0025](h)當步驟(f)中所述吸收層上只形成背接觸層時，填充在步驟(g)中獲得的半成品的所述第二溝槽后再形成背電極層或在步驟(g)中獲得的半成品上同時形成背電極層和填充所述第二溝槽；
[0026]當步驟(f)中所述吸收層上在形成背接觸層后在背接觸層上還繼續形成背電極層時，填充在步驟(g)中獲得的半成品的所述第二溝槽；
[0027](i)對步驟(h)中獲得的半成品的所述吸收層上，與所述第二溝槽平行且相鄰位置、貫通所述背接觸層和背電極層進行劃溝槽工序得到第三溝槽；
[0028](j)對步驟⑴中獲得的半成品進行電池封裝。
[0029]步驟(f)中的背接觸層或在背接觸層上還繼續形成背電極層都是通過蒸發或濺射或電沉積形成。
[0030]步驟(h)中的背電極層通過蒸發或濺射或電沉積形成在所述背接觸層和所述第二溝槽內。
[0031]背電極層通過電沉積方式形成的，在電沉積時第二接觸電極與所述透明導電層歐姆接觸。