專利名稱：薄膜太陽能電池的制作方法、薄膜太陽能電池及發電系統的制作方法
薄膜太陽能電池的制作方法、薄膜太陽能電池及發電系統技術領域
本發明屬于新能源領域，尤其涉及一種薄膜太陽能電池的制作方法、薄膜太陽能電池及發電系統。
背景技術：
隨著光伏太陽能產業的發展，目前的光伏組件市場上主要以晶體硅太陽能電池為主導，但由于硅料價格昂貴，在一定程度上制約了光伏產業的發展。薄膜太陽能電池以其工藝簡單、原料成本低等優勢在光伏市場中所占的比例日益增加。在工業生產中，薄膜太陽能電池主要以平面浮法導電玻璃為襯底，通過激光刻劃分格形成若干引出電極，然后沉積電池吸收層，并使用激光刻劃分格，最后沉積背電極并使用激光刻劃形成若干引出電極。在此工藝中，采用平面浮法導電玻璃為襯底，沒有陷光結構，光線利用率低，電池光電轉換率低。發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種薄膜太陽能電池的制作方法，旨在解決現有方法制作的薄膜太陽能電池光電轉換率低的問題。
本發明實施例是這樣實現的，一種薄膜太陽能電池的制作方法，所述方法包括下述步驟
采用布紋玻璃板作為襯底；
在所述布紋玻璃板之上依次疊層設置前電極、非晶硅薄膜以及背電極，獲得薄膜太陽能電池。
本發明實施例的另一目的在于提供一種薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池包括玻璃襯底，在所述玻璃襯底之上依次疊層設有前電極、非晶硅薄膜以及背電極，所述玻璃襯底為布紋玻璃板。
本發明實施例的另一目的在于提供一種包括上述薄膜太陽能電池的發電系統。
本發明實施例采用布紋玻璃板作為襯底，布紋玻璃板的布紋面作為陷光結構，可以提高玻璃的透光率，進而提高薄膜太陽能電池的光電轉換效率。并且，在布紋面設置非晶硅薄膜，可以增大吸收層面積，可進一步提高該薄膜太陽能電池的光電轉換效率。
圖1示出了本發明第一實施例提供的薄膜太陽能電池的制作方法流程圖2示出了本發明第一實施例提供的薄膜太陽能電池的結構示意圖3示出了本發明第二實施例提供的薄膜太陽能電池的制作方法流程圖4示出了本發明第二實施例提供的薄膜太陽能電池的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對4本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
本發明實施例采用布紋玻璃板作為襯底，通過布紋結構增大光線的透過率，以提高薄膜太陽能電池的光電轉換效率。
本發明實施例提供了一種薄膜太陽能電池的制作方法，該方法包括下述步驟
采用布紋玻璃板作為襯底；
在布紋玻璃板之上依次疊層設置前電極、非晶硅薄膜以及背電極，獲得薄膜太陽能電池。
本發明實施例還提供了一種薄膜太陽能電池，該薄膜太陽能電池包括玻璃襯底， 在玻璃襯底之上依次疊層設有前電極、非晶硅薄膜以及背電極，玻璃襯底為布紋玻璃板。
本發明實施例還提供了一種包括上述薄膜太陽能電池的發電系統。
本發明實施例采用布紋玻璃板作為襯底，布紋玻璃板的布紋面作為陷光結構，可以提高玻璃的透光率，進而提高薄膜太陽能電池的光電轉換效率。并且，在布紋面設置非晶硅薄膜，可以增大吸收層面積，可進一步提高該薄膜太陽能電池的光電轉換效率。
以下結合具體實施例對本發明的具體實現進行詳細描述
實施例一
圖1示出了本發明第一實施例提供的薄膜太陽能電池的制作方法流程圖，圖2示出了采用本發明第一實施例提供的薄膜太陽能電池的結構示意圖，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。
該薄膜太陽能電池的制作方法具體包括以下步驟
步驟S101，采用布紋玻璃板作為襯底；
步驟S102，在所述布紋玻璃板之上依次疊層設置前電極、非晶硅薄膜以及背電極， 獲得薄膜太陽能電池。
結合附圖2，在本發明實施例中，布紋玻璃板1可以為超白布紋玻璃。
在本發明實施例中，該非晶硅薄膜3自前電極2起依次為P型非晶硅層、I型非晶硅層和N型非晶硅層。可以理解，該非晶硅薄膜可以有多層，每層均包括依次疊層的P型非晶硅層、I型非晶硅層和N型非晶硅層，多層薄膜形成P-I-N-P-I-N-......-P-I-N的結構。
在本發明實施例中，還可以在實施步驟S102之后在背電極4的表面設置一層保護層5。
該太陽能電池的非晶硅薄膜3吸收經布紋玻璃板1射入的太陽光，將其轉化為電能，經前電極2和背電極4輸出。
本發明實施例采用布紋玻璃作為襯底，其布紋結構有利于增大光線的透過率，進而增加吸收層對太陽光的吸收，以提高薄膜太陽能電池的光電轉換效率。并且，在布紋面設置非晶硅薄膜，可以增大吸收層面積，進一步提高該薄膜太陽能電池的光電轉換效率。
實施例二
圖3示出了本發明第二實施例提供的薄膜太陽能電池的制作方法流程圖，圖4示出了采用本發明第二實施例提供的薄膜太陽能電池的結構示意圖，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。
本發明實施例提供一種實施上述實施例中的在布紋玻璃板之上依次疊層設置前電極、非晶硅薄膜以及背電極，獲得薄膜太陽能電池的具體方法，該方法包括下述步驟
步驟S301，在布紋玻璃板1的布紋面設置透明導電膜。
具體可以采用多弧離子鍍膜技術將透明導電膜鍍在布紋面上，以減小能耗。該透明導電膜(TCO)可以是氧化銦錫(ITO)或氧化鋅鋁(AZO)透明導電薄膜。
步驟S302，采用激光刻蝕所述透明導電膜，獲得多個相互獨立的電極(即前電極 2)。
步驟S303，在透明導電膜的表面設置非晶硅薄膜，作為吸收層。
具體可以采用等離子體增強化學氣相沉積技術將非晶硅薄膜沉積在透明導電膜上。
此步驟具體可以包括下述子步驟
首先，在透明導電膜的表面沉積P型非晶硅層；
然后，在P層的表面沉積I型非晶硅層；
最后，在I的表面沉積N型非晶硅層。
步驟S304，采用激光刻蝕非晶硅薄膜，獲得若干個貫穿于非晶硅薄膜，并與前電極一對一相連的通道。
步驟S305，在非晶硅薄膜的表面設置導電層，同時使導電層的導電物質填充上述步驟形成的通道；
在此步驟中，可以采用磁控濺射鍍膜技術將導電物質鍍在非晶硅薄膜上，形成導電層，并且，填充有導電物質的通道形成了導線6。
步驟S306，采用激光刻蝕導電層與非晶硅薄膜，獲得多個相互獨立的背電極4和非晶硅薄膜單元3，使得連接于同一通道(導線6)兩端的前電極2和背電極4分別位于相鄰兩個非晶硅薄膜單元3的表面，實現若干個非晶硅薄膜單元3的串聯，獲得薄膜太陽能電池(結合附圖4)。
本發明實施例中，若干個非晶硅薄膜單元串聯構成了太陽能電池，可以理解，多個非晶硅薄膜單元之間還可以是串、并混聯等其他連接方式。
實施例三
在本發明實施例中，可以采用以下方法對上述實施例中的透明導電膜進行激光刻蝕，以獲得多個相互獨立的前電極。具體步驟為
首先，將設有透明導電膜的布紋玻璃倒置，使透明導電膜朝下放置；然后，采用適當波長的激光從光線入射面進行刻蝕，即使激光束經布紋玻璃的上方(非布紋面)射入，刻蝕導電膜，形成若干個相互獨立的前電極。激光從太陽光線入射面向下進行刻蝕，一方面可以避免刻蝕產生的殘渣掉在薄膜上，影響刻蝕效果，另外，如果激光直接對導電膜進行刻蝕，布紋玻璃的布紋結構會對激光進行散射，散射激光有可能刻蝕到導電膜上不需刻蝕的區域，影響刻蝕精度，也損失了激光能量，激光從光線入射面進行刻蝕，可以解決上述問題， 以保證刻蝕質量，并避免激光能量的損失，提高激光能量的利用率。
同樣原理，可以采用適當波長的激光通過上述的方式對非晶硅薄膜進行刻蝕，獲得多個上述實施例中所述的通道，同樣可以避免刻蝕產生的殘渣掉在薄膜上，影響刻蝕效果；并避免布紋玻璃的布紋結構對激光的散射，解決刻蝕不精確及損失激光能量的問題。
實施例四
在本發明實施例中，可以采用下述方法對上述實施例一中的非晶硅薄膜進行激光刻蝕。首先，將布紋玻璃板設有非晶硅薄膜的面朝下放置；然后，采用激光從布紋玻璃板1 的上方射入，穿過前電極2，并在靠近所述前電極2邊緣的位置刻蝕非晶硅薄膜，形成若干個縱向貫穿于非晶硅薄膜的通道，每個通道均與前電極一對一相連接。該方法同樣可以避免刻蝕產生的殘渣掉在薄膜上，影響刻蝕效果；并且避免散射激光刻蝕到不需刻蝕的區域， 影響刻蝕精度，損失激光能量。
實施例五
在本發明實施例中，具體可以采用鍍膜技術(例如磁控濺射鍍膜技術)在非晶硅薄膜的表面設置導電層，在鍍膜過程中，導電物質被鍍在非晶硅薄膜上，同時，導電物質會填充上述實施例中所述的每個通道，形成若干個導線3，這樣，鍍膜后會在非晶硅薄膜上形成一層導電層，并且該導電層與非晶硅薄膜另一表面的前電極2之間通過導線6實現連接。
作為本發明的一個實施例，該導電層的材料可以是金屬或合金，具體可以是鋁、銀或鋁銀合金等，還可以是金屬與非金屬組成的復合導電材料。
實施例六
在本發明實施例中，可以采用下述方法實現實施例一中的最后步驟。首先，將設有透明導電膜、吸收層及導電層的布紋玻璃倒置，使導電層朝下；然后，采用激光自下而上同時刻蝕導電層與非晶硅薄膜，形成多個相互獨立的背電極4和非晶硅薄膜單元3。請進一步結合附圖4，刻蝕后形成這樣的結構連接于同一導線6兩端的前電極2和背電極4分別位于相鄰兩個非晶硅薄膜單元3表面，實現若干個非晶硅薄膜單元3的串聯，形成一電池串。 這樣，電池串的兩端背電極分別成為該電池串整體的正電極41和負電極42，非晶硅薄膜將光能轉化為電能，并最終通過正、負電極輸出。刻蝕過程中保持導電層朝下，以避免刻蝕產生的殘渣掉在薄膜上，影響刻蝕效果。
在上述的實施例中，激光波長的選擇依據被刻蝕對象的材料確定，優選被刻蝕對象吸收最強，其他光學層吸收較弱的波段，以保證準確刻蝕并避免刻蝕到其他光學層。在本發明實施例中，刻蝕透明導電膜所用的激光波長為1064nm ；刻蝕非晶硅薄膜及導電層選用的激光波長為532nm。
本發明實施例采用布紋玻璃板作為襯底，布紋玻璃板的布紋面作為陷光結構，可以提高玻璃的透光率，進而提高薄膜太陽能電池的光電轉換效率。并且，在布紋面設置吸收層，可以增大吸收層面積，以進一步提高光電轉換效率。采用激光從光線入射面自上而下刻蝕透明導電膜和非晶硅薄膜，一方面可以避免刻蝕產生的殘渣掉在薄膜上，影響刻蝕效果， 另外，還可以避免布紋玻璃對激光的散射而造成的刻蝕不精確，及損失激光能量的問題。采用多弧離子鍍膜技術在布紋面上鍍透明導電膜，可以減小能耗，有利于節約能源。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種薄膜太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟采用布紋玻璃板作為襯底；在所述布紋玻璃板之上依次疊層設置前電極、非晶硅薄膜以及背電極，獲得薄膜太陽能電池。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述布紋玻璃板之上依次疊層設置前電極、非晶硅薄膜以及背電極，獲得薄膜太陽能電池的步驟具體為在布紋玻璃板的布紋面設置透明導電膜；采用激光刻蝕所述透明導電膜，獲得多個相互獨立的前電極；在所述透明導電膜的表面設置非晶硅薄膜；所述非晶硅薄膜自透明導電膜起依次為P 型非晶硅層、I型非晶硅層和N型非晶硅層；采用激光刻蝕所述非晶硅薄膜，獲得若干個貫穿于所述非晶硅薄膜，并與所述前電極一對一相連的通道；在所述非晶硅薄膜的表面設置導電層，同時使所述導電層的導電物質填充所述通道；采用激光刻蝕所述導電層與非晶硅薄膜，獲得多個相互獨立的背電極和非晶硅薄膜單元，使得連接于同一通道兩端的前電極和背電極分別位于相鄰兩個非晶硅薄膜單元表面， 實現若干個非晶硅薄膜單元的串聯，獲得薄膜太陽能電池。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在布紋玻璃板的布紋面設置透明導電膜的步驟具體為采用多弧離子鍍膜技術將所述透明導電膜鍍在所述布紋面上。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蝕所述透明導電膜，獲得多個相互獨立的前電極的步驟具體為將所述布紋玻璃板設有透明導電膜的面朝下放置；采用激光從布紋玻璃板的上方射入，刻蝕透明導電膜，獲得若干個相互獨立的前電極。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述透明導電膜的表面設置非晶硅薄膜的步驟具體為采用等離子體增強化學氣相沉積技術，在所述透明導電膜上依次沉積P型非晶硅層、I 型非晶硅層以及N型非晶硅層。
6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蝕所述非晶硅薄膜，獲得若干個貫穿于所述非晶硅薄膜，并與所述前電極一對一相連的通道的步驟具體為將所述布紋玻璃板設有所述非晶硅薄膜的面朝下放置；采用激光從布紋玻璃板的上方射入，穿過所述前電極，并在靠近所述前電極邊緣的位置刻蝕所述非晶硅薄膜，獲得若干個貫穿于所述非晶硅薄膜，并與所述前電極一對一相連的通道。
7.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用激光刻蝕所述導電層與非晶硅薄膜，獲得多個相互獨立的背電極和非晶硅薄膜單元，使得連接于同一通道兩端的前電極和背電極分別位于相鄰兩個非晶硅薄膜單元表面，實現若干個非晶硅薄膜單元的串聯，獲得薄膜太陽能電池的步驟具體為將所述布紋玻璃板設有所述導電層的面朝下放置；采用激光自下而上同時刻蝕導電層與非晶硅薄膜，獲得多個相互獨立的背電極和非晶硅薄膜單元，使得連接于同一通道兩端的前電極和背電極分別位于相鄰兩個非晶硅薄膜單元表面，實現若干個非晶硅薄膜單元的串聯，獲得薄膜太陽能電池。
8.一種薄膜太陽能電池，其特征在于，所述薄膜太陽能電池包括玻璃襯底，在所述玻璃襯底之上依次疊層設有前電極、非晶硅薄膜以及背電極，所述玻璃襯底為布紋玻璃板。
9.如權利要求8所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，所述非晶硅薄膜包括若干個相互獨立的非晶硅薄膜單元，每個非晶硅薄膜單元的上、下兩表面分別設有前電極和背電極， 若干個非晶硅薄膜單元通過其前電極和相鄰背電極的順序連接而串聯。
10.包括權利要求9所述的薄膜太陽能電池的發電系統。
全文摘要
本發明適用于新能源領域，提供了一種薄膜太陽能電池的制作方法、薄膜太陽能電池和發電系統。該方法包括下述步驟采用布紋玻璃板作為襯底；在所述布紋玻璃板之上依次疊層設置前電極、非晶硅薄膜以及背電極，獲得薄膜太陽能電池。本發明采用布紋玻璃板作為襯底，布紋玻璃板的布紋面作為陷光結構，可以提高玻璃的透光率，進而提高薄膜太陽能電池的光電轉換效率。
文檔編號H02N6/00GK102479867SQ20101055513
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者劉強, 胡文祥, 陳五奎, 雷曉全 申請人:深圳市拓日新能源科技股份有限公司