一種薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)方法及其電沉積裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種薄膜太陽(yáng)能電池，具體涉及一種薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)方法及其電沉積裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池又稱(chēng)為“太陽(yáng)能芯片”或光電池，是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其中，以光電效應(yīng)工作的薄膜太陽(yáng)能電池為主。
[0003]一般，薄膜太陽(yáng)能電池迎向太陽(yáng)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(guó)專(zhuān)利CN101807622A公開(kāi)了一種制備碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池組件的方法，其包括如下步驟:
[0004]首先，在透明導(dǎo)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(duì)“glass/TCO/CdS/CdTe”進(jìn)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(jìn)行化學(xué)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(jìn)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(yáng)能電池組件的方法，先在透明導(dǎo)電層上沉積硫化鎘，通過(guò)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(yáng)能電池組件的方法工藝步驟繁多復(fù)雜，且刻劃去除CdS和CdTe的步驟多，對(duì)含鎘元素的材料浪費(fèi)嚴(yán)重，不僅對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)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(shè)置都是可以通過(guò)電沉積來(lái)實(shí)現(xiàn)的；電沉積時(shí)，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(jìn)行。從薄膜太陽(yáng)能電池的性能來(lái)講，為了保證其光透過(guò)率，提高其光電轉(zhuǎn)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(shè)置得非常薄，以背接觸層為例，在其上鍍吸收層時(shí)，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(shí)，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(huì)導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低。
[0014]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US2011/0290641A1公開(kāi)了一種快速化學(xué)電沉積法生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的裝置和方法，包括具有很多接觸頂針的支撐結(jié)構(gòu)，每個(gè)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(duì)背接觸層、吸收層、窗口層、上接觸層進(jìn)行電沉積生產(chǎn)。該技術(shù)通過(guò)設(shè)置很多接觸頂針，將電流通過(guò)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(shè)置接觸頂針的地方就會(huì)產(chǎn)生接觸頂針孔，如果不對(duì)該接觸頂針孔進(jìn)行填補(bǔ)，太陽(yáng)能電池在使用時(shí)就會(huì)產(chǎn)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(zhì)，由于電絕緣物質(zhì)不參與光電轉(zhuǎn)換，被稱(chēng)為死區(qū)，面積過(guò)大的死區(qū)將影響電池的整體轉(zhuǎn)換效率。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，后續(xù)需對(duì)單體太陽(yáng)能板進(jìn)行劃溝槽和填充溝槽的工序，從而將單體太陽(yáng)能板劃分為串聯(lián)或并聯(lián)的太陽(yáng)能電池組件。該太陽(yáng)能電池組件由于其內(nèi)部接觸頂針孔中填充的電絕緣物質(zhì)不參與光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，而且溝槽中的電絕緣物質(zhì)也不參與光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，即不參與光電轉(zhuǎn)換的面積過(guò)大，相應(yīng)的使太陽(yáng)能電池單位面積內(nèi)參與光電轉(zhuǎn)換的有效面積減小，影響了光吸收效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)中的太陽(yáng)能薄膜電池的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，進(jìn)而提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低的薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)方法及其電沉積裝置。
[0016]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)中的快速化學(xué)電沉積法生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的裝置和方法中太陽(yáng)能電池的單位面積里參與光電轉(zhuǎn)換的有效面積小，進(jìn)而提供一種單位面積里參與光電轉(zhuǎn)換的有效面積更大的薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)方法及其電沉積裝置。
[0017]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0018](a)在玻璃基底上形成透明導(dǎo)電層；
[0019](b)在所述透明導(dǎo)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(dǎo)電層歐姆接觸；
[0021](d)在步驟(C)中的所述透明導(dǎo)電層上，與所述接觸電極相鄰位置、貫通所述透明導(dǎo)電層進(jìn)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(nèi)，對(duì)所述接觸電極和對(duì)電極進(jìn)行通電，在所述窗口層上電沉積吸收層并同時(shí)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(xù)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(zhǎng)條接觸電極，所述長(zhǎng)條接觸電極的長(zhǎng)邊與所述第一溝槽的長(zhǎng)邊延伸方向相同；當(dāng)所述接觸電極為頂針接觸電極時(shí)，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(guò)所述頂針孔進(jìn)行劃溝槽工序得到第二溝槽；當(dāng)所述接觸電極為長(zhǎng)條接觸電極時(shí)，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(zhǎng)條形溝槽，所述長(zhǎng)條形溝槽為第二溝槽并與所述第一溝槽平行；
[0025](h)當(dāng)步驟(f)中所述吸收層上只形成背接觸層時(shí)，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(shí)形成背電極層和填充所述第二溝槽；
[0026]當(dāng)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(xù)形成背電極層時(shí)，填充在步驟(g)中獲得的半成品的所述第二溝槽；
[0027](i)對(duì)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(jìn)行劃溝槽工序得到第三溝槽；
[0028](j)對(duì)步驟⑴中獲得的半成品進(jìn)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(xù)形成背電極層都是通過(guò)蒸發(fā)或?yàn)R射或電沉積形成。
[0030]步驟(h)中的背電極層通過(guò)蒸發(fā)或?yàn)R射或電沉積形成在所述背接觸層和所述第二溝槽內(nèi)。
[0031]背電極層通過(guò)電沉積方式形成的，在電沉積時(shí)第二接觸電極與所述透明導(dǎo)電層歐姆接觸。