CN102237442B - 应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池id的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法，属于薄膜太阳能电池技术领域。技术方案是包含如下工艺步骤：使用激光扫边机进行电池的边缘绝缘处理，处理过程依照事先设计好的区域进行，依据设计预留区域进行ID制备，此区域处于薄膜太阳能电池的有效区域外，不影响电池的性能和外观；利用激光扫边机在事先预留的区域内进行ID的制备。本发明具备如下优点：该方法与现有的薄膜太阳能电池的生产制备工艺相兼容，不需要购置专门用于ID打标的设备，大大降低了设备的投入成本；本发明适用于硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池或有机化合物材料薄膜电池等；本发明制作工艺简单，操作控制容易，可以有效的提高工作效率。

Description

应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法
技术领域：
本发明涉及一种应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法，属于薄膜太阳能电池技术领域。
背景技术：
经过能源研究权威机构证实，由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，使得光伏建筑一体化（BIPV）建筑成为目前世界上大规模利用光伏技术的重要方向。太阳能电池中的薄膜电池以其独特的美观性能、稳定可靠的发电性能、经济低廉的成本和多样性的设计选型等特点而能够比较完美的实现光伏建筑一体化，因此薄膜电池的研究备受关注。以非晶硅薄膜电池为例，其优势主要体现在:                                                
Figure 906822DEST_PATH_IMAGE001
更强的弱光响应；
Figure 998143DEST_PATH_IMAGE002
更优异的高温性能；③更佳的视觉效果；④更小的遮挡功率损失。此外，非晶硅电池片具有可多样性加工的优点，即可通过激光加工达到透光效果，为太阳能光伏发电与建筑幕墙一体化工程大面积应用提供了一种行之有效的方法。然而，目前的薄膜太阳能电池在制备工艺过程中，除了对薄膜太阳能电池进行扫边工艺外，还需在电池上制备ID号码用于标识和追踪记录。背景技术的工艺用到扫边设备和ID打标设备，两道工艺采用两台设备，使得设备的投入成本高，且占用空间面积大，动力能源浪费。
发明内容：
本发明目的是提供一种应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法，将激光去边工艺和电池的ID制备工艺相结合，使两道工艺在同一台设备上完成，降低成本，提高生产效率，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法，包含如下工艺步骤：使用激光扫边机进行电池的边缘绝缘处理，处理过程依照事先设计好的区域进行，依据设计预留区域进行ID制备，此区域处于薄膜太阳能电池的有效区域外，不影响电池的性能和外观；利用激光扫边机在事先预留的区域内进行ID的制备。
更具体的工艺步骤：
利用激光扫边机的振镜扫描系统，通过高能量密度的激光透过玻璃基板去除薄膜太阳能电池的薄膜；通过软件系统控制所要制作的ID的字体和大小，通过激光电流、激光能量填充情况等工艺参数的改变，调试出最佳工艺参数，得到良好的ID显示效果；激光扫边工艺是通过去除组件边缘膜层而达到组件边缘绝缘处理的，因此为保持电池性能良好和外观美观，将ID制作于薄膜太阳能电池组件的有效电池区域外，即绝缘线外部扫边区域的任一位置。
最后进行电池的电极连接和层压封装工艺。
本发明与通常的薄膜太阳能电池组件生产线兼容，包括硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池、有机化合物材料系列薄膜电池等。
以硅基系列薄膜电池为例，来具体描述本发明的方法：首先在浮法玻璃上沉积透明导电薄膜（ZnO或SnO2），或者直接使用商业化的FTO玻璃，然后利用等离子体化学气相沉积技术（PECVD）在镀膜玻璃衬底上沉积薄膜硅p-i-n或者p-i-n/p-i-n叠层结构及三结硅基薄膜结构，接着利用溅射或化学气相沉积技术制备背电极ZnO或ZnO/Al或ZnO/Ag，硅薄膜层起到将光转换成电的功能，前后电极收集光电转换产生的电荷；在上述电池结构完成后，使用激光扫边机进行组件的边缘绝缘处理工艺，处理的膜层是按事先设计好的区域进行的，这样就在扫边去除边缘膜层的工艺完成后，预留了制备电池ID的小区域，此区域处于薄膜太阳能电池的有效区域外，不影响电池的性能和外观；利用激光扫边机的振镜扫描系统，通过高能量密度的激光透过玻璃基板依照ID字符的字体、大小去除预留ID小区域的薄膜，包括背透明导电薄膜ZnO或ZnO/Al或ZnO/Ag、硅薄膜层和前透明导电薄膜（ZnO或SnO2），而达到显示ID的效果；该过程通过软件系统控制所要制作的ID的字体和大小，通过激光电流、激光能量填充情况工艺参数的改变，调试出最佳工艺参数，得到良好的ID显示效果；最后进行电池的电极连接和PVB或EVA层压封装工艺。
本发明具备如下优点：①公开的薄膜太阳能电池生产过程中制备ID的方法，将激光扫边工艺和电池的ID制备工艺结合，使得两道工艺均能在同一台设备上完成；该方法与现有的薄膜太阳能电池的生产制备工艺相兼容，不需要购置专门用于ID打标的设备，大大降低了设备的投入成本；②本发明适用于硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池或有机化合物材料薄膜电池等；③本发明制作工艺简单，操作控制容易，可以有效的提高工作效率。
附图说明：
图1为本发明实施例一中激光扫边和ID制作两道工艺完成后的电池俯视图：
图2为本发明实施例二中激光扫边和ID制作两道工艺完成后的电池俯视图；
图3为本发明实施例三中在事先预留好的区域内制备的ID示意图；
图4为本发明之实施例四中在事先预留好的区域内制备的ID示意图；
图中：1是电池经过边缘的绝缘处理后露出的玻璃衬底， 2为薄膜太阳能电池的边缘绝缘线， 3是依据事先的设计在进行边缘绝缘处理时预留的制备ID的区域。
具体实施方式：
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
薄膜太阳能电池生产过程：1、在玻璃上沉积透前电极层；2、之后制作薄膜光电转换层，包括硅基系列薄膜层、碲化镉系列薄膜层、铜铟镓锡系列薄膜层或有机化合物材料薄膜层等；3、沉积背电极层；4、使用激光扫边机进行电池的边缘绝缘处理，处理过程依照事先设计好的区域进行，依据设计预留小区域进行ID制备；5、利用激光扫边机在事先预留的小区域内进行ID的制备；6、进行电池的电极连接工艺；7、通过层压封装技术制备出完整的透光组件。
实施例一：参照附图1，其中1是电池经过边缘的绝缘处理后露出的玻璃衬底，边缘处理去除的膜层包括硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池或有机化合物材料薄膜电池等中的背透明导电膜、光电转换层和前透明导电薄膜；2为薄膜太阳能电池的边缘绝缘线，绝缘线内部为有效电池区域，外部进行边缘绝缘处理。3是依据事先的设计在进行边缘绝缘处理时预留的ID制备区域，该ID区域在绝缘线外部，与未扫边区域的膜层相连。ID区域的设计和控制可以通过激光扫边机的软件操作系统实施完成。
实施例二：参照附图2，其中1是电池经过边缘的绝缘处理后露出的玻璃衬底，边缘处理去除的膜层包括硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池或有机化合物材料薄膜电池等中的背透明导电膜、光电转换层和前透明导电薄膜；2为薄膜太阳能电池的边缘绝缘线，绝缘线内部为有效电池区域，外部进行边缘绝缘处理。3是依据事先的设计在进行边缘绝缘处理时预留的制备ID的小区域，该ID区域在绝缘线外部，与未扫边区域的膜层不相连。ID区域的设计和控制可以通过激光扫边机的软件操作系统实施完成。
实施例三：参照附图3，为了不影响电池的性能和外观，此区域一般设计于薄膜太阳能电池的有效电池区域外。ID的制作是通过激光扫边机的软件系统依据事先做好的ID字符设计，利用激光扫边机的振镜扫描系统，通过高能量密度的激光透过玻璃基板薄膜，而达到显示ID的效果。此示意图中ID由数字、英文字母或其他字符组成。
实施例四：参照附图4为了不影响电池的性能和外观，此区域一般设计于薄膜太阳能电池的有效电池区域外。ID的制作是通过激光扫边机的软件系统依据事先做好的ID字符设计，利用激光扫边机的振镜扫描系统，通过高能量密度的激光透过玻璃基板薄膜，而达到显示ID的效果。此示意图中ID由图片和英文字母或其他字符组成。

Claims (3)

1.一种应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法，其特征在于包含如下工艺步骤：使用激光扫边机进行电池的边缘绝缘处理，处理过程依照事先设计好的区域进行，依据设计预留区域进行ID制备，此区域处于薄膜太阳能电池的有效区域外，不影响电池的性能和外观；利用激光扫边机在事先预留的区域内进行ID的制备，将激光扫边工艺和电池的ID制备工艺相结合，使两道工艺在同一台设备上完成。
2.根据权利要求1所述之应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法，其特征在于更具体的工艺步骤：利用激光扫边机的振镜扫描系统，通过高能量密度的激光透过玻璃基板去除薄膜太阳能电池的薄膜；通过软件系统控制所要制作的ID的字体和大小，通过激光电流、激光能量填充情况等工艺参数的改变，调试出最佳工艺参数，得到良好的ID显示效果；激光扫边工艺是通过去除组件边缘膜层而达到组件边缘绝缘处理的，因此为保持电池性能良好和外观美观，将ID制作于薄膜太阳能电池组件的有效电池区域外，即绝缘线外部边缘绝缘处理区域的任一位置。
3.根据权利要求1或2所述之应用激光扫边机制作薄膜太阳能电池ID的方法，其特征在于本发明与通常的薄膜太阳能电池组件生产线兼容，包括硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池、有机化合物材料系列薄膜电池。
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