CN102403403A - 一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法，具体地讲是涉及一种应用于薄膜太阳能电池绝缘处理领域的电池清边方法。在该电池加工过程中，从玻璃镀膜的第一层到最外层，通过在不同的镀层之间需要清边的区域贴和除去覆盖物，以除去该区域的镀层，达到电池绝缘的目的。本发明工艺简单清洁、成本低廉，同传统清边工艺相比，减少了清边需要用到的专用设备或材料成本，不仅节约了设备的投入成本和运营成本，还减少了生产厂房的空间，最终达到了降低电池成本的目的。

Description

一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法，具体地讲是涉及一种应用于薄膜太阳能电池绝缘处理领域的电池清边方法。

背景技术

光伏应用的未来市场发展，特别是用于与电网相连的光伏电厂的应用，关键取决于降低太阳能电池生产成本的潜力。薄膜太阳能电池生产过程能耗低，具备大幅度降低原材料和制造成本的潜力；同时，薄膜太阳能电池在弱光条件下仍可发电。因此，目前市场对薄膜太阳能电池的需求正逐渐增长，而制造薄膜太阳能电池的技术更成为近年来的研究热点。

薄膜太阳能模块是由玻璃基板、金属层、透明导电层、电器功能盒、胶合材料、半导体层等所构成的。其中，在玻璃衬底上沉积透明导电膜的玻璃基板是薄膜太阳能电池的关键核心技术。

清边工艺是指去除薄膜太阳能电池的前电极、光电转换层和背电极，形成四周绝缘的隔离带。清边目的是为薄膜太阳能电池做绝缘处理，保证电池不会因为四周漏电而出现电性能、安全性能及稳定性降低等问题。

目前业界有三种清边工艺，分别是激光清边、喷砂清边和砂轮清边，这三种清边工艺的共同点是第三道激光刻蚀以后，一次性去除薄膜太阳能电池边缘的所有膜层，包括前电极、吸收层和背电极。

激光清边使用大功率红外或紫外激光去除电池四周膜层，其核心部分为大功率激光器及其光学元件，激光清边是业界成熟的清边工艺，其清边效果较佳，可以很好的做到边缘隔离，但这种清边工艺的最大问题是大功率激光器价格昂贵、运营成本高，不符合薄膜太阳能电池降低发电成本的主流趋势。

喷砂清边使用喷砂的方式去除电池四周膜层，喷砂清边工艺业界也在广泛使用，但其存在的最大问题是消耗砂料、运营成本高、工艺脏、喷砂清边后需要增加专门的清洗设备进行清洗。

砂轮清边使用砂轮研磨掉电池四周膜层，砂轮清边的优点是设备成本低，但其存在的最大问题是工艺稳定性差、工艺脏、设备稼动率低、设备噪音大、电池容易产生裂纹。

可以看出，上述三种清边技术都各自存在不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单清洁、成本低廉的薄膜太阳能电池绝缘处理方法。同传统清边工艺相比，减少了清边需要用到的专用设备或和材料成本，不仅节约了设备的投入成本和运营成本，还减少了生产厂房的空间，最终达到了降低电池成本的目的。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法，在该电池加工过程中，在第一层镀层镀膜工艺之前的待处理玻璃四周需清边的区域贴一层覆盖物，1）直至最外层镀层镀膜工艺之后，将覆盖物除去；或，2）在任意中间一层镀层镀膜工艺之后除去覆盖物，再于下一层镀层镀膜工艺之前在与上述贴覆盖物相同区域重复贴一层覆盖物，待最外层镀层镀膜工艺之后，将覆盖物除去；或，3）在第一层镀层镀膜工艺之后除去覆盖物，再于之后的每一层镀层镀膜工艺的前后均重复贴和除去覆盖物的步骤，直至最外层镀层镀膜工艺之后，将覆盖物除去。即第一层镀层镀膜工艺之前贴覆盖物后，可以在该镀层形成之后除去覆盖物，也可以在之后的镀层或者最外层镀层镀膜工艺之后除去覆盖物。第一层镀层镀膜工艺之前贴覆盖物，如果不是在最外层而是在中间某层形成之后除去覆盖物的，可在该层形成后下一层镀膜工艺前再在同一区域贴一层覆盖物，之后的镀层或最外层的镀层形成后可除去该覆盖物，以此类推。

所述镀膜工艺为或沉积等手段，目的是在玻璃上形成透明导电层。

所述镀层一般为三层，由内到外分别为前电极、吸收层、背电极。 

所述镀层每层形成之后还需进行激光刻蚀和/或清洗，其中激光刻蚀一般来说是每层镀层形成之后的必要工艺过程。

为防止覆盖物被清洗掉，所述贴覆盖物的步骤最好在镀膜工艺之前。除去覆盖物的步骤最好在清洗过程之前，但也不排除在清洗过程之后。

镀膜工艺过程要求所述覆盖物需在真空条件下耐至少200℃高温。

如果是在前电极或吸收层镀膜工艺之前贴覆盖物，在背电极形成之后除去覆盖物的，由于吸收层一般是在等离子体环境下形成的，覆盖物还需在真空状态下耐等离子体刻蚀。

如果贴覆盖物在形成第一层镀层镀膜工艺之前，除去该覆盖物在最外层的镀层形成之后的情况，覆盖物需同时具备在真空条件下耐至少200℃高温、耐等离子体刻蚀、耐pH≤12的强碱性溶液腐蚀和耐滚刷刷洗等条件。与前述粘贴和去除覆盖物步骤不同的其它情况相比，该工艺虽然对覆盖物性能要求有所提高，但也省去了一半以上的覆盖物用量，所以实际生产过程中需综合考虑各方面的因素来选择合适的清边工艺路线。

所述覆盖物为粘贴物，可粘贴在玻璃或镀层上，可以是满足上述条件的绝缘胶带。贴覆盖物时要保证其位置精确，不能出现过大的偏差，偏差值一般根据薄膜电池的绝缘线和清边边缘距离设定。

本发明提供的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，通过在玻璃的不同镀层工艺之间粘贴和除去覆盖物，取代了传统的清边工艺，达到使该薄膜太阳能电池绝缘的效果，其工艺过程简单且清洁，成本低廉。同传统清边工艺相比，减少了清边需要用到的专用设备或所需材料的成本，不仅节约了设备的投入成本和运营成本，还减少了生产厂房的空间，从而降低了厂房的建设成本，最终达到了降低电池成本的目的。

附图说明

图1是本发明的绝缘处理方法流程示意图；

图2是传统清边工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

对比例1

    传统的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，如图2所示，待处理玻璃1表面上沉积前电极2形成导电玻璃，导电玻璃经过激光和清洗等工艺后，进入到镀膜设备进行吸收层3沉积，经激光刻蚀后，进行背电极4成膜，再经过第三道激光工艺后，最终使用专门的清边设备和材料进行清边，一次性去除薄膜太阳能电池边缘的所有膜层，包括前电极2、吸收层3和背电极4，完成该电池的绝缘处理。

实施例1

一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法，如图1所示，硅基薄膜太阳能电池，镀层包括前电极2、吸收层3、背电极4，具体工艺如下： 

待处理玻璃1表面四周需要清边的区域贴上绝缘胶带5，沉积前电极2形成导电玻璃，导电玻璃经过激光和清洗等工艺后，进入到镀膜设备进行吸收层3沉积，经激光刻蚀后，进行背电极4成膜，再经过第三道激光工艺后，最终将绝缘胶带撕掉，一次性去除薄膜太阳能电池边缘的所有膜层，包括前电极2、吸收层3和背电极4，清洗后完成该电池的绝缘处理。

该绝缘胶带5在真空条件下耐至少200℃高温、真空条件下耐等离子体刻蚀、耐pH≤12的强碱性溶液腐蚀和耐滚刷刷洗。

本实施例的工艺简单，只需一次粘贴和撕掉绝缘胶带的过程，虽然对绝缘胶带的性能要求较高，但绝缘胶带的用量较少。

实施例2

一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法，硅基薄膜太阳能电池，镀层包括前电极、吸收层、背电极，具体工艺如下： 

待处理玻璃表面四周需要清边的区域贴上绝缘胶带，沉积前电极形成导电玻璃后撕掉绝缘胶带，除去该区域的前电极；导电玻璃经过激光和清洗等工艺后，再于上述相同区域贴一层绝缘胶带，进入到镀膜设备进行吸收层沉积，经激光刻蚀后，进行背电极成膜，再经过第三道激光工艺后，最终将绝缘胶带撕掉，去除薄膜太阳能电池边缘的吸收层和背电极，清洗后完成该电池的绝缘处理。

该绝缘胶带在真空条件下耐至少200℃高温、真空条件下耐等离子体刻蚀。

本实施例的工艺比实施例2相对复杂，需两次粘贴和撕掉绝缘胶带的过程，虽然绝缘胶带的用量较多，但对绝缘胶带的性能要求较低。

Claims (9)

1.一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法，在该电池加工过程中，在第一层镀层镀膜工艺之前的待处理玻璃四周需清边的区域贴一层覆盖物，

1）直至最外层镀层镀膜工艺之后，将覆盖物除去；或

2）在任意中间一层镀层镀膜工艺之后除去覆盖物，再于下一层镀层镀膜工艺之前在与上述贴覆盖物相同区域重复贴一层覆盖物，待最外层镀层镀膜工艺之后，将覆盖物除去；或

3）在第一层镀层镀膜工艺之后除去覆盖物，再于之后的每一层镀层镀膜工艺的前后均重复贴和除去覆盖物的步骤，直至最外层镀层镀膜工艺之后，将覆盖物除去。

2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述镀膜工艺为沉积。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述镀层共三层。

4.根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述三层镀层由内到外分别为前电极、吸收层、背电极。

5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述镀层每层形成之后还需进行激光刻蚀和/或清洗。

6.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述覆盖物需在真空条件下耐至少200℃高温。

7.根据权利要求6所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述覆盖物在真空条件下耐等离子体刻蚀。

8.根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述贴覆盖物在第一层镀层镀膜工艺之前，除去覆盖物在最外层的镀层镀膜工艺之后的情况，覆盖物需同时具备在真空条件下耐至少200℃高温、耐等离子体刻蚀、耐pH≤12的强碱性溶液腐蚀和耐滚刷刷洗。

9.根据权利要求1、6、7或8所述的薄膜太阳能电池绝缘处理方法，其特征在于所述覆盖物为粘贴物，可粘贴在玻璃或镀层上。

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