CN103426973B - 隔离衬底层两面薄膜的方法及异质结太阳能电池制备工艺 - Google Patents

隔离衬底层两面薄膜的方法及异质结太阳能电池制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隔离衬底层两面薄膜的方法，该方法的步骤如下：1）在衬底层正面和/或背面的四周并且靠近衬底层边缘的部位光刻出向外凸起的光刻胶窄线；2）在衬底的正面和背面分别依次生产相应的薄膜层；3）在形成太阳能电池的银栅极工序之前，采用有机溶剂去除步骤1）中的光刻胶窄线；4）采用低温银浆丝网印刷银栅极，并且在其过程中，对低温银浆进行烘干处理，使步骤3）中采用的有机溶剂挥发掉。本发明不仅能够有效避免由于衬底层两面的薄膜相电性连接而发生的电池漏电或短路的现象，而且能够避免激光隔离和机械隔离方法等对电池所造成的损伤，保证对电池的效率不产生影响。

Description

隔离衬底层两面薄膜的方法及异质结太阳能电池制备工艺
技术领域
本发明涉及一种隔离衬底层两面薄膜的方法及异质结太阳能电池制备工艺，属于薄膜太阳能电池技术领域。
背景技术
目前，异质结太阳能电池以其高效，较简单的制备工艺、温度系数小等特点而越来越引起人们的关注。比较典型的就是日本三洋的HIT电池，其最新的报道结果显示在100cm2面积的电池上最高效率为24％。但是在制备电池的过程中，由于生长的各层薄膜在沉积到硅片表面的同时也会沉积到硅片的边缘，因此会造成硅片两面的薄膜相接触，导致电池漏电或短路的现象的产生(对非晶硅薄膜而言是漏电，对透明导电薄膜而言是短路)，其中漏电是最主要的，因此需要在整个电池制备完成后对边缘采用机械或者激光的方法进行切割形成隔离，这样就会对电池造成损伤，从而影响电池效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种隔离衬底层两面薄膜的方法，它不仅能够有效避免由于衬底层两面的薄膜连接而发生的电池漏电或短路的现象，而且能够避免激光隔离和机械隔离方法等对电池所造成的损伤，保证对电池的效率不产生影响。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种隔离衬底层两面薄膜的方法，该方法的步骤如下：
1)在衬底层正面和/或背面的四周并且靠近衬底层边缘的部位光刻出向外凸起的光刻胶窄线；
2)在衬底层的正面和背面分别依次生产相应的薄膜层；
3)在形成太阳能电池的银栅极工序之前，采用有机溶剂去除步骤1)中的光刻胶窄线；
4)采用低温银浆丝网印刷银栅极，并且在其过程中，对低温银浆进行烘干处理，使步骤3)中采用的有机溶剂挥发掉。
进一步，所述的光刻胶窄线的宽度a为0～1mm，高度h大于1μm。
进一步，所述的有机溶剂为酒精。
更进一步，在步骤4)中，所述的低温银浆的烘干温度为200℃。
本发明还提供了一种采用该隔离衬底层两面薄膜的方法的异质结太阳能电池制备工艺，该工艺的步骤如下：
a)采用N型多晶硅片作为衬底层，并对衬底层进行清洗；
b)在衬底层正面和/或背面的四周并且靠近衬底层边缘的部位光刻出向外凸起的光刻胶窄线；
c)在衬底层的背面上采用PECVD方法依次沉积生长背面本征非晶硅薄膜层和背面N型非晶硅薄膜层；
d)在衬底层的正面上采用PECVD方法依次沉积生长正面本征非晶硅薄膜层和正面P型非晶硅薄膜层；
e)在正面P型非晶硅薄膜层的上表面上采用反应等离子沉积方法沉积生长正面TCO薄膜层；
f)在背面N型非晶硅薄膜层的下表面上采用反应等离子沉积方法沉积生长背面TCO薄膜层；
g)采用有机溶剂去除步骤b)中的光刻胶窄线；
h)分别在正面TCO薄膜层的上表面上和背面TCO薄膜层的下表面上采用低温银浆丝网印刷银栅极，并且在其过程中，对低温银浆进行烘干处理，使步骤g)中采用的有机溶剂挥发掉，所需的异质结太阳能电池制备完毕。
进一步，所述的背面本征非晶硅薄膜层和/或正面本征非晶硅薄膜层的厚度为5nm～7nm。
进一步，所述的背面N型非晶硅薄膜层的厚度为10nm～15nm。
进一步，所述的正面P型非晶硅薄膜层的厚度为5nm～10nm。
进一步，所述的正面TCO薄膜层为ITO薄膜或IWO薄膜。
更进一步，所述的背面TCO薄膜层为ITO薄膜或IWO薄膜。
采用了上述技术方案后，本发明采用光刻技术或者其他微技术在衬底层的边缘形成一道光刻胶窄线，在电池制备完成后，再将这道光刻胶窄线去除，这样，光刻胶窄线的底端直至光刻胶窄线的顶端上面的溢出光刻胶窄线的各层薄膜就会一起被去掉，将电池的正、背面的薄膜隔离开来，从而能够避免其一面或两面生长的薄膜溢出衬底层的边缘而相电性连接而发生的电池漏电或短路的现象，这种方法与目前常用的激光隔离或者机械隔离相比，对电池没有造成损伤，对电池的效率也没有影响。
附图说明
图1为本发明的异质结太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明的异质结太阳能电池制备工艺的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，
如图1～2所示，一种异质结太阳能电池制备工艺，该工艺的步骤如下：
a)采用N型多晶硅片作为衬底层1，并对衬底层1进行清洗；
b)在衬底层1正面的四周并且靠近衬底层1边缘的部位光刻出向外凸起的光刻胶窄线2；其中，光刻胶窄线2的宽度a为0～1mm，高度h大于1μm。当然，也可以将光刻胶窄线2光刻在衬底层1的背面或者是两面均可。
c)在衬底层1的背面上采用PECVD方法依次沉积生长背面本征非晶硅薄膜层3(a-si：H(i))和背面N型非晶硅薄膜层4(a-si:H(n))；其中，背面本征非晶硅薄膜层3的厚度控制在5nm～7nm，背面N型非晶硅薄膜层4的厚度控制在10nm～15nm；
d)在衬底层1的正面上采用PECVD方法依次沉积生长正面本征非晶硅薄膜层5(a-si:H(i))和正面P型非晶硅薄膜层6(a-si:H(p))；其中，正面本征非晶硅薄膜层5的厚度控制在5nm～7nm，正面P型非晶硅薄膜层6的厚度控制在5nm～10nm；
e)在正面P型非晶硅薄膜层6的上表面上采用反应等离子沉积方法沉积生长正面TCO薄膜层7；其中，正面TCO薄膜层7的厚度可以控制在80nm左右；正面TCO薄膜层7可以为ITO薄膜或IWO薄膜，ITO薄膜指的是掺锡氧化铟薄膜，IWO薄膜指的是掺钨氧化铟薄膜。
f)在背面N型非晶硅薄膜层4的下表面上采用反应等离子沉积方法沉积生长背面TCO薄膜层8；背面TCO薄膜层8的厚度可以控制在120nm左右；背面TCO薄膜层8也可以为ITO薄膜或IWO薄膜。
g)采用有机溶剂去除步骤b)中的光刻胶窄线2；其中，有机溶剂可以选用酒精，但不限于此。
h)分别在正面TCO薄膜层7的上表面上和背面TCO薄膜层8的下表面上采用低温银浆丝网印刷银栅极9，并且在其过程中，对低温银浆进行烘干处理，使步骤g)中采用的有机溶剂挥发掉，所需的异质结太阳能电池制备完毕。其中，低温银浆的烘干温度可以控制在200℃左右。
本发明的工作原理如下：
本发明采用光刻技术或者其他微技术在衬底层1的边缘形成一道光刻胶窄线2，在电池制备完成后，再将这道光刻胶窄线2去除，这样，光刻胶窄线2的底端直至光刻胶窄线2的顶端上面的溢出光刻胶窄线2的各层薄膜就会一起被去掉，将电池的正、背面的薄膜隔离开来，从而能够避免其一面或两面生长的薄膜溢出衬底层1的边缘连接而发生的电池漏电或短路的现象，这种方法与目前常用的激光隔离或者机械隔离相比，对电池没有造成损伤，对电池的效率也没有影响。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隔离衬底层两面薄膜的方法，其特征在于该方法的步骤如下：
1)在衬底层(1)正面和/或背面的四周并且靠近衬底层(1)边缘的部位光刻出向外凸起的光刻胶窄线(2)；
2)在衬底层(1)的正面和背面分别依次生产相应的薄膜层；
3)在形成太阳能电池的银栅极(9)工序之前，采用有机溶剂去除步骤1)中的光刻胶窄线(2)；
4)采用低温银浆丝网印刷银栅极(9)，并且在其过程中，对低温银浆进行烘干处理，使步骤3)中采用的有机溶剂挥发掉。
2.根据权利要求1所述的隔离衬底层两面薄膜的方法，其特征在于：所述的光刻胶窄线(2)的宽度a为0～1mm，高度h大于1μm。
3.根据权利要求1所述的隔离衬底层两面薄膜的方法，其特征在于：所述的有机溶剂为酒精。
4.根据权利要求1所述的隔离衬底层两面薄膜的方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的低温银浆的烘干温度为200℃。
5.一种采用如权利要求1至4中任一项所述的隔离衬底层两面薄膜的方法的异质结太阳能电池制备工艺，其特征在于该工艺的步骤如下：
a)采用N型多晶硅片作为衬底层(1)，并对衬底层(1)进行清洗；
b)在衬底层(1)正面和/或背面的四周并且靠近衬底层(1)边缘的部位光刻出向外凸起的光刻胶窄线(2)；
c)在衬底层(1)的背面上采用PECVD方法依次沉积生长背面本征非晶硅薄膜层(3)和背面N型非晶硅薄膜层(4)；
d)在衬底层(1)的正面上采用PECVD方法依次沉积生长正面本征非晶硅薄膜层(5)和正面P型非晶硅薄膜层(6)；
e)在正面P型非晶硅薄膜层(6)的上表面上采用反应等离子沉积方法沉积生长正面TCO薄膜层(7)；
f)在背面N型非晶硅薄膜层(4)的下表面上采用反应等离子沉积方法沉积生长背面TCO薄膜层(8)；
g)采用有机溶剂去除步骤b)中的光刻胶窄线(2)；
h)分别在正面TCO薄膜层(7)的上表面上和背面TCO薄膜层(8)的下表面上采用低温银浆丝网印刷银栅极(9)，并且在其过程中，对低温银浆进行烘干处理，使步骤g)中采用的有机溶剂挥发掉，所需的异质结太阳能电池制备完毕。
6.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池制备工艺，其特征在于：所述的背面本征非晶硅薄膜层(3)和/或正面本征非晶硅薄膜层(5)的厚度为5nm～7nm。
7.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池制备工艺，其特征在于：所述的背面N型非晶硅薄膜层(4)的厚度为10nm～15nm。
8.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池制备工艺，其特征在于：所述的正面P型非晶硅薄膜层(6)的厚度为5nm～10nm。
9.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池制备工艺，其特征在于：所述的正面TCO薄膜层(7)为ITO薄膜或IWO薄膜。
10.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池制备工艺，其特征在于：所述的背面TCO薄膜层(8)为ITO薄膜或IWO薄膜。
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