CN110311014B - 一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括：步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板并保存待用；步骤二：利用步骤一中绘制的所述刻划模板对柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行激光刻划处理；步骤三：将预设重量的锡膏注入至步骤二中的十字槽中心位置处；步骤四：将步骤三中注膏完成的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片与电池前电极进行重叠码放，构成一待焊接模组；步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板并保存待用；步骤六：利用步骤五中的焊接模板并通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接。采用本发明的方法能够提高前电极与电池芯片之间的金属化接触面积，使串联电阻大大降低、同时焊接拉力大大提升。

Description

一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法
技术领域
本发明涉及一种方法。更具体地说，本发明涉及一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法。
背景技术
目前，柔性铜铟镓硒太阳电池生产技术随着移动能源产品的需求在不断发展并提高。柔性铜铟镓硒太阳电池属于太阳电池的一种，仍采用了太阳电池沿用的背电极、电池芯片、前电极主流设计结构。因此，为了提升柔性铜铟镓硒太阳电池的转化效率，通过对影响太阳电池转化效率的因素进行了分析。主要对前电极与电池芯片接触方式进行专门研究。
(1)太阳能电池理论效率计算：太阳能电池发电的最基本原理是基于光伏效应将太阳能转换成电能，其最重要的参数是能量转换效率，也就是太阳能电池的最大输出功率与太阳入射光功率的比值，用公式表示为：
Figure GDA0002658370830000011
式中：[FF]为太阳能电池的填充因子，它是太阳能电池输出特性曲线“方形”程度的量度，其值一般在0.7～0.85范围内；[Voc]与[Isc]分别是太阳能电池的开路电压和短路电流。由此可见，在一定的光照条件下研究其效率的影响因素，需要从[FF]、[Voc]以及[Isc]等方面着手分析。
(2)太阳能电池效率的影响要素分析：从理论分析，影响太阳能电池效率的要素主要有禁带宽度、少数载流子寿命、表面复合、寄生电阻、负载等。本发明技术主要从降低寄生电阻方面去提升其效率。
理想的太阳能电池是由一个恒流源与两个二极管组成，实际的太阳能电池都存在寄生电阻，包括串联电阻和并联电阻。实际上，串联电阻和并联电阻对太阳能电池性能的影响是不容忽略的。串联电阻主要来源于电池本身的体电阻、前电极金属栅线的接触电阻，栅线之间横向电流对应的电阻、背电极的接触电阻及金属本身的电阻等。电池的光生电压被串联电阻消耗，使输出电压下降。并联电阻主要来源于电池PN结的漏电，包括PN结内部的漏电极(晶体缺陷与外部掺杂沉积物)和结边缘的漏电流，表现为使电池的整流特性变差。考虑到这两个因素后，电流表示为：
Figure GDA0002658370830000021
式中，[Isc]为不考虑寄生电阻时的短路电流，[Rs]为串联电阻，[Rsh]为并联电阻。由式可知，当电流为零的开路时，串联电阻不影响开路电压。电流不为零时，它使输出终端有一压降，因此，串联电阻对填充因子的影响十分明显。串联电阻越大短路电流的降低将越明显。当在电压为零的短路情况下，并联电阻不影响短路电流。电压不为零时，与PN结并联的电阻将分流一部分电流，I-V特性呈现为输出电流将减小，填充因子对并联电阻十分敏感，极低的并联电阻还将降低开路电压，串联电阻越小，填充因子越大，太阳能电池的效率越高，而串联电阻主要由接触电阻、金属电阻、体电阻等构成，降低串联电阻需要降低接触电阻，而降低接触电阻又要求有大的金属化接触面积，电池芯片主要包括不锈钢吋底和功能膜层，现有技术中，电池芯片与前电极之间直接将前电极贴合固定在功能膜层上，导致前电极不能与不锈钢吋底直接接触，使两者之间金属化接触面积小，造成接触电阻大，从而影响了柔性铜铟镓硒太阳电池的转化效率。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板和分别设置于U形隔离槽内的十字模板Ⅰ；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽和十字槽；
步骤三：将预设重量的锡膏注入至步骤二中所述的十字槽中心位置处，并进行激光预加热，使锡膏微熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片与电池前电极进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板并保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组通过磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板并通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。
优选的是，其中，所述步骤二中激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.042-0.048mm，光斑间距设定为0.027-0.033mm，激光扫描速度设定为252-258mm/s，频率设定为19500-19530Hz，功率输出设定为18.05-22.20W，激光开延时设定为-52—-63μs，激光关延时设定为39-48μs。
优选的是，其中，所述步骤六中激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.052-0.057mm，光斑间距设定为0.012-0.018mm，激光扫描速度设定为352-359mm/s，频率设定为15020-15060Hz，功率输出设定为61-70W，激光开延时设定为-90—-105μs，激光关延时设定为21-27μs。
优选的是，其中，所述步骤三中锡膏的重量被设置为0.011-0.014g。
优选的是，其中，所述步骤一中所述U型模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。
优选的是，其中，所述步骤五中的十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。
优选的是，其中，所述步骤二中柔性铜铟镓硒太阳电池芯片通过真空吸附的方式固定。
本发明至少包括以下有益效果：本发明通过改进柔性铜铟镓硒太阳能电池芯片和前电极之间的连接方式，使前电极能够直接与电池芯片中的不锈钢吋底相接触，大大提高了两者之间的金属化接触面积，使串联电阻由35Ω降低至0.56Ω，同时使焊接拉力由低于15N提升至40N，不仅直接提升了柔性铜铟镓硒太阳能电池单位面积内的功率，还使得柔性铜铟镓硒太阳能电池更具可折叠性，从而提升产品品质。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1示出了刻划模板模板结构图；
图2示出了柔性铜铟镓硒太阳电池芯片的激光刻划图；
图3示出了注膏结构图；
图4示出了待焊接模组结构图；
图5示出了电池前电极结构图；
图6示出了焊接模板结构图；
图7示出了待焊接模组焊接封装后的结构图。
图8示出了柔性铜铟镓硒太阳电池的结构图；
图9示出了激光刻划后SEM图；
图10示出了激光刻划后形貌图；
图11示出了激光焊接后形貌图；
图12示出了太阳电池的等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板1并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板2和分别设置于U形隔离槽内的十字模板Ⅰ3；所述U型模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。刻划模板的绘制方法：首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，先编辑一个线宽为0.045mm的U型模板2，同时再编辑一个由两相互垂直排列且长度为2mm、宽度为1mm的十字模板Ⅰ3，十字模板Ⅰ4设置在第一U形模板2内，然后通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个U型模板和1个十字模板Ⅰ分别再复制四个形成5个U型模板和5个十字模板Ⅰ，如图1所示，同时为保证激光器刻划位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对刻划模板进行基准点定位；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板1对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽5和十字槽6，如图2所示；精确定位采用的是激光红外定位，刻划的十字槽6主要是将柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4表面的功能膜层7刻蚀掉，以使电池芯片4的表面漏出金属材质的不锈钢吋底8，方便后续电池芯片4与前电极9之间的金属化接触，电池芯片与前电极之间还设置有绝缘介质层10，其主要是使正极的电池芯片4与负极的前电极9之间绝缘避免短路，同时绝缘介质层10的宽度小于电池芯片4和前电极9的宽度，不会对电池芯片与前电极之间的金属化接触造成影响，前电极外侧设置有封装基材11，设置在十字槽6外围的U形隔离槽5主要是将十字槽6与周围进行隔离开来，避免开设的十字槽6对电池芯片4的其他部位造成影响。当柔性铜铟镓硒太阳电池芯片刻划完成后结果，通过SEM分析，经过电阻测试，U形隔离槽的内外已经断开，电阻R接近于无穷大，达到刻划的效果，所述激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.042mm，光斑间距设定为0.027mm，激光扫描速度设定为252mm/s，频率设定为19500Hz，功率输出设定为18.05W，激光开延时设定为-52μs，激光关延时设定为39μs；
步骤三：将预设重量的锡膏12入至步骤二中所述的十字槽6中心位置处，如图3所示，并进行激光预加热，使锡膏12熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4上；将锡膏11注入在十字槽6内，再通过激光加热使其熔化后，与电池芯片内的不锈钢吋底8表面融合，所述锡膏的重量为0.011g；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片10与电池前电极9进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组13如图4所示；在电池前电极中选取一个标号为“A”的基准位，如图5所示，在柔性铜铟镓硒太阳电池芯片相对应的位置上也选取一个标号为“A”的基准位(图2中示出)，在将两者重叠码放时，两个基准位相互上下重合，从而提高重叠时的重合精确度与正确性；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板14保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ15，十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，编辑一个由两相互垂直排列且长度为2.5mm、宽度为2.5mm的十字模板Ⅱ，然后再通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个十字模板Ⅱ分别再复制四个5个十字模板Ⅱ，如图6所示，同时为保证激光器焊接位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对焊接模板进行基准点定位；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组13磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板14通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。磁吸台通过磁力吸合将待焊接模组固定，使拆装固定方便，在激光机中导入激光焊接模板，通过激光焊接软件进行出光焊接，焊接目的之一是利用激光的高能量密度将电池芯片与前电极单元之间的焊点进行焊接；焊接目的之二是在焊接的同时利用激光产生的高温将锡膏熔化，使其在电池芯片与前电极之间成为连接过渡层，增加焊点与电池芯片的接触面积，增大附着力，所述激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.052mm，光斑间距设定为0.012mm，激光扫描速度设定为352mm/s，频率设定为15020Hz，功率输出设定为61W，激光开延时设定为-90μs，激光关延时设定为21μs；
实施例2：
一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板1并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板2和分别设置于所述U形隔离槽内的十字模板Ⅰ3；所述U型模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。刻划模板的绘制方法：首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，先编辑一个线宽为0.045mm的U型模板2，同时再编辑一个由两相互垂直排列且长度为2mm、宽度为1mm的十字模板Ⅰ3，十字模板Ⅰ4设置在第一U形模板2内，然后通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个U型模板和1个十字模板Ⅰ分别再复制四个形成5个U型模板和5个十字模板Ⅰ，如图1所示，同时为保证激光器刻划位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对刻划模板进行基准点定位；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板1对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽5和十字槽6，如图2所示；精确定位采用的是激光红外定位，刻划的十字槽6主要是将柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4表面的功能膜层7刻蚀掉，以使电池芯片4的表面漏出金属材质的不锈钢吋底8，方便后续电池芯片4与前电极9之间的金属化接触，电池芯片与前电极之间还设置有绝缘介质层10，其主要是使正极的电池芯片4与负极的前电极9之间绝缘避免短路，同时绝缘介质层10的宽度小于电池芯片4和前电极9的宽度，不会对电池芯片与前电极之间的金属化接触造成影响，前电极外侧设置有封装基材11，设置在十字槽6外围的U形隔离槽5主要是将十字槽6与周围进行隔离开来，避免开设的十字槽6对电池芯片4的其他部位造成影响。当柔性铜铟镓硒太阳电池芯片刻划完成后结果，通过SEM分析，经过电阻测试，U形隔离槽的内外已经断开，电阻R接近于无穷大，达到刻划的效果，所述激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.048mm，光斑间距设定为0.033mm，激光扫描速度设定为258mm/s，频率设定为19530Hz，功率输出设定为22.20W，激光开延时设定为-63μs，激光关延时设定为48μs；
步骤三：将预设重量的锡膏12入至步骤二中所述的十字槽6中心位置处，如图3所示，并进行激光预加热，使锡膏12熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4上；将锡膏11注入在十字槽6内，再通过激光加热使其熔化后，与电池芯片内的不锈钢吋底8表面融合，所述锡膏的重量为0.014g；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片10与电池前电极9进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组13如图4所示；在电池前电极中选取一个标号为“A”的基准位，如图5所示，在柔性铜铟镓硒太阳电池芯片相对应的位置上也选取一个标号为“A”的基准位(图2中示出)，在将两者重叠码放时，两个基准位相互上下重合，从而提高重叠时的重合精确度与正确性；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板14保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ15，十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，编辑一个由两相互垂直排列且长度为2.5mm、宽度为2.5mm的十字模板Ⅱ，然后再通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个十字模板Ⅱ分别再复制四个5个十字模板Ⅱ，如图6所示，同时为保证激光器焊接位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对焊接模板进行基准点定位；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组13磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板14通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。磁吸台通过磁力吸合将待焊接模组固定，使拆装固定方便，在激光机中导入激光焊接模板，通过激光焊接软件进行出光焊接，焊接目的之一是利用激光的高能量密度将电池芯片与前电极单元之间的焊点进行焊接；焊接目的之二是在焊接的同时利用激光产生的高温将锡膏熔化，使其在电池芯片与前电极之间成为连接过渡层，增加焊点与电池芯片的接触面积，增大附着力，所述激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.057mm，光斑间距设定为0.018mm，激光扫描速度设定为359mm/s，频率设定为15060Hz，功率输出设定为70W，激光开延时设定为-105μs，激光关延时设定为27μs；
实施例3：
一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板1并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板2和分别设置于所述U形隔离槽内的十字模板Ⅰ3；所述U型模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。刻划模板的绘制方法：首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，先编辑一个线宽为0.045mm的U型模板2，同时再编辑一个由两相互垂直排列且长度为2mm、宽度为1mm的十字模板Ⅰ3，十字模板Ⅰ4设置在第一U形模板2内，然后通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个U型模板和1个十字模板Ⅰ分别再复制四个形成5个U型模板和5个十字模板Ⅰ，如图1所示，同时为保证激光器刻划位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对刻划模板进行基准点定位；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板1对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽5和十字槽6，如图2所示；精确定位采用的是激光红外定位，刻划的十字槽6主要是将柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4表面的功能膜层7刻蚀掉，以使电池芯片4的表面漏出金属材质的不锈钢吋底8，方便后续电池芯片4与前电极9之间的金属化接触，电池芯片与前电极之间还设置有绝缘介质层10，其主要是使正极的电池芯片4与负极的前电极9之间绝缘避免短路，同时绝缘介质层10的宽度小于电池芯片4和前电极9的宽度，不会对电池芯片与前电极之间的金属化接触造成影响，前电极外侧设置有封装基材11，设置在十字槽6外围的U形隔离槽5主要是将十字槽6与周围进行隔离开来，避免开设的十字槽6对电池芯片4的其他部位造成影响。当柔性铜铟镓硒太阳电池芯片刻划完成后结果，通过SEM分析，经过电阻测试，U形隔离槽的内外已经断开，电阻R接近于无穷大，达到刻划的效果，所述激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.045mm，光斑间距设定为0.030mm，激光扫描速度设定为255mm/s，频率设定为19515Hz，功率输出设定为21.00W，激光开延时设定为-57μs，激光关延时设定为44μs；
步骤三：将预设重量的锡膏12入至步骤二中所述的十字槽6中心位置处，如图3所示，并进行激光预加热，使锡膏12熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4上；将锡膏11注入在十字槽6内，再通过激光加热使其熔化后，与电池芯片内的不锈钢吋底8表面融合，所述锡膏的重量为0.012g；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片10与电池前电极9进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组13如图4所示；在电池前电极中选取一个标号为“A”的基准位，如图5所示，在柔性铜铟镓硒太阳电池芯片相对应的位置上也选取一个标号为“A”的基准位(图2中示出)，在将两者重叠码放时，两个基准位相互上下重合，从而提高重叠时的重合精确度与正确性；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板14保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ15，十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，编辑一个由两相互垂直排列且长度为2.5mm、宽度为2.5mm的十字模板Ⅱ，然后再通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个十字模板Ⅱ分别再复制四个5个十字模板Ⅱ，如图6所示，同时为保证激光器焊接位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对焊接模板进行基准点定位；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组13磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板14通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。磁吸台通过磁力吸合将待焊接模组固定，使拆装固定方便，在激光机中导入激光焊接模板，通过激光焊接软件进行出光焊接，焊接目的之一是利用激光的高能量密度将电池芯片与前电极单元之间的焊点进行焊接；焊接目的之二是在焊接的同时利用激光产生的高温将锡膏熔化，使其在电池芯片与前电极之间成为连接过渡层，增加焊点与电池芯片的接触面积，增大附着力，所述激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.055mm，光斑间距设定为0.015mm，激光扫描速度设定为355mm/s，频率设定为15040Hz，功率输出设定为65W，激光开延时设定为-97μs，激光关延时设定为24μs；
实施例4：
一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板1并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板2和分别设置于所述U形隔离槽内的十字模板Ⅰ3；所述U型模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。刻划模板的绘制方法：首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，先编辑一个线宽为0.045mm的U型模板2，同时再编辑一个由两相互垂直排列且长度为2mm、宽度为1mm的十字模板Ⅰ3，十字模板Ⅰ4设置在第一U形模板2内，然后通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个U型模板和1个十字模板Ⅰ分别再复制四个形成5个U型模板和5个十字模板Ⅰ，如图1所示，同时为保证激光器刻划位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对刻划模板进行基准点定位；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板1对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽5和十字槽6，如图2所示；精确定位采用的是激光红外定位，刻划的十字槽6主要是将柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4表面的功能膜层7刻蚀掉，以使电池芯片4的表面漏出金属材质的不锈钢吋底8，方便后续电池芯片4与前电极9之间的金属化接触，电池芯片与前电极之间还设置有绝缘介质层10，其主要是使正极的电池芯片4与负极的前电极9之间绝缘避免短路，同时绝缘介质层10的宽度小于电池芯片4和前电极9的宽度，不会对电池芯片与前电极之间的金属化接触造成影响，前电极外侧设置有封装基材11，设置在十字槽6外围的U形隔离槽5主要是将十字槽6与周围进行隔离开来，避免开设的十字槽6对电池芯片4的其他部位造成影响。当柔性铜铟镓硒太阳电池芯片刻划完成后结果，通过SEM分析，经过电阻测试，U形隔离槽的内外已经断开，电阻R接近于无穷大，达到刻划的效果，所述激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.046mm，光斑间距设定为0.031mm，激光扫描速度设定为257mm/s，频率设定为19530Hz，功率输出设定为21.60W，激光开延时设定为-60μs，激光关延时设定为46μs；
步骤三：将预设重量的锡膏12入至步骤二中所述的十字槽6中心位置处，如图3所示，并进行激光预加热，使锡膏12熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4上；将锡膏11注入在十字槽6内，再通过激光加热使其熔化后，与电池芯片内的不锈钢吋底8表面融合，所述锡膏的重量为0.012g；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片10与电池前电极9进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组13如图4所示；在电池前电极中选取一个标号为“A”的基准位，如图5所示，在柔性铜铟镓硒太阳电池芯片相对应的位置上也选取一个标号为“A”的基准位(图2中示出)，在将两者重叠码放时，两个基准位相互上下重合，从而提高重叠时的重合精确度与正确性；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板14保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ15，十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，编辑一个由两相互垂直排列且长度为2.5mm、宽度为2.5mm的十字模板Ⅱ，然后再通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个十字模板Ⅱ分别再复制四个5个十字模板Ⅱ，如图6所示，同时为保证激光器焊接位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对焊接模板进行基准点定位；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组13磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板14通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。磁吸台通过磁力吸合将待焊接模组固定，使拆装固定方便，在激光机中导入激光焊接模板，通过激光焊接软件进行出光焊接，焊接目的之一是利用激光的高能量密度将电池芯片与前电极单元之间的焊点进行焊接；焊接目的之二是在焊接的同时利用激光产生的高温将锡膏熔化，使其在电池芯片与前电极之间成为连接过渡层，增加焊点与电池芯片的接触面积，增大附着力，所述激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.055mm，光斑间距设定为0.015mm，激光扫描速度设定为355mm/s，频率设定为15030Hz，功率输出设定为65W，激光开延时设定为-102μs，激光关延时设定为24μs；
实施例5：
一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板1并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板2和分别设置于所述U形隔离槽内的十字模板Ⅰ3；所述U型模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。刻划模板的绘制方法：首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，先编辑一个线宽为0.045mm的U型模板2，同时再编辑一个由两相互垂直排列且长度为2mm、宽度为1mm的十字模板Ⅰ3，十字模板Ⅰ4设置在第一U形模板2内，然后通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个U型模板和1个十字模板Ⅰ分别再复制四个形成5个U型模板和5个十字模板Ⅰ，如图1所示，同时为保证激光器刻划位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对刻划模板进行基准点定位；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板1对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽5和十字槽6，如图2所示；精确定位采用的是激光红外定位，刻划的十字槽6主要是将柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4表面的功能膜层7刻蚀掉，以使电池芯片4的表面漏出金属材质的不锈钢吋底8，方便后续电池芯片4与前电极9之间的金属化接触，电池芯片与前电极之间还设置有绝缘介质层10，其主要是使正极的电池芯片4与负极的前电极9之间绝缘避免短路，同时绝缘介质层10的宽度小于电池芯片4和前电极9的宽度，不会对电池芯片与前电极之间的金属化接触造成影响，前电极外侧设置有封装基材11，设置在十字槽6外围的U形隔离槽5主要是将十字槽6与周围进行隔离开来，避免开设的十字槽6对电池芯片4的其他部位造成影响。当柔性铜铟镓硒太阳电池芯片刻划完成后结果，通过SEM分析，经过电阻测试，U形隔离槽的内外已经断开，电阻R接近于无穷大，达到刻划的效果，所述激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.045mm，光斑间距设定为0.030mm，激光扫描速度设定为255mm/s，频率设定为19515Hz，功率输出设定为21.00W，激光开延时设定为-57μs，激光关延时设定为44μs；
步骤三：将预设重量的锡膏12入至步骤二中所述的十字槽6中心位置处，如图3所示，并进行激光预加热，使锡膏12熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4上；将锡膏11注入在十字槽6内，再通过激光加热使其熔化后，与电池芯片内的不锈钢吋底8表面融合，所述锡膏的重量为0.013g；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片10与电池前电极9进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组13如图4所示；在电池前电极中选取一个标号为“A”的基准位，如图5所示，在柔性铜铟镓硒太阳电池芯片相对应的位置上也选取一个标号为“A”的基准位(图2中示出)，在将两者重叠码放时，两个基准位相互上下重合，从而提高重叠时的重合精确度与正确性；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板14保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ15，十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，编辑一个由两相互垂直排列且长度为2.5mm、宽度为2.5mm的十字模板Ⅱ，然后再通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个十字模板Ⅱ分别再复制四个5个十字模板Ⅱ，如图6所示，同时为保证激光器焊接位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对焊接模板进行基准点定位；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组13磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板14通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。磁吸台通过磁力吸合将待焊接模组固定，使拆装固定方便，在激光机中导入激光焊接模板，通过激光焊接软件进行出光焊接，焊接目的之一是利用激光的高能量密度将电池芯片与前电极单元之间的焊点进行焊接；焊接目的之二是在焊接的同时利用激光产生的高温将锡膏熔化，使其在电池芯片与前电极之间成为连接过渡层，增加焊点与电池芯片的接触面积，增大附着力，所述激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.055mm，光斑间距设定为0.015mm，激光扫描速度设定为355mm/s，频率设定为15030Hz，功率输出设定为65W，激光开延时设定为-102μs，激光关延时设定为24μs；
实施例6：
一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板1并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板2和分别设置于所述U形隔离槽内的十字模板Ⅰ3；所述U型模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。刻划模板的绘制方法：首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，先编辑一个线宽为0.045mm的U型模板2，同时再编辑一个由两相互垂直排列且长度为2mm、宽度为1mm的十字模板Ⅰ3，十字模板Ⅰ4设置在第一U形模板2内，然后通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个U型模板和1个十字模板Ⅰ分别再复制四个形成5个U型模板和5个十字模板Ⅰ，如图1所示，同时为保证激光器刻划位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对刻划模板进行基准点定位；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板1对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽5和十字槽6，如图2所示；精确定位采用的是激光红外定位，刻划的十字槽6主要是将柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4表面的功能膜层7刻蚀掉，以使电池芯片4的表面漏出金属材质的不锈钢吋底8，方便后续电池芯片4与前电极9之间的金属化接触，电池芯片与前电极之间还设置有绝缘介质层10，其主要是使正极的电池芯片4与负极的前电极9之间绝缘避免短路，同时绝缘介质层10的宽度小于电池芯片4和前电极9的宽度，不会对电池芯片与前电极之间的金属化接触造成影响，前电极外侧设置有封装基材11，设置在十字槽6外围的U形隔离槽5主要是将十字槽6与周围进行隔离开来，避免开设的十字槽6对电池芯片4的其他部位造成影响。当柔性铜铟镓硒太阳电池芯片刻划完成后结果，通过SEM分析，经过电阻测试，U形隔离槽的内外已经断开，电阻R接近于无穷大，达到刻划的效果，所述激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.045mm，光斑间距设定为0.030mm，激光扫描速度设定为255mm/s，频率设定为19515Hz，功率输出设定为21.00W，激光开延时设定为-57μs，激光关延时设定为44μs；
步骤三：将预设重量的锡膏12入至步骤二中所述的十字槽6中心位置处，如图3所示，并进行激光预加热，使锡膏12熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片4上；将锡膏11注入在十字槽6内，再通过激光加热使其熔化后，与电池芯片内的不锈钢吋底8表面融合，所述锡膏的重量为0.012g；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片10与电池前电极9进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组13如图4所示；在电池前电极中选取一个标号为“A”的基准位，如图5所示，在柔性铜铟镓硒太阳电池芯片相对应的位置上也选取一个标号为“A”的基准位(图2中示出)，在将两者重叠码放时，两个基准位相互上下重合，从而提高重叠时的重合精确度与正确性；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板14保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ15，十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。首先，在激光机自带或者外部的其他制图软件(如CAD、UG等)中的绘制区域利用编辑工具，绘制好所需要的图形，编辑一个由两相互垂直排列且长度为2.5mm、宽度为2.5mm的十字模板Ⅱ，然后再通过复制、偏移、阵列等工具手段，使1个十字模板Ⅱ分别再复制四个5个十字模板Ⅱ，如图6所示，同时为保证激光器焊接位置的精确性，还需通过制图软件建立基准点对焊接模板进行基准点定位；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组13磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板14通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。磁吸台通过磁力吸合将待焊接模组固定，使拆装固定方便，在激光机中导入激光焊接模板，通过激光焊接软件进行出光焊接，焊接目的之一是利用激光的高能量密度将电池芯片与前电极单元之间的焊点进行焊接；焊接目的之二是在焊接的同时利用激光产生的高温将锡膏熔化，使其在电池芯片与前电极之间成为连接过渡层，增加焊点与电池芯片的接触面积，增大附着力，所述激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.056mm，光斑间距设定为0.017mm，激光扫描速度设定为357mm/s，频率设定为15050Hz，功率输出设定为68W，激光开延时设定为-104μs，激光关延时设定为26μs；
分别对实施例1-6得到的改进柔性铜铟镓硒太阳能电池芯片和前电极进行串联电阻和焊接拉力检测，检测方法如下：结果如表1所示：
表1
Figure GDA0002658370830000171
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。

Claims (7)

1.一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：采用激光机内置的软件绘制一刻划模板并保存待用，所述刻划模板包括多个均布排列的U形模板和分别设置于U形隔离槽内的十字模板Ⅰ；
步骤二：将待刻划的柔性铜铟镓硒太阳电池芯片固定，通过所述激光机对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行精确定位后，再利用步骤一中绘制的所述刻划模板对所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片进行激光刻划处理，以在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上刻划出对应的U形隔离槽和十字槽；
步骤三：将预设重量的锡膏注入至步骤二中所述的十字槽中心位置处，并进行激光预加热，使锡膏微熔在所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片上；
步骤四：将步骤三中注膏完成的所述柔性铜铟镓硒太阳电池芯片与电池前电极进行重叠码放，并预固定后使两者粘连构成一待焊接模组；
步骤五：采用激光机内置的软件绘制一焊接模板并保存待用，所述焊接模板包括多个均布排列的十字模板Ⅱ；
步骤六：将步骤四中的所述待焊接模组通过磁吸台进行定位、固定后，利用步骤五中的所述焊接模板并通过激光机完成对所述待焊接模组的焊接，以制得串联电阻减小的柔性铜铟镓硒太阳电池。
2.根据权利要求1所述的一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，其特征在于，所述步骤二中激光刻划处理的输出参数为：光斑大小设定为0.042-0.048mm，光斑间距设定为0.027-0.033mm，激光扫描速度设定为252-258mm/s，频率设定为19500-19530Hz，功率输出设定为18.05-22.20W，激光开延时设定为-52—-63μs，激光关延时设定为39-48μs。
3.根据权利要求1所述的一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，其特征在于，所述步骤六中激光焊接处理的输出参数为：光斑大小设定为0.052-0.057mm，光斑间距设定为0.012-0.018mm，激光扫描速度设定为352-359mm/s，频率设定为15020-15060Hz，功率输出设定为61-70W，激光开延时设定为-90—-105μs，激光关延时设定为21-27μs。
4.根据权利要求1所述的一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，其特征在于，所述步骤三中锡膏的重量被设置为0.011-0.014g。
5.根据权利要求1所述的一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，其特征在于，所述步骤一中所述U形 模板的线宽被设置为0.045mm，所述十字模板Ⅰ的长度被设置为2mm，宽度被设置为1mm。
6.根据权利要求1所述的一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，其特征在于，所述步骤五中的十字模板Ⅱ的线宽被设置为0.08mm，长度被设置为2.5mm，宽度被设置为2.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种降低柔性铜铟镓硒太阳电池串联电阻的方法，其特征在于，所述步骤二中柔性铜铟镓硒太阳电池芯片通过真空吸附的方式固定。
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