CN204732421U - 一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，包括玻璃基片，所述玻璃基片向上依次设有透明导电前电极层、薄膜光电转换层和透明导电背电极层，所述透明导电前电极层、薄膜光电转换层和透明导电背电极层的外框尺寸相同，并小于玻璃基片的外框尺寸，玻璃基片多出的部分为激光清边区域，所述透明导电前电极层在长边方向上设有至少一条一次激光刻划线，在短边方向上的两侧均设有一条一次激光刻划绝缘线，所述一次激光刻划线和一次激光刻划绝缘线呈垂直设置，所述薄膜光电转换层上设有二次激光刻划线，所述透明导电背电极层上设有三次激光刻划线。本实用新型一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池具有成本低、电池性能可靠性好和生产效率高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及薄膜太阳能电池，具体是指一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是未来主要的替代能源之一，光电转换效率和制造成本是太阳能电池商用的关键，薄膜太阳能电池以其低廉的发电成本和污染小备受青睐。但由于太阳能电池在使用过程中极易受到环境因素影响，如雨水浸湿、雷击等，因此电池需要非常好的边缘绝缘性。
目前，现有的薄膜电池，主要制备方式有如下3种：1、不刻绝缘线、不贴绝缘胶带，直接清边，该种方式会导致前电极与背电极以及相邻小电池之间短路，而且这种短接情况将直接影响电池的电性能；2、刻划两次绝缘线并保证相互重叠，该种刻划两次绝缘线的方式，由于其刻线宽度微米级，对设备整体性能要求非常高，激光刻划绝缘线的尺寸精度要求高，设备的整体成本高，价格昂贵，不具备实际的应用能力；3、为防止在后工序电池边缘清边处理后导致前、背电极短路，影响薄膜太阳能电池性能，在沉积背电极前需要延电池芯片的短边边缘贴一层耐高温绝缘胶带，而且高温绝缘胶带需在北电极沉积完之后，三次激光之前去除掉，该种方式贴和除去绝缘胶带，不仅需要手工操作，良率也主要决定于人员的操作熟练程度，其无疑降低了产线的稳定性，还让整体设备的自动化程度降低，而且绝缘胶带多为塑料类，造成原材料浪费和环境污染，同时贴和撕都需要大量的人力需求，极大的增大了生产成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种成本低、工序少、良率高、效率高、自动化程度高和生产线稳定性好的新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池。
本实用新型可以通过以下技术方案来实现：
一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，包括玻璃基片，所述玻璃基片上向上依次设有透明导电前电极层、薄膜光电转换层和透明导电背电极层，所述透明导电前电极层、薄膜光电转换层和透明导电背电极层的外框尺寸相同，即透明导电前电极层、薄膜光电转换层和透明导电背电极层的有效面积相同，且小于玻璃基片的外框尺寸，玻璃基片与透明导电前电极层、薄膜光电转换层重叠的区域为除膜层，玻璃基片除除膜层外多出的部分为激光清边区域，所述激光清边区域为使用源光设备将玻璃基片外的所有膜层去除，起到与外界绝缘的作用。所述透明导电前电极层在长边方向上设有至少一条一次激光刻划线，一次激光刻划线将透明导电前电极层进行分割形成两个或多个光电转换单元，所述透明导电前电极层在短边方向上的两侧均设有一条一次激光刻划绝缘线，所述一次激光刻划线和一次激光刻划绝缘线呈垂直设置，所述薄膜光电转换层上设有至少一个二次激光刻划线，二次激光刻划线将薄膜光电转换层分割成两个或多个等份，所述透明导电背电极层上设有至少一个三次激光刻划线，三次激光刻划线将透明导电背电极层分割成两个或多个等份。本实用新型采用一次刻划绝缘线的方式代替和省去了贴高温绝缘胶带和去除高温绝缘胶带的工序，同时有效避免了因不贴高温绝缘胶带直接清边造成的前电极与背电极短路的问题，而且大大降低了人力和物力成本；本实用新型只需一次刻划激光绝缘线即可保障电池的电性能和电池的可靠性，该种采用一次刻划绝缘线的方式有效解决了利用激光两次刻划绝缘线对设备整体性能要求高，设备成本高，价格昂贵的问题，有效降低了设备成本，而且有效解决了贴高温绝缘胶带由人工操作良率低和效率低的问题，有效提升了产品良率和生产效率；本实用新型采用一次刻划绝缘线的方式代替和省去了贴高温绝缘胶带和去除高温绝缘胶带的工序，减少了生产线过程中人工操作的环节，有效提高了生产线的自动化程度；本实用新型减少了生产线过程中人工操作的环节或工序，其也相当于有效避免了人工操作稳定性不易控制的问题，有效提升了生产线控制的稳定性；本实用新型采用一次刻划绝缘线的方式代替和省去了贴高温绝缘胶带和去除高温绝缘胶带的工序。
优选地，所述玻璃基片上沉积有透明导电前电极层，所述透明导电前电极层上沉积有薄膜光电转换层，所述薄膜光电转换层上沉积有透明导电背电极层。
优选地，所述一次激光刻划线和一次激光刻划绝缘线为采用1064nm或者355nm波长激光光束刻蚀而成，所述二次激光刻划线和三次激光刻划线为采用532nm波长激光光束刻蚀而成。
优选地，所述激光清边区域采用1064nm波长的高功率激光进行边缘绝缘清边，形成10mm宽的绝缘区域。
优选地，所述二次激光刻划线和三次激光刻划线分别沿着薄膜光电转换层和透明导电背电极层的长边方向设置，二次激光刻划线和三次激光刻划线与一次激光刻划线呈平行设置。
优选地，所述薄膜光电转换层为非晶硅层或非晶硅锗层或微晶硅叠层。
本实用新型一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，与现有的技术相比，具有如下的有益效果：
第一、工序少，本实用新型采用一次刻划绝缘线的方式代替和省去了贴高温绝缘胶带和去除高温绝缘胶带的工序，同时有效避免了因不贴高温绝缘胶带直接清边造成的前电极与背电极短路的问题；
第二、成本低，一方面由第一点可知，节省工序，大大降低了人力和物力成本，另一方面，本实用新型采用一次刻划绝缘线的方式有效解决了利用激光两次刻划绝缘线对设备整体性能要求高，设备成本高，价格昂贵的问题，有效降低了设备成本；
第三、自动化程度高，本实用新型采用一次刻划绝缘线的方式代替和省去了贴高温绝缘胶带和去除高温绝缘胶带的工序，减少了生产线过程中人工操作的环节，有效提高了生产线的自动化程度；
第四、生产线稳定性好，由第三点可知，本实用新型减少了生产线过程中人工操作的环节或工序，其也相当于有效避免了人工操作稳定性不易控制的问题，有效提升了生产线控制的稳定性；
第五、良率高、效率高，本实用新型采用一次刻划绝缘线的方式代替和省去了贴高温绝缘胶带和去除高温绝缘胶带的工序，有效解决了贴高温绝缘胶带由人工操作良率低和效率低的问题，有效提升了产品良率和生产效率。
附图说明
附图1为本实用新型一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池的刻划方式示意图；
附图2为附图1的I-I剖视图；
附图3为附图1的H-H剖视图；
附图标记为：1、玻璃基片，2、透明导电前电极层，3、薄膜光电转换层，4、透明导电背电极层，5、一次激光刻划线，6、一次激光刻划绝缘线，7、二次激光刻划线，8、三次激光刻划线，9、激光清边区域。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型产品作进一步详细的说明。
如图1、图2和图3所示，一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，包括玻璃基片1，所述玻璃基片1上向上依次沉积有透明导电前电极层2、薄膜光电转换层3和透明导电背电极层4，所述透明导电前电极层2、薄膜光电转换层3和透明导电背电极层4的外框尺寸相同，且小于玻璃基片1的外框尺寸，玻璃基片1多出的部分为激光清边区域9，所述透明导电前电极层2在长边方向上设有至少一条一次激光刻划线5，在短边方向上的两侧均设有一条一次激光刻划绝缘线6，所述一次激光刻划线5和一次激光刻划绝缘线6呈垂直设置，所述薄膜光电转换层3为非晶硅层或非晶硅锗层或微晶硅叠层，所述薄膜光电转换层3上设有二次激光刻划线7，所述透明导电背电极层4上设有三次激光刻划线8。所述二次激光刻划线7和三次激光刻划线8分别沿着薄膜光电转换层3和透明导电背电极层4的长边方向设置，二次激光刻划线7和三次激光刻划线8与一次激光刻划线5呈平行设置。所述一次激光刻划线5、一次激光刻划绝缘线6、二次激光刻划线7和三次激光刻划线8均采用波长为532nm的激光光束刻蚀而成，所述激光清边区域9采用波长为1064nm的高功率激光进行边缘绝缘清边，形成10mm宽的绝缘区域。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1. 一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，包括玻璃基片（1），其特征在于：所述玻璃基片（1）上向上依次设有透明导电前电极层（2）、薄膜光电转换层（3）和透明导电背电极层（4），所述透明导电前电极层（2）、薄膜光电转换层（3）和透明导电背电极层（4）的外框尺寸相同，且小于玻璃基片（1）的外框尺寸，玻璃基片（1）多出的部分为激光清边区域（9），所述透明导电前电极层（2）在长边方向上设有至少一条一次激光刻划线（5），在短边方向上的两侧均设有一条一次激光刻划绝缘线（6），所述一次激光刻划线（5）和一次激光刻划绝缘线（6）呈垂直设置，所述薄膜光电转换层（3）上设有二次激光刻划线（7），所述透明导电背电极层（4）上设有三次激光刻划线（8）。
2. 根据权利要求1所述的一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述玻璃基片（1）上沉积有透明导电前电极层（2），所述透明导电前电极层（2）上沉积有薄膜光电转换层（3），所述薄膜光电转换层（3）上沉积有透明导电背电极层（4）。
3. 根据权利要求1所述的一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述一次激光刻划线（5）和一次激光刻划绝缘线（6）为采用1064nm或者355nm波长激光光束刻蚀而成，所述二次激光刻划线（7）和三次激光刻划线（8）为采用532nm波长激光光束刻蚀而成。
4. 根据权利要求1所述的一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述激光清边区域（9）采用1064nm波长的高功率激光进行边缘绝缘清边，形成10mm宽的绝缘区域。
5. 根据权利要求1至4任一项权利要求所述的一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述二次激光刻划线（7）和三次激光刻划线（8）分别沿着薄膜光电转换层（3）和透明导电背电极层（4）的长边方向设置，二次激光刻划线（7）和三次激光刻划线（8）与一次激光刻划线（5）呈平行设置。
6. 根据权利要求5所述的一种新型激光刻划方法制备的薄膜太阳能电池，其特征在于：所述薄膜光电转换层（3）为非晶硅层或非晶硅锗层或微晶硅叠层。
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