一种薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一种薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置，其方法包括：在玻璃基底上沉积透明导电层；在所述透明导电层上成形窗口层；在所述窗口层上电沉积吸收层；移除所述接触电极，在原所述接触电极处产生接触电极空缺；划第一沟槽步骤；填充所述第一沟槽和剩余的接触电极空缺；划第二沟槽步骤；沉积背接触层和背电极；划第三沟槽步骤；所述接触电极空缺的位置与所述第一沟槽和/或第二沟槽和/或第三沟槽所在的位置部分或全部重叠。现有技术中的生产太阳能电池的装置和方法中太阳能电池的单位面积里参与光电转换的有效面积小，进而提供一种单位面积里参与光电转换的有效面积更大的薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置
本专利技术涉及一种电解装置及方法，具体涉及一种薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置。
技术介绍
太阳能电池是通过光电效应直接把光能转化成电能的器件。一般，薄膜太阳能电池从下往上依次主要包括下封装层、基底层、背接触层、吸收层、窗口层、上接触层和上封装层等。其中，背接触层、吸收层和窗口层可以通过电沉积来实现的；电沉积时，需将待电沉积的基板放置于电解液中，将基板的透明导电层接上负极，和电解液中的正极连接，通过正负极通电即可将半导体化合物沉积到基板上。对于碲化镉薄膜太阳能电池，随着所沉积吸收层厚度的增加，正负电极之间电场强度将随之减小，导致半导体化合物沉积速度的降低，不利于大规模生产。增加电场强度可以加快沉积速度，然而，为了保证光透过率，透明导电层通常很薄，具有较高的阻抗，导致基板与正电极之间的电场强度随着基板上与外接电极距离的增加而减小，因此沉积后的吸收层容易形成距离外接电极近的地方膜层厚，而远离外接电极处的膜层薄的不均匀膜层，从而影响光电转换效率，这种现象在大面积基板上尤为明显。为了解决上述技术问题，美国专利文献US2011/0290641A1公开了一种快速化学电沉积法生产太阳能电池的装置和方法，包括具有很多接触顶针的支撑结构，每个所述接触顶针都与基底层表面电接触，形成多个分布式电极，给所述基底提供用于电沉积的电位(Anapparatusforelectrodeposition,comprisingasupportstructureincludingapluralityofcontactpins,eachcontactpinofsaidpluralityofcontactpinsconfiguretoestablishelectricalcontactwithasubstratesurfaceandtherebysupplyplatingpotentialtothesubstrate)。将电流通过接触顶针均匀地分布到待电沉积平板上，有效的提高待电沉积基板和电解液中正极之间电场强度的均匀性，使沉积后的吸收层厚度得于均匀分布。但是，待电沉积完毕、移除接触顶针后，放置接触顶针的地方就会产生接触顶针孔洞，如果不对该接触顶针孔洞进行填补，随后沉积的背电极将和透明导电极连接，使太阳能电池在使用时产生断路，因此，需要在移除接触顶针后在接触顶针孔中填充电绝缘物质，此电绝缘物质不参与光电转换，因而影响了电池的整体转换效率。在实际碲化镉薄膜太阳能电池生产中，后续工序之一是对太阳能板进行划沟槽，填充沟槽，沉积背电极，以及刻划背电极，从而将太阳能板划分多个太阳能电池并将它们连接成组件。沟槽中的填充物也不参与光电转换过程，即接触顶针所占的面积和沟槽所占的面积都不参与光电转换，相应的使太阳能电池单位面积内参与光电转换的有效面积减小，影响了光吸收转换的效率。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中的快速化学电沉积法生产太阳能电池的装置和方法中太阳能电池的单位面积里参与光电转换的有效面积小，影响了太阳能电池的转换效率，进而提供一种单位面积里参与光电转换的有效面积更大的薄膜太阳能电池的生产方法及其电沉积装置。本专利技术的一种薄膜太阳能电池的生产方法，包括如下步骤：(a)在玻璃基底上沉积透明导电层；(b)在所述透明导电层上成形窗口层；(c)接触电极穿透所述窗口层与所述透明导电层欧姆接触，将上述半成品置于电沉积槽内，对所述接触电极和对电极进行通电，在所述窗口层上电沉积吸收层；(d)移除所述接触电极，在原所述接触电极处产生接触电极空缺；(e)在步骤(d)获得的半成品的透明导电层上，贯通所述透明导电层进行划沟槽工序得到第一沟槽；(f)填充步骤(e)中所述第一沟槽和剩余的接触电极空缺；(g)在步骤(f)中获得的半成品的所述吸收层上，贯通所述吸收层进行划沟槽工序得到第二沟槽；所述第二沟槽与所述第一沟槽平行且错位设置；(h)在步骤(g)中获得的半成品的吸收层一侧沉积背接触层和背电极；(i)在步骤(h)中获得的半成品的所述背接触层及背电极上，贯通背接触层及背电极进行划沟槽工序得到第三沟槽，所述第三沟槽与所述第二沟槽平行且错位设置；所述接触电极空缺的位置与所述第一沟槽和/或第二沟槽和/或第三沟槽所在的位置部分或全部重叠；(j)在步骤(i)中获得的半成品进行器件封装。所述窗口层为硫化镉，所述吸收层为碲化镉，填充所述第一沟槽和剩余的接触电极空缺的物质为电绝缘物质。平行于所述玻璃基底的所述接触电极的横截面为圆形、正方形、长方形和曲面形中的一种。所述第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽为直线槽或曲线槽。一种用于上述薄膜太阳能电池生产方法的电沉积装置，包括电沉积槽，其中充满电解液；接触电极，沉积与待电沉积表面电连接；对电极，与所述接触电极形成电连通；所述接触电极与所述待电沉积表面欧姆接触且为面接触，所述接触电极与所述待电沉积表面的接触面为长条形。所述长条形为直线长条形或曲线长条形。所述长条形的有效长度大于或等于与其接触的待电沉积表面的长度。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，(1)在本专利技术所述薄膜太阳能电池生产方法中，所述接触电极产生的接触电极空缺与第一、二和三沟槽(即薄膜太阳能电池的死区)重合，不增加任何死区面积，因此不会降低太阳能电池的效率。(2)在本专利技术所述薄膜太阳能电池生产方法中，在不增加死区面积的前提下，采用长条形接触电极，即增加电极接触面积，又降低接触电阻，从而提高电沉积效率。（3）在本专利技术所述薄膜太阳能电池生产方法中，可制成各种形状的接触电极以及与其形状相应的沟槽，形成各种图案，在建筑一体化太阳能组件中，产生美化的效果。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1a是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（b）中半成品的俯视图；图1b是图1a的A-A剖面图；图2a是本专利技术实施例一中接触电极为圆形且穿透所述窗口层与所述透明导电层欧姆接触的示意图；图2b是图2a的B-B剖面图；图2c是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（c）中半成品的俯视图;图2d是图2c的C-C剖面图；图2e是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（d）中半成品的俯视图;图2f是图2e的D-D剖面图；图2g是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（e）中半成品的俯视图;图2h是图2g的E-E剖面图；图2i是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（f）中半成品的俯视图;图2j是图2i的F-F剖面图；图2k是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（g）中半成品的俯视图;图2l是图2k的G-G剖面图；图2m是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（h）中半成品的俯视图;图2n是图2m的H-H剖面图；图2o是本专利技术实施例一中所述薄膜太阳能生产方法步骤（i）中半成品的俯视图；图2p是图2o的I-I剖面图；图3a是本专利技术另一实施例中接触电极为长条形且穿透所述窗口层与所述透明导电层欧姆接触的示意图图3b是图3a的J-J剖面图；图3c是本专利技术另一实施例中所述薄膜太阳能生产方法步骤（c）中半成品的俯视图;图3d是图3c的K-K剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池的生产方法，包括如下步骤：（a）在玻璃基底（11）上沉积透明导电层（12）；（b）在所述透明导电层（12）上成形窗口层（13）；（c）接触电极（2）穿透所述窗口层（13）与所述透明导电层（12）欧姆接触，将上述半成品置于电沉积槽内，对所述接触电极（2）和对电极进行通电，在所述窗口层（13）上电沉积吸收层（14）；（d）移除所述接触电极（2），在原所述接触电极（2）处产生接触电极空缺（15）；（e）在步骤（d）获得的半成品的透明导电层（12）上，贯通所述透明导电层（12）进行划沟槽工序得到第一沟槽(P1)；（f）填充步骤（e）中所述第一沟槽(P1)和剩余的接触电极空缺（15）；（g）在步骤（f）中获得的半成品的所述透明导电层（12）上，贯通所述吸收层（14）进行划沟槽工序得到第二沟槽(P2)；所述第二沟槽(P2)与所述第一沟槽(P1)平行且错位设置；（h）在步骤（g）中获得的半成品的吸收层（14）一侧沉积背接触层和背电极（17）；（i）在步骤（h）中获得的半成品的所述背接触层及背电极（17）上，贯通背接触层及背电极（17）进行划沟槽工序得到第三沟槽(P3)，所述第三沟槽(P3)与所述第二沟槽(P2)平行且错位设置；所述接触电极空缺（15）的位置与所述第一沟槽(P1)和/或第二沟槽(P2)和/或第三沟槽(P3)所在的位置部分或全部重叠；（j）在步骤（i）中获得的半成品进行器件封装。...

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池的生产方法，包括如下步骤：(a)在玻璃基底(11)上沉积透明导电层(12)；(b)在所述透明导电层(12)上成形窗口层(13)；(c)接触电极(2)穿透所述窗口层(13)与所述透明导电层(12)欧姆接触，将步骤(b)中获得的半成品置于电沉积槽内，对所述接触电极(2)和对电极进行通电，在所述窗口层(13)上电沉积吸收层(14)；(d)移除所述接触电极(2)，在原所述接触电极(2)处产生接触电极空缺(15)；(e)在步骤(d)获得的半成品的透明导电层(12)上，贯通所述透明导电层(12)进行划沟槽工序得到第一沟槽(P1)；(f)填充步骤(e)中所述第一沟槽(P1)和剩余的接触电极空缺(15)；(g)在步骤(f)中获得的半成品的所述吸收层(14)上，贯通所述吸收层(14)进行划沟槽工序得到第二沟槽(P2)；所述第二沟槽(P2)与所述第一沟槽(P1)平行且错位设置；(h)在步骤(g)中获得的半成品的吸收层(14)一侧沉积背接触层和背电极(17)；(i)在步骤(h)中获得的半成品的所述背接触层及背电极(17)上，贯通背接触层及背电极(17)进行划沟槽工序得到第三沟槽(P3)，所述第三沟槽(P3)与所述第二沟槽(P2)平行且错位设置；所述接触电极空缺(15)的位置与所述第一沟槽(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张征宇，李伟中，
申请(专利权)人：北京恒基伟业投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11