薄膜太阳能电池片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种薄膜太阳能电池片的制备方法，包括以下步骤：在ITO导电玻璃电片上用红激光刻线，制造子电池；在刻线后的ITO导电玻璃电片上制备PIN电池膜层；在PIN电池膜层上化学气相法沉积石墨烯膜层；在石墨烯膜层上进行第二次刻线；在刻线后的石墨烯膜层上依次沉积铝、铜镍膜；然后在铜镍膜层上粘覆EVA保护膜；采用激光打标，清除打标区域的EVA保护膜，并在打标区域加锡引出正负极焊点，经切割和测试，即得。本发明专利技术制备的薄膜太阳能电池片中利用石墨烯代替目前常用的ZnO层，具有透光率和反射率高的优点，且安全无污染。且相比于目前的非晶薄膜太阳能电池片，转换效率提高到8～9％。

Thin film solar cell film and its preparation method

The invention relates to a thin film solar cell preparation method comprises the following steps: ITO conductive glass electrical sheet with red laser scribing, manufacturing batteries; in line ITO after electric conductive glass substrate were fabricated in the PIN battery PIN battery film; film deposition of graphene film; the second line in the graphene layer; in graphene film line after sequentially depositing aluminum, copper and nickel film; and then pasted EVA protective film on the copper nickel layer; using laser marking, clear EVA protective film marking area, and leads to positive and negative pole in the marking region with tin solder and, by cutting test, i.e.. The thin film solar cell prepared by the invention uses graphene instead of the commonly used ZnO layer at present, which has the advantages of high transmittance and high reflectivity, and is safe and pollution-free. Compared with the current amorphous thin film solar cell, the conversion efficiency is increased to 8 ~ 9%.

【技术实现步骤摘要】
薄膜太阳能电池片及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体地说，涉及一种薄膜太阳能电池片及其制备方法。
技术介绍
由于近年来出现的能源危机和人民对环境保护的日益重视，各国纷纷实施、推广风能、太阳能、水能等绿色能源，其中太阳能作为人类取之不尽、用之不竭的能源而备受关注，一些国家对太阳能发电实施政府和补贴，从而推动太阳能发电技术的大规模开发和应用。非晶硅薄膜太阳能电池因其成本低、能量返回期短、大面积自动化生产、高温性好等优点，在太阳能应用领域受到人们的广泛关注。然而，由于非晶硅薄膜太阳能电池片相对于晶硅太阳能电池片具有转换效率低、衰减程度高的缺点，阻碍了其大规模推广应用。因此，生产转换效率高、衰减程度低、价格低廉的新型非晶硅薄膜电池片是目前的研究热点。专利文献CN104600148A中公开了一种非晶硅薄膜太阳能电池，包括基片、前电极图形、PIN光电转化层、背电极，PIN光电转化层的前电极至少包括ITO、ZnO、石墨烯透明导电膜中的一种。该方法制得的非晶硅薄膜太阳能电池存在透射率低、反射率高等问题。
技术实现思路
针对目前非晶薄膜电池片的转换效率低的缺点，本专利技术提供一种新型薄膜太阳能电池片及其制备方法。太阳能电池效率受材料、器件结构、工艺等因素影响，特别是材料和工艺。本专利技术是通过选用石墨烯这种新型材料代替氧化锌，并优化生产工艺，提高了非晶硅薄膜太阳能电池效率到8～9％。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种薄膜太阳能电池片的制备方法，包括以下步骤：A、在ITO导电玻璃电片上用红激光刻线，制造子电池；B、在刻线后的ITO导电玻璃电片上制备PIN电池膜层；C、在PIN电池膜层上化学气相法沉积石墨烯膜层；D、在石墨烯膜层上进行第二次刻线；E、在刻线后的石墨烯膜层上依次沉积铝、铜镍膜；F、然后在铜镍膜层上粘覆EVA保护膜；G、采用激光打标，清除打标区域的EVA保护膜，并在打标区域加锡引出正负极焊点，经切割和测试，即得所述薄膜太阳能电池片。优选地，步骤A中，所述红激光刻线具体采用以下步骤：将ITO导电玻璃电片清洗后,用波长65～120nm的激光将导电玻璃电片刻划分成互相独立的子电池。优选地，所述各子电池之间的线条宽度为95-110um，刻划的线速度500-700mm/s。优选地，步骤B中，所述PIN电池膜层通过PE-CVD法制备得到，具体步骤如下：装片预热：将经步骤A处理后刻划好的导电玻璃电片与沉积夹具装配后推入烘炉中，180-185℃预热3小时；制备P层：使用B(CH3)3、SiH4、CH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4～1mW/cm2，硅烷与甲烷流量比为10：1.4～1.55，沉积压力为0.9torr，放电时间750s；制备I层：使用SiH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4mw/cm2,沉积压力为0.9torr，放电时间1000s；制备N层：使用PH3、SiH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4～1W/cm2，沉积压力0.9torr，放电时间400s。优选地，步骤C中，所述化学气相法沉积石墨烯膜层的具体步骤如下：S1、将PIN膜在40-55min内升至800-980℃，之后通入900SCCm流量的氢气，保持设备内的压强为0.1-90Torr15分钟；S2、通入氢气和甲烷，氢气与甲烷的比例为1：1-1：10，持续通入通气50-70分钟，氢气和甲烷气体在高温下氢还原反应；S3、氢还原反应结束后，保持设备内的压强为0.1-90Torr，PIN膜的温度在200-380min内降温至450-500℃，并且通入氢气和氦气，氢气和氦气的流量比为1:1-I:10，在40-100min之后，停止通入氢气，继续通入流量为100-650sccm的氦气。通入氢气是为了使沉积塔内的甲烷气体反应完全，待停止通入氢气，继续通入氦气，石墨烯薄膜在一个惰性的环境条件下形成。优选地，步骤E中，采用PVD沉积铝、铜镍膜，且沉积时本底真空度小于2.5×10-7Pa，溅射真空度小于2×10-4Pa。优选地，步骤E中，所述铝膜和铜镍膜的厚度均为100-500nm，表面平整致密。所述铝膜和铜镍膜的性能需满足：400℃烙铁来回滑动20mm5次，膜层不破损；焊点承受拉力45N以上。经步骤E处理后，由导电玻璃、石墨烯、铝、铜镍膜组成的子电池方阻阻值小于0.5Ω。本专利技术还提供了一种根据前述方法制备的薄膜太阳能电池片，括ITO导电玻璃电片，以及在ITO导电玻璃电片上依次设置的PIN电池膜层、石墨烯膜层、铝膜层、铜镍膜层和EVA保护膜。优选地，所述ITO导电玻璃电片上包括若干均匀设置的子电池。本专利技术还提供了一种前述方法制备的薄膜太阳能电池片在制备太阳能电池中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术新型薄膜太阳能电池片中利用石墨烯代替目前常用的ZnO层，具有透光率和反射率高的优点，且安全无污染。2、本专利技术新型薄膜太阳能电池片相比于目前的非晶薄膜太阳能电池片，转换效率提高到8～9％。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1本实施例提供了一种薄膜太阳能电池片及其制备方法，所述膜太阳能电池片包括ITO导电玻璃电片，以及在ITO导电玻璃电片上依次设置的PIN电池膜层、石墨烯膜层、铝膜层、铜镍膜层和EVA保护膜；ITO导电玻璃电片上包括若干均匀设置的子电池。所述方法制备包括以下步骤：A、在ITO导电玻璃电片上用红激光刻线，制造子电池；B、在刻线后的ITO导电玻璃电片上制备PIN电池膜层；C、在PIN电池膜层上化学气相法沉积石墨烯膜层；D、在石墨烯膜层上进行第二次刻线；E、在刻线后的石墨烯膜层上依次沉积铝、铜镍膜；F、然后在铜镍膜层上粘覆EVA保护膜；G、采用激光打标，清除打标区域的EVA保护膜，并在打标区域加锡引出正负极焊点，经切割和测试，即得所述薄膜太阳能电池片。所述红激光刻线：导电玻璃电片清洗后用波长65-120nm激光将导电玻璃刻划成互相独立部分，线条宽度为95-110um，线速度500-700mm/s，并进行清洗；所述PIN电池层通过PE-CVD法制备得到的单层PIN,制备方法具体如下：装片预热：将刻划好的导电玻璃片与沉积夹具装配后推入烘炉中，180-185℃预热3小时。制备P层：使用B(CH3)3、SiH4、CH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4～1mW/cm2，硅烷与甲烷流量比为10：1.4～1.55，沉积压力为0.9torr，放电时间750s；制备I层：使用SiH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4mw/cm2,沉积压力为0.9torr，放电时间1000s；制备N层：使用PH3、SiH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4～1W/cm2，沉积压力0.9torr，放电时间400s。所述化学气相法沉积石墨烯膜层的具体步骤如下：S1、将PIN膜在40-55min内升至800-980℃，之后通入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在ITO导电玻璃电片上用红激光刻线，制造子电池；B、在刻线后的ITO导电玻璃电片上制备PIN电池膜层；C、在PIN电池膜层上化学气相法沉积石墨烯膜层；D、在石墨烯膜层上进行第二次刻线；E、在刻线后的石墨烯膜层上依次沉积铝、铜镍膜；F、然后在铜镍膜层上粘覆EVA保护膜；G、采用激光打标，清除打标区域的EVA保护膜，并在打标区域加锡引出正负极焊点，经切割和测试，即得所述薄膜太阳能电池片。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在ITO导电玻璃电片上用红激光刻线，制造子电池；B、在刻线后的ITO导电玻璃电片上制备PIN电池膜层；C、在PIN电池膜层上化学气相法沉积石墨烯膜层；D、在石墨烯膜层上进行第二次刻线；E、在刻线后的石墨烯膜层上依次沉积铝、铜镍膜；F、然后在铜镍膜层上粘覆EVA保护膜；G、采用激光打标，清除打标区域的EVA保护膜，并在打标区域加锡引出正负极焊点，经切割和测试，即得所述薄膜太阳能电池片。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池片的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述红激光刻线具体采用以下步骤：将ITO导电玻璃电片清洗后，用波长65～120nm的激光将导电玻璃电片刻划分成互相独立的子电池。3.根据权利要求1或2所述的薄膜太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述各子电池之间的线条宽度为95-110um，刻划的线速度500-700mm/s。4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池片的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述PIN电池膜层通过PE-CVD法制备得到，具体步骤如下：装片预热：将经步骤A处理后刻划好的导电玻璃电片与沉积夹具装配后推入烘炉中，180-185℃预热3小时；制备P层：使用B(CH3)3、SiH4、CH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4～1mW/cm2，硅烷与甲烷流量比为10：1.4～1.55，沉积压力为0.9torr，放电时间750s；制备I层：使用SiH4、Ar气体，沉积温度190～195℃，功率密度0.4mw/cm2,沉积压力为0.9tor...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙嫣，沙晓林，
申请(专利权)人：南通强生光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32