薄膜太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阳能电池的制备方法，包括：提供基板，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层；在所述背电极层上制备吸收层；在所述吸收层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层。本发明专利技术实施例提供的薄膜太阳能电池的制备方法在制备背电极层之前，引入光刻技术，即通过先制备光刻胶掩模，然后沉积背电极镀膜，最后去除光刻胶掩模以及沉积在所述光刻胶掩模上的背电极镀膜的方法得到背电极层，到达背电极层切割的效果。

【技术实现步骤摘要】
薄膜太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，特别是指一种薄膜太阳能电池的制备方法。
技术介绍
能源短缺和环境污染已成为现代工业和经济快速发展面临的严重问题和挑战，寻求和利用低成本的可再生能源(绿色能源)变得越来越重要。太阳能是一种清洁、丰富的可再生能源，太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的装置。薄膜太阳能电池由于具有光电转换效率高、弱光性能好、柔性可弯曲等优势，受到了社会的普遍关注和快速发展。薄膜太阳能电池生产工艺中，通常都是在基板上利用磁控技术溅射一层金属层(比如钼)作为背电极，然后利用刻划技术将背电极层切割成多个条带状的子单元，作为子电池的背电极，再通过其它膜层的制备和引入适当的刻划工艺，将整个基板电池切割成多个子电池，并实现子电池间的串联和并联。这样的电池结构设计，使用整个基板组件能够以高电压和低电流的形式对外输出，便于薄膜太阳能电池组件的大规模实际应用。目前，常用的刻划技术是激光刻划和机械刻划。但是，由于金属背电极层很难通过机械刻划的方式去除，且难以保证高的刻划精度，因此通常都是利用激光来实现背电极层的刻划，即通过高能量的激光光束对钼层进行切割。利用激光完成背电极层的刻划，通常有两种方式：一种是上激光刻划方式，即激光通过空气侧直接接触背电极层的上表面进行刻蚀，上激光刻划需要利用激光将待刻划区域的背电极层完全熔化和汽化，才能实现较好的刻划效果，因此需要高能量的激光光束，对激光器的选型和刻划设备的要求非常高；另外一种是下激光刻划方式，即激光首先穿过透明基板到达背电极层的下表面，激光高温使得待刻划区域的背电极层受热膨胀、脱附、爆裂和汽化，进而达到切割目的。相比于上激光刻划方式，下激光刻划方式对激光能量的要求要低很多，但是要求基板必须是透明的，同时要求从基板下表面到背电极层之间的光路是通畅的，尽可能减少对激光的反射和吸收。这就对激光提出了更高的技术要求，同时极大地限制了基板和阻挡层(位于基板与背电极层之间)的选择范围。而且，高能量激光刻蚀过程中，不可避免地会对基板和阻挡层造成一定的损伤，以致影响太阳能电池的性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种薄膜太阳能电池的制备方法，以解决激光刻划损伤基板、对激光光路要求高的技术问题。本专利技术实施例提供了一种薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：提供基板，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层；在所述背电极层上制备吸收层；在所述吸收层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层。在本专利技术的一些实施例中，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层，包括：在所述基板上制备光刻胶掩模；在制备有所述光刻胶掩模的基板上沉积背电极镀膜；去除所述光刻胶掩模以及沉积在所述光刻胶掩模上的背电极镀膜，得到背电极层。在本专利技术的一些实施例中，在所述基板上制备光刻胶掩模，包括：在所述基板上旋涂或印刷光刻负胶，将条状掩膜的掩膜版与所述光刻负胶贴合，并对所述光刻负胶进行曝光；移除贴合在所述光刻负胶上的所述掩膜版；采用显影液和定影液分别对曝光后的所述光刻负胶进行显影和定影，去除所述光刻负胶的非光照区域，从而得到由多个条状掩膜构成的光刻胶掩模。在本专利技术的一些实施例中，所述光刻负胶为紫外光刻负胶，所述曝光的光源为紫外光，所述显影液为氢氧化钾溶液，所述定影液为水。在本专利技术的一些实施例中，所述条状掩模的宽度为10-50μm。在本专利技术的一些实施例中，所述光刻胶掩模的厚度为2-10μm。在本专利技术的一些实施例中，在制备有所述光刻胶掩模的基板上沉积背电极镀膜，包括：利用真空磁控溅射方法在制备有所述光刻胶掩模的基板上沉积背电极镀膜，溅射气压为0.1-1.0Pa，所述背电极镀膜的厚度为300-500nm。在本专利技术的一些实施例中，采用清洗液去除所述光刻胶掩模以及沉积在所述光刻胶掩模上的背电极镀膜，得到背电极层。在本专利技术的一些实施例中，所述清洗剂为极性有机溶剂。在本专利技术的一些实施例中，提供基板，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层，包括：提供基板，在所述基板上制备阻挡层；采用光刻技术在所述阻挡层上制备背电极层本专利技术实施例提供的薄膜太阳能电池的制备方法在制备背电极层之前，引入光刻技术，即通过先制备光刻胶掩模，然后沉积背电极镀膜，最后去除光刻胶掩模以及沉积在所述光刻胶掩模上的背电极镀膜的方法得到背电极层，到达背电极层切割的效果。因此，本专利技术实施例提供的薄膜太阳能电池的制备方法采用光刻技术在基板上制备背电极层，取代激光刻划工艺，实现切割背电极层目的，一方面避免了激光刻划对基板的损伤，另一方面消除了激光刻划对基板的限制，从而有效解决了现有技术中激光刻划在太阳能电池制备过程中的使用限制和基板损伤、膜层损伤等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的薄膜太阳能电池的制备方法的流程图；图2为本专利技术实施例的在基板上制备光刻胶掩模的结构示意图；图3为本专利技术实施例的在基板上沉积背电极镀膜的结构示意图；图4为本专利技术实施例的去除光刻胶掩模以及沉积在光刻胶掩模上的背电极镀膜的结构示意图；图5为本专利技术实施例的在阻挡层上制备背电极层的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本专利技术的一个实施例提供了一种薄膜太阳能电池的制备方法，所述薄膜太阳能电池的制备方法的流程图如图1所示，包括以下步骤：步骤101，提供基板，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层；步骤102，在所述背电极层上制备吸收层；步骤103，在所述吸收层上制备缓冲层；步骤104，在所述缓冲层上制备窗口层；步骤105，在所述窗口层上制备顶电极层。在本专利技术的实施例中，改变了背电极层的切割工艺，将激光刻划方式替换为光刻技术制备背电极层。由于采用光刻技术在基板上制备背电极层，一方面避免了高能量激光刻划对基板的损伤，另一方面消除了激光刻划对基板的限制(洁净度和光透过率等要求)。其中，在步骤101中，如图2-4所示，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层，包括：在所述基板1上制备光刻胶掩模2；在制备有所述光刻胶掩模2的基板1上沉积背电极镀膜3；去除所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：提供基板，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层；在所述背电极层上制备吸收层；在所述吸收层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：提供基板，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层；在所述背电极层上制备吸收层；在所述吸收层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用光刻技术在所述基板上制备背电极层，包括：在所述基板上制备光刻胶掩模；在制备有所述光刻胶掩模的基板上沉积背电极镀膜；去除所述光刻胶掩模以及沉积在所述光刻胶掩模上的背电极镀膜，得到背电极层。3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述基板上制备光刻胶掩模，包括：在所述基板上旋涂或印刷光刻负胶，将条状掩膜的掩膜版与所述光刻负胶贴合，并对所述光刻负胶进行曝光；移除贴合在所述光刻负胶上的所述掩膜版；采用显影液和定影液分别对曝光后的所述光刻负胶进行显影和定影，去除所述光刻负胶的非光照区域，从而得到由多个条状掩膜构成的光刻胶掩模。4.根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述光刻负胶为紫外光刻负胶，所述曝光的光源为紫外光，所述显...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵树利，杨立红，陈涛，
申请(专利权)人：北京铂阳顶荣光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11