一种金属栅线的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属栅线的制备方法，包括：提供待互联的太阳能电池芯片，其中，电池芯片包括柔性衬底和设置在柔性衬底一侧的透明导电膜层；在透明导电膜层的上表面压覆宽度大于电池芯片宽度的离型膜；根据设定的栅线图案，对离型膜进行激光烧蚀，在离型膜上形成具有贯穿离型膜厚度的第一沟槽的栅线图案；穿过第一沟槽对透明导电膜层进行刻划，在透明导电膜层上形成第二沟槽，第二沟槽和与透明导电膜层正对的离型膜上的第一沟槽共线对齐且相连通；在第一沟槽和第二沟槽中同步沉积金属层，形成具有设定栅线图案的金属栅线。本发明专利技术采用激光埋栅的方法，提高了电池的可靠性和电池的转换效率。

A preparation method of metal grid wire

The invention discloses a preparation method of metal grid wire, which includes: providing a solar cell chip to be interconnected, wherein the battery chip includes a flexible substrate and a transparent conductive film arranged on one side of the flexible substrate; pressing a release film with a width greater than the width of the battery chip on the upper surface of the transparent conductive film; laser ablation of the release film according to the set grid wire pattern A gate line pattern with a first groove penetrating through the thickness of the release film is formed on the release film; the transparent conductive film layer is engraved through the first groove, and a second groove is formed on the transparent conductive film layer, and the second groove and the first groove on the release film opposite to the transparent conductive film layer are collinear aligned and connected; a metal layer is synchronously deposited in the first groove and the second groove to form a gate line pattern with a device. A metal grid line with a pattern of fixed grid lines. The invention adopts the method of laser embedding gate, which improves the reliability of the battery and the conversion efficiency of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种金属栅线的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池互联
，尤其涉及一种不锈钢衬底金属栅线的制备方法。
技术介绍
铜铟镓硒(简称CIGS)太阳能电池凭借其自身优异性能，使其光电转换效率逐步增加，CIGS薄膜作为吸光层，其质量对电池性能起着至关重要的作用。低的结晶能使CIGS薄膜可以通过一系列低成本规模化的工艺(包括真空蒸镀，磁控溅射等)来制备，这为其商业化应用奠定了基础，但是镀膜到一定程度后都需要打开腔室，进行设备或原材料维护，重新装填原料或更换新的溅射靶材，降低生产效率。因此，如何缩短维护时间，降低设备或原材料的维护频率，提高生产效率仍然是该领域的一个挑战。对于薄膜太阳能电池而言，按照衬底分为硬衬底和柔性衬底两大类。所谓柔性衬底太阳能电池是指在柔性材料上制作的电池，与平板式晶体硅、玻璃衬底的非晶硅等硬衬底电池相比，其最大的特点是重量轻、可折叠和不易破碎。目前，采用传统的柔性薄膜电池互联方式形成的柔性薄膜电池互联结构，存在电池可靠性以及电池转换效率下降的问题，从而制约着柔性电池技术的发展。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种能够提高电池可靠性及电池转换效率的金属栅线的制备方法。本专利技术提供了一种金属栅线的制备方法，所述方法包括以下步骤：提供待互联的太阳能电池芯片，其中，所述电池芯片包括柔性衬底和设置在所述柔性衬底一侧的透明导电膜层；在所述透明导电膜层的上表面压覆宽度大于所述电池芯片宽度的离型膜；根据设定的栅线图案，对所述离型膜进行激光烧蚀，在所述离型膜上形成具有贯穿所述离型膜厚度的第一沟槽的栅线图案；穿过所述第一沟槽对所述透明导电膜层进行刻划，在所述透明导电膜层上形成第二沟槽，所述第二沟槽和与所述透明导电膜层正对的离型膜上的第一沟槽共线对齐且相连通；在所述第一沟槽和第二沟槽中同步沉积金属层，形成具有设定栅线图案的金属栅线。本专利技术采用激光埋栅的方法，在透明导电膜层中形成一定深度的凹槽结构，该凹槽结构用于沉积收集和引出电流的金属栅线，该金属栅线能够将两个电池芯片的正极和负极进行电连接，从而形成电池互联结构。本方法保证了金属栅线与透明导电氧化物薄膜的良好接触，避免了电池芯片在长期使用过程中，造成的接触不良的现象发生，有效提高了金属栅线与透明导电膜层的接触性能，提高了电池组件的可靠性；同时，通过透明导电膜层凹槽中金属栅线与透明导电氧化物薄膜的接触，实现了二者的欧姆接触(金属与半导体形成欧姆接触是指在接触处是一个纯电阻，而且该电阻越小越好，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区而不在接触面)，更好的降低了电池串联电阻，保证光生电流能够更多的输出，从而提高了电池转换效率；另外，与传统的柔性薄膜电池互联方式相比，由于金属栅线上无需再覆盖离型膜，避免了栅线与离型膜空隙的产生，不影响太阳光的照射，一定程度上提高了电池转换效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1是本专利技术实施方式中金属栅线的制备方法的流程图；图2是本专利技术实施方式中形成有透明导电膜层的电池芯片的剖视图；图3是本专利技术实施方式中电池芯片上压覆有离型膜的状态图；图4是本专利技术实施方式中使用固定夹具固定离型膜周缘的状态图；图5是本专利技术实施方式中电池芯片上形成有长条状栅线图案的状态图；图6是本专利技术实施方式中电池芯片上形成有S形栅线图案的状态图；图7是本专利技术实施方式中形成有金属栅线层的电池芯片的剖视图；图8是本专利技术实施方式中形成有金属栅线的电池芯片的俯视图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，以柔性铜铟镓硒(简称CIGS)薄膜太阳能电池为例，在不锈钢衬底材料上，通过共蒸发或者磁控溅射等工艺，进行多层薄膜制备，形成太阳能电池芯片。由于单个电池芯片电流电压较低，不利于电池组件的应用，因此，一般在电池顶部的透明导电氧化物薄膜(TransparentConductiveOxide简称TCO)上压覆低电阻铜丝，并覆盖离型膜(例如PET薄膜)进行保护，通过铜丝与另外一条电池芯片的不锈钢衬底进行互联，并依次循环，最终形成多级互联结构的电池组件。而传统的柔性薄膜太阳能电池互联工艺普遍存在以下问题：1)电性能问题：对于传统工艺而言，由于采用了铜丝直接压覆于电池芯片的TCO薄膜上，用于收集芯片顶部TCO薄膜上电流的铜丝，无法与TCO薄膜形成良好的欧姆接触，增大了电池互联中的串联电阻，影响了电池电性能。2)电池可靠性问题：对于传统工艺而言，由于采用了铜丝直接压覆于电池芯片的TCO薄膜上，并在铜丝上覆盖一层PET薄膜，随着电池芯片的老化，铜丝与TCO薄膜的接触牢固性会变差，影响电池的可靠性；另外，由于铜丝有一定直径，PET薄膜无法将铜丝完全压覆与TCO薄膜上，会在铜丝与PET薄膜之间形成一定的空隙，该空隙主要会带来以下两方面的影响：a)当太阳光穿过空隙时，光线会发生一定的光学变化，造成到达芯片上的光强发生变化，影响电池的转换效率；b)随着电池的老化，空隙会随着热胀冷缩的循环变化逐渐增大，对光线起到一定的影响，会给电池转换效率以及可靠性带来一定的影响。基于上述，如图1所示，本专利技术提供的一种金属栅线的制备方法，包括以下步骤：S1、提供待互联的太阳能电池芯片；S2、在电池芯片的透明导电膜层上表面压覆宽度大于电池芯片宽度的离型膜；S3、根据设定的栅线图案，对离型膜进行激光烧蚀，在离型膜上形成具有贯穿离型膜厚度的第一沟槽的栅线图案；S4、穿过第一沟槽对透明导电膜层进行刻划，在透明导电膜层上形成第二沟槽，第二沟槽和与透明导电膜层正对的离型膜上的第一沟槽共线对齐且相连通；S5、在第一沟槽和第二沟槽中同步沉积金属层，形成具有设定栅线图案的金属栅线。本专利技术在柔性衬底的电池芯片顶部的透明导电膜层上，直接覆盖一层离型膜薄膜，且离型膜薄膜的宽度超过不锈钢电池芯片的宽度，并使用激光束按照设定的栅线图案，对离型膜进行烧蚀，形成设定的栅线图案(在离型膜上形成的栅线图案是由贯穿离型膜厚度的第一沟槽形成，其中，第一沟槽是由形成在位于透明导电膜层正上方的部分离型膜上的第一沟槽，以及超出电池芯片(透明导电膜层)宽度的另一部分离型膜上的第一沟槽这两部分沟槽组成，两部分沟槽共同形成栅线图案)，并采用刻划刀或激光束穿过第一沟槽在电池芯片顶部的透明导电膜层上，刻划出一定深度的凹槽(即第二沟槽，其中，此第二沟槽和上方与透明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属栅线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n提供待互联的太阳能电池芯片，其中，所述电池芯片包括柔性衬底和设置在所述柔性衬底一侧的透明导电膜层；/n在所述透明导电膜层的上表面压覆宽度大于所述电池芯片宽度的离型膜；/n根据设定的栅线图案，对所述离型膜进行激光烧蚀，在所述离型膜上形成具有贯穿所述离型膜厚度的第一沟槽的栅线图案；/n穿过所述第一沟槽对所述透明导电膜层进行刻划，在所述透明导电膜层上形成第二沟槽，所述第二沟槽和与所述透明导电膜层正对的离型膜上的第一沟槽共线对齐且相连通；/n在所述第一沟槽和第二沟槽中同步沉积金属层，形成具有设定栅线图案的金属栅线。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属栅线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供待互联的太阳能电池芯片，其中，所述电池芯片包括柔性衬底和设置在所述柔性衬底一侧的透明导电膜层；
在所述透明导电膜层的上表面压覆宽度大于所述电池芯片宽度的离型膜；
根据设定的栅线图案，对所述离型膜进行激光烧蚀，在所述离型膜上形成具有贯穿所述离型膜厚度的第一沟槽的栅线图案；
穿过所述第一沟槽对所述透明导电膜层进行刻划，在所述透明导电膜层上形成第二沟槽，所述第二沟槽和与所述透明导电膜层正对的离型膜上的第一沟槽共线对齐且相连通；
在所述第一沟槽和第二沟槽中同步沉积金属层，形成具有设定栅线图案的金属栅线。


2.根据权利要求1所述的金属栅线的制备方法，其特征在于，所述离型膜选择PE离型膜、PET离型膜、PP离型膜、MOPP离型膜中的一种。


3.根据权利要求2所述的金属栅线的制备方法，其特征在于，所述离型膜的厚度为25μm～150μm。


4.根据权利要求1所述的金属栅线的制备方法，其特征在于，所述离型膜的宽度超出所述电池芯片的宽度1cm～2cm。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：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