本发明专利技术提供一种柔性衬底硅基薄膜太阳能电池集成内联组件的制备方法，涉及到太阳电池集成内联技术，属于新型能源中薄膜太阳电池的领域。本发明专利技术在于根据衬底透光性差及电池为NIP结构，设计电池的内联方式，将激光刻蚀工艺贯穿于硅基薄膜太阳电池制备的流程中，并将丝网印刷技术结合进来，最终获得硅基薄膜电池集成内联组件。有利于使生产提高并降低成本，加快该类型电池的产业化进程；提高大面积电池的开路电压，有利于降低组件拼接的复杂性，提高组件的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源中薄膜太阳能电池的领域，具体涉及一种柔性衬底硅基薄膜太阳能电池集成内联组件及其制备方法。
技术介绍
太阳能潜力巨大，采用光能发电是缓解能源危机和改善生态环境的一条重要途径。太阳电池作为一种直接将光能转化成电能的器件，在工业化生产中，由于单个电池的电能输出很小，不能满足使用的需求，必须在电池结构上进行有效的串并联，以达到所要的电压、电流及功率。集成内联是玻璃衬底薄膜太阳电池上普遍采用的一种方式，集成内联在太阳电池沉积的过程中实现，不需要后续的处理工作，这一简化将使生产提高并降低成本，也是减少组件拼接复杂性，提高组件可靠性的有效途径。太阳能电池的种类繁多，在多个种类中，应用较多的是硅基太阳电池。而薄膜太阳电池是当今发展最为迅速的太阳电池，硅基薄膜柔性电池具有实现大面积组件生产的可行性，并且硅基薄膜太阳电池的成本低，便于大规模生产，受到人们的普遍重视并得到迅速的发展。相比与其它太阳电池，柔性聚酰亚胺衬底硅基薄膜太阳电池，具有重量轻、高重量比功率、可弯曲、不怕碰撞等优点，无论在在卫星、航天器、空间站等各种特殊场合，还是民用上都有很广阔的应用前景。目前，玻璃衬底硅基薄膜太阳电池集成内联技术，比较成熟，并广泛应用于工业生产中。由于柔性聚酰亚胺透光性不好，及电池为NIP结构的特点，柔性聚酰亚胺衬底硅基薄膜太阳电池集成内联需要解决更多问题，尚在研究摸索阶段。本专利技术目的在于提供一种制备薄膜太阳电池集成内联组件的设计方法及制备过程。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种，以解决现有技术太阳能电池薄层电阻大、透光性能不好，且组件拼接复杂的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用了以下的技术方案一种，包括步骤1 将聚酰亚胺衬底放入乙醇溶液中，经多次超声振荡，清洗干净，并吹干待用；步骤2 采用磁控溅射设备，在清洗后的聚酰亚胺衬底上，制备银和氧化锌导电膜层作为背电极；步骤3 在溅射了背电极的样品上，Nd YVO4激光刻蚀背电极膜层，将背电极分割成多个小面积区域。步骤4 在激光刻蚀了背电极的样品上，制备NIP型硅基薄膜吸收层；步骤5 采用磁控溅射的方法，在生长了硅基吸收层的样品上，制备氧化铟锡前电极；步骤6 在生长了前电极的样品上，倍频NchYVO4激光刻蚀前电极和吸收层；步骤7 在上述激光刻蚀了前电极和吸收层的样品上，通过印刷技术，在前电极膜层上印刷银栅线，并用银浆填充在前电极和吸收层的刻槽；步骤8 在印刷了银栅线的样品上，倍频NchYVO4激光刻蚀前电极；步骤9 激光刻蚀绝缘线；步骤10 从集成内联组件引出电池的正极和负极，然后进行封装。依照本专利技术较佳实施例所述的，在步骤2中，制备背电极的腔室温度为200°C，导电膜层厚度在600-1000nm;依照本专利技术较佳实施例所述的，所述的激光刻蚀采用NchYVO4和倍频NchYVO4两种激光。依照本专利技术较佳实施例所述的，在步骤4中，制得的NIP型硅基薄膜电池为单结或双结叠成结构。依照本专利技术较佳实施例所述的，所述NIP型硅基薄膜电池结构为磷掺杂N型硅基薄膜/I型硅基薄膜/硼掺杂P型硅基薄膜依次排列。依照本专利技术较佳实施例所述的，在步骤5中制得的前电极膜层厚度在70-90nm，其制备的腔室温度为100°C。依照本专利技术较佳实施例所述的，步骤7中采用的银浆为选择低温固化银浆。依照本专利技术较佳实施例所述的，步骤7还包括在较低温度下烘烤样品，固化银浆。依照本专利技术较佳实施例所述的，在步骤8中刻蚀掉部分吸收层材料。依照本专利技术较佳实施例所述的，步骤9包括两种实现方式方式一采用倍频NchYVO4激光刻蚀前电极及部分吸收层；方式二 采用倍频Nd: YVO4激光刻蚀前电极，并在这一刻蚀位置上，采用Nd: YVCMf 吸收层和背电极材料全部刻蚀掉。由于采用了以上的技术特征，使得本专利技术相比于现有技术具有以下的优点和积极效果首先，采用本专利技术提出的聚酰亚胺衬底硅基薄膜太阳电池集成内联组件的制造方法，可以提高电池的开路电压，简化电池组件拼接的复杂性，组件的可靠性也会有很大的提高。其次，便于实现大规模生产，加快该类型太阳电池产业化的进程。满足平流层飞艇、航空等对高功率一质量比光伏电池的迫切需求。附图说明图1是本专利技术的方法流程图；图2是本专利技术制得的聚酰亚胺衬底薄膜太阳电池集成内联组件的结构示意图。 具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。请参考图1，本专利技术的一种的流程图。本专利技术的方法包括SlOl 将聚酰亚胺衬底放入乙醇溶液中，经多次超声振荡，清洗干净，并吹干待用；S102:采用磁控溅射设备，在清洗后的聚酰亚胺衬底上，制备银和氧化锌导电膜层作为背电极；采用磁控溅射设备，制备银和氧化锌导电膜层作为背电极的过程中，腔室温度为 200°C，制得的导电膜层厚度在600-1000nm。S103:在溅射了背电极的样品上，激光刻蚀背电极膜层，将背电极分割成多个小面积区域。采用NchYVO4激光，进行激光刻蚀背电极膜层，将背电极分割成多个小面积区域。 为了确保被加工面的平整度，加工平台采用真空吸附系统。并且调节激光加工参数(功率、重复频率、加工速度、聚焦位置等)，确保刻蚀区域的背电极膜层刻蚀干净，且刻蚀线周围无明显尖峰。S104 在激光刻蚀了背电极的样品上，制备NIP型硅基薄膜吸收层；采用PECVD设备，利用硅基薄膜太阳电池的工艺制备NIP型硅基薄膜吸收层，NIP 型硅基薄膜吸收层为单结或双结叠成结构。S105:采用磁控溅射的方法，在生长了硅基吸收层的样品上，制备氧化铟锡前电极；采用磁控溅射的方法，制备氧化铟锡前电极，腔室温度为100°C，前电极膜层厚度在 70-90nm。S106 在生长了前电极的样品上，激光刻蚀前电极和吸收层；采用倍频NchYVO4激光，激光刻蚀前电极和吸收层(当然，在此步骤中也可以采用或激光烧蚀孔，孔贯穿前电极和吸收层)。加工平台采用真空吸附系统，确保被加工面的平整度，寻找合适的激光加工参数；S107:在上述激光刻蚀了前电极和吸收层的样品上，通过印刷技术，在前电极膜层上印刷银栅线，并用银浆填充S106所述的激光刻槽(或激光烧蚀孔)；选择低温固化银浆，在较低温度下对印刷了银栅线的样品进行烘烤，固化银浆；S108 在印刷了银栅线的样品上，激光刻蚀前电极；采用倍频NchYVO4激光，在上述印刷银栅线的样品上，激光刻蚀前电极，可以刻蚀掉部分吸收层材料。完成集成内联电池组件的结构加工。S109 激光刻蚀绝缘线；激光刻蚀绝缘线，绝缘线包括两种A 采用倍频NchYVO4激光刻蚀前电极及部分吸收层；B 采用倍频Nd = YVO4激光刻蚀前电极，并在这一刻蚀位置上，采用Nd = YVO4将吸收层和背电极材料全部刻蚀掉。SllO 从集成内联组件引出电池的正极和负极，然后进行封装。请参考图2，依照本专利技术的方法，制造出的柔性衬底硅基薄膜太阳能电池集成内联组件，其结构如图2所示，包括聚酰亚胺衬底1，背反银和透明导电膜氧化锌制成的背电极 2，包含有N本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种柔性衬底硅基薄膜太阳能电池集成内联组件的制备方法，其特征在于，包括：步骤１：将聚酰亚胺衬底放入乙醇溶液中，经多次超声振荡，清洗干净，并吹干待用；步骤２：采用磁控溅射设备，在清洗后的聚酰亚胺衬底上，制备银和氧化锌导电膜层作为背电极；步骤３：在溅射了背电极的样品上，Ｎｄ：ＹＶＯ４激光刻蚀背电极膜层，将背电极分割成多个小面积区域；步骤４：在激光刻蚀了背电极的样品上，制备ＮＩＰ型硅基薄膜吸收层；步骤５：采用磁控溅射的方法，在生长了硅基吸收层的样品上，制备氧化铟锡前电极；步骤６：在生长了前电极的样品上，倍频Ｎｄ：ＹＶＯ４激光刻蚀前电极和吸收层；步骤７：在上述激光刻蚀了前电极和吸收层的样品上，通过印刷技术，在前电极膜层上印刷银栅线，并用银浆填充在前电极和吸收层的刻槽；步骤８：在印刷了银栅线的样品上，倍频Ｎｄ：ＹＶＯ４激光刻蚀前电极；步骤９：激光刻蚀绝缘线；步骤１０：从集成内联组件引出电池的正极和负极，然后进行封装。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马宁华，陈亮，陈鸣波，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：31
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