太阳能电池组件的制备方法

607 编辑：中冶有色技术网来源：重庆神华薄膜太阳能科技有限公司

2024-02-21 14:20:11

权利要求书： 1.一种太阳能电池组件的制备方法，其包括：步骤A：在玻璃基底上制备钼层；

步骤B：对所述钼层进行第一次刻划，形成第一道刻线(P1)，并且第1个子电池与(n/2)+

1电池的钼层保持连接，第n/2个子电池与第n个子电池连接，其中，n为子电池的总数，且n为偶数；

步骤C：在完成第一次刻划的钼层上依次制备铜铟镓硒层、硫化镉层和本征氧化锌层；

步骤D：在所述本征氧化锌层上进行第二次刻划，将本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第二道刻线(P2)，所述第二道刻线(P2)与第一道刻线(P1)保持平行；

步骤E：在完成第二次刻划后的本征氧化锌层上制备掺铝氧化锌层；

步骤F：在所述掺铝氧化锌层上进行第三次刻划，将掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第三道刻线(P3)，从而完成太阳能电池组件子电池的内联，所述第三道刻线(P3)和第一道刻线(P1)、第二道刻线(P2)保持平行；

步骤G：进行第四次刻划，在第n/2子电池右侧沿第三道刻线(P3)刻划形成刻线M。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述方法还包括：在步骤B中，还对钼层进行清边处理，和/或在步骤G中，还对第三次刻划之后的太阳能电池组件进行清边处理，将电池区域外边缘的掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时清除，露出钼层。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一道刻线(P1)一直刻划到玻璃基底表面，使第一道刻线(P1)两侧的子电池完全绝缘；和/或所述第二道刻线(P2)将本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层完全刻断，露出钼层，并且不损伤钼层表面；和/或

所述第三道刻线(P3)将掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层、以及铜铟镓硒层完全刻断，露出钼层，并且不损伤钼层表面。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一道刻线(P1)的宽度为50-200微米；和/或所述第二道刻线(P2)的宽度为50-200微米；和/或所述第三道刻线的宽度为50-200微米；和/或所述刻线M的宽度为50-200微米。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一道刻线(P1)与第二道刻线(P2)的间隔为100-500微米，所述第二道刻线(P2)与所述第三道刻线(P3)的间隔为100-500微米。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述钼层厚度为300纳米-1200纳米；和/或在步骤C中，所述铜铟镓硒层厚度为1.0-3.0微米；所述硫化镉层厚度为30-80纳米；所述本征氧化锌膜层厚度为30-80纳米；和/或在步骤E中，所述掺铝氧化锌膜层厚度为300-1000纳米。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一次刻划、第二次刻划和第三次刻划采用机械刻划或激光刻划，优选采用激光刻划，更优选采用选自1064nm、

532nm和355nm中的至少一种波长进行激光刻划。

8.一种根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法得到的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件包括两个并联的子电池。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件为铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件。

10.一种根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法得到的太阳能电池组件或根据权利要求8或9所述的太阳能电池组件在光伏产业中的应用。

说明书：太阳能电池组件的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种太阳能电池组件的制备方法。背景技术[0002] 当今全球光伏市场是以晶体硅太阳能电池为主，但高能耗的生产工艺导致能源资源的快速消耗将使社会无法承受，也必将制约着光伏产业更大规模的发展。因此，发展低成

本、新型薄膜太阳能电池是未来国际光伏产业的必然趋势。CIGS(CuInxGa(1-x)Se2)薄膜太

阳能电池，由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太

阳能电池，整个电池薄膜总厚度约3-4微米。该电池成本低、性能稳定、抗辐射能力强，其光

电转换效率目前是各种薄膜太阳能电池之首，光谱响应范围宽，在阴雨天光强下输出功率

高于其它任何种类太阳能电池，被称为下一代最有前途的太阳能电池之一。

[0003] 目前国内外的CIGS的产业流程为溅射Mo层、激光刻划Mo(钼)层、形成CIGS吸收层、形成CdS(硫化镉)缓冲层、氧化锌层、机械刻划CIGS层、溅射掺铝氧化锌、机械刻划CIGS吸收

层和透明导电(TCO)层、清边、封装及测试。其中，激光刻划Mo层、刻划CIGS层与硫化镉CdS和

ZnO、刻划吸收层和透明导电层分别称为CIGS电池膜面的三道刻划工艺：P1、P2、P3。通过划

线将电池板分成一个个串联的子电池。最后在两侧子电池敷设汇流条，将电流导出。

[0004] 铜铟镓硒电池的特点是工作电压较高，在100左右，电流较低(低于2A)，而市场主流的晶硅电池组件的电压较低，电流较大，市场主流逆变器的参数匹配晶硅电池组件，对于

铜铟镓硒电池组件，会造成逆变器的浪费，增加电站成本。为了解决这个问题，降低铜铟镓

硒电池组件电压，提高电流，适应目前主流逆变器的参数是一个解决方案。

发明内容[0005] 针对现有技术中存在的铜铟镓硒电池的电压、电流与市场主流逆变器的参数不匹配的问题，本发明提供了一种新的铜铟镓硒太阳能电池组件，其可以降低铜铟镓硒太阳能

电池组件的电压，有助于铜铟镓硒太阳能电池组件与光伏逆变器匹配，降低电站BOS成本。

[0006] 在第一方面，本发明提供了一种太阳能电池组件的制备方法，其包括：[0007] 步骤A：在玻璃基底上制备的钼层；[0008] 步骤B：对所述钼层进行第一次刻划，形成第一道刻线(P1)，并且第1个子电池与(n/2)+1电池的钼层保持连接，第n/2个子电池与第n个子电池连接，其中，n为子电池的总

数，且n为偶数；

[0009] 步骤C：在完成第一次刻划的钼层上依次制备铜铟镓硒层、硫化镉层和本征氧化锌层；

[0010] 步骤D：在所述本征氧化锌层上进行第二次刻划，将本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第二道刻线(P2)，所述第二道刻线(P2)与第一道刻线

(P1)保持平行；

[0011] 步骤E：在完成第二次刻划后的本征氧化锌层上制备掺铝氧化锌层；[0012] 步骤F：在所述掺铝氧化锌层上进行第三次刻划，将掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第三道刻线(P3)，从而完成太阳能电池

组件子电池的内联，所述第三道刻线(P3)和第一道刻线(P1)、第二道刻线(P2)保持平行；

[0013] 步骤G：进行第四次刻划，在第n/2子电池右侧沿第三道刻线(P3)刻划形成刻线M。[0014] 根据本发明的一些实施方式，所述方法还包括：在步骤B中，还对钼层进行清边处理。

[0015] 根据本发明的一些实施方式，所述方法还包括：在步骤G中，还对第三次刻划之后的太阳能电池组件进行清边处理，将电池区域外边缘的掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化

镉层以及铜铟镓硒层同时清除，露出钼层。

[0016] 根据本发明的一些实施方式，所述第一道刻线(P1)一直刻划到玻璃基底表面，使第一道刻线(P1)两侧的子电池完全绝缘。

[0017] 根据本发明的一些实施方式，所述第二道刻线(P2)将本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层完全刻断，露出钼层，并且不损伤钼层表面。

[0018] 根据本发明的一些实施方式，所述第三道刻线(P3)将掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层、以及铜铟镓硒层完全刻断，露出钼层，并且不损伤钼层表面。

[0019] 根据本发明的一些实施方式，所述第一道刻线(P1)的宽度为50-200微米。[0020] 根据本发明的一些实施方式，所述第二道刻线(P2)的宽度为50-200微米。[0021] 根据本发明的一些实施方式，所述第三道刻线(P3)的宽度为50-200微米。[0022] 根据本发明的一些实施方式，所述刻线M的宽度为50-200微米。[0023] 根据本发明的一个实施例，所述第一道刻线(P1)的宽度为90微米。[0024] 根据本发明的一个实施例，所述第二道刻线(P2)的宽度为70微米。[0025] 根据本发明的一个实施例，第三道刻线的宽度为50微米。[0026] 根据本发明的一些实施方式，所述第一道刻线(P1)与第二道刻线(P2)的间隔为100-500微米。

[0027] 根据本发明的一些实施方式，所述第二道刻线(P2)与第三道刻线(P3)的间隔为100-500微米。

[0028] 根据本发明的一个实施例，所述第一道刻线(P1)与第二道刻线(P2)的间隔为120微米，所述第二刻线(P2)与所述第三道刻线(P3)的间隔为100微米。

[0029] 根据本发明的一些实施方式，在步骤A中，所述钼层厚度为300纳米-1200纳米。[0030] 根据本发明的一些实施方式，在步骤C中，所述铜铟镓硒层厚度为1.0-3.0微米。[0031] 根据本发明的一些实施方式，在步骤C中，所述硫化镉层厚度为30-80纳米。[0032] 根据本发明的一些实施方式，在步骤C中，所述本征氧化锌膜层厚度为30-80纳米。[0033] 根据本发明的一些实施方式，在步骤E中，所述掺铝氧化锌膜层厚度为300-1000纳米。

[0034] 根据本发明的一些实施方式，所述第一次刻划、第二次刻划和第三次刻划采用机械刻划或激光刻划。

[0035] 根据本发明的优选实施方式，所述第一次刻划、第二次刻划和第三次刻划采用激光刻划。

[0036] 根据本发明的优选实施方式，所述第一次刻划、第二次刻划和第三次刻划采用选自1064nm、532nm和355nm中的至少一种波长进行激光刻划。

[0037] 在第二方面，本发明提供了一种根据第一方面所述的制备方法得到的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件包括两个并联的子电池。

[0038] 根据本发明的一些实施方式，所述太阳能电池组件为铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件。

[0039] 在第三方面，本发明提供了一种根据第一方面所述的制备方法得到的太阳能电池组件或根据第二方面所述的太阳能电池组件在光伏产业中的应用。

[0040] 本发明提供的铜铟镓硒太阳能电池组件的划线方法可以降低铜铟镓硒电池组件的电压，有助于铜铟镓硒电池组件与现有的光伏逆变器匹配，降低电站BOS成本。

附图说明[0041] 图1为传统铜铟镓硒薄膜太阳能电池的结构图。[0042] 图2显示了传统铜铟镓硒薄膜太阳能电池的三道划线。[0043] 图3显示了根据本发明实施例1的铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的在钼层上进行第一次刻划后的图示。

[0044] 图4为根据本发明实施例1的铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的在钼层上进行第二次刻划后的图示。

[0045] 图5为根据本发明实施例1的铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的在钼层上进行第三次刻划后的图示。

[0046] 图6为根据本发明实施例1的铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的在钼层上进行第四次刻划后的图示。

具体实施方式[0047] 下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。[0048] 实施例1[0049] 按照以下步骤制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件：[0050] (1)在钠钙玻璃基体上制备钼层；[0051] (2)步骤B：对所述钼层进行第一次刻划，形成第一道刻线(P1)，对钼层进行清边处理，并且第1个子电池与(n/2)+1电池的Mo层保持连接，第n/2个子电池与第n个子电池连接，

其中，n为子电池的总数，且n为偶数(如图3所示)；

[0052] (3)在钼层上制备铜铟镓硒膜层；[0053] (4)在铜铟镓硒膜层上制备硫化镉层；[0054] (5)在硫化镉层上制备本征氧化锌层；[0055] (6)进行第二次刻划，将本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第二道刻线(P2)；所述第二道刻线(P2)与第一道刻线(P1)保持平行(如图4所

示)；

[0056] (7)在本征氧化锌层上制备掺铝氧化锌层；[0057] (8)进行第三次刻划，将掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第三道刻线(P3)，从而完成太阳能电池组件子电池的内联，所述

第三道(P3)和第一道刻线(P1)、第二道刻线(P2)保持平行；形成第三刻线(P3)(如图5所

示)；

[0058] (9)进行第四次刻划，对第三次刻划之后的太阳能电池组件进行清边处理，将电池区域外边缘的掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时清除，露出钼

层，在第n/2子电池右侧沿第三道刻线(P3)刻划形成刻线M(如图6所示)。

[0059] 其中，钠钙玻璃厚度3mm，Mo背电极的厚度为0.5μm，CIGS的厚度为2μm，CdS和i-ZnO的厚度均为50nm，AZO的厚度为800nm。每个子电池宽度4mm，长度为20mm。本实施例1制备的

铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的开路电压为54。

[0060] 对比例1[0061] 按照以下步骤制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件：[0062] (1)在钠钙玻璃基体上制备钼层；[0063] (2)对钼层进行第一次刻划，将钼层完全刻断，形成第一道刻线(P1)；[0064] (3)在钼层上制备铜铟镓硒膜层；[0065] (4)在铜铟镓硒膜层上制备硫化镉层；[0066] (5)在硫化镉层上制备本征氧化锌层；[0067] (6)进行第二次刻划，将本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第二道刻线(P2)；所述第二道刻线(P2)与第一道刻线(P1)保持平行；

[0068] (7)在本征氧化锌层上制备掺铝氧化锌层；[0069] (8)进行第三次刻划，将掺铝氧化锌层、本征氧化锌层、硫化镉层以及铜铟镓硒层同时刻断，露出钼层，形成第三道刻线(P3)，从而完成太阳能电池组件子电池的内联，所述

第三道(P3)和第一道刻线(P1)、第二道刻线(P2)保持平行；形成第三刻线(P3)。

[0070] 其中，钠钙玻璃厚度3mm，Mo背电极的厚度为0.5μm，CIGS的厚度为2μm，CdS和i-ZnO的厚度均为50nm，AZO的厚度为800nm。每个子电池宽度4mm，长度为20mm。本对比例1制备的

铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件(如图1和图2所示)的开路电压为108。

[0071] 应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性

和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出

修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉

及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发

明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。