1、非晶硅薄膜太陽能電池及制造工藝一、非晶硅薄膜太陽能電池結構、制造技術簡介1、電池結構分為：單結、雙結、三結2、制造技術單室，多片玻璃襯底制造技術。主要以美國Chronar、APS EPV公司為代表多室，雙片（或多片）玻璃襯底制造技。主要以日本KANEK繪司為代表卷繞柔性襯底制造技術（襯底：不銹鋼、聚酰亞胺）。主要以美國Uni-Solar公司為代表。所謂“單室，多片玻璃襯底制造技術''就是指在一個真空室內，完成P、I、N三層非晶硅的沉積方法。作為工業生產的設備，重點考慮生產效率問題，因此，工業生產用的“單室，多 片玻璃襯底制造技術”的非晶硅沉積，其配置可以由X個真空室組成（X為學

2、1的正整數），每個真空室可以放 Y個沉積夾具（Y為1的正整數），例如： ?1986年哈爾濱哈克公司、1988年深圳宇康公司從美國Chronar公司引進的內聯 式非晶硅太陽能電池生產線中非晶硅沉積用 6個真空室，每個真空室裝1個分立 夾具，每1個分立夾具裝4片基片，即生產線一批次沉積 6X1X4= 24片基片， 每片基片面積305mrK 915mm?1990年美國AP鏤司生產線非晶硅沉積用1個真空室，該沉積室可裝1個集成 夾具，該集成夾具可裝48片基片，即生產線一批次沉積1X48= 48片基片，每 片基片面積760m佛1520mm?本世紀初我國天津津能公司、泰國曼谷太陽公司（ BangKok S

3、olar Corp ）、泰 國光伏公司（Thai Photovoltaic Ltd ）、分別引進美國EPV技術生產線，非晶 硅沉積也是1個真空室，真空室可裝1個集成夾具，集成夾具可裝48片基片， 即生產線一批次沉積1X48= 48片基片，每片基片面積635m由1250mm?國內有許多國產化設備的生產廠家，每條生產線非晶硅沉積有只用1個真空室， 真空室可裝2個沉積夾具，或3個沉積夾具，或4個沉積夾具；也有每條生產線 非晶硅沉積有2個真空室或3個真空室，而每個真空室可裝2個沉積夾具，或3 個沉積夾具。總之目前國內主要非晶硅電池生產線不管是進口還是國產均主要是 用單室，多片玻璃襯底制造技術，下面就該

4、技術的生產制造工藝作簡單介紹。二、非晶硅太陽能電池制造工藝1、內部結構及生產制造工藝流程下圖是美國Chronar公司技術為代表的內聯式單結非晶硅電池內部結構示意圖： 圖1、內聯式單結非晶硅電池內部結構示意圖正極玻璃村底導電膜P層Ijg N層A曜俁護層生產制造工藝流程：SnO2導電玻璃-SnO2膜切割-清洗-預熱-a-Si沉積（PIN）-冷卻-a-Si切割-掩膜鍍鋁-測試1-老化-測試2-UV保護層-封裝-成品測試-分類包裝下圖是以美國EPV公司技術為代表的內聯式雙結非晶硅電池內部結構示意圖：圖2、內聯式雙結非晶硅電池內部結構示意圖它的生產制造工藝流程為：SnO2導電玻璃-SnO2膜切割-清洗-

5、預熱-a-Si沉積（PIN/PIN）-冷卻-a-Si切割-濺射鍍鋁-Al切割-測試1-老化-測試2-封裝-成品測試-分類包裝2、內聯式非晶硅電池生產工藝過程介紹：SnO2s明導電玻璃（或AZOS明導電玻璃）規格尺寸：305 mrrX 915 mnX 3 mm 635 mnX 1245 mnX 3 等?要求：方塊電阻：68。/口、810。/口、1012。/口、1214。/口、1416Q/口等透過率： 80%膜牢固、平整，玻璃4個角、8個棱磨光（目的是減少玻璃應力以及防止操作人員受傷）紅激光刻劃SnO21根據生產線預定的線距，用紅激光（波長 1064nm將SnO2導電膜刻劃成相互獨立的部分，目的是

6、將整板分為若干塊，作為若干個單體電池的電極。?激光刻劃時SnO2導電膜朝上（也可朝下）儂距：單結電池一般是10mrm£ 5mm雙結電池一般20mm?刻線要求：絕緣電阻2MQ線寬（光斑直經） 100um線速 500mm/S清洗將刻劃好的SnO2導電玻璃進行自動清洗，確保 SnO2導電膜的潔凈。裝基片將清洗潔凈的SnO2s明導電玻璃裝入“沉積夾具”基片數量：對于美國Chronar公司技術，每個沉積夾具裝4片305 mim 915 mim 3mm勺基片，每批次（爐）產出6X4= 24片對于美國EPVft術，每個沉積夾具裝 48片635 mmK 1245 mmK 3 mm的基片，即每批次（爐

7、）產出1X48= 48片基片預熱將SnO2導電玻璃裝入夾具后推入烘爐進行預熱。a-Si沉積基本預熱后將其轉移入PECVDC積爐，進行PIN （或PIN/PIN）沉積。?根據生產工藝要求控制：沉積爐真空度，沉積溫度，各種工作氣體流量，沉積 壓力，沉積時間，射頻電源放電功率等工藝參數，確保非晶硅薄膜沉積質量。沉積P、I、N層的工作氣體P層：硅烷（SiH4）、硼烷（B2H6、甲烷（CH4、 高純氮（Ar）、高純氫（H2） I層：硅烷（SiH4）、高純氫（H2） N層：硅烷（SiH4）、 磷烷（PH3、高Z氮（Ar）、高純氫（H2?各種工作氣體配比有兩種方法：第一種：P型混合氣體，N型混合氣體由國內專

8、 業特種氣體廠家配制提供。第二種：PECV陳統在線根據工藝要求調節各種氣體 流量配制。冷卻a- Si完成沉積后，將基片裝載夾具取出，放入冷卻室慢速降溫。綠激光刻劃a-Si膜根據生產預定的線寬以及與 SnO型割線的線間距，用綠激光（波長 532nm將a-Si膜刻劃穿，目的是讓背電極（金屬鋁）通過與前電極（SnO2導電膜）相聯接，實現整板由若干個單體電池內部串聯而成。激光刻劃時a-Si膜朝下刻劃要求：線寬（光斑直經） 100um與SnO2J劃線的線距 100um直線度線速500mm/S鍍鋁鍍鋁的目的是形成電池的背電極，它既是各單體電池的負極，又是各子電池串聯 的導電通道，它還能反射透過 a-Si膜

9、層的部分光線，以增加太陽能電池對光的 吸收。?鍍鋁有2種方法：一是蒸發鍍鋁：工藝簡單，設備投入小，運行成本低，但膜 層均勻性差，牢固度不好，掩膜效果難保證，操作多耗人工，僅適用小面積鍍鋁。 二是磁控濺射鍍鋁：膜層均勻性好，牢固，質量保證，適應小面積鍍鋁，更適應 大面積鍍鋁，但設備投資大，運行成本稍高。?每節電池鋁膜分隔有2種方法：一是掩膜法：僅適用于小面積蒸發鍍鋁二是綠 激光刻劃法：既適用于磁控濺射鍍鋁，也適用于蒸發鍍鋁。綠激光刻鋁（掩膜蒸發鍍鋁，沒有該工序）對于蒸發鍍鋁，以及磁控鍍鋁要根據預定的線寬 以及與a-Si切割線的線間距，用綠激光（波長 532nm將鋁膜刻劃成相互獨立 的部分，目的是

10、將整個鋁膜分成若干個單體電池的背電極， 進而實現整板若干個 電池的內部串聯。?激光刻劃時鋁膜朝下?刻劃要求：線寬（光斑直經） 100um與a-Si刻劃線的線距 100um直線度線速500mm/S（11） IV 測試：通過上述各道工序，非晶硅電池芯板已形成，需進行 IV測試，以獲得電池板的 各個性能參數，通過對各參數的分析，來判斷莫道工序是否出現問題，便于提高 電池的質量。熱老化：將經IV測試合格的電池芯板置于熱老化爐內，進行 110c/12h熱老化，熱老化 的目的是使鋁膜與非晶硅層結合得更加緊密， 減小串聯電阻，消除由于工作溫度 高所引起的電性能熱衰減現象。三、非晶硅電池封裝工藝薄膜非晶硅電池

11、的封裝方法多種多樣， 如何選擇，是要根據其使用的區域，場合 和具體要求而確定。不同的封裝方法，具封裝材料、制造工藝是不同的，相應的 制造成本和售價也不同。下面介紹目前幾種封裝方法：1、電池/UV光固膠適用：電池芯板儲存制造工藝流程：電池芯板一覆涂UV膠一紫外光周一分類儲存2、電池/PVC膜適用：小型太陽能應用產品，且應用產品上有對太陽能電池板進行密封保護，如風帽、收音機、草坪燈、庭院燈、工藝品、水泵、充電器、小型電源等制造工藝流程：電池芯板一貼PVC 膜一切割一邊緣處理一焊線一焊點保護一檢測一包裝（注：邊緣處理目的是防止短路，邊緣處理的方法有化學腐蝕法、激光刻劃法等）3、組件封裝電池/PVC膜

12、適用：一般太陽能應用產品，如應急燈，要求不高的小型戶用電源（幾十瓦以下） 等。制造工藝流程：電池芯板（或芯板切割一邊緣處理）一貼PVC!一焊線一焊點保 護一檢測一裝邊框（電池四周加套防震橡膠）一裝插座一檢測一包裝。該方法制造的組件特點：制造工藝簡單、成本低，但防水性、防腐性、可靠性差。電池/EVA/PET （或 TPT）適用：一般太陽能應用產品，如應急燈，戶用發電系統等制造工藝流程：電池芯板（或芯板切割一邊緣處理）一焊涂錫帶一檢測一 EVA/PET層壓一檢測一裝邊框（邊框四周注電子硅膠）一裝接線盒（或裝插頭）一連接線夾一檢測一包裝該方 法制造的組件特點：防水性、防腐性、可靠性好，成本高。電池/EVA/普通玻璃適用：發電系統等制造工藝流程：電池芯板一電池四周噴砂或激光處理 （10mm 一超聲焊接一檢測 一層壓（電池/EVA/經鉆孔的普通玻璃）一裝邊框（或不裝框）一裝接線盒一連 接線夾一檢測一包裝該方法制造的組件特點：