PI 衬底柔性 a-Si 薄膜太阳电池材料生长顺序 Ag/ZnO、a-Si(N-I-P)、ITO。最后生长的
ITO 材料禁带宽度大,对可见光的吸收性能很差。ITO 在激光刻蚀时受下层材料影响,激光
能量被下方的
a-Si 层吸收,容易导致电池短路。因此,在内联组件结构设计中,ITO 绝缘槽
刻蚀采用化学刻蚀的方式。
图
1 是内联组件的结构图示,这种结构采用深度选择性激光刻蚀、丝网印刷及化学刻蚀
等工艺共同完成。在制备的
a-Si 太阳电池片上利用化学刻蚀浆料,刻蚀出一系列平行的 ITO
绝缘槽,并在
ITO 刻蚀槽内实现深度选择性激光刻蚀((P1、P2),其中,P1 刻槽要求完全
刻蚀掉
a-Si 层及 Ag/ZnO 层,将绝缘浆料填充在 P1 刻槽内。P2 刻槽要求完全刻蚀掉 a-Si 层,
可部分伤及
Ag/ZnO 层,采用丝网印刷方式将导电浆料填充在 P2 刻槽内, 起到相邻子电池
间串联的作用。
图
1 PI 衬底柔性
a-Si 薄膜太阳电
池内联组件结构
图示
3.2 刻槽 P1 的
激光刻蚀
第一次深度选择性激光刻蚀(
P1)在整个组件结构中起到电学绝缘的作用。刻槽 P1 将
一个电池分割成多个子电池,子电池的背电极完全隔离开。在加工的过程中
a-Si 层及
Ag/ZnO 层被完全刻蚀掉,可少量损伤 PI 衬底材料。实验中 P1 刻蚀采用 1064nm 激光进行刻
蚀,得到刻蚀宽约
35mm,刻蚀深度约为 800nm 的刻槽,如图 2 所示。
在内联组件的制备中,采用绝缘浆料填充刻槽
P1。由于导电浆料印刷时会经过刻槽 P1
及填充的绝缘浆料上方,为防止
P1 刻槽出现短路,填充的绝缘浆料必须非常致密,中间不
能有任何空洞存在。同时为了防止印刷的导电浆料出现断栅,绝缘浆料的厚度不能很高。在
组件制备中,印刷的缘浆料厚度在
10mm 以内,电阻大于 20MW。
图
2 P1 刻槽的
3D 激光扫描显微
镜图
刻槽
P1 填充
的绝缘浆料的绝缘
性能通过图
3 所示
的结构进行测试,
在溅射
Ag/ZnO 材
料上印刷绝缘浆料,
绝缘浆料厚度小于
10mm,绝缘浆料
之上印刷导电银浆,
测试
Ag/ZnO 与银
浆之间的电阻,测
得两者之间的电阻
值大于
20MW,绝缘浆料的绝缘性达到要求。