CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于CIGS薄膜太陽能電池加工領(lǐng)域，提供了一種CIGS薄膜太陽能電池加工中的留Mo清邊的方法，包括以下步驟：將待清邊的電池放置工作臺上；機(jī)械刻刀移動到待清邊的位置上方；所述機(jī)械刻刀受恒力驅(qū)使下降并勻速穿透待清邊的電池的透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層，其中，所述恒力小于所述機(jī)械刻刀穿透所述待清邊的電池的MO層所需的力；所受恒力持續(xù)輸出，使得所述機(jī)械刻刀的刀頭正好與所述MO層的表面接觸；所述待清邊的電池與所述機(jī)械刻刀相對水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣。本發(fā)明方法采用刀刮的方式，利用機(jī)械刻刀恒力穿透，可以一次性刮掉透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣，方法簡單高效，成本低。
【專利說明】CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于CIGS薄膜太陽能電池加工領(lǐng)域，尤其涉及CIGS薄膜太陽能電池加工中的留Mo清邊的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今全球光伏市場是以晶體硅太陽能電池為主，但高能耗的生產(chǎn)工藝導(dǎo)致能源資源的快速消耗將使社會無法承受，也必將制約著光伏產(chǎn)業(yè)更大規(guī)模的發(fā)展。因此，發(fā)展低成本、新型薄膜太陽能電池是未來國際光伏產(chǎn)業(yè)的必然趨勢。CIGS (CuInxGa(1-x) Se2的簡稱)薄膜太陽能電池，由Cu (銅)、In (銦)、Ga (鎵)、Se (硒)四種元素構(gòu)成最佳比例的黃銅礦結(jié)晶薄膜太陽能電池，是在玻璃或其它廉價襯底上沉積6層以上化合物半導(dǎo)體和金屬薄膜料，薄膜總厚度約3?4微米。該電池成本低、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)，其光電轉(zhuǎn)換效率目前是各種薄膜太陽能電池之首，光譜響應(yīng)范圍寬，在陰雨天光強(qiáng)下輸出功率高于其它任何種類太陽能電池，被國際上稱為下一時代最有前途的廉價太陽能電池之一。
[0003]如圖1所示，目前國內(nèi)外的CIGS的產(chǎn)業(yè)流程為濺射Mo層、激光刻劃Mo (化學(xué)元素:鑰)層、形成CIGS吸收層、形成CdS (化學(xué)名稱:硫化鎘)緩沖層、機(jī)械刻劃CIGS層、濺射透明導(dǎo)電膜(TCO)摻鋁氧化鋅、機(jī)械刻劃CIGS吸收層和透明導(dǎo)電(TCO)層、清邊、封裝及測試。其中，激光刻劃Mo層、機(jī)械刻劃CIGS層、機(jī)械刻劃吸收層和透明導(dǎo)電層、以及清邊分別稱為CIGS電池膜面的四道刻劃工藝:P1、P2、P3和P4。
[0004]留Mo清邊(P4)的主要目的是為了后道工序的焊接匯流帶而去除吸收層和透明導(dǎo)電層的邊緣，留Mo清邊的寬度一般在4mm左右，同時留Mo清邊工藝對加工面的平整度有一定的要求，如果清邊的區(qū)域凹凸不平，后道工序焊接時匯流帶與Mo的接觸面積會變小，從而影響后道工序的焊接強(qiáng)度，最終影響電池的電性能。
[0005]目前留Mo清邊采用的是噴砂的方式來進(jìn)行，不僅設(shè)備極其昂貴，而且磨料是易耗品，需要經(jīng)過特殊處理且需求量很大，因此帶來了極大的成本壓力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，以解決現(xiàn)有加工工藝復(fù)雜、成本高的的問題。
[0007]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的加工方法，所述方法包括:
[0008]將待清邊的電池放置工作臺上；
[0009]機(jī)械刻刀移動到待清邊的位置上方；
[0010]所述機(jī)械刻刀受恒力驅(qū)使下降并勻速穿透待清邊的電池的透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層；
[0011]所受恒力持續(xù)輸出，使得所述機(jī)械刻刀的刀頭正好與所述MO層的表面接觸；
[0012]所述待清邊的電池與所述機(jī)械刻刀相對水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣；
[0013]其中，所述恒力小于所述機(jī)械刻刀穿透所述待清邊的電池的MO層所需的力。
[0014]在其中一個實施例中，所述待清邊的電池與所述機(jī)械刻刀相對水平移動，刮掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣步驟具體為:
[0015]所述機(jī)械刻刀保持位置不變，所述工作臺帶動所述待清邊電池水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣；
[0016]或者所述待清邊的電池不動，所述機(jī)械刻刀水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣。
[0017]在其中一個實施例中，所述機(jī)械刻刀受恒力驅(qū)使下降并勻速穿透待清邊的電池的透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層步驟之前，所述機(jī)械刻刀先下降到待清邊的電池表面I?2mm處。
[0018]在其中一個實施例中，所述恒力為I?2N，調(diào)節(jié)精度為0.01N，波動范圍小于5%。
[0019]在其中一個實施例中，所述工作臺上設(shè)有吸附裝置，所述待清邊的電池被吸附在所述工作臺上。
[0020]在其中一個實施例中，所述機(jī)械刻刀的刀頭為鎢鋼材質(zhì)或金剛石材質(zhì)。
[0021]在其中一個實施例中，所述機(jī)械刻刀的刀頭與所述待清邊電池的表面垂直度在土 5um以內(nèi)。
[0022]在其中一個實施例中，所述機(jī)械刻刀的刃口寬度為2?4mm。
[0023]在其中一個實施例中，所述機(jī)械刻刀的刀頭底部平面度在±5um以內(nèi)。
[0024]本發(fā)明實施例提供了 CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，采用刀刮的方式，利用機(jī)械刻刀恒力穿透，可以一次性刮掉透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣，方法簡單高效，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的CIGS薄膜太陽能電池P1、P2、P3加工結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實施例提供的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法的流程圖。
[0028]圖3是采用本發(fā)明實施例提供的與CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法加工后的結(jié)構(gòu)圖；

【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]如圖2，本發(fā)明實施方式的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，用于對已經(jīng)進(jìn)行過P1、P2、P3的CIGS薄膜太陽能電池進(jìn)行P4加工(留Mo清邊)，該加工方法包括以下步驟:
[0031]步驟S110，將待清邊的電池放置工作臺上；
[0032]所述待清邊的電池指的是CIGS薄膜太陽能電池加工工藝中已經(jīng)完成了濺射Mo層、激光刻劃Mo層、形成CIGS吸收層、形成CdS緩沖層、機(jī)械刻劃CIGS層、濺射透明導(dǎo)電膜(TCO)摻鋁氧化鋅、機(jī)械刻劃CIGS吸收層和透明導(dǎo)電層，即完成如圖1所示的Pl (圖la)、P2 (圖 lb)、P3 (圖1c)加工。
[0033]本實施例中，所述工作臺上設(shè)有真空吸附裝置，所述待清邊的電池被吸附在所述工作臺上。由于采用真空吸附裝置定位所述待清邊的電池，使所述待清邊的電池在加工的過程中保持平整穩(wěn)定，保證在后續(xù)的匯流帶與MO有足夠的焊接面積，不會影響焊接強(qiáng)度；同時，避免了通過夾具夾持直接作用于所述待清邊的電池對電池產(chǎn)生物理形變。
[0034]步驟S120，機(jī)械刻刀移動到待清邊的位置上方；
[0035]具體地，通過驅(qū)動裝置將機(jī)械刻刀移到待加工位置正上方，優(yōu)選地，可先采用ccd相機(jī)對所述待清邊的電池進(jìn)行定位，然后，通過電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動所述機(jī)械刻刀移動到待清邊的位置上方，當(dāng)然，也可以用其他傳動結(jié)構(gòu)對所述機(jī)械刻刀進(jìn)行驅(qū)動。
[0036]在本實施例中，所述機(jī)械刻刀的刃口寬度為2?4_，可根據(jù)實際需要清邊的厚度和寬度調(diào)節(jié)，優(yōu)選2mm。
[0037]進(jìn)一步地，所述機(jī)械刻刀的刀頭為鎢鋼材質(zhì)或金剛石材質(zhì)，當(dāng)然所述刀頭也可以是其他由堅硬材質(zhì)制造的，以保證在清邊中有足夠的硬力穿透待清邊的電池的透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層，而不會在刃口附近的電池表面產(chǎn)生擠壓，使得電池變形。
[0038]進(jìn)一步，所述機(jī)械刻刀需要先下降到所述待清邊的電池的表面上方I?2mm處，即電池的透明導(dǎo)電層表面上方I?2mm處。避免所述機(jī)械刻刀在較高的位置直接開始對所述待清邊的電池進(jìn)行留Mo清邊，可能會產(chǎn)生較大的作用力于所述待清邊的電池上，使得所述待清邊的電池受到撞擊，從而電池內(nèi)部形成凹點(diǎn)或變形，對電池形狀或性能產(chǎn)生影響。
[0039]進(jìn)一步，所述機(jī)械刻刀的刀頭與所述待清邊電池的表面垂直度在±5um以內(nèi)。
[0040]步驟S130，所述機(jī)械刻刀受恒力驅(qū)使下降并勻速穿透待清邊的電池的透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層，其中，所述恒力小于所述機(jī)械刻刀穿透所述待清邊的電池的MO層所需的力；
[0041]由于所述機(jī)械刻刀一直受恒力驅(qū)動，可使得所述機(jī)械刻刀的刀頭勻速地穿透透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層，不會使得電池受到力的加速度影響，在力的方向上產(chǎn)生裂紋而損壞電池。
[0042]所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的材質(zhì)不一樣，所需穿透力的大小也不一樣，在實際操作中，可以根據(jù)需要對恒力大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，在本實施例中，所述恒力為I?2N，調(diào)節(jié)精度為0.01N，所述恒力波動范圍小于5%，以便在待清邊的電池的透明導(dǎo)電層表面起伏的情況下亦能保證所述機(jī)械刻刀與其表面間有恒定的刻劃力。優(yōu)選地，所述恒力大小等于剛好穿透所述透明導(dǎo)電層所需力與剛好穿透所述CIGS吸收層所需力中較大的力的大小。
[0043]步驟S140，所受恒力持續(xù)輸出，使得所述機(jī)械刻刀的刀頭正好與所述MO層的表面接觸；
[0044]由于需要除去的部分涉及吸收層、透明導(dǎo)電層，且不能去除掉MO層，而吸收層、透明導(dǎo)電層和MO層的材質(zhì)不一樣，所述恒力小于所述機(jī)械刻刀穿透所述待清邊的電池的MO層所需的力，使得所述機(jī)械刻刀不能夠穿透所述MO層，同時所述恒力持續(xù)輸出，使得所述機(jī)械刻刀的刀頭保持正好與所述MO層的表面接觸狀態(tài)。
[0045]步驟S150，所述待清邊的電池與所述機(jī)械刻刀相對水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣；
[0046]所述機(jī)械刻刀保持位置不變，所述工作臺帶動所述待清邊電池水平移動，通過刀刮的方式，去除所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣；或者所述待清邊的電池不動，所述機(jī)械刻刀水平移動，去除所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣；
[0047]在本實施例中，由于要保證后續(xù)焊接匯流帶是由足夠的接觸面積，保證焊接強(qiáng)度，所述機(jī)械刻刀的刀頭底部平面度在±5um以內(nèi)。
[0048]上述CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，采用刀刮的方式,利用機(jī)械刻刀恒力穿透，可以一次性刮掉透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣，方法簡單高效，成本低。
[0049]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，包括: 將待清邊的電池放置工作臺上； 機(jī)械刻刀移動到待清邊的位置上方； 所述機(jī)械刻刀受恒力驅(qū)使下降并勻速穿透待清邊的電池的透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層，其中，所述恒力小于所述機(jī)械刻刀穿透所述待清邊的電池的MO層所需的力； 所受恒力持續(xù)輸出，使得所述機(jī)械刻刀的刀頭正好與所述MO層的表面接觸； 所述待清邊的電池與所述機(jī)械刻刀相對水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣。
2.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述待清邊的電池與所述機(jī)械刻刀相對水平移動，刮掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣步驟具體為: 所述機(jī)械刻刀保持位置不變，所述工作臺帶動所述待清邊電池水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣； 或者所述待清邊的電池不動，所述機(jī)械刻刀水平移動，刮除掉所述透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層的邊緣。
3.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述機(jī)械刻刀受恒力驅(qū)使下降并勻速穿透待清邊的電池的透明導(dǎo)電層和CIGS吸收層步驟之前，所述機(jī)械刻刀先下降到待清邊的電池表面I?2mm處。
4.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述恒力為I?2N，調(diào)節(jié)精度為0.01N，波動范圍小于5%。
5.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述工作臺上設(shè)有吸附裝置，所述待清邊的電池被吸附在所述工作臺上。
6.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述機(jī)械刻刀的刀頭為鎢鋼材質(zhì)或金剛石材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述機(jī)械刻刀的刀頭與所述待清邊電池的表面垂直度在±5um以內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述機(jī)械刻刀的刃口寬度為2?4mm。
9.如權(quán)利要求1所述的CIGS薄膜太陽能電池留Mo清邊的方法，其特征在于，所述機(jī)械刻刀的刀頭底部平面度在±5um以內(nèi)。
【文檔編號】H01L31/18GK104425645SQ201310389178
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】王振華, 陶尚輝, 楊凱, 劉昌念, 謝建, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司