CN103280480A - 薄膜太阳能电池基板、薄膜太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄膜太阳能电池基板，该基板包括交替排列的多个陷光区域和多个激光通道区域，其中，所述陷光区域的至少一个表面具有陷光结构，所述激光通道区域的两个表面均呈现平坦状。相应地，本发明还提供了一种基于该基板的薄膜太阳能电池及其制备方法。本发明所提供的基板具有陷光区域以及激光通道区域，利用该基板形成薄膜太阳能电池，可以有效地增强薄膜太阳能电池的陷光效果，简化薄膜太阳能电池的生产工序以及节约原材料，缓解利用溅射或LPCVD法制备前电极时电学特性和光学特性之间相互制约的矛盾，而且与现有的薄膜太阳能电池制备工艺完全兼容。

Description

薄膜太阳能电池基板、薄膜太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池基板、薄膜太阳能电池及其制备方法。

背景技术

2004年后，全球光伏发电产业的飞速发展引发了全球多晶硅供应的持续紧缺，严重地制约了晶体硅电池产业的发展，晶体硅电池企业之间的抢料和价格竞争也随之加剧。与晶体硅电池相比，硅基薄膜太阳能电池具有原材料充裕、能耗小、成本相对低廉的优势。在多晶硅材料瓶颈限制晶体硅电池发展的背景之下，硅基薄膜太阳能电池行业悄然兴起。由于硅基薄膜太阳能电池的温度系数小，弱光效应好，能源收益高等特性，使得硅基薄膜太阳能电池在一些领域得到了广泛地应用，已经成为光伏发电领域的一个重要技术路线。

硅基薄膜太阳能电池存在本征的光致衰减问题，其抗光致衰减的能力或稳定性很大程度上取决于硅本征层的厚度，其中，本征层的厚度越薄，整个电池的稳定性就越好。对叠层硅基薄膜太阳能电池来说，微晶硅底电池的厚度大、沉积速率低，为了提高生产效率、降低生产成本，也希望其厚度越薄越好。解决上述问题的一种有效方法是采用陷光结构。对直接带隙的非晶硅电池来说，陷光结构可以有效降低其厚度。对叠层硅基薄膜太阳能电池中的非直接带隙的微晶硅材料来说，要在尽量薄的材料中尽可能多地吸收利用太阳光，陷光结构更是必不可少的。陷光结构可以通过增加入射光在本征层中的光程来，以达到增强吸收太阳光的目的，从而降低电池本征层的厚度，提高短路电流密度，对于提升叠层电池的性能是非常重要的。

目前，在生产硅基薄膜太阳能电池这种叠层电池的过程中，通常采用平板玻璃作为硅基薄膜太阳能电池的基板，并选用透明导电氧化物作为前电极的材料，例如ZnO。

一般地，若使用溅射法生长ZnO透明导电膜作为前电极，该ZnO透明导电膜的表面是平坦的，并不具有任何陷光结构。因此，通常需要后续利用酸溶液湿刻蚀该ZnO透明导电膜形成具有一定陷光性能的绒面陷光结构。如果希望达到20%的雾度，需要在该ZnO透明导电膜上刻蚀掉约50-200nm厚的ZnO材料。这种制作陷光结构的制备工艺和设备都非常复杂并难控制，且会造成宝贵的ZnO材料的浪费，不利于节约成本和简化生产流程。

若利用低压化学汽相淀积（LPCVD）方法在基板上形成ZnO透明导电膜，该ZnO透明导电膜的表面形貌将呈微小的金子塔形状，因此可以获得良好的陷光结构。但该陷光结构有很强的波长选择性，即，对短波长的光有良好的光陷作用，但对叠层太阳能电池所需的长波（红外区域）光陷作用非常有限。因此导致叠层太阳能电池的电学特性和光学特性之间的相互制约。对长波长光的光陷作用的局限性可以被认为是LPCVD制备ZnO透明导电膜的先天性缺陷。

寻找更加简单有效的陷光技术以克服上述缺陷已成为光伏领域业内研究者关注的焦点。有人提出利用晶体硅组件常用的压花玻璃做基板来预先制备出陷光结构，这种方法在小面积电池上取得了很好的效果。但是，这种方法对于薄膜太阳能电池来说缺乏实用性。这是因为，在制备过程中需要使用分隔法将薄膜太阳能电池分隔成设计好的子电池单元，并在子电池单元与子电池单元间形成串联结构以达到提高开路电压，降低电流损耗的目的。也就是说，必须进行分隔串联才能形成实用的薄膜太阳能电池组件。其中，分隔是利用激光透过基板依次对前电极层、光电转换层以及背电极层进行划线来实现的。如果采用压花玻璃做基板制备薄膜太阳能电池组件，激光透过压花玻璃时激光会被散射掉，无法形成聚焦的光束进行划线操作。因此，使用压花玻璃作为基板的方案无法用于薄膜太阳能电池组件的制备。

发明内容

为实现本发明的目的提供了一种薄膜太阳能电池基板、以及基于该电池基板的薄膜太阳能电池及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种薄膜太阳能电池基板，所述基板包括交替排列的多个陷光区域和多个激光通道区域，其中，所述陷光区域的至少一个表面具有陷光结构，所述激光通道区域的两个表面均呈现平坦状。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种薄膜太阳能电池的制备方法，该制备方法包括：

在前述基板上形成前电极层；

透过所述基板的激光通道区域对所述前电极层进行第一激光刻划，形成贯穿所述前电极层的第一沟槽；

在所述前电极层上形成光能转换层；

透过所述基板的激光通道区域对所述光能转换层进行第二激光刻划，形成贯穿所述光能转换层的第二沟槽；

在所述光能转换层上形成背电极层；

透过所述基板的激光通道区域对所述光能转换层和所述背电极层进行第三激光刻划，形成贯穿所述光能转换层和所述背电极层的第三沟槽。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种薄膜太阳能电池，包括基板、前电极层、光能转换层、背电极层以及第三沟槽，其中：

所述前电极层位于所述基板上，且具有多个贯穿其自身的第一沟槽；

所述光能转换层位于所述前电极层上且对所述第一沟槽进行填充，其具有多个贯穿其自身的第二沟槽；

所述背电极层位于所述光能转换层上且对所述第二沟槽进行填充；

所述第三沟槽贯穿所述背电极层以及所述光能转换层，其中：

所述基板采用前述基板，且所述第一沟槽、所述第二沟槽以及所述第三沟槽位于所述基板的激光通道区域之上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)利用具有陷光结构的基板制备薄膜太阳能电池，有利于增加入射光在薄膜太阳能电池内部的光程，从而有效地降低光能转换层的厚度、提高薄膜太阳能电池的短路电流密度、增加电池的光电转换效率以及提升电池的性能。

(2)由于基板上具有陷光结构可以达到良好的陷光效果，所以，在后续的薄膜太阳能电池的制备过程中，若采用溅射法形成前电极层，则无需再对前电极层进行腐蚀处理以在其表面获得绒面结构，从而可以简化电池生产的流程以及节约生产成本；若采用LPCVD法形成前电极层，则可以有效地提高对长波（红外区域）的陷光效果，特别是对于叠层薄膜太阳能电池效果尤佳。

(3)由于基板上具有激光通道区域，允许激光刻划操作，因此与现有的薄膜太阳能电池的制备工艺完全兼容。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1(a)为根据本发明的薄膜太阳能电池基板的结构示意图；

图1(b)为图1(a)所示薄膜太阳能电池基板的截面结构示意图；

图2为根据本发明一个优选实施例的基板表面的压花结构的横截面示意图；

图3为根据本发明的薄膜太阳能电池的制备方法的流程图；

图4(a)至图4(g)为按照图3所示流程制备薄膜太阳能电池的各个阶段的剖面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种薄膜太阳能电池基板。图1(a)为根据本发明的薄膜太阳能电池基板的结构示意图，图1(b)为图1(a)所示薄膜太阳能电池基板的截面结构示意图。如图1(a)和图1(b)所示，所述基板包括交替排列的多个陷光区域100和多个激光通道区域110，其中，所述陷光区域100的至少一个表面具有陷光结构，所述激光通道区域110的两个表面均呈平坦状。

具体地，用于形成薄膜太阳能电池基板的材料具有透光的特性，从而使得入射的太阳光通过基板进入到薄膜太阳能电池的内部，实现光电转换的过程。在本实施例中，所述薄膜太阳能电池基板的材料为低铁高透光光伏玻璃。本领域的技术人员应该可以理解的是，薄膜太阳能电池基板的材料不应仅限于上述低铁高透光光伏玻璃，还可以是其他类型的玻璃或透明聚合物，为了简明起见，在此不再一一列举。

下面，将以低铁高透光光伏玻璃为例对本发明所提供的薄膜太阳能电池基板进行说明。

如图1(a)和图1(b)所示，所述低铁高透光光伏玻璃基板包括多个陷光区域100以及多个激光通道区域110，其中，所述陷光区域100与所述激光通道区域110交替排列。在一个优选实施例中，所述陷光区域100和所述激光通道区域110相互平行，且所述陷光区域100和所述激光通道区域110的长边均平行于所述低铁高透光光伏玻璃基板的边缘（即低铁高透光光伏玻璃基板的长边或短边）。每一所述陷光区域100均呈现为长条形状，其宽度（L1）取决于子电池单元宽度的设计需求。所述激光通道区域110的宽度（L2）范围通常为250-2000μm。以一个具体实施例说明，低铁高透光光伏玻璃基板的长、宽、高分别为1300mm、1100mm、3.2mm，陷光区域100的数目为128，即对应128个子电池单元。陷光区域100与激光通道区域110交替排列，且陷光区域100与激光通道区域110的长边平行于低铁高透光光伏玻璃基板的长边。每一所述陷光区域100的宽度（L1）均为8.06523mm，所述激光通道区域110的宽度（L2）均为0.4mm，由于陷光区域100与激光通道区域110的长边均平行于低铁高透光光伏玻璃基板的长边，因此其二者的长度均为1300mm。

需要说明的是，此处低铁高透光光伏玻璃基板与128个子电池单元相对应只是举例，在实际应用中，陷光区域100的具体数目由子电池单元的具体数目决定，而子电池单元的具体数目由薄膜太阳能电池组件的开路电压的实际要求所决定。此外，所述陷光区域100的具体形状也是由实际应用中子电池单元形状的设计需求决定，并不限于上述举例中的平行于低铁高透光光伏玻璃基板边缘的长条形状，为了简明起见，在此不再一一赘述。

在所述陷光区域100的表面上具有陷光结构。在本实施例中，所述陷光结构为通过对低铁高透光光伏玻璃的非锡面进行辊压而在陷光区域100的表面所形成的压花结构。在其他实施例中，也可以是对低铁高透光光伏玻璃的锡面进行辊压而在陷光区域100的表面所形成的压花结构，又或者是对低铁高透光光伏玻璃的两个表面均进行辊压而在陷光区域100的表面所形成的压花结构。需要说明的是，根据压花模具的不同，可以在低铁高透光光伏玻璃的表面形成多种不同形状的陷光结构。优选地，所述压花结构通常由具有几何形状的凹坑按照一定规律排列构成，且该凹坑的尺寸一般较小，以达到良好的陷光效果。在一个优选实施例中，所述凹坑的形状为倒圆锥体，该倒圆锥体的底面直径为0.25mm，高为0.25mm，在低铁高透光光伏玻璃陷光区域100的表面呈蜂窝状紧密排列，相邻的所述凹坑之间的间隔为0.25mm，其中，蜂窝状紧密排列的该凹坑的横截面示意图请参考图2。在实际加工中，由于工艺水平的限制和误差，凹坑并非严格地具有规则的形状，只要尺寸偏差在工艺允许的范围内（比如50μm）即可。在其他实施例中，所述凹坑还可以是其他形状，为了简明起见，在此不再一一列举。

本领域的技术人员可以理解的是，除了利用辊压的方法之外，还可以采用化学刻蚀等适合的方法在低铁高透光光伏玻璃的表面上形成例如微小金字塔形状的陷光结构。

与现有技术相比，本发明所提供的薄膜太阳能电池基板具有以下优点：

(1)本发明所提供的基板具有与子电池单元相对应的陷光区域、以及具有平坦表面的激光通道区域。其中，激光通过平坦表面的激光通道区域时可以形成聚焦的光束而不会被散射掉，因此，该基板可以应用于薄膜太阳能电池的制备中，且与现有技术中薄膜太阳能电池的制备工艺完全兼容。而基板表面的陷光区域有利于薄膜太阳能电池获得良好的陷光效果，提高光电转换效率。

(2)本发明所提供的基板结构简单，易于制造。

根据本发明的另一方面，还提供了一种薄膜太阳能电池的制备方法。图3为根据本发明的薄膜太阳能电池的制备方法的流程图。图4(a)至图4(g)为按照图3所示流程制备薄膜太阳能电池的各个阶段的剖面示意图。下面，将结合图4(a)至图4(g)对本发明所提供的薄膜太阳能电池的制备方法进行说明。如图3所示，该制备方法包括以下步骤：

在步骤S101中，在前述的基板上形成前电极层200。

具体地，如图4(a)所示，利用例如低压化学气相沉积（LPCVD）或磁控溅射等方法在基板上形成前电极层200，其中，所述基板采用的是本发明所提供的薄膜太阳能电池基板。即，所述基板包括交替排列的多个陷光区域100和多个激光通道区域110，其中，所述陷光区域100的至少一个表面具有陷光结构，所述激光通道区域110的两个表面均呈现平坦状。前文已经对该基板的结构以及材料等进行了详细地描述，为了简明起见，在此不再重复进行描述。所述前电极层200可以形成在所述基板的任何一个表面上，优选地，形成在具有陷光结构的表面上。在本实施例中，所述前电极层200的材料为透明导电氧化物（TCO），例如ZnO、SnO等。

在步骤S102中，透过所述基板的激光通道区域110对所述前电极层200进行第一激光刻划，形成贯穿所述前电极层200的第一沟槽210。

具体地，前电极层200形成后，利用激光对该前电极层200进行第一激光刻划。如图4(b)所示，在进行第一激光刻划时，激光从所述基板作为进光面的一侧透过激光通道区域110的表面进入基板（激光射入方向如图中箭头方向所示）。由于激光通道区域110表面是平坦的，因此激光通过该激光通道区域110时可以形成聚焦的光束，该光束穿过激光通道区域110后，作用于前电极层200，形成贯穿该前电极层200的第一沟槽210，如图4(c)所示。所述第一沟槽210的宽度范围约为30-50μm。执行第一激光刻划时，需要采用对于前电极层200来说具有高吸收性的激光。在本实施例中，采用波长为1064mm的红外激光或355nm紫外激光进行所述第一激光刻划。

在步骤S103中，在所述前电极层200上形成光能转换层300。

具体地，如图4(d)所示，在形成有第一沟槽210的前电极层200上形成光能转换层300。材料上，所述光能转换层300优选采用非晶硅（a-Si）。结构上，所述光能转换层300可以是一层也可以是叠加设置的多层结构。形成光能转换层300为本领域技术人员所熟悉的工艺，在此不再赘述。在光能转换层300形成的过程中，前电极层200上的第一沟槽210被部分光能转换层300所填充。

在步骤S104中，透过所述基板的激光通道区域110对所述光能转换层300进行第二激光刻划，形成贯穿所述光能转换层300的第二沟槽310。

具体地，光能转换层300形成后，利用激光对该光能转换层300进行第二激光刻划。执行第二激光刻划时，需要采用对于前电极层200来说具有高透过性、而对于光能转换层300来说具有高吸收性的激光。在本实施例中，采用波长为532mm的绿激光进行所述第二激光刻划。如图4(d)所示，在进行第二激光刻划时，激光从所述基板作为进光面的一侧透过激光通道区域110的表面进入基板（激光射入方向如图中箭头方向所示），该激光形成的光束穿过激光通道区域110以及前电极层200后，作用于光能转换层300，在所述第一沟槽210的同向旁侧形成贯穿该光能转换层300的第二沟槽310，如图4(e)所示。所述第二沟槽310与所述第一沟槽210之间的间隔约为100μm。所述第二沟槽310的宽度范围约为30-50μm。

在步骤S105中，在所述光能转换层300上形成背电极层400。

具体地，如图4(f)所示，在形成有第二沟槽310的光能转换层300上，利用例如低压化学气相沉积（LPCVD）、磁控溅射等方法在所述光能转换层300上沉积透明导电氧化物（TCO）以形成背电极层400，又或者，利用溅射、物理气相沉积（PVD）等技术沉积金属材料以形成背电极层400。由于光能转换层300上存在第二沟槽310，因此，部分透明导电氧化物或金属材料会进入至第二沟槽310中，形成与前电极层200连接的背电极层400。

在步骤S106中，透过所述基板的激光通道区域110对所述光能转换层300和所述背电极层400进行第三激光刻划，形成贯穿所述光能转换层300和所述背电极层400的第三沟槽410。

具体地，背电极层400形成后，利用激光对该背电极层400进行第三激光刻划。执行第三激光刻划时，需要采用对于前电极层200来说具有高透过性、而对于光能转换层300和背电极层400来说具有高吸收性的激光。在本实施例中，采用波长为532mm的绿激光进行所述第三激光刻划。如图4(f)所示，在进行第三激光刻划时，激光从所述基板作为进光面的一侧透过激光通道区域110的表面进入基板（激光射入方向如图中箭头方向所示），该激光形成的光束穿过激光通道区域110以及前电极层200后，作用于光能转换层300以及背电极层400，在所述第二沟槽310的同向旁侧形成贯穿该光能转换层300以及背电极层400的第三沟槽410，如图4(g)所示。所述第三沟槽410与所述第二沟槽310之间的间隔约为100μm。所述第三沟槽410的宽度范围约为30-50μm。

执行第三激光刻划后，形成了多个串联的子电池单元，该多个子电池单元是通过第三沟槽410分隔形成。如图4(g)所示，相邻的两个第三沟槽410之间的部分为一个子电池单元，该子电池单元具有前电极层200、光能转换层300以及背电极层400。该子电池单元的背电极层400通过贯穿该光能转换层300的第二沟槽310与相邻的子电池单元的前电极层200连接，从而实现了多个子电池单元的串联。

在步骤S106之后，还要进一步执行激光除边、引出电池正负电极以及利用例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和玻璃背板对电池进行层压的步骤，以形成薄膜太阳能电池组件。由于除边、引出电极以及层压均为本领域技术人员所熟悉的工艺，因此，为了简明起见，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明所提供的薄膜太阳能电池的制备方法具有以下优点：

(1)利用具有陷光结构的基板制备薄膜太阳能电池，有利于增加入射光在薄膜太阳能电池内部的光程，从而有效地降低光能转换层的厚度、提高薄膜太阳能电池的短路电流密度、增加电池的光电转换效率以及提升电池的性能。

(2)由于基板上具有陷光结构可以达到良好的陷光效果，所以，在后续的薄膜太阳能电池的制备过程中，若采用溅射法形成前电极层，则无需再对前电极层进行腐蚀处理以在其表面获得绒面结构，从而可以简化电池生产的流程以及节约生产成本；若采用LPCVD法形成前电极层，则可以有效地提高对长波（红外区域）的陷光效果，特别是对于叠层薄膜太阳能电池效果尤佳。

(3)由于基板上具有激光通道区域，允许激光刻划操作，因此本发明所提供的制备方法可以与现有的薄膜太阳能电池的制备工艺完全兼容。

相应地，本发明还提供了一种薄膜太阳能电池。图4(g)为本发明所提供的薄膜太阳能电池的剖面示意图。如图所示，本发明所提供的薄膜太阳能电池包括基板、前电极层200、光能转换层300、背电极层400以及第三沟槽410，其中，所述基板采用的是本发明所提供的薄膜太阳能电池基板，所述前电极层200位于所述基板上，且具有多个贯穿其自身的第一沟槽210；所述光能转换层300位于所述前电极层200上且对所述第一沟槽210进行填充，其具有多个贯穿其自身的第二沟槽310；所述背电极层400位于所述光能转换层300上且对所述第二沟槽310进行填充；所述第三沟槽410贯穿所述背电极层400以及所述光能转换层300；所述第一沟槽210、所述第二沟槽310以及所述第三沟槽410位于所述基板的激光通道区域110之上。

具体地，所述基板采用的是本发明所提供的基板。即，所述基板包括交替排列的多个陷光区域100和多个激光通道区域110，其中，所述陷光区域100的至少一个表面具有陷光结构，所述激光通道区域110的两个表面均呈现平坦状。前文已经对该基板的结构以及材料等进行了详细地描述，为了简明起见，在此不再重复进行描述。

所述前电极层200位于所述基板上。所述前电极层200可以位于所述基板的任何一个表面上，优选地，位于具有陷光结构的表面上。所述前电极层200的材料为透明导电氧化物（TCO），例如ZnO、SnO等。所述前电极层200具有贯穿其自身的多个第一沟槽210，该多个第一沟槽210间隔排列。在本实施例中，所述第一沟槽210的数目与基板激光通道区域110的数目相同，且所述第一沟槽210与基板的激光通道区域110一一对应，即，每一所述第一沟槽210均位于与其相对应的激光通道区域110之上。在本实施例中，所述第一沟槽210的宽度范围约为30-50μm。

所述光能转换层300位于所述前电极层200上，且部分所述光能转换层300填充在前电极层200的第一沟槽210内。材料上，所述光能转换层300优选采用非晶硅（a-Si）。结构上，所述光能转换层300可以是一层也可以是叠加设置的多层结构。所述光能转换层300具有贯穿其自身的多个第二沟槽310。在本实施例中，所述第二沟槽310的数目与基板激光通道区域110的数目相同，且所述第二沟槽310与第一沟槽210以及基板的激光通道区域110分别一一对应，即，每一所述第二沟槽310均位于与其相对应的激光通道区域110之上，且均位于与其相对应的第一沟槽210的同向旁侧。在本实施例中，所述第二沟槽310的宽度范围约为30-50μm。所述第二沟槽310与第一沟槽210之间的间隔约为100μm。

所述背电极层400位于所述光能转换层300上，且部分所述背电极层400填充在光能转换层300的第二沟槽310内。所述背电极层400的材料可以是透明导电氧化物，还可以是金属材料。

本发明所提供的薄膜太阳能电池还包括第三沟槽410，该第三沟槽410的主要作用是对薄膜太阳能电池中的子电池单元进行分隔。所述第三沟槽410贯穿所述背电极层400和光能转换层300。在本实施例中，所述第三沟槽410的数目与基板激光通道区域110的数目相同，且所述第三沟槽410与第一沟槽210、第二沟槽310以及基板的激光通道区域110分别一一对应，即，每一所述第三沟槽410均位于与其相对应的激光通道区域110之上，且均位于与其相对应的第一沟槽210以及第二沟槽310的同向旁侧。在本实施例中，所述第三沟槽410的宽度范围约为30-50μm。所述第三沟槽410与第二沟槽310之间的间隔约为100μm。

所述第一沟槽210的存在实现了对前电极层200的分隔，所述第三沟槽310的存在实现了对光能转换层300和背电极层400的分隔，从而形成了多个独立的子电池单元。每一子电池单元均具有前电极层200、光能转换层300以及背电极层400，且该子电池单元的背电极层400通过贯穿该光能转换层300的第二沟槽310与相邻的子电池单元的前电极层200连接，从而实现了多个子电池单元的串联。

本发明所提供的薄膜太阳能电池其基板表面具有陷光结构，可以增加入射光在薄膜太阳能电池内部的光程，从而有效地降低光能转换层的厚度、提高薄膜太阳能电池的短路电流密度、增加电池的光电转换效率以及提升电池的性能。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (19)

1.一种薄膜太阳能电池基板，其特征在于：

所述基板包括交替排列的多个陷光区域（100）和多个激光通道区域（110），其中，所述陷光区域（100）的至少一个表面具有陷光结构，所述激光通道区域（110）的两个表面均呈平坦状。

2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述激光通道区域（110）的长边平行于所述基板的边缘。

3.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述激光通道区域（110）的宽度为250-2000μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板，其特征在于：

所述基板为低铁高透光光伏玻璃；

所述陷光结构为通过对所述低铁高透光光伏玻璃的非锡面进行辊压所形成的压花结构。

5.根据权利要求4所述的基板，其特征在于：

所述压花结构为具有几何形状的凹坑，该凹坑在所述低铁高透光光伏玻璃表面呈蜂窝状紧密排列。

6.根据权利要求5所述的基板，其特征在于：

所述凹坑的形状为倒圆锥体，该倒圆锥体的底面直径为0.25mm，高为0.25mm；相邻的所述凹坑之间的间隔为0.25mm。

7.一种薄膜太阳能电池的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

在如权利要求1至6所述的基板上形成前电极层（200）；

透过所述基板的激光通道区域（110）对所述前电极层（200）进行第一激光刻划，形成贯穿所述前电极层（200）的第一沟槽（210）；

在所述前电极层（200）上形成光能转换层（300）；

透过所述基板的激光通道区域（110）对所述光能转换层（300）进行第二激光刻划，形成贯穿所述光能转换层（300）的第二沟槽（310）；

在所述光能转换层（300）上形成背电极层（400）；

透过所述基板的激光通道区域（110）对所述光能转换层（300）和所述背电极层（400）进行第三激光刻划，形成贯穿所述光能转换层（300）和所述背电极层（400）的第三沟槽（410）。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在如权利要求1至6所述的基板上形成前电极层（200）的步骤包括：

在所述基板具有陷光结构的表面上形成前电极层（200）。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：

所述第二沟槽（310）位于所述第一沟槽（210）的同向旁侧；

所述第三沟槽（410）位于所述第二沟槽（310）的同向旁侧。

10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：

所述第一沟槽（210）、所述第二沟槽（310）、所述第三沟槽（410）的宽度范围为30-50μm。

11.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：

所述第一沟槽（210）、所述第二沟槽（310）、所述第三沟槽（410）之间的间隔为100μm。

12.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：

采用波长为1064mm的红外激光或355nm紫外激光进行所述第一激光刻划；

采用波长为532mm的绿激光进行所述第二激光刻划以及所述第三激光刻划。

13.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：

所述前电极层（200）的材料为透明导电氧化物；

所述光能转换层（300）的材料为非晶硅；

所述背电极层（400）的材料为金属或透明导电氧化物。

14.一种薄膜太阳能电池，包括基板、前电极层（200）、光能转换层（300）、背电极层（400）以及第三沟槽（410），其中：

所述前电极层（200）位于所述基板上，且具有多个贯穿其自身的第一沟槽（210）；

所述光能转换层（300）位于所述前电极层（200）上且对所述第一沟槽（210）进行填充，其具有多个贯穿其自身的第二沟槽（310）；

所述背电极层（400）位于所述光能转换层（300）上且对所述第二沟槽（310）进行填充；

所述第三沟槽（410）贯穿所述背电极层（400）以及所述光能转换层（300），其特征在于：

所述基板为权利要求1至6所述的基板，且所述第一沟槽（210）、所述第二沟槽（310）以及所述第三沟槽（410）位于所述基板的激光通道区域（110）之上。

15.根据权利要求14所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：

所述前电极层（200）位于所述基板具有陷光结构的表面上。

16.根据权利要求14或15所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：

所述第二沟槽（310）位于所述第一沟槽（210）的同向旁侧；

所述第三沟槽（410）位于所述第二沟槽（310）的同向旁侧。

17.根据权利要求14或15所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：

所述第一沟槽（210）、所述第二沟槽（310）、所述隔离槽（410）的宽度范围为30-50μm。

18.根据权利要求14或15所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：

所述第一沟槽（210）、所述第二沟槽（310）、所述隔离槽（410）之间的间隔为100μm。

19.根据权利要求14或15所述的薄膜太阳能电池，其特征在于：

所述前电极层（200）的材料为透明导电氧化物；

所述光能转换层（300）的材料为非晶硅；

所述背电极层（400）的材料为金属或透明导电氧化物。

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