專利名稱：在薄膜太陽能組件bzo薄膜上固定匯流帶(條)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非晶硅薄膜太陽能電池制造工藝中的匯流帶(或匯流條)引出方法，尤其是一種在BZO (即ZnO B摻硼的氧化鋅)膜層上超聲焊接匯流帶(或者匯流條)的方法，應(yīng)用于屬于太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本文中匯流帶(條)是指匯流帶或者匯流條，其引出是非晶硅薄膜太陽能電池組件生產(chǎn)過程中的一個重要工藝環(huán)節(jié)，在采用BZO (ZnO :B摻硼的氧化鋅)膜層作為薄膜太陽能電池組件透明電極的技術(shù)路線中，一般采用導(dǎo)電膠粘接匯流帶(或者匯流條)并固化的方式，但是此類點(diǎn)膠設(shè)備要求控制精度高(線性度< O. 2mm)，為降低接觸電阻，導(dǎo)電膠需要添加價格昂貴的貴金屬，并且此類光伏用導(dǎo)電膠基本為國外公司所壟斷，造成太陽能電池組件匯流帶(條)引出成本高居不下；此外也有采用壓敏型匯流帶(條)取代導(dǎo)電膠的方法，但 壓敏錫銅條的造價依然高居不下，其在薄膜太陽能電池組件上的使用可靠性需要進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。因此尋找一種成本低廉的在BZO膜層上引出匯流條的方法成為太陽能電池組件技術(shù)領(lǐng)域一個迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種價格低廉的在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其關(guān)鍵技術(shù)在于其采用超聲焊接法進(jìn)行固定，所述超聲焊接法包括以下步驟
1)將匯流帶或匯流條固定在超聲模頭上，將非晶硅薄膜太陽能組件安裝在水平傳輸裝置上，使用特定頻率和功率的超聲波破壞BZO膜層表層的ZnO晶格排列，使其晶格間出現(xiàn)縫隙，同時震蕩超聲波破壞焊接匯流帶或匯流條表面層使其金屬原子產(chǎn)生劇烈運(yùn)動；
在實(shí)際操作過程中超聲波參數(shù)需要嚴(yán)格控制，如果超聲振蕩波頻率和功率過大，會造成BZO膜層表面和內(nèi)部ZnO晶格被破壞，從而造成BZO膜層缺陷態(tài)密度增加，載流子在傳輸中被缺陷復(fù)合的幾率增加，最終降低膜層的光電性能；如果超聲振蕩波頻率和功率過小，會造成匯流帶或匯流條金屬原子填壓到ZnO晶格的縫隙中數(shù)量有限，造成兩者間粘接力不緊密，接觸電阻偏大；因此超聲波的頻率一般為20-60kHz、功率為100-5000W ；
2)然后在一定壓力和速度下將劇烈運(yùn)動的匯流帶或匯流條金屬原子填壓到ZnO晶格的縫隙中，將匯流帶或匯流條超聲壓接在BZO膜層為透明電極的薄膜太陽能電池組件上。為保證填充到ZnO晶格的縫隙中的匯流帶或匯流條金屬原子與ZnO晶格充分接觸，所述模頭壓接壓力為O. 01-0. 5Pa。為避免超聲波作用時間過長在特定區(qū)域造成薄層缺陷、或由于超聲波長作用時間過短造成單位時間超聲波密度偏低引起粘接力不緊密，接觸電阻偏大，所述壓接速度為薄膜太陽能電池組件和超聲波模頭的相對運(yùn)動速度，要求控制在O. 1-lm/s以內(nèi)。上述BZO薄膜為采用LPCVD (即低壓氣相反應(yīng)法)、水熱反應(yīng)法或APCVD (即常壓氣相反應(yīng)法)制備的厚度為1100-2500nm的摻雜硼的ZnO薄膜；
上述非晶硅薄膜太陽能組件為以下任意一種或幾種為非晶硅、非晶硅/非晶硅疊層、非晶硅/非晶硅鍺疊層、非晶硅/非晶硅鍺/非晶硅鍺疊層、非晶硅/微晶硅疊層、非晶硅/微晶硅/微晶硅疊層、硫化鎘、碲化鎘、銅銦錫、銅銦硫、銅銦鎵錫、聚合物太陽能電池、染料敏化薄膜太陽能電池或者其他新型結(jié)構(gòu)太陽能電池。上述匯流帶或匯流條為表面鍍錫銀合金鋁帶。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明采用超聲波焊接工藝，在BZO薄膜為透明電極的薄膜電池上實(shí)現(xiàn)焊接價格相對低廉的匯流帶(條)，不需要使用昂貴的導(dǎo)電膠，同時超聲焊接設(shè)備相對精密點(diǎn)膠設(shè)備價格低得多，焊接后鋁帶與BZO薄膜的粘接力 大于150N/m。米用此方法可以有效降低生產(chǎn)成本,適合大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例I :
首先將非晶硅薄膜太陽能組件固定在水平傳輸裝置(即水平傳送臺)上，然后將厚度為O. 05mm、寬度為Imm的表面鍍錫銀合金鋁帶安裝在超聲模頭上，將頻率為20kHz、功率為IOOff的超聲波直接作用在鋁帶上，同時在模頭壓力為O. OlPa，模頭與非晶硅薄膜太陽能組件相對速度為O. 2 m/s在BZO膜層(厚度IlOOnm)上進(jìn)行超聲波焊接，焊接鋁帶粘接力為1010N/m。實(shí)施例2:
首先將非晶硅薄膜太陽能組件固定在水平傳輸裝置上，然后將厚度為O. 15_、寬度為Imm的表面鍍錫銀合金鋁帶安裝在超聲模頭上，將頻率為30kHz、功率為1000W的超聲波直接作用在鋁帶上，同時在模頭壓力為O. 02Pa，模頭與非晶硅薄膜太陽能組件相對速度為O. 4m/s在BZO膜層(厚度1450nm)上進(jìn)行超聲波焊接，焊接鋁帶粘接力為1540N/m。如果將本實(shí)施例中的BZO膜層，替換為采用LPCVD (低壓氣相反應(yīng)法)、水熱反應(yīng)法或APCVD (常壓氣相反應(yīng)法)制備厚度為1100-2500nm的摻雜硼的ZnO薄膜時，采用上述超聲焊接方式也可以實(shí)現(xiàn)在BZO膜層上焊接鋁帶。實(shí)施例3
首先將非晶硅薄膜太陽能組件固定在水平傳輸裝置上，然后將厚度為O. 3mm、寬度為Imm的表面鍍錫銀合金鋁帶安裝在超聲模頭上，將頻率為60kHz、功率為2200W的超聲波直接作用在鋁帶上，同時在模頭壓力為O. 05Pa，模頭與非晶硅薄膜太陽能組件相對速度為Im/s在BZO膜層(厚度1700nm)上進(jìn)行超聲波焊接，焊接鋁帶粘接力為1730N/m。本實(shí)施例中的非晶硅薄膜太陽能電池組件可為以下任意一種非晶硅/非晶硅疊層、非晶硅/非晶硅鍺疊層、非晶硅/非晶硅鍺/非晶硅鍺疊層、非晶硅/微晶硅疊層、非晶硅/微晶硅/微晶硅疊層、硫化鎘、碲化鎘、銅銦錫、銅銦硫、銅銦鎵錫、聚合物太陽能電池、染料敏化薄膜太陽能電池或者其他新型結(jié)構(gòu)太陽能電池時，由于上述太陽能電池均可采用BZO薄膜作為透明電極，因此采用上述超聲焊接方式均可以實(shí)現(xiàn)在上述這些太陽能電池組件的BZO膜層上焊接鋁帶。綜上所述，我們通過大量的生產(chǎn)試驗(yàn)證明采用本發(fā)明方法后成本 可以大大降低，并且匯流帶(條)的粘接力能完全滿足使用要求。
權(quán)利要求
1.一種在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其特征在于其采用超聲焊接法進(jìn)行固定，所述超聲焊接法包括以下步驟 I)將匯流帶或匯流條固定在超聲模頭上，將非晶硅薄膜太陽能組件安裝在水平傳輸裝置上，使用特定頻率和功率的超聲波破壞BZO膜層表層的ZnO晶格排列，使其晶格間出現(xiàn)縫隙，同時震蕩超聲波破壞焊接匯流帶或匯流條表面層使其金屬原子產(chǎn)生劇烈運(yùn)動； 2)然后在一定壓力和壓接速度下將劇烈運(yùn)動的匯流帶或匯流條金屬原子填壓到ZnO晶格的縫隙中，將匯流帶或匯流條超聲壓接在BZO膜層為透明電極的薄膜太陽能電池組件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其特征在于所述步驟I)中超聲波的頻率為20 60kHz、功率為100 5000W。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其特征在于所述步驟2)中為保證填充到ZnO晶格的縫隙中的匯流帶或匯流條金屬原子與ZnO晶格充分接觸，所述超聲模頭壓接壓力為O. 01-0. 5Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其特征在于步驟2)中所述壓接速度是指薄膜太陽能組件和超聲波模頭的相對運(yùn)動速度，其速度為O. 1-lm/so
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其特征在于所述BZO薄膜為采用低壓氣相反應(yīng)法、水熱反應(yīng)法或常壓氣相反應(yīng)法制備的厚度為1100 2500nm的摻雜硼的ZnO薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其特征在于所述步驟I)中的非晶硅薄膜太陽能組件為非晶硅、非晶硅/非晶硅疊層、非晶硅/非晶硅鍺疊層、非晶硅/非晶硅鍺/非晶硅鍺疊層、非晶硅/微晶硅疊層、非晶硅/微晶硅/微晶硅疊層、硫化鎘、碲化鎘、銅銦錫、銅銦硫、銅銦鎵錫、聚合物太陽能電池、染料敏化薄膜太陽能電池或者其他新型結(jié)構(gòu)太陽能電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，其特征在于所述匯流帶或匯流條為表面鍍錫銀合金鋁帶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在薄膜太陽能組件BZO薄膜上固定匯流帶(條)的方法，采用超聲焊接法，具體是先將匯流帶固定在超聲模頭上，將非晶硅薄膜太陽能組件安裝在水平傳輸裝置上，使用特定頻率和功率的超聲波破壞BZO膜層表層的ZnO晶格排列，使其晶格間出現(xiàn)縫隙，同時震蕩超聲波破壞焊接匯流帶或匯流條表面層使其金屬原子產(chǎn)生劇烈運(yùn)動；然后在一定壓力和速度下將劇烈運(yùn)動的匯流帶金屬原子填壓到ZnO晶格的縫隙中，將匯流帶或匯流條超聲壓接在BZO膜層為透明電極的薄膜太陽能電池組件上。本發(fā)明在BZO薄膜為透明電極的薄膜電池上實(shí)現(xiàn)焊接價格相對低廉的匯流帶(條)，同時超聲焊接設(shè)備相對精密點(diǎn)膠設(shè)備價格低得多，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號B23K20/10GK102825379SQ20121030850
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者倪健雄, 黃躍龍, 王亞麗, 馬云祥, 王曉麗, 劉星 申請人:保定天威薄膜光伏有限公司