柔性非晶硅薄膜太阳能技术的柔性太阳能电池制备

Question

如题所述

Answer 1

下面以美国Uni-Solar公司的不锈钢柔性衬底三结非晶硅太阳能电池为例简单介绍卷对卷(roll to roll)生产过程。
将成卷不锈钢带(带磁性)装入专用清洗机中，采用卷对卷方式进行钢带传送，对钢带两个表面同时进行清洗、干燥。首先磁控溅射沉积金属和金属氧化层，以增强衬底的反射率。然后采用等离子体化学气相沉积法(PECVD)沉积非晶硅层，以形成叠层太阳能电池结构，这是整个制造过程中最关键的工艺步骤。对于三结非晶硅太阳能电池来说，需要在已经做好的背反射器的表面连续沉积9层硅基薄膜，包括3个P-I-N结子电池，各分离的反应室之间需要设计独特的气氛隔离室以防止相邻反应室间的气体交叉污染。硅基薄膜沉积完成之后，需在电池顶部沉积铟锡氧化物(ITO)，即透明导电氧化层作为入射光的减反射层。然后需要在光入射一面布置栅线，并根据最后电池的尺寸和形状，进行切割、电极接合、电池切割和电池互联，从而构成具有一定参数的电池组件。该生产线的年产量为30MW，造价为6000万美元，90米长，3米高，以厚度127μm的不锈钢(长2.6km，宽36cm)为衬底.
采用roll to roll技术来制备大面积柔性衬底非晶硅太阳能电池，有以下关键技术问题需要解决：非晶硅薄膜的高速沉积;大面积薄膜生长时的均匀性;各反应室间气体隔离装置的开发;实时监控与诊断等等。整个roll to roll生产线的开发是一个国家综合工业实力和基础的体现。