非晶硅薄膜电池激光工艺介绍
非晶硅太阳能电池生产工艺流程
一、薄膜电池种类：
非晶硅（a-Si）—纳晶硅（nc-Si）—微晶硅（μc-Si）—多晶硅（poly-Si）碲化镉（CdTe）—铜铟镓硒（CuInGaSe）—染料（T i O2）—陶瓷—有机
二、非晶硅薄膜电池的结构：载体（玻璃）—导电膜（正极）—非晶硅（a-Si）
（p-i-n）—金属膜（负极）
三、导电膜（TCO）种类：SnO2——硬膜；ZnO或ITO——软膜
四、非晶硅层结构种类：a-Si——a-Si / a-Si——a-Si / a-SiGe——a-Si /
a-SiGe / a-SiGe——poly-Si——a-Si /poly-Si
五、金属膜种类：Al——Ag——ZnO
六、膜层形成方式：TCO——化学沉积（喷涂）；a-Si——气相沉积；Al
——磁控溅射
七、膜层厚度：TCO——0.7～0.8μm；a-Si——0.3～0.5μm；Al—
—0.8～1μm
八、切割使用激光波长：TCO——1064 nm；a-Si /Al——532 nm
九、非晶硅薄膜电池膜层结构及切割要求示意：
十、封装：双层玻璃，EVA夹层，层压封装；或贴PVC防护膜；或涂光洁树脂
等。
十一、测试：负载匹配、数据采集、光源脉宽、响应时间。
十二、主要生产工艺流程（如下）。
非晶硅薄膜太阳能电池概要课件
定义与特性
定义
非晶硅薄膜太阳能电池是一种利 用非晶硅材料制成的太阳能电池 。
特性
具有轻便、柔韧、可折叠等优点 ，同时制造成本较低，适合大规 模生产。
工作原理
01பைடு நூலகம்
02
03
光吸收
非晶硅薄膜能够吸收太阳 光并将其转换为电能。
电极
通过电极将产生的电流导 出，实现电能的有效利用 。
染料敏化太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池与染料敏化太 阳能电池相比，具有更高的光电转换 效率和更长的使用寿命，但制造成本 较高。
03
非晶硅薄膜太阳能 电池的制造工艺
硅烷气体选择
硅烷气体是制造非晶硅薄膜太阳能电池的关键原料之一，其纯度对电池的性能和稳 定性有着至关重要的影响。
选择高纯度的硅烷气体可以减少杂质和缺陷，提高非晶硅薄膜的质量和光电性能。
非晶硅薄膜太阳能电 池概要课件
目录
CONTENTS
• 非晶硅薄膜太阳能电池简介 • 非晶硅薄膜太阳能电池的优势与
局限 • 非晶硅薄膜太阳能电池的制造工
艺 • 非晶硅薄膜太阳能电池的应用与
前景
目录
CONTENTS
• 非晶硅薄膜太阳能电池的挑战与 解决方案
• 非晶硅薄膜太阳能电池的实际案 例分析
01
反应温度与压强控制
制造非晶硅薄膜太阳能电池需要在一定 的温度和压强条件下进行。
温度和压强对非晶硅薄膜的结构、性能 和光电性能有着直接的影响。通过精确 控制温度和压强，可以优化非晶硅薄膜 的结构，提高其光电转换效率和稳定性
。
通常需要在较低的温度和压强条件下进 行非晶硅薄膜的合成，以减少缺陷和杂
质，提高其质量。
精编【工艺技术】主要薄膜光伏电池非微晶硅CIGS技术及制备工艺介绍
【工艺技术】主要薄膜光伏电池非微晶硅CIGS技术及制备工艺介绍xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv主要薄膜光伏电池（非/微晶硅、CIGS）技术及制备工艺介绍第一章薄膜光伏电池技术及发展概况简述一、全球主要薄膜光伏电池技术简介图：薄膜光伏电池结构二、薄膜光伏电池发展概况（一）非晶硅薄膜电池的大规模应用堪忧中国有超过20 家非晶硅薄膜电池厂商，共约1.1GW 产能，其中800MW的转换效率为6%-7%，300MW 的转换效率高于8.5%，最高的转换效率可以达到9%-10%，生产成本为约0.8 美元/W。
如果非晶硅薄膜电池的转换效率为10％，组件的价格低于晶体硅电池的75％，才有竞争力。
随着今年晶硅电池成本的下降和转换效率的稳步提升，2010 年7月，美国应用材料公司(Applied Materials)宣布，停止向新客户销售其SunFab 系列整套非晶硅薄膜技术。
8 月，无锡尚德叫停旗下的非晶硅薄膜太阳能组件生产线的业务。
非晶硅薄膜电池要继续扩张市场份额，还需要突破其转换率低和衰减性等问题，建立市场信心。
另外，非晶硅薄膜电池在半透明BIPV 玻璃幕领域具有相对优势，但目前BIPV 仍面临透光度和转换效率的两难困境，大规模应用尚未推行，非晶硅薄膜电池前景堪忧。
（二）CdTe薄膜电池难以成为国内企业的发展重点CdTd 薄膜电池方面，美国First Solar 一枝独秀。
First Solar 组件效率已达11％，成本降低到0.76 美元/W，在所有太阳电池中成本最低。
First Solar 今年产能约1.4GW,预计2011、2012 年分别达到2.1GW 、2.7GW。
在电池制造技术和装备制造，市场份额和规模效应方面，FirstSolar 已经占据了绝对优势，国内企业难以有较大发展，目前国内介入CdTe 电池的企业仅三家，且均未实现大规模量产。
非晶硅锗薄膜电池生产工艺流程简介
非晶硅锗薄膜电池生产工艺流程简介1.玻璃磨边与清洗一所用的原材料为TCO玻璃，一般薄膜电池所用的TCO玻璃是FTO（SnO:F），AZO(ZnO:Al)，目前，AZO是研发的热点，但是应用到产业化程度还不够，绝大多数薄膜电池厂商仍然采用成熟的FTO玻璃。
目前，FTO玻璃制造技术主要被日本的NSG与AGC 两家公司垄断。
国内能够制造TCO玻璃的有信义、南玻等少数几家公司，但产品性价比目前没有优势。
TCO玻璃到厂后，需要进行磨边处理。
将玻璃的四边有棱的地方磨光滑，四角进行倒角，这样，可以消除玻璃边缘及四角的微裂纹，也便于后道工序手动搬运操作，安全。
磨边机就是普通玻璃加工厂所使用的。
玻璃磨边后，TCO玻璃表面要进行清洗，及清洗一。
用液晶玻璃清洗机即可。
主要清洗步骤涉及喷淋，碱液清洗，去离子风刀吹干。
2.激光划线一与玻璃清洗二TCO玻璃清洗干燥后，需要进行激光划线一。
激光划线一的目的是将TCO玻璃的导电膜划成一定数目的小块区域，各区域称为“cell”，每个cell彼此绝缘，这样，每个cell以后做为一个独立的发电单元，串联起来，不会产生很大的电流。
划断FTO膜现在通用的是用1064nm的红激光。
主流的激光器大部分采用Rofin的，国内购买激光器后，加工成激光划线机，目前，国内激光设备做的份额比较的的有深圳大族激光，武汉三工光电，苏州德龙激光等。
TCO玻璃通过夹子夹住边缘，在直线电机的带动下，做直线往复运动，电池板上方或底部，激光器发出的红激光经过分光，由激光头聚焦在电池板上，通过一定的焦距（DOF），电流，功率的设定，将TCO导电膜划断。
划线速度一般是1m/S。
激光划线后，会产生一些FTO膜残渣，由设备本身自带的排风可以抽走大部分，为了确保进入关键工序CVD的玻璃表面干净，需要进行玻璃二次清洗，即清洗二。
基本清洗步骤同清洗一，这里不用加碱性的清洗剂，可以进行超声波清洗。
3.CVDCVD是整个生产过程的核心，所谓CVD，是化学气相沉积的意思，这里使用的是PECVD，即等离子增强型CVD。
主要薄膜光伏电池技术及制备工艺介绍
主要薄膜光伏电池技术及制备工艺介绍薄膜光伏电池是一种新型的太阳能电池技术，相比于传统的硅片光伏电池，它具有更高的柔韧性、更低的成本和更广泛的应用潜力。
本文将介绍薄膜光伏电池的主要技术和制备工艺。
首先，薄膜光伏电池主要由薄膜光伏材料组成。
目前常见的薄膜光伏材料包括非晶硅、铜铟镓硒和钙钛矿等。
非晶硅是最常见的薄膜材料，具有较高的效率和较长的使用寿命；铜铟镓硒则具有较高的光吸收能力和较高的效率；钙钛矿则具有优异的光电转化效率和低成本制备的特点。
其次，薄膜光伏电池的制备工艺包括材料制备、器件结构设计和组装等环节。
在材料制备方面，常用的方法包括物理气相沉积、化学气相沉积和溶液法等。
物理气相沉积是一种将材料蒸发到衬底上后再结晶形成薄膜的方法，化学气相沉积则是通过反应气体在衬底表面上生成薄膜。
溶液法则是将溶液均匀涂敷在衬底上，将溶液中的成分通过烘烤或其他方式结晶成薄膜。
器件结构设计是薄膜光伏电池制备的关键环节之一。
不同的薄膜材料有不同的结构设计，常见的结构包括单接触结构、双接触结构和多接触结构。
单接触结构是将薄膜材料直接沉积在透明导电玻璃上，双接触结构则是在透明导电玻璃上先沉积一层反射层，再沉积薄膜材料。
多接触结构则是在薄膜材料上层添加一层稳定层，来提高电池的稳定性和效率。
最后，薄膜光伏电池的组装是将制备好的薄膜光伏材料封装在太阳能电池片中。
目前常见的封装方法包括激光封装、胶封装和真空封装等。
激光封装是利用激光将薄膜光伏材料与太阳能电池片粘合在一起，胶封装则是利用粘合剂将两者粘合在一起，真空封装则是在真空环境下将两者粘合在一起。
总之，薄膜光伏电池是一种具有广阔市场应用前景的太阳能电池技术。
通过合理的材料选择、器件设计和制备工艺，薄膜光伏电池可以实现更高的效率和更低的成本，为清洁能源的发展做出重要贡献。
续上文，继续探讨薄膜光伏电池技术及制备工艺的相关内容：除了材料的选择和制备工艺，薄膜光伏电池的性能和效率也受到电池结构的影响。
非晶硅薄膜太阳电池制备工艺
电池的光电转换效率计算
补充
测试环境
标准条件（STC） • 光强：光功率密度为1000W/m2 • 光谱特征：AM1.5 • 环境温度：25℃
组件效率Eff 计算
Eff =Pm/（1000W/m2×组件面积) 例如公司电池片输出功率为480W，面积为5.7m2 ， 则效率η=480/(1000*5.7)=8.42% Stable Eff & Initial Eff Initial Eff 初始最大输出功率 稳定最大输出功率 Stable Eff LID (初始功率-稳定功率)/初始功率
掩膜镀铝
a-Si切割
总结
2、光致衰退的概念？
非晶硅电池在强光下照射数小时，电性能下降并逐渐趋于稳定； 若样品在160℃下退火，电学性能可恢复原值(S-W效应)V测试：
通过上述各道工序，非晶硅电池芯板已形成，需进行IV测试， 以获得电池板的各个性能参数，通过对各参数的分析，来判断莫 道工序是否出现问题，便于提高电池的质量。
⑿ 热老化：
将经IV测试合格的电池芯板置于热老化炉内，进行110℃/12h
热老化，热老化的目的是使铝膜与非晶硅层结合得更加紧密，减小
电池内部串联而成。 激光刻划时a-Si膜朝下
刻划要求： 线宽（光斑直经）＜100um 与SnO2刻划线的线距＜100um 直线度 线速＞500mm/S
⑼ 镀铝
镀铝的目的是形成电池的背电极，它既是各单体电池的负极，又是 各子电池串联的导电通道，它还能反射透过a-Si膜层的部分光线，以增 加太阳能电池对光的吸收。 • 镀铝有2种方法： 一是蒸发镀铝：工艺简单，设备投入小，运行成本低，但膜层均匀性 差，牢固度不好，掩膜效果难保证，操作多耗人工，仅适用小面积镀铝。 二是磁控溅射镀铝：膜层均匀性好，牢固，质量保证，适应小面积镀 铝，更适应大面积镀铝，但设备投资大，运行成本稍高。 • 每节电池铝膜分隔有2种方法： 一是掩膜法：仅适用于小面积蒸发镀铝 二是绿激光刻划法：既适用于磁控溅射镀铝，也适用于蒸发镀铝。
非晶硅薄膜太阳能电池工艺-PECVD
激光划线机2（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻非晶硅a-Si，使用的532 纳米波长的绿激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 刻膜线总线宽）、划非刻晶硅线薄膜P宽太EC阳V、能D电系池工统艺- 产能（MW/年）
磁控溅射系统（主要设备）
TCO
• TCO（Transparent conducting oxide）玻璃，即透明导电 氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀 膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括 In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
• TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，现在ITO类型的导 电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年， 晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展， 目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10％，光 伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速 增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。
非晶硅薄膜太阳能电池工艺PECVD
光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求
• 1.光谱透过率 • 2.导电性能 • 3.雾度 • 4.激光刻蚀性能 • 5.耐气候性与耐久性
非晶硅薄膜太阳能电池工艺PECVD
光谱透过率
• 为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜 玻璃一定要保持相对较高的透过率。目前， 产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池， 并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。 因此，非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更 多的太阳光，提高转换效率，即将成为薄 膜电池的主流产品。
• 参考文献： • 陈冶明． 非晶半导体材料和器件EM]． 北京：科学出版
社，1991．166～415． • Ying Xuantong，Feldman A ，Farabaugh E N．Fitting of
非晶硅薄膜太阳电池材料特性及PN结
05
性能优化与改进
提高光电转换效率
优化材料结构
通过调整非晶硅薄膜的化学成分 和结构，提高光吸收能力和载流 子收集效率，从而提高光电转换 效率。
表面绒面结构
采用特殊的表面处理技术，形成 绒面结构，增加光在表面的散射 和反射，延长光程，提高光吸收。
叠层结构
将多个非晶硅薄膜层叠在一起， 形成多结太阳能电池，利用不同 波段的光谱吸收，提高整体的光 电转换效率。
激光诱导化学气相沉积
激光诱导化学气相沉积是一种制备非 晶硅薄膜的方法，其基本原理是通过 激光诱导反应气体在衬底上形成非晶 硅薄膜。该技术具有较高的沉积质量 和较广的工艺窗口，适用于大规模生 产。
VS
激光诱导化学气相沉积可分为脉冲激 光和连续激光诱导化学气相沉积等几 种方式。其中，脉冲激光诱导化学气 相沉积具有较高的沉积速率和较低的 成本，是制备非晶硅薄膜的常用方法 之一。
物理气相沉积
物理气相沉积是一种制备非晶硅薄膜的方法，其基本原理 是将硅烷等反应气体在低温条件下进行物理蒸发，然后在 衬底上沉积形成非晶硅薄膜。该技术具有较高的沉积质量 和较广的工艺窗口，适用于大规模生产。
物理气相沉积可分为真空蒸发、溅射和离子镀等几种方式 。其中，真空蒸发具有较高的沉积速率和较低的成本，是 制备非晶硅薄膜的常用方法之一。
特点
非晶硅薄膜太阳电池具有较高的 光电转换效率、稳定性、可靠性 和长寿命等优点，同时其制造成 本相对较低，适合大规模生产。
工作原理
光吸收
非晶硅薄膜太阳电池利用光生伏 特效应，当太阳光照射到非晶硅 材料上时，光子被吸收并转化为
电能。
电极收集电流
顶层透明导电膜和底面电极分别作 为电池的正负极，收集由非晶硅基 底产生的电流。
激光在薄膜电池中的应用
1、半导体端面泵浦固体激光器 、
2、光纤激光器 、
3、高功率侧泵激光器 、
4、Disc 盘片激光器 、
1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类 1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类
1）半导体端面泵浦激光器 ）
光纤耦合端面泵浦 ：效率高、模式匹配好 效率高、 主要优点: 模式好，基模，光束质量好， 主要优点 模式好，基模，光束质量好，M2<1.3 基模高斯光束的分布
2）P2激光 ） 激光
3.薄膜电池中的P1、P2、P3、P4 3.薄膜电池中的 、P2、P3、 薄膜电池中的P1
2）P2激光 ） 激光
3.薄膜电池中的P1、P2、P3、P4 3.薄膜电池中的 、P2、P3、 薄膜电池中的P1
2）P2激光 ） 激光
3.薄膜电池中的P1、P2、P3、P4 3.薄膜电池中的 、P2、P3、 薄膜电池中的P1
调节: 振动和机台
/
测量工具: 目测，光学显微镜 目测，
1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类 1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类
1）半导体端面泵浦激光器 ）
1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类 1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类
1）半导体端面泵浦激光器 ）
1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类 1.非晶硅薄膜电池所用激光的分类
2）光纤激光器 ）
目前,光纤激光器在薄膜电池行业的应用主要是 激光,用于 刻划. 目前 光纤激光器在薄膜电池行业的应用主要是1064nm激光 用于 光纤激光器在薄膜电池行业的应用主要是 激光 用于TCO刻划 刻划 光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器 .
2）P2激光 ） 激光
3.薄膜电池中的P1、P2、P3、P4 3.薄膜电池中的 、P2、P3、 薄膜电池中的P1
非晶硅薄膜太阳能电池的紫外激光刻蚀工艺
关 键 词 ： 激 光 刻 蚀 ； 非 晶硅 薄 膜 ； 热 效 应 ； 隔 离 电阻 ； 晶 化
中 图 分 类 号 ： Ｖ２ １ ８ ６ ． 文 献 标 志 码 ： Ａ ｄ ｉ １ ． ７ ８ ＨＰ Ｂ２ １ ２ １ ． ７ １ ｏ ： ０ ３ ８ ／ ＩＰ ０ ２ ４ １ ２ ５
表 １ 实 验 激 光 器 特 性
Ｔａｂｌ Ｃｈａ ｃ ｅ ｉ ｔ ｃｓ ｏｆ ｔ ａ ｅｒ ｕｓ ｄ ｎ ｈｉ ｅ１ ｒａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｈｅ ｌ ｓ ｅ ｉ ｔ ｓ ｗｏｒ ｋ
非 晶 硅 薄 膜 刻 蚀 边 缘 的 晶 化 。实 验结 果表 明 ， 当刻 蚀 速 度 ６ ０ｍｍ／ ， ０ ｓ 重复 频率 ４ Ｈｚ功 率 １７ 的紫 外 激 ０ｋ ， ．４ｗ
光 刻 蚀 Ｚ Ｏ： 薄膜 时 ， 槽 的 隔 离 效果 最佳 ， ２ ｎ Ａ１ 刻 达 ＯＭｎ； 外 激 光 刻 蚀 能 够 有 效 地 减 小 激 光 热 效 应 引起 的 热 紫 影 响 和 刻槽 边 缘 的 晶化 范 围 ， 高 非 晶 硅 薄 膜 电 池 的 性 能 。 提
摘 要 ： 为 提 高 电池 的光 电转 换 效 率 ， 过 改 善 激 光 刻 蚀 工 艺 ， 用 ３ ５ ｎ 紫 外 纳 秒 激 光 分 别 进 行 了 通 采 ５ ｍ Ｚ Ｏ： 薄 膜 （ ０） 蚀 （ １ 、 晶硅 薄 膜 （ — ｉ 蚀 （ ２ 和 背 电极 刻 蚀 （ ３ 研 究 。采 用 万 用 表 测 量 Ｐ ｎ Ａ１ ＡＺ 刻 Ｐ ）非 ａＳ） 刻 Ｐ） Ｐ） １隔 离 电阻 ， 用 电 子 扫 描 显 微 镜 （ Ｅ ） 三 维 激 光 扫 描 仪 测 量 刻 槽 的 微 结 构 和 三 维 成 像 ， 光 拉 曼 散 射 光 谱 检 测 采 ＳＭ 和 激
激光设备在非晶硅薄膜太阳能电池生产线中的应用
程见图 １ 。其 中 ，ｉ 的沉 积 是 利 用 Ｐ Ｃ Ｄ技 术 在 非 晶 ｐｎ膜 ＥＶ 硅 衬底 上 制 备 晶 粒 较 小 多 晶硅 薄 膜 的 １ 方 法 。该 薄 膜 种
高， 组件价格居高不 下 ， 这就 为非 晶硅 薄膜 太 阳能 电池 的 发展创 造了机 遇… 。非 晶硅薄膜 太阳能 电池 的厚度一 般
产 、 活中最重要的新能源之一 。 生 当前 ， 基于单晶硅或者多晶硅硅片 的晶体硅 电池组件
市 场 占有 率 高 达 ９ ０％ ， 是 ， 但 晶体 硅 电 池 本 身 生 产 成 本 较
酸 乙烯（ Ｖ 箔进行叠层组件 ， Ｅ Ａ） 这种结构 的非晶硅薄膜太 阳能 电池也被称 为层叠 电池 。
确 是 激 光 刻 划 设 备 今 后 的 重 点发 展 方 向 。
关 键 词 ： 激 光设 备 ； Ｃ 薄 膜 ； Ｅ Ｖ 非 晶硅 薄 膜 太 阳 能 电 池 ＴＯ Ｐ Ｃ Ｄ； 中 图 分 类 号 ： Ｔ １ Ｍ９ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ２ ９ －８ ２ （ ０ １ ０ －０ ９ ２ ０ ５０ ０ 一 ２ １ ） ５ １ － ０ ０
常 温 ， 亦 武 文
（ 京 清 大 天 达 光 电科 技 有 限公 司 ， 京 １１０ ） 北 北 ０ ２４
摘 要 ： 激 光 设 备 是 太 阳能 生 产 线 中的 关键 设 备 之 一 ， 述 了激 光 设 备 在 非 晶硅 薄 膜 太 阳 能 电 池 生 产 线 ， 出 ， 定 、 叙 指 稳 精
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｓ ｒ Ｅｑ ｐ ｅ ｔｉ ｏ ｕｃ ｎ ｆａ Ｓ ｌ Ｓｏ ａ ｔｅ ｙ ｐｌｃ ｔｏ ｆ Ｌａ ｅ ｕｉ ｍ ｎ ｎ Ｐｒ ｄ ｔＬｉ ｅ Ｏ － ｉＦｉｍ ｌ ｒ Ｂａ ｔ ｒ
非晶硅薄膜电池
非晶硅薄膜电池
非晶硅薄膜电池，也称为非晶硅太阳能电池，是一种光伏
电池技术。
它使用非晶硅（a-Si）材料作为光电转换层，将太阳能转化为电能。
非晶硅材料是由非晶形态的硅原子组成，其晶格结构不规则，而不同于晶体硅的有序结构。
这使得非晶硅具有一些
特殊的电学和光学性质。
非晶硅薄膜电池的制作过程主要包括以下步骤：
1. 材料准备：将特定成分的硅化合物蒸发在基板上，形成
非晶硅薄膜。
2. 电极制备：在薄膜上加上透明导电氧化物电极和背电极。
3. 光学改性：可进行氢化、氟化等处理来改善非晶硅的光
学吸收性能。
4. 封装：将薄膜电池封装于透明保护层中。
非晶硅薄膜电池具有以下优点：
1. 高效率转化：非晶硅薄膜电池可以将太阳能转化为电能，其转换效率较高。
2. 薄膜结构：由于非晶硅材料的特性，非晶硅薄膜电池可
以制作成薄膜结构，更适合柔性电子设备的应用。
3. 成本低：非晶硅材料相对廉价且易于制备，在能源产业
中具有较大潜力。
尽管非晶硅薄膜电池具有一些优点，但也存在一些限制，
如稳定性较差、光电转换效率相对较低等。
在太阳能电池
技术的发展中，其他类型的电池如多晶硅电池、薄膜太阳
能电池等也在不断取得进展。
非晶硅薄膜太阳能电池具体工艺流程
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非晶硅薄膜电池_激光工艺介绍update(PPT35页)
激光——P5/异形
➢ 目的 ➢ 加工方式 ➢ 工艺选择 ➢ 检测标准 ➢ 异常处理异形绝缘线 Nhomakorabea光——P6
➢ 目的 ➢ 加工方式 ➢ 工艺选择 ➢ 检测标准 ➢ 异常处理
附件——制程管控与检验
附件——制程管控与检验
打码
位置尺寸 卡尺
绿光
P5
激光常见不良
激光一未刻断
光斑变形
线距编大
总线宽过宽
刻线相交
扫边膜层未完全去除
激光工艺具体介绍
➢ 不同激光工序参数以及刻划膜层
激光工序
波长
型号/功率
线径
P1
1064nm
SL20
45±5um
P2
532nm
SL3
55±5um
P3
532nm
SL3
75±5um
P4
1064nm
DQ X80
无
P6
532nm
仪表读数
清洗三 外观
目测
与标准工艺设定要求一致
1次/4hours 制程稽核
清洗后无斑点、水珠、油渍、水迹指纹以及颗粒 附着物等
1次/4hours
制程稽核
附件——制程管控与检验
退火 外观
测试参数 芯片测试
外观 位置
目测 测试机 测试机 目测 显微镜
线径
显微镜
光斑
显微镜
绝缘电阻 万用表
P5
平行度、重 合度校正
➢ 与传统切割优势：
切割精度高、切缝窄、质量好、热影响区较小，且切割端面平整光滑 切割速度快，加工效率高 是一种非接触式切割，没有机械加工力，不会产生形变，也不存在加工屑、油 污、噪声等污染问题，是一种绿色环保加工 切割能力强，几乎可以切割任何材料
非晶硅锗薄膜太阳能电池生产工艺介绍
玻璃
激光扫边P4
用1064nm波长的激光对芯片四周边缘指定范围进行所有膜层的去除，保证电池组件 与外接的电气绝缘性。 AZO+Al a-Si TCO
玻璃
汇流+引流+电极引出
1）在各子基板的正负极粘贴引流导条，作 为正负极引出线 2）串接或并接各引流条到汇流条，引出最 终的正负极端子作为电池的正负极。
1）沉积电池芯片的背电极，有效收 集光电载流子。 2）减少出射光，有效提高光在非晶 硅薄膜中的吸收利用率。 3）填充P2激光形成的凹槽，作为连 接子电池正负电极的内连导线。
AZO+Al a-Si TCO
玻璃
激光刻线P3
激光作用等效电路
用532nm波长的激光对背电极和非晶硅薄膜进行刻划，同时使第n个单元的非晶硅层 与第n+1个单元的背电极隔离，连续的非晶硅薄膜层被划分为若干单元,并且在单元 之间建立了串联连接。 第 n个 子电池 第n+1个 子电池 AZO+Al a-Si TCO
主要工艺流程
磨边 一次清洗 P4扫边 P1刻线 P3刻线 二次清洗 预热 P2刻线
PECVD 冷却 退火 IV测试一 修边 接线盒安装
芯 片 组
PVD
反压
固定胶带 粘贴
绕镀除膜
电极引出 合片 固化
P6刻透光线
引流 辊压 灌胶
三次清洗
汇流 高压釜处理 IV测试二
PVB敷设 清洁 包装的平边和棱角，防止其因边缘应力 较大而破裂 2）避免透明导电玻璃因边缘锋锐造成接触设备的磨损 3）方便后续操作人员及作业人员的安全
Thank you！
a-SiGe:H
a-Si:H
TCO玻璃 a-Si TCO
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显微镜 放大镜/手电筒
仪表读数
膜厚
万用表
PVD 附着力
高温胶带
外观
目测
小于100µm（不包括腐蚀片）; 腐蚀再生片的激光二要刻在原激光三的外 边
小于50µm
70µm-90µm
2pcs/2hour 抽检
应均匀，切开，光斑均匀、圆滑没有毛刺， 光斑不能异形或椭圆形
伤TCO直径≤10µm
透光，刻线上不能残留硅
532nm
L100SHG
2*0.67mm
P5
1064/532
SL20/SL3
45/75um
P7
1064nm
L400SHG
无
膜层
TCO
锗硅
锗硅、AZO TCO/锗硅
AZO 锗硅、AZO TCO/锗硅
AZO TCO/锗硅
AZO
激光工艺具体介绍
➢ 不同激光工序刻划作用
激光工序
作用
P1
刻刻划划TTCCOO层层分分成成多多节节子子电电池池
2PCS/2hours
无脱模。
抽检
无异色点、划伤、脱模脏污等外观问题。 4PCS/2hours
附件——制程管控与检验
与第二条激光线线距 与第二条激光线不平行度
小于100µm（不包括腐蚀再生片），腐蚀再 生片的激光三要刻在原激光三、现激光二的 外边。
小于50µm
线径 P3 光斑
伤TCO 背电极应完全刻断 三线总宽 激光机参数设定 扫边区域 正负级宽度
外观
目测
图纸检查 目视
激光机参 数设定
仪表读数
与定位边 的距离
卡尺
线径
显微镜
光斑
显微镜
开路电阻 万用表
P1 平行度、 重合度校 标准片 正
图纸检查 目视
与标准作业指导书要求相同 清洗可见、无任何脏污或其他不良 图纸与设计要求一致 与标准作业指导书工艺设定要求一致
每次开箱
2pcs/2hou
rs
抽检
5pcs/2hou
➢ 与传统切割优势：
切割精度高、切缝窄、质量好、热影响区较小，且切割端面平整光滑 切割速度快，加工效率高 是一种非接触式切割，没有机械加工力，不会产生形变，也不存在加工屑、油 污、噪声等污染问题，是一种绿色环保加工 切割能力强，几乎可以切割任何材料
➢ 与传统切割劣势：
激光在切割时，对电池片的晶相有一定的损伤，会造成电池片一定程度上的破 损、隐裂 电池片的晶相受损后，制作成的太阳能组件在工作时存在漏电隐患
仪表读数
清洗三 外观
目测
与标准工艺设定要求一致
1次/4hours 制程稽核
清洗后无斑点、水珠、油渍、水迹指纹以及颗粒 附着物等
1次/4hours
制程稽核
附件——制程管控与检验
退火 外观
测试参数 芯片测试
外观 位置
目测 测试机 测试机 目测 显微镜
线径
显微镜
光斑
显微镜
绝缘电阻 万用表
P5
平行度、重 合度校正
问题思考——使用脉冲激光的必要性
➢ 加工材料时间短 ➢ 峰值能量高 ➢ 热影响区域小 ➢ 易于控制划刻深度 ➢ 被喷出材料可以带走多余能量
我司激光机设备
分厂 一分厂 二分厂
设备厂商 大族 MIT
激光器 ROFIN ROFIN
备注 无UPS,P1无CCD 配UPS, P1有CCD
激光机构成介绍
机台组件
问题思考
为什么标准件分割标 成39个子电池串联？ ➢ 电极引线搭配 ➢ 内阻消耗 ➢ 输电浪费 ➢ 原材料消耗(死区)
问题思考——Laser切割的必要性
➢ 原理：
激光经过聚焦后照射到材 料上，使材料温度急剧升高 至熔化或气化，随着激光与 被切割材料的相对运动，在 切割材料上形成切缝从而达 到切割的目的
P6
绿光
P5
激光常见不良
激光一未刻断
光斑变形
线距编大
总线宽过宽
刻线相交
扫边膜层未完全去除
激光工艺具体介绍
➢ 不同激光工序参数以及刻划膜层
激光工序
波长
型号/功率
线径
P1
1064nm
SL20
45±5um
P2
532nm
SL3
55±5um
P3
532nm
SL3
75±5um
P4
1064nm
DQ X80
无
P6
进出料 划线运动
传感器
Y1、Y2 轴
芯片定位 芯片支撑 芯片运动
激光刻划机
辅助机构 CDA供
给 电力供给
PLC单元
罗芬激光 系统
冷水机
激光器
激光控制 器
CCD跟踪 系统
CCD相 机
CCD控 制模块
真空集尘 系统
真空泵
集尘箱
运动控制 电机驱动
激光机构成介绍
有进片台和出片台组成，配备
带滚轮旋转轴，步进电机驱动传
2、新产生的光在谐振腔内往复震荡，得到高能量密度和高指向 性的光。
3、通过Q开关，倍频晶体，光路等过程，对光进行调整得到我 们需要的激光。
我们现场所用激光泵浦源发出808nm的光，工作物质发出 1064nm的光
激光器具体介绍
➢ 特点
单色性、相干性、方向性、高亮度
➢ 分类
气体激光器:长范围紫外到远红外阶段 液体激光器:在医疗或物质分析方面有广泛作用，波长覆盖范围321nm-
1064激 光
透明导电层
侧视图
玻璃
俯视图
激光——P2
➢ 目的 ➢ 加工方式 ➢ 工艺选择 ➢ 检测标准 ➢ 异常处理
透明导电层 532nm 绿 激 光
非晶硅 玻璃
激光——P3
➢ 目的 ➢ 加工方式 ➢ 工艺选择 ➢ 检测标准 ➢ 异常处理
c
532nm绿 激 光
非晶硅
铝背电极
导电层
玻璃
激光——P4
1.168um 固体激光器:以红宝石和石榴石两类激光为代表，通常有较大的功率输出。波
长范围可见光、近红外波段.例掺钕钇铝石榴石（简称Nd:YAG，波长1.064um） 半导体激光器:一般为0.6～1.55微米，主要在近红外波段。
激光器关键参数对工艺影响
➢ 工作物质
P1，P2，P3激光器所需波长不同，但可用同一物质通过倍频器实现频率变化
2pcs/2hour s
抽检
透光刻线与短边的平行度＜1.5mm；未刻穿芯片 长边两侧透光刻线的整齐度＜0.3mm；
1次/4hours
制程稽核
芯片刻划时中间位置图形拼接处刻线对接错开度 ＜60um；
1次/4hours
制程稽核
图纸检查
目视
图纸与标准作业指导书设计要求一致
1次/4hours 制程稽核
激光机参数设 定
与标准作业指导书工艺设定要求一致 1次/4hours 制程稽核
用万用表测量电池芯片背电极电阻，取背
电极两端中间长点电阻值，测试点距离＞ 4PCS/2hours
1200mm,要求电阻≤6Ω。
用30*60mm冷表膜附与背膜上，贴紧，垂
直芯片方向迅速拉起冷表膜，如果背电极 黏在冷表膜上，则表示存在脱模，反之则
非晶硅薄膜电池 激光工艺介绍
目录
➢ 设计基本介绍 ➢ 激光机简介 ➢ 激光器介绍 ➢ 工艺标准具体介绍 ➢ 附件
BIPV工艺流程与相关工段
芯片段工艺流程图
磨边
清洗一
二维码/P1
清洗二
P4 反压
P3
PVD
P2
P6
清洗那边 三
退火
芯片段 高压釜
修边
组件段工艺流程图
P5激光绝 缘刻线
P7异形激 光扫边
P8激光打 孔
层压/辊压
自动/手动 组装
中空工艺
装接线盒
组件最终 电性能测 试＆灌胶
预热
PECVD 芯片电性
能测试
芯片切割 磨边＆清
洗
清洁＆包 装
激光 & 电池设计
接线盒
背板玻璃
背板玻璃
EPVAB
AZO+Al
a-Si
FTO
玻璃璃
P1 P2 P3
激光在工艺过程中作用：
➢ 分割标准件成子电池； ➢ 让子电池形成串联； ➢ 绝缘和可靠性处理； ➢ 形状切割需求
rs
1次/4hours 制程稽核
激光线与定位边距离14mm±0.3mm
30～50μm
应均匀，切断，光斑圆滑没有毛刺，光斑不能 异形或椭圆形
2pcs/2hou rs
抽检
用万用表检20KΩ档测每条激光线相邻的两导电 膜块，电阻值＞20KΩ
1次/4hours
制程稽核
与标准片激光线平行度偏离±0.03mm、重合度 偏离±0.05mm以内,每班校正一次
电阻 P4
外观
扫边机参数设定
显微镜
仪表读数 卡尺 卡尺 万用表 目视 仪表读数
70µm～90µm 应均匀，切开，光斑圆滑没有毛刺，光斑不 能异形或椭圆形 伤TCO直径≤10µm
透光，刻线上不能残留物 三条激光线线距≤400µm
2pcs/2h ours
抽检
与标准作业指导书工艺设定要求一致 四周边扫边区域9.5~10mm
分割子电
P2
刻刻划划锗锗硅硅层层,,建建立立单单元元与与单元之之间间连连接接的的通通道道 池并完成
P3
背背电电极极的的分分割割,,在在单单元元之间建立立了了串串联联连连接接
串联
P4
使使用用高高能能量量的的激光进进行行清清边边处处理理
电气绝缘
P5
按按照照需需要要的的尺尺寸，寸刻，划刻需划要需的要绝的缘绝线缘保证线非保标证准非产标品准的 产品电的性电能性参能数参数