异质结太阳能电池的制作方法以及用于生产电池的模具与流程

本发明申请是申请日为2014年12月24日、申请号为201410820166.8、发明名称为"异质结太阳能电池的制作方法以及用于生产电池的模具"的发明申请的分案申请。

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池的制作方法以及用于生产电池的模具。

背景技术：

随着太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，光伏发电的应用日益广泛并成为电力供应的重要能源。其中，硅异质结太阳能电池以其低成本、高效率的特点，成为了最先进的太阳能电池生产技术。

然而，硅异质结太阳能电池在太阳能电池制造过程中，经常会发生电池的正负电极短路的现象，即呈现出图1所示的效果。其中，图1中的101表示正电极、102表示电池片以及103表示负电极。其中，所述正电极101和负电极103都包括沉积透明导电氧化物(transparentconductingoxide，tco)。因此，从图1的圆圈处可看出，该硅异质结太阳能电池的正电极与负电极短路了。

综上所述，利用现有技术制造太阳能电池，在沉积tco材料时，很容易造成太阳能电池正电极与负电极短路，导致太阳能电池转换效率大幅度降低，严重影响电池的性能。

技术实现要素：

本发明提供了一种异质结太阳能电池的制作方法以及用于生产电池的模具，通过将异质结太阳能电池放入预设的模具中，利用该模具的遮挡，降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升。

本发明提供了一种异质结太阳能电池的制作方法，该方法包括：

步骤一、将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放入用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的模具；

步骤二、通过物理气相沉积工艺，利用所述模具得到异质结太阳能电池。

通过将异质结太阳能电池放入预设的模具中，利用该模具的遮挡，从而降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升。

较佳地，所述模具包括：用于承载电池的底座、位于所述底座两侧且与底座垂直的侧壁以及与所述侧壁活动相连的部件；

所述将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放入用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的模具，包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上；

在所述模具的侧壁上设置用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的部件。

通过在模具的侧壁上设置可活动连接的部件，利用该部件对导电特性材料的遮挡，从而降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升。

较佳地，所述模具包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧与底座垂直的且活动相连的侧壁，其中，所述侧壁包括与该侧壁相连的用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的部件；

所述将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放入用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的模具，包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上；

在所述模具的底座上设置所述侧壁。

通过在模具的底座上设置可活动连接用于遮挡导电特性材料的侧壁，从而降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升。

较佳地，所述模具包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧与底座垂直的且活动相连的侧壁；

所述将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放入用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的模具，包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上，确定所述侧壁与所述异质结太阳能电池的高度差；

根据所述侧壁与所述异质结太阳能电池的高度差，确定第一保护距离值；

移动所述侧壁在所述底座上的位置，得到该侧壁到所述电池的侧面的最小距离，其中，所述侧壁到所述电池的侧面的最小距离值不大于所述第一保护距离值。

通过移动所述侧壁在所述底座上的位置，缩小该侧壁到所述电池的侧面的最小距离，从而降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升。

较佳地，所述模具包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧与底座垂直的且可调节高度的侧壁；

所述将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放入用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的模具，包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上，确定所述侧壁与所述电池的最小距离；

根据所述侧壁与所述电池的最小距离，确定第二保护高度差值；

调节所述侧壁的高度，得到该侧壁与所述电池的高度差，其中，所述侧壁与所述电池的高度差不小于所述第二保护高度差值。

通过调节模具中的侧壁的高度，增大该侧壁与所述电池的高度差，利用该模具的阴影效应，从而降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升。

本发明提供的一种用于生产电池的模具，该模具包括：用于承载电池的底座、位于所述底座两侧且与底座垂直的侧壁以及与所述侧壁相连的部件，其中，所述部件包括朝向所述电池的正上方的凸出部。

通过该模具，实现了在导电特性的材料在电池边缘的沉积时，利用模具中与侧壁相连的部件对导电特性的材料的遮挡，降低了导电特性的材料沉积到模具的侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，相应的，减小了导电特性的材料在电池边缘的沉积量，从而减少了电池正电极与负电极短路现象发生，实现了电池转换的效率及电池的性能的提升。

较佳地，所述凸出部与所述侧壁活动相连。

较佳地，所述底座与所述侧壁活动相连。

较佳地，所述凸出部为直角三角形结构，其中，该直角三角形结构的斜边朝向所述底板或者直角边朝向所述底板。

较佳地，该模具还包括：与所述底座以及所述侧壁相连的阶梯结构。

较佳地，当在竖直方向上所述凸出部与所述电池的最小距离为零时，所述阶梯结构中每一阶梯的高度均小于所述电池的高度；否则，所述阶梯结构中每一阶梯的高度均大于所述电池的高度。

本发明提供的一种用于生产电池的模具，该模具包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧且与底座垂直的可调节高度的侧壁，其中，所述底座与所述侧壁活动相连。

较佳地，当所述侧壁与所述电池的高度差不变时，所述侧壁与所述电池的最小距离不大于预设的第一保护距离值，其中，所述第一保护距离值为根据所述侧壁与所述电池的高度差确定的。

较佳地，当所述侧壁与所述电池的最小距离不变时，所述侧壁与所述电池的高度差不小于预设的第二保护高度差值，其中，所述第二保护高度差值为根据所述侧壁与所述电池的最小距离确定的。

通过提高模具的侧壁的高度，由于该模具阴影效应的影响，降低了沉积到模具侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，通过缩小该侧壁与靠近该侧壁的所述电池的边缘的距离，减小了导电特性的材料在电池边缘的沉积量，从而降低了电池正电极与负电极短路现象发生的概率，实现了电池转换的效率及电池的性能的提升。

较佳地，所述第一保护距离值与所述侧壁与所述电池的高度差成正比。

较佳地，所述第二保护高度差值与所述侧壁与所述电池的最小距离成正比。

较佳地，当所述侧壁与所述电池的高度差为2毫米时，所述第一保护距离值为0.2毫米。

较佳地，当所述侧壁与靠近该侧壁的所述电池的边缘的距离差为0.2毫米，所述第二保护高度差值为2毫米。

附图说明

图1为通过现有技术制造的异质结太阳能电池漏电原理的示意图；

图2为本发明提供的一种异质结太阳能电池的制作方法的流程示意图；

图3a为本发明实施例一提供的一种用于生产电池的模具的结构示意图；

图3b为本发明实施例一提供的一种用于生产电池的模具的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种用于生产电池的模具的结构示意图；

图5a为本发明实施例三提供的一种用于生产电池的模具的结构示意图；

图5b为本发明实施例三提供的另一种用于生产电池的模具的结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的一种用于生产电池的模具的结构示意图；

图7为本发明实施例五提供的一种用于生产电池的模具的结构示意图；

图8为利用本发明实施例五提供的模具沉积导电特性的材料的示意图；

图9为本发明提供的模具制造的太阳能电池的测试结果的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图2，本发明提供了一种异质结太阳能电池的制作方法，该方法包括如下步骤：

s201、将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放入用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的模具；

s202、通过物理气相沉积工艺，利用所述模具得到异质结太阳能电池。

通过将异质结太阳能电池放入预设的模具中，利用该模具的遮挡，从而降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升。

其中，未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池即为制备完成化学汽相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)电池，将该cvd电池放置到预设的模具中。

具体地，s202具体包括如下步骤：

步骤一、将该电池和模具传送到磁控溅射(physicalvapordeposition，pvd)设备中的沉积正面电极透明导电氧化物(transparentconductingoxide，tco)材料处；

步骤二、将该电池和模具传送出pvd设备，并进行翻片处理；

步骤三、将该电池和模具再次传送到pvd设备中，沉积背面电极tco材料；

具体地，当采用单面制备太阳能电池时，该方法将不包括步骤三。

具体地，所述模具可采用模具遮挡的方式，实现减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处的沉积。遮挡式模具具体有两种实现方式：其一为在模具的侧壁上设置可活动连接的部件，利用该部件对导电特性材料的遮挡，减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处的沉积；其二为在模具的底座上设置可活动连接用于遮挡导电特性材料的侧壁，减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处的沉积。

其中，遮挡式模具一具体包括：用于承载电池的底座、位于所述底座两侧且与底座垂直的侧壁以及与所述侧壁活动相连的部件，其中，所述部件包括朝向所述电池的正上方的凸出部；

若利用遮挡式模具一，则步骤s201具体包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上；

在所述模具的侧壁上设置用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的部件。

遮挡式模具二具体包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧与底座垂直的且活动相连的侧壁，其中，所述侧壁包括与该侧壁相连的用于减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处沉积的部件；

若利用遮挡式模具二，则步骤s201具体包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上；

在所述模具的底座上设置所述侧壁。

具体地，所述模具可通过提高模具的侧壁的高度，因此该模具产生阴影效应影响，实现减少导电特性材料在异质结太阳能电池的边缘处的沉积。影响式模具具体有两种实现方式：其一为在模具的侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙大小不变的前提下，提高模具的侧壁的高度；其二为在模具的侧壁的高度不变的前提下，缩小模具的侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙。

其中，影响式模具一具体包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧与底座垂直的且活动相连的侧壁；

若利用影响式模具一，则步骤s201具体包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上，确定所述侧壁与所述异质结太阳能电池的高度差；

根据所述侧壁与所述异质结太阳能电池的高度差，确定第一保护距离值；

移动所述侧壁在所述底座上的位置，得到该侧壁到所述电池的侧面的最小距离，其中，所述侧壁到所述电池的侧面的最小距离值不大于所述第一保护距离值。

影响式模具二具体包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧与底座垂直的且可调节高度的侧壁；

若利用影响式模具二，则步骤s201具体包括：

将未沉积导电特性材料的异质结太阳能电池放到模具的底座上，确定所述侧壁与所述电池的最小距离；

根据所述侧壁与所述电池的最小距离，确定第二保护高度差值；

调节所述侧壁的高度，得到该侧壁与所述电池的高度差，其中，所述侧壁与所述电池的高度差不小于所述第二保护高度差值。

本发明提供了一种用于生产电池的模具，该模具包括：

用于承载电池的底座、位于所述底座两侧且与底座垂直的侧壁以及与所述侧壁相连的部件，其中，所述部件包括朝向所述电池的正上方的凸出部。

通过该模具，实现了在导电特性的材料在电池边缘的沉积时，利用模具中与侧壁相连的部件对导电特性的材料的遮挡，降低了导电特性的材料沉积到模具的侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，相应的，减小了导电特性的材料在电池边缘的沉积量，从而减少了电池正电极与负电极短路现象发生，实现了电池转换的效率及电池的性能的提升。

具体地，所述凸出部与所述侧壁活动相连，或/和所述底座与所述侧壁活动相连。

其中，所述凸出部为任意形状。但是，当所述凸出部为斜面形式结构时，可以达到最佳效果，即所述凸出部为直角三角形结构，其中，该直角三角形结构的斜边朝向所述底板或者直角边朝向所述底板。

具体地，该模具还包括：与所述底座以及所述侧壁相连的阶梯结构。

具体地，当在竖直方向上所述凸出部与所述电池的最小距离为零时，所述阶梯结构中每一阶梯的高度均小于所述电池的高度；否则，所述阶梯结构中每一阶梯的高度均大于所述电池的高度。

具体地，当所述凸出部在水平方向上的顶点与靠近该凸出部的所述电池的边缘的距离差不变时，所述凸出部在竖直方向上与所述电池的最小高度差不大于预设的第三高度差值，其中，所述第三高度差值为根据所述凸出部在水平方向上的顶点与靠近该凸出部的所述电池的边缘的距离差确定的；或者，

当所述凸出部在竖直方向上与所述电池的最小高度差不变时，所述凸出部在水平方向上的顶点与靠近该凸出部的所述电池的边缘的距离差不小于预设的第四距离差值，其中，所述第四距离差值为根据所述凸出部在竖直方向上与所述电池的最小高度差确定的。

其中，所述凸出部在水平方向上的顶点与靠近该凸出部的所述电池的边缘的距离差大于所述凸出部在竖直方向上与所述电池的最小高度差的一半。

本发明提供了一种用于生产电池的模具，该模具包括：用于承载电池的底座以及位于所述底座两侧且与底座垂直的可调节高度的侧壁，其中，所述底座与所述侧壁活动相连。

具体地，当所述侧壁与所述电池的高度差不变时，所述侧壁与所述电池的最小距离不大于预设的第一保护距离值，其中，所述第一保护距离值为根据所述侧壁与所述电池的高度差确定的。

具体地，当所述侧壁与所述电池的最小距离不变时，所述侧壁与所述电池的高度差不小于预设的第二保护高度差值，其中，所述第二保护高度差值为根据所述侧壁与所述电池的最小距离确定的。

通过提高模具的侧壁的高度，由于该模具阴影效应的影响，降低了沉积到模具侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，通过缩小该侧壁与靠近该侧壁的所述电池的边缘的距离，减小了导电特性的材料在电池边缘的沉积量，从而降低了电池正电极与负电极短路现象发生的概率，实现了电池转换的效率及电池的性能的提升。

下面将结合图3a、图3b、图4、图5a、图5b和图6以及实施例对本发明提供的模具进行解释说明。其中，图3a、图3b、图4、图5a、图5b和图6中的a表示新增的凸出部在水平方向上的顶点与靠近该凸出部的所述电池的边缘的距离，b表示凸出部在竖直方向与电池的最小高度差，c表示侧壁与靠近该侧壁的电池的边缘的距离

参见图3a，本发明实施例一提供了一种用于生产电池的模具，该模具包括：

用于承载电池的底座301、位于所述底座两侧且与底座垂直的侧壁302，以及与所述侧壁相连的朝向所述电池304的正上方的凸出部303。

通过该模具，实现了在导电特性的材料在电池边缘的沉积时，利用模具中与侧壁相连的部件对导电特性的材料的遮挡，降低了导电特性的材料沉积到模具的侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，相应的，减小了导电特性的材料在电池边缘的沉积量，从而减少了电池正电极与负电极短路现象发生，实现了电池转换的效率及电池的性能的提升。

其中，图3a所示模具中的凸出部303与所述侧壁302活动相连，即所述凸出部303可移动，从而实现将所述电池304放入模具中。除此之外，本发明实施例三的模具还可以为图3b所示的模具，该模具的凸出部303固定在所述侧壁302上，但所述底座301与所述侧壁302活动相连，即所述侧壁之间的距离可调，因此，通过调节位于所述底座301两侧的所述侧壁302之间的距离，即可实现将所述电池304放入模具中。

此外，图3a与图3b中的阴影部分305为形成的tco薄膜。

图3a与图3b所示的凸出部均为直角三角形结构，且该直角三角形结构的斜边朝向所述底座301；该凸出部还可以为直角边朝向所述底座301的直角三角形，在图3a的基础上具体结构参见图4。

参见图4，本发明实施例二提供的模具中的凸出部401与所述电池在竖直方向上距离为零。

通过本发明实施例二提供的模具对导电特性的材料的遮挡，从而完全避免由于导电特性的材料在电池边缘沉积，而导致电池正电极与负电极短路，产生电池漏电现象。

虽然实施例一与实施例二中的凸出部均为直角三角形结构，但本发明并不局限于该结构。而且本发明并不局限于实施例中列举的模具，该模具只是为能够更好的理解本发明。

为了能够更好的适应不同尺寸的电池，在图3a的基础上增设阶梯结构。参见图5a与图5b，本发明实施例三提供的模具还包括与所述底座301以及所述侧壁302相连的阶梯结构501、502。

本发明实施例三提供的模具通过增设的阶梯结构，可以实现针对不同尺寸的电池，仍然能够保证侧壁与靠近该侧壁的电池的边缘的距离较小，即针对不同尺寸的电池，其参考侧壁也不相同。如图5a所示，尺寸小的电池将会落到下面的阶梯上，其参考侧壁为靠近该电池的阶梯结构501的侧壁；如图5b所示，尺寸大的电池将会落到下面的阶梯上，其参考侧壁为靠近该电池的阶梯结构502的侧壁。

其中，所述阶梯结构中阶梯结构501与阶梯结构502的高度均大于所述电池304的高度。

同理，在图4的基础上增设阶梯结构，得到图6，本发明实施例四提供的模具还包括与所述底座301以及所述侧壁302相连的阶梯结构601。其中，阶梯结构中阶梯结构601的高度小于电池304的高度。即当在竖直方向上所述凸出部与所述电池的最小距离为零时，所述阶梯结构中每一阶梯的高度应均小于所述电池的高度。

参见图7，本发明实施例五提供了另一种用于生产电池的模具，该模具包括：用于承载电池的底座701以及位于所述底座701两侧且与底座垂直的侧壁702；

其中，所述侧壁702与所述电池703的高度差为d；侧壁702与所述电池703的最小距离为e；

当所述侧壁702与所述电池703的高度差d不变时，所述侧壁702与所述电池703的最小距离e不大于预设的第一保护距离值，其中，所述第一保护距离值为根据所述侧壁702与所述电池703的高度差d确定的，且与d成正比；或者，

当所述侧壁702与所述电池703的最小距离e不变时，所述侧壁702与所述电池703的高度差d不小于预设的第二保护高度差值，其中，所述第二保护高度差值为根据所述侧壁702与所述电池703的最小距离e确定的，且与e成正比。

较佳地，当所述侧壁702与所述电池703的高度差为2毫米，且保持不变时，所述侧壁702与所述电池703的最小距离不大于10毫米，即第一保护距离值为10毫米；或者，

当所述侧壁702与所述电池703的最小距离为10毫米，且保持不变时，所述侧壁702与所述电池703的高度差不小于2毫米，即第二保护高度差值为2毫米。

本发明实施例五通过提高模具的侧壁的高度，利用在电池的制备过程中边缘产生的阴影效应，降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极短路现象的发生，从而实现了电池转换的效率及电池的性能的提升。

本发明实施例五还通过缩小模具和电池的缝隙，降低了沉积到模具侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，进一步减少了电池正电极与负电极短路现象的发生，也提升了电池转换的效率及电池的性能。

由于所述侧壁与所述电池的高度差和该侧壁与靠近该侧壁的所述电池的边缘的距离差成正比，因此随着模具的侧壁与所述电池的高度差的降低，侧壁与靠近该侧壁的电池的边缘的距离也随之减小，当侧壁与靠近该侧壁的电池距离小到一定程度时，势必在电池的取出时造成困扰，此时可以在模具的正下方打小孔，并采用气体吹扫或者相关工具把电池取出来。

为了能更形象的理解本发明提供的模具在硅异质结太阳能电池制备过程中的优点，如图8所示，本发明实施例五提供的模具在pvd磁控溅射工艺过程中，沉积透明导电氧化物tco的示意图，其中，801表示沉积tco的靶材、802表示tco、803表示本发明实施例五提供的制备硅异质结太阳能电池的模具、804表示沉积到电池表面的tco层、805表示cvd电池。

通过对现有技术、实施例一、实施例四与实施例五提供的模具生产的太阳能电池进行测试，测试结果如图9所示。根据测试结果可以的得到，采用本发明提供的模具制造的电池的漏电的情况明显好转，即从反向电流可以得出，通过实施例一、实施例四、实施例五提供的模具生产的太阳能电池相比通过现有的模具生产的太阳能电池漏电情况均有明显下降，其中，通过实施例四提供的模具生产的太阳能电池漏电情况改善的最为明显；在正向电流可以得出，提供同样的电压，通过实施例一、实施例四、实施例五提供的模具生产的太阳能电池的转换效率相比通过现有的模具生产的太阳能电池有了明显的提升。

综上所述，本发明提供了一种异质结太阳能电池的制作方法以及用于生产电池的模具，通过将异质结太阳能电池放入预设的模具中，利用该模具的遮挡，从而降低了导电特性的材料在电池的边缘处沉积的概率，减少了电池正电极与负电极发生短路的现象，实现电池转换的效率及电池的性能的提升；通过利用模具中与侧壁相连的部件对导电特性的材料的遮挡，降低了导电特性的材料沉积到模具的侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，相应的，减小了导电特性的材料在电池边缘的沉积量，从而减少了电池正电极与负电极短路现象发生；通过提高模具的侧壁的高度，由于该模具阴影效应的影响，降低了沉积到模具侧壁与靠近该侧壁的电池之间的缝隙的概率，通过缩小该侧壁与靠近该侧壁的所述电池的边缘的距离，减小了导电特性的材料在电池边缘的沉积量，从而降低了电池正电极与负电极短路现象发生的概率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。