CN102838994A - 用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物，组合物组成及含量（质量百分数）为：20～70%的纯水，5～20%的四氢呋喃，5～20%的PVP，0.01～5%非离子表面活性剂聚氧乙烯胺，0.01～5%的渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚，0.01～5%对苯二酚，0.01～10%氢氟酸，0.01～10%氟化铵。本发明主要用于制造单晶硅太阳能发射电极，可以有效地使电极栅宽度减少到100um以下，提高光电转换的效率。同时，使传统的丝网印刷程序简化，设备投资少，使用方便，可以进行规模化生产，可以推广应用。

Description

用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物

技术领域

本发明涉及一种用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物，该蚀刻胶主要是在单晶硅太阳能电池板器件制造过程中，用于选择性发射极的制作。

背景技术

太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生能源，也是清洁能源。不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中，大阳能光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。

硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。对于刻槽埋栅来说，目前主要有两种形式，激光刻槽埋栅和丝网印刷。理想的电极应具有低的串联电阻和小的表面覆盖率，为了得到这样的电极，有研究者提出了激光刻槽埋栅电极工艺。这种方法是在表面受到保护的轻掺杂基体上，用激光或者机械的方法刻划出电极槽，经过清洗之后对电极槽，经过清洗之后对电极槽区域进行重掺杂，最后将不同合金按照不同顺序浇注到电极槽内形成电极。用这种方法制备的电极宽度很窄（２０～２５μｍ），具有很低的表面覆盖率，而且还具有高的纵深比，能够更好地吸收载流子。这种方法的主要缺点是合金中包含的Ni和Cu对环境具有破坏作用，需要额外费用来清除工业废物，目前这种工艺还没有在高效大面积的太阳电池上得到了大规模的应用。 目前普遍的成熟工艺是丝网印刷，由于传统的丝网印刷制备电极技术已经成熟并经大面积应用，完全取代它需要花费大量金钱，而且它没有化学废物需要处理，同时由于传统的丝网印刷所需工艺步骤长，而且得到的电极宽度比较大（200～400μｍ），因此如何改进现有的平面印刷技术，使得它的电极宽度减小到可以和埋覆电极相媲美是一个更切实际的课题。专利CN101192627中涉及到一种硅薄膜光电池的电极图案及蚀刻方法，但此方法只涉及到蚀刻铝背极图案，并不有效的应用在正面电极宽度上。专利CN101743640 A中涉及到蚀刻发射极的硅太阳能，但蚀刻方法过程复杂，步骤多，并且对电极宽度的缩小没有帮助。本发明能有效的解决以上问题，并且能使用大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物，所述组合物组成及含量（质量百分数）为

。

一种单晶硅太阳能电池选择性发射极中含有以上所述的蚀刻胶组合物。

一种单晶硅太阳能电池选择性发射极的制备方法，包含如下步骤：

步骤一、制备二氧化硅层，单晶硅扩散后的表面经气相沉淀得到一层厚度为1000～5000??的二氧化硅；

步骤二、制备丝印胶，按照以上的蚀刻胶组合物配方将所需原料顺序加入反应釜中，搅拌1小时，后经2um的过滤器循环过滤1小时，制得丝印胶；

步骤三、制备丝网，按照导电图案设计，制备得到的丝网的线宽在100um以下；

步骤四、丝印，在室温下，将步骤二制得的丝印胶通过步骤三制得的丝网漏印在PN极表面，水平放置120秒，得到相应的图案，然后用纯水冲洗干净，放入80～100℃的烘箱中去水，在SEM下检测对步骤一制得的二氧化硅的线宽和对下层单晶硅的腐蚀程度。

本发明的有益效果主要体现在：主要是用于制造单晶硅太阳能发射电极，可以有效地使电极栅宽度减少到100um以下，提高了光电转换的效率。同时，使传统的丝网印刷程序简化，设备投资少，使用方便，可以进行规模化生产，可以推广应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案作详细说明。 

一种用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物，所述组合物组成及含量（质量百分数）为。

20～70%	纯水
		5～20%	四氢呋喃
5～20%	PVP
		0.01～5%	非离子表面活性剂聚氧乙烯胺
0.01～5%	渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚
		0.01～5%	对苯二酚
0.01～10%	氢氟酸
		0.01～10%	氟化铵

所述发射极中含有以上所述的蚀刻胶组合物。

一种单晶硅太阳能电池选择性发射极的制备方法，包含如下步骤：

步骤一、制备二氧化硅层，单晶硅扩散后的表面经气相沉淀得到一层厚度为5000??的二氧化硅；

步骤二、制备丝印胶，制备丝印胶，按照以上的蚀刻胶组合物配方将所需原料顺序加入反应釜中，搅拌1小时，后经2um的过滤器循环过滤1小时，这样就制得丝印胶；

步骤三、制备丝网，按照导电图案设计，制备得到的制备得到的丝网的线宽在100um以下；

步骤四、丝印，在室温下，将步骤二制得的丝印胶通过步骤三制得得丝网漏印在PN极表面，水平放置120秒，得到相应的图案，然后用纯水冲洗干净，放入80～100℃的烘箱中去水，在SEM下检测对步骤一制得二氧化硅的线宽和对下层单晶硅的腐蚀程度，检测发现对下层单晶硅并没有腐蚀。

为更好的说明本发明的效果，通过具体的配方及产生的效果示意如下。

丝印胶配方和结果如下。

	四氢呋喃	PVP	聚氧乙烯胺	脂肪醇聚氧乙烯醚	对苯二酚	氢氟酸	氟化铵	纯水	效果
										配方1	15	15	0.2	0.2	0.5	3.8	5.3	60	○
配方2	20	20	0.5	0.5	0.5	1.5	4.0	53	●
										配方3	15	15	0.2	0.2	0.5	8.5	12.6	48	▼
配方4	30	30	0.2	0.2	0.5	3.8	5.3	30	●
										配方5	15	15	0	0.2	0.5	4.0	5.3	60	●
配方6	15	15	0.2	0	0.5	4.0	5.3	60	●
										配方7	60	0	0.2	0.2	0.5	3.8	5.3	60	●
配方8	15	15	0.2	0.2	0	4.0	5.6	60	●
										配方9	25	10	1.2	1.2	0.8	5.0	6.8	50	●

○：蚀刻线条清晰，深度均匀

●：蚀刻线条不清晰，边缘有毛刺，深度不均匀，没有完全蚀刻。

▼：蚀刻过度，线条已经破坏。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1）、减少了传统的丝网印刷步骤，传统的丝网印刷步骤：丝印→坚膜→蚀刻→去胶，使用本发明可以将工序缩短为：丝印→蚀刻→水洗，在常温下就可以将图案成形和蚀刻一步完成，提高生产效率，同时可以将电极栅的线条达到100um以下，别且对下层单晶硅没有腐蚀。

2）、具有适应生产、包容工艺等基本功能，同时还具有蚀刻、掺杂的功能。减少了目前生产环节、降低了生产成本，提高了太阳能光电转换效率，具有很强的生产应用前景。

本发明尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种用于制作单晶硅太阳能电池选择性发射极的蚀刻胶组合物，其特征在于：所述组合物组成及含量（质量百分数）为

20～70% 纯水 5～20% 四氢呋喃 5～20% PVP 0.01～5% 非离子表面活性剂聚氧乙烯胺 0.01～5% 渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚 0.01～5% 对苯二酚 0.01～10% 氢氟酸 0.01～10% 氟化铵

。

2.一种单晶硅太阳能电池选择性发射极，其特征在于：所述发射极中含有如权利要求1所述的蚀刻胶组合物。

3.一种如权利要求2所述的单晶硅太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于：包含如下步骤：

步骤一、制备二氧化硅层，单晶硅扩散后的表面经气相沉淀得到一层厚度为1000～5000?的二氧化硅；

步骤二、制备丝印胶，按照权利要求1中的蚀刻胶组合物的配方将所需原料顺序加入反应釜中，搅拌1小时，后经2um的过滤器循环过滤1小时，制得丝印胶；

步骤三、制备丝网，按照导电图案设计，制备得到的丝网的线宽在100um以下；

步骤四、丝印，在室温下，将步骤二制得的丝印胶通过步骤三制得的丝网，漏印在PN极表面，水平放置120秒，得到相应的图案，然后用纯水冲洗干净，放入80～100℃的烘箱中去水，在SEM下检测对步骤一制得的二氧化硅的线宽和对下层单晶硅的腐蚀程度。