CN115458631A - 一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，涉及太阳能电池的领域，该方法是通过光刻胶和激光镭射在晶硅太阳能电池片上形成精细线路，具体工艺步骤如下：S1、在晶硅太阳能电池片上涂敷一定厚度的光刻胶；S2、对光刻胶进行烘烤，固化后，在光刻胶最外层形成一层防水涂层；S3、使用激光镭射穿过防水涂层、光刻胶层以及晶硅太阳能电池片外层，刻蚀出线路；S4、在刻蚀的线路中注入金属浆料；S5、加热金属浆料，直至金属与硅形成共烧合金；S6、通过溶剂去除晶硅太阳能电池片上的光刻胶与防水涂层。以此达到实现在晶硅太阳能电池片上突破原有15um线宽，制造出更窄的金属精细线条。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的领域，具体涉及一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法。
背景技术
导电金属线在微电子领域具有广泛应用，常见的有在晶硅太阳能电池表面印刷导电金属线，用于收集电流；在触控屏表面，通过导电金属线将触摸电信号传输至处理器。
在太阳能电池片中，导电金属线主要分为两种，用于收集硅表面的电流的细栅线以及用于汇集并传导细栅线上的电流的主栅线；因细栅线的存在，减少了硅片受光的有效面积，所以细栅线越细越好，且高度越均匀越好。
现阶段在太阳能电池量产制造中，通常通过丝网印刷来形成导电金属线，升级缓慢且日趋进入工艺瓶颈阶段，如专利号：ZL201210214473.2等，均无法突破小于15um线宽的精细金属线条；并且丝网印刷存在编织网结，形成的金属线条存在高低起伏，导致电流消耗在金属线电阻上。
因此，有必要提供一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，该方法是通过光刻胶和激光镭射在晶硅太阳能电池片上形成精细线路，具体工艺步骤如下：
S1、在晶硅太阳能电池片上涂敷一定厚度的光刻胶；
S2、对光刻胶进行烘烤，固化后，在光刻胶最外层形成一层防水涂层；
S3、使用激光镭射防水涂层、光刻胶层以及晶硅太阳能电池片外层，刻蚀出线路；
S4、在刻蚀的线路中注入金属浆料；
S5、加热金属浆料，直至金属与硅形成共烧合金；
S6、通过溶剂去除晶硅太阳能电池片上的光刻胶与防水涂层。
进一步，作为优选，在晶硅太阳能电池片上涂敷的光刻胶厚度为5μm-15μm。
进一步，作为优选，所述防水涂层的形成方法包括但不限于喷涂、蒸镀、溅射等。
进一步，作为优选，所述防水涂层的厚度为20nm-200nm。
进一步，作为优选，所述激光镭射的脉冲宽度为2ns-30ns、激光波长为355nm-600nm、扫描速度为2m/s-20m/s、光斑直径为0.5μm-5μm、扫描功率为10-50瓦。
进一步，作为优选，所述刻蚀的线路宽度在5μm-20μm。
进一步，作为优选，所述刻蚀的线路在晶硅太阳能电池片的表面深度为0.1μm-0.5μm。
进一步，作为优选，所述刻蚀的线路中注入金属液体包括但不限于银、铜以及金等金属液体。
进一步，作为优选，将金属液体注入刻蚀的线路方法包括但不限于使用橡胶刮刀、聚酯刮刀、碳纤维刮刀、丁腈胶辊、氯丁胶辊、丁基胶辊、硅橡胶胶辊、氟橡胶辊、不锈钢钢辊、不锈钢滚筒筛等工具。
与现有技术相比，本发明提供了一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，具有以下有益效果：
本发明实施例中，通过将原有使用丝网印刷转变为激光加工，避免了丝网印刷中存在编织网结的问题，使得形成的金属线条平整，减少了电流在金属线上的电阻损耗；同时，取消了原有工艺中的涂胶、曝光和显影过程，节省材料和人力。
并且，通过光刻胶的缓冲作用，减轻了在加工过程中直接对晶硅电池施加压力，减少电池片破裂；同时激光镭射也使得形成金属线的线宽可以达到小于15微米的标准。
附图说明
图1为一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法的示意图；
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：该方法是通过光刻胶和激光镭射在晶硅太阳能电池片上形成精细线路，具体工艺步骤如下：
S1、在晶硅太阳能电池片上涂敷一定厚度的光刻胶；
S2、对光刻胶进行烘烤，固化后，在光刻胶最外层形成一层防水涂层；
S3、使用激光镭射穿过防水涂层、光刻胶层以及晶硅太阳能电池片外层，刻蚀出线路；
S4、在刻蚀的线路中注入金属液体；
S5、加热金属，使得金属液与硅形成共烧合金；
S6、通过溶剂去除晶硅太阳能电池片上的光刻胶与防水涂层。
作为较佳实施例，光刻胶的固化可使用紫外光线等手段进行，此处通常使用光刻机进行相关固化。
本实施例中，如图1，在晶硅太阳能电池片上涂敷的光刻胶厚度为5μm-15μm。
作为较佳实施例，在晶硅太阳能电池片上涂敷的光刻胶的涂敷方法包括但并不仅限于旋涂、刮涂、喷涂；
本实施例中，如图1，所述防水涂层的形成方法包括但不限于喷涂、蒸镀、溅射等。
本实施例中，如图1，所述防水涂层的厚度为20nm-200nm。
本实施例中，如图1，所述激光的脉冲宽度为2ns-30ns、激光波长为355nm-600nm、扫描速度为2m/s-20m/s、光斑直径为0.5μm-5μm、扫描功率为10-50瓦。
其中，所述激光的相关强度与所述光刻胶与所述防水涂层的厚度相关，在晶硅电池表面线条深度一定的情况下，其强度越强，所述光刻胶或所述防水涂层的厚度需越厚。
本实施例中，如图1，所述刻蚀的线路宽度在5μm-20μm。
本实施例中，如图1，所述刻蚀的线路在晶硅太阳能电池片的表面深度为0.1μm-0.5μm。
本实施例中，如图1，所述刻蚀的线路中注入金属浆料包括但不限于银、铜以及金等金属与粘合剂、溶剂、助剂的混合物。
需要注意的是，金属浆料中的金属选择以导电性为依据，所选金属导电性越好，刻蚀线路的宽度便可越窄，在向线路中注入金属浆料中后，通过加热将粘合剂、溶剂、助剂等物质挥发，使得金属与晶硅太阳能电池片上的硅形成合金。
本实施例中，如图1，将金属液体注入刻蚀的线路方法包括但不限于使用橡胶刮刀、聚酯刮刀、碳纤维刮刀、丁腈胶辊、氯丁胶辊、丁基胶辊、硅橡胶胶辊、氟橡胶辊、不锈钢钢辊、不锈钢滚筒筛等工具。
作为较佳的实施例，在晶硅太阳能电池片表面涂敷一层6μm-8μm厚度的光刻胶，80℃条件下烘烤后通过光刻机进行固化，然后通过喷涂的方式在光刻胶表面形成一层100nm厚的有机硅涂层；采用波长355纳米的激光防水涂层、光刻胶以及晶硅太阳能电池片表层镭射出线路；之后在线路中填入银浆；在750℃的温度下进行烧结，使银浆中的溶剂挥发，金属银与晶硅太阳能电池片上的硅形成共烧合金；再利用去膜液对晶硅电池表面进行清洗，去除光刻胶。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：该方法是通过光刻胶和激光镭射在晶硅太阳能电池片上形成精细线路，具体工艺步骤如下：
S1、在晶硅太阳能电池片上涂敷一定厚度的光刻胶；
S2、对光刻胶进行烘烤，固化后，在光刻胶最外层形成一层防水涂层；
S3、使用激光镭射防水涂层、光刻胶层以及晶硅太阳能电池片外层，刻蚀出线路；
S4、在刻蚀的线路中注入金属浆料；
S5、加热金属浆料，直至金属与硅形成共烧合金；
S6、通过溶剂去除晶硅太阳能电池片上的光刻胶与防水涂层。
2.根据权利要求1所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：在晶硅太阳能电池片上涂敷的光刻胶厚度为5μm-15μm。
3.根据权利要求1所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：所述防水涂层的形成方法包括但不限于喷涂、蒸镀、溅射等。
4.根据权利要求3所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：所述防水涂层的厚度为20nm-200nm。
5.根据权利要求1所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：所述激光镭射的脉冲宽度为2ns-30ns、激光波长为355nm-600nm、扫描速度为2m/s-20m/s、光斑直径为0.5μm-5μm、扫描功率为10-50瓦。
6.根据权利要求1所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：所述刻蚀的线路宽度在5μm-20μm。
7.根据权利要求6所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：所述刻蚀的线路在晶硅太阳能电池片的表面深度为0.1μm-0.5μm。
8.根据权利要求1所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：所述刻蚀的线路中注入金属浆料包括但不限于银、铜以及金等金属与粘合剂、溶剂、助剂的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种在晶硅太阳能电池片上形成金属线条的方法，其特征在于：将金属液体注入刻蚀的线路方法包括但不限于使用橡胶刮刀、聚酯刮刀、碳纤维刮刀、丁腈胶辊、氯丁胶辊、丁基胶辊、硅橡胶胶辊、氟橡胶辊、不锈钢钢辊、不锈钢滚筒筛等工具。
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