CN115498072A - 铜种子层处理方法及太阳电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铜种子层处理方法及太阳电池的制备方法，铜种子层处理方法包括如下步骤：提供太阳电池基片，并对太阳电池基片进行氢等离子体处理；其中，太阳电池基片包括硅片衬底以及依次层叠设置于硅片衬底上的非晶硅层、透明导电薄膜和铜种子层，铜种子层位于太阳电池基片的表面。本发明通过对太阳电池基片进行氢等离子体处理，能够有效去除太阳电池基片表面铜种子层上的氧化层和表面脏污，能够显著提高铜电极栅线的导电性和抗拉性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，特别是涉及一种铜种子层处理方法及太阳电池的制备方法。
背景技术
随着光伏产品的不断升级，以及高效异质结太阳电池效率的不断提高和成本的不断降低，异质结太阳电池的市场份额也在不断的增加。目前，国内很多电池制造商正积极布局高效异质结太阳电池技术。
在异质结太阳电池生产过程中，目前存在两条制备电极栅线的技术路线：一为丝网印刷银栅线路线，一为电镀铜栅线路线。其中，电镀铜路线可以大幅度降低异质结太阳电池的生产成本。而电镀铜路线中，铜种子层的制备至关重要。常用的铜种子层制备方法为PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)镀铜，该方法是将镀TCO(透明导电氧化物)薄膜后的硅片放置在载板(一种不锈钢耐高温不易变形的载体)上进入镀膜腔室进行镀膜。
然而，现有的电镀铜栅线工艺所制备的铜电极栅线中，有时会存在电极栅线的导电性较差、抗拉性能较差的问题，导致异质结太阳电池的电性能较差，影响异质结太阳电池的产品品质。
发明内容
基于此，有必要针对目前电镀法制备的铜电极栅线的导电性较差、抗拉性能较差的问题，提供一种能够有效提高太阳电池中铜电极栅线的导电性和抗拉强度的铜种子层处理方法及太阳电池的制备方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种铜种子层处理方法，包括如下步骤：
提供太阳电池基片，并对所述太阳电池基片进行氢等离子体处理；
其中，所述太阳电池基片包括硅片衬底以及依次层叠设置于所述硅片衬底上的非晶硅层、透明导电薄膜和铜种子层，所述铜种子层位于所述太阳电池基片的表面。
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的功率密度为0.05W/cm2～0.25W/cm2。
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的功率密度为0.10W/cm2～0.25W/cm2。
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的功率密度为0.15W/cm2～0.25W/cm2。
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的气体压力为50Pa～100Pa、处理温度为50℃～150℃、处理时间为2min～10min、氢气流量为1000sccm～4000sccm。
在其中一些实施例中，所述太阳电池基片上的所述铜种子层的至少部分被氧化。
根据本发明的第二方面，提供了一种太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供太阳电池基片，所述太阳电池基片的表面具有铜种子层；
对所述铜种子层进行氢等离子体处理；及
在经过所述氢等离子体处理后的所述铜种子层上电镀铜形成铜栅线。
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的功率密度为0.05W/cm2～0.25W/cm2；
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的功率密度为0.10W/cm2～0.25W/cm2；
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的功率密度为0.15W/cm2～0.25W/cm2。
在其中一些实施例中，所述氢等离子体处理的气体压力为50Pa～100Pa、处理温度为50℃～150℃、处理时间为2min～10min、氢气流量为1000sccm～4000sccm。
在其中一些实施例中，所述太阳电池基片的制备方法包括如下步骤：
在硅片衬底的正面和背面分别形成非晶硅层；
在所述硅片衬底正面和背面的所述非晶硅层上分别形成透明导电薄膜；及
在所述硅片衬底正面和背面的所述透明导电薄膜上分别形成铜种子层。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过对太阳电池基片进行氢等离子体处理，利用氢等离子体的高还原性能可以还原太阳电池基片表面铜种子层中被氧化形成的氧化铜、碳酸铜等，使得铜种子层表面的氧化层得以还原；同时，通过氢等离子体处理还可以有效地去除铜种子层表面的脏污、微小粉尘颗粒等，可使得铜种子层表面更加洁净。本发明的方法能够有效去除铜种子层上的氧化层和表面脏污，能够显著提高铜电极栅线的导电性和抗拉性能。
附图说明
图1为太阳电池基片的结构示意图；
图2为太阳电池的结构示意图；
图3为本发明实施例1中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图4为本发明实施例2中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图5为本发明实施例3中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图6为本发明实施例4中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图7为本发明实施例5中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图8为本发明对比例1中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图9为本发明对比例2中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图10为本发明对比例3中氢等离子体处理后的铜种子层的照片；
图11为本发明对比例4中氢等离子体处理后的铜种子层的照片。
附图标记说明：
10、太阳电池基片；11、硅片衬底；12、本征非晶硅层；13、n型掺杂非晶硅层；14、p型掺杂非晶硅层；15、透明导电薄膜；16、铜种子层；20、太阳电池；21、铜栅线。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
采用电镀法形成太阳电池铜电极栅线的制备工艺中，需要先在硅片衬底表面的透明导电薄膜上沉积形成铜种子层。由于铜为有色金属，比较活跃，而镀膜到硅片表面上的铜种子层较薄且比表面积较大，使得其很容易与空气中的氧发生反应，生成氧化铜；进而导致铜种子层在后续电镀时与电镀的铜电极栅线无法形成良好的接触，大大降低了铜电极栅线的导电性。
并且，镀完铜种子层后的薄膜表面由于腔体环境、外界环境较差等一系列因素，会残留一些微小的颗粒、粉尘等，这些颗粒和粉尘在后续的电镀铜电极栅线的过程中不易与铜种子层脱离，在电镀时会使得铜种子层与电镀层间无法形成良好的接触，且容易形成空洞，使得铜电极栅线的电性能和拉力变差。
为了解决上述问题，本发明的一些实施方式提供了一种铜种子层处理方法，包括如下步骤S1和步骤S2：
步骤S1：提供太阳电池基片10，该太阳电池基片10的表面具有铜种子层16。太阳电池基片10的结构示意图如图1所示。
在其中一些实施例中，该太阳电池基片10包括硅片衬底11，硅片衬底11的正面和背面均具有非晶硅层，在硅片衬底11正面和背面的非晶硅层上均具有透明导电薄膜15，在硅片衬底11正面和背面的透明导电薄膜15上均具有铜种子层16。
在其中一个具体示例中，非晶硅层包括本征非晶硅层12和掺杂非晶硅层。硅片衬底11正面的非晶硅层包括依次设于硅片衬底11正面的本征非晶硅层12和n型掺杂非晶硅层13；硅片衬底11背面的非晶硅层包括依次设于硅片衬底背面的本征非晶硅层12和p型掺杂非晶硅层14。
在其中一些实施例中，太阳电池基片10上的铜种子层16的至少部分被氧化。
步骤S2：对太阳电池基片10进行氢等离子体处理。
对于太阳电池基片10上被氧化的铜种子层16，目前行业内通常采用直接作为不良片进行隔离或者采用酸刻蚀掉表面氧化层的方式。然而，直接隔离会导致隔离率升高，而且隔离后只能直接返工到原硅片，会造成大量材料浪费，使成本大大增加。而采用酸刻蚀氧化层的方式会导致铜种子层16的减薄，在前期制备时需要制备较厚的铜种子层16，这就使得在形成铜种子层16时需要更大的沉积功率，会对透明导电薄膜15造成较大的轰击，使太阳电池的电性能降低；而且酸刻蚀后的铜种子层16的表面粗糙度较高，在后续电镀过程中无法形成良好的接触，会导致铜电极栅线的导电性大大降低。
对此，本发明通过对上述太阳电池基片10进行氢等离子体处理，利用氢等离子体的高还原性能可以还原铜种子层16中被氧化形成的氧化铜、碳酸铜等，使得铜种子层16表面的氧化层得以还原；同时，氢等离子体也是一种表面处理技术，可以有效地去除铜种子层16表面的脏污、微小粉尘颗粒等，可使得铜种子层16表面更加洁净。
相比于传统的直接隔离，本发明的处理方法可以显著降低电池片隔离率，降低生产成本；相比于传统的湿法酸刻蚀的去氧化方式，采用本发明的处理方法无需前期形成较厚的铜种子层16，且不会对铜种子层16表面进行刻蚀，铜种子层16表面的平整度不会被破坏，能够减少铜种子层16与铜电镀层间的空洞，提高栅线的导电性，进而改善太阳电池的电性能。
在其中一些实施例中，氢等离子体处理的功率密度为0.05W/cm2～0.25W/cm2。在对铜种子层16进行氢等离子体处理过程中，氢等离子体处理的功率密度对于处理效果影响较大。若功率密度过小，会导致铜种子层16上的氧化层及表面脏污等无法彻底去除；若功率密度过大，会导致氢等离子体对铜种子层16轰击过强，造成基片损伤。通过研究发现，将氢等离子体处理的功率密度控制在0.05W/cm2～0.25W/cm2之间，既能够较好地去除铜种子层16上的氧化层和表面脏污，又不会造成太阳电池基片10的损伤。
进一步地，氢等离子体处理的功率密度优选为0.10W/cm2～0.25W/cm2。研究发现，当将氢等离子体处理的功率密度控制在0.10W/cm2～0.25W/cm2范围之内时，可以进一步提高对铜种子层16上的氧化层的去除效果。
更进一步地，氢等离子体处理的功率密度更优选为0.15W/cm2～0.25W/cm2。进一步研究发现，当将氢等离子体处理的功率密度控制在0.15W/cm2～0.25W/cm2范围之内时，可以更加有效地去除铜种子层16上的氧化层。
在其中一些实施例中，氢等离子体处理的气体压力为50Pa～100Pa、处理温度为50℃～150℃、处理时间为2min～10min、氢气流量为1000sccm～4000sccm。在上述的氢等离子体处理工艺条件下，可以获得良好的氧化层去除效果。
可以理解，氢等离子体处理的气体压力可以为但不限于50Pa、55Pa、60Pa、65Pa、70Pa、75Pa、80Pa、85Pa、90Pa、95Pa、100Pa。处理温度可以为但不限于50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃。处理时间可以为但不限于2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min。氢气流量可以为但不限于1000sccm、1500sccm、2000sccm、2500sccm、3000sccm、3500sccm、4000sccm。
请参阅图2，本发明一实施方式提供了一种太阳电池20的制备方法，包括如下步骤S1至步骤S3：
步骤S1：提供太阳电池基片10，该太阳电池基片10的表面具有铜种子层16。
在其中一些实施例中，该太阳电池基片10的制备方法包括如下步骤：
在硅片衬底11的正面先沉积形成本征非晶硅层12，然后在本征非晶硅层12上沉积形成n型掺杂非晶硅层13；在硅片衬底11的背面先沉积形成本征非晶硅层12，然后在本征非晶硅层12上沉积形成p型掺杂非晶硅层14。
在硅片衬底11正面的n型掺杂非晶硅层13上沉积形成一层透明导电薄膜15，在硅片衬底11背面的p型掺杂非晶硅层14上也沉积形成一层透明导电薄膜15。
在硅片衬底11正面和背面的透明导电薄膜15上分别形成铜种子层16，从而得到太阳电池基片10。
在其中一些实施例中，该太阳电池基片10上的铜种子层16的至少部分被氧化。
步骤S2：对太阳电池基片10进行氢等离子体处理。
通过对太阳电池基片10进行氢等离子体处理，利用氢等离子体的高还原性能可以还原铜种子层16中被氧化形成的氧化铜、碳酸铜等，使得铜种子层16表面的氧化层得以还原；同时，通过氢等离子体处理可以有效地去除铜种子层16表面的脏污、微小粉尘颗粒等，可使得铜种子层16表面更加洁净。
在其中一些实施例中，氢等离子体处理的功率密度为0.05W/cm2～0.25W/cm2；优选为0.10W/cm2～0.25W/cm2；更优选为0.15W/cm2～0.25W/cm2。将氢等离子体处理的功率密度控制在上述范围，既能够较好地去除铜种子层16上的氧化层和表面脏污，又不会造成太阳电池基片10的损伤。
在其中一些实施例中，氢等离子体处理的气体压力为50Pa～100Pa、处理温度为50℃～150℃、处理时间为2min～10min、氢气流量为1000sccm～4000sccm。在上述的氢等离子体处理工艺条件下，可以获得良好的氧化层去除效果。
步骤S3：在经过氢等离子体处理后的铜种子层16上电镀铜形成铜栅线21。
在经过氢等离子体处理后的铜种子层16上，通过电镀铜的方式形成铜电极栅线，将形成铜电极栅线之外的区域内的铜种子层16去除，得到太阳电池20。由于对铜种子层16进行了氢等离子体处理，有效去除了铜种子层16上的氧化层和表面脏污，铜种子层16与电镀的铜电极栅线之间接触良好，太阳电池的导电性能良好，且铜电极栅线的抗拉性能较好。
下面将结合具体实施例和对比例对本发明作进一步说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
一种异质结太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
1)选择n型硅片作为硅片衬底，该n型硅片为厚度为150μm的单晶硅片，并且在该n型硅片的表面通过制绒清洗处理形成绒面结构；
2)采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积)方法在制绒后的硅片衬底的正面和背面分别制备本征非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底正面的本征非晶硅层上制备n型掺杂非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底背面的本征非晶硅层上制备p型掺杂非晶硅层；
3)采用PVD方法在n型掺杂非晶硅层和p型掺杂非晶硅层上分别制备厚度为110nm的ITO(氧化铟锡)层作为透明导电薄膜；
4)采用PVD方法在硅片衬底正面和背面的ITO层上分别制备厚度为170nm的铜种子层，并且该铜种子层已经部分发生氧化；
5)利用氢等离子体对已氧化的铜种子层进行表面处理；氢等离子体处理的功率密度为0.05W/cm2、气体压力为40Pa、处理温度为100℃、处理时间为60s，H2气体流量为2000sccm；
6)检查氢等离子体处理后的铜种子层的外观，观察氧化情况是否去除；本实施例中经氢等离子体处理后的铜种子层的照片如图3所示；
7)通过电镀法在铜种子层上制备铜电极栅线，得到太阳电池。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。其中，太阳电池的电性能采用halm机在线测试，电极栅线的抗拉力测试采用HF-9010卧式光伏焊带剥离力试验机进行测试。测试结果如表1所示。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤5)中氢等离子体处理的功率密度为0.10W/cm2。
本实施例中经氢等离子体处理后的铜种子层的照片如图4所示。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
实施例3：
本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤5)中氢等离子体处理的功率密度为0.15W/cm2。
本实施例中经氢等离子体处理后的铜种子层的照片如图5所示。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
实施例4：
本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤5)中氢等离子体处理的功率密度为0.20W/cm2。
本实施例中经氢等离子体处理后的铜种子层的照片如图6所示。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
实施例5：
本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤5)中氢等离子体处理的功率密度为0.25W/cm2。
本实施例中经氢等离子体处理后的铜种子层的照片如图7所示。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
对比例1：
一种异质结太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
1)选择n型硅片作为硅片衬底，该n型硅片为厚度为150μm的单晶硅片，并且在该n型硅片的表面通过制绒清洗处理形成绒面结构；
2)采用PECVD方法在制绒后的硅片衬底的正面和背面分别制备本征非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底正面的本征非晶硅层上制备n型掺杂非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底背面的本征非晶硅层上制备p型掺杂非晶硅层；
3)采用PVD方法在n型掺杂非晶硅层和p型掺杂非晶硅层上分别制备厚度为110nm的ITO层作为透明导电薄膜；
4)采用PVD方法在硅片衬底正面和背面的ITO层上分别制备厚度为170nm的铜种子层，该铜种子层未发生氧化；
5)检查铜种子层的外观；本对比例中的铜种子层的照片如图8所示；
6)通过电镀法在铜种子层上制备铜电极栅线，得到太阳电池。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
对比例2：
一种异质结太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
1)选择n型硅片作为硅片衬底，该n型硅片为厚度为150μm的单晶硅片，并且在该n型硅片的表面通过制绒清洗处理形成绒面结构；
2)采用PECVD方法在制绒后的硅片衬底的正面和背面分别制备本征非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底正面的本征非晶硅层上制备n型掺杂非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底背面的本征非晶硅层上制备p型掺杂非晶硅层；
3)采用PVD方法在n型掺杂非晶硅层和p型掺杂非晶硅层上分别制备厚度为110nm的ITO层作为透明导电薄膜；
4)采用PVD方法在硅片衬底正面和背面的ITO层上分别制备厚度为170nm的铜种子层，并且该铜种子层已经部分发生氧化；
5)检查铜种子层的外观；本对比例中的铜种子层的照片如图9所示；
6)通过电镀法在铜种子层上制备铜电极栅线，得到太阳电池。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
对比例3：
一种异质结太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
1)选择n型硅片作为硅片衬底，该n型硅片为厚度为150μm的单晶硅片，并且在该n型硅片的表面通过制绒清洗处理形成绒面结构；
2)采用PECVD方法在制绒后的硅片衬底的正面和背面分别制备本征非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底正面的本征非晶硅层上制备n型掺杂非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底背面的本征非晶硅层上制备p型掺杂非晶硅层；
3)采用PVD方法在n型掺杂非晶硅层和p型掺杂非晶硅层上分别制备厚度为110nm的ITO层作为透明导电薄膜；
4)采用PVD方法在硅片衬底正面和背面的ITO层上分别制备厚度为170nm的铜种子层，并且该铜种子层已经部分发生氧化；
5)采用硫酸溶液刻蚀去除铜种子层上的氧化层，其中硫酸的体积浓度为0.4％，处理时间为10s；
6)检查硫酸刻蚀处理后的铜种子层的外观；本对比例中硫酸刻蚀处理后的铜种子层的照片如图10所示；
7)通过电镀法在铜种子层上制备铜电极栅线，得到太阳电池。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
对比例4：
一种异质结太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
1)选择n型硅片作为硅片衬底，该n型硅片为厚度为150μm的单晶硅片，并且在该n型硅片的表面通过制绒清洗处理形成绒面结构；
2)采用PECVD方法在制绒后的硅片衬底的正面和背面分别制备本征非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底正面的本征非晶硅层上制备n型掺杂非晶硅层；采用PECVD在硅片衬底背面的本征非晶硅层上制备p型掺杂非晶硅层；
3)采用PVD方法在n型掺杂非晶硅层和p型掺杂非晶硅层上分别制备厚度为110nm的ITO层作为透明导电薄膜；
4)采用PVD方法在硅片衬底正面和背面的ITO层上分别制备厚度为170nm的铜种子层，并且该铜种子层已经部分发生氧化；
5)利用氢气对已氧化的铜种子层进行退火处理；退火处理过程中的气体压力为40Pa、处理温度为100℃、处理时间为60s、H2气体流量为2000sccm；
6)检查退火处理后的铜种子层的外观；本对比例中退火处理后的铜种子层的照片如图11所示；
7)通过电镀法在铜种子层上制备铜电极栅线，得到太阳电池。
对所制备的太阳电池的电性能和电极栅线的抗拉力进行测试。测试方法与实施例1相同。测试结果如表1所示。
表1各实施例和对比例的太阳电池的电性能、抗拉力和氧化层去除情况
表1中，Eff为电池效率，Isc为短路电流，Voc为开路电压，FF为填充因子，Rs为串联电阻，Rsh为并联电阻。表1中各实施例和对比例的数据均以对比例1为基础进行归一化处理。
由表1可知：
1)、从开路电压Voc方面来看，除实施例4和实施例5以外，其余实施例和对比例均无明显变化，说明铜种子层氧化对Voc无明显影响；且一定的酸处理和氢等离子体处理不会对非晶硅钝化层造成破坏，不会导致Voc降低。而实施例4较对比例1Voc降低0.11％，实施例5较对比例1Voc降低0.17％，说明当功率密度较高时，氢等离子体对铜种子层轰击过强，造成非晶硅钝化层被轻微破坏，使得基片损失，导致Voc降低较多；
2)、从填充因子FF方面来看，对比例2较对比例1FF降低0.21％，说明氧化片由于铜种子层被氧化，而氧化铜的导电性大大差于纯铜，导致后续电镀后接触变差，使得FF降低；对比例3较对比例1FF降低0.11％，较对比例2提升0.09％，说明硫酸溶液去除氧化层后，表面平整度被破坏，在后续电镀过程中，种子层与电镀层无法形成良好的接触，进而使得FF无法完全恢复；对比例4较对比例1FF降低0.20％，较对比例2无明显差异，说明氢气虽然具有较强的还原性，但在低温的环境下无法还原氧化铜；实施例1～5均为本发明的氢等离子体处理还原工艺，其中实施例1较对比例1FF降低0.11％，较对比例2提升0.10％，实施例2较对比例1提升0.02％，较对比例2提升0.22％，实施例3较对比例1提升0.14％，较对比例2提升0.34％，实施例4较对比例1降低0.03％，较对比例2提升0.18％，实施例5较对比例1降低0.10％，较对比例2提升0.11％，说明在一定的功率范围内，氢等离子体处理可以完全去除铜种子层的表面氧化层，同时相对酸刻蚀去氧化而言，氢处理后的铜种子层表面平整，未被破坏，并且氢处理可以去除表面的微小粉尘、颗粒物等，使得电镀层与种子层接触变好，进而提高了FF；而较低的功率密度无法使得氧化层完全还原，使得FF提升有限，较高的功率密度使得氢等离子体对铜种子层轰击过强，同时对非晶硅钝化层亦会造成影响，使得基片损伤，导致FF降低。
3)、从电极栅线抗拉力情况来看，对比例2较对比例1降低53.85％，说明氧化层与电镀层接触较差，极其容易被剥离；对比例3较对比例1降低7.69％，较对比例2提升46.15％，说明氧化层去除后，电镀层与种子层直接接触，拉力得以提升，但种子层表面平整度较差，所以拉力未恢复至正常水平；对比例4较对比例1降低57.69％，较对比例2降低3.85％，说明氢气虽然具有较强的还原性，但在低温的环境下无法还原氧化铜；实施例1较对比例1降低26.92％，较对比例2提升26.92％，实施例2较对比例1降低23.08％，较对比例2提升30.77％，实施例3较对比例1提升7.69％，较对比例2提升61.54％，实施例4较对比例1提升3.85％，较对比例2提升57.69％，实施例3较对比例1提升5.77％，较对比例2提升59.62％，说明在一定的功率密度范围内，氢等离子体处理可以完全去除铜种子层的表面氧化层，同时可以去除表面的微小粉尘、颗粒物，使得拉力得以提升；而较低的功率密度无法使得氧化层完全还原，使得氧化层对拉力仍存在影响，使得拉力提升有限，而过高的功率密度对拉力无影响。
4)、从不同工艺处理后产品外观来看，对比例3为酸处理工艺，氧化层被完全去除，说明酸处理工艺可去除铜种子层氧化；对比例4为氢气退火，氧化层未去除，说明氢气退火无法去除铜种子层氧化；实施例1为0.05W/cm2功率密度氢等离子体处理，氧化层未完全去除；实施例2为0.1W/cm2功率密度氢等离子体处理，氧化层大部分可去除；实施例3为0.15W/cm2功率密度氢等离子体处理，氧化层完全去除，实施例4为0.20W/cm2功率密度氢等离子体处理，氧化层完全去除；实施例5为0.25W/cm2功率密度氢等离子体处理，氧化层完全去除。说明当功率密度达到0.15W/cm2后，氧化层即可完全去除。
综合上述分析可知，在一定条件下对已氧化的铜种子层进行氢等离子体处理可使氧化层完全去除。其中最优为实施例3，其氢等离子体处理的功率密度为0.15W/cm2，其光电转换效率较不去除氧化的情况(对比例2)提升0.41％，且抗拉力提升61.54％；对比酸刻蚀的工艺(对比例3)，实施例3的氢等离子体处理去氧化工艺光电转换效率提升0.32％，并且抗拉力提升15.38％，太阳电池的光电转换效率和栅线抗拉力得以明显提升。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种铜种子层处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供太阳电池基片，并对所述太阳电池基片进行氢等离子体处理；
其中，所述太阳电池基片包括硅片衬底以及依次层叠设置于所述硅片衬底上的非晶硅层、透明导电薄膜和铜种子层，所述铜种子层位于所述太阳电池基片的表面。
2.根据权利要求1所述的铜种子层处理方法，其特征在于，所述氢等离子体处理的功率密度为0.05W/cm2～0.25W/cm2。
3.根据权利要求1所述的铜种子层处理方法，其特征在于，所述氢等离子体处理的功率密度为0.10W/cm2～0.25W/cm2。
4.根据权利要求1所述的铜种子层处理方法，其特征在于，所述氢等离子体处理的功率密度为0.15W/cm2～0.25W/cm2。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的铜种子层处理方法，其特征在于，所述氢等离子体处理的气体压力为50Pa～100Pa、处理温度为50℃～150℃、处理时间为2min～10min、氢气流量为1000sccm～4000sccm。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的铜种子层处理方法，其特征在于，所述太阳电池基片上的所述铜种子层的至少部分被氧化。
7.一种太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供太阳电池基片，所述太阳电池基片的表面具有铜种子层；
对所述太阳电池基片进行氢等离子体处理；及
在经过所述氢等离子体处理后的所述铜种子层上电镀铜形成铜栅线。
8.根据权利要求7所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述氢等离子体处理的功率密度为0.05W/cm2～0.25W/cm2；
可选地，所述氢等离子体处理的功率密度为0.10W/cm2～0.25W/cm2；
可选地，所述氢等离子体处理的功率密度为0.15W/cm2～0.25W/cm2。
9.根据权利要求7所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述氢等离子体处理的气体压力为50Pa～100Pa、处理温度为50℃～150℃、处理时间为2min～10min、氢气流量为1000sccm～4000sccm。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述太阳电池基片的制备方法包括如下步骤：
在硅片衬底的正面和背面分别形成非晶硅层；
在所述硅片衬底正面和背面的所述非晶硅层上分别形成透明导电薄膜；及
在所述硅片衬底正面和背面的所述透明导电薄膜上分别形成铜种子层。
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