CN115842064A

CN115842064A - Hjt太阳能电池及其制备方法

Info

Publication number: CN115842064A
Application number: CN202310085778.6A
Authority: CN
Inventors: 胡广豹; 李剑; 郁操
Original assignee: Suzhou Maxwell Technologies Co Ltd
Current assignee: Suzhou Maxwell Technologies Co Ltd
Priority date: 2023-02-07
Filing date: 2023-02-07
Publication date: 2023-03-24

Abstract

本申请公开了一种HJT太阳能电池及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：提供异质结电池基底，在异质结电池基底双面沉积透明导电氧化物层；在透明导电氧化物层表面制作掩膜层；对掩膜层进行图形化开口处理，形成具有图形化开口的掩膜层；暗黑环境下，在掩膜层的图形化开口处依次进行粗化、预浸、金属活化处理制得预处理异质结电池基底；对预处理异质结电池基底依次进行预镀、去氧化、电镀铜、退膜、化学镀锡处理，制得HJT太阳能电池。该方法中电池双面无需PVD溅射铜种子层及刻蚀，避免了含铜废水的排放；减少了由于铜种子层刻蚀引起的TCO损伤，降低了无效线宽遮挡区域，克服了传统技术的不足。

Description

HJT太阳能电池及其制备方法

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种HJT太阳能电池及其制备方法。

背景技术

HJT太阳能电池作为一种新型太阳能电池，成为近年来太阳能领域的新热点。传统HJT太阳能电池的电极通常采用丝网印刷工艺通过低温银铝浆在硅片表面印刷正背电极及电场，但是低温银浆电阻率偏高导致银浆单耗过高，成本高。

为了降低成本，有研究人员进一步提出有籽铜电镀工艺，由于在透明导电氧化物层(TCO)上直接电镀金属附着能力差，容易脱落，故通常采用PVD溅射在硅片TCO表面镀铜种子层，以改善接触特性。但是为了避免电池片短路以及露出TCO层，后续工艺中还需将多余的铜种子层去除，而铜种子层的刻蚀往往会带来后期含铜废水的排放、对TCO造成损伤以及栅线实际遮挡宽度远大于栅线本身宽度，无效线宽遮挡区域过大等一系列问题，限制了异质结电池的产业化应用进展。

发明内容

基于此，本申请提供了一种HJT太阳能电池及其制备方法，电池双面无需PVD溅射铜种子层及刻蚀，避免了含铜废水的排放；减少了由于铜种子层刻蚀引起的TCO损伤，降低了无效线宽遮挡区域，克服了传统技术的不足。

本申请的第一方面，提供了一种HJT太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

提供异质结电池基底，在异质结电池基底双面沉积透明导电氧化物层；

在透明导电氧化物层表面制作掩膜层；

对掩膜层进行图形化开口处理，形成具有图形化开口的掩膜层；

暗黑环境下，在掩膜层的图形化开口处依次进行粗化、预浸、金属活化处理制得预处理异质结电池基底；

对预处理异质结电池基底依次进行预镀、去氧化、电镀铜、退膜、化学镀锡处理，制得HJT太阳能电池。

在一些实施方式中，粗化处理包括：将具有图形化开口的异质结电池基底，置于质量浓度为3％～15％的酸溶液中，于35℃～90℃条件下处理30s～200s。

在一些实施方式中，预浸处理包括：将经粗化处理的异质结电池基底置于预浸液中，20℃～30℃下处理30s～300s；

预浸液包括：硫酸钠150g/L～350g/L、50％硫酸溶液150mL/L～250mL/L、硫类化合物2g/L～4g/L。

在一些实施方式中，硫类化合物选自丙磺酸钠和硫脲。

在一些实施方式中，金属活化处理选自钯活化处理、铂活化处理、钌活化处理、银活化处理或者锌活化处理。

在一些实施方式中，金属活化处理包括将经预浸处理的异质结电池基底置于活化液中，于20℃～30℃下处理30s～300s。

在一些实施方式中，活化液包含稳定剂、酸与对应酸根离子的金属盐；

稳定剂选自苹果酸、柠檬酸、乳酸、丙酸、羟基乙酸、三乙醇胺、甘氨酸、硫脲、碘化钾、4-甲基吡啶、十二烷基硫酸钠中的一种或多种；

酸选自硝酸、硫酸、盐酸、氯酸、高氯酸和甲基磺酸中的一种或多种。

在一些实施方式中，活化液包含如下组分：硫酸钯5mg/L～80mg/L、4-甲基吡啶3mg/L～25mg/L、十二烷基硫酸钠1mg/L～40mg/L、硫酸钠1mg/L～40mg/L、50％硫酸溶液18mL/L～22mL/L。

在一些实施方式中，预镀为预镀镍、预镀银、预镀锌或预镀铜。

在一些实施方式中，预镀为化学预镀。

在一些实施方式中，预镀镍为化学镀镍，具体过程包括：将经金属活化处理的异质结电池基底置于化学镀镍液中进行化学镀镍处理，控制化学镀镍液的温度为80℃～95℃，化学镀镍处理的时间为30s～900s；

化学镀镍液包含下成分：硫酸镍2g/L～10g/L，次磷酸钠10g/L～100g/L，柠檬酸1g/L～15g/L，硝酸铅1mg/L～20mg/L，采用氨水用于调节化学镀镍液的pH，将化学镀镍液的pH稳定控制在4.8左右。

在一些实施方式中，去氧化过程为：将经预镀处理的异质结电池基底置于去氧化溶液中，20℃～30℃下反应30s～200s。其中，去氧化溶液为HF溶液。

在一些实施方式中，电镀铜过程为：将经去氧化处理的异质结电池基底置于电镀铜液中，20℃～30℃下反应100s～1200s，形成铜电极；

电镀铜液包含如下组分：硫酸铜90g/L-180g/L、硫酸90g/L-180g/L。

本申请的第二方面，提供了一种HJT太阳能电池，该电池通过前述HJT太阳能电池的制备方法制备而成。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1的栅线电镀图；

图2为本申请对比例1的栅线电镀图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述。并给出本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

此外，表述“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。

在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

本申请中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本申请实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本申请的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。本申请的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组份、步骤或限制项组成。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本申请。

本领域技术人员可以理解地是，如背景技术所言，传统技术中，采用有籽铜工艺制备太阳能电池。因在透明导电氧化物层(TCO)上直接电镀金属附着能力差，容易脱落，故该工艺制备过程中通常采用PVD溅射在硅片TCO表面镀一层铜种子层，以改善接触特性。但是为了避免电池片短路以及露出TCO层，后续工艺中还需将多余的铜种子层刻蚀去除，但刻蚀过程不仅会造成后期含铜废水的排放；还容易对TCO造成损伤；且铜种子层的刻蚀会造成无效线宽遮挡区域过大的问题。

基于传统技术有籽铜工艺的缺陷，对异质结(HJT)太阳能电池的制备方法提出了改进。本申请提供的方法，省去了PVD溅射铜种子层及刻蚀的步骤，在电镀铜步骤前采用栅线预镀的方式，直接生成了正背电极的栅线，实现了在不需要PVD溅射铜种子层的情况下，也能够在异质结电池上面形成均匀的电场进行铜电镀，改善了电镀铜和TCO膜层之间的结合力；减少了溅射损伤、去铜损伤和含铜废水污染；提升了栅线电极的拉脱力和电镀均匀性，降低了无效线宽遮挡区域，进而提升了电池的光电转换效率，有效解决了上述传统技术的技术缺陷。同时，在电镀铜栅线和TCO膜层之间预镀金属层，还能够大大降低因铜易在通电条件下迁移造成电池失效的问题。

本申请的第一方面，提供了一种HJT太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

S1.提供异质结电池基底，并在异质结电池基底双面沉积透明导电氧化物层；

S2.在所述透明导电氧化物层表面制作掩膜层；

S3.对所述掩膜层进行图形化开口处理，形成具有图形化开口的掩膜层；

S4.暗黑环境下，在掩膜层的图形化开口处依次进行粗化、预浸、金属活化处理制得预处理异质结电池基底；

S5.对预处理异质结电池基底依次进行预镀、去氧化、电镀铜、退膜、化学镀锡处理，制得HJT太阳能电池。

在一些实施方式中，步骤S1中的异质结电池基底是具有PN结的太阳能电池基底。该异质结电池基底双面沉积的透明导电氧化物层(TCO)材料选自：氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)、掺钨氧化铟(IWO)、氧化铝锌(AZO)、氧化镓锌(GZO)、VTTO靶材、SCOT靶材和掺氟氧化锡(FTO)中的一种或多种。位于异质结电池基底双面的透明导电氧化物层的材料可以相同或不同。优选地，透明导电氧化物层材料为ITO、VTTO、SCOT或AZO。该异质结电池基底也可以称为蓝膜片或电池片。

可以理解地，本申请的透明导电氧化物层材料可以采用本领域常用的各种透明导电氧化物，在此不作特别限定。

在一些实施方式中，步骤S2和S3主要包括：制作掩膜层，在经透明导电氧化物层沉积处理后的异质结电池基底表面均匀覆盖感光材料；曝光，对感光材料进行选择性光固化；显影，将未光固化的感光材料通过弱碱溶液进行清洗，将后续需要长栅线的位置裸露出来，形成具有图形化开口的掩膜层。

在一些实施方式中，采用涂布油墨的方法在经透明导电氧化物层沉积处理后的异质结电池基底表面均匀包覆感光油墨，油墨涂布的方法可采用网版涂布、辊式涂布、浸没式涂布等，对包覆感光油墨后的异质结电池基底进行烘干、曝光，再进行显影，形成具有图形化开口的掩膜层。可以理解的，本申请中的掩膜也可以采用干膜等其他方式，在此不作特别限定。

需要指出的是，本申请实施例对于形成具有图形化开口掩膜层的具体操作方式不做特别限定，可以采用本领域常规的制作方式。

在一些实施例中，形成具有图形化开口掩膜层的操作可以包括：涂光阻膜、光阻膜烘干/固化、光阻膜曝光固化、图形显影、水洗和烘干的操作步骤。其中，涂光阻膜可以采用感光油墨/光刻胶，涂覆的方式可以采用超声喷涂、压缩空气喷涂、滚压涂布、丝网印刷等。图形显影的原料可以包括碳酸钾水溶液，质量浓度0.7％～1.5％，温度可以为28℃～32℃，压力可以为30psi左右。水洗可以采用去离子水进行水洗，水洗的温度可以为室温，压力可以为25psi左右。烘干的温度可以25℃～85℃。

在另一些实施例中，形成具有图形化开口掩膜层的操作包括：采用感光干膜得到压膜、光阻膜曝光固化、图形显影、水洗和烘干的操作步骤。其中，图形显影的原料可以包括碳酸钾水溶液，质量浓度为0.7％～1.5％，温度可以为28℃～32℃，压力可以为30psi左右。水洗可以采用去离子水进行水洗，水洗的温度可以为室温，压力可以为25psi左右。烘干的温度可以25℃～85℃。

在一些实施方式中，步骤S4可以依次包括粗化、水洗、预浸、金属活化和水洗的操作步骤。其中，水洗步骤分别在粗化和金属活化之后执行，从而改善后续工艺的处理效果。具体的，步骤S4中的粗化处理包括：将具有图形化开口掩膜层的异质结电池基底，置于质量浓度为3％～15％的酸溶液中，于35℃～90℃条件下处理30s～200s。酸溶液可以选自盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸和草酸的水溶液中的一种或多种。蚀刻时间具体取决于酸的浓度与蚀刻温度，优选地，在质量浓度为5％～12％的硫酸溶液中，于50℃～80℃条件下处理60s～120s。更优选地，在质量浓度为7％～10％的硫酸溶液中，于60℃～70℃条件下处理70s～100s。该步骤对图形化开口处裸露出来的TCO表面进行粗化处理，能够增加TCO表面的附着力，改善电镀铜与TCO表面结合力差的问题。

在一些实施方式中，步骤S4中的预浸处理包括：将经粗化处理的异质结电池基底置于预浸液中，预浸液包含如下成分：硫酸钠150g/L～350g/L、50％硫酸溶液150mL/L～250mL/L、硫类化合物2g/L～4g/L。其中，所述硫类化合物选自丙磺酸钠和硫脲，在20℃～30℃下预浸处理30s～300s。

本申请在电镀铜前采用预浸工艺步骤，改善了电池基底表面的点位，通过耦合点位差，使得电池基底表面能够吸附更多的硫酸根，进而达到吸附金属离子的作用。考虑预浸效果，如ITO表面吸附硫酸根的能力以及后续预镀效果，优选地，于20℃～30℃下预浸处理60s～120s。更优选地，于20℃～30℃下预浸处理70s～100s。

在一些实施方式中，步骤S4中的金属活化处理包括：将经预浸处理的异质结电池基底置于活化液中，于20℃～30℃下处理30s～300s。优选地，将电池基底置于活化液中，于20℃～30℃下处理60s～120s。更优选地，将电池基底置于活化液中，于20℃～30℃下处理70s～100s。

在一些实施方式中，活化液包含稳定剂、酸与对应酸根离子的金属盐。其中，金属盐的不同，可以进行不用金属的活化，例如钯活化、铂活化、钌活化、银活化或者锌活化等，其采用对应的金属盐，如钯盐、铂盐、钌盐、银盐或者锌盐；稳定剂选自苹果酸、柠檬酸、乳酸、丙酸、羟基乙酸、三乙醇胺、甘氨酸、硫脲、4-甲基吡啶、十二烷基硫酸钠和碘化钾中的一种或多种；酸选自硝酸、硫酸、盐酸、氯酸、高氯酸和甲基磺酸。

在一些实施方式中，基于金属活化效果以及后对后续预镀工艺的影响，优选钯活化处理，具体的，活化液包含如下成分：硫酸钯5mg/L～80mg/L、4-甲基吡啶3mg/L～25mg/L、十二烷基硫酸钠1mg/L～40mg/L、硫酸钠1mg/L～40mg/L、50％硫酸溶液18mL/L～22mL/L。

此外，需要说明的是步骤S4在暗黑环境下进行，即相较于传统工艺，对光伏电池进行“暗处理”，能够避免出现在有光状态下，光伏电池的正极(P面)与钯离子排查，使得钯离子无法吸附在正极(P面)表面的蓝膜的问题。

在一些实施方式中，步骤S5可以依次包括：预镀、去氧化、水洗、酸活化、水洗、电镀铜、水洗、退膜、水洗、酸活化、水洗和化学镀锡步骤。其中，预镀处理包括预镀镍、预镀银、预镀锌或预镀铜。上述预镀均采用化学镀的方式，且考虑化学镀过程中对掩膜的损伤以及成本等原因，优选的，采用预镀处理为化学镀镍。其中，化学镀镍为酸性，不会损伤掩膜，从而造成受光区域沉积金属，且化学镀镍价格便宜，成本低，此外，化学镀镍没有甲醛、氰化物等危险成分。具体的，预镀镍为酸性化学镀镍，具体过程包括：将经金属活化处理的异质结电池基底置于化学镀镍液中进行化学镀镍处理，在80℃～95℃下处理30s～900s。优选地，在82℃～85℃下处理60s～300s。更优选地，在82℃～85℃下处理100s～150s。

在一些实施方式中，化学镀镍液包含如下成分：硫酸镍2g/L～10g/L，次磷酸钠10g/L～100g/L，柠檬酸1g/L～15g/L，硝酸铅1mg/L～20mg/L。

在一些实施方式中，步骤S5中的去氧化过程包括：将经预镀处理的异质结电池基底置于去氧化溶液中进行处理。其中去氧化溶液为HF溶液。

在一种具体的实施方式中，步骤S5中的去氧化过程包括：将经预镀处理的异质结电池基底置于质量浓度为3％～15％的HF溶液中，20℃～30℃下处理30s～200s。优选地，将电池基底置于质量浓度为5％～12％的HF溶液中，20℃～30℃下处理60s～120s。更优选地，将电池基底置于质量浓度为7％～10％的HF溶液中，20℃～30℃下处理70s～90s。

在一些实施方式中，步骤S5中的电镀铜过程为：将经去氧化处理的异质结电池基底置于电镀铜液中，20℃～30℃下处理100s～1200s，形成铜电极。优选地，将经去氧化处理的异质结电池基底置于电镀铜液中，20℃～30℃下处理300s～900s，形成铜电极。更优选地，将经去氧化处理的异质结电池基底置于电镀铜液中，20℃～30℃下处理500s～700s，形成铜电极。

在一些实施方式中，电镀铜液包含如下组分：硫酸铜90g/L～180g/L、硫酸90g/L～180g/L。

在一些实施方式中，镍层表面均匀长铜，铜高度在8μm～15μm，线高均匀性控制3％以内，单片内部。

需要指出的是，本申请实施例对于退膜过程的具体操作方式及去膜液的种类不做特别限定，可以采用本领域常规的去膜液和制作方式。示例性的，步骤S5中的退膜过程为：将经电镀铜处理的异质结电池基底置于去膜液中，45℃～85℃下处理30s～300s。优选地，将电池基底置于去膜液中，55℃～70℃下处理60s～200s。更优选地，将电池基底置于去膜液中，60℃～65℃下处理80s～150s。该退膜过程用于去除图形化中，被光固化的感光材料。其中，去膜液包含以下组分：氢氧化钠30g/L～100g/L，表面活性剂0.1g/L～1g/L，该表面活性剂选自汉高DF-117、太原卓能ME53、陶氏H-66和巴斯夫TO-4070中的一种。

在一些实施方式中，步骤S5中的化学镀锡过程为：将经过退膜处理的异质结电池基底置于化锡液中，20℃～30℃下反应30s～300s，通过铜与锡的置换，在铜线表面镀上一层锡膜。优选地，将电池基底置于化锡液中，20℃～30℃下反应60s～200s。更优选地，将电池基底置于化锡液中，20℃～30℃下反应80s～150s。

在一些实施方式中，化锡液包含如下组分：硫脲100ppm，H₂SO₄(24.5％)100mL/L～200mL/L，抗坏血酸1ppm，SnCl₂溶液50g/L。

在一些实施方式中，化锡液包含如下组分：甲基磺酸锡10g/L～30g/L，甲基磺酸50g/L～120g/L，次亚磷酸钠50g/L～100g/L，硫脲20g/L～100g/L，乙二胺四乙酸(EDTA)15g/L～20g/L，十二烷基硫酸钠0.1g/L～1g/L。

在一些实施方式中，本申请的水洗步骤可以为采用去离子水进行水洗，水洗的温度可以为室温，压力可以为25psi左右。

在一些实施方式中，本申请的酸活化步骤可以包括：采用质量浓度为3％～15％的硫酸溶液在室温下处理30s～300s。酸活化的目的在于去除氧化层，形成金属单质层；改善结合面和结合电阻，改善结合力。优选地，酸活化步骤为采用质量浓度为5％～12％的硫酸溶液在室温下处理60s～120s。更优选地，活化步骤为采用质量浓度为7％～10％的硫酸溶液在室温下处理80s～100s。

本申请的第二方面，提供了一种HJT太阳能电池，该电池通过本申请第一方面所述的HJT太阳能电池的制备方法制备而成。

下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述。

以下为具体实施例中采用的工艺参数：

预浸液为硫酸钠150g/L～350g/L、50％硫酸溶液150mL/L～250mL/L、硫脲2g/L～4g/L。

活化液为硫酸钯20mg/L、4-甲基吡啶10mg/L、十二烷基硫酸钠5mg/L、硫酸钠5mg/L、50％硫酸溶液20mL/L。

化学镀镍液为硫酸镍2g/L～10g/L，次磷酸钠10g/L～100g/L，柠檬酸1g/L～15g/L，硝酸铅1mg/L～20mg/L。

去氧化溶液为质量浓度为8％的HF溶液。

电镀铜液为硫酸铜100g/L，硫酸100g/L。

去膜液为氢氧化钠50g/L，表面活性剂0.5g/L。

化锡液为硫脲100ppm，H₂SO₄(24.5％)100ml/L，抗坏血酸1ppm，SnCl₂溶液50g/L。

实施例1

S1.在具有PN结的电池基底上通过PVD的方法在电池基底双面溅射沉积ITO透明导电氧化物层。

S2.在透明导电氧化物层表面制作掩膜层。

S3.对掩膜层进行图形化开口处理，形成具有图形化开口的掩膜层。

S4.在暗黑环境下，粗化：将电池基底浸没于质量浓度为10％的硫酸溶液中，于65℃下粗化处理90s，水洗。预浸：将电池基底放置于预浸液中，于25℃下处理90s，预浸液的包含如下组分：硫酸钠200g/L、50％硫酸溶液200mL/L、硫脲3g/L。钯活化：将电池基底置于活化液中，于25℃下处理90s。水洗。

S5.预镀：将电池基底置于化学镀镍液中进行化学镀镍处理，在85℃下处理150s，化学镀镍液包含如下组分：硫酸镍5g/L；次磷酸钠45g/L；柠檬酸5g/L；硝酸铅6mg/L；化学镀镍液pH稳定在4.8。

去氧化：将电池基底置于质量浓度为8％的HF溶液中，25℃下处理90s。水洗，活化，水洗。

电镀铜：将电池基底置于电镀铜液中，25℃下处理600s，形成铜电极。水洗。

退膜：将电池基底置于去膜液中，60℃下处理90s，水洗，活化，水洗。

化学镀锡：将电池基底置于化锡液中，25℃下反应90s，通过铜与锡的置换，在铜线表面镀上一层锡膜，制得HJT太阳能电池。

实施例2

S2.在透明导电氧化物层表面制作掩膜层。

S4.在暗黑环境下，粗化：将电池基底浸没于质量浓度为10％的硫酸溶液中，于65℃下粗化处理90s。水洗。预浸：将电池基底放置于预浸液中，25℃下处理90s，预浸液的包含如下组分：硫酸钠150g/L、50％硫酸溶液150mL/L、硫脲2g/L。钯活化：将电池基底置于活化液中，于25℃下处理90s。水洗。

去氧化：将电池基底置于为8％的HF溶液中，25℃下处理90s。水洗，活化，水洗。

退膜：将电池基底置于去膜液中，60℃下处理90s。水洗，活化，水洗。

实施例3

S2.在透明导电氧化物层表面制作掩膜层。

S4.在暗黑环境下，粗化：将电池基底浸没于质量浓度为10％的硫酸溶液中，于65℃下粗化处理90s，水洗。预浸：将电池基底放置于预浸液中，于25℃下处理90s，预浸液的包含如下组分：硫酸钠350g/L、50％硫酸溶液250mL/L、硫脲4g/L。钯活化：将电池基底置于活化液中，于25℃下处理90s。水洗。

实施例4

S2.在透明导电氧化物层表面制作掩膜层。

S5.预镀：将电池基底置于化学镀镍液中进行化学镀镍处理，在85℃下处理150s，化学镀镍液包含如下组分：硫酸镍2g/L；次磷酸钠10g/L；柠檬酸1g/L；硝酸铅1mg/L；化学镀镍液pH稳定在4.8。

实施例5

S2.在透明导电氧化物层表面制作掩膜层。

S5.预镀：将电池基底置于化学镀镍液中进行化学镀镍处理，在85℃下处理150s，化学镀镍液包含如下组分：硫酸镍10g/L；次磷酸钠100g/L；柠檬酸15g/L；硝酸铅20mg/L；化学镀镍液pH稳定在4.8。

对比例1

传统有籽铜电镀工艺，具体过程如下：

S1.在具有PN结的电池基底上通过PVD的方法在电池基底双面溅射沉积ITO透明导电氧化物层和铜种子层；

S2.在透明导电氧化物层表面制作掩膜层。

S4.电镀铜：将电池基底置于电镀铜液中，25℃下处理600s，形成铜电极。水洗。

通过水平化学蚀刻的方法将电池表面的种子铜去除，并清洗吹干。

对比例2

该对比例与实施例相比，除步骤S4在有光环境下，其余条件均相同。

S2.在透明导电氧化物层表面制作掩膜层。

S4.在有光环境下，将电池基底浸没于质量浓度为10％的硫酸溶液中，于65℃下粗化处理90s，水洗。预浸：将电池基底放置于预浸液中，于25℃下处理90s，预浸液的包含如下组分：硫酸钠200g/L、50％硫酸溶液200mL/L、硫脲3g/L。钯活化：将电池基底置于活化液中，于25℃下处理90s。水洗。

测试例

性能测试1：

如图1、图2所示，分别对采用实施例1的方法和对比例1中的常规有籽铜电镀工艺得到的HJT太阳能电池进行栅线电镀宽度及无效线宽遮挡宽度的测量结果示意图。由图1可知，采用实施例1的方法最终得到的HJT太阳能电池的镀铜栅线宽度为30.43μm，底部实际遮光遮挡宽度为34.20μm，无效区域占整体线宽低于10％。由图2可知，采用对比例1中的常规有籽铜电镀工艺得到的HJT太阳能电池，铜栅线电镀宽度为30.70μm，但在铜蚀刻过程中因蚀刻因子以及药水本身“表面张力”问题，导致铜栅线底部实际光照遮挡面积在47.66μm左右，无效线宽遮挡宽度约为17μm，无效区域占整体线宽的50％以上。

结果表明：采用本申请的方法得到的HJT太阳能电池相较于采用传统有籽铜电镀工艺得到的HJT太阳能电池，可以将铜线宽度与实际光照做到差异很小。

性能测试2：

采用本申请实施例1～5的方法，相较于对比例2的方法制备太阳能电池在钯活化步骤中钯离子的吸附情况。如下表1所示：

表1

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

对比例2

N面

100％

P面

100％

0％

本申请应用于太阳能电池表面化学镀层，太阳能电池本身具备正极和负极(阳极和阴极、P面和N面)，正极带正电、负极代负电。而金属活化过程中的金属离子，金属离子在溶液中带正电。根据太阳能电池的特性，在有光的情况下会发电，如果在制备工艺过程中，不对太阳能电池进行“暗处理”，则正极(P面)会与金属离子排查，使得金属离子无法吸附在正极表面的蓝膜；则在后续的预镀镍步骤中，是通过镍还原金属离子，如果不对太阳能电池进行“暗处理”，则正极(P面)表面吸附不了金属离子，无法完成还原，进而无法完成预镀镍工艺。

性能测试3：

采用本申请实施例1-5的方法最终得到的太阳能电池，相较于采用对比例1和对比例2工艺得到的太阳能电池的相关性能如下表2所示。

表2

工艺方案	Eta(％)	Voc(V)	Isc(A)	FF(％)
					实施例1	25.866	0.7486	11.012	86.02
实施例2	25.952	0.7492	11.036	86.05
					实施例3	26.014	0.7496	11.058	86.04
实施例4	26.053	0.7495	11.072	86.07
					实施例5	26.142	0.7497	11.103	86.10
对比例1	25.798	0.7499	10.9603	86.05
					对比例2	25.786	0.7489	10.9723	86.03

从表2中可知，对比例1中由于采用有籽铜电镀工艺，其中铜种子层的制程，在后续过程中导致铜栅线底部实际光照遮挡面积增大，且在刻蚀去除铜种子层的过程中对TCO层造成损伤，因此电池转换效率仅为25.798％，低于实施1-5中太阳能电池的转换效率。而对于对比例2，由于其不在暗黑环境中处理，太阳能电池正极(P面)表面吸附不了金属离子，无法完成还原，从而电池正极无法完成预镀镍工艺，导致电池正极表面电镀铜效果差，其效率同样低于实施1-5中太阳能电池的转换效率。

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申请的几种实施方式，便于具体和详细地理解本申请的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本申请提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本申请所附权利要求的保护范围内。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.一种HJT太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供异质结电池基底，在所述异质结电池基底双面沉积透明导电氧化物层；

在所述透明导电氧化物层的表面制作掩膜层；

对所述掩膜层进行图形化开口处理，形成具有图形化开口的掩膜层；

暗黑环境下，在所述掩膜层的图形化开口处依次进行粗化、预浸、金属活化处理，制得预处理异质结电池基底；

对所述预处理异质结电池基底依次进行预镀、去氧化、电镀铜、退膜、化学镀锡处理，制得HJT太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粗化处理包括：将具有图形化开口的异质结电池基底置于质量浓度为3％～15％的酸溶液中，于35℃～90℃条件下处理30s～200s。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预浸处理包括：将经粗化处理的异质结电池基底置于预浸液中，20℃～30℃下处理30s～300s；

所述预浸液包含：硫酸钠150g/L～350g/L、50％硫酸溶液150mL/L～250mL/L、硫类化合物2g/L～4g/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属活化处理为钯活化处理、铂活化处理、钌活化处理、银活化处理或锌活化处理。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述金属活化处理包括将经预浸处理的异质结电池基底置于活化液中，所述活化液包含稳定剂、酸与对应酸根离子的金属盐；

所述稳定剂选自苹果酸、柠檬酸、乳酸、丙酸、羟基乙酸、三乙醇胺、甘氨酸、硫脲、4-甲基吡啶、十二烷基硫酸钠和碘化钾中的一种或多种；

所述酸选自硝酸、硫酸、盐酸、氯酸、高氯酸和甲基磺酸中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预镀为预镀镍、预镀银、预镀锌或预镀铜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预镀采用化学预镀。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去氧化过程包括：将经预镀处理的异质结电池基底置于去氧化溶液中，20℃～30℃下反应30s～200s；

所述去氧化溶液为HF溶液。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电镀铜过程包括：将经去氧化处理的异质结电池基底置于电镀铜液中，20℃～30℃下反应100s～1200s，形成铜电极；

所述电镀铜液包含如下成分：硫酸铜90g/L～180g/L、硫酸90g/L～180g/L。

10.一种HJT太阳能电池，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备而成。