CN115881573A - 太阳能电池片表面线路形貌的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种太阳能电池片表面线路形貌的检测方法。在该检测方法中，通过在太阳能电池片具有线路的表面涂覆相应的浆料，再进行干燥成膜处理，在太阳能电池片具有线路的表面形成膜层，得到干燥电池片，然后对干燥电池片的表面的线路形貌进行检测，可以有效降低检测过程中光反射和散光等因素给检测带来的不利影响，进而提高太阳能电池片表面线路形貌检测的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种太阳能电池片表面线路形貌的检测方法。
背景技术
在太阳能电池的制备过程中，通常需要在半导体基片的表面形成线路。在形成线路之后需要对线路的形貌进行检测以判断得到的线路是否满足要求。
对线路的形貌进行检测常用的方式是通过仪器获取太阳能电池片的影像，然后检测线高、线宽等指标是否满足要求。这一方法虽然能够对线路形貌进行较为直观的检测，但是这一方法的准确度对仪器的精度要求较高，为了改善检测准确度，往往需要依赖于精度更高的仪器，这样可能会导致检测成本大幅提高。同时，由于仪器的精度客观存在一定的瓶颈，在仪器精度难以进一步提高的基础上，检测准确度也难以得到有效提高。
发明内容
基于此，有必要提供一种可以提高太阳能电池片表面线路形貌准确度的检测方法。
为了解决以上技术问题，本申请的技术方案为：
一种太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，包括如下步骤：
在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料，得到涂覆电池片；
将所述涂覆电池片进行干燥成膜处理，得到干燥电池片；
对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行检测；
其中，所述浆料包括如下质量百分数的各组分：
在其中一些实施例中，所述浆料包括如下质量百分数的各组分：
在其中一些实施例中，所述溶剂包括乙醇、丙醇和水中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述助剂包括分散剂和成膜剂中的至少一种。
在其中一些实施例中，控制所述干燥成膜处理之后的膜层的厚度为1μm～5μm。
在其中一些实施例中，所述对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行检测包括：对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行zeta模拟。
在其中一些实施例中，所述在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料是将所述浆料刷涂在所述太阳能电池片具有线路的表面。
在其中一些实施例中，所述刷涂采用绒毛刷。
在其中一些实施例中，所述在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料时，将所述太阳能电池片水平放置。
在其中一些实施例中，所述将所述涂覆电池片进行干燥成膜处理时，将所述涂覆电池片水平放置。
在其中一些实施例中，所述对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行检测之后，还包括：对所述干燥电池片进行清洗处理，以除去所述干燥电池片表面的膜层。
上述太阳能电池片表面线路形貌的检测方法中，通过在太阳能电池片具有线路的表面涂覆相应的浆料，再进行干燥成膜处理，在太阳能电池片具有线路的表面形成膜层，得到干燥电池片，然后对干燥电池片的表面的线路形貌进行检测，可以有效降低检测过程中光反射和散光等因素给检测带来的不利影响，进而提高太阳能电池片表面线路形貌检测的准确度。
附图说明
图1本申请实施例1中干燥电池片的影像图。
图2为图1对应的干燥电池片表面栅线通过zeta模拟的线高和线宽图。
图3本申请对比例1中太阳能电池片的影像图。
图4为图3对应的太阳能电池片表面栅线通过zeta模拟的线高和线宽图。
图5为本申请实施例1和对比例1中不同批次的太阳能电池片的栅线的线高图。
图6为图5中对应栅线的线宽图。
图7为本申请实施例1中太阳能电池片的SEM图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请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例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。
应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。
本申请一实施方式提供一种太阳能电池片表面线路形貌的检测方法。该检测方法包括如下步骤：在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料，得到涂覆电池片；将涂覆电池片进行干燥成膜处理，得到干燥电池片；对干燥电池片的表面的线路形貌进行检测；其中，浆料包括如下质量百分数的各组分：炭黑3％～8％、异丙醇1％～8％、溶剂75％～85％、助剂7％～15％。
在上述实施方式的检测方法中，通过在太阳能电池片具有线路的表面涂覆相应的浆料，再进行干燥成膜处理，在太阳能电池片具有线路的表面形成膜层，得到干燥电池片，然后对干燥电池片的表面的线路形貌进行检测，可以有效降低检测过程中光反射和散光等因素给检测带来的不利影响，进而提高太阳能电池片表面线路形貌检测的准确度。另外，在上述实施方式的检测方法中，由浆料干燥成膜之后的膜层容易被清洗除去，不会对太阳能电池片的性能带来不利影响。
可以理解的是，线路形貌包括线路的线高和/或线路的线宽。线高和线宽是影响线路性能的重要因素，对线路的线高和/或线宽进行检测，检测线路的线高和/或线路的线宽是否满足相应的设计要求，能够较好地判断太阳能电池片表面线路是否满足设计要求。
还可以理解的是，在批量生产过程中，对线路形貌的检测往往会采用抽样检测的方式。此时，如果依赖高精度的检测仪器来提高线路形貌检测的准确度，会大幅提高检测成本。此时，采用上述实施方式中的检测方法，在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料、干燥成膜，然后对线路形貌进行检测，相当于在样品端对线路检测准确度的提高进行了探究，不需要依赖高精度的仪器就可以获得准确度高的检测结果，可以有效降低检测成本。
在一些实施例中，浆料的制备方法包括如下步骤：将炭黑、异丙醇、溶剂以及助剂混合。该制备方法简单易行，不需要依赖复杂的工艺和设备，适用于推广。
可选地，为了使浆料保持稳定的性能，在将炭黑、异丙醇、溶剂以及助剂混合之后，将混合得到的浆料进行密封处理。
在一些实施方式中，对干燥电池片的表面的线路形貌进行检测包括：对干燥电池片的表面的线路形貌进行zeta模拟。采用zeta模拟能够方便准确地对线路的形貌进行检测表征。可以理解的是，zeta模拟可选用常规的商用zeta软件进行模拟即可。
可以理解的是，在太阳能电池片的制备过程中，通常需要在半导体基片的表面形成线路。比如，通常需要在硅基底的表面制作栅线，以通过栅线将光生电子导出至外电路。此时，当栅线制作完之后，需要对栅线的形貌进行检测，以确定栅线的形貌是否满足要求。当采用传统的检测方法对栅线的形貌进行检测时，由于存在光的反射和散光等问题，会给栅线的影像造成不利影响，比如栅线成像模糊等不利影响。此时栅线的影像可能会与栅线的实际形貌差别较大，这样会降低栅线形貌检测的准确度。当需要对栅线的线宽和线高进行检测时，由于栅线的影像可能与实际形貌差别较大，这样会导致难以准确检测线宽和线高的数据，使得检测结果与实际结果偏差较大，准确度较低。当采用上述实施方式中的检测方法时，通过浆料的涂覆和干燥成膜，可以在半导体基片的表面形成膜层，可以有效降低检测过程中光反射程度和散光程度，使得栅线的影像更加接近于栅线的实际形貌，进而可以提高栅线形貌检测的准确度。
进一步地，太阳能电池的栅线材料中，铜栅线是一种性能优良的栅线选材。在进行铜栅线的制备时，往往是采用电镀的方式来制备。此时，为了提高铜与半导体基片之间的结合力，需要预先在半导体基片的表面沉积一层铜种子层，然后再进行电镀，并在电镀之后去除多余的铜种子层。由于形成铜种子层、电镀以及后期去除多余铜种子层的步骤的进行，会在栅线的周围形成更多的缺陷和瑕疵，此时光反射和散光对栅线成像的影响更大，会给栅线的形貌检测带来更多的影响因素，导致栅线的影像与栅线的实际形貌相差更大，进而使得栅线形貌检测的准确度降低。采用上述实施方式中的检测方法时，可以通过浆料干燥成膜之后的膜层降低光反射程度和散光程度，在检测过程中形成更加清晰且真实的栅线影响，进而提高栅线形貌检测的准确度。
可以理解的是，半导体基片可以是但不限定为硅片、掺杂硅片等。
在一些实施方式中，太阳能电池片表面线路形貌的检测方法用于对太阳能电池片表面的栅线形貌进行检测。此时，该实施方式中提供了一种太阳能电池片表面栅线形貌的检测方法。该检测方法包括如下步骤：在太阳能电池片具有栅线的表面涂覆浆料，得到涂覆电池片；将涂覆电池片进行干燥成膜处理，得到干燥电池片；对干燥电池片的表面的栅线形貌进行检测；其中，浆料包括如下质量百分数的各组分：炭黑3％～8％、异丙醇1％～8％、溶剂75％～85％、助剂7％～15％。
在一些实施方式中，太阳能电池片表面线路形貌的检测方法为：在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料，得到涂覆电池片；将涂覆电池片进行干燥成膜处理，得到干燥电池片；对干燥电池片的表面的线路形貌进行检测；其中，浆料包括如下质量百分数的各组分：炭黑3％～8％、异丙醇1％～8％、溶剂75％～85％、助剂7％～15％。
在一些实施方式中，按占浆料的质量百分数计，浆料的各组分为：炭黑3％～8％、异丙醇1％～8％、溶剂75％～85％、助剂7％～15％。
在一些实施方式中，浆料包括如下质量百分数的各组分：炭黑3.5％～5％、异丙醇1％～5％、溶剂78％～82％、助剂8％～12％。
在一些实施方式中，按占浆料的质量百分数计，浆料的各组分为：炭黑3.5％～5％、异丙醇1％～5％、溶剂78％～82％、助剂8％～12％。
作为炭黑的质量百分数的可选示例，炭黑的质量百分数可以是但不限定为3％、4％、5％、6％、7％、8％等。可以理解的是，炭黑的质量百分数还可以在3％～8％范围内做其他合适的选择。
作为异丙醇的质量百分数的可选示例，异丙醇的质量百分数可以是但不限定为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％等。可以理解的是，异丙醇的质量百分数还可以在1％～8％范围内做其他合适的选择。
作为溶剂的质量百分数的可选示例，溶剂的质量百分数可以是但不限定为75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％等。可以理解的是，溶剂的质量百分数还可以在75％～85％范围内做其他合适的选择。
作为助剂的质量百分数的可选示例，助剂的质量百分数可以是但不限定为7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％等。可以理解的是，助剂的质量百分数还可以在7％～15％范围内做其他合适的选择。
在一些实施方式中，溶剂包括乙醇、丙醇和水中的至少一种。溶剂选择易挥发的溶剂，便于干燥成膜。
在一些实施方式中，助剂包括分散剂和成膜剂中的至少一种。可选地，分散剂包括邻苯二甲酸酯和乙二醇酯中的至少一种。成膜剂包括橡胶类成膜剂。可选地，分散剂和成膜剂的质量比为1:(3.5～5)。进一步可选地，分散剂和成膜剂的质量比为1:3.5、1:3.8、1:4、1:4.5、1:4.8、1:5等。
在一些实施方式中，在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料是将浆料刷涂在太阳能电池片具有线路的表面。采用刷涂的方式将浆料涂覆在太阳能电池片具有线路的表面，便于将浆料均匀地涂覆在太阳能电池片的表面。可选地，刷涂采用绒毛刷。绒毛刷具有柔软的质感，在涂覆浆料的同时可以更好地避免对太阳能电池片的表面产生刮伤的问题。进一步可选地，绒毛刷选用短绒毛刷。
在一些实施方式中，在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料时，将太阳能电池片水平放置。将太阳能电池片水平放置，有利于提高浆料涂覆的均匀性。
在一些实施方式中，将涂覆电池片进行干燥成膜处理时，将涂覆电池片水平放置。在干燥成膜处理时，将涂覆电池片水平放置，有利于稳定成膜。
可选地，干燥成膜处理包括风干成膜处理。进一步可选地，风干成膜处理选用自然风干成膜处理。比如，在干燥成膜处理时，将涂覆电池片水平放置，自然风干，以在电池片的表面形成膜层。
在一些实施方式中，对干燥电池片的表面的线路形貌进行检测之后，还包括：对干燥电池片进行清洗处理，以除去干燥电池片表面的膜层。可选地，清洗处理可以采用乙醇清洗，也可以采用水清洗。可以理解的是，对干燥电池片进行清洗处理之后，还包括对电池片进行干燥处理。可选地，干燥处理可以采用风干处理。进一步可选地，干燥处理可以采用自然风干处理。膜层不会对太阳能电池片的表面性能和电性能等产生不利影响，除去膜层之后，太阳能电池片即可恢复原有的表面性能和电性能。
在一些实施方式中，对太阳能电池片表面线路形貌进行检测时，控制干燥成膜处理之后的膜层的厚度为1μm～5μm。可选地，控制干燥成膜处理之后的膜层的厚度为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm等。
本申请还有一实施例提供了一种浆料，该浆料包括如下质量百分数的各组分：炭黑3％～8％、异丙醇1％～8％、溶剂75％～85％、助剂7％～15％。将该浆料应用到太阳能电池片表面线路形貌的检测中，可以有效提高线路形貌检测的准确度。可选地，按占浆料的质量百分数计，浆料的各组分为：炭黑3％～8％、异丙醇1％～8％、溶剂75％～85％、助剂7％～15％。可以理解的是，浆料中，炭黑、异丙醇、溶剂以及助剂可以对应在上述太阳能电池片表面线路形貌的检测方法中列出的内容进行选择，在此不再赘述。
本申请还有一实施方式提供了一种太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，包括如下步骤：
S101：配置浆料：以占浆料的质量百分数计，将炭黑3％～8％、异丙醇1％～8％、溶剂75％～85％以及助剂7％～15％混合，得到浆料。可选地，将得到的浆料密封保存。
S102：将太阳能电池片水平放置，采用绒毛刷将S101中得到的浆料刷涂在太阳能电池片具有线路的表面，得到涂覆电池片。
S103：将S102涂覆电池片水平放置，并进行风干成膜处理，得到干燥电池片。
S104：对S103中得到的干燥电池片的表面的线路形貌进行zeta模拟，得到太阳能电池片表面线路的形貌信息。比如，形貌信息包括线路的线高和线路的线宽中的至少一种。
S105：对S104检测之后的干燥电池片进行清洗处理，去除电池片表面的膜层。
S106：对S105中清洗处理之后的电池片进行干燥处理。
本申请还进一步提供了如下的实施例和对比例，以说明上述实施方式中太阳能电池片表面线路形貌的检测方法的实现方式以及优点。
如无特殊说明，如下实施例和对比例中所用的材料可从市场常规购买得到。
实施例1
本实施例中太阳能电池片表面线路形貌的检测方法的步骤为：
S201：配置浆料：以占浆料的质量百分数计，将炭黑5％、异丙醇5％、乙醇80％以及助剂10％混合，得到浆料，并将浆料密封保存。其中，分散剂为邻苯二甲酸酯，分散剂为橡胶类成膜剂。分散剂和成膜剂的质量比为1:4。
S202：将太阳能电池片水平放置，采用绒毛刷将S201中得到的浆料刷涂在太阳能电池片具有线路的表面，得到涂覆电池片。其中，太阳能电池片表面的线路为铜栅线。
S203：将S202涂覆电池片水平放置，并进行风干成膜处理，得到干燥电池片。膜层的厚度为1μm～3μm。
S204：对S203中得到的干燥电池片的表面的线路形貌进行zeta模拟，得到太阳能电池片表面的栅线的线高和线宽。其中，干燥电池的影像图如图1所示，在图1中，(a)为干燥电池片的立体图，(b)为干燥电池的表面图。zeta模拟结果如图2所示。通过zeta模拟，得出太阳能电池片表面的铜栅线的线宽为28.76μm，线高为10μm。
S205：对S204检测之后的干燥电池片采用乙醇进行清洗处理，去除电池片表面的膜层。
S206：对S205中清洗处理之后的电池片进行干燥处理。
对比例1
本实施例中太阳能电池片表面线路形貌的检测方法的步骤为：
对太阳能电池片表面的线路形貌进行zeta模拟，得到太阳能电池片表面的栅线的线高和线宽。其中，太阳能电池片的影像图如图3所示，在图3中，(a)为太阳能电池片的立体图，(b)为太阳能电池片的表面图。zeta模拟结果如图4所示。通过zeta模拟，得出太阳能电池片表面的铜栅线的线宽为26.15μm，线高为8μm。
其中，对比例1中的太阳能电池片与实施例1中S202中太阳能电池片相同。并且，先进行对比例1中的测试，再以该太阳能电池片进行实施例1中的测试。同时，在实施例1和对比例1中，测试的是太阳能电池片上同一位置的栅线的线宽和线高。
在进行实施例1和对比例1时，分别采用两个批次的太阳能电池片进行测试，得到的不同批次的太阳能电池片的栅线的线高结果如图5所示，不同批次的太阳能电池片的栅线的线宽结果如图6所示。由图5和图6可以看出：实施例1中得到的栅线的线高和线宽的准确性更高。
图7为与图3对应的太阳能电池片的SEM图，其中(a)为表面SEM图，(b)为截面SEM图，由图7中可以看出，太阳能电池片表面的栅线的实际线宽为29.95μm，实际线高为16.37μm。由此可以看出，实施例1中测试得到的栅线的线宽和线高更加接近栅线的实际线宽和线高，表明实施例1中的线路形貌检测方法的准确度高于对比例1。
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，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。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。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料，得到涂覆电池片；
将所述涂覆电池片进行干燥成膜处理，得到干燥电池片；
对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行检测；
其中，所述浆料包括如下质量百分数的各组分：
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述浆料包括如下质量百分数的各组分：
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述溶剂包括乙醇、丙醇和水中的至少一种；和/或，
所述助剂包括分散剂和成膜剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，控制所述干燥成膜处理之后的膜层的厚度为1μm～5μm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行检测包括：对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行zeta模拟。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料是将所述浆料刷涂在所述太阳能电池片具有线路的表面。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述刷涂采用绒毛刷。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述在太阳能电池片具有线路的表面涂覆浆料时，将所述太阳能电池片水平放置。
9.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述将所述涂覆电池片进行干燥成膜处理时，将所述涂覆电池片水平放置。
10.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池片表面线路形貌的检测方法，其特征在于，所述对所述干燥电池片的表面的线路形貌进行检测之后，还包括：对所述干燥电池片进行清洗处理，以除去所述干燥电池片表面的膜层。
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