CN116387404A - 一种光伏电池及其制作方法 - Google Patents
一种光伏电池及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116387404A CN116387404A CN202310396166.9A CN202310396166A CN116387404A CN 116387404 A CN116387404 A CN 116387404A CN 202310396166 A CN202310396166 A CN 202310396166A CN 116387404 A CN116387404 A CN 116387404A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- mask layer
- pattern
- substrate
- photovoltaic cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims abstract description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 218
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 5
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 23
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 13
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 11
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 10
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Al+3].[Zn+2] JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UPGUYPUREGXCCQ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+) indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[In+3].[Ce+3] UPGUYPUREGXCCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N indium;oxotungsten Chemical compound [In].[W]=O ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
- H01L21/2885—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition using an external electrical current, i.e. electro-deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
- H01L31/022475—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of indium tin oxide [ITO]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种光伏电池及其制作方法,该方法包括:在电池基体的两侧表面形成电镀种子图案,电池基体包括衬底、第一掺杂层和第二掺杂层,第一掺杂层与第二掺杂层的掺杂极性相异且分别层叠设置于衬底的两侧,第一掺杂层和第二掺杂层背离衬底的一侧均层叠设置有导电层;对掩膜层进行图形工艺,以在掩膜层中形成形状与电镀种子图案对应的图形开槽,使电镀种子图案暴露在外;通过电镀工艺在图形开槽中形成金属电极。本发明方案避免了去除电镀种子图案时药液对导电层的损伤以及产生的有机废液,从而在避免损伤导电层、简化光伏电池制作工艺的同时,进一步降低了环境污染,提高了光伏电池制作工艺的环保性能。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域,具体地,涉及一种光伏电池的制作方法和一种光伏电池。
背景技术
异质结(HJT)技术最早由松下(三洋)于1990年开发,当时其异质结光伏电池的转换效率可达到14.5%(4mm2的电池),后来在不断改进下2015年其异质结光伏电池最高转换效率可达25.6%。
2017年,日本Kenaka公司基于异质结电池开发的异质结背接触(HBC)电池创造了晶硅电池26.63%转换效率的世界纪录,2022年隆基Longi也是创造了26.5%的异质结转换效率纪录。
异质结电池是一种N型双面电池,具有工艺流程简单、高效率、低温度系数、全程低温工艺节约能耗、无LID/LeTID衰减问题、天然双面电池适合薄片化、弱光响应好等众多优点,一直是PV领域研究及企业关注热点,而制约异质结电池规模化量产的主要问题是其巨额的设备投资成本以及高昂的制造加工成本,尤其昂贵的透明导电氧化物(transparentconductive oxide,TCO)靶材和高银浆耗量是导致异质结成本高居不下的主要原因。
然而,现有的异质结光伏电池生产方案常常难以保证透明导电氧化物膜层的完整性,导致产品良率不佳,并且,现有的异质结光伏电池生产过程中往往会产生大量有机废液,不利于环保。
因此,如何提供一种产品良率高、且环保性能好的光伏电池的制作方法,成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在提供一种光伏电池的制作方法和一种光伏电池,该光伏电池的制作方法能够提高光伏电池的产品良率且利于环保。
为实现上述目的,作为本发明的一个方面,提供一种光伏电池的制作方法,所述方法包括:
在电池基体的两侧表面形成电镀种子图案,所述电池基体包括衬底、第一掺杂层和第二掺杂层,所述第一掺杂层与所述第二掺杂层的掺杂极性相异且分别层叠设置于所述衬底的两侧,所述第一掺杂层和所述第二掺杂层背离所述衬底的一侧均层叠设置有导电层;
在所述电池基体两侧的所述导电层以及对应的所述电镀种子图案上形成掩膜层;
对所述掩膜层进行图形工艺,以在所述掩膜层中形成形状与所述电镀种子图案对应的图形开槽,使所述电镀种子图案暴露在外;
通过电镀工艺在所述图形开槽中形成金属电极。
作为本发明的一种可选实施方式,所述掩膜层的材质包括硅的氧化物(SiOx)、硅的氮氧化物(SiONx)与硅的氮化物(SiNx)中的至少一者。
作为本发明的一种可选实施方式,所述在所述电池基体两侧的所述导电层以及对应的所述电镀种子图案上形成掩膜层,包括:
在所述导电层以及对应的所述电镀种子图案上形成第一掩膜层;
在所述第一掩膜层上形成第二掩膜层;
其中,所述第一掩膜层的材质为硅的氧化物或硅的氮氧化物,所述第二掩膜层的材质为硅的氮化物。
作为本发明的一种可选实施方式,所述第一掩膜层的厚度为5nm-50nm,所述第二掩膜层的厚度为30nm-80nm。
作为本发明的一种可选实施方式,所述金属电极的材质包括铜。
作为本发明的一种可选实施方式,所述金属电极背离所述衬底一侧的表面沿背离所述衬底的方向高于所述掩膜层背离所述衬底一侧的表面。
作为本发明的一种可选实施方式,所述导电层的材质包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟铈(ICO)、氧化锌铝(AZO)中的至少一者。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
通过双面镀膜工艺在所述第一掺杂层背离所述衬底的一侧以及所述第二掺杂层背离所述衬底的一侧制作所述导电层,以得到所述电池基体。
作为本发明的一种可选实施方式,所述在电池基体的两侧表面形成电镀种子图案,包括:通过丝网印刷在所述电池基体的两侧表面形成电镀种子图形,并烘干所述电镀种子图形,得到所述电镀种子图案。
作为本发明的一种可选实施方式,所述对所述掩膜层进行图形工艺,具体包括:
通过激光去除所述掩膜层对应于所述图形开槽图案的部分。
作为本发明的一种可选实施方式,所述对所述掩膜层进行图形工艺,具体包括:
通过印刷腐蚀性墨水(ink)对所述掩膜层进行腐蚀,以形成所述图形开槽。
作为本发明的一种可选实施方式,所述电镀种子图案的高度为1μm-10μm,所述电镀种子图案的宽度为5μm-30μm。
作为本发明的一种可选实施方式,所述图形开槽的宽度不大于所述电镀种子图案在对应位置的宽度。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
在通过电镀工艺在所述图形开槽中形成金属电极前,对所述电池基体及其两侧表面结构进行预清洗处理。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
在通过电镀工艺在所述图形开槽中形成金属电极后,对所述电池基体及其两侧表面结构进行清洗处理。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
在所述金属电极背离所述衬底的一侧形成保护层,所述保护层的材质为银或锡。
作为本发明的一种可选实施方式,所述在所述金属电极背离所述衬底的一侧形成保护层,包括:通过置换反应将所述金属电极表面的部分材料置换以形成所述保护层。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
对所述电池基体及其两侧表面结构进行退火处理。
作为本发明的第二个方面,提供一种光伏电池,所述光伏电池包括衬底、叠设于所述衬底两侧的第一掺杂层和第二掺杂层,以及分别叠设于所述第一掺杂层和所述第二掺杂层背离所述衬底一侧的导电层,所述电池基体两侧的所述导电层上还形成有掩膜层,所述掩膜层中形成有图形开槽,所述图形开槽中形成有电镀种子图案和金属电极,所述电镀种子图案和所述金属电极的形状均与所述图形开槽对应,且所述电镀种子图案位于所述金属电极与所述导电层之间。
作为本发明的一种可选实施方式,所述掩膜层的材质包括硅的氧化物、硅的氮氧化物与硅的氮化物中的至少一者。
作为本发明的一种可选实施方式,所述掩膜层包括第一掩膜层和第二掩膜层,且所述第一掩膜层位于所述第二掩膜层与所述导电层之间;其中,所述第一掩膜层的材质为硅的氧化物或硅的氮氧化物,所述第二掩膜层的材质为硅的氮化物。
作为本发明的一种可选实施方式,所述第一掩膜层的厚度为5nm-50nm,所述第二掩膜层的厚度为30nm-80nm。
作为本发明的一种可选实施方式,所述金属电极的材质包括铜。
作为本发明的一种可选实施方式,所述金属电极背离所述衬底一侧的表面沿背离所述衬底的方向高于所述掩膜层背离所述衬底一侧的表面。
作为本发明的一种可选实施方式,所述导电层的材质包括氧化铟锡、氧化铟钨、氧化铟铈、氧化锌铝中的至少一者。
作为本发明的一种可选实施方式,所述金属电极背离所述衬底的一侧还形成有保护层,所述保护层的材质为银或锡。
在本发明提供的光伏电池的制作方法中,电镀种子图案与待制作的金属电极图案形状一致,因此无需进行去除金属电极所在区域以外的电镀种子图案的步骤,避免了去除电镀种子图案时药液对导电层的损伤,同时也能够省去为暴露电镀种子图案而去除残留的掩膜层的步骤,进一步减少药液对导电层的损伤,并减少这些步骤产生的有机废液,从而在避免损伤导电层、简化光伏电池制作工艺的同时,进一步降低了环境污染,提高了光伏电池制作工艺的环保性能。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1至图9是现有技术方案中生产异质结光伏电池的流程示意图;
图10至图15是本发明实施例提供的光伏电池的制作方法的流程示意图;
图16是本发明实施例提供的光伏电池的结构示意图。
附图标记说明:
100:电池基体 110:衬底
121:第一掺杂层 122:第二掺杂层
130:导电层 140:本征非晶硅层
200:电镀种子图案 300:掩膜层
310:第一掩膜层 320:第二掩膜层
400:金属电极 500:保护层
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
如图1至图9为现有技术方案中生产异质结光伏电池的流程示意图。首先,如图1所示,在电池基体100(包括衬底110(即硅基底)、导电层130(即TCO膜层)以及相应的掺杂层等结构)两侧的导电层130上分别沉积一层种子铜210;然后,如图1至图2、图2至图3所示,分别在两侧包覆一层高分级聚合物或有机胶膜材质的有机掩膜层600;接着,如图3至图5所示,分别在要制作电极的区域对两侧的有机掩膜层600进行显影,得到显影区域610;如图5至图6所示,通过湿法工艺化学药液对电池基体100的两侧结构进行腐蚀,以去除显影区域610的材料,得到开槽620;如图6至图7所示,电镀得到多个金属电极400;如图7至图8所示,去除残留的有机掩膜层600;如图8至图9所示,去除种子铜210,从而得到位于电池基体100两侧的导电层130上的多个金属电极400。
本发明的发明人对现有方案进行研究后发现,现有方案产品良率不佳且不利于环保的主要原因在于,其采用了有机材料制作电镀金属电极400的掩膜结构(即有机掩膜层600),在对机掩膜层600进行显影及腐蚀开槽时、去除种子铜210时、以及去除残留的有机掩膜层600时,湿法工艺化学药液均会不可避免地腐蚀有机掩膜层600下方的导电层130,从而破坏导电层130的完整性,进而影响光伏电池的产品性能,并且,湿法工艺化学药液对有机材料进行腐蚀后得到的有机废液的处理成本高、不利于环保。
为解决上述技术问题,作为本发明的一个方面,提供一种光伏电池的制作方法,所述方法包括:
如图10所示,在电池基体100的两侧表面形成电镀种子图案200,其中,所述电池基体100包括衬底110、第一掺杂层121和第二掺杂层122,所述第一掺杂层121与所述第二掺杂层122的掺杂极性相异且分别层叠设置于所述衬底110的两侧,所述第一掺杂层121和所述第二掺杂层122背离所述衬底110的一侧均层叠设置有导电层130;
如图10至图12所示,在所述电池基体100两侧的所述导电层130以及对应的所述电镀种子图案200上形成掩膜层300;
如图12至图13所示,对所述掩膜层300进行图形工艺,以在所述掩膜层300中形成形状与所述电镀种子图案200对应的图形开槽,使所述电镀种子图案200暴露在外;
如图13至图14所示,通过电镀工艺在所述图形开槽中形成金属电极400。
在本发明提供的光伏电池的制作方法中,电镀种子图案200与待制作的金属电极400图案形状一致,因此无需进行去除金属电极400所在区域以外的电镀种子图案200的步骤,避免了去除电镀种子图案200时药液对导电层130(即TCO膜层)的损伤,同时也能够省去为暴露电镀种子图案200而去除残留的掩膜层300的步骤,进一步减少药液对导电层130的损伤,并减少这些步骤产生的有机废液,从而在避免损伤导电层130、简化光伏电池制作工艺的同时,进一步降低了环境污染,提高了光伏电池制作工艺的环保性能。
作为本发明的一种优选实施方式,所述掩膜层300的材质为无机材料。
在本发明实施例中,掩膜层300的材质为无机材料,从而在掩膜层300中形成图形开槽时不会产生有机废液,有利于环保,并且,在电镀形成金属电极400后不需要通过额外的湿法工艺化学药液去除掩膜层300,避免了药液对导电层130的损伤,并进一步避免产生有机废液,从而在避免损伤导电层130、简化光伏电池制作工艺的同时,进一步降低了环境污染,提高了光伏电池制作工艺的环保性能。
需要说明的是,电池基体100中的第一掺杂层121、第二掺杂层122、导电层130等膜层以及掩膜层300均为透明膜层,以避免影响光伏电池的光线入射率及光电转换效率。
作为本发明的一种优选实施方式,所述掩膜层300的材质包括硅的氧化物(SiOx)、硅的氮氧化物(SiONx)与硅的氮化物(SiNx)中的至少一者,从而留在光伏电池表面的掩膜层300还能够有效改善光伏电池表面的光学特性,提升光伏电池的光电转换效率。
作为本发明的一种可选实施方式,所述在所述电池基体100两侧的所述导电层130以及对应的所述电镀种子图案200上形成掩膜层300,包括:
如图10至图11所示,在所述导电层130以及对应的所述电镀种子图案200上形成第一掩膜层310;
如图11至图12所示,在所述第一掩膜层310上形成第二掩膜层320;
其中,所述第一掩膜层310的材质为硅的氧化物或硅的氮氧化物,所述第二掩膜层320的材质为硅的氮化物。
作为本发明的一种可选实施方式,所述第一掩膜层310的厚度为5nm-50nm,所述第二掩膜层320的厚度为30nm-80nm。
作为本发明的一种可选实施方式,所述金属电极400的材质包括铜。
作为本发明的一种可选实施方式,如图14、图15所示,所述金属电极400背离所述衬底110一侧的表面沿背离所述衬底110的方向高于所述掩膜层300背离所述衬底110一侧的表面。
作为本发明的一种可选实施方式,所述导电层130的材质包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟铈(ICO)、氧化锌铝(AZO)中的至少一者。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括制作得到电池基体100的步骤,具体包括:
通过双面镀膜工艺在所述第一掺杂层121背离所述衬底110的一侧以及所述第二掺杂层122背离所述衬底110的一侧制作所述导电层130,以得到所述电池基体100。
作为本发明的一种可选实施方式,第一掺杂层121为N型掺杂非晶硅、N型掺杂纳米晶、N型掺杂微晶硅或N型掺杂碳化硅;第二掺杂层122为P型掺杂非晶硅、P型掺杂纳米晶、P型掺杂微晶硅或P型掺杂碳化硅。
作为本发明的一种可选实施方式,所述在电池基体100的两侧表面形成电镀种子图案200,包括:
通过丝网印刷在所述电池基体100的两侧表面形成电镀种子图形,并烘干所述电镀种子图形,得到所述电镀种子图案200。
作为本发明的一种可选实施方式,所述对所述掩膜层300进行图形工艺,具体包括:
通过激光去除所述掩膜层300对应于所述图形开槽图案的部分。
作为本发明的另一种可选实施方式,图形开槽还可以腐蚀得到,例如,所述对所述掩膜层300进行图形工艺,具体包括:
通过印刷腐蚀性墨水(ink)对所述掩膜层300进行腐蚀,以形成所述图形开槽。
作为本发明的一种可选实施方式,所述电镀种子图案200的高度为1μm-10μm,所述电镀种子图案200的宽度为5μm-30μm。
作为本发明的一种可选实施方式,所述图形开槽的宽度不大于所述电镀种子图案200在对应位置的宽度。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
在通过电镀工艺在所述图形开槽中形成金属电极400前,对所述电池基体100及其两侧表面结构进行预清洗处理,以保证电镀种子图案200表面的光洁度,避免杂质影响电镀质量。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
在通过电镀工艺在所述图形开槽中形成金属电极400后,对所述电池基体100及其两侧表面结构进行清洗处理,以去除残留在光伏电池表面的电镀液等物质。
需要说明的是,金属电极400通常为栅线结构,后续组件产品之间需通过焊接栅线等方式实现互联。为便于金属电极400后续进行串焊互联,作为本发明的一种优选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
在所述金属电极400背离所述衬底110的一侧形成保护层500,所述保护层500的材质为银(Ag)或锡(Sn)。
作为本发明的一种可选实施方式,所述在所述金属电极400背离所述衬底110的一侧形成保护层500,包括:
通过置换反应将所述金属电极400表面的部分材料置换以形成所述保护层500。
作为本发明的一种可选实施方式,所述光伏电池的制作方法还包括:
对所述电池基体100及其两侧表面结构进行退火处理。
作为本发明的第二个方面,提供一种光伏电池,所述光伏电池通过本发明实施例提供的光伏电池的制作方法制得。具体地,如图16所示,所述光伏电池包括衬底110、叠设于所述衬底110两侧的第一掺杂层121和第二掺杂层122,以及分别叠设于所述第一掺杂层121和所述第二掺杂层122背离所述衬底110一侧的导电层130,所述电池基体100两侧的所述导电层130上还形成有掩膜层300,所述掩膜层300中形成有图形开槽,所述图形开槽中形成有电镀种子图案200和金属电极400,所述电镀种子图案200和所述金属电极400的形状均与所述图形开槽对应,且所述电镀种子图案200位于所述金属电极400与所述导电层130之间。
在本发明提供的光伏电池中,电镀种子图案200与待制作的金属电极400图案形状一致,因此无需进行去除金属电极400所在区域以外的电镀种子图案200的步骤,避免了去除电镀种子图案200时药液对导电层130(即TCO膜层)的损伤,同时也能够省去为暴露电镀种子图案200而去除残留的掩膜层300的步骤,进一步减少药液对导电层130的损伤,并减少这些步骤产生的有机废液,从而在避免损伤导电层130、简化光伏电池制作工艺的同时,进一步降低了环境污染,提高了光伏电池制作工艺的环保性能。
需要说明的是,电池基体100中的第一掺杂层121、第二掺杂层122、导电层130等膜层以及掩膜层300均为透明膜层,以避免影响光伏电池的光线入射率及光电转换效率。
作为本发明的一种优选实施方式,所述掩膜层300的材质为无机材料。
在本发明实施例中,掩膜层300的材质为无机材料,从而在掩膜层300中形成图形开槽时不会产生有机废液,有利于环保,并且,在电镀形成金属电极400后不需要通过额外的湿法工艺化学药液去除掩膜层300,避免了药液对导电层130的损伤,并进一步避免产生有机废液,从而在避免损伤导电层130、简化光伏电池制作工艺的同时,进一步降低了环境污染,提高了光伏电池制作工艺的环保性能。
作为本发明的一种优选实施方式,所述掩膜层300的材质包括硅的氧化物、硅的氮氧化物与硅的氮化物中的至少一者,从而留在光伏电池表面的掩膜层300还能够有效改善光伏电池表面的光学特性,提升光伏电池的光电转换效率。
作为本发明的一种可选实施方式,如图16所示,所述掩膜层300包括第一掩膜层310和第二掩膜层320,且所述第一掩膜层310位于所述第二掩膜层320与所述导电层130之间;其中,所述第一掩膜层310的材质为硅的氧化物或硅的氮氧化物,所述第二掩膜层320的材质为硅的氮化物。
作为本发明的一种可选实施方式,所述第一掩膜层310的厚度为5nm-50nm,所述第二掩膜层320的厚度为30nm-80nm。
作为本发明的一种可选实施方式,所述金属电极400的材质包括铜。
作为本发明的一种可选实施方式,如图16所示,所述金属电极400背离所述衬底110一侧的表面沿背离所述衬底110的方向高于所述掩膜层300背离所述衬底110一侧的表面。
作为本发明的一种可选实施方式,所述导电层130的材质包括氧化铟锡、氧化铟钨、氧化铟铈、氧化锌铝中的至少一者。
为便于金属电极400后续进行串焊互联,作为本发明的一种优选实施方式,如图16所示,所述金属电极400背离所述衬底110的一侧还形成有保护层500,所述保护层500的材质为银或锡。
作为本发明的一种可选实施方式,如图16所示,衬底110与第一掺杂层121之间以及衬底110与第二掺杂层122之间还层叠设置有本征非晶硅层140。
作为本发明的一种可选实施方式,第一掺杂层121为N型掺杂非晶硅、N型掺杂纳米晶、N型掺杂微晶硅或N型掺杂碳化硅;第二掺杂层122为P型掺杂非晶硅、P型掺杂纳米晶、P型掺杂微晶硅或P型掺杂碳化硅。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光伏电池的制作方法,其特征在于,所述方法包括:
在电池基体的两侧表面形成电镀种子图案,所述电池基体包括衬底、第一掺杂层和第二掺杂层,所述第一掺杂层与所述第二掺杂层的掺杂极性相异且分别层叠设置于所述衬底的两侧,所述第一掺杂层和所述第二掺杂层背离所述衬底的一侧均层叠设置有导电层;
在所述电池基体两侧的所述导电层以及对应的所述电镀种子图案上形成掩膜层;
对所述掩膜层进行图形工艺,以在所述掩膜层中形成形状与所述电镀种子图案对应的图形开槽,使所述电镀种子图案暴露在外;
通过电镀工艺在所述图形开槽中形成金属电极。
2.根据权利要求1所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述掩膜层的材质为无机材料。
3.根据权利要求2所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述掩膜层的材质包括硅的氧化物、硅的氮氧化物与硅的氮化物中的至少一者。
4.根据权利要求3所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述在所述电池基体两侧的所述导电层以及对应的所述电镀种子图案上形成掩膜层,包括:
在所述导电层以及对应的所述电镀种子图案上形成第一掩膜层;
在所述第一掩膜层上形成第二掩膜层;
其中,所述第一掩膜层的材质为硅的氧化物或硅的氮氧化物,所述第二掩膜层的材质为硅的氮化物。
5.根据权利要求4所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述第一掩膜层的厚度为5nm-50nm,所述第二掩膜层的厚度为30nm-80nm。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述在电池基体的两侧表面形成电镀种子图案,包括:通过丝网印刷在所述电池基体的两侧表面形成电镀种子图形,并烘干所述电镀种子图形,得到所述电镀种子图案。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述电镀种子图案的高度为1μm-10μm,所述电镀种子图案的宽度为5μm-30μm。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述光伏电池的制作方法还包括:
在所述金属电极背离所述衬底的一侧形成保护层,所述保护层的材质为银或锡。
9.一种光伏电池,所述光伏电池包括衬底、叠设于所述衬底两侧的第一掺杂层和第二掺杂层,以及分别叠设于所述第一掺杂层和所述第二掺杂层背离所述衬底一侧的导电层,其特征在于,所述电池基体两侧的所述导电层上还形成有掩膜层,所述掩膜层中形成有图形开槽,所述图形开槽中形成有电镀种子图案和金属电极,所述电镀种子图案和所述金属电极的形状均与所述图形开槽对应,且所述电镀种子图案位于所述金属电极与所述导电层之间。
10.根据权利要求9所述的光伏电池,其特征在于,所述掩膜层包括第一掩膜层和第二掩膜层,且所述第一掩膜层位于所述第二掩膜层与所述导电层之间;其中,所述第一掩膜层的材质为硅的氧化物或硅的氮氧化物,所述第二掩膜层的材质为硅的氮化物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310396166.9A CN116387404A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种光伏电池及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310396166.9A CN116387404A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种光伏电池及其制作方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116387404A true CN116387404A (zh) | 2023-07-04 |
Family
ID=86961395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310396166.9A Pending CN116387404A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种光伏电池及其制作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116387404A (zh) |
-
2023
- 2023-04-13 CN CN202310396166.9A patent/CN116387404A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101904014B (zh) | 薄膜型太阳能电池及其制造方法 | |
WO2011115206A1 (ja) | 太陽電池、その太陽電池を用いた太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法 | |
CN110993700A (zh) | 一种异质结太阳电池及其制备工艺 | |
US8754325B2 (en) | Thin film type solar cell and method for manufacturing the same | |
WO2013145008A1 (ja) | 光起電力素子およびその製造方法、太陽電池モジュール | |
WO2023169245A1 (zh) | 太阳能电池的制备方法及太阳能电池 | |
US20100252109A1 (en) | Thin film type solar cell and method for manufacturing the same | |
WO2024098920A1 (zh) | 背接触太阳能电池及其制备方法、光伏组件 | |
CN114284396B (zh) | 栅线电极制备方法及太阳能电池 | |
US9916936B2 (en) | Method for forming conductive electrode patterns and method for manufacturing solar cells comprising the same | |
CN102185030B (zh) | 基于n型硅片的背接触式hit太阳能电池制备方法 | |
CN114068731A (zh) | 一种以低激光损伤为特征的背接触异质结太阳能电池及其制造方法 | |
WO2023071080A1 (zh) | 一种低耗银太阳能电池片及其制造方法 | |
EP4270494A1 (en) | Solar cell, and textured surface structure and method for preparing same | |
CN114005889A (zh) | 一种制备太阳能电池金属栅线的方法 | |
CN111477694A (zh) | 一种背接触异质结太阳能电池及其制作方法 | |
CN114203833A (zh) | 一种低激光损伤的背接触异质结太阳能电池制造方法 | |
CN113471337A (zh) | 异质结太阳能电池片的制备方法 | |
CN106653876A (zh) | 一种太阳能电池 | |
CN112786737A (zh) | Cigs薄膜太阳能电池组件及其刻划方法 | |
CN116344678A (zh) | 一种异质结电池结构的制备方法 | |
CN116387404A (zh) | 一种光伏电池及其制作方法 | |
EP4213226A1 (en) | Solar cell and manufacturing method therefor | |
CN104350612A (zh) | 太阳能电池及其制造方法 | |
KR101306390B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |