CN116435414A - 一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池 - Google Patents

一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池 Download PDF

Info

Publication number
CN116435414A
CN116435414A CN202310636875.XA CN202310636875A CN116435414A CN 116435414 A CN116435414 A CN 116435414A CN 202310636875 A CN202310636875 A CN 202310636875A CN 116435414 A CN116435414 A CN 116435414A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
battery piece
grid line
layer
heterojunction
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
Application number
CN202310636875.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王伟
黎力
田宏波
李世岚
宿世超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Power Investment Group New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
State Power Investment Group New Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Power Investment Group New Energy Technology Co ltd filed Critical State Power Investment Group New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202310636875.XA priority Critical patent/CN116435414A/zh
Publication of CN116435414A publication Critical patent/CN116435414A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022466Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/06Semiconductor 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
    • H01L31/072Semiconductor 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 the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745Semiconductor 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 the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747Semiconductor 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 the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及太阳能电池技术领域,具体公开了一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池,包括制备异质结电池基底,并在异质结电池基底正背面沉积透明导电薄膜层;在沉积透明导电薄膜层表面沉积金属种子层;在正面金属种子层表面印刷感光油墨,采用投影扫描曝光电池正表面制备正面掩膜;采用显影液对第二电池片中间体正面未曝光的栅线显影出栅线图形;在电池片背面及侧面采用热熔蜡进行喷墨使在背面及侧面制备掩膜;并进行电镀使电池片正背面得到铜栅线;除去第三电池片中间体正背侧面掩膜,用氧化物及稀硫酸蚀刻电镀金属种子层,上述方法有效降低电池片生产成本,同时提高电池生产良率,工艺更加简单,异质结电池制备效率更高。

Description

一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域,尤其是涉及一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池。
背景技术
在诸多类型的太阳电池中,硅异质结太阳能电池因具有转换效率高、温度系数低、无LID及PID衰减等优点而逐渐在光伏产业确立显著的优势地位。硅异质结电池获得高效率的一个重要原因是本征非晶硅薄膜对晶硅衬底表面的优异钝化作用保证了电池的高开路电压;太阳电池的栅线起着收集电流并导出的作用,从导电性的角度考虑栅线越宽且密,则电阻损失越低;为提高电池转换效率,同时降低栅线工艺成本,过去几年随着硅片尺寸的变大,太阳电池主栅数量经历了从2根到3根到5根甚至到十几条的过程,出现了当前较热门的多主栅技术。也有从银铝浆料丝网印刷的工艺改成用干膜光刻做掩膜和电镀沉积铜栅的工艺。
现有技术在硅异质结太阳能电池正背面通过光刻将干膜制造掩膜图形,在图形里电镀栅线后去除干膜制备铜栅线,但是采用干膜光刻制备掩膜成本高,为了解决采用干膜光刻制备掩膜成本高问题,现有技术还存在一种采用在异质结太阳能电池双面先沉积一层牺牲层,然后再采用预先栅线图案的耐电镀油墨印刷并固化,最后再进行电镀制备铜栅线,该方法相对于利用干膜制造掩膜图形在一定程度上降低了硅异质结太阳能电池工艺成本,但是该方法因为需要预先制备栅线图案再印刷固化油墨,使印刷的栅线宽度难以控制,导致栅线宽度不够小,遮光大,影响电池发电效率,同时工艺相对复杂,电池制造成本上还有待进一步降低;
同时在电镀铜栅线时,未对电池侧面做出处理,使电池侧面容易电镀上铜金属,导致生产出来的电池片容易发生漏电短路,电池片生产良率低,所以亟待需要一种新的太阳能电池栅线制备工艺方法,以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出了一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池。
根据本发明第一方面实施例的一种栅线制备方法,包括:
制备异质结电池基底,并在所述异质结电池基底正背面沉积透明导电薄膜层得到第一电池片中间体;
在所述第一电池片中间体正背面采用真空溅射法沉积金属种子层得到第二电池片中间体;
在所述第二电池片中间体正面印刷感光油墨,将印有栅线图形掩膜板放置所述第二电池片正面,采用紫外光投影扫描式曝光电池正表面制备正面掩膜;
采用显影液对所述第二电池片中间体正面未曝光的栅线显影出栅线图形;
在所述第二电池片中间体背面及侧面采用热熔蜡进行喷墨使在背面及侧面制备掩膜得到第三电池片中间体;
将所述第三电池片中间体进行电镀使电池片正背面得到铜栅线;
除去所述第三电池片中间体正背侧面掩膜,用氧化物及稀硫酸蚀刻电镀金属种子层。
根据本发明的一种栅线制备方法,在制备栅线时通过在电池正面印刷感光油墨,采用掩膜板及紫外光曝光制备正面掩膜及栅线槽,能够更加容易精准控制栅线宽度,采用印刷感光油墨制备掩膜成本更低,在电池背面制备掩膜时通过采用喷墨打印方式,喷墨材料采用热容蜡,在对电池背面制备得到有栅线图形的掩膜同时对电池侧面进行喷墨,电池侧立面利用热容蜡进行包裹保护以防止侧立面电镀上金属,有效提高电池生产良率,背面采用喷墨方式制备掩膜,制备效率更高,成本相对印刷感光油墨成本更低,在电池片背面制备掩膜的同时对电池片侧面完成保护层制备,工艺更加简单,使异质结电池制备成本上进一步降低。
根据本发明的一些实施例,所述并在所述异质结电池基底正背面沉积透明导电薄膜得到第一电池片中间体的步骤,包括:采用PVD或者RPD物理法在异质结太阳能电池中间体双面分别沉积TCO导电薄膜,所述TCO导电薄膜厚度为50nm~200nm,折射率为1.6~2.5;
根据本发明的一些实施例,所述在所述第二电池片中间体正面印刷感光油墨的步骤,包括:在所述第二电池片中间体正面采用丝网印刷的方式印刷感光油墨,油墨粘度5000cps ~15000cps,丝印网板200~350目,网板膜厚10μm,纱厚60μm,油墨丝印后烘烤温度70℃~110℃,烘烤时间5min~20min,油墨烘干后膜厚8μm~20μm。
根据本发明的一些实施例,所述将印有栅线图形掩膜板放置所述第二电池片正面,采用紫外光投影扫描式曝光电池正表面制备正面掩膜的步骤,包括:用405nm波长紫外光投影扫描式曝光电池正面,栅线图形掩膜板栅线栅线包括主栅和副栅,主栅和副栅相互垂直,主栅根数为3根~20根,宽度20μm-1000μm,副栅根数为30根~300根,宽度10μm-200μm,曝光时,所述掩膜板与所述第二电池片中间体距离为20μm~100μm,曝光能量为20mj/cm2~150 mj/cm2
根据本发明的一些实施例,所述在所述第二电池片中间体背面及侧面采用热熔蜡进行喷墨使在背面及侧面制备掩膜得到第三电池片中间体的步骤,包括:对所述第二电池片中间体背面及侧面采用喷墨打印方式制备掩膜,其中,喷墨原料采用热容蜡,打印分辨率900*969,背面栅线宽度20μm~60μm,掩膜厚度5μm~20μm。、
根据本发明的一些实施例,所述将所述第三电池片中间体进行电镀使电池片正背面得到铜栅线的步骤,包括:在所述第三电池片中间体正背面栅线开槽位置及背面电镀上1μm~20微米铜,电镀液铜离子浓度120 g/l ~180g/l,电流密度2A/dm2~50A/dm2,电镀时间5min~15min。
根据本发明第二方面实施例的一种异质结电池的制备方法,该方法用以上任一项所述的栅线制备方法制备所述异质结电池的铜栅线。
根据本发明的一些实施例,在所述铜种子层上形成铜栅线的步骤之后,所述方法还包括:在所述铜栅线表面采用化学置换补镀锡保护层,其中,镀锡温度40℃~70℃,保护层厚度0.1μm~2μm,退火温度100℃~150℃。
根据本发明的一种异质结电池的制备方法,该方法通过结合本发明第一方面实施例的栅线制备方法,有效降低了异质结电池片的生产成本,提高了异质结电池片的生产良率,同时简化了异质结电池片生产工艺,提高异质结电池片生产效率。
根据本发明第三方面实施例的一种异质结电池,其特征在于,所述异质结电池包括:
硅片基底;
非晶硅层,所述非晶硅层被设置于所述硅片基底的正背面;
透明导电薄膜层,所述透明导电薄膜层设置于所述非晶硅层的远离所述硅片基底的一侧;
铜种子层,所述铜种子层设置于所述透明导电薄膜层远离所述非晶硅层的一侧;
铜栅线,所述铜栅线被沉积于所述铜种子层远离所述透明导电薄膜层的一侧。
根据本发明的一些实施例,所述非晶硅层包括设于硅片基底正面的第一本征非晶硅层、第一N型非晶硅层及第二非晶硅层,设于硅片基底背面的第二本征非晶硅层、第一P型非晶硅层及第二P型非晶硅层。
根据本发明的一种异质结电池,通过铜栅线替代传统银栅线设置,使异质结电池制造成本进一步降低,通过多层非晶硅的设置,有效提高了异质结电池的光电转换效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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是根据本发明实施例的一种栅线制备方法的的流程图;
图2是根据本发明实施例的一种异质结电池制备方法的流程图;
图3是根据本发明实施例的一种异质结电池的结构示意图;
附图标记:
100、硅片基底;
200、非晶硅层210、;第一本征非晶硅层211、第一N型非晶硅层;212、第二N型非晶硅层;220、第二本征非晶硅层;221、第一P型非晶硅层;222、第二P型非晶硅层;
300、透明导电薄膜层;
400、铜种子层;
500、铜栅线;
600、金属覆盖层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,参考附图描述的实施例是示例性的,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
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方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/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。
实施例1
请参阅图1,本实施例提供一种栅线制备方法,包括:
步骤S100:制备异质结电池基底,并在所述异质结电池基底正背面沉积透明导电薄膜层得到第一电池片中间体;
在本步骤中,采用PVD或者RPD等物理气相沉积技术在硅片正背面分别沉积透明导电薄膜,透明导电薄膜在实际中可以为TCO导电薄膜,透明导电薄膜厚度为50nm~200nm,透明导电薄膜折射率为1.6~2.5。
步骤S200:在所述第一电池片中间体正背面采用真空溅射法沉积金属种子层得到第二电池片中间体;
在本步骤中,在第一电池片中间体正背面采用真空溅射法,真空溅射法包括PVD/RPD和电子束蒸发法,分别在制备第一电池片中间体正背面一层金属种子层,优选的,金属种子层可以包括铜、镍、银、金、钛、铝等导电金属,金属种子层厚度30nm-1000nm,金属种子层膜层方阻0.1mΩ-10mΩ。在本实施例中,金属种子层为铜种子层,金属种子层可用于后续电镀,
步骤S300:在所述第二电池片中间体正面印刷感光油墨,将印有栅线图形掩膜板放置所述第二电池片正面,采用紫外光投影扫描式曝光电池正表面制备正面掩膜;
在本步骤中,在第二电池片中间体正面5um~50um的感光材料,然后经过烘干将感光材料固化,接着采用紫外光投影扫描方式曝光在正面非栅线区域进行曝光,具体的,在所述第二电池片中间体正面采用丝网印刷的方式印刷感光油墨,油墨粘度5000 cps ~15000cps,丝印网板200~350目,网板膜厚10μm,纱厚60μm,油墨丝印后烘烤温度70℃~110℃,烘烤时间5min~20min,油墨烘干后膜厚8μm~20μm。
在一些实施方式中,将印有栅线图形掩膜板放置所述第二电池片正面,用405nm波长紫外光投影扫描式曝光电池正面,栅线图形掩膜板栅线栅线包括主栅和副栅,主栅和副栅相互垂直,主栅根数为3根~20根,宽度20μm-1000μm,副栅根数为30根~300根,宽度10μm-200μm,在进行曝光时,所述掩膜板与所述第二电池片中间体距离为20μm~100μm,曝光能量为20mj/cm2~150 mj/cm2
需要说明的是,对于异质结电池片栅线宽度控制,可以通过对印有栅线图形掩膜板进行更换,以曝光制得实际需求的宽度主栅和副栅栅槽,相比于直接通过PVD溅射沉积牺牲层,并在牺牲层上用耐电镀油墨印刷有图案的栅线,本步骤方法不需要制备牺牲层,工艺过程更加简单,制备掩膜成本更低,还需要说明的是,本步骤中通过栅线图形掩膜板控制栅线的分布及宽度,相比于现有技术,更容易控制栅线的宽度及分布,同时提高制备电池片的生产良率。
在一些实施方式中,需要说明的是,本步骤原理是在第二电池片中间体正面5um-50um的感光材料,然后经过烘干将感光材料固化,接着采用曝光显影在正面非栅线区域进行曝光,经曝光后的感光材料会发生交联反应不易被后续显影液去除,然后通过显影液将未曝光区域去除掉,最后在第一面形成主栅和副栅相互垂直的待电镀的沟槽图形S07层,其中主栅宽度为50um~500um,副栅宽度为5um~500um。正面栅线宽度尽量收窄,以降低遮光面积。
步骤S400:采用显影液对所述第二电池片中间体正面未曝光的栅线显影出栅线图形;
在本步骤中,将未曝光的栅线部分用显影液显影出栅线图形,显影工艺采用0.7%wt~1.3%wt,显影液中包括 Na2CO3、K2CO3,显影工艺温度20℃~40℃,显影时间为30秒~120秒,喷淋压力8psi~30psi。
步骤S500:在所述第二电池片中间体背面及侧面采用热熔蜡进行喷墨使在背面及侧面制备掩膜得到第三电池片中间体;
在本步骤中,对所述第二电池片中间体背面及侧面采用喷墨打印方式制备掩膜,其中,喷墨原料采用热容蜡,加热热容蜡温度控制在80℃~99℃,电池放到喷墨平台,平台温度10℃~16℃,当将热容蜡打印在第二电池片中间体表面后,控制平台温度在10℃~16℃,以达到更好将热容蜡进行固定,打印高度1mm~30mm,打印分辨率900*969,背面栅线宽度20μm~60μm,掩膜厚度5μm~20μm。
在一些实施方式中,打印精度可以通过打印遍数进行提高,可以采用3pass~6pass进行喷绘打印,其中3pass表示在一个单位宽度内容3次打印完成,打印高度1mm~30mm,第二电池片中间体背面及侧面采用喷墨打印方式制备掩膜一次性完成,在对电池背面制备得到有栅线图形的掩膜同时对电池侧面进行喷墨,电池侧立面利用热容蜡进行包裹保护以防止侧立面电镀上金属,有效提高电池生产良率,背面采用喷墨方式制备掩膜,制备效率更高,成本相对印刷感光油墨成本更低,在电池片背面制备掩膜的同时对电池片侧面完成保护层制备,工艺更加简单,使异质结电池制备成本上进一步降低。
步骤S600:将所述第三电池片中间体进行电镀使电池片正背面得到铜栅线;
在本步骤中,由前面步骤S300至步骤S500在电池正背面制得掩膜,通过掩膜的设置正背面会形成栅线开槽,将第三电池片中间体放入电镀液中进行电镀,其中,电镀液电镀液铜离子浓度120 g/l ~180g/l,电流密度2A/dm2~50A/dm2,电镀时间5min~15min,优选的,电镀铜厚度为1μm~10μm,该厚度在满足实际使用需求同时进一步节省生产材料,降低生产成本,需要说明的是,该步骤还可以通过替换电镀液进行不同金属因素的电镀,如可以将电镀液换成含锡离子电镀液进行镀锡。
步骤S700:除去所述第三电池片中间体正背侧面掩膜,用氧化物及稀硫酸蚀刻电镀金属种子层。
在本步骤中,除去所述第三电池片中间体正背侧面掩膜包括采用2%~8%NaOH溶液加热30℃~55℃或有机胺去除电池正面油墨和背面侧面的热容蜡掩膜,应当理解,当将正面油墨和背面侧面的热容蜡掩膜去除后,第三电池片中间体表面显现出铜栅线,应当理解,所述铜栅线包括平行设置的多组,每组所述铜栅线包括主栅线以及与所述主栅线垂直、且间隔设置的多条副栅线。通过铜栅线,实现太阳能电池产生的电流的收集。
应当理解,还可以在所述铜栅线表面补镀金属覆盖层以及在所述金属覆盖层上设置乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA层的步骤,并且用氧化物及稀硫酸蚀刻电镀金属种子层的步骤和在所述铜栅线表面补镀金属覆盖层的步骤可以替换顺序,其顺序在此不做限定,在一种实施方式中,可以对铜栅线表面进行化学置换镀锡以保护铜栅线,镀锡温度40℃~70℃,保护层厚度0.1μm~2μm,退火温度100℃~150℃。
实施例2
请参阅图2,本实施例提供一种异质结电池的制备方法,包括:
步骤S10:对硅片基底正背表面制备绒面结构;
在步骤中,将硅片基底放置于0.5%~10%浓度、50℃~90℃的KOH或NaOH溶液中进行反应1min~20min,通过碱对硅的各向异性刻蚀机理在硅片表面形成金字塔陷光结构,表面金字塔大小在0.5um~10um,硅片表面反射率在5%~30%之间。然后用HF溶液去除对硅片正背面进行清洗,去除表面金属离子污染,此时形成了正背面绒面结构。
步骤S20:在硅片基底正面依次沉积第一本征非晶硅、第一N型非晶硅层、第二N型非晶氧化硅层,在硅片基底背面面依次沉积第二本征非晶硅、第一P型非晶硅层及第二P型非晶硅层;
在本步骤中,采用等离子体增强化学( Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition ,PECVD)的气相化学沉积法在受光面依次沉积第一本征非晶硅、第一N型非晶硅层、第二N型非晶氧化硅层;第一层为低掺杂浓度磷掺杂非晶硅,制备工艺为功率密度10mW/cm2~100mW/cm2,SiH4:H2=1:1~1:500,PH3掺杂浓度为0.1%~2%,沉积气压为50Pa~500Pa,沉积温度为100℃~300℃,该层厚度为1~10nm。第二层为磷掺杂非晶氧化硅,在沉积源气体中额外加入CO2或N2O或O2作为氧源,制备工艺为功率密度10~100mW/cm2,SiH4:H2=1:1~1:500,PH3掺杂浓度为0.5%~3%,氧源掺杂浓度为1%~50%,沉积气压为50Pa~500Pa,沉积温度为100℃~300℃,该层厚度为1 nm~10nm。双层N型非晶硅的设计的原理如下:第一层低掺杂浓度磷掺杂非晶硅降低磷掺杂对本征非晶硅钝化效果的破坏影响,保证高钝化效果的保留;第二层磷掺杂非晶氧化硅是通过引入氧源提高薄膜的禁带宽度从而降低薄膜的寄生光吸收,最终提高电池的光生电流;通过三层结构能够有效的提高电池的转换效率。
背光面依次沉积第二本征非晶硅、第一P型非晶硅层及第二P型非晶硅层。第一层为低掺杂浓度硼掺杂非晶硅,制备工艺为功率密度10 mW/cm2~100mW/cm2,SiH4:H2=1:1~1:500,B2H6掺杂浓度为0.1%~2%,沉积气压为50Pa~500Pa,沉积温度为100℃~300℃,该层厚度为1 nm~10nm。第二层为中等掺杂浓度硼掺杂非晶硅,制备工艺为功率密度10 mW/cm2~100mW/cm2,SiH4:H2=1:1~1:500,B2H6掺杂浓度为0.5%~5%,沉积气压为50Pa~500Pa,沉积温度为100℃~300℃,该层厚度为1 nm~10nm。双层P型非晶硅的设计的原理如下:由于硼原子半径比较小,在制备P型非晶硅的过程中存在硼原子扩散进入底下本征非晶硅薄膜中破坏钝化效果的影响,因此第一层低掺杂浓度硼掺杂非晶硅降低硼掺杂对本征非晶硅钝化效果的破坏影响,保证高钝化效果的保留;第二层硼掺杂非晶硅是通过适当增加一些硼掺杂浓度,使得整个三层结构保持一个相对较为平缓的过度,降低薄膜间的界面效应;通过三层结构能够有效的提高电池的转换效率。
步骤S30:采用PVD或者RPD等物理法在硅片正背面分别沉积透明导电薄膜层;
在本步骤中,可以理解的是,透明导电薄膜层为TCO导电薄膜层,采用PVD或者RPD等物理法在硅片正背面分别沉积一层TCO导电薄膜层或多层不同折射率TCO导电膜层,总薄膜厚度为50nm~200nm,折射率为1.6~2.5。
在一些实施方式中,对异质结电池铜栅线的制备工艺流程,采用实施例1所提供的栅线制备方法来制备所述异质结电池的铜栅线,优选的,在所述铜栅线表面采用化学置换补镀锡保护层,其中,镀锡温度40℃~70℃,保护层厚度0.1μm~2μm,退火温度100℃~150℃。
通过上述异质结电池的工艺制备方法,降低了异质结电池工艺复杂度,进一步降低了异质结电池的生产成本,同时在大批量生产异质结电池时,该异质结电池的制备方法,有效提高了异质结电池的生产良率。
实施例3
请参阅图3,本实施例在实施例1及实施例2基础上提供一种异质结电池,包括:
硅片基底100;需要说明的是,所述硅片基底可以为N型单晶硅片
非晶硅层200,所述非晶硅层被设置于所述硅片基底的正背面;
透明导电薄膜层300,所述透明导电薄膜层设置于所述非晶硅层的远离所述硅片基底的一侧;
铜种子层400,所述铜种子层设置于所述透明导电薄膜层远离所述非晶硅层的一侧;
铜栅线500,所述铜栅线被沉积于所述铜种子层远离所述透明导电薄膜层的一侧。
在一些实施方式中,所述非晶硅层200包括设于硅片基底正面的第一本征非晶硅层210、第一N型非晶硅层211及第二非晶硅层212,设于硅片基底背面的第二本征非晶硅层220、第一P型非晶硅层221及第二P型非晶硅层222。
根据本公开的异质结电池的结构及其各个部件的制备工艺与实施例2描述的步骤相同,在此不再做赘述,需要说明的是,异质结电池各层的厚度及制备条件也在实施例1及实施例2中描述,在此也不再做赘述。
在一些实施方式中,所述异质结电池还包括金属覆盖层600,所述金属覆盖层600被设置于所述铜栅线500上,在电镀的铜表面可以继续补镀金属覆盖层600使其免于对EVA的影响。同时由于铜种子层400下面自钝化氧化层的存在,有效抑制了金属铜向硅片基底100的扩散,减少了电池内部缺陷的生成。需要说明的是,所述金属覆盖层600可以为电镀锡保护层,如此,在质结电池制备过程中提前形成的金属覆盖层,能够防止铜栅线被氧化。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对发明的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种栅线制备方法,其特征在于,包括:
制备异质结电池基底,并在所述异质结电池基底正背面沉积透明导电薄膜层得到第一电池片中间体;
在所述第一电池片中间体正背面采用真空溅射法沉积金属种子层得到第二电池片中间体;
在所述第二电池片中间体正面印刷感光油墨,将印有栅线图形掩膜板放置所述第二电池片正面,采用紫外光投影扫描式曝光电池正表面制备正面掩膜;
采用显影液对所述第二电池片中间体正面未曝光的栅线显影出栅线图形;
在所述第二电池片中间体背面及侧面采用热熔蜡进行喷墨使在背面及侧面制备掩膜得到第三电池片中间体;
将所述第三电池片中间体进行电镀使电池片正背面得到铜栅线;
除去所述第三电池片中间体正背侧面掩膜,用氧化物及稀硫酸蚀刻电镀金属种子层。
2.根据权利要求1所述的一种栅线制备方法,其特征在于,所述并在所述异质结电池基底正背面沉积透明导电薄膜得到第一电池片中间体的步骤,包括:采用PVD或者RPD物理法在异质结太阳能电池中间体双面分别沉积TCO导电薄膜,所述TCO导电薄膜厚度为50nm~200nm,折射率为1.6~2.5。
3.根据权利要求1所述的一种栅线制备方法,其特征在于,所述在所述第二电池片中间体正面印刷感光油墨的步骤,包括:在所述第二电池片中间体正面采用丝网印刷的方式印刷感光油墨,油墨粘度5000 cps ~15000cps,丝印网板200~350目,网板膜厚10μm,纱厚60μm,油墨丝印后烘烤温度70℃~110℃,烘烤时间5min~20min,油墨烘干后膜厚8μm~20μm。
4.根据权利要求1所述的一种栅线制备方法,其特征在于,所述将印有栅线图形掩膜板放置所述第二电池片正面,采用紫外光投影扫描式曝光电池正表面制备正面掩膜的步骤,包括:用405nm波长紫外光投影扫描式曝光电池正面,栅线图形掩膜板栅线栅线包括主栅和副栅,主栅和副栅相互垂直,主栅根数为3根~20根,宽度20μm-1000μm,副栅根数为30根~300根,宽度10μm-200μm,曝光时,所述掩膜板与所述第二电池片中间体距离为20μm~100μm,曝光能量为20mj/cm2~150 mj/cm2
5.根据权利要求1所述的一种栅线制备方法,其特征在于,所述在所述第二电池片中间体背面及侧面采用热熔蜡进行喷墨使在背面及侧面制备掩膜得到第三电池片中间体的步骤,包括:对所述第二电池片中间体背面及侧面采用喷墨打印方式制备掩膜,其中,喷墨原料采用热容蜡,打印分辨率900*969,背面栅线宽度20μm~60μm,掩膜厚度5μm~20μm。
6.根据权利要求1所述的一种栅线制备方法,其特征在于,所述将所述第三电池片中间体进行电镀使电池片正背面得到铜栅线的步骤,包括:在所述第三电池片中间体正背面栅线开槽位置及背面电镀上1μm~20微米铜,电镀液铜离子浓度120 g/l ~180g/l,电流密度2A/dm2~50A/dm2,电镀时间5min~15min。
7.一种异质结电池的制备方法,其特征在于,利用权利要求1~6中任一项所述的栅线制备方法制备所述异质结电池的铜栅线。
8.根据权利要求6所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,在所述铜种子层上形成铜栅线的步骤之后,所述方法还包括:在所述铜栅线表面采用化学置换补镀锡保护层,其中,镀锡温度40℃~70℃,保护层厚度0.1μm~2μm,退火温度100℃~150℃。
9.一种异质结电池,其特征在于,所述异质结电池包括:
硅片基底;
非晶硅层,所述非晶硅层被设置于所述硅片基底的正背面;
透明导电薄膜层,所述透明导电薄膜层设置于所述非晶硅层的远离所述硅片基底的一侧;
铜种子层,所述铜种子层设置于所述透明导电薄膜层远离所述非晶硅层的一侧;
铜栅线,所述铜栅线被沉积于所述铜种子层远离所述透明导电薄膜层的一侧。
10.根据权利要求9所述的一种异质结电池,其特征在于,所述非晶硅层包括设于硅片基底正面的第一本征非晶硅层、第一N型非晶硅层及第二非晶硅层,设于硅片基底背面的第二本征非晶硅层、第一P型非晶硅层及第二P型非晶硅层。
CN202310636875.XA 2023-06-01 2023-06-01 一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池 Pending CN116435414A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310636875.XA CN116435414A (zh) 2023-06-01 2023-06-01 一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310636875.XA CN116435414A (zh) 2023-06-01 2023-06-01 一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116435414A true CN116435414A (zh) 2023-07-14

Family

ID=87083595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310636875.XA Pending CN116435414A (zh) 2023-06-01 2023-06-01 一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116435414A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9484485B2 (en) Solar cell, manufacturing method therefor, solar-cell module, and manufacturing method therefor
JP2015073065A (ja) 太陽電池の製造方法
CN114447152A (zh) 异质结太阳能电池及其制备方法
CN114284396B (zh) 栅线电极制备方法及太阳能电池
TW201104907A (en) Surface treatment of silicon
CN115548144B (zh) 半导体衬底及其处理方法、太阳能电池及其制备方法
CN111463317A (zh) 一种p型钝化接触太阳能电池及其制备方法
TW201432935A (zh) 太陽能電池及其製造方法、與太陽能電池模組
CN110797418A (zh) 硅异质结太阳电池的铜合金电极的制备方法
CN114695599A (zh) 用于形成光伏器件的栅线电极的方法和光伏器件
WO2024131467A1 (zh) 一种铜栅线太阳电池及其制备方法
CN105702757A (zh) 一种晶体硅太阳能电池透明导电组合体及其制备方法
CN113130675A (zh) 一种基于不同划线的薄膜太阳能电池结构及其制备方法
CN102832275A (zh) 一种薄膜太阳能电池及其制作方法
CN116435414A (zh) 一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法及异质结电池
TWI783063B (zh) 太陽電池之製造方法
CN111403551A (zh) 一种高效单晶硅perc太阳能电池的制备方法
CN117276413A (zh) 一种硅异质结太阳能电池的制备方法
CN117352566B (zh) 杂化异质结太阳能电池及电池组件和制备方法
CN116632078B (zh) 太阳能电池及其电极的制备方法
JP7507148B2 (ja) 太陽電池の製造方法、仕掛太陽電池基板、及び太陽電池
CN115117183B (zh) 异质结电池的加工方法
CN116682896A (zh) 硅异质结电池铜栅线电极制备方法及其装置
CN117352599A (zh) 一种硅异质结电池铜栅线的制备方法
CN109804474A (zh) 太阳能电池单元的制造方法

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