CN117133824A - 一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池,涉及光伏领域,解决了太阳能电池制备过程工艺复杂、成本高的问题;该方法包括:提供一基底,基底的表面具有导电功能层;在导电功能层表面固定覆盖具有开槽区域和覆盖区域的高分子掩膜;在高分子掩膜和导电功能层上沉积介电材料,以在导电功能层对应开槽区域的表面形成介电层;剥离高分子掩膜,以在介电层上形成凹槽结构,使得凹槽结构底部裸露导电功能层;在介电层上沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层,填充于凹槽结构中的部分形成与导电功能层接触的电极。本方法反向利用高分子掩膜,替代光刻胶作为掩膜,降低了成本,简化了工艺。本太阳能电池通过本制备方法获得。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域,尤其涉及一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池。
背景技术
电池片在制作过程中需要使用掩膜,尤其是在制作电极时,需要先通过掩膜开槽沉积制作电极,再去除掩膜。现有的掩膜通常采用光刻胶,光刻胶进行图案化刻蚀处理,在光刻胶上形成与电极图案相同的格栅槽,在开槽处沉积电极材料,形成电极。但使用光刻胶在制作掩膜时,光刻胶需要进行清洗,容易产生污染,且工艺繁琐,生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池的制备方法,以减小污染,简化工艺,降低生产成本。
第一方面,发明提供一种太阳能电池的制备方法,该方法包括:
提供一基底,基底的表面具有导电功能层;
在导电功能层的表面固定覆盖高分子掩膜,高分子掩膜具有开槽区域和覆盖区域,覆盖区域用于遮挡导电功能层的表面,开槽区域用于裸露导电功能层的表面;
在高分子掩膜和导电功能层上沉积介电材料,以在导电功能层的对应开槽区域的表面形成介电层;
剥离高分子掩膜,以在介电层上形成凹槽结构,使得凹槽结构的底部裸露导电功能层的表面;
在介电层的表面和导电功能层裸露的表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层,第一金属导电层填充于凹槽结构中的部分形成与导电功能层接触的电极。采用上述技术方案的情况下,使用高分子掩膜的覆盖区域对应电极,开槽区域对应介电层,本申请通过高分子掩膜的反向利用,即在高分子掩膜上沉积时,并不直接形成电极,而是先使用高分子掩膜沉积制作介电层,剥离高分子掩膜后,通过介电层自然围成用于沉积电极的具有更大高宽比的凹槽结构,即狭缝图案,之后,在介电层的表面和导电功能层裸露的表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层,第一金属导电层填充于凹槽结构中的部分形成电极,电极与导电功能层接触,能够得到较大高深比的电极,且电极能够做得更细,后续也不需要去除介电层,且将整层第一金属导电层作为太阳能电池背面的主栅电极,使得背面电极图形设置的自由度更高。相较于现有的使用光刻胶作为掩膜,使用高分子薄膜作为掩膜,高分子掩膜的制作不需要进行清洗等操作,加工设备简单,从而减少了污染,简化了工艺,降低了生产成本。
在一些可能的实现方式中,覆盖区域占基底的表面面积的5%~10%。
采用上述技术方案的情况下,高分子掩膜的覆盖区域的面积较小,只要对应后续的电极面积即可,从而减少了高分子掩膜的材料使用,进一步降低了成本。
在一些可能的实现方式中,覆盖区域的宽度为60μm~100μm,相邻覆盖区域之间的间距为500μm~1500μm。
采用上述技术方案的情况下,覆盖区域的宽度对应后续制作的电极的宽度,相邻覆盖区域之间的间距对应电极之间的间距。满足金属电极的使用要求。
在一些可能的实现方式中,高分子掩膜通过粘贴或压紧方式固定覆盖于导电功能层的表面。
采用上述技术方案的情况下,由于高分子掩膜自身为一个整体的柔性高分子材料,因此,可以通过粘贴或压紧方式固定并覆盖于导电功能层上,相较于现有光刻胶通常的旋涂方式,高分子掩膜的使用更加方便,简化了工艺,降低了成本。
在一些可能的实现方式中,高分子掩膜包括叠层设置的第一层和第二层,第一层包括高分子膜层,第二层包括粘性膜层。
采用上述技术方案的情况下,高分子掩膜通过粘性膜层粘接固定于导电功能层的表面,高分子膜层提供较好的柔性和韧性,能够较服帖地贴合在导电功能层的表面,保证贴合精度,且不容易发生断裂,粘贴的高分子掩膜方便后续撕掉。
在一些可能的实现方式中,高分子膜层的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃薄膜、聚酰亚胺、聚氯乙烯中的一种或多种组合;
粘性膜层的材质为硅胶、亚克力胶、聚氨酯、橡胶、聚异丁烯中的一种或多种组合。
采用上述技术方案的情况下,高分子膜层的材质能够提供较好的柔性和韧性,能够较服帖地贴合在导电功能层的表面,保证贴合精度,且不容易发生断裂,粘贴的高分子掩膜方便后续撕掉。
在一些可能的实现方式中,在介电层的表面和导电功能层裸露的表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层,第一金属导电层填充于凹槽结构中的部分形成与导电功能层接触的电极之后,还包括步骤:
在第一金属导电层的表面沉积第二金属导电材料,以形成整层第二金属导电层。
采用上述技术方案的情况下,将采用第一金属导电层和第二金属导电层两层结构,可以根据不同的功能需求,选择不同的材质,第一金属导电层可以采用反光性能较好的金属材质,能够将光反射回硅片内增加吸光,而第二金属导电层可以采用与焊带焊接性能较好的金属材质。
在一些可能的实现方式中,第一金属导电层的材质为银,第一金属导电层的厚度为0nm~50nm。由于银表面具有较好的反光性能,选用银作为第一金属导电层,能够将光反射回硅片内增加吸光。
在一些可能的实现方式中,第二金属导电层的材质为铝、铜和锡中的一种或多种合金或多种叠层组合,第二金属导电层的厚度为500nm~5000nm。第二金属导电层的材质成本较低,且能够与焊带进行良好的焊接,保证连接可靠性。
在一些可能的实现方式中,介电层的材质为氟化镁、氧化钛、氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一种或多种组合,介电层的厚度为40nm~100nm。氟化镁作为介电层,由于氟化镁具有高透过性和稳定性,因此,在第一金属导电层具有较好的反光效果时,第一金属导电层反射的光可以透过介电层进入硅片内,提高吸光效率。
在一些可能的实现方式中,导电功能层为透明导电层、掺杂层、隧穿层中的一种或多种叠层组合。只要能够实现基底的导电功能即可,通过导电功能层、介电层和第一金属导电层的配合,通过介电层减少等离子共振吸收,如果第一金属导电层包括银,提高反光效果,从而能够提高硅片吸光效率。
在一些可能的实现方式中,在导电功能层的表面固定覆盖高分子掩膜,高分子掩膜具有开槽区域和覆盖区域,具体包括步骤:
预先形成具有开槽区域和覆盖区域的高分子掩膜;
再在导电功能层的表面固定覆盖具有开槽区域和覆盖区域的高分子掩膜。
采用上述技术方案的情况下,可以先进行开槽处理,完成高分子掩膜的制备,再将高分子掩膜固定在导电功能层上,从而可以减小对导电功能层的损伤。
在一些可能的实现方式中,在导电功能层的表面固定覆盖高分子掩膜,高分子掩膜具有开槽区域和覆盖区域,具体包括步骤:
先在导电功能层的远离基底的一面固定覆盖高分子掩膜;
再在高分子掩膜上分割出开槽区域和覆盖区域;
剥离高分子掩膜的对应开槽区域的材料,形成具有开槽区域和覆盖区域的高分子掩膜。
采用上述技术方案的情况下,可以在高分子掩膜固定在导电功能层上之后,再进行开槽,得到开槽区域。开槽区域与后续要沉积的电极更加吻合,精度更高。
第二方面,本发明还提供了一种太阳能电池,采用如以上任一项所述的制备方法制备得到。
与现有技术相比,本发明提供的太阳能电池的有益效果与上述技术方案的太阳能电池的制备方法的有益效果相同,此处不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1-图5为本发明实施例中的太阳能电池的制备过程示意图。
附图标记:1-基底、2-导电功能层、3-介电层、41-第一金属导电层、411-电极、42-第二金属导电层、6-高分子掩膜、61-开槽区域、62-覆盖区域。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外,术语“第一”、“第二”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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
电池片在制作过程中需要使用掩膜,尤其是在制作电极时,需要先通过掩膜开槽沉积制作电极,再去除掩膜。现有的掩膜通常采用光刻胶,将光刻胶旋涂在硅片上,光刻胶进行图案化刻蚀处理,在光刻胶上形成与电极图案相同的格栅槽,在开槽处沉积电极材料,形成电极。但使用光刻胶在制作掩膜时,需要专用的设备进行旋涂、刻蚀、清洗,容易产生污染,且工艺繁琐,生产成本较高。
鉴于此,为解决上述问题,如图1-图5所示,本发明实施例提供一种太阳能电池的制备方法,能够应用于各种太阳能电池的制备,例如晶硅太阳能电池、钙钛矿电池、叠层电池、具有掺杂层、TCO薄膜的电池等,该方法包括以下步骤:
步骤S100,提供一基底1,基底1的表面具有导电功能层2。其中,基底1可以为硅基底,具体可以为n型晶体硅片或p型晶体硅片;导电功能层2可以为透明导电层(TCO层)、掺杂层或隧穿层,掺杂层可以为n型掺杂层或p型掺杂层,只要能够进行电荷导电传输作用即可。
步骤S200,如图1所示,在导电功能层2的表面固定覆盖高分子掩膜6,高分子掩膜6具有开槽区域61和覆盖区域62,覆盖区域62用于遮挡导电功能层2的表面,开槽区域61用于裸露导电功能层2的表面。其中,高分子掩膜6的覆盖区域62的形状与后续要制作的电极的形状一致。高分子掩膜6包括高分子材料层,是可单独保存的结构,具有柔性和韧性,能够固定覆盖于导电功能层2的表面并可从导电功能层2的表面剥离。
步骤S300,如图2所示,在高分子掩膜6和导电功能层2上沉积介电材料,以在导电功能层2的对应开槽区域61的表面形成介电层3。介电材料沉积时会覆盖整个高分子掩膜6的覆盖区域62的表面以及导电功能层2裸露于开槽区域61内的表面上,其中,在导电功能层2的表面上沉积的介电材料成为介电层3。介电材料可以为氟化镁、氧化钛、氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、非晶硅、微晶硅等中的一种或多种组合,介电层3性能稳定,不导电,介电层3能够起到避免等离子共振吸收的作用。
步骤S400,如图3所示,剥离高分子掩膜6,以在介电层上形成凹槽结构,使得凹槽结构的底部裸露导电功能层的表面。由于高分子掩膜6的覆盖区域62的表面上沉积有介电材料,因此,在剥离高分子掩膜6时,覆盖区域62表面的介电材料也一起被剥离,只留下位于开槽区域61内的介电材料,也就是说,剥离高分子掩膜6后,导电功能层2上只保留介电层3,原本覆盖区域62的位置裸露出导电功能层2的表面,此时,介电层3自然围成用于沉积电极411的具有更大高宽比的凹槽结构,即狭缝图案。
步骤S500,如图4所示,在介电层3的表面和导电功能层2裸露的表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层41,第一金属导电材料自然进入凹槽结构中的部分形成与第一金属导电层41为一体的电极411,电极411与导电功能层2接触。
采用上述技术方案的情况下,使用高分子掩膜6的覆盖区域62对应电极411,开槽区域61对应介电层3,本申请通过高分子掩膜6的反向利用,即在高分子掩膜6上沉积时,并不直接形成电极411,而是先使用高分子掩膜6沉积制作出介电层3,剥离高分子掩膜6后,通过介电层3自然围成用于沉积电极411的具有更大高宽比的狭缝图案,之后,在介电层3的表面和导电功能层2的对应覆盖区域的裸露表面沉积第一金属导电材料,以在凹槽结构中形成电极411,并在介电层3的表面形成第一金属导电层41,电极411与导电功能层2接触,能够得到较大高深比的电极411,且电极411能够做得更细,后续也不需要去除介电层3,且将电极411整层第一金属导电层41作为太阳能电池背面的主栅电极,使得背面电极图形设置的自由度更高。相较于现有的使用光刻胶作为掩膜,本申请使用高分子薄膜6作为掩膜,不需要采用专门的涂布或旋涂设备,只需要将具有柔性的高分子掩膜6固定在基底1上即可,也不需要像光刻胶一样进行清洗获得图案以及清洗去除光刻胶等操作,简化了工艺,使用设备简单,减少了污染,降低了生产成本。
在一些实施例中,高分子掩膜6的覆盖区域62占基底1的表面面积的5%~10%。具体地,高分子掩膜6的覆盖区域62占基底1的表面面积的5%、6%、7%、8%、9%、10%等。高分子掩膜6的覆盖区域62的面积较小,只要对应后续的电极411的面积即可,从而减少了高分子掩膜6的材料使用,进一步降低了成本。
在一些实施例中,高分子掩膜6的覆盖区域62的宽度为25μm~100μm,相邻覆盖区域62之间的间距为500μm~1500μm。高分子掩膜6的覆盖区域62的宽度对应后续制作的电极411的宽度,覆盖区域62的宽度具体可以为25μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等。在高分子掩膜6制作时,覆盖区域62的极限宽度是25μm,这是因为开槽区域61与覆盖区域62之间的分割通常是通过激光切割得到,由于激光热影响区的存在,因此,在使用激光的情况下,得到不受激光热影响区影响的覆盖区域62的极限宽度为25μm。采用高分子掩膜6可以制作出更细的电极411,增大硅片的吸光面积。相邻覆盖区域62之间的间距对应电极411之间的间距,相邻覆盖区域62之间的间距具体可以为500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1200μm、1300μm、1500μm等。满足金属电极的使用要求。
在一些实施例中,高分子掩膜6通过粘贴或压紧方式固定覆盖于导电功能层2的表面。由于高分子掩膜6自身为一个整体的柔性高分子材料,因此,可以通过粘贴方式固定于导电功能层2上,具体地,高分子掩膜6可以自身为具有粘性的材料,也可以通过外部粘性物质进行粘贴固定,如涂抹胶水。或者,高分子掩膜6通过压紧方式固定并覆盖于导电功能层2上,具体可以通过外部固定部件,如卡扣结构,将高分子掩膜6展平拉紧后,通过卡扣结构将高分子掩膜6固定于导电功能层2上。相较于现有光刻胶通常的旋涂或涂布方式,高分子掩膜6的使用更加方便,简化了工艺,降低了成本。
对于高分子掩膜6自身具有粘性的情况,在本实施例中,高分子掩膜6包括叠层设置的第一层和第二层,第一层包括高分子膜层,第二层包括粘性膜层。高分子掩膜6通过粘性膜层粘接固定于导电功能层2的表面,高分子膜层提供较好的柔性和韧性,能够较服帖地贴合在导电功能层2的表面,保证贴合精度,且不容易发生断裂,粘贴的高分子掩膜6方便后续撕掉。高分子掩膜6通过自身的粘性膜层实现粘贴固定,将粘性膜层作为高分子掩膜6的一部分,粘性膜层为凝固态,如此,方便高分子掩膜粘贴前的开槽区域61的制作,开槽区域61的形状和尺寸更加准确,提高图案化的制作精度。
进一步地,在本实施例中,高分子膜层的材质为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚烯烃薄膜(PO)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)中的一种或多种组合。优选地,聚烯烃薄膜包括聚氯乙烯和/或双向拉伸聚丙烯。粘性膜层的材质为硅胶、亚克力胶、聚氨酯、橡胶、聚异丁烯中的一种或多种组合。通过采用上述材料,使得高分子膜层具有韧性和柔性,能够较服帖地贴合在导电功能层2的表面,保证贴合精度,且不容易发生断裂,粘贴的高分子掩膜6方便后续撕掉。
在一些实施例中,高分子掩膜6的整体厚度为10μm-100μm。其中,高分子膜层的厚度为1μm-100μm,粘性膜层的厚度为1μm-30μm。该厚度的高分子掩膜6能够提供足够的强度,且该厚度能够为后续介电层3的形成提供结构定型的支撑。
优选地,在本实施例中,高分子掩膜6的整体厚度为10μm-50μm,其中,高分子膜层的厚度为5μm-40μm,进一步优选的厚度为10μm-25μm;粘性膜层的厚度为2μm-15μm,进一步优选的厚度为3μm-10μm。
示例性的,高分子掩膜6的整体厚度为10μm,则高分子膜层的厚度为6μm,粘性膜层的厚度为4μm;高分子掩膜6的整体厚度为20μm,则高分子膜层的厚度为12μm,粘性膜层的厚度为8μm;高分子掩膜6的整体厚度为30μm,则高分子膜层的厚度为20μm,粘性膜层的厚度为10μm;高分子掩膜6的整体厚度为40μm,则高分子膜层的厚度为28μm,粘性膜层的厚度为12μm;高分子掩膜6的整体厚度为50μm,则高分子膜层的厚度为35μm,粘性膜层的厚度为15μm。
通过采用上述材料和厚度的高分子掩膜6,拉伸强度是80Mpa~400Mpa,能够满足作为掩膜功能的强度需求。
在本实施例中,对于高分子掩膜6通过粘性膜层粘贴固定的情况,则高分子掩膜剥离的方式可以为冷却降黏分离。即,在完成介电层3的制备后,此时高分子掩膜6所处的温度处于较高的温度,此时,粘性膜层的剥离强度较高,使得高分子掩膜6与导电功能层2之间具有较好的粘性。在需要剥离时,可以对高分子掩膜6进行降温冷却,使得高分子掩膜6的温度达到第一温度区间15-30℃时,优选为20-30℃,进一步优选为20-25℃,此为常温状态,此时粘性膜层的剥离强度为1-50gf/cm,优选为5-30gf/cm,进一步优选为6-15gf/cm;该剥离强度能够较为容易的剥离,不容易对基底1造成损害。
在本实施例中,在步骤S500之后,即在介电层3的表面和导电功能层2裸露的表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层41,第一金属导电层41填充于凹槽结构中的部分形成与导电功能层2接触的电极411电极411之后,还包括步骤:
电极411步骤S600,如图5所示,在第一金属导电层41的表面沉积第二金属导电材料,以形成整层第二金属导电层42。
采用第一金属导电层41和第二金属导电层42两层金属导电结构,可以根据不同的功能需求,第一金属导电层41和第二金属导电层42可以选择不同的材质,由于硅片薄片化,硅片吸光效率变低,另外,导电功能层2与金属导电层的叠加结构,会产生等离子共振吸收,进一步损失光吸收,大概损失2%的光吸收。因此,第一金属导电层41可以采用反光性能较好的金属材质,能够将光反射回硅片内增加吸光且介电层可以避免等离子共振吸收,因此,可以进一步增大吸光。而第二金属导电层42可以采用与焊带焊接性能较好的成本较低的金属材质,提高焊接效果,同时降低成本。
进一步地,介电层3的材质为氧化镁、氧化钛、氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一种或多种组合,为了配合第一金属导电层41的反光,介电层3优选采用具有高透过性的氟化镁,介电层3的厚度为40nm~100nm,使得第一金属导电层41的反光更好地透过介电层3进入硅片内。
具体地,在本实施例中,第一金属导电层41的材质为银,第一金属导电层41的厚度为0nm~50nm,具体可以为0nm、2nm、5nm、7nm、10nm、15nm、18nm、20nm、23nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm等,当为0nm时,说明可以仅包括第二金属导电层41。由于银表面具有较好的反光性能,选用银作为第一金属导电层41,能够更好地将光反射回硅片内增加吸光。且介电层3的材质为具有高透过性的氟化镁,进一步提高硅片的吸光效果。
在一些可能的实现方式中,第二金属导电层42的材质为铝、铜和锡中的一种或多种合金或多种叠层组合,第二金属导电层42的厚度为500nm~5000nm,具体可以为500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nm、1500nm、2000nm、2500nm、3000nm、3500nm、4000nm、4500nm、5000nm等。第二金属导电层42的材质成本较低,且能够与焊带进行良好的焊接,保证连接可靠性,降低成本。
在一些可能的实现方式中,导电功能层2为透明导电层(TCO层)、掺杂层、隧穿层中的一种或多种叠层组合。其中,TCO层具体可以为ITO、IWO、AZO、GZO等,只要能够实现基底1的导电功能即可。特别是当导电功能层2为TCO层时,TCO层与第一金属导电层41的叠层结构会产生等离子共振吸收,进一步损失光吸收,大概损失2%的光吸收,通过介电层3可以减少等离子共振吸收,如果第一金属导电层41包括银,可以提高反光效果,从而能够提高硅片吸光效率。
在本实施例中,步骤S200中,在导电功能层2的表面固定覆盖高分子掩膜6,高分子掩膜6具有开槽区域61和覆盖区域62,具体包括以下步骤:
步骤S201,预先形成具有开槽区域61和覆盖区域62的高分子掩膜6。其中开槽区域61的形成采用激光开槽,具体地,通过激光沿开槽区域61和覆盖区域62的界线进行分割,之后,去掉开槽区域61的相关杂质,得到开槽区域61和覆盖区域62。采用激光开槽可以提高高分子掩膜6的图案化精度,加工速度快。
步骤S202,再在导电功能层2的表面固定覆盖高分子掩膜6。具体可以通过粘贴、压紧的方式固定覆盖于导电功能层2上。
采用上述技术方案的情况下,可以先进行开槽处理,完成高分子掩膜6的制备,再将高分子掩膜6固定在导电功能层2上,从而可以减小开槽过程对导电功能层2的损伤。
在本实施例中,步骤S200中,在导电功能层2的表面固定覆盖高分子掩膜6,高分子掩膜6具有开槽区域61和覆盖区域62,具体包括以下步骤:
步骤S201’,先在导电功能层2的远离基底1的一面固定覆盖高分子掩膜6。具体可以通过粘贴或压紧的方式固定覆盖于导电功能层2上。
步骤S202’,再在高分子掩膜6上分割出开槽区域61和覆盖区域62。具体可以采用激光沿开槽区域61和覆盖区域62的界线进行分割,通过控制激光分割的深度,分割深度等于高分子掩膜6的厚度,避免对导电功能层2的损伤。
步骤S203,剥离高分子掩膜6的对应开槽区域61的材料,形成开槽区域61和覆盖区域62。
采用上述技术方案的情况下,可以在高分子材料层固定在导电功能层2上之后,再进行开槽,得到开槽区域61。由于先固定好了高分子掩膜6,在开槽过程中,开槽位置不会再发生变化,因此开槽精度更高,开槽区域61与后续要沉积的电极411更加吻合。
在一些实施例中,介电层3的沉积、第一金属导电层41和第二金属导电层42的沉积均可以采用物理气相沉积方法(PVD),其中,PVD包括真空蒸镀、溅射、离子镀等,采用PVD沉积介电层3、第一金属导电层41和第二金属导电层42时,可以采用单一的PVD工艺或者几种PVD工艺结合的方法。
基于以上任一实施例所描述的太阳能电池的制备方法,本发明实施例还提供了一种太阳能电池,采用如以上任一项所描述的制备方法制备得到。
与现有技术相比,本发明提供的太阳能电池的有益效果与上述技术方案的太阳能电池的制备方法的有益效果相同,通过高分子掩膜6的反向利用,即在高分子掩膜6上沉积时,并不直接形成电极,而是先使用高分子掩膜6沉积制作出介电层3,剥离高分子掩膜6后,通过介电层3自然围成用于沉积电极411的具有更大高宽比的凹槽结构,即狭缝图案,之后,在介电层3的表面和导电功能层2的裸露表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层41,第一金属导电层41填充于凹槽结构中的部分形成电极411,电极411与导电功能层2接触,能够得到较大高深比的电极411,且电极411能够做得更细,后续也不需要去除介电层3,且将电极411整层第一金属导电层41作为太阳能电池背面的主栅电极,使得背面电极图形设置的自由度更高。相较于现有的使用光刻胶作为掩膜,本申请使用高分子薄膜6作为掩膜,不需要采用专门的涂布或旋涂设备,只需要将具有柔性的高分子掩膜6固定在基底1上即可,也不需要进行清洗等操作,简化了工艺,使用设备简单,减少了污染,降低了生产成本。
在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,该方法包括:
提供一基底,所述基底的表面具有导电功能层;
在所述导电功能层的表面固定覆盖高分子掩膜,所述高分子掩膜具有开槽区域和覆盖区域,所述覆盖区域用于遮挡所述导电功能层的表面,所述开槽区域用于裸露所述导电功能层的表面;
在所述高分子掩膜和所述导电功能层上沉积介电材料,以在所述导电功能层的对应所述开槽区域的表面形成介电层;
剥离所述高分子掩膜,以在所述介电层上形成凹槽结构,使得所述凹槽结构的底部裸露所述导电功能层的表面;
在所述介电层的表面和所述导电功能层裸露的表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层,所述第一金属导电层填充于所述凹槽结构中的部分形成与所述导电功能层接触的电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述覆盖区域占所述基底的表面面积的5%~10%。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述覆盖区域的宽度为60μm~100μm,相邻所述覆盖区域之间的间距为500μm~1500μm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述高分子掩膜通过粘贴或压紧方式固定覆盖于所述导电功能层的表面。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述高分子掩膜包括叠层设置的第一层和第二层,所述第一层包括高分子膜层,所述第二层包括粘性膜层。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述高分子膜层的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃薄膜、聚酰亚胺、聚氯乙烯中的一种或多种组合;
所述粘性膜层的材质为硅胶、亚克力胶、聚氨酯、橡胶、聚异丁烯中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,在所述介电层的表面和所述导电功能层裸露的表面沉积第一金属导电材料,以形成整层第一金属导电层,第一金属导电层填充于凹槽结构中的部分形成与导电功能层接触的电极之后,还包括步骤:
在所述第一金属导电层的表面沉积第二金属导电材料,以形成整层第二金属导电层。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述第一金属导电层的材质为银,所述第一金属导电层的厚度为0nm~50nm。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述第二金属导电层的材质为铝、铜和锡中的一种或多种合金或多种叠层组合,所述第二金属导电层的厚度为500nm~5000nm。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述介电层的材质为氟化镁、氧化钛、氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一种或多种组合,所述介电层的厚度为40nm~100nm。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述导电功能层为透明导电层、掺杂层、隧穿层中的一种或多种叠层组合。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述在所述导电功能层的表面固定覆盖高分子掩膜,所述高分子掩膜具有开槽区域和覆盖区域,具体包括步骤:
预先形成具有所述开槽区域和所述覆盖区域的所述高分子掩膜;
再在所述导电功能层的表面固定覆盖具有所述开槽区域和所述覆盖区域的所述高分子掩膜。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述在所述导电功能层的表面固定覆盖高分子掩膜,所述高分子掩膜具有开槽区域和覆盖区域,具体包括步骤:
先在所述导电功能层远离所述基底的一面固定覆盖高分子掩膜;
再在所述高分子掩膜上分割出所述开槽区域和所述覆盖区域;
剥离所述高分子掩膜的对应所述开槽区域的材料,形成具有所述开槽区域和所述覆盖区域的所述高分子掩膜。
14.一种太阳能电池,其特征在于,采用如权利要求1-13任一项所述的制备方法制备得到。
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