CN117276413A - 一种硅异质结太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅异质结太阳能电池的制备方法,包括以下步骤，将硅片至于KOH溶液中反应，得到双面制绒结构的制绒硅片，制绒硅片第二面抛光；在硅片双面都沉积一层非晶硅；在硅片双面都沉积一层TCO导电薄膜；在硅片双面制备一层金属种子层；在硅片第一面使用感光材料形成第一电镀掩膜，硅片第二面使用热固材料形成第二电镀掩膜或者使用喷墨打印的方式，使用热熔蜡材料形成第二电镀掩膜；在硅片沟槽图形层处电镀铜栅线；绒面和抛光的形式，降低油墨的流动性，抛光可以使透射到第二面的长波段的光再反射到硅片，有利于光的吸收；使用光固油墨和热固油墨去替代常规的干膜，降低制作成本，减少加工步骤，提升电池片效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，尤其是涉及一种硅异质结太阳能电池的制备方法。
背景技术
在诸多类型的太阳电池中，硅异质结太阳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。本征非晶硅薄膜对晶硅表面的钝化效果与薄膜沉积工艺密切相关，通过薄膜沉积工艺的优化以减少载流子在非晶硅/晶硅界面处的复合，提升界面钝化能力，从而提高电池开路电压；
现有技术中的太阳能电池制备过程中可以分为两类，其一是硅片正第二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，这种技术方案相对成熟，缺点是材料比如干膜成本贵，量产成本高，其二是直接在正、第二面有绒面的硅片上使用有镂空区域和栅线区域的网版印刷出带图形的掩膜，后续用铜电镀方式进行制备电镀铜栅线的方法，这种方法缺点是油墨在有绒面的表现流动性很大，会出现无法印刷出沟槽的情况，预留的栅线沟槽因油墨流动性大而被油墨覆盖；预留的细栅沟槽宽度足够大，得到大角度的倒梯形沟槽，电镀得到的栅线宽度大，高度低或者也呈大角度倒梯形，这样的细栅线会降低电池片的转换效率以及降低细栅线的附着力；
本发明提供一种第二面采用抛光、丝网印刷直接印刷出图形，第一面保留绒面结构，使用曝光显影的制备方法，使得第一面使用曝光显影的方式，可以做窄线宽，不影响电池片第一面对光的吸收第二面抛光，降低油墨的流动性，得到符合要求的沟槽，然后电镀得到符合要求的铜栅线，其中，直接印刷图形，不做曝光显影，将减少一个生产步骤，还可以使用廉价的热固油墨降低成本，第二面抛光可以使透射到第二面的长波段的光再反射到硅片，有利于光的吸收，且有利于第二面非晶硅薄膜的优化，提升FF，提高电池片效率。
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，本发明提出了一种硅异质结太阳能电池的制备方法。
根据本发明第一方面实施例的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，包括以下步骤，步骤S10：将硅片至于KOH溶液中反映，得到双面制绒结构的制绒硅片；制绒硅片第一面单做一层保护膜，再放入KOH溶液中反应1min-20min，制绒硅片第二面抛光；
步骤S20：硅片第一面沉积第一层非晶硅，硅片第二面沉积第二层非晶硅；
步骤S30：硅片第一面沉积第一层TCO导电薄膜，硅片第二面沉积第二层TCO导电薄膜；
步骤S40：硅片第一面和第二面均采用真空溅射法，分别制备第一金属种子层和第二金属种子层；
步骤S50：通过丝网印刷工艺分别在硅片第一面使用感光材料形成第一电镀掩膜，硅片第二面使用热固材料形成第二电镀掩膜，将硅片烘干，硅片第二面形成主栅和副栅的第二沟槽图形层，对硅片第一面进行曝光处理，再将得到的硅片第一面形成主栅和副栅相互垂直的第一沟槽图形层；
步骤S60：在硅片边缘涂上一圈绝缘油墨；
步骤S70：采用化学电镀处理在硅片第一面的第一沟槽图形层和第二面的第二沟槽图形层处均形成铜栅线，在铜栅线上进行电镀处理形成一层抗氧化金属层；
步骤S80：通过KOH溶液，将硅片第一面感光掩膜和硅片第二面热固掩膜以及边缘的绝缘油墨去除干净；随后用酸性物质和氧化添加剂去除金属种子层，最终制得完整的异质结太阳电池。
根据本发明的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，步骤S10中将硅片至于KOH溶液中反映，得到双面制绒结构的制绒硅片，是因为绒面可以减少光的反射率，增加光的吸收，提高短路电流，最终提高电池的光电转换效率，硅片第二面抛光处理，其一是抛光可以使透射到第二面的长波段的光再反射到硅片，有利于光的吸收；其二是降低油墨的流动性，得到符合要求的沟槽；其三是利于第二面非晶硅薄膜的优化，提升FF，提高电池片效率；第一面单做一层保护膜是为了保护第一面绒面结构不被破坏；
步骤S20中在硅片第一面和第二面均沉积一层非晶硅是为了减少硅片表面损伤、抑制硅片表面外延，为界面悬挂键提供H钝化，是获得高钝化效果的关键，降低缺陷密度，是电池获得高FF的关键；
步骤S30中，在硅片第一面和第二面分别沉积一层TCO导电薄膜一方面是降低硅片表面反射率，另一方面是为了收集载流子，减少载流子在非晶硅中的移动损失；
步骤S40中在硅片正反面分别制备一层金属种子层，作为后续电镀的种子层，其主要作用是增强导电性和提高后续的栅线拉脱力；
步骤S50中硅片第一面使用感光材料和第二面使用热固材料作为电镀掩膜的材料，是因为热固材料在烘干后，硅片第二面的电镀掩膜固化，在后续的曝光和显影反应中不受影响，将会直接得出具有栅线的沟槽图形，而硅片第一面的电镀掩膜采用曝光显影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，最后在硅片第一面形成主栅和副栅相互垂直的待电镀的沟槽图形；硅片第一面保留绒面结构，使用曝光显影的制备方法，使得硅片第一面使用曝光显影的方式，可以做窄栅线宽度，不影响电池片第一面对光的吸收，得到符合要求的沟槽，然后电镀得到符合要求的铜栅线，其中，直接印刷图形，不做曝光显影，将减少一个生产步骤，还可以使用廉价的热固油墨降低成本；
步骤S60中在硅片的边缘涂上一圈绝缘油墨是利用油墨的流动性，使油墨覆盖住硅片的边缘侧壁，以阻挡厚度电镀导致的边缘金属丝现象；
步骤S70中通过化学电镀的方式在硅片第一面和第二面的沟槽图形层处电镀形成所需的铜栅线，其作用就是收集电流并导出电流；
步骤S80中与KOH溶液反映就是把残留的感光掩膜和热固掩膜以及绝缘油墨去除干净，并用H2SO4和氧化添加剂去除多余的金属种子层中的金属，得到完整的硅异质结太阳能电池。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S10中将硅片至于KOH溶液中反映具体为，将硅片放置于0.5％-10％浓度KOH溶液中，50-85℃下反应1min-20min，并且抛光后的硅片第二面反射率为45％-50％；采用0.5％-10％浓度KOH溶液50-85℃下反应1min-20min制得绒面结构最好，硅片第二面抛光后的反射率为45％-50％使得表面最为平整，降低油墨在硅片表面的流动性；
根据本发明的一些实施例，所述步骤S20中第一层非晶硅和第二层非晶硅的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，是以SiH4和H2为源气体，PH3和B2H6作为掺杂气体，在真空条件下领用RF电源给自由电子加速，与源气体分子进行碰撞，将源气体进行电力分解形成等离子体，等离子体之间相互作用，最后再硅片表面沉积非晶硅；等离子体增强化学气相沉积法主要是借助等离子体的高活性来实现低温沉积非晶硅薄膜，具有沉积速度快、薄膜内氢含量高、薄膜质量可控、均匀性好的特性。
根据本发明的一些实施例，所述第一层非晶硅包括掺杂磷的N型非晶硅，所述第二层非晶硅包括掺杂硼的P型非晶硅，形成PN结，使硅片具有发电功能。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S30中第一层TCO导电薄膜和第二层TCO导电薄膜厚度均为50nm-200nm，折射率为1.6-2.5，导电薄膜和折射率控制在所述范围内可以吸收更多的光，从而更多的光生载流子，提高光电转换效率。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S40中第一金属种子层和第二金属种子层均为纯铜金属或包含铜、镍、钼的合金金属；所述金属层种子的厚度为10nm-500nm；使得金属种子层很薄，最终的铜栅线电极厚，提高最终电池的发电效率。
根据本发明的一些实施例，步骤S50中所述第一电镀掩膜中感光材料为感光油墨，所述第二电镀掩膜中热固材料为热固油墨，所述热固油墨粘度3000cps-15000cps；所述第一电镀掩膜和所述第二电镀掩膜厚度为8um-20um；感光油墨和热固油墨成本相对较低，8um-20um厚度、3000cps-15000cps之间粘度的热固油墨烘干之后可以充分相粘在硅片上。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S70中的化学电镀处理具体为在硅板第一面的第一沟槽图形和第二面的第二沟槽图形位置电镀上1um-20um的铜或0.5um-10um的锡，电镀液铜离子50g/L-180g/L，电流密度2A/dm2-50A/dm2，电镀时间5min-20min，采用电镀液形式的化学电镀，能够使铜离子在栅线沟槽处充分还原，形成铜栅线电极。
根据本发明的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，采用第一面保留绒面结构、第二面抛光的形式，降低油墨的流动性，得到符合要求的沟槽，第二面抛光可以使长波段的光再反射到硅片，有利于光的吸收，且有利于第二面非晶硅薄膜的优化，提升FF；并且使用光固油墨和热固油墨去替代常规的干膜，能够大幅降低成本，优化工艺流程，减少加工步骤，提升电池片效率。
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为本发明实施例一种硅异质结太阳能电池的制备方法的流程图
图2为本发明实施例一种硅异质结太阳能电池的制备方法的基本结构图结构示意图；
图3为本发明实施例一种硅异质结太阳能电池的制备方法的丝网印刷后的结构示意图；
图4为本发明实施例一种硅异质结太阳能电池的制备方法的曝光处理后的结构示意图；
图5为本发明实施例一种硅异质结太阳能电池的制备方法的电镀处理后的结构示意图。
附图标记：1、第一本征非晶硅；2、N型非晶硅；3、第一层TCO电镀薄膜；4、第一金属种子层；10、第二本征非晶硅；20、P型非晶硅；30、第二层TCO电镀薄膜；40、第二金属种子层；5、感光油墨；6、热固油墨；7、铜栅线。
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
步骤S10：将硅片至于KOH溶液中反映，得到双面制绒结构的制绒硅片；制绒硅片第一面做一层保护膜，再放入KOH溶液中反应1min-20min，制绒硅片第二面抛光；
步骤S20：硅片第一面沉积第一层非晶硅，硅片第二面沉积第二层非晶硅；
步骤S30：硅片第一面沉积第一层TCO导电薄膜3，硅片第二面沉积第一层TCO导电薄膜30；
步骤S40：硅片第一面和第二面均采用真空溅射法，分别制备第一金属种子层4和第二金属种子层；
步骤S50：通过丝网印刷工艺分别在硅片第一面使用感光材料形成第一电镀掩膜，硅片第二面使用热固材料形成第二电镀掩膜，将硅片烘干，硅片第二面形成主栅和副栅的第二沟槽图形层，对硅片第一面进行曝光处理，再将得到的硅片第一面形成主栅和副栅相互垂直的第一沟槽图形层；
步骤S60：在硅片边缘涂上一圈绝缘油墨；
步骤S70：采用化学电镀处理在硅片第一面的第一沟槽图形层和第二面的第二沟槽图形层处均形成铜栅线7，在铜栅线7上进行电镀处理形成一层抗氧化金属层；
步骤S80：通过KOH溶液，将硅片第一面感光掩膜和硅片第二面热固掩膜以及边缘的绝缘油墨去除干净；随后用酸性物质和氧化添加剂去除金属种子层，最终制得完整的异质结太阳电池。
通过上述步骤，可以得到的有益效果是：步骤S10中将硅片至于KOH溶液中反映，得到双面制绒结构的制绒硅片，是因为绒面可以减少光的反射率，增加光的吸收，提高短路电流，最终提高电池的光电转换效率，硅片第二面抛光处理，其一是抛光可以使透射到第二面的长波段的光再反射到硅片，有利于光的吸收；其二是降低油墨的流动性，得到符合要求的沟槽；其三是利于第二面非晶硅薄膜的优化，提升FF，提高电池片效率；第一面单做一层保护膜是为了保护第一面绒面结构不被破坏；步骤S20中在硅片第一面和第二面均沉积一层非晶硅是为了减少硅片表面损伤、抑制硅片表面外延，为界面悬挂键提供H钝化，是获得高钝化效果的关键，降低缺陷密度，是电池获得高FF的关键；步骤S30中，在硅片第一面和第二面分别沉积一层TCO导电薄膜一方面是降低硅片表面反射率，另一方面是为了收集载流子，减少载流子在非晶硅中的移动损失；步骤S40中在硅片正反面分别制备一层金属种子层，作为后续电镀的种子层，其主要作用是增强导电性和提高后续的栅线拉脱力；步骤S50中硅片第一面使用感光材料和第二面使用热固材料作为电镀掩膜的材料，是因为热固材料在烘干后，硅片第二面的电镀掩膜固化，在后续的曝光和显影反应中不受影响，将会直接得出具有栅线的沟槽图形，而硅片第一面的电镀掩膜采用曝光显影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，最后在硅片第一面形成主栅和副栅相互垂直的待电镀的沟槽图形；硅片第一面保留绒面结构，使用曝光显影的制备方法，使得硅片第一面使用曝光显影的方式，可以做窄栅线宽度，不影响电池片第一面对光的吸收，得到符合要求的沟槽，然后电镀得到符合要求的铜栅线7，其中，直接印刷图形，不做曝光显影，将减少一个生产步骤，还可以使用廉价的热固油墨6降低成本；步骤S60中在硅片的边缘涂上一圈绝缘油墨是利用油墨的流动性，使油墨覆盖住硅片的边缘侧壁，以阻挡厚度电镀导致的边缘金属丝现象；步骤S70中通过化学电镀的方式在硅片第一面和第二面的沟槽图形层处电镀形成所需的铜栅线7，其作用就是收集电流并导出电流；步骤S80中与KOH溶液反映就是把残留的感光掩膜和热固掩膜以及绝缘油墨去除干净，并用H2SO4和氧化添加剂去除多余的金属种子层中的金属，得到完整的硅异质结太阳能电池。
其中具体地步骤，步骤S10中将硅片至于KOH溶液中反应具体为，将硅片放置于0.5％-10％浓度KOH溶液中，50-85℃下反应1min-20min，并且抛光后的硅片第二面反射率为45％-50％；步骤S20中第一层非晶硅和第二层非晶硅的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法；第一层非晶硅包括掺杂磷的N型非晶硅2和第一本征非晶硅1，第二层非晶硅包括掺杂硼的P型非晶硅20和第二本征非晶硅10；步骤S30中第一层TCO导电薄膜3和第一层TCO导电薄膜30厚度均为50nm-200nm，折射率为1.6-2.5；步骤S40中第一金属种子层4和第二金属种子40层均纯铜金属或包含铜、镍、钼的合金金属；金属层种子的厚度为10nm-500nm；步骤S50中第一电镀掩膜中感光材料为感光油墨5，第二电镀掩膜中热固材料为热固油墨6，热固油墨6粘度3000cps-15000cps；第一电镀掩膜和第二电镀掩膜厚度为8um-20um；述步骤S70中的化学电镀处理具体为在硅板第一面的第一沟槽图形和第二面的第二沟槽图形位置电镀上1um-20um的铜或0.5um-10um的锡，电镀液铜离子50g/L-180g/L，电流密度2A/dm2-50A/dm2，电镀时间5min-20min。
通过上述具体地步骤，实现的有益效果为，将硅片放置于0.5％-10％浓度KOH溶液中，50-85℃下反应1min-20min，并且抛光后的硅片第二面反射率为45％-50％；采用0.5％-10％浓度KOH溶液50-85℃下反应1min-20min制得绒面结构最好，硅片第二面抛光后的反射率为45％-50％使得表面最为平整，减少反射，吸收更多的光源；步骤S20中第一层非晶硅和第二层非晶硅的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，是以SiH4和H2为源气体，PH3和B2H6作为掺杂气体，在真空条件下领用RF电源给自由电子加速，与源气体分子进行碰撞，将源气体进行电力分解形成等离子体，等离子体之间相互作用，最后再硅片表面沉积非晶硅；等离子体增强化学气相沉积法主要是借助等离子体的高活性来实现低温沉积非晶硅薄膜，具有沉积速度快、薄膜内氢含量高、薄膜质量可控、均匀性好的特性；第二层非晶硅包括掺杂硼的P型非晶硅，是为了让硅片一面带正电，另一面带负电，形成PN结，使硅片具有发电功能；步骤S30中第一层TCO导电薄膜3和第一层TCO导电薄膜30厚度均为50nm-200nm，折射率为1.6-2.5，导电薄膜和折射率控制在范围内可以吸收更多的光，从而更多的光生载流子，提高光电转换效率；步骤S40中第一金属种子层4和第二金属种子层40均为纯铜金属或包含铜、镍、钼的合金金属；金属层种子的厚度为10nm-500nm；使得金属种子层很薄，最终的铜栅线7电极厚，提高最终电池的发电效率；步骤S50中第一电镀掩膜中感光材料为感光油墨5，第二电镀掩膜中热固材料为热固油墨6，热固油墨6粘度3000cps-15000cps；第一电镀掩膜和第二电镀掩膜厚度为8um-20um；感光油墨5和热固油墨6成本相对较低，8um-20um厚度、3000cps-15000cps之间粘度的热固油墨6烘干之后可以充分相粘在硅片上；步骤S70中的化学电镀处理具体为在硅板第一面的第一沟槽图形和第二面的第二沟槽图形位置电镀上1um-20um的铜或0.5um-10um的锡，电镀液铜离子50g/L-180g/L，电流密度2A/dm2-50A/dm2，电镀时间5min-15min，采用电镀液形式的化学电镀，能够使铜离子在栅线沟槽处充分还原，形成铜栅线7电极。
实施例2
参阅图1、图2、图3、图4和图5所示，一种硅异质结太阳能电池的制备方法，包括以下步骤，
步骤T10：将硅片放置于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溶液去除对硅片正第二面进行清洗，去除表面金属离子污染，此时形成了正第二面绒面结构；采用酸抛或者碱抛等化学刻蚀将硅片第二面抛光，刻蚀金字塔，只留下塔基，降低油墨在其表面的流动性，抛光面的反射率为45％-50％；
步骤T20：采用PECVD化学沉积法在第一面依次沉积一层第一本征非晶硅1和一层掺杂磷的N型非晶硅2，其中第一本征非晶硅1厚度2nm-20nm，磷掺杂N型非晶硅2厚度为2nm-20nm。在第二面也依次沉积一层第二本征非晶硅2和掺杂硼的P型非晶硅20，其中第二本征非晶硅10厚度2nm-20nm，硼掺杂P型非晶硅20厚度为2nm-20nm；
步骤T30：采用PVD或者RPD等物理法在硅片第一面和第二面分别沉积一层TCO导电薄膜或多层不同折射率TCO导电膜，总薄膜厚度为50nm-200nm，折射率为1.6-2.5；
步骤T40：硅片第一面和第二面均使用真空溅射方法沉积10nm-500nm的第一金属种子层4和第二金属种子层40，金属种子层是纯铜金属，或包含铜、镍、钼等合金金属；
步骤T50：在硅片第一面，用只有镂空区域的网版印刷一层感光油墨5，油墨烘干后膜厚8um-20um，在硅片第二面用带有镂空区域和栅线区域的网版印刷热固油墨6，油墨粘度30000cps-15000cps，丝印网板100目-520目，网板膜厚10-30um，线径10-80um，油墨丝印后烘烤温度70℃-110℃，烘烤时间2min-20min,油墨烘干后膜厚8um-20um；用405nm波长紫外光用投影式、投影扫描式曝光硅片第一面，栅线图形掩膜板有栅线，分为主栅和副栅，主栅和副栅相互垂直，主栅根数为5-24根，宽度40um-100um，副栅根数为50-300根，宽度5um-50um，或只有副栅无主栅的掩膜板，副栅根数为30-300根，宽度5um-50um；投影式曝光，掩膜板与电池距离为20um-100um，曝光能量20mj/cm2-150mj/cm2；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 Na2CO3、K2CO3，20℃-40℃，30秒-120秒，喷淋压力8psi-30psi；
步骤T60硅片侧面用旋涂或者夹具涂抹的方式均匀的涂上绝缘油墨，保护硅片侧面或者边缘不被电镀上金属；
步骤T70：在硅片第一面和第二面的栅线开槽位置上电镀上1um-20um的铜或0.5um10um的锡等不同金属，电镀液铜离子50g/L-180g/L，电流密度2A/dm2-50A/dm2，电镀时间5min-15min；
步骤T80：用2％-8％ NaOH溶液加热30℃～55℃或有机胺去除硅片第一面的油墨和第二面以及侧面的热油墨，用氧化物和稀硫酸蚀刻电镀种子层金属，在栅线化学置换镀锡保护铜栅线7，镀锡温度40℃-70℃，厚度0.1um-2um，退火温度100℃～150℃，最终完成高效异质结太阳电池的制备。
上述步骤的目的和有益效果如下：
步骤T10中将硅片至于KOH或NaOH溶液中反映，得到双面制绒结构的制绒硅片，是因为绒面可以减少光的反射率，增加光的吸收，提高短路电流，最终提高电池的光电转换效率，硅片第二面抛光处理，其一是抛光可以使长波段的光再反射到硅片，有利于光的吸收；其二是降低油墨的流动性，得到符合要求的沟槽；其三是利于第二面非晶硅薄膜的优化，提升FF，提高电池片效率；第一面单做一层保护膜是为了保护第一面绒面结构不被破坏；
步骤T20中在硅片第一面和第二面均沉积一层非晶硅是为了减少硅片表面损伤、抑制硅片表面外延，为界面悬挂键提供H钝化，是获得高钝化效果的关键，降低缺陷密度，是电池获得高FF的关键；
步骤T30中，在硅片第一面和第二面分别沉积一层TCO导电薄膜一方面是降低硅片表面反射率，另一方面是为了收集载流子，减少载流子在非晶硅中的移动损失；
步骤T40中在硅片正反面分别制备一层金属种子层，作为后续电镀的种子层，其主要作用是增强导电性和提高后续的栅线拉脱力；
步骤T50中硅片第一面使用感光材料和第二面使用热固材料作为电镀掩膜的材料，是因为热固材料在烘干后，硅片第二面的电镀掩膜固化，在后续的曝光和显影反应中不受影响，将会直接得出具有栅线的沟槽图形，而硅片第一面的电镀掩膜采用曝光显影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，最后在硅片第一面形成主栅和副栅相互垂直的待电镀的沟槽图形；硅片第一面保留绒面结构，使用曝光显影的制备方法，使得硅片第一面使用曝光显影的方式，可以做窄栅线宽度，不影响电池片第一面对光的吸收，得到符合要求的沟槽，然后电镀得到符合要求的铜栅线7，其中，直接印刷图形，不做曝光显影，将减少一个生产步骤，还可以使用廉价的热固油墨6降低成本；
步骤T60中在硅片的边缘涂上一圈绝缘油墨是利用油墨的流动性，使油墨覆盖住硅片的边缘侧壁，以阻挡厚度电镀导致的边缘金属丝现象；
步骤70中通过化学电镀的方式在硅片第一面和第二面的沟槽图形层处电镀形成所需的铜栅线7，其作用就是收集电流并导出电流；
步骤T80中与KOH溶液反映就是把残留的感光掩膜和热固掩膜以及绝缘油墨去除干净，并用稀硫酸和氧化添加剂去除多余的金属种子层中的金属，得到完整的硅异质结太阳能电池；
综上，采用第一面保留绒面结构、第二面抛光的形式，降低油墨的流动性，得到符合要求的沟槽，第二面抛光可以使透射到第二面的长波段的光再反射到硅片，有利于光的吸收，且有利于第二面非晶硅薄膜的优化，提升FF；并且使用感光油墨5和热固油墨6去替代常规的干膜，能够大幅降低成本，优化工艺流程，减少加工步骤，提升电池片效率。
实施例3
步骤S10：将硅片至于KOH溶液中反映，得到双面制绒结构的制绒硅片；制绒硅片第一面做一层保护膜，再放入KOH溶液中反应1min-20min，制绒硅片第二面抛光；
步骤S20：硅片第一面沉积第一层非晶硅，硅片第二面沉积第二层非晶硅；
步骤S30：硅片第一面沉积第一层TCO导电薄膜3，硅片第二面沉积第一层TCO导电薄膜30；
步骤S40：硅片第一面和第二面均采用真空溅射法，分别制备第一金属种子层4和第二金属种子层；
步骤S50：通过丝网印刷工艺，在硅片第一面使用感光材料形成第一电镀掩膜，对硅片第一面进行曝光显影处理，再将得到的硅片第一面形成主栅和副栅相互垂直的第一沟槽图形层，在硅片边缘涂上一圈绝缘油墨；
步骤S60：然后再通过喷墨打印，使用热熔蜡、油墨等材料在硅片第二面形成第二电镀掩膜，硅片第二面形成主栅和副栅的第二沟槽图形层；
步骤S70：采用化学电镀处理在硅片第一面的第一沟槽图形层和第二面的第二沟槽图形层处均形成铜栅线7，在铜栅线7上进行电镀处理形成一层抗氧化金属层；
步骤S80：通过KOH溶液，将硅片第一面感光掩膜和硅片第二面热熔蜡以及边缘的绝缘油墨去除干净；随后用酸性物质和氧化添加剂去除金属种子层，最终制得完整的异质结太阳电池；
相比于实施例1，本实施例不同点在于，将涂绝缘油墨放至在曝光显影之后，第二面再进行喷墨打印，使用热熔蜡材料在硅片第二面形成第二电镀掩膜，硅片第二面形成主栅和副栅的第二沟槽图形层；这种方案也能达到实施例1所述的能够大幅降低成本，优化工艺流程，减少加工步骤，提升电池片效率的效果。
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)
1.一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤S10：将硅片至于KOH溶液中反映，得到双面制绒结构的制绒硅片；制绒硅片第一面做一层保护膜，再放入KOH溶液中反应1min-20min，制绒硅片第二面抛光；
步骤S20：硅片第一面沉积第一层非晶硅，硅片第二面沉积第二层非晶硅；
步骤S30：硅片第一面沉积第一层TCO导电薄膜，硅片第二面沉积第二层TCO导电薄膜；
步骤S40：硅片第一面和第二面均采用真空溅射法，分别制备第一金属种子层和第二金属种子层；
步骤S50：通过丝网印刷工艺分别在硅片第一面使用感光材料形成第一电镀掩膜，硅片第二面使用热固材料形成第二电镀掩膜，将硅片烘干，硅片第二面形成主栅和副栅的第二沟槽图形层，对硅片第一面进行曝光显影处理，再将得到的硅片第一面形成主栅和副栅相互垂直的第一沟槽图形层；
步骤S60：在硅片边缘涂上一圈绝缘油墨；
步骤S70：采用化学电镀处理在硅片第一面的第一沟槽图形层和第二面的第二沟槽图形层处均形成铜栅线，在铜栅线上进行电镀处理形成一层抗氧化金属层；
步骤S80：通过KOH溶液，将硅片第一面感光掩膜和硅片第二面热固掩膜以及边缘的绝缘油墨去除干净；随后用酸性物质和氧化添加剂去除金属种子层，最终制得完整的异质结太阳电池。
2.根据权利要求1所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S10中将硅片至于KOH溶液中反应具体为，将硅片放置于0.5％-10％浓度KOH溶液中，50-85℃下反应1min-20min，并且抛光后的硅片第二面反射率为45％-50％。
3.根据权利要求1所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S20中第一层非晶硅和第二层非晶硅的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法。
4.根据权利要求3所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一层非晶硅包括掺杂磷的N型非晶硅和第一本征非晶硅，所述第二层非晶硅包括掺杂硼的P型非晶硅和第二本征非晶硅。
5.根据权利要求1所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S30中第一层TCO导电薄膜和第二层TCO导电薄膜厚度均为50nm-200nm，折射率为1.6-2.5。
6.根据权利要求1所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S40中第一金属种子层和第二金属种子层均为纯铜金属或包含铜、镍、钼的合金金属。
7.根据权利要求6所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述金属层种子的厚度为10nm-500nm。
8.根据权利要求1所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S50中所述第一电镀掩膜中感光材料为感光油墨，所述第二电镀掩膜中热固材料为热固油墨，所述热固油墨粘度3000cps-15000cps。
9.根据权利要求8所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一电镀掩膜和所述第二电镀掩膜厚度为8um-20um。
10.根据权利要求1所述的一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S70中的化学电镀处理具体为在硅板第一面的第一沟槽图形和第二面的第二沟槽图形位置电镀上1um-20um的铜或0.5um-10um的锡，电镀液铜离子50g/L-180g/L，电流密度2A/dm2-50A/dm2，电镀时间5min-15min。
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