CN117878168A - 一种具有桥接层的太阳能电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有桥接层的太阳能电池及其制造方法，其中具有桥接层的太阳能电池包括已完成掺杂层的电池片；以及在所述电池片的至少一面上设置透明导电层和底种子层，还包括桥接层，所述桥接层设置在所述透明导电层和所述底种子层之间。通过在透明导电层和底种子层之间设置有桥接层，让各接触层间的功函数得以更优适的匹配，降低了透明导电层与金属电极的接触电阻，同时，不影响最外层TCO层的透光性，最终实现更高的的电池片光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，具体涉及一种具有桥接层的太阳能电池及其制造方法。
背景技术
在太阳能电池制备过程中，取代银浆是各高效电池片的未来之路。除了直接降低成本的好处，另外一个就是电镀金属栅线的接触电阻可以更低；搭配图形化工艺得到更细线宽的栅线，从而提高整体载流子收集的效率。提高电池片的光电换效率。
但一味的追求金属栅线高宽比等，却未深入研究在过往以银浆作为金属电极而其与透明导电层TCO之间的配合经验极电池片结构设计上，是否仍适用于电镀金属栅线与透明导电层TCO的适配性。这个答案是否定的。原因之一是，载流子在各膜层之间(譬如n掺杂层与TCO层之间、p掺杂层与TCO层之间、受光面的TCO层与电镀金属栅线层之间等等)的传输与膜层间的能带隙、功函数适配等，是与现在的银浆导电电极体系是不一样的电池片结构设计。虽引入了电镀工艺制备金属电极，但由于接触接界层(TCO与电镀金属之间的接触电阻)的导电率差异过大，即功函数差异过大之存在，使得各接触层(非晶硅掺杂层-透明导电膜层-各TCO层-电镀金属层)之间匹配失调，最终达不到最优化的接触电阻匹配，致使TCO与金属栅线之间的接触电阻无法降低。
另外，更有提出直接在TCO膜层上施以电镀工艺，也是不可行。因为，TCO层的电阻值过高，最终结果是镀不上金属导线层。或是即便镀上去了，反而产生金属瘤体(电镀不均匀)或是造成藕断丝连(电镀不均匀引起应力过大)。根本无附着力可言。反而是更会造成电池片的接触电阻过高，最终影响电池片的光电转换效率，还造成信赖性的隐忧。所以，一个高效电池片的结构设计已经不适合也不应该对单一界层做结构上的改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有桥接层的太阳能电池及其制造方法以克服上述缺点。
本发明采用的技术方案是：一种具有桥接层的太阳能电池，包括：已完成掺杂层的电池片；以及在所述电池片的至少一面上设置透明导电层和底种子层，其特征在于，还包括桥接层，所述桥接层设置在所述透明导电层和所述底种子层之间。
通过桥接层的设置，桥接层的导电率位于透明导电层和底种子层导电率之间，进而减少相邻接触层之间的功函数差异，降低透明导电层和底种子层之间的接触电阻。
进一步的，所述透明导电层厚度为5nm～100nm。示例性地，透明导电层厚度为5nm、20nm、40nm、60nm、80nm、100nm。
进一步的，所述透明导电层材料为氧化铟锡薄膜，氧化铟锡为氧化铟和氧化锡的混合物，按重量计，In2O3:SnO2＝97:3～99:1。示例性的，In2O3:SnO2为97:3、98:2、99:1。
进一步的，所述透明导电层材料为氧化铟钨薄膜，氧化铟钨原料为氧化铟和金属钨，按重量计，In2O3:W＝90:10～99.7:0.3。示例性的，In2O3:W为90:10、92:8、94:6、96:4、98:2、99.7:0.3。
进一步的，所述桥接层的厚度为5nm～100nm，材料为单一金属或金属合金。示例性地，桥接层厚度为5nm、20nm、40nm、60nm、80nm、100nm。
进一步的，所述桥接层的材料选自铝、锡、钛、钨、铋、金中一种或多种。
进一步的，所述桥接层的材料和所述透明导电层的材料相同。
进一步的，所述桥接层的材料为氧化锌铝，氧化锌铝原料为氧化锌和氧化铝，按重量计，ZnO:Al2O3＝90:10～99:1。示例性地，ZnO:Al2O3为90:10、92:8、94:6、96:4、98:2、99:1。
进一步的，所述底种子层的厚度为80nm～200nm，所述底种子层的材料为单一金属或金属合金。示例性地，底种子层的厚度为80nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm。
进一步的，所述底种子层的材料选自金、银、铂、铜、钯、钛、镍、钨、铋一种或多种。
一种如上所述的一种具有桥接层的太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
S1、在已完成掺杂层的电池片至少一面上制备透明导电层；
S2、在透明导电层远离电池片的一侧制备桥接层；
S3、在桥接层远离透明导电层的一侧制备底种子层。
S4、在底种子层远离透明导电层的一侧制备掩膜层；
S5、在掩膜层上制备开口；
S6、在开口处以电解还原工艺制备金属栅线；
S7、去除掩膜层及露出的底种子层；
S8、以激光工艺去除露出的桥接层。
进一步地，S4中，制备掩膜层的工艺选自印刷工艺、喷涂工艺、压印工艺中的至少一种或多种。
制备掩膜层后，对掩膜层进行热处理工艺，热处理工艺选自烤盘式烘烤、热风烘烤炉、UV灯照烤、LED灯照烤中任一种或多种。
进一步地，S5中，通过曝光工艺将金属栅线图案转移至掩膜层。曝光工艺为激光直接成像技术LDI(Laser Direct Imaging)，直接透过程控光源照射金属栅线的位置进行的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将预制备复合层金属栅线区域的掩膜移除，留出开口待制备金属栅线。
具体地，进行曝光工艺，在电池片上覆盖光罩(或是亦称底片，可以为硬式材料，譬如玻璃。或是软性材料，譬如软性塑料材料)，光罩上有已经设计好的金属栅线图型，再以LED光源、汞灯光源、紫外光源等照射底片，作为图型转印的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将复合层金属栅线区域的掩膜层移除，
进一步地，S7中，去膜工艺浓度为5％氢氧化钠，工艺操作条件:温度为35℃、时间300秒及喷洒压力2.5Kg/cm^2，将掩膜层3去除清洗干净。再以温度为20℃、时间300秒及喷洒压力2.0Kg/cm^2及浓度为5％的刻蚀硫酸，将露出的底种子层可刻蚀移除完毕。
本发明的有益效果是：通过在透明导电层和底种子层之间设置有桥接层，让各接触层间的功函数得以更优适的匹配，降低了透明导电层与金属电极的接触电阻，同时，不影响最外层TCO层的透光性，最终实现更高的电池片光电转换效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明电池片和透明导电层的连接示意图；
图2为本发明透明导电层和桥接层的连接示意图；
图3为本发明桥接层和底种子层连接示意图；
图4为本发明制备掩膜层示意图；
图5为本发明在掩膜层上开口示意图；
图6为本发明制备金属栅线示意图；
图7为本发明去除掩膜层示意图；
图8为本发明去除露出的底种子层示意图；
图9为本发明具有桥接层的太阳能电池示意图。
1、电池片；2、透明导电层；3、桥接层；4、底种子层；5、掩膜层；6、开口；7、金属栅线。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
一种具有桥接层的太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
S1、参见附图1所示，在已完成掺杂层的电池片1至少一面上制备透明导电层2；
对一已完成掺杂层的电池片1，进行清洁工艺，然后将电池片放入PVD设备，在电池片1至少一面上制备透明导电层2；所述透明导电层2厚度为5nm～100nm。
所述透明导电层2材料为氧化铟锡薄膜，氧化铟锡为氧化铟和氧化锡的混合物，按重量计，In2O3:SnO2＝97:3～99:1。所述透明导电层2材料也可以为氧化铟钨薄膜，氧化铟钨原料为氧化铟和金属钨，按重量计，In2O3:W＝90:10～99.7:0.3。示例性的，In2O3:W为90:10、92:8、94:6、96:4、98:2、99.7:0.3。
需要说明的是，可以在电池片1的一面制备透明导电层2，也可以在电池片1的两面制备透明导电层2。电池片1两面的透明导电层2的厚度可以相同，也可以不相同；电池片1两面的透明导电层2的材料可以相同，也可以不同。
将电池片1放入PVD设备中制备透明导电层2，操作温度设定在180～200摄氏度，操作功率4500～4800W，通入Ar气体流量75～80sccm并配以压强0.6～0.8Pa。
S2、参见附图2所示，在透明导电层2远离电池片1的一侧制备桥接层3；具体为：将S1中制备好透明导电层2的电池片1放入PVD设备，在透明导电层2的表面制备桥接层3。其中，所述桥接层3的厚度为5nm～100nm，桥接层3的材料为单一金属或金属合金。譬如桥接层的材料选自铝、锡、钛、钨、铋、金中一种，或者为两种及以上的金属的金属合金。
在一些实施例中，所述桥接层3的材料也可以和所述透明导电层2的材料相同。
在一些实施例中，所述桥接层3的材料为氧化锌铝，氧化锌铝原料为氧化锌和氧化铝，按重量计，ZnO:Al2O3＝90:10～99:1。
需要说明的是，可以在电池片的一面制备桥接层3，也可以在电池片的两面制备桥接层3。电池片两面的桥接层3的厚度可以相同，也可以不相同；电池片两面的桥接层3的材料相同，也可以不同。
将电池片1放入PVD设备中制备桥接层3，操作温度设定在180～200摄氏度，操作工率4800～5000W，通入Ar气体流量60～75sccm并配以压强0.5～0.6Pa。
S3、参见附图3所示，在桥接层3远离透明导电层2的一侧制备底种子层4。
所述底种子层4的厚度为80nm～200nm，所述底种子层4的材料为单一金属或金属合金。所述底种子层4的材料选自金、银、铂、铜、钯、钛、镍、钨、铋一种或多种。
将电池片1放入PVD设备中制备底种子层4，操作温度设定在180～200摄氏度，操作功率4800～5000W，通入Ar气体流量90～110sccm并配以压强0.5～0.6Pa。
S4、参见附图4所示，在底种子层4远离透明导电层2的一侧制备掩膜层5；
制备掩膜层5的工艺选自印刷工艺、喷涂工艺、压印工艺中的至少一种或多种。
制备掩膜层5后，对掩膜层5进行热处理工艺，热处理工艺选自烤盘式烘烤、热风烘烤炉、UV灯照烤、LED灯照烤中任一种或多种。
S5、参见附图5所示，在掩膜层5上制备开口6；
通过曝光工艺将金属栅线7图案转移至掩膜层6。曝光工艺为激光直接成像技术LDI(Laser Direct Imaging)，直接透过程控光源照射金属栅线的位置进行的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将预制备金属栅线7区域的掩膜层5移除，留出开口6待制备金属栅线7。
具体地，进行曝光工艺，在电池片上覆盖光罩(或是亦称底片，可以为硬式材料，譬如玻璃。或是软性材料，譬如软性塑料材料)，光罩上有已经设计好的金属栅线7图型，再以LED光源、汞灯光源、紫外光源等照射底片，作为图型转印的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将金属栅线7区域的掩膜层5移除，
S6、参见附图6所示，在开口6处以电解还原工艺制备金属栅线7；
S7、参见附图7和附图8所示，去除掩膜层5及露出的底种子层4；
去掩膜层5工艺浓度为5％氢氧化钠，工艺操作条件:温度为35℃、时间300秒及喷洒压力2.5Kg/cm^2，将掩膜层3去除清洗干净。再以温度为20℃、时间300秒及喷洒压力2.0Kg/cm^2及浓度为5％的刻蚀硫酸，将露出的底种子层可刻蚀移除完毕。
S8、参见附图9所示，以激光工艺去除露出的桥接层3。
实施例
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
S1、在已完成掺杂层的电池片至少一面上制备透明导电层
对一已完成掺杂层(pn层)的电池片，进行清洁工艺。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面制备透明导电层。透明导电层的材料为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为99:1。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4500W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.6Pa。透明导电层的厚度为50nm。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面制备透明导电层。透明导电层的材料为为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为99:1。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4500W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.6Pa。透明导电层的厚度为50nm。
S2、在透明导电层远离电池片的一侧制备桥接层
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面的透明导电层表面制备桥接层，桥接层的厚度为10nm。桥接层的材料为金属银。操作温度设定在180摄氏度，操作工率4800W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.5Pa。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面的透明导电层表面备制桥接层。桥接层的厚度为10nm。桥接层的材料为金属银，其操作温度设定在200摄氏度，操作工率5000W，通入Ar气体流量100sccm并配以压强0.5Pa。
S3、在桥接层远离透明导电层的一侧制备底种子层。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面的桥接层表面制备底种子层。底种子层的厚度为20nm，材料为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为99:1。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4500W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.6Pa。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面的桥接层表面制备底种子层。底种子层的厚度为20nm，材料为为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为99:1。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4500W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.6Pa。即得一种具备双面桥接层结构的光伏电池。
S4、在底种子层远离透明导电层的一侧制备掩膜层；
以印刷工艺制备掩膜层，制备掩膜层后，通过烤盘式烘烤对掩膜层进行热处理；
S5、在掩膜层上制备开口；
通过曝光工艺将金属栅线图案转移至掩膜层。曝光工艺为激光直接成像技术LDI(Laser Direct Imaging)，直接透过程控光源照射金属栅线的位置进行的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将预制备金属栅线区域的掩膜层移除，留出开口待制备金属栅线。
具体地，进行曝光工艺，在电池片上覆盖光罩(或是亦称底片，可以为硬式材料，譬如玻璃)，光罩上有已经设计好的金属栅线图型，再以LED光源、汞灯光源、紫外光源等照射底片，作为图型转印的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将金属栅线区域的掩膜层移除，
S6、在开口处以电解还原工艺制备金属栅线；
S7、去除掩膜层及露出的底种子层；
去掩膜层工艺浓度为5％氢氧化钠，工艺操作条件:温度为35℃、时间300秒及喷洒压力2.5Kg/cm^2，将掩膜层3去除清洗干净。再以温度为20℃、时间300秒及喷洒压力2.0Kg/cm^2及浓度为5％的刻蚀硫酸，将露出的底种子层可刻蚀移除完毕。
S8、以激光工艺去除露出的桥接层。
实施例2
S1、在已完成掺杂层的电池片至少一面上制备透明导电层
对一已完成掺杂层(pn层)的电池片，进行清洁工艺。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面制备透明导电层。透明导电层的材料为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为97:3。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4500W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.6Pa。透明导电层的厚度为70nm。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面制备透明导电层。透明导电层的材料为氧化锌铝，氧化锌和氧化铝的重量比为90:10。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4800W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.8Pa。沉积厚度范围15nm。
S2、在透明导电层远离电池片的一侧制备桥接层
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面的透明导电层表面制备桥接层，桥接层的厚度为75nm。桥接层的材料为氧化锌铝，氧化性和氧化铝的重量比为90:10。操作温度设定在180摄氏度，操作工率4800W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.5Pa。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面的透明导电层表面备制桥接层。桥接层的厚度为30nm。桥接层的材料为氧化锌铝AZO，氧化锌和氧化铝的重量比为90:10。其操作温度设定在180摄氏度，操作工率4800W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.5Pa。
S3、在桥接层远离透明导电层的一侧制备底种子层。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面的桥接层表面制备底种子层。底种子层的厚度为100nm，材料为金属银。其操作温度设定在200摄氏度，操作工率5000W，通入Ar气体流量100sccm并配以压强0.5Pa。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面的桥接层表面制备底种子层。底种子层的厚度为100nm，材料为金属银。其操作温度设定在200摄氏度，操作工率5000W，通入Ar气体流量100sccm并配以压强0.5Pa。沉积厚度范围100nm。即得一种具备双面桥接层结构的光伏电池。
S4、在底种子层远离透明导电层的一侧制备掩膜层；
以印刷工艺制备掩膜层，制备掩膜层后，通过烤盘式烘烤对掩膜层进行热处理；
S5、在掩膜层上制备开口；
通过曝光工艺将金属栅线图案转移至掩膜层。曝光工艺为激光直接成像技术LDI(Laser Direct Imaging)，直接透过程控光源照射金属栅线的位置进行的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将预制备金属栅线区域的掩膜层移除，留出开口待制备金属栅线。
具体地，进行曝光工艺，在电池片上覆盖光罩(或是亦称底片，可以为硬式材料，譬如玻璃)，光罩上有已经设计好的金属栅线图型，再以LED光源、汞灯光源、紫外光源等照射底片，作为图型转印的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将金属栅线区域的掩膜层移除，
S6、在开口处以电解还原工艺制备金属栅线；
S7、去除掩膜层及露出的底种子层；
去掩膜层工艺浓度为5％氢氧化钠，工艺操作条件:温度为35℃、时间300秒及喷洒压力2.5Kg/cm^2，将掩膜层3去除清洗干净。再以温度为20℃、时间300秒及喷洒压力2.0Kg/cm^2及浓度为5％的刻蚀硫酸，将露出的底种子层可刻蚀移除完毕。
S8、以激光工艺去除露出的桥接层。
实施例3
S1、在已完成掺杂层的电池片至少一面上制备透明导电层
对一已完成掺杂层(pn层)的电池片，进行清洁工艺。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面制备透明导电层。透明导电层的材料为IWO(氧化铟钨薄膜)，氧化铟和金属钨的重量比为99:1。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4800W，通入Ar气体流量80sccm并配以压强0.8Pa。透明导电层的厚度为75nm。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面制备透明导电层。指透明导电层的材料为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为97:3。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4800W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.5Pa。沉积厚度范围70nm。
S2、在透明导电层远离电池片的一侧制备桥接层
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面的透明导电层表面制备桥接层，桥接层的厚度为12nm。桥接层的材料为金属镍。操作温度设定在200摄氏度，操作工率5000W，通入Ar气体流量60sccm并配以压强0.5Pa。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面的透明导电层表面备制桥接层。桥接层的厚度为12nm。桥接层的材料为金属镍，其操作温度设定在200摄氏度，操作工率5000W，通入Ar气体流量60sccm并配以压强0.5Pa。沉积厚度范围12nm。
S3、在桥接层远离透明导电层的一侧制备底种子层。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面的桥接层表面制备底种子层。底种子层的厚度为130nm，材料为金属铜。其操作温度设定在200摄氏度，操作工率5000W，通入Ar气体流量100sccm并配以压强0.5Pa。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面的桥接层表面制备底种子层。底种子层的厚度为130nm，材料为金属铜。其操作温度设定在200摄氏度，操作工率5000W，通入Ar气体流量100sccm并配以压强0.5Pa。沉积厚度范围100nm。即得一种具备双面桥接层结构的光伏电池。
S4、在底种子层远离透明导电层的一侧制备掩膜层；
以压印工艺制备掩膜层，制备掩膜层后，通过UV灯照烤对掩膜层进行热处理；
S5、在掩膜层上制备开口；
通过曝光工艺将金属栅线图案转移至掩膜层。曝光工艺为激光直接成像技术LDI(Laser Direct Imaging)，直接透过程控光源照射金属栅线的位置进行的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将预制备金属栅线区域的掩膜层移除，留出开口待制备金属栅线。
具体地，进行曝光工艺，在电池片上覆盖光罩(或是亦称底片，可以为软性材料，譬如软性塑料材料)，光罩上有已经设计好的金属栅线图型，再以LED光源、汞灯光源、紫外光源等照射底片，作为图型转印的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将金属栅线区域的掩膜层移除，
S6、在开口处以电解还原工艺制备金属栅线；
S7、去除掩膜层及露出的底种子层；
去掩膜层工艺浓度为5％氢氧化钠，工艺操作条件:温度为35℃、时间300秒及喷洒压力2.5Kg/cm^2，将掩膜层3去除清洗干净。再以温度为20℃、时间300秒及喷洒压力2.0Kg/cm^2及浓度为5％的刻蚀硫酸，将露出的底种子层可刻蚀移除完毕。
S8、以激光工艺去除露出的桥接层。
对比例1
对比例1和实施例1基本相同，不同之处在于：对比例1并未设置桥接层。
具体操作方法为：
S1、在已完成掺杂层的电池片两面制备透明导电层；
对一已完成掺杂层(pn层)的电池片，进行清洁工艺。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片正面制备991配比的透明导电层ITO。991配比是指透明导电层的材料为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为99:1。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4500W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.6Pa。透明导电层的厚度为80nm。
将上述处理完毕的电池片放入PVD设备，在电池片背面制备991配比的透明导电层ITO，991配比是指透明导电层的材料为ITO(氧化铟锡薄膜)，氧化铟和氧化锡的重量比为99:1。制备透明导电层操作温度设定在180摄氏度，操作工率4500W，通入Ar气体流量75sccm并配以压强0.6Pa。透明导电层的厚度为80nm。
S2、在透明导电层的一侧制备制备掩膜层；
以印刷工艺制备掩膜层，制备掩膜层后，通过烤盘式烘烤对掩膜层进行热处理。
S3、在掩膜层上制备开口；
通过曝光工艺将金属栅线图案转移至掩膜层。曝光工艺为激光直接成像技术LDI(Laser Direct Imaging)，直接透过程控光源照射金属栅线的位置进行的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将预制备金属栅线区域的掩膜层移除，留出开口待制备金属栅线。
具体地，进行曝光工艺，在电池片上覆盖光罩(或是亦称底片，可以为硬式材料，譬如玻璃)，光罩上有已经设计好的金属栅线图型，再以LED光源、汞灯光源、紫外光源等照射底片，作为图型转印的一种曝光工艺。随后，再以显影工艺将金属栅线区域的掩膜层移除，
S4、在开口处以电解还原工艺制备金属栅线；
S5、去除掩膜层及露出的底种子层；
去掩膜层工艺浓度为5％氢氧化钠，工艺操作条件:温度为35℃、时间300秒及喷洒压力2.5Kg/cm^2，将掩膜层3去除清洗干净。
实验实施例
对实施例1和对比例1中制备的透明导电层的方阻值或透明导电层和底种子层之间的电阻值进行测试，为使测量更加准确，取透明导电层的不同位置进行测试，然后取其平均值。测试结果见表1。
表1
从表1数据可知，在对比例1中，当透明导电层为80nm ITO(991)时，透明导电层的方阻为93.75Ω/sq；在实施例1中，当在透明导电层内设置一层10nm的桥接层后，虽然透明导电层的总厚度仍然为80nm(50+10+20＝80nm)，但其方阻降低至7.35Ω/sq。因此本申请通过在透明导电层和底种子层之间设置有桥接层，让各接触层间的功函数得以更优适的匹配，降低了透明导电层与金属电极的接触电阻
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有桥接层的太阳能电池，包括已完成掺杂层的电池片，以及在所述电池片的至少一面上设置透明导电层和底种子层，其特征在于，还包括桥接层，所述桥接层设置在所述透明导电层和所述底种子层之间。
2.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层厚度为5nm～100nm。
3.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层材料为氧化铟锡，氧化铟锡原料为氧化铟和氧化锡，按重量计，In2O3:SnO2＝97:3～99:1。
4.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层材料为氧化铟钨薄膜，氧化铟钨原料为氧化铟和金属钨，按重量计，In2O3:W＝90:10～99.7:0.3。
5.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述桥接层的厚度为5nm～100nm，材料为单一金属或金属合金。
6.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述桥接层的材料选自铝、锡、钛、钨、铋、金中一种或多种。
7.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述桥接层的材料和所述透明导电层的材料相同。
8.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述桥接层的材料为氧化锌铝，氧化锌铝原料为氧化锌和氧化铝，按重量计，ZnO:Al2O3＝90:10～99:1。
9.根据权利要求1所述一种具有桥接层的太阳能电池，其特征在于，所述种子层的厚度为80nm～200nm，所述底种子层的材料为单一金属或金属合金。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的一种具有桥接层的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在已完成掺杂层的电池片至少一面上制备透明导电层；
S2、在透明导电层远离电池片的一侧制备桥接层；
S3、在桥接层远离透明导电层的一侧制备底种子层；
S4、在底种子层远离透明导电层的一侧制备掩膜层；
S5、在掩膜层上制备开口；
S6、在开口处以电解还原工艺制备金属栅线；
S7、去除掩膜层及露出的底种子层；
S8、以激光工艺去除露出的桥接层。
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| CN202311818798.6A CN117878168A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种具有桥接层的太阳能电池及其制造方法 |
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Publications (1)
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