[發明專利]一種制作太陽能電池正面柵線電極的方法

無效

• 申請號: 201010144115.X
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101807628A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 萬青;鄭策;方旭昶
• 申請（專利權）人: 日強光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 李友福

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池正面柵線電極的制作方法。

技術背景

太陽能電池正面柵線電極用來收集太陽能電池發出的電流，電極 的性能直接影響電池的能量轉換效率，理想的電極應具有低的串聯電 阻和小的表面覆蓋率。在當前的光伏行業中，絲網印刷和刻槽埋柵是 主要的晶體硅太陽能電池的電極制造技術。

絲網印刷技術是利用絲網圖形部分網孔透漿料，非圖文部分網孔 不透漿料的原理進行印刷，由五大要素構成，即絲網、刮刀、漿料、 工作臺以及基片。要得到電學性質優良的柵線電極，需要精確控制這 五大要素，如控制絲網的目數和絲徑、刮刀的壓力和角度、漿料的成 分和粘度、工作臺的平面度和重復定位精度等。在目前的工藝中，正 面電極的印刷材料普遍選用含銀的漿料，其主要原因是銀具有良好的 導電性、可焊性和在硅中的低擴散性能。經絲網印刷、退火所形成的 金屬層的導電性能取決于漿料的化學成份、玻璃體的含量、絲網的粗 糙度、燒結條件和絲網版的厚度等，影響因素較多。此外，采用絲網 印刷技術的電池柵線寬度較大，目前的工藝中一般在100μm以上， 造成較大的遮光面積，使填充因子降低，影響電池的轉換效率，并且 印刷過程中需要較大量的含銀漿料，一部分透過絲網圖形網孔附著在 電池表面作為柵線，而絕大部分附著在非圖文部分網孔上，造成原材 料的浪費。

刻槽埋柵電極工藝是在表面受到保護的輕摻雜基體上，用激光或 者機械的方法刻劃出電極槽，經過清洗之后對電極槽區域進行重摻 雜，最后將不同合金按照不同順序澆注到電極槽內形成電極。用這種 方法制備的電極寬度很窄(20～25μm)，具有很低的表面覆蓋率，而 且還具有高的縱深比，能夠更好地吸收載流子。但是刻槽工藝會給太 陽能電池基片帶來損傷，使電池性能降低，轉換效率受到影響。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的不足，提出了一種制作太陽能電 池正面柵線電極的方法，該方法科學合理，采用壓印技術既能得到較 小的柵線寬度，減小了表面覆蓋率，又避免了對電池基片的損傷，并 且壓模幾乎不變形，適用于產業化中的重復利用，降低成本。而采用 電鍍方法沉積的柵線電極具有較小的串聯電阻。整個柵線電極制作過 程中，影響因素較少，便于精確控制，從而得到高效率的電池轉換性 能。

本發明的技術方案是：一種制作太陽能電池正面柵線電極的 方法，其特征是：依次采用如下步驟：

一、將具有適宜寬高比的矩形齒壓模作用于涂有聚合物薄膜的 太陽能電池正面，以形成與壓模相對應的矩形齒圖案；

二、移開壓模，采用化學腐蝕方法除去凹槽處的聚合物薄膜、 減反射涂層；

三、進行選擇性金屬化學鍍、電鍍工藝完成柵線電極的制作。

附圖說明

圖1為本發明實施例樣品壓印步驟示意圖；

圖2為本發明實施例樣品清洗步驟示意圖；

圖3為本發明實施例樣品電鍍柵線電極步驟示意圖。

附圖標記說明：10-減反射層；11-壓模；12-聚合物薄膜； 13-金屬柵線電極。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的制作太陽能電池正面柵線電極的方法 進行詳細地描述。

實施例一

樣品采用已完成PN結擴散工藝并沉積有減反射膜10的太陽能 電池基片。首先進行壓模11的制作，根據太陽能電池正面柵線電極 結構設計對應的矩形齒壓模，采用激光刻槽方法使壓模矩形齒凸起的 寬度為80μm，高度為100μm，并在矩形齒壓模上鍍一層金剛石碳 膜，避免分離時壓模與聚合物涂層粘連；然后在硅電池正面旋涂一層 厚度為20μm的塑料薄膜聚合物層12；將電池基片放入壓印機并把 壓模壓在塑料薄膜上，加壓；移開壓模，在電池基片上形成對應的矩 形齒圖案；使用稀釋的丙酮腐蝕掉凹槽處殘留的塑料薄膜層12，再 使用氫氟酸溶液去除減反射涂層10，露出硅電池正面；采用化學鍍 在凹槽處沉積一層鎳種子層，然后將電源的負極連接主柵線的一端并 放入硫酸銅電解溶液槽進行電鍍，電源的正極為金屬銅，在基片表面 形成厚度為15μm的銅柵，經燒結工藝形成太陽能電池正面柵線電極 13；使用丙酮進行二次清洗腐蝕掉剩余的塑料薄膜；最后清洗退火處 理完成太陽能電池正面柵線電極的制作。

實施例二

樣品采用已完成PN結擴散工藝并沉積有減反射膜10的太陽能 電池基片。采用與實施例一相同的方法制作凸起寬度為40μm，高度 為50μm的矩形齒壓模11，并在矩形齒壓模上鍍一層金剛石碳膜， 避免與聚合物涂層粘連；然后在硅電池正面噴涂一層厚度為20μm的 塑料薄膜聚合物層12；將電池基片放入壓印機并把壓模壓在塑料薄 膜上，加壓；移開壓模，在電池基片上形成對應的矩形齒圖案；使用 稀釋的丙酮腐蝕掉凹槽處殘留的塑料薄膜層，再使用氫氟酸溶液去除 減反射涂層，露出硅電池正面；采用化學鍍在凹槽處沉積一層鎳種子 層，然后光化學鍍生長一層10μm厚的銀柵，經燒結工藝形成太陽能 電池正面柵線電極13；使用丙酮進行二次清洗腐蝕掉剩余的塑料薄 膜；最后清洗、退火處理完成太陽能電池正面柵線電極的制作。