[發(fā)明專利]一種改善太陽(yáng)電池前電極電鍍質(zhì)量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110143880.4
• 申請(qǐng)日: 2011-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102222729A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖明墩;查超麟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江晶科能源有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/0224;H01L21/288;C25D7/12
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 吳關(guān)炳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽(yáng)電池前電極的制備方法，更特別是涉及一種提高太陽(yáng)電池前電極電鍍質(zhì)量的方法，以改善電鍍過(guò)程中出現(xiàn)的“花片”現(xiàn)象。

背景技術(shù)

隨著石油、煤炭傳統(tǒng)能源的進(jìn)一步枯竭，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始通過(guò)光伏發(fā)電技術(shù)尋求解決能源短缺問(wèn)題。然而光伏發(fā)電相對(duì)較高的成本制約了該技術(shù)的廣泛推廣。目前有許多研究機(jī)構(gòu)和公司致力于通過(guò)提高電池效率的方法來(lái)降低電池成本。

提高電池效率的眾多方法中，改進(jìn)的電池的前電極制作方法是一個(gè)重要途徑。目前絲網(wǎng)印刷技術(shù)是制作太陽(yáng)電池電極的主流工藝。但是由于絲網(wǎng)印刷技術(shù)本身客觀條件的限制，一方面印刷的電極線寬較寬，導(dǎo)致電池片的遮光面積較大；另一方面印刷的電極難以獲得較高的高寬比。

為增加電池片的有效受光面積，并獲得較高高寬比的電極，人們開(kāi)發(fā)了激光開(kāi)槽與光誘導(dǎo)電鍍相結(jié)合的技術(shù)。即用激光逐一對(duì)硅片上欲制作正面電極的位置進(jìn)行掃描，被激光照射位置的介質(zhì)膜將在激光產(chǎn)生的高溫下被燒蝕，使該位置的發(fā)射極裸露出來(lái)。激光開(kāi)槽處裸露的硅表面在光誘導(dǎo)下具有較高的活性，易沉積上金屬。而沒(méi)有激光開(kāi)槽的位置由于介質(zhì)膜的鈍化作用，活性低，不會(huì)鍍上金屬。

但是在電鍍電極的過(guò)程中，由于介質(zhì)膜的致密性不佳，存在針孔等缺陷，導(dǎo)致沒(méi)有激光開(kāi)槽的非柵線位置也鍍上金屬，即產(chǎn)生“花片”現(xiàn)象。直接影響了電池片的外觀質(zhì)量，并且由于遮光面積的增加導(dǎo)致短路電流下降，進(jìn)而導(dǎo)致電池效率的下降。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有太陽(yáng)電池電極電鍍工藝中的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種改善太陽(yáng)電池前電極電鍍質(zhì)量的方法，特別適用于改善電鍍過(guò)程中出現(xiàn)的“花片”現(xiàn)象。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是：

一種改善太陽(yáng)電池前電極電鍍質(zhì)量的方法，包括預(yù)處理、燒結(jié)、激光掃描開(kāi)槽和電鍍四個(gè)步驟，其中：

預(yù)處理：對(duì)硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、去除PSG和邊緣隔離、鍍鈍化減反射介質(zhì)膜、印刷背電極和背電場(chǎng)；

燒結(jié)：將完成預(yù)處理步驟的硅片置于燒結(jié)爐內(nèi)在300℃～900?℃之間燒結(jié)；

激光掃描開(kāi)槽：將完成燒結(jié)步驟的半成品電池片置于激光加工平臺(tái)上，對(duì)欲制作正面電極的主柵和細(xì)柵位置進(jìn)行激光掃描，被激光照射位置的介質(zhì)膜在激光產(chǎn)生的高溫下被燒蝕，使主柵和細(xì)柵位置發(fā)射極裸露出來(lái)；

電鍍：將完成激光掃描開(kāi)槽步驟的半成品電池片進(jìn)行電鍍，使正面電極位置沉積上金屬，然后退火；

特別是：

在所述的預(yù)處理步驟和燒結(jié)步驟間，還包括絲網(wǎng)印刷預(yù)制備主柵線正電極步驟，即將完成所述預(yù)處理步驟的硅片使用特制的網(wǎng)版印刷只有主柵線的正電極，以優(yōu)化電鍍過(guò)程中電池片表面電力線的分布；

所述的激光掃描開(kāi)槽步驟為激光掃描細(xì)柵開(kāi)槽，即對(duì)欲制作正面細(xì)柵的位置進(jìn)行激光掃描并使該位置發(fā)射極裸露出來(lái)；

所述的電鍍是對(duì)完成激光掃描細(xì)柵開(kāi)槽的半成品電池片進(jìn)行電鍍，用低濃度HF酸溶液或HF和NH₄F混合溶液進(jìn)行表面活化后，放入化學(xué)鍍鎳槽中，在正面細(xì)柵位置上沉積0.1～1.0?μm的鎳，再放入電鍍銀槽中，沉積2～20μm的銀，然后退火以形成鎳硅合金，完成電池片前電極的制作。

所述的介質(zhì)膜是SiO₂和/或SiNx:H的單層薄膜或多層復(fù)合薄膜。

所述的化學(xué)鍍鎳采用光輔助化學(xué)鍍，所述的電鍍銀采用光誘導(dǎo)電鍍。

作為一種優(yōu)選，在所述的激光掃描細(xì)柵開(kāi)槽步驟中，也包括在介質(zhì)膜上涂覆一層磷酸，激光掃描細(xì)柵開(kāi)槽后同時(shí)形成局部重?fù)诫s。所述的激光為紫外或綠光脈沖激光。

作為一種優(yōu)選，所述的退火的溫度為250℃～600℃。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的退火的溫度為350℃～400℃。

在本發(fā)明中，電池片前電極的制作采用絲網(wǎng)印刷預(yù)制備主柵線正電極以及激光掃描細(xì)柵開(kāi)槽并電鍍而在發(fā)射極沉積金屬的方法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）本方法采用了電鍍工藝，與常規(guī)絲印的電極相比，具有更好的高寬比和更好的致密性。結(jié)合激光掃描進(jìn)行細(xì)柵開(kāi)槽，電鍍時(shí)可以在不增加串聯(lián)電阻的情況下將電極做得更細(xì)，從而增加受光面積，同時(shí)減少電極與發(fā)射極的接觸面積，有效減少表面復(fù)合。

（2）本發(fā)明中采用絲網(wǎng)印刷預(yù)制備主柵線正電極，優(yōu)化了電池片表面電力線的分布，從而有效地改善電鍍過(guò)程中因介質(zhì)膜質(zhì)量不佳而導(dǎo)致的“花片”現(xiàn)象。

（3）本發(fā)明中采用絲網(wǎng)印刷預(yù)制備主柵線正電極，確保主柵線附著力符合要求，解決了純電鍍方法制作的太陽(yáng)電池電極主柵線普遍存在附著力不佳的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明