[發(fā)明專利]一種晶硅太陽能電池柵線的仿生制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310365388.0
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103400906A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏洋
• 申請（專利權(quán)）人: 夏洋
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;C25D3/38;C25D7/12;C25D5/54;C25D5/02;C23C18/36
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶硅太陽能電池柵線的仿生制備方法。

背景技術(shù)

嚴重的能源危機與日益惡化的環(huán)境問題，使得大力發(fā)展新能源成為全球研究的熱點。其中，太陽能是一種取之不盡、用之不竭的綠色環(huán)保能源，而以此為基礎(chǔ)的太陽能電池作為一種清潔高效的綠色可持續(xù)能源，有望成為世界能源的主體。因此，獲得低成本、高效率的太陽能電池成為新能源發(fā)展的重要目標。為達到這一目標，電池表面的柵線的遮光面積要減小，同時又要具備高效的電荷收集能力，因此太陽能電池柵線的制備尤為重要。

目前制備太陽能電池柵線的方法有絲網(wǎng)印刷、無電沉積法、電沉積法等，其中，應(yīng)用最為廣泛的是絲網(wǎng)印刷，該法制備的柵線寬度在80微米以上，高度為5～30微米，較寬的柵線遮光面積大，影響光的吸收；但是柵線變細后，柵線的高度會降低，電池的歐姆接觸電阻變大，會限制電流的收集能力，進而降低電池的轉(zhuǎn)化效率。所以，要獲得高轉(zhuǎn)化效率的電池，必須減小柵線寬度，提高柵線的高寬比，傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷工藝已經(jīng)很難做到。

另外銀漿主要由銀粉顆粒、無機相和有機載體組成，經(jīng)過絲網(wǎng)印刷后的硅片，需要經(jīng)過燒結(jié)爐快速燒結(jié)才能形成銀電極。當銀電極與硅達到共晶溫度時，晶體硅原子就會以一定的比例融入到銀電極中，形成歐姆接觸。漿料中的銀粉顆粒大小、成分配比以及燒結(jié)工藝都會對歐姆電阻有較大影響，因此質(zhì)量差的銀漿或者不合適的燒結(jié)工藝都會增加電極的串聯(lián)電阻，降低太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

對于無電沉積技術(shù)，2011年，Stanley?Wang[1]等人采用此法在SiN_x鈍化的P型硅太陽能電池上制備銅電極，獲得了較高的電池效率，但這種方法在制備過程中容易出現(xiàn)過沉積問題，過沉積現(xiàn)象會產(chǎn)生遮光損失、分流等，影響電池的短路電流、開路電壓、填充因子等因素，進而降低整個電池性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有太陽能電池柵線制備方法存在電池的轉(zhuǎn)換效率低、電池性能低、生產(chǎn)成本高的問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)成本低、提高了電池轉(zhuǎn)換效率的晶硅太陽能電池柵線的仿生制備方法。

為達到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種晶硅太陽能電池柵線的仿生制備方法，其步驟如下：

（1）配制仿生液相沉積鎳膜所需的鎳溶液和液相沉積銅柵線所需的銅溶液，所述鎳溶液中NiSO₄·6H₂O的含量為10~25?g/L，NaH₂PO₂·2H₂O的含量為10?~25?g/L，檸檬酸鈉的含量為5~20?g/L，丙酸鈉的含量為5~20?g/L，光亮劑含量0.5~2.5mg/L,穩(wěn)定劑的含量為0.5~2.5mg/L；所述CuSO₄·5H₂O的含量25~80?g/L，H₂SO₄的含量160~200?g/L，Cl^-的含量30~60?ppm，光亮劑的含量1~5ppm,?整平劑的含量2~6ppm；

（2）將PN結(jié)電池片整片涂膠形成光刻膠膜，并將根據(jù)柵線的結(jié)構(gòu)制定的掩模板覆蓋在光刻膠膜上進行掩模，用紫外線光進行曝光，并顯影得到光刻窗口；

（3）將光刻好的電池片浸沒入步驟（1）中配制的鎳溶液中，保持溶液溫度20～75℃，光照0.5～6小時，光照強度為0.5～3個太陽，在所述光刻好的電池片上生成鎳柵線；

（4）將步驟（3）中仿生液相沉積完成的鎳膜電池片浸沒入步驟（1）中配制的銅溶液中，保持溶液溫度25~80℃，開始加電源，進行電沉積銅柵線。

進一步，步驟（4）中的電沉積銅柵線的工藝是將PN結(jié)電池片連接穩(wěn)壓穩(wěn)流可控電源的陰極端，鉑片連接穩(wěn)壓穩(wěn)流電源的陽極端，配制的銅溶液置于磁力攪拌系統(tǒng)中，陰極片、陽極片放入銅溶液中與銅溶液構(gòu)成循環(huán)回路，磁力轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)銅溶液的流速，磁力攪拌系統(tǒng)設(shè)置銅溶液的溫度，開啟電源，銅溶液的離子間發(fā)生反應(yīng)，形成銅柵線。

進一步，步驟（2）中的光刻膠膜厚度為300~600nm，紫外線曝光時間為5s~1min。

進一步，配制步驟（1）中所需溶液前均需清洗配槽，配槽的清洗步驟是槽體先用3%~5%的堿液浸泡數(shù)小時，然后，清水沖洗數(shù)次，最后，用8%~12%的酸液浸泡數(shù)小時，清水再次沖洗數(shù)次。