[發(fā)明專利]一種異質(zhì)結(jié)電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510573676.4
• 申請(qǐng)日: 2015-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105140345B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭樺;陳銳;李瑋;闞東武;段光亮;蔡曉晨;徐妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電新能源技術(shù)研究院;國(guó)電光伏有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/0747;H01L31/0224
• 代理公司: 北京大成律師事務(wù)所11352
• 代理人: 陳福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池及其制備方法，尤其涉及一種異質(zhì)結(jié)電池及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)晶硅電池工藝中普遍采用的絲網(wǎng)印刷銀漿工藝，由于銀的成本較高和資源有限，并不能滿足未來(lái)太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)需求。而且絲網(wǎng)印刷過(guò)程需要對(duì)硅片施加一定的壓力，容易導(dǎo)致碎片的問(wèn)題。傳統(tǒng)晶硅電池的產(chǎn)品存在邊緣漏電、化學(xué)鍍錫后ITO發(fā)白、柵線斷線、柵線線寬不均勻、柵線脫落等技術(shù)缺陷。

本發(fā)明提供新型的銅電極化技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)硅片施加外部壓力很微小或可實(shí)現(xiàn)非接觸式工藝，可實(shí)現(xiàn)低碎片率生產(chǎn)，并且電池制造成本更低而轉(zhuǎn)換效率更高。本發(fā)明以異質(zhì)結(jié)電池為基礎(chǔ)進(jìn)行銅電極技術(shù)研發(fā)，其中包括光刻、濕法腐蝕和電鍍等主要工藝技術(shù)，最后進(jìn)行工藝集成和產(chǎn)業(yè)化解決方案的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是以異質(zhì)結(jié)電池為基礎(chǔ)進(jìn)行銅電極技術(shù)研發(fā)，提供一種太陽(yáng)能電池及其制備方法，制備方法包括光刻、濕法腐蝕和電鍍等主要工藝技術(shù)，研發(fā)出銅電極的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，克服了邊緣漏電、化學(xué)鍍錫后ITO發(fā)白、柵線斷線、柵線線寬不均勻、柵線脫落等技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

(1)一種異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，包括如下步驟：

a)在硅晶片上沉積銅，形成電極層；

b)光刻；

c)濕法及電鍍。

(2)根據(jù)(1)所述的異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述硅晶片的結(jié)構(gòu)依次包括ITO層、P-Si層、i-Si層、Si襯底、N-Si層、i-Si層和ITO層。

(3)根據(jù)(1)或(2)所述的異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述a)步驟中，在硅晶片雙面沉積銅，形成電極層；采用射頻方式進(jìn)行沉淀，射頻頻率為12-16MHz，工作氣體為氬氣，靶材為銅。所述沉積的工藝條件如下，本底真空為5X10^-5Pa，工作氣壓為0.1-0.5Pa，濺射功率為200-400W，濺射時(shí)間為200-280S，硅晶片溫度為90-110℃。

(4)根據(jù)(1)-(3)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述b)光刻步驟包括，激光光繪繪制圖形、沖片顯影菲林片、壓膜和曝光。

(5)根據(jù)(1)-(4)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，在所述沖片顯影菲林片步驟中，定影、顯影液以濃度20-30％的比例配置，沖片溫度為30-50℃，傳送速度恒定。

(6)根據(jù)(1)-(5)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述壓膜步驟如下，所述壓膜步驟如下，壓膜輪滾軸上表面溫度90-110℃，壓膜輪滾軸下表面溫度90-100℃，傳輸速率0.4-0.6m/min。

(7)根據(jù)(1)-(6)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述曝光的能量強(qiáng)度為80-90mv/cm²。

(8)根據(jù)(1)-(7)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述濕法包括顯影、水洗和稀硫酸清洗。

(9)根據(jù)(1)-(8)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，在所述顯影中，碳酸鈉濃度為0.5-2％，溫度為20-40℃，時(shí)間為0.5-4min；所述水洗步驟為水洗2次，每次水洗時(shí)間為1-2min，溫度為室溫-45℃；所述稀硫酸清洗步驟在室溫中進(jìn)行，硫酸濃度為10％，清洗時(shí)間為0.2-1min。

(10)根據(jù)(1)-(9)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述電鍍步驟中電鍍?nèi)芤旱呐浞綖椋蛩徙~67.5-90g/l，硫酸100-130ml/l，氯離子50-80ppm,陶氏添加劑451#2-4ml/l，陶氏452^#10-30ml/l。

(11)根據(jù)(1)-(10)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述電鍍的工藝條件為，18-35℃，1-6A/dm2，12-40min。

(12)根據(jù)(1)-(11)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，在電鍍步驟之后還依次包括如下步驟：水洗、去膜、水洗、去除種子銅、水洗、稀硫酸清洗、化學(xué)鍍錫、水洗和干燥。

(13)根據(jù)(1)-(12)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，在電鍍之后水洗、去膜之前的水洗步驟為洗3次，每次1-2min，溫度范圍為室溫-45℃。

(14)根據(jù)(1)-(13)任一項(xiàng)所述的方法異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，所述去膜步驟使用1-3％氫氧化鈉，溫度為20-55℃，時(shí)間為1-5min。