[發明專利]硅異質結太陽電池的銅合金電極的制備方法

在審

• 申請號: 201810879560.7
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN110797418A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 趙曉霞;田宏波;王偉;王雪松;周永謀;王恩宇
• 申請（專利權）人: 國家電投集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0745
• 代理公司: 11201 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 宋合成

本發明提出了一種硅異質結太陽電池的銅合金電極的制備方法。該方法包括沉積形成介質薄膜層，在介質薄膜層開設電極窗口，以及在電極窗口中依次形成金屬種子層、金屬銅導電層和錫保護層，并熱處理最終形成銅合金電極。該方法避免了昂貴的光刻膠的使用和光刻設備的投入，簡化了銅合金電極的掩膜制備工藝，有利于硅異質結電池成本的降低；同時介質薄膜層與TCO薄膜相匹配，進一步降低了電池表面的光反射率，提高了電池光利用。

技術領域

本發明涉及硅異質結太陽電池領域，具體地，本發明涉及硅異質結太陽電池的銅合金電極的制備方法，更具體地，本發明涉及硅異質結太陽電池的銅合金電極的制備方法以及硅異質結太陽電池。

背景技術

與常規晶體硅電池不同，非晶硅/晶體硅異質結太陽電池是在晶體硅片襯底上沉積氫化非晶硅發射極形成pn異質結的。由于氫化非晶硅薄膜在溫度高于約400℃時會有氫溢出，影響薄膜質量，導致鈍化效果顯著下降，因此，非晶硅薄膜的形成溫度決定了電池的最高制備工藝溫度，通常在200℃左右為宜。為了滿足這種低溫制備的要求，硅異質結太陽電池在金屬電極的制備方面，也需要用到低溫工藝和低溫漿料。

目前滿足低溫制備要求的硅異質結太陽電池的金屬電極主要有兩種：一種是絲網印刷低溫銀漿形成的銀電極，由于金屬銀價格較高，而且與TCO薄膜間的接觸性能也有待提高，這種電極不利于電池向高效低成本的方向發展。另一種是銅電極，通常是通過電鍍等方式形成，金屬銅電導率與銀性能相當但價格便宜，是目前業內積極廣泛開發的電極技術。

然而，工藝簡便、成本低的硅異質結太陽電池的銅合金電極的制備方法還需進一步開發。

發明內容

本申請是基于發明人對以下事實和問題的認識作出的：

現有技術中，在硅異質結太陽電池表面電鍍銅電極一般是在沉積TCO薄膜后，先利用光刻技術形成電極圖案，然后采用電鍍等方式沉積銅。光刻部分包括涂覆光刻膠、曝光、顯影等工序步驟。雖然光刻技術成熟，圖案質量高，但整個工藝步驟非常復雜，設備和核心材料光刻膠較為昂貴，并且后續還需進行光刻掩膜層的去除，這大大增加了前期投入和工藝時間，提高了硅異質結太陽電池的成本，降低了電池的生產效率。基于上述問題，本發明提出一種硅異質結太陽電池的銅合金電極的制備方法，該方法避免了昂貴的光刻膠的使用和光刻設備的投入，簡化了銅合金電極的掩膜制備工藝，有利于硅異質結電池成本的降低；同時介質薄膜層與TCO薄膜相匹配，進一步降低了電池表面的光反射率，提高了電池光利用。

為此，在本發明的第一方面，本發明提出了一種硅異質結太陽電池的銅合金電極的制備方法。根據本發明的實施例，所述方法包括：

(1)在第一透明導電氧化物層的上表面沉積形成第一介質薄膜層，在第二透明導電氧化物層的下表面沉積形成第二介質薄膜層；

(2)通過激光刻蝕或者絲網印刷腐蝕性漿料在所述第一介質薄膜層開孔形成至少一個第一電極窗口，在所述第二介質薄膜層開孔形成至少一個第二電極窗口；

(3)在所述第一電極窗口中形成第一金屬種子層，在所述第二電極窗口中形成第二金屬種子層；

(4)在所述第一金屬種子層的上表面依次形成第一金屬銅層和第一金屬錫層，在所述第二金屬種子層的下表面依次形成第二金屬銅層和第二金屬錫層；

(5)將步驟(4)所得樣品進行熱處理，以便制備獲得第一銅合金電極和第二銅合金電極；

其中，所述第一透明導電氧化物層形成在硅異質結結構的上表面，所述第二透明導電氧化物層形成在硅異質結結構的下表面。