[實(shí)用新型]光伏電池片電極的制作裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202320146199.3
• 申請(qǐng)日: 2023-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN219443824U
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏國(guó)軍;陳林森;盧國(guó);范廣飛;周揚(yáng);趙改娜;魏中文;毛立華;周小紅;浦東林;喬文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州蘇大維格科技集團(tuán)股份有限公司;蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/046
• 分類號(hào): B23K26/046;B23K26/064;H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 蘇州禾潤(rùn)科晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32525
• 代理人: 孔令聰

本實(shí)用新型涉及一種光伏電池片電極及其制作方法和制作裝置、以及應(yīng)用。光伏電池片電極的制作裝置包括激光源、準(zhǔn)直光束產(chǎn)生單元和光束聚焦單元；準(zhǔn)直光束產(chǎn)生單元位于激光源的出光側(cè)，用于將激光源射出的激光束轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光束并投射至光束聚焦單元；光束聚焦單元位于準(zhǔn)直光束產(chǎn)生單元的出光側(cè)，用于將準(zhǔn)直光束聚焦至待光刻電池片上。應(yīng)用本實(shí)用新型的制作裝置制作光伏電池片電極時(shí)，不需要多組空間光調(diào)制器、投影光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng)，因此裝置研制成本成倍下降；不需要數(shù)據(jù)處理和多路光路重疊對(duì)準(zhǔn)，因而提升了制作可靠性和效率；可實(shí)現(xiàn)較高深寬比例如3μm～20μm線寬、1μm～20μm深、深寬比為0.3～2的電極圖形溝槽的光刻，從而獲得較為優(yōu)質(zhì)的光伏電池片電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光伏電池片電極的制作裝置。

背景技術(shù)

隨著全球向碳中和目標(biāo)的實(shí)施，光伏發(fā)電作為新能源的重要來(lái)源之一，將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。金屬化工藝是光伏電池片電極制造流程中的必要步驟，用于制作光伏電池片的電極，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的電流輸出。金屬化工藝的電極線寬對(duì)于光伏電池片的光電轉(zhuǎn)換效率、制造成本具有重要影響，銀漿材料成本與硅片材料成本相當(dāng)，在整個(gè)電池片制造中成本占比較高。傳統(tǒng)的光伏電池片電極的金屬化工藝是，采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電銀漿，再進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)的技術(shù)方案。如沿用傳統(tǒng)的銀漿金屬化工藝，逐年升高的光伏電池片產(chǎn)能建設(shè)，對(duì)于銀的需求也將大幅度增長(zhǎng)，全球銀礦開(kāi)采量也將難以滿足這樣巨大的銀用量需求。金屬化工藝中，減少用銀用量或者用其他非貴金屬替代銀，是解決光伏電池片電極制作的重要方向。

為了解決上述問(wèn)題，電鍍技術(shù)作為新型的電極制備方法，越來(lái)越廣泛的被研究。其工藝流程為：在電池片基底上制備種子層，在種子層上覆蓋絕緣層，在絕緣層上制備電極圖形溝槽，溝槽露底至種子層，通過(guò)電鍍?cè)跍喜鄣撞康姆N子層上沉積電極材料，通過(guò)蝕刻工藝去除絕緣層和種子層，最終形成精細(xì)光伏電池片電極。由于電鍍工藝中的電極生長(zhǎng)各向同性，露底溝槽應(yīng)要有一定深寬比，否則，隨著電鍍層增高，在光伏電池片電極上方形成“大頭針”效應(yīng)，導(dǎo)致光伏電池片電極上部的線寬增大、底部附著力變差。為了獲得更優(yōu)質(zhì)的光伏電池片電極，需要光刻一定深度的電極圖形溝槽，以限制電鍍時(shí)光伏電池片電極生長(zhǎng)的形貌。

為制作小于20μm線寬的有一定高寬比的精細(xì)電極，需要有尋找一種高效、精密的光刻方法。傳統(tǒng)的光刻手段為投影光刻系統(tǒng)和PCB多光學(xué)頭無(wú)掩模光刻系統(tǒng)、以及接觸式或者接近式光刻。其中，對(duì)于投影光刻系統(tǒng)和PCB多光學(xué)頭無(wú)掩模光刻系統(tǒng)，一般地，空間光調(diào)制器(DMD)單元像素約10μm，為獲得10μm線寬的光刻溝槽，已有光刻機(jī)中投影光學(xué)系統(tǒng)縮微倍數(shù)一般在2～5倍，如光刻210mmx105mm電極面積，已有光刻機(jī)需安裝8～16組光學(xué)頭(包括空間光調(diào)制器、投影光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng))。導(dǎo)致設(shè)備價(jià)格高、運(yùn)行成本高，同時(shí)光刻圖形化的效率偏低。而對(duì)于接觸式或者接近式光刻，由于掩膜直邊衍射效應(yīng)，線寬大于50μm，難以光刻線寬小于20μm、深度大于10μm的溝槽。

實(shí)用新型內(nèi)容

基于此，有必要提供一種低成本且高效率的能夠?qū)崿F(xiàn)高深寬比的光伏電池片電極的制作裝置。

一種光伏電池片電極的制作裝置，包括激光源、準(zhǔn)直光束產(chǎn)生單元和光束聚焦單元；

所述準(zhǔn)直光束產(chǎn)生單元位于所述激光源的出光側(cè)，用于將所述激光源射出的激光束轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光束并投射至所述光束聚焦單元；

所述光束聚焦單元位于所述準(zhǔn)直光束產(chǎn)生單元的出光側(cè)，用于將準(zhǔn)直光束聚焦至待光刻電池片上。

應(yīng)用本實(shí)用新型上述技術(shù)方案的光伏電池片電極的制作裝置制作光伏電池片電極時(shí)，不需要多組空間光調(diào)制器、投影光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng)，因此裝置研制成本成倍下降；不需要數(shù)據(jù)處理和多路光路重疊對(duì)準(zhǔn)，因而提升了制作可靠性和效率；可實(shí)現(xiàn)較高深寬比例如3μm～20μm線寬、1μm～20μm深、深寬比為0.3～2的電極圖形溝槽的光刻，從而獲得較為優(yōu)質(zhì)的光伏電池片電極。