專利名稱：一種制作太陽能電池正面柵線電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池正面柵線電極的制作方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池正面柵線電極用來收集太陽能電池發(fā)出的電流，電極的性能直接影響 電池的能量轉(zhuǎn)換效率，理想的電極應(yīng)具有低的串聯(lián)電阻和小的表面覆蓋率。在當(dāng)前的光伏 行業(yè)中，絲網(wǎng)印刷和刻槽埋柵是主要的晶體硅太陽能電池的電極制造技術(shù)。絲網(wǎng)印刷技術(shù)是利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透漿料，非圖文部分網(wǎng)孔不透漿料的原理 進行印刷，由五大要素構(gòu)成，即絲網(wǎng)、刮刀、漿料、工作臺以及基片。要得到電學(xué)性質(zhì)優(yōu)良的 柵線電極，需要精確控制這五大要素，如控制絲網(wǎng)的目數(shù)和絲徑、刮刀的壓力和角度、漿料 的成分和粘度、工作臺的平面度和重復(fù)定位精度等。在目前的工藝中，正面電極的印刷材料 普遍選用含銀的漿料，其主要原因是銀具有良好的導(dǎo)電性、可焊性和在硅中的低擴散性能。 經(jīng)絲網(wǎng)印刷、退火所形成的金屬層的導(dǎo)電性能取決于漿料的化學(xué)成份、玻璃體的含量、絲網(wǎng) 的粗糙度、燒結(jié)條件和絲網(wǎng)版的厚度等，影響因素較多。此外，采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)的電池柵 線寬度較大，目前的工藝中一般在100 μ m以上，造成較大的遮光面積，使填充因子降低，影 響電池的轉(zhuǎn)換效率，并且印刷過程中需要較大量的含銀漿料，一部分透過絲網(wǎng)圖形網(wǎng)孔附 著在電池表面作為柵線，而絕大部分附著在非圖文部分網(wǎng)孔上，造成原材料的浪費?？滩勐駯烹姌O工藝是在表面受到保護的輕摻雜基體上，用激光或者機械的方法刻 劃出電極槽，經(jīng)過清洗之后對電極槽區(qū)域進行重摻雜，最后將不同合金按照不同順序澆注 到電極槽內(nèi)形成電極。用這種方法制備的電極寬度很窄(20 25 μ m)，具有很低的表面覆 蓋率，而且還具有高的縱深比，能夠更好地吸收載流子。但是刻槽工藝會給太陽能電池基片 帶來損傷，使電池性能降低，轉(zhuǎn)換效率受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了一種制作太陽能電池正面柵線電極 的方法，該方法科學(xué)合理，采用壓印技術(shù)既能得到較小的柵線寬度，減小了表面覆蓋率，又 避免了對電池基片的損傷，并且壓模幾乎不變形，適用于產(chǎn)業(yè)化中的重復(fù)利用，降低成本。 而采用電鍍方法沉積的柵線電極具有較小的串聯(lián)電阻。整個柵線電極制作過程中，影響因 素較少，便于精確控制，從而得到高效率的電池轉(zhuǎn)換性能。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種制作太陽能電池正面柵線電極的方法，其特征是依 次采用如下步驟—、將具有適宜寬高比的矩形齒壓模作用于涂有聚合物薄膜的太陽能電池正面， 以形成與壓模相對應(yīng)的矩形齒圖案；二、移開壓模，采用化學(xué)腐蝕方法除去凹槽處的聚合物薄膜、減反射涂層；三、進行選擇性金屬化學(xué)鍍、電鍍工藝完成柵線電極的制作。


圖1為本發(fā)明實施例樣品壓印步驟示意圖；圖2為本發(fā)明實施例樣品清洗步驟示意圖；圖3為本發(fā)明實施例樣品電鍍柵線電極步驟示意圖。附圖標(biāo)記說明10-減反射層；11-壓模；12-聚合物薄膜；13-金屬柵線電極。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的制作太陽能電池正面柵線電極的方法進行詳細地描述。實施例一樣品采用已完成PN結(jié)擴散工藝并沉積有減反射膜10的太陽能電池基片。首先進 行壓模11的制作，根據(jù)太陽能電池正面柵線電極結(jié)構(gòu)設(shè)計對應(yīng)的矩形齒壓模，采用激光刻 槽方法使壓模矩形齒凸起的寬度為80 μ m,高度為100 μ m,并在矩形齒壓模上鍍一層金剛 石碳膜，避免分離時壓模與聚合物涂層粘連；然后在硅電池正面旋涂一層厚度為20μπι的 塑料薄膜聚合物層12 ；將電池基片放入壓印機并把壓模壓在塑料薄膜上，加壓；移開壓模， 在電池基片上形成對應(yīng)的矩形齒圖案；使用稀釋的丙酮腐蝕掉凹槽處殘留的塑料薄膜層 12，再使用氫氟酸溶液去除減反射涂層10，露出硅電池正面；采用化學(xué)鍍在凹槽處沉積一 層鎳種子層，然后將電源的負極連接主柵線的一端并放入硫酸銅電解溶液槽進行電鍍，電 源的正極為金屬銅，在基片表面形成厚度為15 μ m的銅柵，經(jīng)燒結(jié)工藝形成太陽能電池正 面柵線電極13 ；使用丙酮進行二次清洗腐蝕掉剩余的塑料薄膜；最后清洗退火處理完成太 陽能電池正面柵線電極的制作。實施例二樣品采用已完成PN結(jié)擴散工藝并沉積有減反射膜10的太陽能電池基片。采用 與實施例一相同的方法制作凸起寬度為40 μ m,高度為50 μ m的矩形齒壓模11，并在矩形 齒壓模上鍍一層金剛石碳膜，避免與聚合物涂層粘連；然后在硅電池正面噴涂一層厚度為 20ym的塑料薄膜聚合物層12 ；將電池基片放入壓印機并把壓模壓在塑料薄膜上，加壓；移 開壓模，在電池基片上形成對應(yīng)的矩形齒圖案；使用稀釋的丙酮腐蝕掉凹槽處殘留的塑料 薄膜層，再使用氫氟酸溶液去除減反射涂層，露出硅電池正面；采用化學(xué)鍍在凹槽處沉積一 層鎳種子層，然后光化學(xué)鍍生長一層10 μ m厚的銀柵，經(jīng)燒結(jié)工藝形成太陽能電池正面柵 線電極13 ；使用丙酮進行二次清洗腐蝕掉剩余的塑料薄膜；最后清洗、退火處理完成太陽 能電池正面柵線電極的制作。
權(quán)利要求
一種制作太陽能電池正面柵線電極的方法，其特征是依次采用如下步驟(1)、將具有適宜寬高比的矩形齒壓模作用于涂有聚合物薄膜的太陽能電池正面，以形成與壓模相對應(yīng)的矩形齒圖案；(2)、移開壓模，采用化學(xué)腐蝕方法除去凹槽處的聚合物薄膜、減反射涂層；(3)、進行金屬化學(xué)鍍或\和電鍍工藝完成柵線電極的初步制作，然后使用丙酮進行二次清洗腐蝕掉剩余的塑料薄膜；最后清洗、退火處理完成太陽能電池正面柵線電極的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作太陽能電池正面柵線電極的方法，其特征是步驟二中 的化學(xué)腐蝕方法為使用稀釋的丙酮腐蝕掉凹槽處殘留的塑料薄膜層，再使用氫氟酸溶液 去除減反射涂層，露出硅電池正面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制作太陽能電池正面柵線電極的方法，其特征是在步 驟一中先將具有適宜寬高比的矩形齒壓模上鍍一層金剛石碳膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制作太陽能電池正面柵線電極的方法，其特征是步驟 三的方法為采用化學(xué)鍍在凹槽處沉積一層鎳種子層，然后光化學(xué)鍍生長一層銀柵，經(jīng)燒結(jié) 工藝形成太陽能電池正面柵線電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制作太陽能電池正面柵線電極的方法，其特征是步驟 三的方法為采用化學(xué)鍍在凹槽處沉積一層鎳種子層，然后將電源的負極連接主柵線的一 端并放入硫酸銅電解溶液槽進行電鍍，電源的正極為金屬銅，在鎳種子層表面形成銅柵，經(jīng) 燒結(jié)工藝形成太陽能電池正面柵線電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池正面柵線電極的制作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種制作太陽能電池正面柵線電極的方法，其特征是依次采用如下步驟一、將具有適宜寬高比的矩形齒壓模作用于涂有聚合物薄膜的太陽能電池正面，以形成與壓模相對應(yīng)的矩形齒圖案；二、采用化學(xué)腐蝕方法除去凹槽處的聚合物薄膜、減反射涂層；三、進行選擇性金屬化學(xué)鍍、電鍍工藝完成柵線電極的制作。通過采用上述方案。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了一種制作太陽能電池正面柵線電極的新方法，該方法科學(xué)合理，避免了對電池基片的損傷，并且壓模幾乎不變形，適用于產(chǎn)業(yè)化中的重復(fù)利用，降低成本。
文檔編號H01L31/18GK101807628SQ20101014411
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者萬青, 方旭昶, 鄭策 申請人:日強光伏科技有限公司