本申請屬于太陽能電池，尤其涉及一種低成本的太陽能電池電極及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)（hjt）太陽能電池具有轉(zhuǎn)換效率高、工藝溫度低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，成為當(dāng)前太陽能電池領(lǐng)域研究的重點。當(dāng)前的hjt太陽能電池的金屬柵線電極普遍采用絲網(wǎng)印刷低溫銀漿，再燒結(jié)固化形成。但是，低溫銀漿中貴金屬銀一般占銀漿的90%左右，導(dǎo)致電池生產(chǎn)成本過高，且銀柵線的寬度及高寬比受到絲網(wǎng)印刷工藝限制，阻礙電池效率的進(jìn)一步提升。因此為了hjt太陽能電池實現(xiàn)降本增效，行業(yè)內(nèi)推出電鍍銅柵線的技術(shù)路線，以替代傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷低溫銀漿。

2、在電鍍銅柵線中，包括銅種子層制備、圖形化制作、銅電鍍和后處理環(huán)節(jié)。其中，銅種子層的制備至關(guān)重要，其在銅電鍍過程中起到導(dǎo)電作用，使電鍍過程順利進(jìn)行，同時增強(qiáng)電鍍銅層與tco之間的附著力以防脫落。目前主要采用pvd（physical?vapor?deposition，物理氣相沉積）設(shè)備在硅片的tco（透明導(dǎo)電氧化物）薄膜上全區(qū)域沉積銅種子層。然而，pvd設(shè)備昂貴，且在后處理環(huán)節(jié)在去除掩膜層后，還要去除多余的銅種子層才能完成金屬化工藝，工藝復(fù)雜，人力成本過高，因此難以達(dá)到降本增效的目的。此外，在銅電鍍過程中，銅種子層中的銅容易遷移至tco層而影響tco層的透光性能，甚至擴(kuò)散至硅體而造成硅體污染，最終會影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種低成本的太陽能電池電極及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有的太陽能電池電極的制備方法存在成本高，以及銅電鍍過程中銅容易遷移至tco層，甚至擴(kuò)散至硅體而影響電池光電轉(zhuǎn)換效率的問題。

2、為實現(xiàn)上述申請目的，本申請采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N低成本的太陽能電池電極的制備方法，包括以下步驟：

4、提供待金屬化的太陽能電池前驅(qū)體；

5、將所述太陽能電池前驅(qū)體進(jìn)行圖形化處理，形成柵線圖案；

6、將含有所述柵線圖案的太陽能電池前驅(qū)體置于銅鏡反應(yīng)液中進(jìn)行還原反應(yīng)，然后退火處理，形成銅種子層；

7、利用銅電鍍工藝在所述銅種子層表面制備銅鍍層，然后將所述柵線圖案以外的掩膜層和所述掩膜層上的銅種子層去除，形成太陽能電池電極。

8、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N低成本的太陽能電池電極，包括本申請?zhí)峁┑闹苽浞椒ㄖ频玫奶柲茈姵仉姌O。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有如下有益效果：

10、（1）先將待金屬化的太陽能電池前驅(qū)體進(jìn)行圖形化處理形成柵線圖案，然后置于銅鏡反應(yīng)液中進(jìn)行還原反應(yīng)形成銅種子層，再電鍍增厚形成銅鍍層，最后將柵線圖案以外的掩膜層和掩膜層上附著的銅種子層去除，即可制成電極，因此可以替代pvd設(shè)備制備銅種子層，也無需使用昂貴設(shè)備，成本更低。

11、（2）與pvd法相比，本申請采用銅鏡反應(yīng)能夠使銅均勻沉積到柵線圖案凹槽的底部和側(cè)壁，使銅種子層分布更加均勻，因此可以防止電鍍過程形成缺陷，利于后續(xù)電鍍形成均勻致密的銅鍍層。

12、（3）本申請的銅種子層和銅鍍層是內(nèi)嵌在tco層中，其與tco層接觸更好，接觸電阻更小，還可以防止脫落，利于提高電池轉(zhuǎn)換效率。

13、（4）本申請先圖形化形成局部銅種子層，可避免銅電鍍過程中柵線圖案外的銅種子層中的銅遷移至tco層而影響tco層的光透過率，甚至擴(kuò)散至硅體以造成污染，故電池具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。

14、（5）與先制備銅種子層再圖形化制作的傳統(tǒng)方法相比，本申請由于掩膜層與掩膜層上的銅種子層附著性差，去除掩膜層上多余的銅種子層的工藝更加簡單，人力成本更低。

技術(shù)特征：

1.一種低成本的太陽能電池電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅鏡反應(yīng)液包括摩爾比為1/（0.01~0.08）/（1.2~1.5）/（1.1~1.4）的銅源、錳源、還原劑和添加劑。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述銅鏡反應(yīng)液還包括銀源；所述銅源、錳源、銀源、還原劑和添加劑的摩爾比為1/（0.01~0.08）/（0.01~0.05）/（1.2~1.5）/（1.1~1.4）。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，滿足以下條件中的至少一個：

5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，滿足以下條件中的至少一種：

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，利用銅電鍍工藝在所述銅種子層表面制備銅鍍層的步驟包括：

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將所述太陽能電池前驅(qū)體進(jìn)行圖形化處理的步驟包括：在所述太陽能電池前驅(qū)體的tco層表面制備掩膜層，然后對掩膜層外的tco層進(jìn)行蝕刻處理，形成柵線圖案；

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將所述柵線圖案以外的掩膜層和所述掩膜層上的銅種子層去除的步驟之前，還包括：利用電鍍工藝在所述銅鍍層表面制備銅鎳合金鍍層；

9.如權(quán)利要求1~8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述銅種子層的厚度為100~300nm，銅鍍層的厚度為5~15μm。

10.一種低成本的太陽能電池電極，其特征在于，包括權(quán)利要求1~9任一項所述制備方法制得的太陽能電池電極。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種低成本的太陽能電池電極及其制備方法，包括：提供待金屬化的太陽能電池前驅(qū)體；將太陽能電池前驅(qū)體進(jìn)行圖形化處理，形成柵線圖案；將含有柵線圖案的太陽能電池前驅(qū)體置于銅鏡反應(yīng)液中進(jìn)行還原反應(yīng)，然后退火處理，形成銅種子層；利用銅電鍍工藝在銅種子層表面制備銅鍍層，然后將柵線圖案以外的掩膜層和掩膜層上的銅種子層去除，形成太陽能電池電極。本申請?zhí)峁┑闹苽浞椒?，可以替代PVD設(shè)備制備銅種子層，無需使用昂貴設(shè)備，成本低。并且本申請采用銅鏡反應(yīng)能夠使銅均勻沉積到柵線圖案凹槽的底部和側(cè)壁，使銅種子層分布更加均勻，因此防止電鍍過程形成缺陷，利于后續(xù)電鍍形成均勻致密的銅鍍層。

技術(shù)研發(fā)人員：周賢界,孫立志,黃小玲,劉杰,黃勇彪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳眾誠達(dá)應(yīng)用材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21