本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)：

太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，在光照條件下太陽能電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生光生電流，通過電極將電能輸出。近年來，太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，生產(chǎn)成本不斷降低，轉(zhuǎn)換效率不斷提高，太陽能電池發(fā)電的應(yīng)用日益廣泛并成為電力供應(yīng)的重要能源。

基于晶態(tài)-Si(c-Si)襯底的同質(zhì)結(jié)和基于無定形Si(a-Si)與c-Si層形成的異質(zhì)結(jié)太陽能電池是一種新型高效的電池技術(shù)。其中異質(zhì)結(jié)太陽能電池表面的柵線電極起到收集電流的作用，太陽能電池的電流主要通過細(xì)柵線電極匯流到主柵線電極，電阻率越小、寬度越小的金屬細(xì)柵，越有利于降低太陽能電池的串聯(lián)電阻，同時(shí)減少太陽能電池的遮光面積，從而提升太陽能電池的填充因子和短路電流。因此，部分公司已經(jīng)提出菲林、鉻板曝光干膜形成柵線圖后電鍍的工藝制作金屬柵線。但是，采用菲林、鉻板曝光干膜形成柵線圖案的細(xì)柵寬度一般大于30um,另外菲林成本較低然而使用壽命很短，大批量生產(chǎn)過程中更換頻率非常頻繁，而鉻板成本很高使用壽命相對較長，在大批量生產(chǎn)過程中也同樣需要經(jīng)常更換，從而增加生產(chǎn)成本，影響生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的制備方法，其優(yōu)化了柵線寬度，提升了電池性能、降低了生產(chǎn)成本，提升了生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的制備方法，所述方法包括：在N型硅片的兩面清洗制絨，形成金字塔絨面；在制絨后的N型硅片的其中一面沉積第一本征非晶硅薄膜層和N型非晶硅薄膜層，另一面上沉積第二本征非晶硅膜層和P型非晶硅薄膜層；在N型非晶硅薄膜層和P型非晶硅薄膜層上沉積透明導(dǎo)電薄膜層；在N型硅片兩面的透明導(dǎo)電薄膜層上沉積金屬薄膜層；在N型硅片兩面貼上干膜；用激光掃描法將干膜曝光形成柵線圖案；對N型硅片的兩面進(jìn)行顯影；在N型硅片兩面顯影后的柵線圖案上電鍍金屬柵線；去除金屬柵線區(qū)域外的干膜；腐蝕金屬柵線區(qū)域外的金屬薄膜層。

優(yōu)選的，所述步驟在制絨后的N型硅片的其中一面沉積第一本征非晶硅薄膜層和N型非晶硅薄膜層，另一面上沉積第二本征非晶硅膜層和P型非晶硅薄膜層為先沉積N型硅片兩面的第一本征非晶硅薄膜層和第二本征非晶硅薄膜層，再沉積N型非晶硅薄膜層、P型非晶硅薄膜層，或者先沉積N型硅片兩面的第一本征非晶硅薄膜層和第二本征非晶硅薄膜層，再沉積P型非晶硅薄膜層、N型非晶硅層。

優(yōu)選的，所述步驟在制絨后的N型硅片的其中一面沉積第一本征非晶硅薄膜層和N型非晶硅薄膜層，另一面上沉積第二本征非晶硅膜層和P型非晶硅薄膜層為先沉積N型硅片一面的第一本征非晶硅薄膜層和N型非晶 硅薄膜層，再沉積另一面的第二本征非晶硅薄膜層和P型非晶硅薄膜層，或者先沉積N型硅片一面的第二本征非晶硅薄膜層和P型非晶硅薄膜層，再沉積另一面的第一本征非晶硅薄膜層和N型非晶硅薄膜層。

優(yōu)選的，所述透明導(dǎo)電薄膜層為氧化銦錫薄膜、摻鋁氧化鋅薄膜、摻硼氧化鋅、摻鎢氧化銦、石墨烯薄膜中的至少一種。

優(yōu)選的，所述金屬薄膜層為Ag、Cu、Ni、Ti、TiN、Sn或NiCr中的至少一種。

優(yōu)選的，所述干膜為正性干膜或負(fù)性干膜中，所述干膜的厚度為15～40um，所述干膜采用激光掃描法進(jìn)行曝光。

優(yōu)選的，所述柵線圖案為多主柵圖案或橫縱交叉無主柵網(wǎng)格狀圖案。

優(yōu)選的，所述金屬柵線的細(xì)柵線寬度為5～20um，厚度為10-40um。所述金屬柵線為Ag、Cu、Ni、Sn或Cr中的至少一種。

優(yōu)選的，所述顯影采用的溶液為弱堿性蝕刻溶液，所述弱堿性蝕刻溶液為NA₂CO₃或K₂CO₃溶液。

優(yōu)選的，所述去除干膜采用的溶液為強(qiáng)堿性蝕刻溶液，所述強(qiáng)堿性蝕刻溶液為NAOH或KOH溶液。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，通過采用激光掃描法對干膜進(jìn)行曝光，使得電池柵線寬度可以制作到小于20um，這樣極大的減少了電池表面柵線的遮光面積，且不需要使用菲林或鉻板，減少了菲林或鉻板的損耗及頻繁更換的操作時(shí)間，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明

圖1為本發(fā)明一種太陽能電池的制備方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的多主柵圖案結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的橫縱向交叉網(wǎng)格狀無主柵圖案結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的異形圖案示意圖；

圖5為本發(fā)明一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池的制備方法，其包括如下步驟：

S101：在N型硅片的兩面清洗制絨，形成金字塔絨面；

S102：在制絨后的N型硅片的其中一面沉積第一本征非晶硅薄膜層和N型非晶硅薄膜層，另一面上沉積第二本征非晶硅膜層和P型非晶硅薄膜層；

S103：在N型非晶硅薄膜層和P型非晶硅薄膜層上沉積透明導(dǎo)電薄膜層；

S104：在N型硅片兩面的透明導(dǎo)電薄膜層上沉積金屬薄膜層；

S105：在N型硅片兩面貼上干膜；

S106：用激光掃描法將干膜曝光形成柵線圖案；

S107：N型硅片雙面顯影；

S108：在N型硅片兩面顯影后的柵線圖案上電鍍金屬柵線；

S109：去除金屬柵線區(qū)域外的干膜；

S110：腐蝕金屬柵線區(qū)域外的金屬薄膜層。

其中，所述干膜為正性干膜或負(fù)性干膜中，厚度為15-40um；所述干膜上的柵線圖案采用激光掃描法形成，將柵線圖案輸入到激光控制軟件內(nèi)，激光機(jī)按輸入的柵線圖案在干膜上掃描曝光，使得干膜表面形成柵線圖案；如圖2所示，所述干膜激光掃描曝光后柵線圖案為多主柵圖案，或如圖3所示，為橫縱交叉無主柵網(wǎng)格狀圖案，或如圖4所示，為其他異形圖案；所述干膜激光掃描曝光后細(xì)柵線寬度為5-20um。所述金屬柵線電極采用電鍍方式形成；所述第一本征非晶硅薄膜層、N型非晶硅薄膜層、第二本征非晶硅薄膜層和P型非晶硅薄膜層通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積；所述透明導(dǎo)電薄膜層和金屬薄膜層通過磁控濺射沉積。

具體的可以如下：

提供N型硅片，對N型硅片清洗和制絨，在N型硅片兩面形成金字塔絨面，然后在150-220℃溫度條件下，將N型硅片放置反應(yīng)腔中，往反應(yīng)腔中通入SiH₄和H₂的混合氣體，其中SiH₄的含量為10％至50％，H₂的含量為5％至20％，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積的方法在N型硅片的正面面上沉積形成第一本征非晶硅薄膜層。將形成第一本征非晶硅薄膜層的N型硅片放入摻雜腔內(nèi)，往摻雜腔中通入SiH₄、H₂以及含摻雜劑P的氣體，由此在第一本征非晶硅薄膜層上沉積N型非晶硅薄膜層。

再次將形成第一本征非晶硅薄膜層和N型非晶硅薄膜層的N型硅片放入反應(yīng)腔內(nèi)，往摻雜腔中通入SiH₄、H₂的混合氣體，在N型硅片的背面形成第二本征非晶硅薄膜層。將形成第二本征非晶硅薄膜層的N型硅片放入摻雜腔內(nèi)，往摻雜腔中通入SiH₄、H₂，并且同步通入含摻雜劑B的氣體，在第二本征非晶硅薄膜層上形成P型非晶硅薄膜層。

在P型非晶硅薄膜層和N型非晶硅薄膜層上分別通過磁控濺射的方法生成透明導(dǎo)電膜層和金屬層，然后在N型硅片兩面的金屬層上貼上干膜，用激光掃描法對干膜進(jìn)行曝光形成柵線圖案，用弱堿性顯影液NA₂CO₃或K₂CO₃溶液對柵線圖案減顯影，之后在柵線圖案區(qū)域電鍍金屬柵線。

采用強(qiáng)堿NAOH或KOH溶液退除金屬柵線區(qū)域外的干膜，用金屬蝕刻液腐蝕金屬柵線區(qū)域外的金屬薄膜層。

如圖5所示，為根據(jù)本發(fā)明制備的異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其包括：

N型硅片1；

設(shè)在N型硅片1其中一面的第一本征非晶硅薄膜層2以及另一面的第二本征非晶硅薄膜層3；

設(shè)在第一本征非晶硅薄膜層2上的N型非晶硅薄膜層4；

設(shè)在第二本征非晶硅薄膜層3上的P型非晶硅薄膜層5；

分別設(shè)在N型非晶硅薄膜層4和P型非晶硅薄膜層5上的透明導(dǎo)電薄膜層6；

分別設(shè)在N型硅片1兩面的透明導(dǎo)電薄膜層6上的金屬薄膜層7；

分別設(shè)在N型硅1片兩面的金屬薄膜層7上的曝光銀漿柵線電極8。

其中，所述第一本征非晶硅薄膜層2厚度為4-10nm、N型非晶硅薄膜 層4厚度為4-10nm、第二本征非晶硅薄膜層3厚度為4-10nm、P型非晶硅薄膜層5厚度為4-10nm、所述透明導(dǎo)電薄膜層6厚度為90-120nm、所述金屬薄膜層7厚度為50-300nm、所述金屬柵線8的細(xì)柵寬度為5-20um、所述金屬柵線8厚度為10-40um；

所述透明導(dǎo)電薄膜層6為氧化銦錫薄膜、摻鋁氧化鋅薄膜、摻硼氧化鋅、摻鎢氧化銦、石墨烯薄膜中的至少一種；

所述金屬薄膜層7為Ag、Cu、Al、Ni、Ti、TiN、Sn或NiCr薄膜中的至少一種。

所述金屬柵線電極8為Ag、Cu、Ni、Sn或Cr中的至少一種。

因?yàn)榧す馀c目前曝光用的紫外LED曝光燈源對比，方向性更好，激光束的發(fā)散角很小，幾乎是一平行的光線，且光斑的大小可以控制到20um以內(nèi)，不需要使用菲林、鉻板等MASK，另外激光掃描的圖案通過軟件輸入到激光器內(nèi)，然后通過軟件控制激光器內(nèi)的振鏡進(jìn)行掃描，掃描的柵線圖案可以很多樣化。所以本發(fā)明通過采用激光掃描替代菲林或鉻板方式對干膜進(jìn)行曝光，使得電池柵線寬度可以制作到小于20um，這樣極大的減少了電池表面柵線的遮光面積，且不需要使用菲林或鉻板，減少了菲林或鉻板的損耗及頻繁更換的操作時(shí)間，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率。本發(fā)明所采用的制備方法簡單易行，工藝可靠，電池的轉(zhuǎn)換效率高，且適合大規(guī)模生產(chǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。