一種太陽能電池柵線的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能電池柵線的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏市場對多晶硅轉(zhuǎn)換效率的要求越來越高，現(xiàn)在得益于金屬漿料技術(shù)、絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版技術(shù)的持續(xù)提升，絲網(wǎng)印刷正面電極細(xì)柵線的電阻率不斷降低，細(xì)柵線的寬度也越來越小，從之前的120 μ m逐漸降低到目前的55 μ m左右。細(xì)柵線寬度的下降對優(yōu)化太陽電池的遮光面積和橫向電阻損耗帶來極大幫助，使光伏行業(yè)的多晶硅太陽電池量產(chǎn)效率已經(jīng)從十年前的15%不到，提升到現(xiàn)在的18.20Z0o
[0003]太陽能電池金屬電極的制作過程為:背面絲網(wǎng)印刷銀漿一烘干一背面絲網(wǎng)印刷鋁漿一烘干一正面絲網(wǎng)印刷銀漿一烘干一燒結(jié)。由于現(xiàn)有網(wǎng)版線徑、厚度以及漿料固體顆粒粒徑的限制，絲網(wǎng)印刷燒結(jié)的正面電極柵線的寬度已經(jīng)基本達(dá)到極限值55 μπι，柵線寬度如再繼續(xù)降低，將會產(chǎn)生虛印、斷柵、結(jié)點(diǎn)等印刷不良問題。通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)降低柵線線寬已基本難以實現(xiàn)。
[0004]另外一種已經(jīng)被證明適合規(guī)?；a(chǎn)但還沒有推廣開的正面電極制作技術(shù)是激光局部開膜結(jié)合光誘導(dǎo)電鍍。但同樣的，由于激光光斑尺寸的限制，以及電鍍過程中鍍層沿橫向的生長，使得這種技術(shù)制作的細(xì)柵線的寬度也被限制在35 μπι以上，難以繼續(xù)降低。
[0005]公開號為CN103367541A的中國專利公開了一種基于光刻掩膜法和液相法制備太陽能電池銀線網(wǎng)格電極的方法，其中提出了一種低寬度細(xì)柵線的制備方法，該方法利用光刻技術(shù)在裸硅片上覆蓋一層光刻膠，光刻膠經(jīng)選擇性曝光、顯影后，形成具有細(xì)柵線圖案的光刻膠掩膜窗口 ；在細(xì)柵線窗口區(qū)域，用液相法使AgNOjP HF溶液與硅反應(yīng)生成Ag顆粒沉積下來；去除光刻膠掩膜層后，經(jīng)高溫退火燒結(jié)使Ag顆粒相互連接起來，并且與硅表面形成歐姆接觸。盡管該專利技術(shù)能夠獲得低寬度的細(xì)柵線，但存在以下明顯的缺點(diǎn):容易在裸硅表面引入沾污；細(xì)柵線高度難以控制，得不到足夠高的細(xì)柵線；為了制作成完整的晶體硅電池，后續(xù)還需進(jìn)行鍍膜、鋁背場燒結(jié)，這些高溫過程會使硅片上的Ag原子部分向硅片內(nèi)部的PN結(jié)擴(kuò)散，破壞Ag與硅表面的歐姆接觸引起重金屬沾污，使電池的性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種太陽能電池柵線的制備方法，該柵線的寬度較低。
[0007]本發(fā)明提供了一種太陽能電池柵線的制備方法，包括:
[0008]Α)在半成品電池片的正面與背面均涂抹一層光刻膠，然后進(jìn)行軟烘、曝光、后烘、顯影與堅膜；所述半成品電池品由依次設(shè)置的鈍化膜、N型層、P型基底組成，所述P型基底的背面設(shè)有背電極與鋁背場；
[0009]B)將步驟Α)中得到的電池片用酸溶液進(jìn)行腐蝕；
[0010]C)將步驟B)中得到的電池片進(jìn)行電鍍銀；
[0011]D)將步驟C)中得到的電池片進(jìn)行光刻膠剝離，再進(jìn)行退火處理，得到含有柵線的電池片。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟A)中的涂抹具體為:
[0013]先在300?700rpm轉(zhuǎn)速下旋涂3?10s，然后2000?4000rpm轉(zhuǎn)速下旋涂25?
45s0
[0014]優(yōu)選的，所述步驟A)中正面與背面涂抹一層光刻膠的厚度各自獨(dú)立地為I?4 μ mD
[0015]優(yōu)選的，所述光刻膠為正性光刻膠或負(fù)性光刻膠。
[0016]優(yōu)選的，所述軟烘的溫度60°C?120°C ;所述軟烘的時間為25?80s。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟B)中的酸溶液為HF溶液；所述HF的質(zhì)量濃度為5 %?10 %。
[0018]優(yōu)選的，所述腐蝕的時間500?1200s。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟C)中的電鍍?yōu)楣庹T導(dǎo)電鍍；所述光誘導(dǎo)電鍍的時間為120?360so
[0020]優(yōu)選的，所述步驟D)中光刻膠剝離的溫度為40°C?80°C;所述剝離的時間為60?150so
[0021]優(yōu)選的，所述步驟D)中退火的溫度為400°C?550°C ;退火的時間為10?20s。
[0022]本發(fā)明提供了一種太陽能電池柵線的制備方法，包括:A)在半成品電池片的正面與背面均涂抹一層光刻膠，然后進(jìn)行軟烘、曝光、后烘、顯影與堅膜；所述半成品電池品由依次設(shè)置的鈍化膜、N型層、P型基底組成，所述P型基底的背面設(shè)有背電極與鋁背場；B)將步驟A)中得到的電池片用酸溶液進(jìn)行腐蝕；C)將步驟B)中得到的電池片進(jìn)行電鍍銀；D)將步驟C)中得到的電池片進(jìn)行光刻膠剝離，再進(jìn)行退火處理，得到含有柵線的電池片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在鈍化膜的表面涂抹光刻膠進(jìn)行柵線制備，有鈍化膜的保護(hù)可減少制備過程中對N型層的污染，同時光刻膠也可避免電鍍過程中銀沉積到鈍化膜的針孔上，最后由于光刻膠的厚度大于柵線，使柵線的電鍍沉積始終發(fā)生在柵線電極窗口區(qū)域內(nèi)，避免了柵線的橫線生長，可很好地控制柵線的寬度，從而使柵線的寬度降低。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例1中得到的涂有光刻膠的半成品電池片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例1中得到的正面光刻膠上開出超細(xì)柵線電極窗口的半成品電池片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例1中得到的腐蝕后的電池片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實施例1中得到的電鍍后的電池片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實施例1中得到的含有柵線的電池片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]本發(fā)明提供了一種太陽能電池柵線的制備方法，包括:A)在半成品電池片的正面與背面均涂抹一層光刻膠，然后進(jìn)行軟烘、曝光、后烘、顯影與堅膜；所述半成品電池品所述半成品電池品由依次設(shè)置的鈍化膜、N型層、P型基底組成，所述P型基底的背面設(shè)有背電極與鋁背場；B)將步驟A)中得到的電池片用酸溶液進(jìn)行腐蝕；C)將步驟B)中得到的電池片進(jìn)行電鍍銀；D)將步驟C)中得到的電池片進(jìn)行光刻膠剝離，再進(jìn)行退火處理，得到含有柵線的電池片。
[0030]其中，本發(fā)明對所有原料的來源并沒有特殊的限制，為市售即可。
[0031]半成品電池片的正面與背面均涂抹一層光刻膠，其中所述涂抹的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法即可，并無特殊的限制，本發(fā)明優(yōu)選采用旋涂的方法，更優(yōu)選按照以下步驟進(jìn)行涂抹:先在300?700rpm，優(yōu)選為400?500rpm的轉(zhuǎn)速下旋涂3?10s，優(yōu)選為4?7s，然后2000?4000rpm，優(yōu)選為2500?3500rpm轉(zhuǎn)速下旋涂25?45s，優(yōu)選為25?35s ；正面與背面涂抹的光刻膠的厚度優(yōu)選各自獨(dú)立地為I?4 μπι，更優(yōu)選為1.5?3 μπι;所述光刻膠的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的光刻膠即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為正性光刻膠或負(fù)性光刻膠。
[0032]然后進(jìn)行軟烘、曝光、后烘、顯影與堅膜；所述軟烘的溫度優(yōu)選為60°C?120°C，更優(yōu)選為60°C?100°C，再優(yōu)選為60°C?80°C ;所述軟烘的時間優(yōu)選為25?80s，更優(yōu)選為25?60s，再優(yōu)選為25?40s ;所述曝光的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法即可，并無特殊的限制，優(yōu)選采用1:1的全尺寸掩膜版；所述曝光的劑量優(yōu)選為10?30mj/cm2，更優(yōu)選為10?25mj/cm2，再優(yōu)選為12?20mj/cm2;所述后烘的溫度優(yōu)選為100°C?120°C，更優(yōu)選為100°C?110Γ ;所述顯影所用的顯影液為上述光刻膠相對應(yīng)的顯影液，當(dāng)光刻膠為正性光刻膠時，所述顯影液優(yōu)選為四甲基氫氧化銨(TMAH)溶液，當(dāng)光刻膠為負(fù)性光刻膠時，所述顯影液優(yōu)選為二甲苯溶液；所述顯影的時間優(yōu)選為60?480s，更優(yōu)選為80?400s，再優(yōu)選為80?200s ;顯影后優(yōu)選進(jìn)行漂洗，然后再進(jìn)行堅膜；所述漂洗的漂洗液為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的漂洗液即可，并無特殊的限制，本發(fā)明優(yōu)選為乙酸丁酯、乙醇與三氯乙烯中的一種或多種；所述堅膜的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法即可，并無特殊的限制，本發(fā)明優(yōu)選堅膜的溫度為100°C?120°C，更優(yōu)選為100°C?110°C ;所述堅膜的時間優(yōu)選為60?120s，更優(yōu)選為60?100s，再優(yōu)選為60?80s。
[0033]堅膜處理后，將電池片用酸溶液進(jìn)行腐蝕，所述酸溶液為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的酸溶液即可，并無特殊的限制，本發(fā)明優(yōu)選為HF溶液；所述HF溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為5%?10%，更優(yōu)選為5%?8%。酸溶液腐蝕未被光刻膠覆蓋的電池片表面的鈍化膜，從而形成柵線電極窗口 ；本發(fā)明優(yōu)選柵線電極窗口的寬度為0.5?3 μ m，更優(yōu)選為I?2 μ m。
[0034]將腐蝕后的電池片進(jìn)行電鍍；所述電鍍的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為光誘導(dǎo)電鍍，即將腐蝕后的電池片放入銀電鍍液中進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍；所述光誘導(dǎo)電鍍的時間優(yōu)選為120?360s，更優(yōu)選為150?300s，更優(yōu)選為150?250s ;所述電鍍得到的銀柵線的高度優(yōu)選為0.5?3 μm，更優(yōu)選為I?2 μπι。
[0035]本發(fā)明使柵線的寬度可降低至3 μπι以下，非常有利于正面電極的遮光面積和橫向電阻的優(yōu)化。相比與目前的柵線寬度56 μm，數(shù)量100根左右，寬度降至3 μπι以下，柵線的數(shù)量可提高至1000根以上，同時遮光面積還能降低30%以上；柵線數(shù)量增加后，柵線的橫向距離降低，使得橫向電阻下降。遮光面積和橫向電阻的降低有利于太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的提升。
[0036]當(dāng)柵線寬度降低至I μπι左右時，由于與太陽光的波長可以比擬，將發(fā)生光的衍射效應(yīng)，可提高入射光的透射率，也有助于太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的提升。
[0037]將電鍍后的電池片進(jìn)行光刻膠剝離，將正面與背面的光刻膠全部除去；所述光刻膠剝離的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法，即將電鍍后的電池片放入光刻膠剝離液中進(jìn)行剝離，并無特殊的限制；所述剝離優(yōu)選以水浴的方式加熱；所述剝離的溫度優(yōu)選為40°(:?80°(:，更優(yōu)選為40°C?60°C ;所述剝離的時間優(yōu)選為60?500s，更優(yōu)選為80?300s，再優(yōu)選為80?200s。
[0038]光刻膠剝離后，優(yōu)選經(jīng)乙醇與去離子洗滌，烘干后，再進(jìn)行退火處理。所述退火處理的溫度優(yōu)選為400 °C?550 °C，更優(yōu)選為400 °C?500 °C;所述退火處理的溫度優(yōu)選為10?20s，更優(yōu)選為10?15s。通過退火處理，可使柵線與電池片的N型層形成歐姆接觸