一种太阳能电池透明电极的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池透明电极的制作方法，包括以下步骤：步骤一：对晶体硅片进行电池工艺前处理，依次进行制绒、制结、清洗和钝化工序；步骤二：纳米银线加入有机助剂制备纳米银线胶体；步骤三：将纳米银线胶体均匀覆盖在经电池前工艺处理后的硅片的表面；步骤四：在烘箱中进行烘干，纳米银线之间及纳米银线与硅片表面之间牢固结合形成纳米银线透明导电膜。步骤五：在纳米银线透明导电膜上制作金属电极。本发明专利技术采用简单的旋涂工艺，将纳米银线胶体涂敷在硅片的表面，经低温热处理形成纳米银线透明导电膜，显著降低了透明导电膜的制作工艺的复杂性及成本。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池透明电极的制作方法
本专利技术属于太阳能电池
，特别涉及一种太阳能电池透明电极的制作方法。
技术介绍
自1954年第一块太阳能电池在贝尔实验室诞生以来，晶体硅太阳能电池得到了广泛的应用，转换效率不断提升，生产成本持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的80％以上，晶体硅电池片的产线转换效率目前已突破21％，全球年新增装机容量接近70GW且增速明显，与火力发电的度电成本不断缩小，在未来几年有望与之持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。晶体硅太阳能电池要想继续保持竞争力、获得更大的发展与应用，必须进一步提高转换效率，同时降低生产成本。目前晶体硅电池的受光面电极采用银浆丝网印刷的方式形成近百条细栅和若干条主栅，此工序使用的物料成本昂贵，且银电极会造成电池片表面5％--7％的面积形成对光的遮挡，大大降低了电池片的转换效率。如何在减少遮光面积与保持良好的导电性之间进行平衡，是近几年晶体硅电池技术研究的一个重点。由于浆料技术与印刷技术的进步，晶体硅电池的受光面电极细栅宽度不断减小，根据SEMI预测，到2020年细栅的宽度将减小至35微米以下，同时主栅采用多主栅及无主栅。在这个栅线细化技术过程中，电极的遮光面积有所下降，导电性有所提升，同时获得了效率的提升与成本的下降。但随着栅线宽度的不断减小，电极制备的工艺难度不断加大，进一步提高效率、降低生产成本的空间缩小。为了彻底解决金属电极的光遮挡及成本问题，近年来透明导电膜在晶体硅电池中的应用日益受到重视。透明导电膜如ITO、FTO、AZO、BZO、IWO、石墨烯等，确实能够极大的降低金属栅线的光遮挡面积，提高电池的转换效率。但是这些透明导电膜目前的制作方法需要借助于昂贵的设备，且工艺控制及环境要求高，导致透明导电膜的制造成本难以短时间内降低。此外，这些透明导电膜的透光率和薄膜电阻之间的平衡也是难点之一。所以，选择一种高透光率、高导电性的透明电极材料，以及开发出简单、低廉的制作工艺是解决透明透明导电膜电极从实验室走向工业化生产的首要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池透明电极的制作方法，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种太阳能电池透明电极的制作方法，包括以下步骤：步骤一：对晶体硅片进行电池工艺前处理，依次进行制绒、制结、清洗和钝化工序；步骤二：纳米银线加入有机助剂制备纳米银线胶体；步骤三：将纳米银线胶体均匀覆盖在经电池前工艺处理后的硅片的表面；步骤四：在烘箱中进行烘干，纳米银线之间及纳米银线与硅片表面之间牢固结合形成纳米银线透明导电膜。步骤五：在纳米银线透明导电膜上制作金属电极。进一步的，步骤一中硅片为P型或N型的单晶或多晶硅片。进一步的，纳米银线的质量分数为0.5％～50％，纳米银线的直径为5～500nm，长度为5～100um；有机助剂为：电子级的乙基纤维素、无水乙醇、乙二醇、聚乙二醇、松油醇、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂。进一步的，步骤三中通过旋涂机将纳米银线胶体均匀覆盖在经电池前工艺处理后的硅片的表面；将经电池前工艺处理后的硅片固定在旋涂机的吸盘上，设定好转速及时间，将纳米银线胶体置于硅片中央，启动按钮，在硅片旋转产生的离心力作用下，旋涂机转速500～10000转/分，时间5～100秒，旋涂次数1～5次，每次滴加纳米银线胶体的量为0.5～5ml，旋涂后的薄膜厚度为50～1000nm。进一步的，步骤四中，烘箱为链式炉或非链式炉，热处理温度为100～500℃，时间为5～60分钟，加热方式为红外灯管加热或电阻加热。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：本专利技术采用简单的旋涂工艺，将纳米银线胶体涂敷在硅片的表面，经低温热处理形成纳米银线透明导电膜，显著降低了透明导电膜的制作工艺的复杂性及成本。本专利技术纳米银线透明导电膜相比于目前常用的ITO透明导电膜，其透光率和电导率均有明显的优势，将其用于晶硅电池电极可以进一步提高电池的转换效率。本专利技术提供的纳米银线透明导电膜及其制作方法可兼容几乎所有结构类型的晶硅电池，适用性广。附图说明图1工艺流程图。具体实施方式实施例1：一种太阳能电池透明电极的制作方法，包括以下步骤：步骤一：对掺硼的P型多晶硅片进行电池工艺前处理，依次经过制绒、扩散、清洗工艺处理。步骤二：纳米银线加入有机助剂无水乙醇制备纳米银线胶体；纳米银线的质量分数为10％，纳米银线的直径约为30nm，长度约为50um。步骤三：将经电池前工艺处理后的硅片固定在旋涂机的吸盘上，设定转速为5000转/分钟，时间为30秒；将约1ml的纳米银线胶体置于硅片中央，启动按钮，在硅片旋转产生离心力的作用下，纳米银线胶体均匀覆盖在整个硅片的表面。反复进行3次后，停止旋转，并关闭真空泵，取下硅片。步骤四：在链式红外烘箱中进行烘干，纳米银线之间及纳米银线与硅片表面之间牢固结合形成纳米银线透明导电膜。热处理温度为200℃，时间为30分钟。步骤五：在纳米银线透明导电膜上制作金属电极，用于电流汇集及电池片之间的电连接。实施例2：一种太阳能电池透明电极的制作方法，包括以下步骤：步骤一：对掺镓的P型单晶硅片进行电池工艺前处理，依次经过制绒、扩散制结、清洗、制作隧穿氧化层、制作掺杂多晶硅工艺处理。步骤二：纳米银线加入有机助剂聚乙二醇制备纳米银线胶体；纳米银线的质量分数为30％，纳米银线的直径约为20nm，长度约为100um。步骤三：将经电池前工艺处理后的硅片固定在旋涂机的吸盘上，设定转速为8000转/分钟，时间为80秒；将约0.5ml的纳米银线胶体置于硅片中央，启动按钮，在硅片旋转产生离心力的作用下，纳米银线胶体均匀覆盖整个掺杂多晶硅层。反复进行5次后，停止旋转，并关闭真空泵，取下硅片。步骤四：在链式红外烘箱中进行烘干，纳米银线之间及纳米银线与掺杂多晶硅层之间牢固结合形成纳米银线透明导电膜。热处理温度为300℃，时间为40分钟。步骤五：在纳米银线透明导电膜上制作金属电极，用于电流汇集及电池片之间的电连接。实施例3：一种太阳能电池透明电极的制作方法，包括以下步骤：步骤一：对N型单晶硅片进行电池工艺前处理，依次经过制绒、扩散制结、清洗、制作隧穿氧化层、制作掺杂多晶硅工艺处理。步骤二：纳米银线加入有机助剂松油醇制备纳米银线胶体；纳米银线的质量分数为40％，纳米银线的直径约为30nm，长度约为300um。步骤三：将经电池前工艺处理后的硅片固定在旋涂机的吸盘上，设定转速为10000转/分钟，时间为100秒；将约3ml的纳米银线胶体置于硅片中央，启动按钮，在硅片旋转产生离心力的作用下，纳米银线胶体均匀覆盖整个掺杂多晶硅层。反复进行2次后，停止旋转，并关闭真空泵，取下硅片。步骤四：在热空气烘箱中进行烘干，纳米银线之间及纳米银线与掺杂多晶硅层之间牢固结合形成纳米银线透明导电膜。热处理温度为400℃，时间为10分钟。步骤五：在纳米银线透明导电膜上制作金属电极，用于电流汇集及电池片之间的电连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池透明电极的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对晶体硅片进行电池工艺前处理，依次进行制绒、制结、清洗和钝化工序；步骤二：纳米银线加入有机助剂制备纳米银线胶体；步骤三：将纳米银线胶体均匀覆盖在经电池前工艺处理后的硅片的表面；步骤四：在烘箱中进行烘干，纳米银线之间及纳米银线与硅片表面之间牢固结合形成纳米银线透明导电膜；步骤五：在纳米银线透明导电膜上制作金属电极。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池透明电极的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对晶体硅片进行电池工艺前处理，依次进行制绒、制结、清洗和钝化工序；步骤二：纳米银线加入有机助剂制备纳米银线胶体；步骤三：将纳米银线胶体均匀覆盖在经电池前工艺处理后的硅片的表面；步骤四：在烘箱中进行烘干，纳米银线之间及纳米银线与硅片表面之间牢固结合形成纳米银线透明导电膜；步骤五：在纳米银线透明导电膜上制作金属电极。2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池透明电极的制作方法，其特征在于，步骤一中硅片为P型或N型的单晶或多晶硅片。3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池透明电极的制作方法，其特征在于，纳米银线的质量分数为0.5％～50％，纳米银线的直径为5～500nm，长度为5～100um；有机助剂为：电子级的乙基纤维素、无水乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵科雄，贾苗苗，许庆丰，
申请(专利权)人：隆基乐叶光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61