一种异质结太阳能电池电极的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种异质结太阳能电池电极的制作方法，包括提供正、背面已沉积铜种子层的硅片；在所述硅片的正、背面沉积牺牲层；在所述硅片正、背面的牺牲层上形成光阻层；通过曝光和显影在硅片正、背面的牺牲层上形成栅线图案；通过酸性溶液预处理，去除硅片正、背面的栅线图案区域的牺牲层；在硅片正、背面的栅线图案上电镀铜，形成铜栅线电极；通过碱性溶液，去除硅片正、背面的光阻层和牺牲层；通过金属蚀刻溶液，去除硅片正、背面的铜栅线区域外的铜种子层。本发明专利技术通过在铜种子层上增加一层牺牲层，对铜种子层起到了很好的保护效果，避免铜种子层在电镀前被氧化或被污染。

A Fabrication Method of Heterojunction Solar Cell Electrode

The invention discloses a method for manufacturing heterojunction solar cell electrodes, which includes providing silicon wafers with copper seed layer deposited on the front and back sides, depositing sacrificial layers on the front and back sides of the silicon wafers, forming photoresistive layers on the sacrificial layers on the front and back sides of the silicon wafers, and forming grating patterns on the sacrificial layers on the front and back sides of the silicon wafers by exposure and development, and pretreatment with acid solution. In addition to the sacrificial layer in the front and back of the silicon wafer, copper is plated on the front and back of the silicon wafer to form a copper grid electrode, the photoresistive layer and sacrificial layer on the front and back of the silicon wafer are removed by alkaline solution, and the copper seed layer outside the front and back of the silicon wafer is removed by metal etching solution. By adding a sacrificial layer on the copper seed layer, the invention has a good protective effect on the copper seed layer and avoids the oxidation or pollution of the copper seed layer before electroplating.

【技术实现步骤摘要】
一种异质结太阳能电池电极的制作方法
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种异质结太阳能电池电极的制作方法。
技术介绍
太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，太阳能电池发电的应用日益广泛并成为电力供应的重要能源。硅基异质结电池片是目前高效太阳能电池片研发的方向之一。硅基异质结电池片的衬底一般以N-型单晶硅片为主，一面通过与非晶硅薄膜形成P-N结作为发射极，另一面用以相同方法沉积的同类型的非晶硅层作为背接触。当非晶硅薄膜在硅片正反两边依次形成之后，下一步是通过PVD溅射的方法在正反两边依次沉积一层透明导电膜层，而后用电镀法在透明导电膜层表面形成铜金属栅线。在电镀铜栅线电极之前，需要用PVD溅射的方法沉积种子层作为电镀铜与导电氧化物之间的过渡结合层。为了提高太阳能器件的性能，其栅线电极的厚度必须要足够厚，以用来减小串联电阻，典型的要高于20微米。传统的溅射由于价格成本的原因不适用于铜栅线电极的制备，而往往是采用电镀的方式。电镀的方式需要先溅射几千埃的铜用于种子层的制备，以减少在初始镀覆期间的表面电位差。然而溅射铜种子层到电镀期间还需要经过铺设干膜、曝光、显影一系列过程，有的还需要经过退火、边缘绝缘处理等工艺，这样铜种子层表面很容易被氧化或被污染，电镀图案形成后，被氧化或被污染的界面会增加种子铜和电镀铜之间的接触电阻，从而降低太阳能器件的性能，而且有可能会导致铜栅线的剥离，影响太阳能器件的可靠性。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其制备的太阳能器件的可靠性高、性能好。为实现上述目的，本专利技术提供了一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其包括：提供正、背面已沉积铜种子层的硅片；在所述硅片的正、背面沉积牺牲层；在所述硅片正、背面的牺牲层上形成光阻层；通过曝光和显影在硅片正、背面的牺牲层上形成栅线图案；通过酸性溶液预处理，去除硅片正、背面的栅线图案区域的牺牲层；在硅片正、背面的栅线图案上电镀铜，形成铜栅线电极；通过碱性溶液，去除硅片正、背面的的光阻层和牺牲层；通过金属蚀刻溶液，去除硅片正、背面的铜栅线区域外的铜种子层。优选的，所述铜种子层为Cu、TiN、NiCu中的至少一种，其厚度为5-300nm，所述铜种子层通过PVD溅射沉积。优选的，所述牺牲层为两性金属或两性金属氧化物，所述两性金属或两性金属氧化物为Zn、Al、ZnO或AZO，其厚度为5-100nm，所述牺牲层通过PVD溅射沉积。优选的，所述光阻层通过铺设干膜、印刷光阻剂、涂布光阻剂或浸泡光阻剂形成。优选的，在所述硅片的正、背面沉积牺牲层之后，形成光阻层之前，还包括步骤对硅片进行烘烤、边缘绝缘处理。优选的，所述曝光的光源为紫外光源，波长范围为190-400nm。优选的，所述显影用的溶液为NA2CO3、K2CO3、NAHCO3、KHCO3溶液中的至少一种，酸性溶液为H2SO4、HCL、HNO3、HF、磷酸、醋酸中的至少一种，所述碱性溶液为NAOH、KOH溶液中的至少一种，所述金属蚀刻液为碱性蚀刻或酸性蚀刻液。优选的，所述预处理方式为浸泡、喷淋、超声波、鼓泡中的至少一种，预处理时间为10-300S。优选的，所述铜栅线包含铜栅线层和铜栅线保护层，所述铜栅线保护层为锡层，所述铜栅线宽度为10-150um，厚度为5-50um。优选的，所述光阻层及牺牲层去除方式为浸泡、喷淋、超声波、鼓泡中的至少一种，去除处理时间为30-300S。本专利技术采用上述技术方案，通过在铜种子层上增加一层牺牲层，对铜种子层起到了很好的保护效果，避免了铜种子层在电镀前被氧化或被污染，从而减小了种子铜和电镀铜之间的接触电阻，更加有效地防止了后续电镀的栅线电极剥离，进而提高了太阳能器件的可靠性，加大了光电转换效率，提高了其性能。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术一种异质结太阳能电池电极的制作方法的流程图示意图；图2为本专利技术实施例1正、背面已沉积铜种子层的硅片的结构示意图；图3为本专利技术实施例1硅片的正、背面沉积牺牲层的结构示意图；图4为本专利技术实施例1硅片正、背面的牺牲层上形成光阻层的结构示意图；图5为本专利技术实施例1通过曝光和显影在硅片正、背面的牺牲层上形成栅线图案的结构示意图；图6为本专利技术实施例1通过酸性溶液预处理，去除硅片正、背面的栅线图案区域的牺牲层的结构示意图；图7为本专利技术实施例1在硅片正、背面的栅线图案上电镀铜，形成铜栅线电极的结构示意图；图8为本专利技术实施例1通过碱性溶液，去除硅片正、背面的光阻层及牺牲层的结构示意图；图9为本专利技术实施例1通过金属蚀刻溶液，去除硅片正、背面的铜栅线区域外的铜种子层的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种异质结太阳能电池电极的制作方法，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术公开了一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其步骤包括：S101：提供正、背面已沉积铜种子层的硅片；S102：在所述硅片的正、背面沉积牺牲层；S103：在所述硅片正、背面的牺牲层上形成光阻层；S104：通过曝光和显影在硅片正、背面的牺牲层上形成栅线图案；S105：通过酸性溶液预处理，去除硅片正、背面的栅线图案区域的牺牲层；S106：在硅片正、背面的栅线图案上电镀铜，形成铜栅线电极；S107：通过碱性溶液，去除硅片正、背面的的光阻层和牺牲层；S108：通过金属蚀刻溶液，去除硅片正、背面的铜栅线区域外的铜种子层。具体的步骤可以如下：实施例1：如图2所示，提供正、背面已沉积铜种子层2的硅片1，所述铜种子层2为Cu层，铜种子层2厚度为5nm。如图3所示，在所述硅片1的正、背面沉积一层牺牲层3，所述牺牲层3为Zn。所述牺牲层3厚度为5nm，所述铜种子层2与牺牲层3通过PVD溅射沉积。如图4所示，在所述硅片1正、背面的牺牲层3上形成一层光阻层4，所述光阻层4形成方式为铺设干膜、印刷光阻剂、涂布光阻剂、浸泡光阻剂中的一种，在所述硅片1的正、背面沉积一层牺牲层3之后与形成光阻层4之前，可以增加烘烤、边缘绝缘处理。如图5所示，通过曝光和显影在硅片1正、背面的牺牲层3上形成栅线图案51，所述曝光的光源为紫外光源，波长范围为190nm，所述显影用的溶液为NA2CO3溶液。如图6所示，通过酸性溶液预处理，去除硅片1正、背面的栅线图案51区域的牺牲层3，所述酸性溶液为H2SO4,所述预处理方式为浸泡、喷淋、超声波、鼓泡中的至少一种，预处理时间为10S。如图7所示，在硅片1正、背面的栅线图案52上电镀铜，形成铜栅线电极6，所述铜栅线6包含铜栅线层和铜栅线保护层，所述铜栅线保护层为锡层，所述铜栅线6宽度为10，厚度为5。如图8所示，通过碱性溶液，去除硅片1正、背面的的光阻层4及牺牲层3，所述碱性溶液为NAOH，所述光阻层4及牺牲层5去除方式为浸泡，去除处理时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其特征在于，包括：提供正、背面已沉积铜种子层的硅片；在所述硅片的正、背面沉积牺牲层；在所述硅片正、背面的牺牲层上形成光阻层；通过曝光和显影在硅片正、背面的牺牲层上形成栅线图案；通过酸性溶液预处理，去除硅片正、背面的栅线图案区域的牺牲层；在硅片正、背面的栅线图案上电镀铜，形成铜栅线电极；通过碱性溶液，去除硅片正、背面的的光阻层和牺牲层；通过金属蚀刻溶液，去除硅片正、背面的铜栅线区域外的铜种子层。

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其特征在于，包括：提供正、背面已沉积铜种子层的硅片；在所述硅片的正、背面沉积牺牲层；在所述硅片正、背面的牺牲层上形成光阻层；通过曝光和显影在硅片正、背面的牺牲层上形成栅线图案；通过酸性溶液预处理，去除硅片正、背面的栅线图案区域的牺牲层；在硅片正、背面的栅线图案上电镀铜，形成铜栅线电极；通过碱性溶液，去除硅片正、背面的的光阻层和牺牲层；通过金属蚀刻溶液，去除硅片正、背面的铜栅线区域外的铜种子层。2.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其特征在于：所述铜种子层为Cu、TiN、NiCu中的至少一种，其厚度为5-300nm，所述铜种子层通过PVD溅射沉积。3.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其特征在于：所述牺牲层为两性金属或两性金属氧化物，所述两性金属或两性金属氧化物为Zn、Al、ZnO或AZO，其厚度为5-100nm，所述牺牲层通过PVD溅射沉积。4.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其特征在于：所述光阻层通过铺设干膜、印刷光阻剂、涂布光阻剂或浸泡光阻剂形成。5.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池电极的制作方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超华，杨与胜，王树林，宋广华，罗骞，庄辉虎，
申请(专利权)人：福建金石能源有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35