一种硅太阳能电池银电极的制备方法技术

技术编号:20078857 阅读:34 留言:0更新日期:2019-01-15 01:48
本发明专利技术公开了一种硅太阳能电池银电极的制备方法:首先对硅片表面预处理,使硅片的表面干净、光滑,然后,将预处理得到的硅片浸入含有硝酸银和氢氟酸的反应液中,用紫外光光照,使得硅片通过吸收光子被激发出电子,使银离子还原生成银并沉积在被氢氟酸腐蚀过的硅片表面上,从而在硅片表面形成银金属薄膜电极,对硅片干燥处理即完成制备。该方法工艺简单;避免了有机溶剂的使用,生产成本低;制备条件易控,银金属薄膜的大小、形状、厚度可控,从而可获得机械性能良好和导电性能优良的银电极,具有较好的实际应用前景。

Preparation of Silver Electrode for Silicon Solar Cells

The invention discloses a preparation method of silver electrodes for silicon solar cells: firstly, the surface of silicon wafer is pretreated to make the surface of silicon wafer clean and smooth, then, the silicon wafer obtained by pretreatment is immersed in the reaction solution containing silver nitrate and hydrofluoric acid, and the silicon wafer is stimulated by ultraviolet light through absorbing photons, so that silver ions are reduced to form silver and deposited in hydrofluoric acid. Silver metal thin film electrodes are formed on the surface of etched silicon wafers, which are prepared by drying the silicon wafers. The process is simple, the use of organic solvents is avoided, the production cost is low, the preparation conditions are easy to control, and the size, shape and thickness of silver metal films are controllable. Thus, silver electrodes with good mechanical and conductive properties can be obtained, which has good practical application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种硅太阳能电池银电极的制备方法
本专利技术涉及硅太阳能电池
,具体涉及一种硅太阳能电池银电极的制备方法。
技术介绍
目前,硅太阳能电池已经获得广泛的应用,在大规模应用和工业生产中占据主导地位。为了输出硅太阳能电池的电能,必须在电池上制作正、负两个电极,电极就是与电池p-n结两端形成紧密欧姆接触的导电材料。与n型区接触的电极是电流输出的负极,称正面极,与p型区接触的电极是电流输出的正极,称背电极,其作用是输出电流。现有技术中,硅太阳能电池电极的制备主要采用银(铝)浆印刷-烧结工艺,制备工序为:丝网印刷→印刷背电极→烘干→印刷背电场→烘干→印刷正电极→烧结→降温→测试分选包装。所用的银浆一般是由超细银粉(80%以上)、无机添加剂(5—10%)、有机粘合剂(10-15%)调合而成。烘干温度:250-400℃;烧结温度750--950℃。近年,光伏浆料市场需求巨大:2011年我国电池片产能超过30GW,2011年光伏银浆的产值达到100亿左右;2012亚洲电池片占全球85%,中国电池片占全球50%,2012年中国浆料市场超过15亿美元;2015年国内光伏累计装机再次上调50%,达到15GW。另外,硅太阳能电池电极的银(铝)浆印刷-烧结工艺存在的问题逐渐显现,引起人们的重视。主要问题有:工艺繁杂、产品缺陷多(易造成硅片弯曲、开裂等)、能耗大、成本高、污染大和接触电阻大等等。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种硅太阳能电池银电极的制备方法,用以解决现有硅太阳能电池电极导电性能差、制备过称繁琐、制备成本高、污染大的问题。为实现上述目的,本专利技术实施例提供一种硅太阳能电池银电极的制备方法,该制备方法包括以下步骤:步骤S1,硅片表面预处理;步骤S2,将预处理得到的硅片浸入含有硝酸银和氢氟酸的反应液中,用紫外光光照;步骤S3,光照至硅片表面生成银薄膜后,将硅片从反应液中取出,进行干燥处理。优选地,所述步骤S1主要包括以下步骤:步骤S11,清洗硅片,在超声波清洗器中,将硅片的表面用等离子水清洗10~20min,然后用丙酮清洗10~20min,再用去离子水冲洗硅片;步骤S12,硅片抛光处理,将硅片浸入抛光液中抛光3~10min,用去离子水冲洗,然后将硅片至于空气中干燥。优选地,所述步骤S12中,抛光液包含氢氟酸和稀盐酸,所述氢氟酸和稀盐酸的摩尔百分比为30~50:50~70,优选地,所述抛光液中包含氢氟酸20~40摩尔。优选地,所述步骤S2中,反应液中的硝酸银和氢氟酸的摩尔百分比为1~100:3~40。优选地,所述反应液包含0.01~1.0M硝酸银和0.03~0.4M的氢氟酸。优选地,所述步骤S2中,紫外光光照的功率密度为1~5w/cm2。优选地,所述步骤S2中,紫外光光照的时间为1~50min。本专利技术实施例具有如下优点:本专利技术实施例提供的硅太阳能电池银电极的制备方法,先对硅片表面预处理,从而得到表面光滑、干净的硅片,然后,将预处理得到的硅片浸入含有硝酸银和氢氟酸的反应液中,用紫外光光照,使得硅片通过吸收光子被激发出电子,使银离子还原生成银并沉积在被氢氟酸腐蚀过的硅片表面上,从而在硅片表面形成银金属薄膜电极,对硅片干燥处理即完成制备。该方法工艺简单;避免了有机溶剂的使用,生产成本低;制备条件易控,银金属薄膜的大小、形状、厚度可控,从而可获得机械性能和导电性能良好的银电极。附图说明图1为本专利技术实施例提供的硅太阳能电池银电极的制备方法流程图。图2为本专利技术实施例1提供的银电极的电子显微镜扫描图。图3为本专利技术实施例2提供的银电极的电子显微镜扫描图。图4为本专利技术实施例3提供的银电极的电子显微镜扫描图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术,但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示,本专利技术实施例提供的硅太阳能电池银电极的制备方法包括:步骤S1,硅片表面预处理:在超声波清洗器中,将硅片的表面用等离子水清洗15min,以去除硅片表面的灰尘类污染物,然后用丙酮清洗10min,以去除硅片表面的有机物类污染物,之后,再用去离子水冲洗硅片。将硅片浸入抛光液中抛光5min,使硅片表面光滑,用去离子水冲洗,然后将硅片至于空气中干燥。其中,抛光液包含氢氟酸和稀盐酸,氢氟酸和稀盐酸的摩尔百分比为3:5。步骤S2,将预处理得到的硅片浸入含有硝酸银和氢氟酸的反应液中,用紫外光光照:首先需要配置反应液,反应液包含0.01M的硝酸银和0.03M的氢氟酸,将反应液震荡均匀后,导入塑料反应器皿中,将预处理得到的硅片浸入反应液,同时开启紫外光固机,紫外光光照的功率密度为1w/cm2,光照的时间为1min。硅片在紫外光的照射下,通过吸收光子从而激发出电子,电子使反应液中的银离子还原生成银,沉积在被氢氟酸腐蚀过的硅片表面上,开始银薄膜的形核和生长,从而实现微纳米颗粒的均匀沉积。步骤S3,光照至硅片表面生成银薄膜后,将硅片从反应液中取出,进行干燥处理。将硅片从反应液中取出,先用滤纸吸干硅片上的残留液体,然后将硅片至于干燥的器皿中干燥。下面通过实施例来进一步说明本专利技术,但是本专利技术并不因此而受到任何限制。实施例1本实施例提供的硅太阳能电池银电极的制备方法,包括以下步骤:将单晶硅片先在超声波清洗器中,清洗频率设置为20kHz~30kHz,用等离子水清洗15min,去除其表面的灰尘类污染物,然后用丙酮清洗15min,以去除单晶硅片表面的有机物等污染物,之后,再用大量的去离子水冲洗;然后,将单晶硅片浸入抛光液中抛光5min,使硅片表面光滑,再大量的去离子水冲洗试样,在空气流中干燥。配置反应液,反应液组成为0.045M的HF和0.02M的AgNO3,震荡均匀后,将反应液导入塑料反应器皿中,再将清洗抛光过的单晶硅片浸入反应液中,同时开启紫外光固机,设置温度为15~25℃,紫外光的波长为365nm、光强为1000mw/cm2、固定功率光照2min。照射结束后,取出单晶硅片,用滤纸吸干硅片上残留液体,得到银电极,或称银薄膜电极。将得到的银薄膜电极进行电子显微镜扫描,得到SEM图,如图2(a)和图2(b)所示,可知,沉积在单晶硅片表面的银颗粒的粒径在0.05-0.1μm左右。实施例2本实施例提供的硅太阳能电池银电极的制备方法,包括以下步骤:将多晶硅片先在超声波清洗器中,清洗频率设置为20kHz~30kHz,用等离子水清洗15min,以去除其表面灰尘等污染物,接着在超声波清洗器中用丙酮清洗15min以去除多晶硅片表面的有机物等污染物,再用大量的去离子水冲洗试样,之后,将多晶硅片浸入抛光液中抛光5min,使硅片表面光滑,最后用大量的去离子水冲洗试样,在空气流中干燥。配置反应液,反应液组成为0.1M的HF和0.2M的AgNO3,震荡均匀后,导入塑料反应器皿中,再将清洗抛光过的多晶硅片浸入反应液中,同时开启紫外光固机,设置温度为15~25℃,紫外光的波长为365nm、光强为2000mw/cm2、固定功率光照10min。照射结束后,取出多晶硅片,用滤纸吸干硅片上残留液体,得到银电极,或称银薄膜电极。将得到的银薄膜电极进行电子显微镜扫描,得到SEM图,如图3(a)和图3(b)所示,可知,沉积在多晶硅片表面银颗粒的粒径在0.2-0.5μm左右。实施例3本实施例提供的硅太阳能电池银电极的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅太阳能电池银电极的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:步骤S1,硅片表面预处理;步骤S2,将预处理得到的硅片浸入含有硝酸银和氢氟酸的反应液中,用紫外光光照;步骤S3,光照至硅片表面生成银薄膜后,将硅片从反应液中取出,进行干燥处理。

【技术特征摘要】
1.一种硅太阳能电池银电极的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:步骤S1,硅片表面预处理;步骤S2,将预处理得到的硅片浸入含有硝酸银和氢氟酸的反应液中,用紫外光光照;步骤S3,光照至硅片表面生成银薄膜后,将硅片从反应液中取出,进行干燥处理。2.根据权利要求1所述的硅太阳能电池银电极的制备方法,其特征在于,所述步骤S1主要包括以下步骤:步骤S11,清洗硅片,在超声波清洗器中,将硅片的表面用等离子水清洗10~20min,然后用丙酮清洗10~20min,再用去离子水冲洗硅片;步骤S12,硅片抛光处理,将硅片浸入抛光液中抛光3~10min,用去离子水冲洗,然后将硅片至于空气中干燥。3.根据权利要求2所述的硅太阳能电池银电极的制备方法,其特征在于,所述步骤S12中,抛光液包含氢氟...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘白刘力睿
申请(专利权)人:深圳信息职业技术学院
类型:发明
国别省市:广东,44

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