一种硅太阳能电池合金电极及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种硅太阳能电池合金电极及其制备方法，制备方法包括：硅片表面预处理，使硅片的表面干净、光滑。将预处理得到的硅片浸入含有硝酸盐混合液和氢氟酸溶液的反应液中，用紫外光光照，使得硅片通过吸收光子被激发出电子，使硝酸盐混合液中的金属离子还原生成金属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合金电极，对硅片干燥处理即完成制备。该方法工艺简便，安全可靠、条件易控，报废率低，机械性能强。可将不同金属的优良性能结合，所制备的合金电极沉积效果良好，既满足导电性能的要求，又具有耗材少，成本低廉的优点，具有较好的实际应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种硅太阳能电池合金电极及其制备方法
本专利技术实施例涉及合金电极的制备工艺
，具体涉及一种硅太阳能电池合金电极及其制备方法。
技术介绍
太阳能电池作为一种新能源产品，逐渐得到广泛运用。为输出太阳能电池的电能，必须在电池上制作正、负两个电极。传统的电极制备方法是银(铝)浆印刷-烧结工艺制备，具体制备工序为：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，工艺繁杂。该制备工艺中所用的银浆一般是由80％以上的超细银粉、5～10％的无机添加剂、10～15％的有机粘合剂调合而成；烘干温度在250～400℃；烧结温度750～950℃。因此，在利用该制备工艺制作硅太阳能电池金属电极时，耗材大，成本高，而且银浆中的有机溶剂会影响银在硅片表面的沉积，沉积效果不理想，使电极薄膜覆盖不均匀，导电性能差。该制备工艺中烘干温度和烧结温度较高，能耗大，且在制备过程中极易导致硅片弯曲或开裂，甚至使硅片烧坏，报废率高。传统的硅太阳能电池大多采用以铝、铜、银和金为代表的金属薄膜电极。其中，银电极和金电极具有高电导率和高反射率等光电特性，但是在电池成本方面却存在劣势；而铝、铜电极相比于银、金电极显示出很好的成本优势，但导电性能不及银、金电极。因此，提高导电性能同时降低成本成为薄膜太阳能电池大规模应用的关键问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种硅太阳能电池合金电极及其制备方法，以解决现有技术中硅太阳能电极制备成本高、报废率高、导电性能差的问题。为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：在本专利技术的实施方式的第一方面中，提供了一种硅太阳能电池合金电极的制备方法，包括：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盐混合液和氢氟酸溶液的反应液中，用紫外光光照；步骤S3，将硅片从所述反应液中取出，进行干燥处理。在本专利技术的一个实施例中，所述反应液中还包含聚乙烯吡咯烷酮。在本专利技术的另一实施例中，所述步骤S2在超声波条件下进行，超声波的频率大小为20kHz～40kHz。在本专利技术的又一个实施例中，在所述步骤S2中，所述硝酸盐混合液为硝酸银和硝酸铜的混合液。在本专利技术的再一个实施例中，所述反应液包含0.01～1.0M的硝酸银、0.05～0.1M的硝酸铜、0.03～0.1M的氢氟酸、0.01～2.0M的聚乙烯吡咯烷酮。在本专利技术的再一个实施例中，所述步骤S1包括以下步骤:步骤S11，清洗：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，抛光：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。在本专利技术的再一个实施例中，所述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。在本专利技术的再一个实施例中，在所述步骤S2中，紫外光光照功率密度为1～5w/cm2，光照时长为1～50min。在本专利技术的实施方式的第二方面中，提供了一种硅太阳能电池合金电极。在本专利技术的再一个实施例中，所述硅太阳能电池合金电极为银铜合金电极。本专利技术的实施方式具有如下优点：本专利技术实施例提供的硅太阳能电池合金电极及其制备方法，将干净硅片浸入含硝酸盐混合液和氢氟酸溶液的反应液中，用紫外光光照，使得硅片通过吸收光子被激发出电子，使来自硝酸盐混合液中不同的金属离子还原生成对应的金属并沉积在被氢氟酸腐蚀过的硅片表面上，得到合金电极。该方法工艺简便，在制备过程中避免有机溶剂的使用，安全可靠，可以规模化生产。相对于传统的单金属电极，该方法将不同金属的优良性能结合，所制备的合金电极沉积效果良好，既满足导电性能的要求，又具有耗材少，成本低廉的优点。采用紫外光光照，制备条件易控且合金电极的沉积效果更均匀。在制备过程中无需高温烧结，避免了硅片的破碎或隐裂，报废率低，机械性能强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。图1为本专利技术的实施例提供的一种硅太阳能电池合金电极的制备方法流程图；图2为本专利技术的一实施例提供的银铜合金电极的电子显微镜扫描图；图3为本专利技术的一实施例提供的能谱成分分析图；图4为本专利技术的另一实施例提供的银铜合金电极的电子显微镜扫描图；图5为本专利技术的另一实施例提供的能谱成分分析图；图6为本专利技术的另一实施例提供的银铜合金电极的电子显微镜扫描图；图7为本专利技术的另一实施例提供的能谱成分分析图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，本实施例提供一种硅太阳能电池合金电极的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，硅片表面预处理；在本实施例中，首先在常温下(15～25℃)，将单晶硅片放入超声波清洗器中，将频率控制在20kHz，用等离子水清洗10min，以去除其表面的灰尘类污染物，然后用丙酮清洗10min，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。将单晶硅片浸入抛光液中抛光3min，使单晶硅片表面光滑，再大量的去离子水冲洗试样，在空气流中干燥。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30:50。步骤S2，将预处理得到的硅片浸入含有硝酸盐混合液和氢氟酸溶液的反应液中，用紫外光光照；在本实施例中，首先需要配置反应液，将0.01M硝酸银和0.01M的硝酸铜混合均有得到硝酸盐混合液，然后加入0.045M的氢氟酸，震荡均匀后得到反应液。将反应液倒入塑料反应器皿中，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。将紫外光固机的温度设为15℃，紫外光的波长为365nm，光强为1w/cm2，固定功率光照1min。步骤S3，将硅片从反应液中取出，进行干燥处理。在本实施例中，当紫外光光照至单晶硅片的表面生成银铜薄膜后，将单晶硅片从反应液中取出，用滤纸吸干单晶硅片上的残留液体，置于干燥器皿中干燥，得到硅太阳能电池银铜电极。具体地，在本实施例中将干净单晶硅片浸入含硝酸银、硝酸铜、氢氟酸溶液的反应液中，用紫外光光照，使得单晶硅片通过吸收光子被激发出电子，使来自硝酸银中的阴离子和硝酸铜中的铜离子还原生成银、铜，并沉积在被氢氟酸腐蚀过的单晶硅片表面，进而得到银铜合金电极。将得到银铜合金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铜颗粒的粒径在0.1～0.3μm左右，沉积均匀。将得到的银铜合金电极进行能谱成分分析，得到能谱成分分析图，如图3，由测试结果可知，本实施例得到的银铜合金电极中银、铜质量比例分别为30％和4％。本实施例提供的硅太阳能电池合金电极的制备方法，通过紫外光光照，使得单晶硅片通过吸收光子被激发出电子，使银、铜离子还原生成银、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅太阳能电池合金电极的制备方法，其特征在于，所述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盐混合液和氢氟酸溶液的反应液中，用紫外光光照；步骤S3，将硅片从所述反应液中取出，进行干燥处理。

【技术特征摘要】
1.一种硅太阳能电池合金电极的制备方法，其特征在于，所述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盐混合液和氢氟酸溶液的反应液中，用紫外光光照；步骤S3，将硅片从所述反应液中取出，进行干燥处理。2.根据权利要求1所述的硅太阳能电池合金电极的制备方法，其特征在于，所述反应液中还包含聚乙烯吡咯烷酮。3.根据权利要求1所述的硅太阳能电池合金电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S2在超声波条件下进行，超声波的频率大小为20kHz～40kHz。4.根据权利要求2或3所述的硅太阳能电池合金电极的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述硝酸盐混合液为硝酸银和硝酸铜的混合液。5.根据权利要求4所述的硅太阳能电池合金电极的制备方法，其特征在于，所述反应液包含0.01～1.0M的硝酸银、0.01～0.1M的硝酸铜、0.03～0.1M的氢氟酸、0.01～2.0M的聚乙烯吡咯烷酮。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘白，刘秀娟，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