形成光伏电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于形成光伏电池的方法，所述光伏电池包括依据相反类型的导电性掺杂的至少两个半导电层的叠层，所述方法包括以下步骤：a)通过在所述叠层的至少一个面上进行印刷形成第一导电材料的第一图案(5)；b)通过在所述叠层的所述至少一个面上进行印刷形成绝缘材料的第二图案(7)，从而所述绝缘材料与所述第一图案的侧表面的至少一部分接触，并且所述第二图案的厚度小于所述第一图案的厚度；以及c)通过至少在所述第一图案上进行电解沉积形成至少一处第二导电材料(13)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于形成光伏电池的方法，并且更具体地，涉及一种用于形成光伏电池的包镀金属(métallisation)的方法。
技术介绍
光伏电池的包镀金属通常通过丝网印刷来形成。通常用于形成包镀金属的金属则为银。通过丝网印刷的印刷方法的不足在于所形成的包镀金属具有高电阻率。通过丝网印刷的印刷方法使用银基浆料。在印刷之后，对银基浆料的沉积物进行热处理，使得该沉积物能够变得致密，从而获得银的沉积层。在同质结光伏电池的情况下，该热处理在高温(例如约800℃)下进行，而在该热处理之后，银的沉积层的电阻率约为固体银的电阻率的两倍。在异质结光伏电池的情况下，该热处理约200℃的温度下进行，而在该热处理之后，银的沉积层的电阻率约为固体银的电阻率的四至五倍。为了降低在光伏电池上通过丝网印刷形成的包镀金属的电阻，可取的是增加沉积在电池上的银的量。从而导致其中包镀金属由丝网印刷形成的光伏电池的高制造成本。尤其由于使用包括厚度非常小的金属箔(也称为“印版”)和高粘度的浆料，丝网印刷方法能够形成窄的包镀金属。可获得尺寸小于50μm的图案。然而，包镀金属的高电阻使得不能形成高性能的光伏电池。此外，可通过电解沉积(电沉积)形成光伏电池的包镀金属来替代通过丝网印刷形成光伏电池的包镀金属。电解沉积方法的优点在于它们使得能够获得电阻率接近固体银的电阻率的银的沉积层这一事实。从而对于获得同样电阻的包镀金属，通过电解沉积来沉积的银的量显著地低于将通过丝网印刷沉积的银的量。与丝网印刷方法相比，对于同质结电池，电解沉积方法能够沉积约少2倍的金属；对于异质结电池，电解沉积方法能够沉积约少四至五倍的金属。电解沉积方法的另一优点在于可由银以外的金属(例如铜)来制成包镀金属这一事实。由于铜的电阻率接近银的电阻率，同时还较便宜，从而使得光伏电池的制造成本的降低。图5A为示意性示出了形成光伏电池的包镀金属的一个实例的俯视图。被称为“指状部”的导电图案105形成彼此平行且以规则的间隔隔开的窄线。被称为“母线(bus-bar)”的导电图案111形成比指状部105宽且垂直于指状部105定向的线。母线111形成彼此平行且以规则的间隔隔开的线。光伏电池暴露至光中使得在电池的所有暴露的区域中形成电荷。指状部105用来将这些电荷从它们的产生处传输至母线。母线111是为了接收铜的条(或线)，该铜的条(或线)通过焊接或粘接至母线，并且能够将电流从一个电池传输至另一个电池，并且能够将这些电池连接在一起。从而，封装这些互连的电池以形成光伏模块。在异质结光伏电池的情况下，在形成包镀金属之前，预先在电池的正面上形成光学透明的导电层。为了通过电解沉积形成这种电池的包镀金属，则可取的是，对透明导电层的在其上不期望形成金属的区域进行保护。为此，在透明导电层上，预先形成由绝缘材料制成的图案。绝缘材料的图案可通过光刻法来形成。然而，这种方法是昂贵的并且因此难以在制造光伏电池的方法中使用。一种方案还为利用激光来形成绝缘材料。为此，形成完全覆盖光伏电池的正面的绝缘层，然后利用激光来去除该绝缘层的多个部分以形成所需的图案。然而，在为了能够在制造光伏电池的方法结束时保留绝缘层而选定光学透明的绝缘层的情况下，由于要去除的层跟停止层一样是光学透明的，从而难以在不损坏下面的透明导电层的情况下形成各个图案。在不透明的绝缘层的情况下，尽管激光束被绝缘层部分吸收，但是仍然难以在不损坏下面的透明导电层的情况下完全去除所需区域中的绝缘材料。此外，电解沉积方法的不足在于所形成的包镀金属的低粘附性。在同质结电池的情况下，用于提高包镀金属对构成光伏电池的半导电层的叠层的各个面的粘附性的方案包括在形成包镀金属之前，形成例如由镍硅化物制成的下粘附层。但是，存在难以满足形成具有高粘附性的金属硅化物且同时避免短路的条件的折中。在异质结电池的情况下，在透明导电层上通过电解沉积所形成的包镀金属的粘附性甚至低于它们在半导电层上形成的情况下的粘附性。此外，由于金属硅化物在显著高于异质结电池能经受的温度下形成，所以难以形成由金属硅化物制成的下粘附层。因此，问题在于形成具有低电阻率和高粘附性的光伏电池的包镀金属。问题还在于通过具有降低的成本的方法来形成光伏电池的包镀金属。
技术实现思路
本专利技术尤其旨在解决这些问题。考虑到在异质结电池的情况下，在透明导电层上形成绝缘材料的图案的上述困难，本专利技术人还试图通过除光刻法和激光以外的方法来形成绝缘材料的图案。随后，他们试图利用印刷技术，例如丝网印刷来形成的绝缘材料的图案，并已确定某些问题。事实上，对于大表面的沉积所需要的低粘度导致丧失了绝缘材料印刷的图案界定。图6为示意性示出了能够例如在透明导电层上形成绝缘材料的图案的丝网印刷丝网的图案109的俯视图。图7为示意性示出了利用图6的丝网印刷丝网通过丝网印刷印刷得到的绝缘图案107的俯视图。如图7可以看出，在图案107边缘处产生的不规则铺设导致开口尺寸相当大的波动。开口尺寸的波动随着印刷的进行而增加。通过对丝网印刷丝网的表面进行定期清洗，能够避免开口的尺寸随着印刷的进行而减小，但是这并不能消除图案边缘的不规则性。因此，即使定期清洗丝网印刷丝网，仍然难以以可再现的方式形成约50μm尺寸的开口。本专利技术的目的进一步旨在解决这些问题。本专利技术涉及一种用于形成光伏电池的方法，所述光伏电池包括依据相反类型的导电性掺杂的至少两个半导电层的叠层，所述方法包括以下步骤：a)在所述叠层的至少一个面上通过印刷形成由第一导电材料制成的第一图案；b)在所述叠层的所述至少一个面上通过印刷形成由绝缘材料制成的第二图案，使得所述绝缘材料与所述第一图案侧表面的至少一部分接触，并且所述第二图案的厚度小于所述第一图案的厚度；以及c)通过电解沉积至少在所述第一图案上形成至少一处第二导电材料。上述类型的用于形成光伏电池的包镀金属的方法的优点与以下事实相关：该方法利用了在步骤a)期间，通过印刷预先形成的第一导电图案具有的高粘附性，以及在步骤c)期间，通过电解沉积形成的包镀金属的主要部分具有的低电阻率。其结果是形成的包镀金属具有低电阻率。此外，由于仅包镀金属的一部分通过印刷形成，从而降低了光伏电池的制造成本。上述类型方法的另一优点与以下事实相关：对第二绝缘图案的厚度进行选择，使得其小于第一导电图案的厚度。这使得通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成光伏电池的方法，所述光伏电池包括依据相反类型的导电性掺杂的至少两个半导电层的叠层，所述方法包括以下步骤：a)通过在所述叠层的至少一个面上进行印刷形成由第一导电材料制成的第一图案(5)；b)通过在所述叠层的所述至少一个面上进行印刷形成由绝缘材料制成的第二图案(7)，使得所述绝缘材料与所述第一图案侧表面的至少一部分接触，并且所述第二图案的厚度小于所述第一图案的厚度；以及c)通过至少在所述第一图案上进行电解沉积形成至少一处第二导电材料(13)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.04 FR 13584561.一种用于形成光伏电池的方法，所述光伏电池包括依据相反类型的导电
性掺杂的至少两个半导电层的叠层，所述方法包括以下步骤：
a)通过在所述叠层的至少一个面上进行印刷形成由第一导电材料制成的第
一图案(5)；
b)通过在所述叠层的所述至少一个面上进行印刷形成由绝缘材料制成的第
二图案(7)，使得所述绝缘材料与所述第一图案侧表面的至少一部分接触，并
且所述第二图案的厚度小于所述第一图案的厚度；以及
c)通过至少在所述第一图案上进行电解沉积形成至少一处第二导电材料
(13)。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，在步骤c)的电解沉积之后，
去除所述第二图案(7)的步骤d)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤a)期间，所述第一图
案(5)通过丝网印刷或通过直接非接触式印刷来形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤b)期间，所
述第二图案(7)通过丝网印刷或通过喷墨印刷来形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一图案(5)
的厚度与所述第二图案(7)的厚度之比介于1.2和2.5之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在步骤a)期间，所
述第一图案(5)的纵横比大于0.5。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一导电材料选
自包括银、铜和铝的组；或者所述第一导电材料为包括金属元素的材料，所述
金属元素选自包括银、铜和铝的组。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述绝缘材料为绝缘
的有机树脂。
9....

【专利技术属性】
技术研发人员：A·贝迪内利，弗雷德里克·巴尔比耶，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR