一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，具体步骤包括：1）在衬底上制作掩膜；2）对步骤1）中的掩膜进行开口，将掩膜开口做成无重合区域的点状开口；3）对步骤2）中的掩膜开口进行电镀金属，从而制成副栅线。通过上述方式，本发明专利技术一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，该方法解决电镀金属栅线尤其是副栅线的内部应力问题，更不易从衬底上脱落，即使局部脱落，也不易累及整条栅线，副栅线的形状不是非常细的直线，局部电流密度过大的情况可得到一定程度的缓解。

A method for preparing metal grating lines on the surface of solar cells

The invention discloses a method for preparing a metal grid on the surface of a solar cell. The specific steps include: 1) making a mask on a substrate; 2) opening the mask in step 1, making the mask opening into a dot-shaped opening without coincidence area; 3) electroplating metal on the mask opening in step 2, thereby making a sub-grid. Line. The method solves the internal stress problem of the electroplated metal grid line, especially the secondary grid line, and is not easy to fall off the substrate. Even if the partial fall off, the whole grid line is not easy to be involved. The shape of the secondary grid line is not a very thin straight line, and the local electricity is not easy. The situation can be alleviated to some extent.

【技术实现步骤摘要】
一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法
本专利技术涉及太阳能电池制造领域，尤其是涉及一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法。
技术介绍
对于晶硅太阳能电池的金属栅线制造来说，目前的主流工艺是利用丝网印刷工艺印刷导电银浆到太阳能电池上之后烧结的方法，但是由于银浆成本较高，采用镀铜工艺作为太阳能金属电极的方法已经大规模产业化多年。镀铜工艺首先需要在表面形成掩膜，并对掩膜进行开口，此工艺分两种情况：1.表面为绝缘层，例如氮化硅，二氧化硅，氮氧化硅等，此时要对绝缘层进行开口，开口后的绝缘层可当做电镀的掩膜。2.表面为导电层，例如金属叠层（Cu，Ag，W，Sn，Ti等等）或透明导电薄膜（ITO，IWO，ZnO等等），此时需要另外在导电层上做一个掩膜并在掩膜上开口。无论上述哪种情况，电镀前一定要有开口的掩膜，然后才能保证掩膜保护的区域不被电镀上。然而，由于掩膜开口为直线，电镀后，金属栅线底部与基底的接触也为直线，并且金属线为近似完美的直线，这样所造成的问题是电镀栅线内金属应力过大，进而容易造成电镀好的栅线脱落，而且，局部脱落的栅线会累及整条栅线，同时，过细的直线形状的副栅线会造成局部电流过大，进而增大太阳能电池的串联电阻。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，能够解决电镀金属栅线尤其是副栅线的内部应力问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，具体步骤包括：1）在衬底上制作掩膜；2）对步骤1）中的掩膜进行开口，将掩膜开口做成无重合区域的点状开口；3）对步骤2）中的掩膜开口进行电镀金属，从而制成副栅线。在本专利技术一个较佳实施例中，将步骤2）中的掩膜开口做成无重合区域的线状开口。在本专利技术一个较佳实施例中，将步骤2）中的掩膜开口做成有重合区域的点状开口。在本专利技术一个较佳实施例中，所述点状开口的形状种类包括圆形、椭圆形和多边形。在本专利技术一个较佳实施例中，所述电镀金属的材料为Ni、Cu、Ag、In、Sn、Al中的一种或几种，或者是几种的组合堆叠形式。在本专利技术一个较佳实施例中，所述电镀金属的的方法包括电沉积、光诱导沉积或化学沉积。在本专利技术一个较佳实施例中，当衬底为绝缘层，则掩膜可以选用氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅和氧化铝中的一种或几种，采用激光开口的方式对掩膜开口。在本专利技术一个较佳实施例中，当衬底为导电层，掩膜可以直接丝网印刷高分子材料，采用光刻、干膜光刻或利用喷墨打印等方法实现对掩膜开口。在本专利技术一个较佳实施例中，所述掩膜开口的开口宽度为5um-60um。在本专利技术一个较佳实施例中，电镀后的副栅线宽度为5um-80um。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，该方法解决电镀金属栅线尤其是副栅线的内部应力问题，更不易从衬底上脱落，即使局部脱落，也不易累及整条栅线，副栅线的形状不是非常细的直线，局部电流密度过大的情况可得到一定程度的缓解。附图说明图1为一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法电镀前副栅线局部区域三种掩膜开口形状的俯视图。图2为图1电镀后掩膜厚度小于电镀金属厚度的副栅线局部区域的俯视图。图3为图1电镀后掩膜厚度大于等于电镀金属厚度的副栅线局部区域的俯视图。图4为一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法制作的断开的金属栅线的显微镜俯视图。图5为一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法制作的连续的金属栅线的显微镜俯视图。具体实施方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，具体步骤包括：1）首先在在衬底上制作掩膜。2）然后对掩膜进行开口，将掩膜开口做成无重合区域的点状开口、无重合区域的线状开口或有重合区域的点状开口，所述点状开口的形状种类包括圆形、椭圆形和多边形，无重合区域的点状开口之间的间距和无重合区域的线状开口之间的间距均为0.01um-50um。当衬底为绝缘层，则掩膜可以选用氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅和氧化铝中的一种或几种，采用激光开口的方式对掩膜开口。当衬底为导电层，掩膜可以直接丝网印刷高分子材料，采用光刻、干膜光刻或利用喷墨打印等方法实现对掩膜开口。3）最后对掩膜开口进行电镀金属，从而制成副栅线，所述掩膜开口的开口宽度为5um-60um，电镀后的副栅线宽度为5um-80um。所述电镀金属的材料为Ni、Cu、Ag、In、Sn、Al中的一种或几种，或者是几种的组合堆叠形式。所述电镀金属的的方法包括电沉积、光诱导沉积或化学沉积。所述电镀金属后，如果金属高度比掩膜厚度多或多很多，断开的金属区域可以连接起来，依然可以形成连续或近似连续的金属栅线，如果金属高度比掩膜厚度差不多或少，金属栅线即使不连接起来，但也可以形成副栅线的作用，因为断开区域的电流可以通过衬底下面的导电区域传输。该方法解决电镀金属栅线尤其是副栅线的内部应力问题，更不易从衬底上脱落，即使局部脱落，也不易累及整条栅线，副栅线的形状不是非常细的直线，局部电流密度过大的情况可得到一定程度的缓解。实施例1应用于PERC太阳能电池制作时，该方法用于制作PERC太阳能电池的正面电极，在前表面氮化硅沉积完毕后，采用激光开口工艺，局部剥离氮化硅层，开口形状为无重合区域的线状开口，开口由大量10um宽，1mm长的线段所组成，上下相邻线段之间断开间距为30um，然后采用光诱导电镀，在无重合区域的线状开口内电镀1um厚度的镍层，放入500摄氏度烧结炉中烧结3分钟，使用1%氢氟酸浸泡1分钟去除表面镍氧化层，再次采用光诱导电镀电镀20um厚度的铜层，最后浸没于化学镀银溶液中3分钟，使铜表面包上金属银。实施例:2：应用于异质结太阳能电池制作时，该方法用于制作异质结太阳能电池前后表面电极，在前后表面TCO导电膜沉积完毕后，采用丝网印刷工艺，印刷8um厚的聚丙烯酸掩膜树脂于前表面上，形成大量15um直径的无重合区域的点状开口，上下相邻开口间距为10um，之后采用电镀，在无重合区域的点状开口内电镀20um厚度的铜，由于掩膜树脂仅有8um厚，电镀后，相邻开口内的铜长出开口后形成连续的副栅线，之后在铜层之外电镀1um厚的锡，最后采用有机溶剂浸泡2分钟去除掩膜树脂。对于背表面，同样适用此工艺。实施例3：应用于TopCon太阳能电池制作时，当TopCon太阳能电池背表面ITO制备完毕后，采用干膜光刻工艺，于干膜上形成有重合区域的点状开口，最大宽度为30um，最小宽度为15um，之后采用化学镀镍的方法，使样品浸没在80摄氏度化学镀镍药水中10分钟，在ITO层上，有重合区域的点状开口之中镀0.5um的镍金属层，之后采用光诱导电镀，继续镀15um厚的金属铜，最后继续采用光诱导电镀，电镀2um厚的银层防止氧化，采用PH=13.5氢氧化钠溶液喷淋5分钟去除干膜。实施例4应用于异质结太阳能电池制作时，该方法用于制作异质结太阳能电池前后表面电极，在前后表面TCO导电膜沉积完毕后，采用旋转涂布聚丙烯酸树脂于前表面ITO上，然后采用喷墨打印5%氢氧化钾溶液于树脂层上，形成大量25um直径的无重合区域的点状开口，上下相邻开口间距为10um，之后采用电镀，在开口内电镀8um厚度的铜，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，其特征在于，具体步骤包括：1）在衬底上制作掩膜；2）对步骤1）中的掩膜进行开口，将掩膜开口做成无重合区域的点状开口；3）对步骤2）中的掩膜开口进行电镀金属，从而制成副栅线。

【技术特征摘要】
1.一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，其特征在于，具体步骤包括：1）在衬底上制作掩膜；2）对步骤1）中的掩膜进行开口，将掩膜开口做成无重合区域的点状开口；3）对步骤2）中的掩膜开口进行电镀金属，从而制成副栅线。2.根据权利要求1所述的一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，其特征在于，将步骤2）中的掩膜开口做成无重合区域的线状开口。3.根据权利要求1所述的一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，其特征在于，将步骤2）中的掩膜开口做成有重合区域的点状开口。4.根据权利要求1或3所述的一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，其特征在于，所述点状开口的形状种类包括圆形、椭圆形和多边形。5.根据权利要求1所述的一种制备太阳能电池表面金属栅线的方法，其特征在于，所述电镀金属的材料为Ni、Cu、Ag、In、Sn、Al中的一种或几种，或者是几种的组合堆叠形式。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中天，
申请(专利权)人：苏州太阳井新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32