一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片、制作方法和应用方法技术

本发明专利技术公开了一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片、制作方法和应用方法，所述的制作方法包括步骤一：制作光伏结构步骤二：在光伏结构两面掺杂非晶硅层表面各沉积一层TCO层；步骤三：在TCO层的表面制作与金属电极栅线相匹配的掩膜层图形，之后采用电镀法在TCO层上制作金属电极栅线，最后除去掩膜层。在步骤三金属化工艺流程中不需要物理气相沉积粘合层，无需进行金属回刻，降低了成本并缩短了工艺流程。本发明专利技术采用智能网无主栅技术或者叠瓦组件任一种方法将至少3片所制备的电池片组合起来。所采用的制备方法所制备的无主栅电池片不仅能够效率高，而且整个工艺流程中在多个环节降低了成本。

Non main grid double-sided plating metallized solar cell sheet, production method and application method

The invention discloses a double-sided electroplated metallized solar cell sheet without a main gate, a manufacturing method and an application method. The manufacturing method comprises the following steps: a photovoltaic structure step 2: a TCO layer is deposited on the surface of the amorphous silicon layer doped on both sides of the photovoltaic structure; and a metal electrode grid is fabricated on the surface of the TCO layer; and a metal electrode grid is fabricated on the surface of the TCO layer. Line-matching mask pattern, then using electroplating method to make metal electrode grid on the TCO layer, and finally remove the mask layer. There is no need for physical vapor deposition bonding layer and metal recrystallization in the step three metallization process, which reduces the cost and shortens the process flow. The invention adopts the intelligent network without main grid technology or any method of the imbricated assembly to combine at least three prepared battery sheets. The main grid-less battery sheet prepared by the method can not only have high efficiency, but also reduce the cost in many links in the whole process.

【技术实现步骤摘要】
一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片、制作方法和应用方法
本专利技术属于太阳能电池片领域，具体涉及一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片、制作方法和应用方法。
技术介绍
太阳能电池发电的本质就是利用光伏效应把光转换成电。普通的单面电池背面为全面铝层，从背面入射的光无法穿透该层。而这些入射光不仅无法得到利用转化为电，甚至其中一部分还会被背面铝层或组件材料吸收转化为热能提升电池的工作温度并降低其工作效率。与之相比，双面电池背面采用局部金属化可对背面入射的光进行利用来提升发电效率。在带来发电增益的同时，也意味着在同样的发电量下，双面电池能需要更少的组件、安装和运维成本以及更少的土地面积。高效异质结电池（HJT）不仅有着光致衰减低，温度系数低，开路电压和转化效率高等优点，其对称结构和高双面率更是使其可作双面电池并更具优势。然而，传统HJT的金属化采取丝网印刷低温银浆的工艺，其不仅成本昂贵，丝网印刷工艺难以形成更细的金属栅线也成为了提高其电池效率的掣肘。而在双面电池上，金属化带来的问题尤为凸显。使用电镀来替代丝网印刷可降低金属浆料成本，并且可实现更细的金属栅线提高电池效率。专利CN102403371A与CN106057919B中公开了一种具备金属格栅的太阳能电池，此种技术方案的缺陷是：1.需要利用物理气相沉积(PVD)的方法制备含有Ti或Ta的金属粘合层来提供电镀层足够的吸附力，此工艺不仅成本高，而且剥离掩膜层后要回刻金属。2.需要主栅线用于汇流与电池互联，因此电镀金属层需要足够的厚度以满足其所需的导电能力，然而这会产生吸附力问题并且会拉长生产时间。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片、制作方法和应用方法。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：制作光伏结构，包括晶硅衬底、位于衬底两面掺杂非晶硅层以及位于晶硅衬底和p型非晶硅层接触的非晶硅本征层，还可以包括或不包括位于晶硅衬底和n型非晶硅层接触的非晶硅本征层；步骤二：在光伏结构两面掺杂非晶硅层表面各沉积一层TCO层；步骤三：在TCO层的表面制作与金属电极栅线相匹配的掩膜层图形，之后采在TCO层上制作金属栅线，最后除去掩膜层。作为本专利技术的进一步改进，步骤三中所述的金属电极栅线包括采用电镀法沉积在TCO层上的导电层。所述的金属电极栅还包括或者不包括种子层或者保护层的任意一种或两种，所述的种子层或者保护层采用化学镀或者电镀法制作。相比于现有技术中惯用的使用PVD法制作种子层并在剥离掩膜后进行金属回刻，本专利技术采用电镀或化学镀法并且无需回刻金属，不仅节约了成本，减少了PVD法的高能量对TCO表层的损坏而且缩短了金属化工艺流程。作为本专利技术的进一步改进，所述的步骤三的制备方法包括三种制备工艺流程，包括：在光伏结构其中的一面的TCO表面上制作图形化的掩膜层，在此面形成金属电极栅线，在光伏结构另一面的TCO表面上制作图形化的掩膜层，在另一面形成金属电极栅线，双面去除掩膜层。进一步，所述的步骤三的制备工艺包括：在光伏结构的两面TCO表面上分别或同时制作图形化的掩膜层；在其中一面形成金属电极栅线；在另一面形成金属电极栅线；双面去除掩膜层。进一步，所述的步骤三的制备工艺包括：在光伏结构的两面TCO表面上分别或同时制作图形化的掩膜层；双面同时形成金属电极栅线；双面去除掩膜层。作为本专利技术的进一步改进，所述的金属电极栅线的制作步骤为依次在光伏结构的两面分别或同时制作种子层、双面同时制作导电层和保护层。作为本专利技术的进一步改进，所述的金属电极栅线的制作步骤为依次同时在光伏结构的两面制作种子层、在光伏结构的一面制作导电层与保护层后再在光伏结构的另一面完成导电层与保护层的制作。进一步，所述的掩膜层在双面的光伏结构上同时形成导电层或保护层后同时去除。进一步，所述的掩膜层在每一面形成导电层或者保护层后单独去除。作为本专利技术的进一步改进，所述的种子层由Ni或Ag任一种金属组成，所述的导电层由Cu、Ag、Sn或Ni任一种金属组成，所述的保护层由Sn或Ag任一种金属组成。作为本专利技术的进一步改进，所述的金属电极栅还包括或者不包括种子层或者保护层的任意一种或两种。作为本专利技术的进一步改进，所制作的金属电极栅线的宽度为12-45μm，高度为2-15μm，优选的，所制作的金属电极栅线的宽度为15-30μm，高度为5-12μm。作为本专利技术的进一步改进，在所述电池片的正面和背面相邻金属电极栅线之间的间距为0.75-1.75mm，在电池片的正面和背面所述的金属电极栅线的数目相同或者不同，位于正面和背面所述的金属电极栅线平行或者呈一定角度。作为本专利技术的进一步改进，优选的，在所述电池片的正面相邻金属电极栅线，栅线之间的间距为1.10-1.55mm；在所述电池片的背面包括120-180根金属电极栅线，栅线之间的间距为0.85-1.30mm。作为本专利技术的进一步改进，步骤三，还包括同时制备在TCO层上的冗余金属栅线，所述的冗余金属栅线的宽度小于500μm，优选的为12-45μm。其中位于电池边界处的冗余栅线可以用来平衡电流；位于电池中间的冗余栅线可以用来减少断栅、热斑造成的影响并提高电镀栅线的可靠性。根据以上所述的制作方法所制备的无主栅太阳能电池片，所述的太阳能电池片包括以下结构：光伏结构，包括晶硅衬底、位于衬底两面掺杂非晶硅层以及位于晶硅衬底和p型非晶硅层接触的非晶硅本征层，还可以包括或不包括位于晶硅衬底和n型非晶硅层接触的非晶硅本征层；位于光伏结构两面的TCO层；以及在每个TCO层的表面制作的金属电极栅线，所述的金属电极栅线包括一个导电层，还包括或者不包括种子层或者保护层的任意一种或两种。应用该无主栅太阳能电池片方法，包括采用智能网无主栅技术或者叠瓦组件任一种方法将至少3片所制作的无主栅太阳能电池片组合起来。对于采用叠瓦组件所组合的太阳能电池片，电池片中的冗余栅线可以用来支持电池间连接并增加电池间连接的可靠性。本专利技术的有益效果：相比现有太阳能电池制造技术，本专利金属化工艺流程中不需要PVD沉积粘合层且无需进行金属回刻，相比于现有HJT电池铜制程工艺，其大大降低了生产成本并缩短了工艺流程。之后在TCO膜上采用电镀、化学镀等多种方法制备金属电极栅线，所制备的金属栅线使用铜代替银作为金属电极导电层大大降低了金属化成本，并且所制备的电池栅线更细、导电性更强、双面率以及电池效率更高等优点。同时，这种有双面电镀金属化电极的异质结太阳能电池无金属主栅线。该电池的汇流与互联由我们开发的组件技术解决，因此其对栅线导电能力要求低，栅线电阻可大于5×10-6ohm*cm，同时降低了对栅线尺寸的要求。在整个工艺流程中在多个环节降低了成本。附图说明图1为本专利技术制造太阳能电池的第一种实施例的过程示意图；图2为本专利技术制造太阳能电池的第二种实施例的过程示意图；图3为本专利技术制造太阳能电池的第三种实施例的过程示意图；图4为本专利技术制造太阳能电池的第四种实施例的过程示意图；图5为无种子层金属栅线拉脱测试结果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：制作光伏结构，包括晶硅衬底、位于衬底两面掺杂非晶硅层以及位于晶硅衬底和p型非晶硅层接触的非晶硅本征层，还可以包括或不包括位于晶硅衬底和n型非晶硅层接触的非晶硅本征层；步骤二：在光伏结构两面掺杂非晶硅层表面各沉积一层TCO层；步骤三：在TCO层的表面制作与金属电极栅线相匹配的掩膜层图形，之后采在 TCO层上制作金属电极栅线，最后除去掩膜层。

【技术特征摘要】
1.一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：制作光伏结构，包括晶硅衬底、位于衬底两面掺杂非晶硅层以及位于晶硅衬底和p型非晶硅层接触的非晶硅本征层，还可以包括或不包括位于晶硅衬底和n型非晶硅层接触的非晶硅本征层；步骤二：在光伏结构两面掺杂非晶硅层表面各沉积一层TCO层；步骤三：在TCO层的表面制作与金属电极栅线相匹配的掩膜层图形，之后采在TCO层上制作金属电极栅线，最后除去掩膜层。2.根据权利要求1所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：步骤三中所述的金属电极栅线包括采用电镀法沉积在TCO层上的导电层。3.根据权利要求2所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：所述的金属电极栅线还包括或者不包括种子层或者保护层的任意一种或两种，所述的种子层或者保护层采用化学镀或者电镀法制作。4.根据权利要求1所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：所述的步骤三的制备方法包括：在光伏结构其中的一面的TCO表面上制作图形化的掩膜层，在此面形成金属电极栅线，在光伏结构另一面的TCO表面上制作图形化的掩膜层，在另一面形成金属电极栅线，双面去除掩膜层。5.根据权利要求1所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：所述的步骤三的制备方法包括：在光伏结构的两面TCO表面上分别或同时制作图形化的掩膜层；在其中一面形成金属电极栅线；在另一面形成金属电极栅线；双面去除掩膜层。6.根据权利要求1所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：所述的步骤三的制备方法包括：在光伏结构的两面TCO表面上分别或同时制作图形化的掩膜层；双面同时形成金属电极栅线；双面去除掩膜层。7.根据权利要求2-6任一项所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：所述的金属电极栅线的制作步骤为依次在光伏结构的两面分别或同时制作种子层、双面同时制作导电层和保护层。8.根据权利要求2-6任一项所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：所述的金属电极栅线的制作步骤为依次同时在光伏结构的两面制作种子层、在光伏结构的一面制作导电层与保护层后再在光伏结构的另一面完成导电层与保护层的制作。9.根据权利要求7所述的一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片的制作方法，其特征在于：所述的掩膜层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中天，姚宇，邓晓帆，
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