一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜及太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜及太阳能电池，包括太阳能电池基底，所述太阳能电池基底的正面及背面均设置有导电金属层，所述导电金属层上至少覆盖有一层不导电的绝缘掩膜层，位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层被去除以露出下方的导电金属层。本实用新型专利技术的图形化掩膜及太阳能电池不仅材料成本低廉、制作工艺简单、废液排放少，而且能有效缩短制造工时。而且能有效缩短制造工时。而且能有效缩短制造工时。

【技术实现步骤摘要】
一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜及太阳能电池


[0001]本技术涉及光伏电池加工领域，尤其涉及一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜及太阳能电池。

技术介绍

[0002]目前太阳能产业的晶体硅太阳电池，其前表面电极是利用丝网印刷银浆并烧结的技术形成图案化的Ag栅线。但此种方法生产的电极栅线高宽比例小，导致电池遮光面积较大；烧结后浆料中有机物质的残留及结构缺陷导致栅线电阻较大；而银的价格昂贵，且烧结温度高(700
‑
800℃)，不利于转化效能提升与降低生产制作成本。
[0003]然而随着双面异质接面(HIT)太阳能电池逐渐成为未来高效太阳能电池的领头羊之后，传统的银浆印刷与高温烧结不再适用并满足于异质接面(HIT)太阳能电池的元件特性。掺锡的氧化铟(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜作为一种用半导体材料制备而成的透明导电薄膜，具有高电导率、高可见光透过率(大于90％)、抗擦伤等众多优良的物理性能，以及良好的化学稳定性和一些其他的半导体特性，容易制备成电极图形，己经被广泛地应用于双面异质接面(HIT)太阳能电池中。现有的方法通常是先在ITO底材上溅镀一层薄铜膜当种子层(Seed layer)，接着再运用黄光微影工艺(Photo Lithography)将线路图案转移至光阻干膜(photo resistor)，再进行铜电镀。其后移除光阻并进行铜回蚀，将先前的薄铜膜种子层腐蚀直至金属线路图案显露出来。此种图形制作方法的图形化线路精准度虽然高，但由于使用材料包含光阻干膜、光罩及显影剂等昂贵材料，且显影及光阻去除的废液排放量大，排放时会造成环境污染；加上所使用的设备包含干膜层压机、曝光机、显影机及光阻去除机的成本及造价昂贵，工艺步骤繁琐，不利于量产及降低生产成本。
[0004]另外在现有的异质接面(HIT)太阳能电池的电镀工艺图形化掩膜的制作方法，很容易受到(1)ITO膜会与酸性感光材料(光阻)材料起作用及(2)光阻干膜容易受到碱性镀液侵蚀的特性，导致ITO膜损伤或电镀图形损毁进而影响太阳能电池的最终电性表现。因此需要对异质接面太阳能电池电镀工艺的图形化掩膜制作方法做更进一步的革新和改进。

技术实现思路

[0005]为克服上述缺点，本技术的目的之一在于提供一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜，不仅成本低廉、制作工艺简单、废液排放少，而且能有效缩短制造工时。
[0006]为了达到以上目的，本技术采用的技术方案是：一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜，其特征在于：包括太阳能电池基底，所述太阳能电池基底的正面及背面均设置有导电金属层，所述导电金属层上至少覆盖有一层不导电的绝缘掩膜层，位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层被去除以露出下方的导电金属层。
[0007]进一步来说，所述绝缘掩膜层的厚度介于10
‑
50000nm。
[0008]进一步来说，所述绝缘掩膜层对太阳能电池基底的四个晶边完整覆盖、不覆盖或部分覆盖。
[0009]进一步来说，位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层采用激光去除，所述激光为皮秒、飞秒或奈秒激光。通过运用不同波长的皮秒、飞秒或奈秒脉冲激光，能有效去除不同材质、不同线宽、不同厚度要求的绝缘掩膜层，且不会对露出的导电金属层的待电镀区域造成损伤。
[0010]进一步来说，位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层采用激光去除，激光去除后保留的绝缘掩膜层与露出的导电金属层待电镀区域的交界处设有重叠水波纹状结构。通过重叠水波纹状结构的设置能增加后续金属增厚层的附着力，并降低金属电镀及增厚过程中所产生的的内应力。
[0011]进一步来说，所述重叠水波纹状结构的曲率半径介于1
‑
500nm,重叠比例介于0.1％
‑
100％。
[0012]本技术的目的之二在于提供一种具有栅线特定宽高比的太阳能电池。
[0013]为了达到以上目的，本技术采用的另一个技术方案是：一种太阳能电池包括上述绝缘掩膜层，所述太阳能电池的金属导电层上电镀金属增厚层以形成金属电极；所述金属电极形状为蕈状或半椭圆状，其中，细栅电极的电镀前线宽(X)、电镀后线宽(X1)、线高(Y)的关系为：X1＝X+Y。
[0014]本技术的目的之三在于提供一种能有效支撑金属电极并增加金属电极附着力的太阳能电池。
[0015]为了达到以上目的，本技术采用的另一个技术方案是：一种太阳能电池包括上述绝缘掩膜层，所述太阳能电池的金属导电层上电镀金属增厚层以形成金属电极；所述金属导电层与金属增厚层之间夹有绝缘掩膜层，以使金属电极呈工字型结构。
[0016]本技术的有益效果在于：采用激光去除位于导电金属层待电镀区域上的绝缘掩膜层，以露出导电金属层的待电镀区域，而保留在导电金属层上的绝缘掩膜层直接形成图形化掩膜，以此便于后续对导电金属层的待电镀区域进行电镀工艺的施工；本技术的图形化掩膜不仅成本低廉、制作工艺简单、废液排放少，而且能有效缩短制造工时，而运用该图形化掩膜的太阳能电池能使细栅电极形成特定高宽比，并能有效支撑金属电极及增加金属电极的附着力。
附图说明
[0017]图1为本技术实施例的制作方法形成的图形化掩膜示意图；
[0018]图2为使用UV 365mm波长的皮秒激光将氮化硅掩膜层去除后的实际照片；
[0019]图3为本技术实施例一的太阳能电池在超高倍电子显微镜下的实际照片。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0021]实施例
[0022]参见附图1所示，本技术的一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜，包括太阳能电池基底，所述太阳能电池基底的正面及背面均设置有导电金属层，所述导电金属层
上至少覆盖有一层不导电的绝缘掩膜层，位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层被去除以露出下方的导电金属层。所述绝缘掩膜层的厚度介于10
‑
50000nm。所述绝缘掩膜层对太阳能电池基底的四个晶边完整覆盖、不覆盖或部分覆盖。
[0023]在本实施例中，位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层采用激光去除，所述激光为皮秒、飞秒或奈秒激光。激光去除后保留的绝缘掩膜层与露出的导电金属层待电镀区域的交界处设有重叠水波纹状结构。所述重叠水波纹状结构的曲率半径介于1
‑
500nm,重叠比例介于0.1％
‑
100％。
[0024]在本实施例中，所述绝缘掩膜层为硅层(Si)、氮化硅层(SiNx)、氧化铝(AlOx)或是氧化硅层(SiO2)。
[0025]本实施例的图形化掩膜采用如下方法制作：
[0026]S1、在太阳能电池基底的导电金属层上(如图1中A所示)制备一层不导电的绝缘掩膜层(如图1中B所示)，所述绝缘掩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单面或双面太阳能电池的图形化掩膜，其特征在于：包括太阳能电池基底，所述太阳能电池基底的正面及背面均设置有导电金属层，所述导电金属层上至少覆盖有一层不导电的绝缘掩膜层，位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层被激光去除以露出下方的导电金属层；激光去除后保留的绝缘掩膜层与露出的导电金属层待电镀区域的交界处设有重叠水波纹状结构。2.根据权利要求1所述的图形化掩膜，其特征在于：所述绝缘掩膜层的厚度介于10
‑
50000nm。3.根据权利要求1所述的图形化掩膜，其特征在于：所述绝缘掩膜层对太阳能电池基底的四个晶边完整覆盖、不覆盖或部分覆盖。4.根据权利要求1所述的图形化掩膜，其特征在于：位于导电金属层待电镀区域的绝缘掩膜层采用激光去除，所述激光为皮秒、飞秒或奈秒激光。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：单伶宝，黄春贵，
申请(专利权)人：单伶宝，
类型：新型
国别省市：