一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺，其可以实现高精度、高效率、高质量的硅基太阳能电池金属电极的制备。其包括：S1：在硅基太阳能电池片的硅基体的表面进行镀膜，得到镀膜层；S2：在镀膜层外部表面涂覆感光胶，得到感光胶掩膜层；S3：使用光掩膜版对感光胶掩膜层进行选择性曝光；S4：使用酸性显影液将感光胶掩膜层上的曝光区域进行溶解，露出的镀膜层构成电池片的电极图形；S5：使用含氟气体进行辉光放电，对镀膜层进行刻蚀；S6：使用预设的电极金属材料进行电镀操作，得到金属电极；S7：将硅基太阳能电池片放入热碱溶剂中，将剩余的感光胶掩膜层进行溶解，完成太阳能电池片金属电极制备。金属电极制备。金属电极制备。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺


[0001]本专利技术涉及电极制备工艺
，具体为一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺。

技术介绍

[0002]现有技术中，对于TOPcon、PERC等硅基太阳能电池金属电极的制备技术，主要包括两种方案：金属银浆丝网印刷，后烧烧结；或者使用激光直接烧蚀SiNx层，实现开槽。然而，丝网印刷工艺，虽然工序简单，生产效率高，成本低，但是精度较差，无法用于制作高精度的电极。而使用激光直接烧蚀SiNx层，实现开槽的方法中，激光会对硅基体产生相对严重的机械性损伤，增大电池片的碎片风险，同时激光的局部高温会破坏烧蚀处的晶体结构，会导致影响电池效率，综合导致电池的质量不稳定。

技术实现思路

[0003]为了解决现有的硅基太阳能电池金属电极工艺技术中，存在成本较高且精度较差，或者工艺缺陷导致电池质量不稳定的问题，本专利技术提供一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺，其可以实现高精度、高效率、高质量的硅基太阳能电池金属电极的制备。
[0004]本专利技术的技术方案是这样的：一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺，其包括以下步骤：S1：在硅基太阳能电池片的硅基体的表面进行镀膜，得到镀膜层；其特征在于，其还包括以下步骤：S2：在所述镀膜层外部表面涂覆感光胶，得到感光胶掩膜层；S3：使用光掩膜版对所述感光胶掩膜层进行选择性曝光；所述光掩膜版的上的光线透过区的形状与太阳能电池片表面的电极形状相匹配；S4：使用酸性显影液将所述感光胶掩膜层上的曝光区域进行溶解，露出的所述镀膜层构成电池片的电极图形；S5：将硅基太阳能电池片放入到ICP蚀刻设备反应腔体中，通入含氟气体进行辉光放电，对所述镀膜层进行刻蚀，直至露出底部的所述硅基体；S6：将硅基太阳能电池片放入电镀设备中，使用预设的电极金属材料进行电镀操作，得到金属电极；S7：将硅基太阳能电池片放入热碱溶剂中，将剩余的所述感光胶掩膜层进行溶解，完成太阳能电池片金属电极制备。
[0005]其进一步特征在于：步骤S6中，具体包括以下步骤：a1：将硅基太阳能电池片放入电镀设备中，使用金属镍，在裸露在所述感光胶掩膜层之外的所述硅基体上通过电镀沉积上金属镍层；a2：使用金属铜，在所述金属镍层上通过电镀沉积上金属铜层，得到硅基太阳能电
池片的金属电极；所述镀膜层分别覆盖在所述硅基体的上下两个表面；所述镀膜层为包括氮化硅和氧化铝的复合材料；所述硅基体的材质为：硅；所述酸性显影液包括：硫酸或氢氟酸；所述热碱溶剂包括：氢氧化钠或氢氧化钾；所述光掩膜版上的所述光线透过区的宽度范围为：5μm ~30μm。
[0006]本专利技术提供的一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺，其使用感光胶构成感光胶掩膜层，然后使用光掩膜版对感光胶掩膜层进行选择性曝光，将太阳能电池片表面的电极形状向匹配的区域通过酸性显影液溶解，再使用含氟气体进行辉光放电，对镀膜层进行等离子刻蚀，在镀膜层上得到电极的形状，然后通过电镀的方式沉积生成电池电极；本专利技术技术方案中，使用含氟气体进行辉光放电对镀膜层进行等离子刻蚀的时候，因为用感光胶掩膜的拘束，对等离子场的尺度进行了限制，因而可以降低对刻蚀区域晶体结构的损伤，确保等离子刻蚀操作不会影响太阳能电池的电性能；同时，因为使用光掩膜版对感光胶掩膜层进行选择性曝光，确保能够非常精准地在镀膜层上得到电极的形状，因为用感光胶掩膜的拘束，等离子刻蚀操作可以形成更规则的刻蚀形貌，确保最终电镀金属栅线的更为精准。因为感光胶掩膜的存在，在电镀操作中，感光胶掩膜对非电极区域的硅基体进行遮掩保护，降低硅基体被电镀液进行污染的可能性，确保电镀液不会造成太阳能电池的外观、性能受损。
附图说明
[0007]图1为本专利技术中的硅基太阳能电池金属电极的制备工艺流程图；图2~图8为本专利技术中的硅基太阳能电池金属电极的制备工艺示意图。
具体实施方式
[0008]如图1所示，本专利技术包括一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺，其包括以下步骤。
[0009]S1：在硅基太阳能电池片的硅基体1的表面进行镀膜，得到镀膜层2；如图2所示，镀膜层2分别覆盖在硅基体1的上下两个表面；镀膜层2为包括氮化硅和氧化铝的复合材料，为SiNx|AlOx层；硅基体1的材质为：硅。
[0010]S2：在镀膜层2外部表面涂覆感光胶，得到感光胶掩膜层3。
[0011]S3：使用光掩膜版对感光胶掩膜层3进行选择性曝光，如图3所示，在感光胶掩膜层3上得到曝光区域4；光掩膜版的上的光线透过区的形状与太阳能电池片表面的电极形状相匹配，即曝光区域4的形状与太阳能电池片表面的电极形状相匹配。
[0012]光掩膜版上的光线透过区的宽度范围为：5μm ~30μm。本专利技术技术方案中，通过感光胶掩膜层3，配合后续电镀工序，可以准确地控制电极的精度。
[0013]S4：使用酸性显影液将感光胶掩膜层3上的曝光区域4进行溶解，曝光区域4的感光胶溶解于酸性显影液，曝光区域4以外的未曝光区不能溶解；最后如图4所示，曝光区域4溶解后在感光胶掩膜层3上构成图案5，图案5露出的镀膜层2构成电池片的电极图形，露出区
域宽度范围是5μm ~30μm，至此，电池片完成了“图形化”；本实施例中，酸性显影液包括：硫酸或氢氟酸。
[0014]S5：将硅基太阳能电池片放入到ICP(感应耦合等离子体刻蚀)蚀刻设备反应腔体中，通入含氟气体进行辉光放电，对镀膜层2进行刻蚀，直至露出底部的硅基体1；如图5所示，刻蚀后在镀膜层2上得到刻蚀区6，刻蚀区6的形状与太阳能电池片表面的电极形状相匹配。
[0015]因为感光胶掩膜层3的存在，使用含氟气体辉光放电对镀膜层2进行等离子刻蚀的时候，被感光胶掩膜层3掩盖的部位不会受损，所以能够精准地、规则地得到刻蚀区6，后续进行电镀时，不但能够精准地得到金属电极，同时被感光胶掩膜层3掩盖的硅基体1也能避免被电镀液污染，进而避免电池质量受损。最终提高电池的整体质量。
[0016]本专利技术采用的ICP蚀刻设备具有外延层元素探测功能，在除去完表层的芯片保护层后，通过探测芯片保护层之下的外延层元素，若探测到外延层元素且外延层元素的浓度达到对应的数量级，则立刻停止蚀刻。
[0017]S6：将硅基太阳能电池片放入电镀设备中，使用预设的电极金属材料进行电镀操作，因为裸露的硅具有导电性，而电池片表面其它区域因为有绝缘性的感光胶膜的存在，不具备导电性，所以当对裸露硅进行通电时，仅仅裸露的硅部分因为电镀反应而沉积上金属层，得到金属电极。
[0018]具体包括以下步骤：a1：将硅基太阳能电池片放入电镀设备中，使用金属镍，在裸露在感光胶掩膜层3之外的硅基体1上通过电镀沉积上金属镍层7，如图6所示；a2：使用金属铜，在金属镍层7上通过电镀沉积上金属铜层8，如图7所示，得到硅基太阳能电池片的金属电极；本专利技术技术方案中，用廉价的铜替代了贵金属的银，降低了电池制备成本。同时，电镀可以实现更加精细的电极制备，即可降低金属栅线的宽度，能够完成5μm ~30μm范围的电极线的沉积，在不增加遮光面积的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基太阳能电池金属电极的制备工艺，其包括以下步骤：S1：在硅基太阳能电池片的硅基体的表面进行镀膜，得到镀膜层；其特征在于，其还包括以下步骤：S2：在所述镀膜层外部表面涂覆感光胶，得到感光胶掩膜层；S3：使用光掩膜版对所述感光胶掩膜层进行选择性曝光；所述光掩膜版的上的光线透过区的形状与太阳能电池片表面的电极形状相匹配；S4：使用酸性显影液将所述感光胶掩膜层上的曝光区域进行溶解，露出的所述镀膜层构成电池片的电极图形；S5：将硅基太阳能电池片放入到ICP蚀刻设备反应腔体中，通入含氟气体进行辉光放电，对所述镀膜层进行刻蚀，直至露出底部的所述硅基体；S6：将硅基太阳能电池片放入电镀设备中，使用预设的电极金属材料进行电镀操作，得到金属电极；S7：将硅基太阳能电池片放入热碱溶剂中，将剩余的所述感光胶掩膜层进行溶解，完成太阳能电池片金属电极制备。2.根据权利要求1所述一种硅基太阳能电池金属电极的制备工...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆威，刘晓萌，
申请(专利权)人：无锡爱尔华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：