异质结太阳能电池的电极制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及异质结太阳能电池的电极制备方法。制备方法包括：将待金属化的硅片置于含金属配合物前驱体气体氛围的沉积腔体中，然后采用激光照射栅线区，形成金属电极；其中，激光能量大于金属配合物前驱体的解离能。本发明专利技术的电极制备方法工艺流程简单，无需掩膜版即可形成电极图形，实现无掩膜金属栅线的选择性沉积。所形成的金属电极纯度高，膜层致密，电阻率接近金属本身体电阻率。此外，本发明专利技术的电极制备方法能够实现低温沉积，避免了高温制程对电池造成的伤害。避免了高温制程对电池造成的伤害。避免了高温制程对电池造成的伤害。

【技术实现步骤摘要】
异质结太阳能电池的电极制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及异质结太阳能电池的电极制备方法。

技术介绍

[0002]晶体硅太阳能电池是当前主流的光伏电池技术，其中包括PERC、TOPCon、HJT等电池工艺。HJT以其结构简单、转换效率高、温度系数好、工艺步骤少等优点受到广泛关注。
[0003]以HJT电池为例，其工艺流程主要包括前清洗、硅片吸杂、制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、透明导电膜沉积、电极制备，其中电极制备方法通常采用丝网印刷低温银浆料。在光伏电池长期“增效降本”的路线下，找寻替代银浆的廉价材料和简单的实施工艺势在必行。
[0004]在HJT金属化的现有技术中，铜电镀和丝印银包铜浆料技术是当下受到广泛关注的降本手段。但是，铜电镀技术中，图形化过程需要制备掩膜，曝光机或者激光开槽，在金属化后还需要湿法工艺去除非栅线部分的掩膜，不仅将工序复杂化，电镀液的后处理也带来新的环保处理成本。丝印银包铜浆料技术虽然工序简单，但是却存在以下不足：1、银包覆铜的均匀性较差，银铜熔点不一致，高温下银易脱落，导致铜氧化，使得电阻急剧升高。2、银浆并不是只有一种银粉，是片状/雪花状+球粉+纳米银颗粒混合，球形粉主要起堆叠作用，将银浆塑造成银线，片状和纳米银主要起导电和融合银粉的作用。片状和纳米粉是纯银，无法用银铜替代，因此，银包铜中银含量的降低空间有限。3、丝印对粉粒径有要求，通常5
‑
20微米为佳，未来缩小线宽，球直径至少要小于18微米。而小直径铜粉的加工难度大，同时还包覆2
‑
3微米的银层，使粉粒径的控制难度进一步增大。
[0005]因此，急需一种工序简单、能够实现无掩膜精细图形化的电极加工工艺，来解决上述现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种太阳能电池的电极制备方法，用以解决现有技术中电极制备工序复杂的缺陷。具体地：
[0007]本专利技术首先提供了一种太阳能电池的电极制备方法，包括：
[0008]将待金属化的硅片置于含金属配合物前驱体气体氛围的沉积腔体中，然后采用激光照射栅线区，形成金属电极；
[0009]其中，激光能量大于金属配合物前驱体的解离能。
[0010]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的电极制备方法，所述金属配合物前驱体为铜配合物前驱体、银配合物前驱体或铝配合物前驱体中的至少一种。
[0011]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的电极制备方法，所述铜配合物前驱体为双(六氟乙酰丙酮)合铜(II)(Cu(hafc)2)、甘氨酸合铜中的至少一种。
[0012]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的电极制备方法，所述激光采用脉冲激光。
[0013]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的电极制备方法，脉冲激光的波长为300
‑
1100纳米，功率为40
‑
1000毫瓦，脉冲时间为100
‑
140皮秒；更优选地，脉冲激光的光斑大小为20
‑
40微米。
[0014]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的电极制备方法，所述气体氛围的压力为1～10帕。
[0015]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的电极制备方法，具体包括：
[0016](1)将待金属化的硅片置于沉积腔体中，控制沉积腔体中的压力为0.01帕以下；
[0017](2)将液态双(六氟乙酰丙酮)合铜(II)(Cu(hafc)2)加热至35摄氏度以上，制得前驱体气体；再将所述前驱体气体通入沉积腔体内，调节气体氛围的压力为1～10帕；
[0018](3)采用脉冲激光照射栅线区，形成金属电极；所述脉冲激光的波长为300
‑
1100纳米，功率为40
‑
1000毫瓦，脉冲时间为100
‑
140皮秒，光斑大小为20
‑
40微米。
[0019]进一步，本专利技术提供了一种电极，其由上述任一太阳能电池的电极制备方法制得。
[0020]进一步，本专利技术提供了一种太阳能电池的制备方法，包括：
[0021]在晶体硅太阳能电池的前道工序之后，采用上述任一太阳能电池的电极制备方法制备电极。
[0022]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的制备方法，包括：
[0023]对硅片进行制绒清洗、沉积非晶硅薄膜以及沉积透明导电膜后，按照上述电极制备方法制备电极。
[0024]根据本专利技术提供的一种太阳能电池的制备方法，在对硅片进行制绒清洗前，还包括：对硅片进行前清洗和硅片吸杂处理。
[0025]进一步，本专利技术提供了一种太阳能电池，其由上述任一太阳能电池的制备方法制得。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0027]本专利技术的电极制备方法工艺流程简单，无需掩膜版即可形成电极图形，实现无掩膜金属栅线的选择性沉积。所形成的金属电极纯度高，膜层致密，电阻率接近金属本身体电阻率。此外，本专利技术的电极制备方法能够实现低温沉积，避免了高温制程对电池造成的伤害。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是现有技术提供的太阳能电池制备方法的流程示意图；
[0030]图2是本专利技术提供的太阳能电池制备方法的流程示意图；
[0031]图3是本专利技术提供的电极制备方法的流程示意图；
[0032]图4是本专利技术提供的太阳能电池的电极制备示意图；
[0033]附图标记：
[0034]1：硅片；2：非晶硅膜层；3：透明导电膜层；4：电极栅线；5：激光束；6：激光器。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本实施例提供了一种太阳能电池的电极制备方法，包括：
[0037]将待金属化的硅片置于含金属配合物前驱体气体氛围的沉积腔体中，然后采用激光照射栅线区，形成金属电极；
[0038]其中，激光能量大于金属配合物前驱体的解离能。
[0039]本专利技术发现，采用激光辅助化学气相沉积制备晶体硅太阳电池电极，该制备方法可实现在太阳能晶体硅片上选择性沉积金属膜层。具体地，以气相低价金属配合物为前驱体，在激光光解(激光光解是指气体分子在吸收激光光子能量后，跃迁到高能级电子态，进一步进行解离然后碎片化的过程)作用下分解，金属原子通过孕育、成核和聚结在激光照射区域形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的电极制备方法，其特征在于，包括：将待金属化的硅片置于含金属配合物前驱体气体氛围的沉积腔体中，然后采用激光照射栅线区，形成金属电极；其中，激光能量大于金属配合物前驱体的解离能。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极制备方法，其特征在于，所述金属配合物前驱体为铜配合物前驱体、银配合物前驱体或铝配合物前驱体中的至少一种。3.根据权利要求2所述的太阳能电池的电极制备方法，其特征在于，所述铜配合物前驱体为双(六氟乙酰丙酮)合铜(II)(Cu(hafc)2)、甘氨酸合铜中的至少一种。4.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极制备方法，其特征在于，所述激光采用脉冲激光，优选地，脉冲激光的波长为300
‑
1100纳米，功率为40
‑
1000毫瓦，脉冲时间为100
‑
140皮秒；更优选地，脉冲激光的光斑大小为20
‑
40微米。5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池的电极制备方法，其特征在于，所述气体氛围的压力为1～10帕。6.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池的电极制备方法，其特征在于，包括：(1)将待金属化的硅片置于沉积腔体...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭柱根，请求不公布姓名，向杰，
申请(专利权)人：三一硅能株洲有限公司，
类型：发明
国别省市：