一种太阳能电池正面栅线电极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池正面栅线电极的制备方法，属于晶硅太阳能电池制备技术领域。所述方法具体是将硅片和金属栅线分别固定于键合机的下压头和上压头上，通过直接键合的方式将所述金属栅线与硅片键合为一体。本发明专利技术通过直接键合工艺，克服了丝网印刷工艺的瓶颈，能够在硅片上制备出良好高宽比的栅线电极，提高了太阳能电池的光吸收和电流收集能力，以及太阳能电池的转化效率和生产效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶硅太阳能电池制备
，特别涉及。
技术介绍
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将会成为世界能源供应的主体。高效、低成本已成为太阳能电池发展的重要目标。为了获得高效太阳能电池，正面栅线的遮光面积要减小，同时又要具备高效的电荷收集能力，因此太阳能电池正面栅线的制备显得尤其重要。 目前，晶硅太阳能电池正面栅线电极的制备一般采用丝网印刷工艺，制备的栅线宽度在80微米以上，高度为5 30微米，较宽的栅线遮光面积大，影响光吸收；但是栅线变细后，栅线的高度会降低，电池的欧姆接触电阻大，限制了电流的收集能力，降低了太阳能电池的转化效率。所以，要获得高转化效率的电池，必须减小栅线宽度，提高栅线的高宽比，传统的丝网印刷工艺已经很难做到。另外，丝网印刷工艺中使用的银浆主要由银粉颗粒、无机相和有机载体组成，经过丝网印刷后的硅片，需要经过烧结炉快速烧结才能形成银电扱。当银电极与硅达到共晶温度吋，晶体硅原子就会以一定的比例融入到银电极中，形成欧姆接触。由于银浆中的银粉颗粒大小、成分配比以及烧结エ艺都会对欧姆电阻有较大影响，因此质量差的银浆或者不合适的烧结エ艺都会増加电极的串联电阻，降低太阳能电池的转换效率。
技术实现思路
为了解决现有太阳能电池栅线制备エ艺中由光吸收率低导致的太阳能电池转换效率降低的问题，本专利技术提供了一种新的太阳能电池正面栅线电极的制备方法。该方法是将硅片和金属栅线分别固定于键合机的下压头和上压头上，通过直接键合的方式将金属柵线与硅片键合为一体，得到太阳能电池栅线电扱。本专利技术提供了，所述方法具体是将硅片和金属栅线分别固定于键合装置的下压头和上压头上，通过直接键合方式将所述金属栅线与硅片键合为一体。所述方法具体包括 将硅片和金属栅线分别固定于键合装置的下压头和上压头上； 调整所述键合装置的エ艺參数进入直接键合エ艺条件的预设值范围； 所述上压头通过直接键合方式将所述金属栅线压制于所述硅片上。所述键合装置的エ艺參数包括键合腔体的真空度、键合材料温度和键合能量。所述调整所述键合装置的エ艺參数进入直接键合エ艺条件的预设值范围的步骤具体包括抽取所述键合装置内的气体，使所述键合装置内的压强进入预先设置的键合真空度參数范围内，所述预先设置的真空度參数范围为10_3Pa IO5Pa ； 加热所述键合装置，使所述键合装置内的温度进入预先设置的键合温度范围内，所述预先设置的键合温度范围为20-1000°C ； 控制所述上压头施加于所述下压头的力，使键合能量进入预先设置的键合能量范围内，所述预先设置的键合能量范围为10-10000mJ/m2。所述键合装置为键合机；所述键合机包括键合腔体和键合部件；所述键合部件包括所述上压头和下压头；所述上压头包括カ控制台、加热台和栅线夹具；所述カ控制台用于控制所述上压头施加于所述下压头的力，提供键合能量；所述加热台用于加热键合材料，提供键合温度；所述栅线夹具用于固定所述金属栅线于所述上压头上；所述下压头包括硅片夹具和平台；所述硅片夹具用于固定所述硅片于所述下压头上，所述平台用于承载键合时施加的力。 所述键合机还包括监控设备，用于实时检测栅线键合的质量。所述监控设备为红外透射检测仪。所述硅片为单晶硅或多晶硅。所述金属栅线为Al及Al合金线,或Ag及Ag合金线,或Cu及Cu合金线。所述金属栅线的形状为圆形、方形或矩形，直径范围为10-80Mffl。与现有技术相比，本专利技术的上述技术方案的有益效果如下 本专利技术通过直接键合エ艺，克服了丝网印刷工艺的瓶颈，能够在硅片上制备出良好高宽比的栅线电极，提高了太阳能电池的光吸收和电流收集能力，以及太阳能电池的转化效率和生产效益。附图说明图I是本专利技术实施例制备太阳能电池正面栅线电极的键合机结构示意 图2是本专利技术实施例利用直接键合エ艺制备太阳能电池正面栅线电极的方法流程图；图3是本专利技术实施例调整直接键合エ艺条件制备太阳能电池正面栅线电极的方法流程图。具体实施例方式为了深入了解本专利技术，下面结合附图及具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了ー种利用直接键合エ艺制备太阳能电池正面栅线电极的方法，该方法是将处理后的硅片放入键合机腔体内，采用直接键合方式，在预先设置的温度和压力作用下把金属栅线键合于硅片上面，得到太阳能电池正面栅线电扱。參见图I和图2，本实施例提供了ー种利用直接键合エ艺制备太阳能电池正面栅线电极的方法，包括以下步骤 步骤101 :将处理后的硅片放置于键合机腔体内，通过硅片夹具固定于键合机下压头上； 本实施例使用的键合机包括键合腔体和键合部件；键合部件包括上压头和下压头，上压头包括カ控制台、加热台和栅线夹具等；力控制台用于控制上压头施加于下压头的力，提供键合能量；加热台用于加热键合材料，提供键合温度；栅线夹具用于固定金属栅线于上压头上；下压头包括硅片夹具和平台；硅片夹具用于固定硅片于下压头上，平台用于承载键合时施加的力；在实际应用中，可设置键合腔体中键合环境的真空度，为键合过程提供洁净的键合环境；通过预先设置的键合真空度，使整个键合过程在真空环境内进行； 本实施例中的娃片可以为单晶娃、多晶娃、生长有减反I吴的单晶娃或生长有减反I吴的多晶硅；硅片形状可以为圆形、方形或矩形等常规形状； 步骤102 :将待键合的金属栅线通过栅线夹具固定于键合机的上压头上； 本实施例中金属栅线的材料可以为Al及Al合金线，或Ag及Ag合金线,或Cu及Cu合金线等；金属栅线的形状可以为圆形、方形或矩形，尺寸直径为10-80Mffl，长度根据硅片尺寸而定； 步骤103 :调整键合机的直接键合エ艺參数，使之达到直接键合太阳能电池正面栅线电极的工作条件； 键合机的直接键合エ艺參数包括键合腔体的真空度、键合材料温度和键合能量；键合腔体的真空度可以设定在10_3Pa IO5Pa范围内，更优的真空度可以根据实际键合效果来设置；键合材料的温度设定在20-1000°C，键合能量在10-10000mJ/m2 ;在键合的过程中，可以通过检测键合金属栅线的強度等參数来调整直接键合的エ艺參数范围；由于直接键合エ艺參数在一定范围内可以相互影响，因此可以根据实际键合效果作相应调整使之达到最优的键合エ艺參数； 步骤104 :在直接键合エ艺參数调整至预设直接键合工作范围内之后，通过键合机的键合上压头将金属栅线压制于硅片上；在一定的高温和键合能下，金属栅线与硅片直接键合在一起，得到太阳能电池正面栅线电极； 在具体实践中，键合机还可以包括监测键合腔体内键合条件的监控设备，例如红外透射检测仪，用于实时检测栅线键合的质量。在金属栅线与硅片的直接键合过程中，可以通过红外透射检测仪实时检测太阳能电池正面栅线电极的键合強度是否达到键合强度要求。当键合能量不够而使得键合强度未达到键合強度要求时，可通过カ控制台调整键合能量再次键合，直到键合能量达到目标键合效果为止，从而制备得到太阳能电池正面栅线电扱。在利用本实施例的直接键合法制备太阳能电池正面栅线电极的过程中，调整直接键合的エ艺參数对最终获得优质太阳能电池正面栅线电极非常重要。下面给出了本实施例步骤103和104中调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池正面栅线电极的制备方法，其特征在于，所述方法具体是将硅片和金属栅线分别固定于键合装置的下压头和上压头上，通过直接键合方式将所述金属栅线与硅片键合为一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏洋，沈泽南，刘邦武，李超波，李勇滔，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，嘉兴科民电子设备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：