本發(fā)明屬于晶硅太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法、石墨烯電極及HIT電池。
背景技術(shù)：
隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，太陽能已經(jīng)成為了解決未來能源和環(huán)境問題最重要的可再生清潔能源。隨著全世界光伏行業(yè)的飛速發(fā)展，各種新型的太陽能電池工藝逐漸被開發(fā)和改進(jìn)，太陽能電池的發(fā)電成本得到了有效地降低。在太陽能電池的制造中，HIT電池轉(zhuǎn)換效率超過22%，已經(jīng)成為了未來光伏行業(yè)最有前景的產(chǎn)品。由于HIT電池不能在高溫條件制備，因此傳統(tǒng)的電極制備方法不適合HIT電池。目前，國內(nèi)外所研制和生產(chǎn)的低溫漿料電阻較高，對HIT電池最終效率有嚴(yán)重的影響。因此，為了實(shí)現(xiàn)低成本、高效率HIT電池的研制及生產(chǎn)，需要對新型的電極材料及制備方法進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可保證雙面電極的導(dǎo)電性能、同時避免高溫對HIT電池中薄膜的影響、有效提高光電轉(zhuǎn)換效率、降低HIT電池片的制造成本的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法、石墨烯電極和HIT電池。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法，包括以下步驟：
配制石墨烯溶液，在常規(guī)HIT電池制備工藝的電極制備步驟中，以所配石墨烯溶液為電極溶液（取代常規(guī)銀漿），采用電沉積法制備HIT電池的電極，經(jīng)烘干后，進(jìn)行熱處理，得到適用于HIT電池的石墨烯電極。
上述的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法中，優(yōu)選的，所述石墨烯溶液的質(zhì)量濃度為20%～50%。
上述的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法中，優(yōu)選的，所述電沉積法的工藝條件為：電沉積電壓為0.1V～30V，電沉積時間為1min～30min。
上述的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法中，優(yōu)選的，所述熱處理的溫度為100℃～300℃，所述熱處理的時間為1min～5min。
作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種石墨烯電極，所述石墨烯電極采用上述的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法制備得到。
作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種HIT電池，所述HIT電池中的雙面電極均為石墨烯電極，所述石墨烯電極采用上述的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法制備得到。
本發(fā)明中，常規(guī)HIT電池的制備工藝是指：
（1）以N型單晶硅為材料制備襯底；
（2）對N型單晶硅襯底進(jìn)行清洗和制絨；
（3）在襯底的正面依次沉積非晶硅層和P型非晶硅層；襯底的背面依次沉積非晶硅層和N型非晶硅層，然后兩面都沉積透明導(dǎo)電薄膜；
（4）最后在兩面都制備電極，得到HIT電池。
常規(guī)電池柵線需要在700-800℃下進(jìn)行燒結(jié)熱處理，HIT電池不能在這么高的溫度下進(jìn)行制備，如果采用低溫?zé)Y(jié)的銀漿料作為電池柵線，其電阻比較大，因此需要開發(fā)適用于HIT電池的高效電極。本發(fā)明就是在室溫下通過電沉積法制備石墨烯電極來代替低溫銀電極，既避免了高溫?zé)Y(jié)熱處理，又能夠獲得略高于現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化效率的HIT電池。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
（1）本發(fā)明主要針對HIT電池，采用電沉積法制備HIT電池的電極，可獲得具有低電極電阻的太陽能電池片。該工藝以石墨烯為基礎(chǔ)保證了雙面電極的導(dǎo)電性能，進(jìn)行低溫?zé)崽幚肀苊饬烁邷貙IT電池中薄膜的影響，能夠有效地提高電子傳輸效果，提高了太陽能電池的短路電流，進(jìn)而提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
（2）本發(fā)明采用了石墨烯漿料取代銀漿，減少了太陽能電池生產(chǎn)過程中正銀的消耗量，降低了生產(chǎn)成本，同時解決了低溫銀漿高電阻的問題。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以下實(shí)施例中所采用的材料和儀器均為常規(guī)市售。
實(shí)施例1：
一種本發(fā)明的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法，將500片已完成常規(guī)HIT電池工藝（不包括電極制作）的硅片進(jìn)行電沉積，該硅片包括非晶硅層、摻雜層、導(dǎo)電薄膜，該石墨烯電極的制備方法包括以下步驟：
（1）配制質(zhì)量濃度為25%的石墨烯溶液；
（2）在上述準(zhǔn)備好的硅片正反面進(jìn)行電極沉積，即利用常規(guī)四主柵電極對應(yīng)的掩膜板，在所配的石墨烯溶液中采用電沉積法同時沉積雙面電極，電沉積電壓為5V，電沉積時間為5min；
（3）電沉積后，所得硅片經(jīng)烘干，再進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為100℃，熱處理時間為3min，得到適用于HIT電池的石墨烯電極。
上述制備方法同時也得到了帶有石墨烯電極的HIT電池。經(jīng)測試，本實(shí)施例生產(chǎn)的太陽能電池片的平均光電轉(zhuǎn)換效率為22.33%。
實(shí)施例2：
一種本發(fā)明的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法，將500片已完成常規(guī)HIT電池工藝（不包括電極制作）的硅片進(jìn)行電沉積，該硅片包括非晶硅層、摻雜層、導(dǎo)電薄膜，該石墨烯電極的制備方法包括以下步驟：
（1）配制質(zhì)量濃度為30%的石墨烯溶液；
（2）在上述準(zhǔn)備好的硅片正反面進(jìn)行電極沉積，即利用常規(guī)四主柵電極對應(yīng)的掩膜板，在所配的石墨烯溶液中采用電沉積法同時沉積雙面電極，電沉積電壓為10V，電沉積時間為5min；
（3）電沉積后，所得硅片經(jīng)烘干，再進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為150℃，熱處理時間為4min，得到適用于HIT電池的石墨烯電極。
上述制備方法同時也得到了帶有石墨烯電極的HIT電池。經(jīng)測試，本實(shí)施例生產(chǎn)的太陽能電池片的平均光電轉(zhuǎn)換效率為22.88%。
實(shí)施例3：
一種本發(fā)明的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法，將500片已完成常規(guī)HIT電池工藝（不包括電極制作）的硅片進(jìn)行電沉積，該硅片包括非晶硅層、摻雜層、導(dǎo)電薄膜，該石墨烯電極的制備方法包括以下步驟：
（1）配制質(zhì)量濃度為35%的石墨烯溶液；
（2）在上述準(zhǔn)備好的硅片正反面進(jìn)行電極沉積，即在所配的石墨烯溶液中采用電沉積法同時沉積雙面電極，電沉積電壓為12V，電沉積時間為5min；
（3）電沉積后，所得硅片經(jīng)烘干，再進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為150℃，熱處理時間為4min，得到適用于HIT電池的石墨烯電極。
上述制備方法同時也得到了帶有石墨烯電極的HIT電池。經(jīng)測試，本實(shí)施例生產(chǎn)的太陽能電池片的平均光電轉(zhuǎn)換效率為22.61%。
實(shí)施例4：
一種本發(fā)明的適用于HIT電池的石墨烯電極制備方法，將500片已完成常規(guī)HIT電池工藝（不包括電極制作）的硅片進(jìn)行電沉積，該硅片包括非晶硅層、摻雜層、導(dǎo)電薄膜，該石墨烯電極的制備方法包括以下步驟：
（1）配制質(zhì)量濃度為40%的石墨烯溶液；
（2）在上述準(zhǔn)備好的硅片正反面進(jìn)行電極沉積，即在所配的石墨烯溶液中采用電沉積法同時沉積雙面電極，電沉積電壓為10V，電沉積時間為5min；
（3）電沉積后，所得硅片經(jīng)烘干，再進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為130℃，熱處理時間為5min，得到適用于HIT電池的石墨烯電極。
上述制備方法同時也得到了帶有石墨烯電極的HIT電池。經(jīng)測試，本實(shí)施例生產(chǎn)的太陽能電池片的平均光電轉(zhuǎn)換效率為22.53%。
本發(fā)明避免了低溫銀漿高電阻的問題，同時使用石墨烯材料的載流子遷移率高，能夠有效地提高電子傳輸效果，進(jìn)而提升太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。