一種復(fù)合金屬電極太陽能電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合金屬電極太陽能電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池為了輸出電能，必須在電池p-n結(jié)兩端形成具有緊密歐姆接觸的導(dǎo)電材料。這種導(dǎo)電材料一般為金屬材質(zhì)，且習(xí)慣上稱電池上表面的導(dǎo)電材料為正電極，下表面導(dǎo)電材料為背電極。絲網(wǎng)印刷是一項傳統(tǒng)的工業(yè)化工藝技術(shù)，自從20世紀70年代就得到了廣泛的應(yīng)用。由于其在生產(chǎn)成本的降低中有著明顯的優(yōu)勢，可進行大規(guī)模生產(chǎn)和降低生產(chǎn)周期，因此該技術(shù)也廣泛地應(yīng)用于太陽電池的生產(chǎn)中。目前產(chǎn)業(yè)化的太陽能電池電極制備就是借助絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將金屬的導(dǎo)電漿料透過絲網(wǎng)網(wǎng)孔在硅片上形成電極圖案，然后通過高溫?zé)Y(jié)形成緊密歐姆接觸的電極。產(chǎn)業(yè)化的正電極采用Ag電極，背電極采用Al背場和Ag背電極。
[0003]由于絲網(wǎng)印刷的局限性:(1)印刷中正電極不可避免會出現(xiàn)斷柵和虛印現(xiàn)象；(2)絲網(wǎng)印刷的電極致密性不好，比電鍍、磁控濺射技術(shù)制備的金屬電極致密性差很多，導(dǎo)致電極的電阻值較大；(3)—次絲網(wǎng)印刷出來的金屬電極高度不高，需要多次印刷。另外，Ag電極中Ag漿價格昂貴，不利于降低生產(chǎn)成本。因此，如何在絲網(wǎng)印刷的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種電池轉(zhuǎn)換效率高，成本低的太陽能電池的正電極成為研宄者關(guān)注的焦點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種復(fù)合金屬電極太陽能電池的制備方法，可使電極的致密性提高和電阻值降低，從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合金屬電極太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)利用濕法或干法制絨，在硅片表面形成絨面；
(2)硅片在擴散爐中擴散，形成P-n結(jié)；
(3)去除熱擴散在硅片表面形成的磷硅玻璃；
(4)在硅片正面形成減反膜；
(5)通過絲網(wǎng)印刷在硅片背面制備背電極和Al背電場；
(6)通過絲網(wǎng)印刷Ag楽料在娃片正面形成Ag電極；
(7)高溫?zé)Y(jié)；
(8)將第一掩膜覆蓋在硅片正面使除Ag電極以外的區(qū)域?qū)嵭姓谏w；
(9)采用磁控派射Cu革E材的方法在Ag電極上沉積Cu電極；
(10)將第二掩膜覆蓋在硅片正面使除Cu電極以外的區(qū)域?qū)嵭姓谏w；
(11)采用磁控濺射Sn靶材的方法在Cu電極上沉積Sn電極，最終得到復(fù)合正電極的太陽能電池。
[0006]作為上述方案的改進，所述Ag電極的高度hi為7-12微米，寬度dl為20_30微米。
[0007]作為上述方案的改進，所述Cu電極覆蓋在Ag電極上，且所述Cu電極的高度h2為5-10微米，寬度d2為30-50微米。
[0008]作為上述方案的改進，所述Sn電極覆蓋在Cu電極上，且所述Sn電極的高度h3為0.1-1微米，寬度d3為32-52微米。
[0009]作為上述方案的改進，所述第一掩膜和第二掩膜為石墨或者金屬材質(zhì)。
[0010]作為上述方案的改進，所述第一掩膜與Ag電極的圖案相配合遮蓋硅片正面除Ag電極外的區(qū)域；所述第二掩膜與Cu電極的圖案相配合遮蓋硅片正面除Cu電極外的區(qū)域。
[0011]作為上述方案的改進，所述步驟(2)中擴散時控制目標方塊電阻在100-150歐
/ 口。
[0012]作為上述方案的改進，所述步驟(4)利用PECVD方法或者磁控濺射方法，在所述硅片正面鍍單層氮化硅、多層氮化硅或氮化硅/ 二氧化硅疊層減反膜。
[0013]作為上述方案的改進，所述步驟(5)中通過絲網(wǎng)印刷Ag漿料，在硅片背面形成背電極，通過絲網(wǎng)印刷Al漿料，在硅片背面形成Al背電場，然后在200-280°C下進行烘干，去除漿料中的有機成分。
[0014]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:
本發(fā)明改進現(xiàn)有單純采用絲網(wǎng)印刷在硅片正面制備正電極的方法，而是先用絲網(wǎng)印刷制得較小和較窄的Ag電極，再采用磁控濺射的方式此次沉積Cu電極和Sn電極，形成復(fù)合金屬電極。由于采用磁控濺射的方式，形成致密性很好的Ag/Cu合金，從而降低電極的電阻值，增加電流的收集效率。而且在Cu電極外沉積一層Sn電極作為保護膜，防止Cu電極在使用過程中的氧化，同時確保電極的焊接性能。另外，減少Ag漿用量而增加成本低的Cu原料，使得該復(fù)合電極的成本大大降低。整個復(fù)合正電極的高度明顯提升，降低電池的串聯(lián)電阻，使本發(fā)明所得的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率比產(chǎn)業(yè)化的單一正面Ag電極太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率高0.2%-0.3%ο
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種復(fù)合金屬電極太陽能電池的制備方法的流程圖；
圖2是本發(fā)明制備方法制得太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0017]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種復(fù)合金屬電極太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
S100，利用濕法或干法制絨，在硅片表面形成絨面。
[0018]本發(fā)明所述制備方法可選用濕法或者干法刻蝕技術(shù)，進行制絨。
[0019]需要說明的是，本發(fā)明所采用的硅片是通過P型硅原料晶體成長的方法，形成晶棒后，切片成156mm x 156mm的尺寸，但不限于該尺寸。
[0020]S101，硅片在擴散爐中擴散，形成p-n結(jié)。
[0021]通過擴散在所述硅片正面形成N型發(fā)射極，并在硅片和N型發(fā)射極之間形成p-n結(jié)。
[0022]需要說明的是，將P型硅片放入擴散爐中進行磷擴散，擴散時需控制溫度在800°C?820°C范圍內(nèi)，目標方塊電阻為100-150歐/ 口。
[0023]S102，去除熱擴散在硅片表面形成的磷硅玻璃。
[0024]S103，在硅片正面形成減反膜。
[0025]本發(fā)明制備減反膜可利用PECVD方法或者磁控濺射方法，在所述硅片正面鍍單層氮化硅、多層氮化硅或氮化硅/二氧化硅疊層減反膜。減反膜的作用一方面降低反射率，另一方面可以鈍化硅片表面，減少載流子的復(fù)合。
[0026]S104，通過絲網(wǎng)印刷在硅片背面制備背電極和Al背電場。
[0027]本發(fā)明通過絲網(wǎng)印刷Ag漿料，在硅片背面形成背電極，通過絲網(wǎng)印刷Al漿料，在硅片背面形成Al背電場，然后在200-280°C下進行烘干，去除漿料中的有機成分。
[0028]現(xiàn)有在硅片正面形成的正電極一般是根據(jù)設(shè)計好的正電極圖案、線寬、線高等參數(shù)，采用絲網(wǎng)印刷Ag漿方式涂覆在硅片正面，待高溫?zé)Y(jié)后，形成Ag電極。
[0029]絲網(wǎng)印刷工藝由于在生產(chǎn)成本的降低中有著明顯的優(yōu)勢，可進行大規(guī)模生產(chǎn)和降低生產(chǎn)周期等特點，成為制備電極的主要手段。然而，絲網(wǎng)印刷工藝在印刷過程中正電極不可避免會出現(xiàn)斷柵和虛印現(xiàn)象，而且絲網(wǎng)印刷的電極致密性較差，導(dǎo)致電極的電阻值較大。此外，一次絲網(wǎng)印刷出來的金屬電極高度不高，需要多次印刷。
[0030]另一方面，現(xiàn)有正電極為Ag電極，但Ag漿價格昂貴，導(dǎo)致電池的造價一直不能大幅下降，缺乏價格競爭力。
[0031]為此，本發(fā)明從步驟S105~S109對電極的制備方法進行改進來解決上述問題。
[0032]S105，通過絲網(wǎng)印刷Ag楽料在娃片正面形成Ag電極。
[0033]S106，高溫?zé)Y(jié)。
[0034]首先采用絲網(wǎng)印刷方式在硅片正面涂上Ag漿，然后經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后形成Ag電極，由于正面Ag電極中含有玻璃料等腐蝕成分，Ag電極可以燒穿減反膜，和p