一种光伏电池栅线电极制备方法与流程

1.本发明涉及电极制备技术领域，具体涉及一种光伏电池栅线电极制备方法。


背景技术：

2.topcon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术，其电池结构为n型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅(隧穿层)，然后再沉积一层掺杂多晶硅薄层(掺杂钝化层)，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，为n-pert电池转换效率进一步提升提供了更大的空间，其生产流程为制绒、硼扩散、去bsg+碱抛、沉积非晶硅、rca、ald、正背面镀膜、金属化。其中，金属化工序包含印刷和烧结，为电池片制备栅线电极。栅线电极采用银浆配合带有预制图形的网版印刷，然后经过高温烧结制备。印刷烧结工艺目前相对成熟，但是高昂的银浆成本和网版损耗是生产中的重大挑战。并且，因为网版精度及线宽的限制，进一步降低所印刷的栅线线宽的难度较大，造成栅线遮光面积无法进一步减小，影响光吸收转化利用效率。当然，良率方面也面临断栅和漏浆的困扰。


技术实现要素：

3.(一)针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏电池栅线电极制备方法，克服了现有技术的不足，通过光刻印刷的方式让电池片上的栅线细密排布，提高了光电转化效率。
4.(二)为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光伏电池栅线电极制备方法，包括以下步骤，
5.(1)利用旋涂机将含银浆料整面旋涂在电池片正面，随后烘干处理，得到预处理电池片；
6.(2)通过光刻胶涂布机在预处理电池片正面涂布光刻胶，得到含胶电池片；
7.(3)将含胶电池片放置在带有栅线图形掩膜版的黄光曝光机中，对含胶电池片所需栅线以外的区域进行曝光，曝光区域的光刻胶发生聚合；
8.(4)通过显影液去除曝光区域的光刻胶，并利用湿法金属刻蚀对该区域进行刻蚀处理，得到刻蚀电池片；
9.(5)去除刻蚀电池片上余留的未聚合光刻胶，即形成金属栅线电极。
10.优选的，步骤(1)中，所述含银浆料采用银纳米线浆料；旋涂后在60-80℃下烘干1-2min。
11.优选的，步骤(2)中，所述光刻胶的厚度控制为1-4μm。
12.优选的，步骤(3)中，所述曝光时长控制为6-12s。
13.优选的，步骤(4)中，所述显影液为氢氧化钾、氢氧化钠中的任一种；显影处理时长控制为60-100s。
14.优选的，所述显影液的质量分数控制为1-5％。
15.优选的，步骤(4)中，所述湿法金属刻蚀中的刻蚀液采用氢氟酸和硝酸，且用氢氟酸和硝酸的体积比为1：3；刻蚀时长控制为5-12s。
16.(三)本发明提供了一种光伏电池栅线电极制备方法，具备以下有益效果：
17.1、本发明通过光刻印刷的方式取代了传统的丝网印刷，精度把控远远高于丝网印刷工艺，可以更好的控制栅线的高宽比，让电池片上的栅线细密排布，使得接触性能好、收集载流子能力强，可提高了光电转化效率。
18.2、本发明采用银纳米线浆料，制备的栅线具有优异的透光性、耐曲挠性，可降低能损，在促进光电转化上起到积极作用。
附图说明
19.图1为本发明光伏电池栅线电极制备流程图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.实施例1
22.一种光伏电池栅线电极制备方法，包括以下步骤，
23.(1)利用旋涂机将银纳米线浆料整面旋涂在电池片正面，旋涂后在80℃下烘干1min，得到预处理电池片；
24.(2)通过光刻胶涂布机在预处理电池片正面涂布厚度为1.5μm的光刻胶，得到含胶电池片；
25.(3)将含胶电池片放置在带有栅线图形掩膜版的黄光曝光机中，对含胶电池片所需栅线以外的区域进行曝光6s，曝光区域的光刻胶发生聚合；
26.(4)通过1wt％的氢氧化钾显影液去除曝光区域的光刻胶，并利用湿法金属刻蚀对该区域进行刻蚀处理，得到刻蚀电池片。其中，显影处理时长控制为100s。湿法金属刻蚀中的刻蚀液采用氢氟酸和硝酸，且用氢氟酸和硝酸的体积比为1：3；刻蚀时长控制为5s。
27.(5)去除刻蚀电池片上余留的未聚合光刻胶，即形成金属栅线电极。
28.实施例2
29.一种光伏电池栅线电极制备方法，包括以下步骤，
30.(1)利用旋涂机将银纳米线浆料整面旋涂在电池片正面，旋涂后在60℃下烘干2min，得到预处理电池片；
31.(2)通过光刻胶涂布机在预处理电池片正面涂布厚度为2μm的光刻胶，得到含胶电池片；
32.(3)将含胶电池片放置在带有栅线图形掩膜版的黄光曝光机中，对含胶电池片所需栅线以外的区域进行曝光10s，曝光区域的光刻胶发生聚合；
33.(4)通过3wt％氢氧化钠显影液去除曝光区域的光刻胶，并利用湿法金属刻蚀对该区域进行刻蚀处理，得到刻蚀电池片。其中，显影处理时长控制为70s。湿法金属刻蚀中的刻蚀液采用氢氟酸和硝酸，且用氢氟酸和硝酸的体积比为1：3；刻蚀时长控制为8s。
34.(5)去除刻蚀电池片上余留的未聚合光刻胶，即形成金属栅线电极。
35.实施例3
36.一种光伏电池栅线电极制备方法，包括以下步骤，
37.(1)利用旋涂机将银纳米线浆料整面旋涂在电池片正面，旋涂后在70℃下烘干1.5min，得到预处理电池片；
38.(2)通过光刻胶涂布机在预处理电池片正面涂布厚度为3μm的光刻胶，得到含胶电池片；
39.(3)将含胶电池片放置在带有栅线图形掩膜版的黄光曝光机中，对含胶电池片所需栅线以外的区域进行曝光12s，曝光区域的光刻胶发生聚合；
40.(4)通过5wt％氢氧化钠显影液去除曝光区域的光刻胶，并利用湿法金属刻蚀对该区域进行刻蚀处理，得到刻蚀电池片。其中，显影处理时长控制为80s。湿法金属刻蚀中的刻蚀液采用氢氟酸和硝酸，且用氢氟酸和硝酸的体积比为1：3；刻蚀时长控制为8s。
41.(5)去除刻蚀电池片上余留的未聚合光刻胶，即形成金属栅线电极。
42.对比例1
43.与实施例2基本相同，区别在于：采用银浆料进行旋涂。
44.性能测试
45.1、采用topcon电池进行检测，对topcon电池做出相应替换，采用实施例1-3以及对比例1中的方法制备出相应的金属栅线电极，依次命名为s1、s2、s3以及d1。具体结果如下表所示。
46.表1电池性能
47.组别uociscetas10.712513.92325.204s20.718513.95625.263s30.708213.85525.197d10.692613.74825.038topcon电池0.681413.65224.531
48.从上表可以看出：相较于topcon电池，电池s1、s2、s3以及d1中的开路电压和短路电流都有较高的提升，使得光电转换效率得到较大幅度的提升，改善了电池的质量；
49.采用银纳米线浆替代纯银浆料或银铝浆料，具有优异的透光性、耐曲挠性，可降低能损，在促进光电转换上起到积极作用。
50.本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种光伏电池栅线电极制备方法，其特征在于，包括以下步骤，(1)利用旋涂机将含银浆料整面旋涂在电池片正面，随后烘干处理，得到预处理电池片；(2)通过光刻胶涂布机在预处理电池片正面涂布光刻胶，得到含胶电池片；(3)将含胶电池片放置在带有栅线图形掩膜版的黄光曝光机中，对含胶电池片所需栅线以外的区域进行曝光，曝光区域的光刻胶发生聚合；(4)通过显影液去除曝光区域的光刻胶，并利用湿法金属刻蚀对该区域进行刻蚀处理，得到刻蚀电池片；(5)去除刻蚀电池片上余留的未聚合光刻胶，即形成金属栅线电极。2.如权利要求1所述的一种光伏电池栅线电极制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含银浆料采用银纳米线浆料；旋涂后在60-80℃下烘干1-2min。3.如权利要求1所述的一种光伏电池栅线电极制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述光刻胶的厚度控制为1-4μm。4.如权利要求1所述的一种光伏电池栅线电极制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述曝光时长控制为6-12s。5.如权利要求1所述的一种光伏电池栅线电极制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述显影液为氢氧化钾、氢氧化钠中的任一种；显影处理时长控制为60-100s。6.如权利要求5所述的一种光伏电池栅线电极制备方法，其特征在于，所述显影液的质量分数控制为1-5％。7.如权利要求1所述的一种光伏电池栅线电极制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述湿法金属刻蚀中的刻蚀液采用氢氟酸和硝酸，且用氢氟酸和硝酸的体积比为1：3；刻蚀时长控制为5-12s。

技术总结
本发明涉及电极制备领域，具体涉及一种光伏电池栅线电极制备方法，包括以下步骤，(1)制取预处理电池片；(2)制取含胶电池片；(3)将含胶电池片放置在带有栅线图形掩膜版的黄光曝光机中，对含胶电池片所需栅线以外的区域进行曝光，曝光区域的光刻胶发生聚合；(4)通过显影液去除曝光区域的光刻胶，并利用湿法金属刻蚀对该区域进行刻蚀处理，得到刻蚀电池片；(5)去除刻蚀电池片上余留的未聚合光刻胶，即形成金属栅线电极。本发明通过光刻印刷的方式取代了传统的丝网印刷，精度把控远远高于丝网印刷工艺，可以更好的控制栅线的高宽比，让电池片上的栅线细密排布，使得接触性能好、收集载流子能力强，可提高了光电转化效率。可提高了光电转化效率。可提高了光电转化效率。


技术研发人员：王伟
受保护的技术使用者：滁州捷泰新能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/14