一种在太阳能硅片表面制备线路的方法与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种在太阳能硅片表面制备线路的方法。


背景技术：

2.当前异质结（hjt）电池制备技术，一种是依靠丝网印刷在硅片表面印刷电极；电极材料为银质电极。另一种是光刻和电镀技术配合操作实现非接触式电极制备技术。
3.其中，现有技术中，例如，专利申请号：cn202011271814.0，专利名称：一种铸造单晶硅异质结太阳电池制备方法；公开了一种铸造单晶硅异质结太阳电池制备方法；包括以下步骤：s1、利用酸性溶液去除表面的油污、金属颗粒以及其他杂质；s2、将清洗后的硅片通过物理气相沉积技术沉积铝膜；s3、在沉积铝膜后的硅片表面沉积一层psg，并进行一系列退火处理；s4、将处理后的硅片用溶剂去除表面反应层和杂质；再将处理过的硅片进行表面制绒；s5、将处理后的硅片进行非晶硅镀膜；s6、在非晶硅薄膜层的正反面分别生成透明导电膜层；s7、在硅片两面的透明导电膜层上形成栅线电极，从而完成异质结电池片的制作流程。现有技术中，采用依靠丝网印刷在硅片表面印刷电极中印刷用银浆成本占比16~24%，过高的银浆成本成为限制其产业化推广的重要因素，因此需要探索金属化工艺的升级优化。
4.光刻和电镀技术配合操作实现非接触式电极制备技术，是利用电解原理在导电层表面沉积金属；现有技术中采用的电镀方案为：对带有种子层的hjt（异质结光伏电池硅片）进行表面光刻胶印刷，然后对种子层的hjt上的光刻凹槽（电镀区域）进行蚀刻，蚀刻凹槽区域光刻胶，在对蚀刻后的产品进行金属化，再去除光刻胶、去除种子层，完成电镀操作。然而，现有技术中采用的光刻方式进行镀铜掩膜制作，设备成本较高。
5.而且，异质结光伏电池栅线的形态一般采用正梯形形态，主要是因为梯形形状可以在一定程度上减少栅线之间的电阻，从而提高电池的效率。此外，梯形形状还可以减少反射，提高太阳光的吸收量。在异质结光伏电池中，栅线主要起到两个作用：一是限制电荷载流子的扩散，从而增加载流子的寿命，提高电池效率；二是通过栅线与阳极，阴极的连接，将电流导出。在这两个作用中，电子是一个关键因素。如果栅线宽度过窄，栅线之间的电阻就会增加，导致电流流动阻力增大，影响电池的输出。
6.因此，采用正梯形形状可以使栅线的宽度从顶部到底部逐渐变宽，正梯形的下底与电池片紧密接触，减少接触电阻；正梯形的形状还能减少电池片表面的反射，增强光吸收效率，提高电池的效率。另外，直接进行图形化掩膜制作，利用掩膜形成的栅线沟槽进行电镀工艺，电镀后栅线形态为倒梯形，不能满足栅线形态的正梯形需求。


技术实现要素：

7.本发明克服了现有技术的不足，提供一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，通过非光刻方式制作电镀掩膜，降低了工艺难度和设备成本，同时降低了接触电阻，提高了电池的效率。
8.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，包括以下方法：步骤s1，获取太阳能硅片，太阳能硅片外表面设有种子层，在种子层的外面打印材料a形成材料a层，材料a层在太阳能硅片上形成线路结构轮廓；步骤s2，在步骤s1加工后的太阳能硅片的种子层外表面利用喷印式打印方法打印材料b，并在太阳能硅片的种子层的外表面，且避开材料a层形成掩膜；掩膜附着在材料a层的外周面的周围，材料a层的端部至少部分裸露在掩膜外；步骤s3，将步骤s2加工后的种子层上的材料a层去除，并使掩膜在种子层上预留有生长区域；步骤s4，对步骤s3加工后的种子层上进行电镀操作，电镀材料在掩膜未覆盖的种子层上生长，并在生长区域中形成电镀线路；步骤s5，去除经过步骤s4电镀完成的种子层上的掩膜以及掩膜下方的种子层，获得带有电镀线路的光伏电池片。
9.本发明一个较佳方案中，材料a层采用的材料a是热熔材料；材料a在打印时为液态，材料a打印沉积到种子层上后冷却呈固体。
10.本发明一个较佳方案中，材料a采用的是树脂和热熔蜡的混合物、热熔蜡、树脂中的一种，热熔材料的熔点是50~80℃，且材料a温度在85~100℃时，粘度范围在8.0~13mpas，表面张力是28~32dyn/cm。
11.本发明一个较佳方案中，在步骤s1中，太阳能硅片，硅片载台使用冷却装置进行降温，冷却打印至太阳能硅片外表面的种子层上热熔材料的液滴，通过滴液凝固速度的调节，调整喷印在太阳能硅片的种子层上的材料a的形态。
12.本发明一个较佳方案中，在步骤s1中，控制喷印式打印方法中打印喷头的表面温度是80~110℃，打印喷头的打印速度为30~80mm/s；打印喷头一次打印的材料a的打印宽度10~50μm；打印喷头打印的材料a层的打印高度10~30μm；通过打印喷头多次打印，打印喷头喷出的热熔材料堆叠来控制调整材料a层的打印高度。
13.具体的，材料a层在太阳能硅片成型的轮廓基材底部最宽，随着材料厚度增加宽度逐渐收窄，近似于正梯形形态。
14.具体地，太阳能硅片表面低温控制范围0℃~20℃。材料a通过图形化打印方式打印，即打印图形为电镀线路图形，电镀线路之外的区域不打印。
15.本发明一个较佳方案中，对在步骤s2中材料b在打印时或打印前是液态材料，材料b打印到种子层表面后形成液态薄膜，液态薄膜的厚度是10~20μm；材料b是丙烯酸类光固化化合物，通过紫外光照射液态薄膜使液态薄膜固化，形成固态掩膜，固态掩膜的厚度是10~20μm。
16.具体地，材料b 采用丙烯酸类化合物，具有光敏特性，通过喷墨打印的方式喷打形成厚度为10~20μm的液态薄膜；对于已经打印的材料a层，控制材料b的打印位置，使得材料b落在已经打印的材料a层的两侧，而不覆盖在材料a层的顶部。具体控制方式为：材料b通过图形打印方式成型；打印区域为太阳能硅片表面电镀线路以外的区域，先将太阳能硅片的正面设定为打印区域；再将步骤s1中打印的线路图形叠加在材料b的打印区域上，设置为不打印区域；通过此方式制作成材料b的打印图形，可以保证材料b不会覆盖在材料a层顶部。
17.本发明一个较佳方案中，步骤s3中，材料a层的去除是通过100℃以上的热风吹扫清除或碱性液体浸泡清洗或超声波清洗，对种子层上的材料a层去除。
18.具体地，材料a层有多重去除方式中，包括200~400℃的热风，或者选用浓度为0.5~5%的碱液清洗，或者是选用超声波清洗，实现对种子层上的材料a层去除，获得带有线路结构轮廓的沟道形状的掩膜。
19.本发明一个较佳方案中，步骤s5中，采用碱性液体浸泡清洗或超声波清洗的方式去除种子层上的掩膜；其中采用的碱性液体的碱液浓度是10%以上。
20.本发明一个较佳方案中，对在步骤s5中电镀后太阳能硅片进行蚀刻，去除太阳能硅片表面上的种子层。
21.本发明一个较佳方案中，采用酸性溶剂对步骤s5中电镀后太阳能硅片进行蚀刻；电镀线路被蚀刻掉与铜种子层蚀刻掉的相同厚度，获得异质结电池的表面电镀线路，使电镀线路的形态为上窄下宽的正梯形形态。
22.本发明一个较佳方案中，掩膜的熔点高于材料a的熔点；或/和，种子层是铜种子层；或/和，电镀线路是铜电镀线路；或/和，掩膜是绝缘层。
23.本发明解决了背景技术中存在的缺陷：本发明公开的非光刻方式制作电镀掩膜，降低了工艺难度和设备成本；使用此方式电镀生成的线路具有比较理想形态，能够提升光伏电池效率。
24.本技术中电镀线路的形态为正梯形形状可以使栅线的宽度从顶部到底部逐渐变宽，正梯形的下底与电池片紧密接触，减少接触电阻；正梯形的形状还能减少电池片表面的反射，增强光吸收效率，提高电池的效率。
附图说明
25.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
26.图1是对应本发明的优选实施例的工艺流程图；图2是对应本发明的优选实施例中步骤s1中在太阳能硅片上设置的种子层的示意图；图3是对应本发明的优选实施例中步骤s1中在太阳能硅片上设置的种子层上喷打材料a形成线路结构轮廓的材料a层示意图；图4是对应本发明的优选实施例中步骤s2中在种子层上喷打材料b使材料b在种子层上避开所述线路结构轮廓形成掩膜的示意图；图5是对应本发明的优选实施例中步骤s3中将种子层上喷打的材料a层去除后使掩膜在种子层上预留有生长区域，获得带有线路结构轮廓的沟道形状的掩膜的示意图；图6是对应本发明的优选实施例中步骤s4中在种子层上预留的生长区域在掩膜中形成的带有线路结构轮廓的沟道进行电镀生长电镀线路的示意图；图7是对应本发明的优选实施例中步骤s5中种子层上电镀有电镀线路的外周的掩膜去除后的示意图；图8是对应本发明的优选实施例中步骤s5中的种子层去除后的示意图；
图9是对应本发明的优选实施例中使用奥林巴斯 lext 3d measuring laser microscope ols5000，对于太阳能硅片表面的材料a层的线条进行轮廓生成以及高度测量的照片；图10是对应本发明的优选实施例中太阳能硅片表面的材料a层中局部采样检测的扫描图；图11是图10中对应的检测扫描图；图12是图10中对应的材料a层的线条的断面检测图；图13是对应本发明的优选实施例中带有种子层的太阳能硅片表面打印热熔材料线条实物照片；图14是对应本发明的优选实施例中热熔材料在硅片种子层表面形成材料 a 层的线条的显微镜采样照片；图15是对应本发明的优选实施例中热熔材料在硅片种子层表面形成材料 a 层的线条的显微镜采样照片中材料 a 层的线条宽度测量图；图16不同打印速度下生成线条宽度测试；图17不同载台表面温度生成线条宽度测试；图18低粘度材料硅片表面打印间隔五分钟的轮廓图；图19是低粘度材料硅片表面打印后放置三十分钟的轮廓图；图20是较高黏度液体的低温银浆在硅片表面成型的参数信息表；图中，1-太阳能硅片，2-种子层，3-材料a层，4-掩膜，5-生长区域，6-电镀线路。
具体实施方式
27.现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例一
28.如图1-图8所示，一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，包括以下方法：步骤s1，获取太阳能硅片1，如图2所示，在太阳能硅片1外表面设置有种子层2，如图3所示，在种子层2的外面打印材料a形成材料a层3，材料a层3在太阳能硅片1上形成线路结构轮廓。
29.材料a层3采用的材料a是热熔材料；材料a层3在打印时材料a为液态，材料a打印沉积到种子层2上呈固体。热熔材料的熔点是50~100℃；本实施例中，优选的热熔材料的熔点是60~80℃ 。热熔材料选用的是热熔蜡，但不仅限于此，在其他实施例中可以根据实际的使用需求选用现有技术中的其他符合熔点要求的热熔材料。
30.进一步的，太阳能硅片1用冷却设备进行降温，通过低温控制喷印在太阳能硅片1的种子层2上的材料a层3的冷却速度。通过冷却设备控制喷印式打印方法中硅片载台的温度是10~15℃，制备的过程中，控制打印喷头的表面温度是80~110℃，本实施例中优选的打印喷头的温度是100℃，打印喷头的打印速度为30~80mm/s；打印喷头打印的材料a的打印宽度10~50μm；打印喷头打印的材料a的打印高度10~30μm，材料a层3在太阳能硅片1成型的轮廓近似梯形形态。打印速度（即打印喷头的打印移动的速度）和打印喷头喷打出的相邻材料
a滴间的物理间距存在以下关系：s=f*x；其中s是打印移动的速度，f是喷头的发射频率，x是打印喷头喷打出的相邻材料a滴间的物理间距；打印移动的速度s是设备运动控制系统参数，x是喷头控制系统的参数；只要在喷头最大发射频率范围内，进行s和x两个参数的适配调整，调节打印喷头打印的材料a的打印高度和打印宽度。图9是对应本发明的优选实施例中使用奥林巴斯 lext 3d measuring laser microscope ols5000,对于太阳能硅片表面的材料a层的线条进行轮廓生成以及高度测量的照片；从测量图中可以看出，线条高度为17.9微米，宽度20~24微米（底部比例尺单位微米，每格8微米）；图10是对应本发明的优选实施例中太阳能硅片表面的材料a层中局部采样检测的扫描图；图11是图10中对应的检测扫描图；图12是图10中对应的材料a层的线条的断面检测图，其中横轴对应的是图10中y轴方向，纵轴对应的是图10中的z轴方向，为了便于显示断面的高度的图像，在检测时扫描图中选用刻度尺单位不同的横轴的刻度尺和纵轴的刻度尺。检测的z轴的高度值是17.933μm。图13是对应本发明的优选实施例中带有种子层的太阳能硅片表面打印热熔材料线条实物照片，其中箭头所指示的即是打印的热熔材料线条；图14是对应本发明的优选实施例中热熔材料在硅片种子层表面形成材料 a 层的线条的显微镜采样照片；图15是对应本发明的优选实施例中热熔材料在硅片种子层表面形成材料 a 层的线条的显微镜采样照片中材料 a 层的线条宽度测量图（材料 a 打印在硅片种子层表面成型的线条宽度 21~22μm）。
31.热熔材料可以选用热熔蜡、热熔蜡和树脂的混合物中的一种。本实施例中选用的是热熔蜡。且热熔材料在85℃~100℃温度范围内的粘度：8.0~13.0 mpas。更进一步的，表面张力28~32dyn/cm；在85℃时黏度是：8.0~10.5 mpas ；在85℃时的表面张力是：28~32dyn/cm 。
32.硅片表面为ito导电层（氧化铟锡，indium tin oxide），表面形态为1μm高度的微型金字塔结构，当ito表面使用等离子气体处理后（plasma），表面能大于72mn/cm。在硅片表面打印液态材料时，由于硅片表面能远远大于液态材料的表面张力，因此材料的扩散现象非常明显，线条轮廓无法保持，以下是使用高粘度液体以及低粘度液体，在硅片表面进行印刷的实际效果。图16不同打印速度下生成线条宽度测试曲线图，图17不同载台表面温度生成线条宽度测试曲线图。
33.在外围打印环境相同的情况下，使用不同粘度的材料进行打印后轮廓成型效果测试：对比示例一中，用于喷墨打印的低粘度胶水（丙烯酸类光学胶）硅片表面实际表现如下：粘度13厘泊（cp），打印到硅片表面后宽度0.5mm，逐渐扩散胶水轮廓无法维持，胶水厚度无法测量表征；使用常规的液态喷墨打印用材料，无法在硅片表面成型，实际表现请参考图18、图19。图18是低粘度材料硅片表面打印间隔五分钟的轮廓图；图19是低粘度材料硅片表面打印后放置三十分钟的轮廓图。可以看出低粘度材料打印至太阳能硅片的表面后轮廓无法保持。
34.对比例二中，使用电流体打印方式在硅片表面高粘度流体打印效果对比；材料 a 选用的打印材料是温度在25℃时，粘度是10000cp的低温固化银浆，较高黏度液体的低温银浆在硅片表面成型。
35.对比例二中选用的打印材料在温度25℃时材料粘度约为10000cp，如图20中所示，采用较高的粘度材料即低温银浆无法有效控制材料高宽比。另外值得说明的是，现有技术
中用于喷墨打印的材料粘度（室温）为7~15cp。而本实施例中，在实现打印的时候，即使选用粘度远高于一般打印材料的低温银浆，也无法有效控制材料高宽比。
36.选用的热熔材料，加热温度下粘度适用于喷墨打印，热熔材料接触到硅片表面时，液态材料发生相变，液态转变成固态，从而实现了硅片表面打印材料的形态保持。
37.步骤s2，在步骤s1加工后的太阳能硅片1的种子层2外表面利用喷印式打印方法打印材料b，如图4所示，材料b打印在在太阳能硅片1的种子层2的外表面，且避开材料a层形成掩膜4；掩膜4附着在材料a层3的外周面的周围，材料a层3的端部至少部分裸露在掩膜4外。具体的，掩膜4的材料的熔点高于材料a的熔点。
38.具体地，对在步骤s2中所述材料b在打印时或打印前是液态材料，所述材料b打印到种子层2表面后形成液态薄膜，液态薄膜的厚度是10~20μm；所述材料b是丙烯酸类光固化化合物，通过紫外光照射所述液态薄膜使所述液态薄膜固化，形成固态的掩膜4，所述固态的掩膜4的厚度是10~20μm。
39.进一步，优选的，材料a打印一次后宽度范围：宽度20~40μm，高度范围：15~30μm；打印线条的高宽比一般为70~90%。
40.进一步，优选的，材料b的层厚度范围：根据材料a层3的高度进行设定，厚度设定在材料a层3的高度的70%~85%；材料b打印后，将材料a通过化学或物理手段进行去除，此时形成的沟槽深度为材料a宽度的49%~77%（即，材料a层的线条高宽比70%~90%，材料b打印厚度为材料a层3的高度的70%~85%，沟槽深度约为材料a层3的宽度的49%~77%），沟槽内部轮廓形态与热熔材料打印后线条轮廓形态相同。通过电镀工艺，镀层沿沟槽内轮廓生长，镀层在沟槽内部轮廓与材料a打印的线条轮廓一致，控制铜镀层生长的厚度到达材料a层的线条宽度的35~50%，即可获得高宽比为35~50%的电镀线路。
41.步骤s3，将步骤s2加工后的种子层2上的材料a层3去除，如图5所示，使掩膜4在种子层2上预留有生长区域5。
42.进一步的，材料a层3的去除方式，一种是选200~400℃的热风，或者选用浓度为0.5~5%的碱液清洗，或者是选用超声波清洗，实现对种子层上的材料a去除，获得带有线路结构轮廓的沟道形状的掩膜。
43.具体的，本实施例中，材料a层3的去除是通过温度是50℃的4%氢氧化钾水溶液对种子层2上的材料a层3浸泡50s以上，然后使用超声波清洗10s以上，获得带有线路结构轮廓的沟道形状的掩膜4。
44.步骤s4，对步骤s3加工后的种子层2上进行电镀操作，如图6所示，电镀材料在掩膜4未覆盖的生长区域5中生长，并在所述生长区域5中形成电镀线路6。
45.步骤s5，如图7、图8所示，去除将经过步骤s4电镀完成的太阳能硅片1上的掩膜4以及掩膜下方的种子层2，获得如图8所示的带有电镀线路6的光伏电池片。
46.具体的，本实施例中采用碱性液体清洗或者浸泡的方式去除种子层2上的掩膜4。碱性液体中的碱液浓度是10%以上。
47.进一步的，对在步骤s5中电镀后太阳能硅片1进行蚀刻，去除太阳能硅片1表面上的种子层2。本实施例中，采用酸性溶剂对步骤s5中电镀后太阳能硅片1进行蚀刻；电镀线路6被蚀刻掉与铜种子层2蚀刻掉的相同厚度，获得异质结电池（hjt）的表面的电镀线路6，使电镀线路6的形态为上窄下宽的正梯形形态。
实施例二
48.在实施例一的基础上，如图1-图8所示，一种在太阳能硅片1表面实现线路成型的方法，包括以下方法：步骤s1，获取太阳能硅片1，在太阳能硅片1外表面设置有种子层2，在种子层2的外面打印材料a形成材料a层3，材料a层3在太阳能硅片1上形成线路结构轮廓。
49.材料a层3采用的材料a是热熔材料；材料a在打印时为液态，材料a打印沉积到种子层2上呈固体。本实施例中，材料a采用的是热熔蜡，热熔蜡的熔点是50~80℃ 。
50.进一步的，太阳能硅片1用冷却设备进行降温，通过硅片与材料a上的滴液间的温差，控制喷印在太阳能硅片1的种子层2上的材料a层3的材料a的冷却速度。通过冷却设备控制喷印式打印方法中硅片载台的温度表面温度是10~15℃，打印喷头的温度是100℃，打印喷头的打印速度为50mm/s；打印喷头打印的材料a的打印宽度20~25μm；打印喷头打印的材料a的打印高度18~22μm，材料a层3在太阳能硅片1成型的轮廓近似梯形形态。图16和图17 说明了，不同打印速度和不同的硅片载台温度，对于热熔材料打印线宽的影响趋势。
51.步骤s2，在步骤s1加工后的太阳能硅片1的种子层2外表面利用喷印式打印方法打印材料b，材料b打印在在太阳能硅片1的种子层2的外表面，且避开材料a层形成掩膜4；掩膜4附着在材料a层3的外周面的周围，材料a层3的端部至少部分裸露在掩膜4外。具体的，掩膜4的材料的熔点高于材料a的熔点。
52.具体地，对在步骤s2中所述材料b在打印时或打印前是液态材料，所述材料b打印到种子层2表面后形成液态薄膜，液态薄膜的厚度是12~15μm；所述材料b是丙烯酸类光固化化合物，通过紫外光照射所述液态薄膜使所述液态薄膜固化，形成固态的掩膜4，所述固态的掩膜4的厚度是11~14μm，光固材料一般存在3~8%固化收缩率，根据实际收缩率，控制好液态薄膜的厚度即可。
53.具体地，材料b 采用丙烯酸类化合物，具有光敏特性，通过喷墨打印的方式喷打形成厚度为12~15μm的液态薄膜；对于已经打印的材料a层3，控制材料b的打印位置，使得材料b落在已经打印的材料a层3的两侧，而不覆盖在材料a层3的顶部。具体控制方式为：材料b通过图形打印方式成型；打印区域为硅片表面电镀线路以外的区域，先将太阳能硅片1的正面设定为打印区域；再将所述步骤s1中打印的线路图形叠加在材料b的打印区域上，设置为不打印区域；通过此方式制作成材料b的打印图形，可以保证材料b不会覆盖在材料a层3的顶部。
54.步骤s3，将步骤s2加工后的种子层2上的材料a层3去除，使掩膜4在种子层2上预留有生长区域5。
55.具体的，材料a层3的去除是通过温度在30~60℃，浓度是2~4% 的koh（氢氧化钾）水溶液浸泡去除，获得带有线路结构轮廓的沟道形状的掩膜4。
56.步骤s4，对步骤s3加工后的种子层2上进行电镀操作，电镀材料在掩膜4未覆盖的生长区域5中生长，并在所述生长区域5中形成电镀线路6。电镀镀层厚度小于掩膜4厚度时，镀层沿掩膜4沟槽底部向掩膜4表面方向生长；镀层厚度超出掩膜4层厚度时，会以沟槽为圆心，半圆方向上生长，需要控制镀层生长厚度，使得镀层厚度小于等于掩膜4层厚度。
57.步骤s5，去除将经过步骤s4电镀完成的太阳能硅片1上的掩膜4以及掩膜下方的种子层2，获得带有电镀线路6的光伏电池片。
58.具体的，本实施例中采用碱性液体清洗或者超声波池浸泡的方式去除种子层2上的掩膜4。碱性液体的碱液浓度是10%以上。
59.进一步的，对在步骤s5中电镀后的太阳能硅片1进行蚀刻，去除太阳能硅片1表面上的种子层2。本实施例中，采用酸性溶剂对步骤s5中电镀后的太阳能硅片1进行蚀刻；电镀区域之外的种子层2蚀刻去除，电镀线路6表面也蚀刻掉相同厚度，获得异质结电池（hjt）的表面的电镀线路6，电镀线路6的形态为近似梯形形态。且，电镀线路6的宽度是20~25μm，高度是 10~15μm，高宽比35~50%。光伏电池栅线收集电流能力与线路的电阻相关性较强，相同宽度下，高度越高,横截面积越大，导线电阻越小；当高宽比超过50%以后，导线支撑力不足，受压后容易发生形变或者断裂。控制镀层生长的厚度，即可获得适当高宽比的线路。
实施例三
60.在实施例二的基础上，异质结电池（hjt）为双面电镀电路的结构，区别仅在于，实施例二中公开的是单面电镀情况，在本实施例中采用了实施例二的电镀方式进行了双面电镀的操作。
实施例四
61.在实施例一的基础上，区别仅在于，其中的种子层2选用铜种子层；电镀线路6选用铜电镀线路，铜电镀线路通过电镀材料即铜电镀材料在掩膜4未覆盖的铜种子层上的生长区域5中生长，并在所述生长区域5中形成电镀线路6。但不仅限于此，在其他实施例中，种子层2还可以采用纯铜或者铜镍合金，电镀线路6选用与种子层2采用的材料一致即可。
62.工作原理：本发明的在太阳能硅片1表面实现线路成型的方法，通过种子层2作为电镀生长的基础层，由于电镀线路6的优选状态需要是近似正梯形形态，采用现有技术中的丝网印刷低温银浆技术进行线路的制备，并不能确保线路结构呈近似梯形形态。而本发明通过材料a层3打印在种子层2上形成材料a层3，然后在种子层2上打印材料b，并在种子层2上的材料a层3的外周形成掩膜4，通过去除材料a层3，显现出带有线路结构轮廓的沟道形状的掩膜4。在利用电镀的方式在种子层2上没有被材料b覆盖的地方电镀生长，将电镀区域之外的种子层2蚀刻去除，电镀线路6表面也蚀刻掉相同厚度，获得异质结电池（hjt）的表面的电镀线路6，才能获得电镀线路6的形态为近似梯形形态。本发明成功实现了太阳能栅线，从银到铜的变更，大大降低了太阳能表面栅线成型成本，使得太阳能硅片1成本进一步降低；使用简单的物理工艺代替光刻胶光刻设备，降低了硅片线路电镀成本。本发明公开的非光刻方式制作电镀掩膜4，降低了工艺难度和设备成本；使用此方式电镀生成的线路具有比较理想形态，高宽比可以达到35~45%，能够提升光伏电池效率。
63.使用本发明的在太阳能硅片1表面实现线路成型的方法电镀生成的线路具有比较理想的线路形态，对比现有丝网印刷低温银浆技术，能够提升光伏电池的电能效率。目前低温银浆固化后的线路的电阻率 3~10μω/cm。本发明的方法制备的电镀纯铜栅线电阻率1.7μω/cm。本发明制备的线路相比于现有技术制备的线路中相同长度的栅线，电镀铜线路电阻低于低温银浆线路，收集电流能力增强。
64.依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不
偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

技术特征：
1.一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于，包括以下方法：步骤s1，获取太阳能硅片，所述太阳能硅片外表面设有种子层，在所述种子层的外面打印材料a形成材料a层，所述材料a层在太阳能硅片上形成线路结构轮廓；步骤s2，在步骤s1加工后的太阳能硅片的种子层外表面利用喷印式打印方法打印材料b，并在所述太阳能硅片的种子层的外表面，且避开所述材料a层形成掩膜；所述掩膜附着在材料a层的外周面的周围，所述材料a层的端部至少部分裸露在所述掩膜外；步骤s3，将所述步骤s2加工后的种子层上的材料a层去除，并使所述掩膜在所述种子层上预留有生长区域；步骤s4，对所述步骤s3加工后的种子层上进行电镀操作，电镀材料在掩膜未覆盖的种子层上生长，并在所述生长区域中形成电镀线路；步骤s5，去除经过步骤s4电镀完成的种子层上的掩膜以及掩膜下方的种子层，获得带有所述电镀线路的光伏电池片。2.根据权利要求1所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：所述材料a采用的是热熔材料；所述材料a在打印时为液态，所述材料a打印沉积到种子层上后冷却呈固体。3.根据权利要求2所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：所述材料a采用的是树脂和热熔蜡的混合物、热熔蜡、树脂中的一种，所述热熔材料的熔点是50~80℃，且材料a温度在85~100℃时，粘度范围在8.0~13mpas，表面张力是28~32dyn/cm。4.根据权利要求1所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：在步骤s1中，所述太阳能硅片，硅片载台使用冷却装置进行降温，冷却打印至所述太阳能硅片外表面的种子层上热熔材料的液滴，通过滴液凝固速度的调节，调整喷印在所述太阳能硅片的种子层上的材料a的形态。5.根据权利要求4所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：在步骤s1中，控制所述喷印式打印方法中打印喷头的表面温度是80~110℃，所述打印喷头的打印速度为30~80mm/s；所述打印喷头一次打印的材料a的打印宽度10~50μm；所述打印喷头打印的材料a层的打印高度10~30μm；通过打印喷头多次打印，打印喷头喷出的热熔材料堆叠来控制调整材料a层的打印高度。6.根据权利要求1所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：对在步骤s2中所述材料b在打印时或打印前是液态材料，所述材料b打印到种子层表面后形成液态薄膜，液态薄膜的厚度是10~20μm；所述材料b是丙烯酸类光固化化合物，通过紫外光照射所述液态薄膜使所述液态薄膜固化，形成固态掩膜，所述固态掩膜的厚度是10~20μm。7.根据权利要求1所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：所述步骤s3中，所述材料a层的去除是通过100℃以上的热风吹扫清除或碱性液体浸泡清洗或超声波清洗，对所述种子层上的材料a层去除。8.根据权利要求1所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：所述步骤s5中，采用碱性液体浸泡清洗或超声波清洗的方式去除所述种子层上的掩膜；其中采用的碱性液体的碱液浓度是10%以上；
或/和，对步骤s5中电镀后的所述太阳能硅片进行蚀刻，去除所述太阳能硅片表面上的种子层。9.根据权利要求8所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：采用酸性溶剂对步骤s5中电镀后所述太阳能硅片进行蚀刻；电镀线路被蚀刻掉与铜种子层蚀刻掉的相同厚度，获得异质结电池的表面电镀线路，使所述电镀线路的形态为上窄下宽的正梯形形态。10.根据权利要求1所述的一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，其特征在于：所述掩膜的熔点高于材料a的熔点；或/和，所述种子层是铜种子层；或/和，所述电镀线路是铜电镀线路；或/和，所述掩膜是绝缘层。

技术总结
本发明公开了一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，包括：在太阳能硅片外表面设置种子层，在种子层的外面打印材料A形成材料A层，材料A层在太阳能硅片上形成线路结构轮廓；在种子层外表面打印材料B并形成掩膜；材料A层的端部至少部分裸露在掩膜外；去除材料A层，使掩膜在种子层上预留有生长区域；对种子层上进行电镀操作，电镀材料在生长区域中生长，形成电镀线路；去除种子层上的掩膜和种子层，获得带有电镀线路的光伏电池片。本发明公开一种在太阳能硅片表面制备线路的方法，通过非光刻方式制作电镀掩膜，降低了工艺难度和设备成本；电镀生成的线路具有比较理想形态，能够提升光伏电池的电能效率。电池的电能效率。电池的电能效率。


技术研发人员：宋伟 张洋 张国宏 韩源 刘佳聪 刘以云
受保护的技术使用者：苏州优备精密智能装备股份有限公司
技术研发日：2023.09.04
技术公布日：2023/10/11