太阳能电池及其制备方法与流程

专利2025-12-27  17


本发明主要涉及太阳能电池制备,尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。


背景技术:

1、太阳能电池或光伏电池(photovoltaic cell,pv)是一种将太阳能转化为电能的组件,当太阳光照射到太阳能电池表面的半导体材料时,半导体材料会吸收光子的能量,使得半导体原子中的电子获得足够的能量从共价键中激发出来,形成自由电子。这些自由电子在pn结电场的作用下发生分离,形成电流,从而可以驱动负载工作。太阳能电池的生产工艺主要包括清洗制绒、扩散、刻蚀、镀膜、丝网印刷和烧结等步骤,这些步骤共同协作,将基片加工成具有光电转换功能的太阳能电池。

2、随着光伏技术的发展,太阳能电池的光电转换效率逐渐提高,成本也逐渐降低,但是由于丝网印刷过程使用的银浆价格较高,银浆的成本约占电池非硅成本40%,使太阳能电池的成本居高不下。一种方式是通过电镀、化学镀等技术将金属化过程中的银替换为铜等廉价金属,使电镀、化学镀技术成为实现降低成本的新方法。

3、大部分太阳能电池的金属化均通过丝网印刷实现,丝网印刷过程首先将浆料按照一定的图形印刷到电池片上,之后通过浆料中的有效成分在高温下腐蚀、烧穿表面介电材料,从而与顶部的导电基底连接,实现电流的导出。但是丝网印刷所用浆料含银量高,因此成本较高。电镀金属化由于其采用较为廉价的金属铜、镍等制备金属栅线能够显著降低成本,备受关注。其流程一般是首先通过激光刻蚀或者掩膜的方式部分去除电池片表面的介质层,暴漏底部的导电基底,之后在暴漏的基底上进行金属栅线的制备。

4、由于太阳能电池表面的介质层较薄(纳米级别),因此通过介质层的去除表面深度较低,一方面会造成电镀过程中金属栅线的外延生长,使金属栅线的宽度增加,造成栅线的遮光增加,对电池片的性能产生不利影响;另一方面,由于金属栅线与电池片基底的接触面积较小会出现金属栅线拉脱力较差的现象。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能电池及其制备方法,使金属栅线的宽度保持在要求范围内,减少栅线遮光,也在一定程度改善栅线拉脱力较差的情况,提升太阳能电池性能。

2、为解决上述技术问题,第一方面,本发明提供了一种太阳能电池制备方法,包括:对基底进行开槽处理,形成开槽区域,所述开槽区域所在位置与后续所制备的金属栅线所在位置相同;在开槽处理后的基底之上依次制备功能层和介质层;对所述介质层进行刻蚀,露出所述功能层,其中刻蚀的位置与后续所制备的金属栅线所在位置相同;在刻蚀所述介质层之后电镀所述金属栅线。

3、可选地,对基底进行开槽处理,形成开槽区域之前,还包括:清洗待开槽处理的基底。

4、可选地,所述开槽区域的宽度略宽于所需制备的金属栅线宽度。

5、可选地,对基底进行开槽处理,形成开槽区域包括:采用激光刻蚀工艺或者化学刻蚀开槽工艺对所述基底进行开槽处理,形成所述开槽区域。

6、可选地,对所述介质层进行刻蚀,露出所述功能层包括:采用激光刻蚀工艺或者掩膜刻蚀工艺对所述介质层进行刻蚀,露出所述功能层。

7、可选地,所述功能层的厚度在所述开槽区域与非所述开槽区域相同。

8、可选地,对所述介质层进行刻蚀过程中,刻蚀形成的凹槽的深度为5~15μm,所述凹槽的宽度为15~30μm。

9、可选地,在电镀所述金属栅线之前,还包括:在刻蚀形成的凹槽内制备种子层。

10、第二方面,本发明提供了一种太阳能电池,包括基底、功能层、介质层和金属栅线;所述基底具有开槽区域,所述开槽区域与所述金属栅线所在位置相同;所述功能层位于所述基底的表面;所述介质层位于所述功能层的表面;所述金属栅线位于所述介质层上的凹槽内且与所述功能层导电连接,其中所述凹槽位置与所述开槽区域位置相同。

11、可选地,所述太阳能电池由第一方面所述太阳能电池制备方法制备而成。

12、与现有技术相比,本发明具有以下优点:对太阳能电池制备过程进行改进,首先对基底进行开槽处理,形成开槽区域,开槽区域所在位置与后续所制备的金属栅线所在位置相同,再在开槽处理后的基底之上依次制备功能层和介质层,又对介质层进行刻蚀,露出功能层,其中刻蚀的位置与后续所制备的金属栅线所在位置相同,最后在刻蚀介质层之后电镀金属栅线,进而使金属栅线的宽度保持在要求范围内,减少栅线遮光,也在一定程度改善栅线拉脱力较差的情况,提升太阳能电池性能。



技术特征:

1.一种太阳能电池制备方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,对基底进行开槽处理,形成开槽区域之前,还包括:清洗待开槽处理的基底。

3.如权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述开槽区域的宽度略宽于所需制备的金属栅线宽度。

4.如权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,对基底进行开槽处理,形成开槽区域包括:采用激光刻蚀工艺或者化学刻蚀开槽工艺对所述基底进行开槽处理,形成所述开槽区域。

5.如权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,对所述介质层进行刻蚀,露出所述功能层包括:采用激光刻蚀工艺或者掩膜刻蚀工艺对所述介质层进行刻蚀,露出所述功能层。

6.如权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述功能层的厚度在所述开槽区域与非所述开槽区域相同。

7.如权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,对所述介质层进行刻蚀过程中,刻蚀形成的凹槽的深度为5~15μm,所述凹槽的宽度为15~30μm。

8.如权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,在电镀所述金属栅线之前,还包括:在刻蚀形成的凹槽内制备种子层。

9.一种太阳能电池,其特征在于,包括基底、功能层、介质层和金属栅线;所述基底具有开槽区域,所述开槽区域与所述金属栅线所在位置相同;所述功能层位于所述基底的表面;所述介质层位于所述功能层的表面;所述金属栅线位于所述介质层上的凹槽内且与所述功能层导电连接,其中所述凹槽位置与所述开槽区域位置相同。

10.如权利要求9所述的太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池由权利要求1~8任一项所述太阳能电池制备方法制备而成。


技术总结
本发明提供了一种太阳能电池及其制备方法,其中制备方法包括:对基底进行开槽处理,形成开槽区域;开槽区域所在位置与后续所制备的金属栅线所在位置相同;在开槽处理后的基底之上依次制备功能层和介质层;对介质层进行刻蚀,露出功能层;其中刻蚀的位置与后续所制备的金属栅线所在位置相同;在刻蚀介质层之后电镀金属栅线。本发明使金属栅线的宽度保持在要求范围内,减少栅线遮光,也在一定程度改善栅线拉脱力较差的情况,提升太阳能电池性能。

技术研发人员:朱明光,王子港,吴魁艺,刘仲雨
受保护的技术使用者:天合光能股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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