一種硅太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅太陽能電池的制作方法，包括以下步驟：步驟1、制備復合漿料：在液態(tài)銦鎵合金中混合固態(tài)銅粉，攪拌均勻后得到復合漿料；步驟2、制備選擇性發(fā)射極：在硅片正面電極區(qū)域進行激光開槽；步驟3、絲網(wǎng)印刷正面電極：用高準絲網(wǎng)印刷工藝在開槽區(qū)域印刷步驟1得到的復合漿料；步驟4、低溫燒結(jié)；步驟5、在基底層上形成陰極電極，所述陰極電極層至少一面形成有金屬納米顆粒層，所述金屬納米顆粒層中金屬納米顆粒的功函數(shù)值低于陰極電極層的功函數(shù)值。本發(fā)明的制作方法采用低熔點銦鎵合金和銅粉的混合物作為電極材料，在保持現(xiàn)有電極材料-銅所具有的高導通性和低電阻率的同時，大大降低了成本。
【專利說明】—種硅太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種硅太陽能電池的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]晶體硅太陽能電池是一種把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導體器件。對于整個晶體硅太陽能電池器件而言，結(jié)構(gòu)和性能的體現(xiàn)都需要經(jīng)過電極采樣數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，因此，在晶體硅太陽能電池制作工藝中，當形成PN結(jié)后，制備能夠?qū)⒉杉墓怆娏鲗С龅恼骐姌O是該工藝中關(guān)鍵的步驟之一，并且正面電極的均勻性和導通性對產(chǎn)品的性能及成品率有很大影響。
[0003]晶體硅太陽能電池正面電極的制備方法可以分為電鍍、濺射和絲網(wǎng)印刷。電鍍方法制備的電極質(zhì)量高，但是該方法成本高，并且制備速度慢，另外該方法在電鍍過程中可能會使用一些有毒有害的物質(zhì)，存在一定的安全和健康隱患。濺射方法制備的電極質(zhì)量也較高，但是，與電鍍方法相同，該方法的成本也較高，并且制備速度慢。與電鍍和濺射方法相t匕，盡管絲網(wǎng)印刷方法具有設(shè)備簡單，操作方便，成本低廉，安全無毒，易形成電極，以及能夠得到良好的金屬和半導體的歐姆接觸，并且表面狀態(tài)良好的優(yōu)點。因此，目前工業(yè)界多采用絲網(wǎng)印刷方法制備晶體硅太陽能電池的正面電極。
[0004]絲網(wǎng)印刷工藝是在高溫條件下將特定的金屬材質(zhì)固化，以形成金屬半導體的歐姆接觸。對于晶體硅太陽能電池的正面電極而言，現(xiàn)有絲網(wǎng)印刷工藝是用膠刮條刮抹印刷用電極漿料，使其透過不繡鋼絲網(wǎng)網(wǎng)孔至硅片表面，然后通過燒結(jié)形成電極。目前，絲網(wǎng)印刷工藝中一般采用銀漿作為晶體硅太陽能電池的正面電極漿料，燒結(jié)溫度一般在850°C?900°C之間。該工藝存在如下缺點:(1)銀作為貴金屬，其價格昂貴，而且正面電極材料的用量很大，因此，采用該工藝制備晶體硅太陽能電池正面電極的成本很高；(2)該工藝中的燒結(jié)溫度較高，存在易損傷硅片、引起產(chǎn)品翹曲度較大，以及能耗高等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硅太陽能電池的制作方法，該方法具有成本低，能夠低溫形成電極的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明實現(xiàn)上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案為:一種硅太陽能電池的制作方法，其特征是:包括以下步驟:
[0007]步驟1、制備復合漿料:在液態(tài)銦鎵合金中混合固態(tài)銅粉，攪拌均勻后得到復合漿料；
[0008]步驟2、制備選擇性發(fā)射極:在硅片正面電極區(qū)域進行激光開槽；
[0009]步驟3、絲網(wǎng)印刷正面電極:用高準絲網(wǎng)印刷工藝在開槽區(qū)域印刷步驟I得到的復合漿料；
[0010]步驟4、低溫燒結(jié)■?在溫度為300°C?400°C下進行燒結(jié)，形成正面電極。
[0011]步驟5、形成背面電極:所述背面電極層至少一面形成有金屬納米顆粒層，所述金屬納米顆粒層中金屬納米顆粒的功函數(shù)值低于陰極電極層的功函數(shù)值。
[0012]上述復合楽:料中，銅的質(zhì)量百分含量優(yōu)選為60%?90%。
[0013]上述復合漿料中，銅粉的純度優(yōu)選為99.99%。
[0014]上述復合漿料中，銅粉的粒徑優(yōu)選為2微米?20微米。
[0015]上述步驟I中，攪拌溫度優(yōu)選為160°C?220°C，攪拌時間優(yōu)選為30分鐘?300分鐘。
[0016]上述步驟2中，激光功率優(yōu)選為1W?20W。
[0017]本發(fā)明一種硅太陽能電池的制作方法采用低熔點銦鎵合金和銅粉的混合物作為復合漿料，在硅片正面電極區(qū)域進行激光開槽制備選擇性發(fā)射電極，然后用高準絲網(wǎng)印刷工藝將復合漿料印刷在開槽區(qū)域，最后在溫度為300?400°C下進行低溫燒結(jié)，形成正面電極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的制作方法采用低熔點銦鎵合金和銅粉的混合物作為電極材料，在保持現(xiàn)有電極材料-銅所具有的高導通性和低電阻率的同時，大大降低了成本；同時，通過低溫燒結(jié)形成正面電極，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的易損傷硅片、引起產(chǎn)品翹曲度較大，以及能耗高等問題。另外，為了解決銦鎵銅合金和半導體的歐姆接觸問題，本發(fā)明的制作方法用激光在需要印刷區(qū)域進行激光刻槽，形成選擇性發(fā)射極，在銅粉混合銦鎵的復合漿料固化后能在低溫條件下與半導體形成歐姆接觸。因此，本發(fā)明的制作方法能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低制造成本，在晶體硅太陽能電池領(lǐng)域具有重要的產(chǎn)業(yè)化前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明實施例1中硅片表面的激光開槽區(qū)域。
【具體實施方式】
[0020]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0021]實施例1:
[0022]步驟1、制備銦鎵銅漿料:
[0023]在160°C的恒溫操作臺中，在銦鎵液態(tài)合金中加入粒徑為2微米?20微米，純度為99.99%的銅粉顆粒并攪拌形成粘稠狀漿料，按照質(zhì)量百分比計，在整個混合物中銅粉的含量為60% ；
[0024]步驟2、制備選擇性發(fā)射極:
[0025]在硅片表面，按圖1所示的區(qū)域?qū)杵M行激光刻槽，制得選擇性發(fā)射極；
[0026]步驟3、絲網(wǎng)印刷正面電極:
[0027]將選擇性發(fā)射極制備完成之后的硅片放入HF溶液中除去磷硅玻璃層，然后取出硅片，在180°C的溫度下，將復合漿料精準印刷在圖1所示的激光刻槽區(qū)域上；
[0028]步驟4、低溫燒結(jié):
[0029]將硅片放入燒結(jié)爐，在氮氣保護下進行快速燒結(jié)，燒結(jié)溫度為300°C，燒結(jié)時間為8秒，然后將硅片取出并自然冷卻到室溫，硅片表面即得到正面電極。
[0030]實施例2:
[0031 ] 步驟1、制備銦鎵銅漿料:
[0032]在220°C的恒溫操作臺中，在銦鎵液態(tài)合金中加入粒徑為2微米?20微米、純度為99.99%的銅粉顆粒并攪拌形成粘稠狀漿料，按照質(zhì)量百分比計，在整個混合物中銅粉的含量為80% ；
[0033]步驟2、制備選擇性發(fā)射極:
[0034]在硅片表面，按圖1所示的區(qū)域?qū)杵M行激光刻槽，制得選擇性發(fā)射極；
[0035]步驟3、絲網(wǎng)印刷正面電極:
[0036]將選擇性發(fā)射極制備完成之后的硅片放入HF溶液中除去磷硅玻璃層，然后取出硅片，在180°C的溫度下，將復合漿料精準印刷在圖1所示的激光刻槽區(qū)域上；
[0037]步驟4、低溫燒結(jié):
[0038]將硅片放入燒結(jié)爐，在氮氣保護下進行快速燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400°C，燒結(jié)時間為8秒，然后將硅片取出并自然冷卻到室溫，硅片表面即得到正面電極。
[0039]步驟5、背面電極形成:
[0040]形成背面電極，所述背面電極層至少一面形成有金屬納米顆粒層，所述金屬納米顆粒層中金屬納米顆粒的功函數(shù)值低于陰極電極層的功函數(shù)值。
【權(quán)利要求】
1.一種硅太陽能電池的制作方法，其特征是:包括以下步驟: 步驟1、制備復合漿料:在液態(tài)銦鎵合金中混合固態(tài)銅粉，攪拌均勻后得到復合漿料； 步驟2、制備選擇性發(fā)射極:在硅片正面電極區(qū)域進行激光開槽； 步驟3、絲網(wǎng)印刷正面電極:用高準絲網(wǎng)印刷工藝在開槽區(qū)域印刷步驟I得到的復合漿料； 步驟4、低溫燒結(jié):在溫度為300?400°C下進行燒結(jié)，形成正面電極； 步驟5、在基底層上形成陰極電極，所述陰極電極層至少一面形成有金屬納米顆粒層，所述金屬納米顆粒層中金屬納米顆粒的功函數(shù)值低于陰極電極層的功函數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅太陽能電池的制作方法，其特征是:所述的復合漿料中，銅粉的質(zhì)量百分含量為60%?90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅太陽能電池的制作方法，其特征是:所述的銅粉的粒徑為2微米?20微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅太陽能電池的制作方法，其特征是:所述的步驟I中，攪拌溫度為160°C?220°C，攪拌時間為30分鐘?300分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅太陽能電池的制作方法，其特征是:所述的步驟2中，激光功率為1W?20W。
【文檔編號】H01L31/18GK104465869SQ201410673493
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】黃繼昌, 黃漫卿, 駱藝 申請人:廣西智通節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>