一種制作太陽能電池電極的方法技術

本發明專利技術涉及太陽能電池領域，公開了一種制作太陽能電池電極的方法，該方法包括以下步驟：(1)往太陽能電池硅片的表面涂覆含有過渡金屬絡合物的金屬漿料；(2)將涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面需要形成電極的區域進行光固化，使得該區域的金屬漿料進行光固化反應；(3)將經光固化的太陽能電池硅片用顯影藥水進行浸泡，使得未進行光固化的區域上的金屬漿料溶解在所述顯影藥水中，以形成電極圖案；(4)將步驟(3)得到的產品進行高溫燒結，然后在所述電極圖案上依次進行表面活化和表面金屬化。本發明專利技術提供的方法極大地降低了成本，提高了生產效率，并且得到的太陽能電池電極對應的太陽能電池的光電轉化效率較高。

Method for making solar cell electrode

The present invention relates to the field of solar cell and discloses a method for manufacturing a solar cell electrode, the method comprises the following steps: (1) metal slurry to the surface of silicon solar cells coated with transition metal complexes; (2) the surface of silicon solar cells will be coated with the metal slurry are needed to form a light curing electrode the area, the area of metal slurry curing reaction; (3) will be used by developing potion of solar cell silicon light cured by soaking, which is not light curing area of metal slurry dissolved in the developing solution, to form an electrode pattern; (4) the steps of (3) high temperature sintered products, and then the surface activation and surface metallization in the electrode pattern. The method provided by the invention greatly reduces the cost and improves the production efficiency, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell corresponding to the solar battery electrode is higher.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及太陽能電池領域，具體地，涉及一種制作太陽能電池電極的方法。
技術介紹
由于化石能源逐漸枯竭，新型能源如太陽能、風能逐漸興起。太陽能電池作為一種通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置，具有安裝形式多樣、安全無污染、取之不盡、用之不竭的優點，因此得到了大力發展。太陽能電池硅片中含有PN結，可以在光照下產生電流，為了將電流導出，需要在太陽能電池硅片表面上制作正、負兩個電極。目前，太陽能電池正負電極的制作方法通常是通過印刷或噴墨打印分別將銀漿印刷在太陽能電池硅片的正背兩面，以形成正負電極的引線，再經過低溫烘烤和高溫燒結，最終形成太陽能電池電極。然而，該方法需要以銀漿作為原料，該銀漿中通常含有銀粉、玻璃粉和有機載體，其中，銀粉的成本極高，從而導致了該工藝的成本也會相應提高。此外，絲網印刷其他廉價金屬也存在一些問題，例如，絲網印刷銅存在高溫燒結時易氧化的缺陷，而絲網印刷鎳存在導電性能低的缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服采用現有方法通過印刷或噴墨打印制備太陽能電池正負電極時存在的上述缺陷，而提供一種新的制作太陽能電池電極的方法。具體地，本專利技術提供的制作太陽能電池電極的方法包括以下步驟：(1)往太陽能電池硅片的表面涂覆含有過渡金屬絡合物的金屬漿料；(2)將涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面需要形成電極的區域進行光固化，使得該區域的金屬漿料進行光固化反應；(3)將經光固化的太陽能電池硅片用顯影藥水進行浸泡，使得未進行光固化的區域上的金屬漿料溶解在所述顯影藥水中，以形成電極圖案；(4)將步驟(3)得到的產品進行高溫燒結，然后在所述電極圖案的表面上依次進行表面活化和表面金屬化。在本專利技術提供的制作太陽能電池電極的方法中，所述金屬漿料中的過渡金屬絡合物經紫外光或激光照射之后進行光固化反應，其中的無機-有機鍵斷裂而分解，分解產物易于保留在太陽能電池硅片表面，而未曝光處的金屬漿料則容易被顯影藥水從太陽能電池硅片表面去除，經高燒燒結之后，曝光處殘留的電極圖案與太陽能電池硅片緊密結合，活性物質在表面活化處理階段容易嵌入該電極圖案中，而不易嵌入非電極圖案區域中，從而在電極圖案區域實現后續的表面金屬化。本專利技術提供的制作太陽能電池電極的方法采用化學沉積或電鍍的方式取代了印刷工藝，極大地降低了成本，提高了生產效率，并且得到的太陽能電池電極對應的太陽能電池的光電轉化效率較高，基本能夠達到與采用銀漿印刷工藝獲得的太陽能電池電極對應的太陽能電池相當的水平。此外，根據本專利技術的一種優選實施方式，所述表面金屬化的方式為依次進行鍍鎳層、鍍銅層和鍍保護劑層，這樣一來，一方面，鍍銅層之后不需要進行高溫燒結處理，并且銅層表面還設置有保護劑層，因此，克服了采用絲網印刷銅層存在的高溫燒結時易氧化的缺陷；另一方面，鎳層的存在能夠將太陽能電池硅片與銅層隔開，避免由于銅層與太陽能電池硅片之間接觸而帶來的電池光電轉化效率降低的問題，并且銅層的存在有效解決了金屬鎳層導電效率低的問題。本專利技術的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限制本專利技術。本專利技術提供的制作太陽能電池電極的方法包括以下步驟：(1)往太陽能電池硅片的表面涂覆含有過渡金屬絡合物的金屬漿料；(2)將涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面需要形成電極的區域進行光固化，使得該區域的金屬漿料進行光固化反應；(3)將經光固化的太陽能電池硅片用顯影藥水進行浸泡，使得未進行光固化的區域上的金屬漿料溶解在所述顯影藥水中，以形成電極圖案；(4)將步驟(3)得到的產品進行高溫燒結，然后在所述電極圖案上依次進行表面活化和表面金屬化。所述金屬漿料可以為現有的各種含有過渡金屬絡合物且經紫外光或激光照射之后其中所含的過渡金屬絡合物中的有機-無機鍵能夠發生斷裂分解而形成不溶解于顯影藥水的光固化反應產物的液態物質，例如，其可以為濃度為0.5-20重量％、優選為濃度為2-15重量％的過渡金屬絡合物的溶液。其中，所述過渡金屬絡合物中的金屬優選為錫、鈦、鋁和鉛中的至少一種。所述過渡金屬絡合物中的絡合物配位體優選為乙酰丙酮化合物、羧酸根化合物、羰基化合物和烷氧基化合物中的至少一種。具體地，所述過渡金屬絡合物優選為辛酸亞錫、乙酰丙酮鈦、鋁(三羥基丁酮)3中的至少一種。所述過渡金屬絡合物的溶液中的溶劑可以為本領域的常規選擇，例如，可以為水、醇類溶劑、酯類溶劑、烷烴類溶劑和苯類溶劑等中的至少一種，其中，所述醇類溶劑的實例包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、戊醇、庚醇等中的至少一種，所述酯類溶劑的實例包括但不限于醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等中的至少一種，所述烷烴類溶劑的實例包括但不限于戊烷、己烷、辛烷、環己烷、環己酮等中的至少一種，所述苯類溶劑的實例包括但不限于苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯等中的至少一種。此外，所述含有過渡金屬絡合物的金屬漿料的用量通常可以為0.5-20mg/cm2，優選為1-10mg/cm2。本專利技術對將所述含有過渡金屬絡合物的金屬漿料涂覆至太陽能電池硅片表面上的方式沒有特別地限定，例如，可以采用旋涂、淋涂、擦涂、噴涂等方式進行，優選采用旋涂或噴涂的方式進行。本專利技術對所述光固化的方式沒有特別地限定，可以采用紫外光固化，也可以采用激光固化。當所述光固化為紫外光固化時，所述光固化的方式優選為：往涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面上遮蓋掩膜，所述掩膜包括透光區域和不透光區域且所述透光區域的圖案為電極圖案，然后進行紫外光固化，使得所述透光區域的金屬漿料進行光固化反應。其中，所述掩膜遮蓋的位置可以根據需要形成電極的位置進行調整，通常來說，所述掩膜可以遮蓋住太陽能電池硅片的整個表面，也可以遮蓋住其部分表面。此外，由于太陽能電池的正負電極通常分別設置在太陽能電池硅片的上下兩個表面上，因此，上述形成太陽能電池電極的步驟均應該在太陽能電池硅片的上下兩個表面上分別操作一次。此時，所述光固化的條件通常包括紫外光能量為500-3000mj/cm2。所述光固化的時間以使得金屬漿料進行光固化反應而形成不溶于顯影藥水的物質為準，對此本領域技術人員公知，在此不作贅述。當所述光固化為激光固化時，所述光固化的方式優選為：往涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面需要形成電極的區域采用激光進行照射，使得經激光照射區域上的金屬漿料進行光固化反應。此時，所述光固化的條件通常包括激光能量為500-3000mj/cm2。同樣，所述光固化的時間以使得金屬漿料進行光固化反應而形成不溶于顯影藥水的物質為準，對此本領域技術人員公知，在此不作贅述。本專利技術對所述顯影藥水的種類沒有特別地限定，可以為現有的各種能夠溶解過渡金屬絡合物、且不能夠溶解由該過渡金屬絡合物經光固化之后形成的電極圖案的液態物質，優選地，所述顯影藥水為醇類溶劑和/或四甲基氫氧化銨水溶液，更優選為醇類溶劑或者醇類溶劑和四甲基氫氧化銨水溶液的混合物。當將所述顯影藥水為醇類溶劑和四甲基氫氧化銨水溶液的混合物時，所述醇類溶劑與四甲基氫氧化銨水溶液的重量比優選為0.1-1000：1，更本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制作太陽能電池電極的方法，該方法包括以下步驟：(1)往太陽能電池硅片的表面涂覆含有過渡金屬絡合物的金屬漿料；(2)將涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面需要形成電極的區域進行光固化，使得該區域的金屬漿料進行光固化反應；(3)將經光固化的太陽能電池硅片用顯影藥水進行浸泡，使得未進行光固化的區域上的金屬漿料溶解在所述顯影藥水中，以形成電極圖案；(4)將步驟(3)得到的產品進行高溫燒結，然后在所述電極圖案上依次進行表面活化和表面金屬化。

【技術特征摘要】
1.一種制作太陽能電池電極的方法，該方法包括以下步驟：(1)往太陽能電池硅片的表面涂覆含有過渡金屬絡合物的金屬漿料；(2)將涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面需要形成電極的區域進行光固化，使得該區域的金屬漿料進行光固化反應；(3)將經光固化的太陽能電池硅片用顯影藥水進行浸泡，使得未進行光固化的區域上的金屬漿料溶解在所述顯影藥水中，以形成電極圖案；(4)將步驟(3)得到的產品進行高溫燒結，然后在所述電極圖案上依次進行表面活化和表面金屬化。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬漿料為濃度為0.5-20重量％的過渡金屬絡合物的溶液；優選地，所述過渡金屬絡合物中的金屬選自錫、鈦、鋁和鉛中的至少一種。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述光固化為紫外光固化或激光固化。4.根據權利要求3所述的方法，其中，當所述光固化為紫外光固化時，所述光固化的方式為：往涂覆有所述金屬漿料的太陽能電池硅片的表面上遮蓋掩膜，所述掩膜包括透光區域和不透光區域且所述透光區域的圖案為電極圖案，然后進行紫外光固化，使得所述透光區域的金屬漿料進行光固化反應；優選地，所述光固化的條件包括紫外光能量為500-3000mj/cm2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：冷世偉，林宏業，韋家亮，
申請(專利權)人：比亞迪股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44