[发明专利]制备太阳能电池用电极的方法

说明书

本发明涉及一种制备太阳能电池用电极的方法，其中将该电极构造为处于太阳能电池用基底上的导电层。

太阳能电池通常包含具有大量p-和n-掺杂区的半导体基底，当将掺杂区暴露于阳光下时，彼此间产生电势差和电压。为了能够引出电压，将电极施加到半导体基底表面。目前，电极通常以丝网印刷法施加。例如在EP-A1911584、US-A 2007/0187652或US 4375007中描述了以丝网印刷法制备电极。

作为替换，例如WO 2008/021782公开了首先将金属层施加到半导体材料上，通过喷墨印刷法施加覆盖耐蚀膜，其覆盖了形成电极结构的区域，然后通过蚀刻法除去金属层的未覆盖区。随后，再除去覆盖耐蚀膜。

在EP-A 1833099中描述了将接触孔例如借助激光基体系引入处于半导体基底上的钝化层。引入接触孔之后，直接书写金属化法将金属引入接触孔。提出的直接书写金属化法的实例为喷墨法或挤压法。最后，将强导电性材料施加到提前设置的接触材料上和各接触孔之间。

DE-A 102006033887公开了通过将包含导电聚合物的转印层从转印膜转印到基底将导电层施加到基底。

由现有技术已知的印刷和压花法的一个缺点尤其是在丝网印刷的情况下，印刷分辨率受到限制，并且不能印刷具有小于120μm宽度的导体轨(conductor track)。然而，在太阳能电池中有效发电需要最大可用表面积，这就是为什么还需要印刷具有更小尺寸的导体轨结构。

印刷和压花法的其他缺点是它们并不是不接触进行，并且由于在丝网印刷过程中例如由丝网和刮刀的接触所施加的压力，基底可能破碎。在不接触方法中，无压力施加到基底上，所以显著降低了基底破碎的风险。由现有技术已知的不接触方法通常为蚀刻法，该方法具有以下缺点：为了蚀刻必须使用酸和碱并且随后必须除去覆盖耐蚀膜。此外，需要几个复杂的工艺步骤。

本发明目的是提供一种制备太阳能电池用电极的方法，其中将该电极构造为导电层，该方法使导电层还能以非常细的结构复制并且该方法可以以简单方式实施而不使用大量环境危险品。

该目的通过一种制备太阳能电池用电极的方法实现，其中将该电极构造为处于太阳能电池用基底上的导电层，该方法包括下列步骤：

a)通过用激光器辐照包含导电颗粒的分散体使分散体从载体转印到基底，

b)干燥和/或硬化转印到基底的分散体以形成导电层。

施加导电层的太阳能电池用的合适基底例如为适用于制备太阳能电池的所有刚性或柔性基底。合适的基底例如为单晶硅、多晶硅或无定形硅，III-V半导体如GaAs、GaSb、GaInP、GaInP/GaAs、GaAs/Ge，或II-VI半导体如CdTe，或I-III-VI半导体如CuInS₂、CuGaSe₂，或通式ABC₂(其中A为铜、银、金，B为铝、镓或铟，和C为硫、硒或碲)的那些。

额外合适的为用上述半导体材料涂覆的所有刚性或柔性基底。这样的刚性和柔性基底例如为玻璃或聚合物膜。

在第一步骤中，将包含导电颗粒的分散体从载体转印到基底。通过用激光器辐照处于载体上的分散体进行转印。

施加到基底上的导电层可覆盖整个表面或结构化。用激光器转印分散体还允许获得如具有小于120μm，优选小于100μm，尤其是小于80μm的尺寸的非常细的结构。这些尺寸尤其与各导轨宽度相关。

在其中存在导电颗粒的分散体转印之前，优选施加到载体整个表面。或者，当然分散体也可以以结构化方式施加到载体上。然而，优选分散体施加到整个表面。

合适的载体为对特定激光器辐射透明的所有载体如塑料或玻璃。例如在使用IR激光器的情况下，可使用聚烯烃膜、PET膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、PEN膜、聚苯乙烯膜或玻璃。

载体可为刚性或柔性的。此外，载体可以以管或连续膜、套管或平坦载体存在。

产生激光束的合适激光源为市售的。原则上可使用所有激光束源。这样的激光束源例如可为脉冲或连续的气体、光纤、固态、二极管或准分子激光器。每种情况下使用这些的前提是特定载体对激光器辐射透明，并且包含导电颗粒和施加到载体上的分散体充分吸收激光器辐射以通过光能转化为热能在导电层中产生空泡。