[发明专利]太阳能电池电极的电化学制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的制备方法，具体涉及一种太阳能电池电极的电化学制备方法。

背景技术

太阳能电池主要是以半导体材料为基础，并加以电极而形成电导通的器件，目前大多数太阳能电池的制造基于硅衬底材料，其制备工艺流程包括：去除硅片表面损伤层、制绒面、形成p 型层和n 型层、在正面镀SiNx 减反射膜与n 型层接触、制作正、背面电极及烧结形成欧姆接触等。目前太阳能电池电极的制作方法主要是用丝网图案印刷技术将高纯度银浆印刷到硅片表面。由于银浆的主要成分金属银微粒的成本很高，其他金属取代银制作太阳能电池电极已成为太阳能电池电极制备的必然趋势。近几年来，铜已经被成功的应用到太阳能电池电极的制备上。但由于铜非常容易在硅中扩散，从而降低太阳能电池的可靠性与寿命，在制作太阳能电池电极时必须隔离金属铜和太阳能电池功能区域。如何利用简单工艺制作低成本的铜电极是太阳能电池研究的一个重点。

图 1 显示了一种常见的太阳能电池制备流程。首先在太阳能电池衬底上制作p 型层和n 型层，形成pn 结。再在已完成p 型层和n 型层制作的太阳能电池衬底正表面形成一层SiNx 减反射膜，使其与太阳能电池n 型层接触。然后在太阳能电池衬底背面形成背电极，使背电极与p 型层接触，通常是用丝网印刷的方法制备背面铝电极。然后通过去除部分SiNx 减反射膜在太阳能电池衬底表面形成沟槽图案，在沟槽图案底部暴露出n 型层。然后利用丝网印刷在沟槽中印刷银浆，并退火形成电极。由于银浆成本较高，电化学镀已经逐步被采用以取代丝网印刷，具体流程如图2 所示。在电化学镀之前，通常先通过化学镀、墨水喷印、溶胶喷印等方法在沟槽底部镀上一层籽晶层。在实际操作中，根据所用电极材料的不同，籽晶层制作步骤也可以省略。然后再将太阳能电池衬底正面和至少一辅助电极接触电镀液,利用光诱导电镀（light induced plating）形成金属电极。光诱导电镀的优点是不用在太阳能电池衬底正面进行电极连接，电极连接到太阳能电池衬底的背面，能大大简化电镀工艺（CN101257059B，CN101562217A）。尽管用光诱导电镀形成太阳能电极的技术的发明早在上世纪70 年代（US4144139，US4251327），但是光诱导电镀的手段在在实际大批量生产中没有被采用，它的一个问题是多余电镀产生金属沉积物严重降低太阳能电池效率和寿命（Industrial LCP selective emitter solar cells with plated contacts，D. Kray, N. Bay, G. Cimiotti, S.

Kleinschmidt, N. K?sterke, A. L?sel, M. Sailer, A. Tr?ger, H. Kühnlein, H.Nussbaumer, C. Fleischmann, F. Granek，Photovoltaic Specialists Conference(PVSC), 2010 35th IEEE）。