[发明专利]太阳能电池正面电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种太阳能电池正面电极的制备方法。

背景技术

太阳能电池的主要生产流程为：制绒、扩散、刻蚀、沉积氮化硅膜、印刷银浆和烧结。

在太阳能电池的生产过程中，需要对扩散后的硅片表面沉积一层减反射膜以减少太阳光在硅片表面发生的反射。氮化硅薄膜具有高的化学稳定性、高电阻率、绝缘性好、硬度高、光学性能良好等特性，在太阳能电池上得到广泛的应用。作为减反射膜，氮化硅薄膜具有良好的光学性能，其折射率在2.0左右，比传统的二氧化硅减反射膜具有更好的减反射效果；同时，氮化硅薄膜还具有良好的钝化效果，对质量较差的硅片能起到表面和体内的钝化作用，这里的钝化是指使一些原子或分子与硅片表面缺陷处的不饱和化学键相结合，降低少数载流子在该缺陷处的复合几率。

太阳能电池的正面电极由主栅线、副栅线两部分构成，主栅线是直接接到电池外部引线的较粗部分，副栅线则是为了将电流收集起来传递到主栅线去的较细部分。目前，太阳能电池的正面电极制备工艺普遍采用丝网印刷银浆料，并采用高温烧结工艺形成银和硅的欧姆接触。为使正面电极与硅片基底形成良好的欧姆接触，使用导电性能良好的银浆料，并在银浆料中掺有含铅的硼酸玻璃粉，在高温烧结时玻璃粉的硼酸成分与氮化硅反应并刻蚀穿透氮化硅膜，使银可以渗入氮化硅膜下方，从而与硅片基底形成局部区域性的欧姆接触，其中掺入铅的作用是促进银-铅-硅的共熔而降低银的熔点。

在上述的印刷银浆和高温烧结工艺中，由于银浆中含有玻璃粉，降低了导电率；高温烧结工艺需要消耗大量的电能；硼酸玻璃粉对硅片表面的腐蚀具有各向异性，导致高温烧结后正面电极与硅片基底不能达到完全的欧姆接触，降低了正面电极与硅片基体的导电效果；此外，银浆中使用的重金属铅会对环境造成污染。

发明内容

本发明提供了一种太阳能电池正面电极的制备方法，以解决现有技术中太阳能电池正面电极导电效果不好、电能消耗大、以及使用铅污染环境的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池正面电极的制备方法，包括制绒、扩散、刻蚀、沉积氮化硅膜、印刷银浆以及烧结步骤，其中，在硅片上沉积氮化硅膜后，进一步包括去除预形成正面栅线位置上的氮化硅膜的步骤。

进一步地，去除预形成正面栅线的位置上的氮化硅膜的步骤包括：通过丝网印刷的方式在所述氮化硅膜上对应于所述预形成正面栅线的位置上印刷腐蚀性试剂。

进一步地，腐蚀性试剂为膏状流体的腐蚀浆料。

进一步地，膏状流体的腐蚀浆料为BES系列化学浆料。

进一步地，丝网印刷采用的丝网掩膜为耐酸的非金属材料制成。

进一步地，烧结的温度为400～700℃。

进一步地，印刷银浆步骤中采用的银浆由金属银微粒和有机溶剂组成。

进一步地，银浆中包含80～90wt％的金属银微粒和10～20wt％的有机溶剂。

进一步地，有机溶剂为酚醛树脂或环氧树脂。

应用本发明的技术方案的太阳能电池正面电极的制备方法，由于在印刷银浆之前去除了预形成正面栅线位置上的氮化硅膜，因而银浆中不需要掺入含铅的硼酸玻璃粉来腐蚀氮化硅膜，后续也不需要采用高温烧结工艺。由于银浆中不包含玻璃粉，可以提高银浆中的银含量，进而提高银浆的导电性能；同时银浆中不含铅，有利于环境的保护；后续采用低温烧结工艺，可以有效地节约设备消耗的电能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，而不能限制本发明，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

在本发明一种典型的实施方式中，太阳能电池正面电极的制备方法包括制绒、扩散、刻蚀、沉积氮化硅膜、印刷银浆以及烧结步骤，其中，在硅片上沉积氮化硅膜后，进一步包括去除预形成正面栅线位置上的氮化硅膜的步骤。由于去除掉了预形成正面栅线位置上的氮化硅膜，后续在印刷银浆时，银浆可以直接在预形成正面栅线位置沉积，与硅片基底形成良好的欧姆接触，有效地降低了接触电阻。采用这种工艺，银浆中不需要掺入含铅的硼酸玻璃粉来在烧结时刻蚀穿透氮化硅膜，这就提高了银浆中的银含量，进而提高银浆的导电性能；同时银浆中不含铅，有利于环境的保护；后续采用低温烧结工艺即可，节约了设备消耗的电能。