[发明专利]可溶性掩膜真空镀制备光伏电池栅线电极的方法

说明书

本发明公开了一种可溶性掩膜真空镀制备光伏电池栅线电极的方法，用可水溶的镂空掩膜，贴在光伏电池表面，然后在放入真空镀膜设备中，镀上一层金属电极膜层后，揭下镂空掩膜，光伏电池表面留下金属栅线电极。镂空掩膜可以多次使用，达到使用次数后，该镂空掩膜放入水中溶解掩膜，得到要回收的金属，经过清洗后，可以重新用于镀膜靶材的制作。本发明专利的栅线加工材料种类范围广，可以是银、铜、铝等；栅线电极的厚度、宽度可控；栅线电极的材料致密性好，和电池表面的结合强度高。另外，通过可溶性掩膜还可以对多余的沉积金属进行回收和重新利用，大幅度节约了成本。

技术领域

本发明属于太阳能光伏电池技术领域，具体的说是涉及一种可溶性掩膜真空镀制备光伏电池栅线电极的方法。

背景技术

光伏电池片的能量转换效率提升和加工成本降低，是实现光伏发电平价上网，并逐步提高能源供给的重要技术手段。太阳能电池的光电转换效率提升包括开源节流。开源方面，例如降低电池表面的反射率，让加更多的光参与光电转换。节流方面，例如，缩小栅线电极的遮光面积。成本降低也是光伏电池产品的重要指标，包括节约材料，降低加工成本等。改善栅线电极是光伏电池片的能量转换效率提升和加工成本降低的重要内容。

栅线电极是目前光伏电池最重要的收集转换电流的结构材料。以常见的156毫米电池片为例，正面分布有栅线电极，反面布有背板电极。正面栅线电极分为主栅线和细栅线。细栅线的宽度目前已经降低到30至50微米。传统的加工方法是丝网印刷。栅线宽度越低，对丝网模板的要求越高。对此，有一些新的栅线电极加工技术，例如专利“一种电喷印太阳能光伏电池电极的方法”(CN 106653877A)中，采用了电场对压力喷射的导电墨水进一步缩小射流直径，喷射在电池表面，形成栅线电极。在专利“一种晶硅太阳能电池的正面电极”(CN105552144A)中，采用无主栅线，全部是副栅线和细栅线，此外增加焊接接触点的形式。专利“一种太阳能电池的正面电极结构及其制备方法”(CN105789345B)中，该制备方法在丝网印刷银栅线后，然后采用金属丝印制机在金属化处理后的银栅线表面上印制金属丝电极，金属丝和银栅线通过锡膏连接接在一起，优点是用铜电极代替了正面电极上的部分银栅线，降低了硅太阳电池的正面电极的银栅线用量，从而降低了硅太阳电池的制造成本；另外铜电极有更高的高度，提升栅线高宽比，提高效率。

与以上方法相比，真空镀膜是更为直接的加工电极方法。真空镀膜具有成膜质量好，电极与电池结合力好，是纯物理的加工方法。但是由于栅线电极的总面积仅占电池表面积的很小一部分(通常约为3-5％)，因此镀膜后，镂空掩膜表面的大部分沉积金属材料面临再次收集和利用的难题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种可溶性掩膜真空镀制备光伏电池栅线电极的方法，采用镂空的可溶性聚合物薄膜掩膜，贴在光伏电池表面，然后进行镀膜，移除可溶性聚合物薄膜掩膜，即可得到栅线电极结构。由于镂空掩膜具有水溶性，因此可以很方便的回收金属材料，即把镂空掩膜放入水中，溶解后，即可捞出金属材料，再用于真空镀膜靶材的制作。这样，可以充分有效的回收利用金属材料，同时真空镀膜加工的栅线电极宽度、高度可控，沉积材料致密等优点。在保证栅线电极质量的同时，又大幅度节约了金属材料成本。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可溶性掩膜真空镀制备光伏电池栅线电极的方法，包括以下步骤：

步骤1，制作水溶性的镂空掩膜：用水溶性聚合物，制备镂空的掩膜，该掩膜的镂空图形与待制作的金属栅线的形状和尺寸一致；

步骤2，将水溶性镂空的掩膜贴在光伏电池表面，并放入真空设备中；

步骤3，用真空镀膜的方法，在上述的光伏电池表面镀上一层栅线电极金属材料；

步骤4，镀膜结束后，把镂空的掩膜从光伏电池片上取下，留下金属栅线电极；

步骤5，下一批次光伏电池的栅线电极依次重复上述步骤2至步骤4；