[发明专利]一种防止光伏电池边缘短路的电极制作方法及通过该方法形成的光伏电池

说明书

本发明提供了一种防止光伏电池边缘短路的电极制作方法，包括以下步骤：将掩膜材料沉积到光伏器件的侧边和至少一个表面；对位于所述表面的掩膜材料进行图形化处理，形成所述掩膜材料的局部开口；对所述侧边的掩膜材料进行处理使其抗蚀和抗电镀；在所述器件表面的所述掩膜材料的开口中电化学沉积金属电极；去除所述器件表面和侧边的掩膜材料。

技术领域

本发明涉及太阳能电池及半导体制造领域，具体涉及一种防止光伏电池边缘短路的电极制作方法及通过该方法形成的光伏电池。

背景技术

随着晶硅太阳能电池的结构向高开压的方向演化，各环节中的低温工艺得到了越来越多的应用。以硅基异质结电池为例，基底上低温沉积的材料有本征非晶硅层、掺杂非晶硅层、透明导电氧化物层如氧化铟锡。通常非晶硅层的沉积方式为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，透明导电氧化物层的沉积方式为物理气相沉积如磁控溅射或反应等离子体沉积。在物质从气相向固相转变的沉积中，硅片的厚度方向即侧边也不可避免会发生材料沉积。由于具有双面电极的太阳能电池的受光面和背光面为电池的两个极性，因此在侧边或某一面的边缘形成绝缘区来防止两个极性的局部互联短路就至关重要。

当使用丝网印刷的方式在硅片表面沉积金属时，由于丝网的图形可以限制金属仅接触表面，因此大大降低了边缘短路的风险。但是由于丝网印刷的栅线的高度和宽度局限性，以及对银浆的高度依赖，更高效的太阳能电池正在向用电镀铜为主要导电材料的方向演进。

当含有铜离子的溶液接触太阳能电池的导电表面时，在电镀过程中该表面则会沉积铜金属，因此在硅片的边缘通常采用后刻蚀的方法对沉积的金属进行去除，从而减少边缘短路现象的发生。这一方法需要增加表面保护层增加制造成本，而且刻蚀往往对太阳能电池的表面金属层也有损伤，从而影响电池的效率和良率。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种防止光伏电池边缘短路的电极制作方法及通过该方法形成的光伏电池，减少制造成本，以及刻蚀对太阳能电池的表面金属层的损伤，提高电池的效率和良率。

技术方案：一种防止光伏电池边缘短路的电极制作方法，包括以下步骤：

将掩膜材料沉积到光伏器件的侧边和至少一个表面；

对位于所述表面的掩膜材料进行图形化处理，形成所述掩膜材料的局部开口；

对所述侧边的掩膜材料进行处理使其抗蚀和抗电镀；

在所述器件表面的所述掩膜材料的开口中电化学沉积金属电极；

去除所述器件表面和侧边的掩膜材料。

优选的，所述掩膜材料的沉积方法包括丝网印刷、滚涂、刷涂、狭缝涂布、幕帘涂布、喷涂、旋涂、浸涂或喷墨打印中的任意一种或两种及两种以上的组合。

优选的，所述掩膜材料的在侧边和表面的沉积方式包括一次性沉积或分别沉积。

优选的，所述光伏器件的表面和侧边均为导电材料，所述导电材料为掺杂多晶硅、掺杂非晶硅、掺杂碳化硅、透明导电氧化物、金属种子层中的一种或两种以上导电材料的混合材料或两种及两种以上导电材料的层叠。

优选的，所述掩膜材料的图形化处理方式包括以下方法：

其一为使用紫外光局部曝光掩膜材料，使其曝光区域发生聚合或交联或分解反应，并用显影液使所述光伏器件表面在开口处显露；

其二为使用激光直写局部曝光掩膜材料，使其曝光区域发生聚合或交联或分解反应，并用显影液使所述光伏器件表面在开口处显露；

其三为局部沉积与掩膜材料发生反应的物质，使未沉积所述物质的区域在热处理或化学处理后发生聚合或交联或分解反应，并用显影液使所述光伏器件表面在开口处显露；

其四为通过喷墨打印掩膜材料的方式，在不需要开口沉积金属的表面区域打印掩膜材料。优选的，所述紫外光或激光的波长范围为300-450nm，优选的为350-420nm，更优选的为365-405nm。

优选的，所述对所述侧边的掩膜材料进行处理方式包括用光或热处理使掩膜材料发生聚合或交联反应。