本发明属于光伏设备制造技术领域,特别是涉及一种硅片正面电极的制作方法。
背景技术:
随着光伏产业的发展进步,出于对太阳电池高转换效率以及组件高输出功率的追求,越来越多的高效电池技术被应用到晶体硅太阳电池的商业化量产中。其中重要的一种高效电池技术是RIE反应离子刻蚀干法黑硅刻蚀技术,通过等离子体化的反应气体在硅片的正面刻蚀出亚微米级的绒面结构,该绒面由一系列密排的微小丘陵构成,微小丘陵的底宽尺寸在100nm左右,高度在200nm左右,使得其正面反射率远低于常规的湿法制绒技术,将其反射率从湿法制绒的21%降低到5%以下,大大增加了电池的短路电流。但丝网印刷工艺中正面电极细栅线的原料是银浆料,该浆料所含的银颗粒以及玻璃体颗粒的尺寸在20nm左右,银浆料的颗粒接近黑硅绒面的尺寸,而黑硅电池具有更为精细的绒面结构,就使得正面电极丝网印刷过程中细栅线不容易附着在黑硅电池表面,导致局部虚印或者数量较多的小断栅出现,印刷细栅线的宽度越小,这种问题就越明显。
基于上述问题,现有的黑硅电池制造过程中,会增大电池正面电极细栅线的宽度,来增加细栅线和绒面之间的附着力,以改善断栅、虚印的问题,然而增加细栅线的宽度,必然会增加黑硅电池正面的遮光面积,降低电池的转换效率,同时也会增加银浆的使用量,增加黑硅电池的成本。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供了一种硅片正面电极的制作方法,既能够避免正面电极细栅断栅和虚印的问题,又能够保证电极遮光面积最小化,从而提高电池的转换效率。
本发明提供的一种硅片正面电极的制作方法,包括:
在硅片正面进行湿法制绒;
在所述硅片正面制作保护层,所述保护层的形状和位置与待制作的正面电极细栅的形状和位置相匹配;
在所述硅片正面进行干法刻蚀,在所述保护层之外的位置形成黑硅绒面;
去除所述保护层并制作正面电极。
优选的,在上述硅片正面电极的制作方法中,
所述在所述硅片正面制作保护层为:
在所述硅片正面丝网印刷硅浆保护层,并进行烘干。
优选的,在上述硅片正面电极的制作方法中,
所述去除所述保护层为:
利用超声清洗方式去除所述硅浆保护层。
优选的,在上述硅片正面电极的制作方法中,
所述在所述硅片正面制作保护层为:
在所述硅片正面制作厚度范围为1微米至3微米的保护层。
优选的,在上述硅片正面电极的制作方法中,
所述在所述硅片正面制作保护层为:
在所述硅片正面制作宽度范围为80微米至250微米的保护层。
优选的,在上述硅片正面电极的制作方法中,
在所述硅片正面丝网印刷硅浆保护层之前,还包括:
利用硅纳米颗粒、有机分散剂和增稠剂制备硅浆,其中,设置所述硅纳米颗粒的质量分数范围为10%至30%。
优选的,在上述硅片正面电极的制作方法中,
所述在所述硅片正面进行干法刻蚀为:
利用反应离子刻蚀方式,在所述硅片正面进行干法刻蚀。
通过上述描述可知,本发明提供的硅片正面电极的制作方法,由于包括:在硅片正面进行湿法制绒;在所述硅片正面制作保护层,所述保护层的形状和位置与待制作的正面电极细栅的形状和位置相匹配;在所述硅片正面进行干法刻蚀,在所述保护层之外的位置形成黑硅绒面;去除所述保护层并制作正面电极,因此既能够避免正面电极细栅断栅和虚印的问题,又能够保证电极遮光面积最小化,从而提高电池的转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种硅片正面电极的制作方法的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种硅片正面电极的制作方法,既能够避免正面电极细栅断栅和虚印的问题,又能够保证电极遮光面积最小化,从而提高电池的转换效率。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种硅片正面电极的制作方法如图1所示,图1为本申请实施例提供的第一种硅片正面电极的制作方法的示意图,该方法包括如下步骤:
S1:在硅片正面进行湿法制绒;
该步骤所采用的湿法制绒工艺是一种传统工艺,此处不再赘述。
S2:在所述硅片正面制作保护层,所述保护层的形状和位置与待制作的正面电极细栅的形状和位置相匹配;
需要说明的是,丝网印刷的这种保护层的图形和正面电极的图形相似,和细栅线对应的保护层可以略比正面电极细栅线宽。
S3:在所述硅片正面进行干法刻蚀,在所述保护层之外的位置形成黑硅绒面;
需要说明的是,该黑硅绒面由一系列密排的微小丘陵构成,微小丘陵的底宽尺寸在100nm左右,高度在200nm左右,正面反射率远低于常规的湿法制绒技术,因此能够用制作黑硅绒面的方式来提高转换效率。在保护层所在的位置,不会形成黑硅绒面,因此不会影响后续电极细栅的制作。
S4:去除所述保护层并制作正面电极。
具体而言,在去除保护层的过程中药保证不会影响黑硅绒面,当去除保护层之后,就在保护层原来所在的位置制作正面电极,尤其是正面电极细栅,由于此处为普通的湿法制绒区域,因此不会造成细栅的断栅和虚印,提高正面电极制作效率,而且细栅的宽度可以做到更小,最大限度的减少对太阳光的阻挡,从而保证转换效率。
通过上述描述可知,本申请实施例提供的上述第一种硅片正面电极的制作方法,由于包括:在硅片正面进行湿法制绒;在所述硅片正面制作保护层,所述保护层的形状和位置与待制作的正面电极细栅的形状和位置相匹配;在所述硅片正面进行干法刻蚀,在所述保护层之外的位置形成黑硅绒面;去除所述保护层并制作正面电极,因此既能够避免正面电极细栅断栅和虚印的问题,又能够保证电极遮光面积最小化,从而提高电池的转换效率。
本申请实施例提供的第二种硅片正面电极的制作方法,是在上述第一种硅片正面电极的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片正面制作保护层为:
在所述硅片正面丝网印刷硅浆保护层,并进行烘干。
需要说明的是,在制作黑硅绒面的过程中,这种硅浆保护层能够保证其下部的表面不被侵蚀,保持原状,而且在黑硅绒面制作完成之后,该硅浆保护层也容易被去除,从而在其位置制作正面电极,当然,也可以采用其他种类的保护层,此处并不做任何限制。
本申请实施例提供的第三种硅片正面电极的制作方法,是在上述第二种硅片正面电极的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述去除所述保护层为:
利用超声清洗方式去除所述硅浆保护层。
需要说明的是,采用的超声清洗机成本较为低廉,且易于操作,另外,这种超声清洗方式能够有效去除硅浆保护层,不会对黑硅绒面造成影响,也不会引入更多的杂质,当然也可采用其他方式,此处并不做任何限制。
本申请实施例提供的第四种硅片正面电极的制作方法,是在上述第三种硅片正面电极的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片正面制作保护层为:
在所述硅片正面制作厚度范围为1微米至3微米的保护层。
需要说明的额是,此处提供的保护层的厚度范围是指烘干之后的厚度范围,这种厚度范围既能够有效的阻挡其下部的绒面被侵蚀,也易于去除,保证成本较低。
本申请实施例提供的第五种硅片正面电极的制作方法,是在上述第四种硅片正面电极的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片正面制作保护层为:
在所述硅片正面制作宽度范围为80微米至250微米的保护层。
需要说明的是,这是与正面电极细栅区域的宽度相匹配的,可以比对应的细栅宽度略大,保证细栅制作过程中不会断栅和虚印。
本申请实施例提供的第六种硅片正面电极的制作方法,是在上述第五种硅片正面电极的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:
在所述硅片正面丝网印刷硅浆保护层之前,还包括:
利用硅纳米颗粒、有机分散剂和增稠剂制备硅浆,其中,设置所述硅纳米颗粒的质量分数范围为10%至30%。
需要说明的是,其中的硅纳米颗粒的尺寸范围可以在20纳米至80纳米之间,这种制作工艺较为简单,成本较低。
本申请实施例提供的第七种硅片正面电极的制作方法,是在上述第一种至第六种硅片正面电极的制作方法中任一种的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片正面进行干法刻蚀为:
利用反应离子刻蚀方式,在所述硅片正面进行干法刻蚀。
需要说明的是,这种反应离子刻蚀的工艺技术成熟,在保护层的保护下,保护层下方的区域不能和等离子化的反应气体接触,不形成亚微米级的精细微小绒面,而未被硅纳米保护层覆盖的区域形成亚微米级精细微小绒面。这样在硅片正面就形成了选择性的黑硅绒面——正面电极区域为普通多晶湿法制绒绒面,非电极区(接收入射光的区域)为亚微米级精细黑硅绒面。
综上所述,利用上述方案,丝网印刷正面电极时,细栅线落在普通的多晶湿法制绒绒面上,解决了附着力低下的问题,避免了正面电极细栅线宽度降低带来的断栅、虚印的问题。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。