一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到异质结太阳能电池制造的技术领域，特别涉及到一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法。
【背景技术】
[0002]硅基异质结电池片是目前高效太阳能电池片研发的方向之一。硅基异质结电池片的衬底一般以N-型单晶硅片为主，一面通过与用PECVD方法沉积的非晶硅薄膜形成P-N结作为发射极，另一面用以相同方法沉积的同类型的非晶硅层作为背接触。P-N结的形成是在两种不同材料之间，一种是带宽约在1.12eV的单晶硅，另一种是带宽约在1.72eV的非晶硅薄膜。由于带宽的差异，两种材料界面形成的结称为异质结。对于异质结电池片，由于两种成结材料带宽的较大差异，导致这类电池片具备较高的开路电压。通过对其非晶硅薄层的适当调整，其开路电压易于达到700mV以上。
[0003]当非晶硅薄膜在硅片正反两边依次形成之后，下一步是通过PVD (物理气象沉积)溅射的方法在正反两边依次沉积一层透明的导电氧化物TCO。TCO 一般是用透过率高，导电性好的ITO材料，或其他元素掺杂的氧化铟。此后，透明导电氧化物上的金属栅线是通过传统的丝网印刷方法形成。印刷上去的金属栅线经大约200OC低温烧结后附着于透明导电氧化物表面。低温烧结一般很难保证栅线与透明导电氧化物的结合力，表现在制作组件焊接时主栅线容易脱落。硅基异质结电池片制作工艺的特点之一是低温工艺，小于200oC。因此提高印刷银线的烧结温度是不可行的。用电镀法在导电氧化物表面形成铜金属栅线可以解决栅线与导电氧化物表面的脱线问题。
[0004]直接在导电氧化物表面可以电镀上铜，但是其与导电氧化物表面结合力弱。另外铜与导电氧化物直接接触会向导电氧化物的内部扩散，影响电池性能。为解决这些问题，电镀铜之前，需要在电镀铜与导电氧化物层之间沉积一层过渡结合层用以增加电镀铜与导电氧化物层之间的结合力。现有技术主要通过沉积TiNx、TaNx或者WNx阻挡层和铜种子层形成金属叠层作为过渡结合层，但其工艺流程复杂，且之后需要采用不同的化学溶液腐蚀阻挡层和铜种子层，这会导致电池的性能和可靠性下降。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，主要通过在电镀铜层前先在导电氧化物层上沉积一层镍铜合金层作为过渡结合层，用以增加导电氧化物层与电镀铜层的结合力，并避免电镀铜层在导电氧化物层上的扩散。
[0006]为此本发明提供以下技术方案:
[0007]—种娃基异质结电池片金属叠层的制作方法，包括:
[0008]提供正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片；
[0009]在所述硅片正反两面上沉积导电氧化物层；
[0010]在所述导电氧化物层上沉积沉积结合层，其中结合层为镍铜合金层；
[0011]在所述镍铜合金层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案；
[0012]在所述金属栅线的图案的铜镍合金层上电镀电镀层；
[0013]刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、镍铜合金层，形成金属叠层。
[0014]其中，所述导电氧化物层为ITO层。
[0015]其中，所述镍铜合金层中镍含量为10%?90%，铜含量为10%?90%，优选的，镍含量为20%?50%，铜含量为50%?80%。
[0016]其中，在所述导电氧化物层上沉积镍铜合金层之后还包括在所述镍铜合金层之上沉积种子层的步骤。
[0017]其中，所述种子层为铜种子层。
[0018]其中，所述光阻材料层为感光干膜。
[0019]其中，所述电镀层为电镀铜层。
[0020]本发明采用以上技术方案，采用镍铜合金层作为导电氧化物层和电镀铜层的过渡结合层，用以增加导电氧化物层与电镀铜层的结合力，并解决了电镀铜层在导电氧化物层上的扩散问题。
【附图说明】
[0021]图1为本发明沉积非晶硅薄膜层、导电氧化物层、镍铜合金层后的结构示意图。
[0022]图2为本发明曝光显影后的结构示意图。
[0023]图3为本发明电镀上电镀铜层后的结构示意图。
[0024]图4为本发明刻蚀后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、特征和优点更加的清晰，以下结合附图及实施例，对本发明的【具体实施方式】做出更为详细的说明，在下面的描述中，阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本发明，但是本发明能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此，本发明不受以下公开的具体实施的限制。
[0026]一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，主要步骤包括如下:提供正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片；在所述硅片正反两面上沉积导电氧化物层；在所述导电氧化物层上沉积沉积结合层，其中结合层为镍铜合金层；在所述镍铜合金层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案；在所述金属栅线的图案的铜镍合金层上电镀电镀层；刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、镍铜合金层，形成金属叠层。
[0027]具体实施例如下:
[0028]SI，如图1、图2所示，提供正面沉积P-型非晶硅薄膜层2，反面沉积N-型非晶硅薄膜层3的硅片I ;再通过PVD溅射法分别在P-型非晶硅薄膜层2，反面沉积N-型非晶硅薄膜层3上沉积导电氧化物层4，导电氧化物层4采用ITO层；再在导电氧化物层4上沉积沉积结合层5，其中结合层5为镍铜合金层；其中镍铜合金层中镍含量为10%?90%，铜含量为10%?90%，优选的，镍含量为20%?50%，铜含量为50%?80% ;在镍铜合金层上覆一层光阻材料层7，其中光阻材料层7为感光干膜；然后光阻材料层7经过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案8。优选的，在导电氧化物层4上沉积镍铜合金层之后，在镍铜合金层之上沉积种子层6，再覆上光阻材料层7后进行掩模曝光，显影，其中种子层为铜种子层。
[0029]S2，如图3、图4所示，采用电镀工艺在金属栅线的图案8电镀上电镀层9，其中电镀层9为铜层；将掩模的光阻材料层7去除掉，再用化学腐蚀液去除掉未经电镀层9覆盖的镍铜合金层5，暴露出导电氧化物层4，形成金属叠层。
[0030]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，其特征在于，包括: 提供正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片； 在所述硅片正反两面上沉积导电氧化物层； 在所述导电氧化物层上沉积结合层，其中结合层为镍铜合金层； 在所述镍铜合金层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案； 在所述金属栅线的图案的铜镍合金层上电镀电镀层； 刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、镍铜合金层，形成金属叠层。2.根据权利要求1所述的一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，其特征在于:所述导电氧化物层为ITO层。3.根据权利要求1所述的一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，其特征在于:所述镍铜合金层中镍含量为10%?90%，铜含量为10%?90%，优选的，镍含量为20%?50%，铜含量为50%?80%。4.根据权利要求1所述的一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，其特征在于:在所述导电氧化物层上沉积镍铜合金层之后还包括在所述镍铜合金层之上沉积种子层的步骤。5.根据权利要求4所述的一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，其特征在于:所述种子层为铜种子层。6.根据权利要求1所述的一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，其特征在于:所述光阻材料层为感光干膜。7.根据权利要求1所述的一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，其特征在于:所述电镀层为电镀铜层。
【专利摘要】本发明公开了一种硅基异质结电池片金属叠层的制作方法，包括：提供正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片；在所述硅片正反两面上沉积导电氧化物层；在所述导电氧化物层上沉积沉积结合层，其中结合层为镍铜合金层；在所述镍铜合金层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案；在所述金属栅线的图案的铜镍合金层上电镀电镀层；刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、镍铜合金层，形成金属叠层。本发明的目的在于要通过在电镀铜层前先在导电氧化物层上沉积一层镍铜合金层作为过渡结合层，用以增加导电氧化物层与电镀铜层的结合力，并避免电镀铜层在导电氧化物层上的扩散。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN104934497
【申请号】CN201410100967
【发明人】林朝晖, 王树林
【申请人】泉州市博泰半导体科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月19日