专利名称：一种太阳电池芯片电极的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳电池芯片电极的制备方法，属半导体光电子器件与技术领域。
背景技术：
目前聚光型太阳能电池多应用于1000倍左右聚光条件下，电池芯片受光面电极多采用平行排列的栅状图形电极，电极栅线均匀布满电池芯片表面，以收集电池芯片内部产生的高密度电流。而对于高倍聚光太阳电池芯片，其电流密度很高(1000倍聚光条件下电流密度达13-15A/CH12)，因此需制备较厚的电极，而为了充分利用太阳光，电极栅线必须尽量窄，以尽量減少电极遮光，因此，高倍聚光太阳电池芯片电极通常具有很高的高宽比。通常电池芯片受光面电极的总面积占芯片总面积的5%_10%，传统栅状电极将投射在其上的太阳光反射出去，极大地降低了太阳光的利用率。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种太阳能电池芯片电极的制作方法，其获得的电极具有很高的高宽比的特点，特别适用于高倍聚光太阳电池芯片受光面电极。本发明解决上述技术问题的技术方案为一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其步骤包括
1)在电池外延片表面上形成具有梯形横截面的栅状电极，并在其顶面覆盖抗腐蚀层；
2)采用化学腐蚀方法腐蚀所述具有梯形横截面的栅状电扱，由于顶面覆盖抗腐蚀层，梯形截面只在两斜边被腐蚀，从而形成具有三角形横截面的栅状电扱；
3)去除所述抗腐蚀层。在本发明的优选实施例中，所述步骤I)包括在电池外延片表面上形成掩膜层，其具有梯形横截面的栅状电极蒸镀窗ロ，所述窗ロ呈上小下大状；采用蒸镀方式在所述的栅状电极蒸镀窗口内依次蒸镀电极层及抗腐蚀层，形成具有梯形横截面的栅状电极。进ー步地，所述掩膜层为负性光刻胶。优选地，所述栅状电极的材料为银。优选地，所述抗腐蚀层的材料选自氧化硅、氧化铝、氮化硅或金属钽。在一些实施例中，步骤2)具体エ艺为采用化学溶液腐蚀所述具有梯形截面的栅状电极的侧面，形成具有三角形截面的栅状电极，同时对所述栅状电极侧面进行抛光，増加所述栅状电极侧面对太阳光的反射率。进ー步地，所述化学溶液为硝酸。在一些实施例中，在去除所述抗腐蚀层后，还可以采用电子束蒸镀或电镀方法加厚所述栅状电极，从而降低电极电阻的同时在经过腐蚀的栅状电极侧面覆盖新的金属层，进一步提闻侧面的反射率。本发明采用所述的太阳能电池芯片电极的制备方法使得栅状电极具有三角形截面，利用三角形的两侧面将入射至栅状电极的太阳光反射至电池芯片内部，所述的制备方法工艺简单，并且所述的具有三角形截面的栅状电极的侧面经化学腐蚀抛光后进行加厚，大大提闻了侧面的反射率，从而进一步提闻太阳光的利用率。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
图I为根据本发明实施的一种太阳能电池芯片电极的制备流程图。图2至图7为根据本发明实施的一种具有三角形横截面的栅状电极主要制备工艺流程示意图。图8为现有一种梯形横截面栅状电极的光路径示意图。
图9为根据本发明的制备方法所获得的一种三角形横截面栅状电极的光路径示意图。图中各标号表不
001:高倍聚光太阳电池外延片；
002:掩膜层(负性光刻胶)；
003:栅状电极蒸镀窗口 ；
004:梯形横截面栅状电极；
005:抗腐蚀层；
006:三角形横截面栅状电极；
007:太阳光线。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不应以此限制本发明的保护范围。下面实施例公开了一种太阳能电池芯片电极的制备工艺流程，如图I所示，其主要包括下面步骤
步骤SOl :在外延片上形成掩膜层，其具有栅状电极蒸镀窗口 ；
步骤S02 :在栅状电极蒸镀窗口内形成具有梯形横截面的栅状电极；
步骤S03 :化学蚀刻梯形栅状电极侧壁，形成具有三角形横截面的栅状电极；
步骤S04 :加厚栅状电极。下面结合图2 图7，对各个步骤做详细说明。如图2所示，采用光刻工艺，选用负性光刻胶在高倍聚光太阳电池外延片001表面形成栅状电极蒸镀掩膜层002，具有梯形横截面的栅状电极蒸镀窗口 003，梯形横截面上底a宽度为5 10微米，下底b宽度为8 13微米，负性光刻胶002厚度c为8 12微米。如图3所示，采用电子束蒸镀方法在栅状电极蒸镀窗口 003内依次蒸镀金属银004及抗腐蚀层005，形成具有梯形截面栅状电极004，其中金属银的厚度h为5 8微米。本实施例中，所抗腐蚀层005采用二氧化硅材料。如图4所示，采用负性光刻胶剥离工艺剥离金属及负性光刻胶002，获得具有梯形横截面栅状电极004及覆盖其上的抗腐蚀层005。
如图5所示，采用硝酸溶液腐蚀梯形截面栅状电极004，由于表面覆盖抗腐蚀层005，腐蚀只在电极侧面进行，通过控制腐蚀时间，形成具有三角形截面栅状电极006。如图6所示，采用氟化铵溶液(BOE)腐蚀去除抗腐蚀层005。如图7所示，采用电镀方法加厚具有三角形截面栅状电极006。在本实施例中，在抗腐蚀层005的保护下，硝酸溶液只腐蚀具有梯形横截面的栅状电极004的侧面，通过控制腐蚀时间，形成具有三角形横截面的栅状电极006。由于电子束蒸镀的电极侧面通常较为粗糙，光反射率较低，采用硝酸溶液对栅状电极侧面进行腐蚀的同时也对侧面进行抛光，增加侧面对太阳光的反射率。图8和图9为太阳光入射至不同形状的栅状电极后被反射的情况示意图。如图8所示，当太阳光线007入射至所述具有梯形横截面栅状电极004，梯形上表面将入射的太阳光反射出去，梯形斜面将入射的太阳光反射入太阳电池内部，但由于采用了电子束蒸镀方法，电极侧面较为粗糙，大部分入射至梯形斜面的太阳光仍会被散射出去。如图9所示，当太阳光线007入射至具有三角形横截面栅状电极006，将全部被电 极侧面反射入太阳电池内部，且电极侧面经过溶液抛光及电镀后，反射率大为提高。因此，上述实施例制备获得的具有三角形横截面栅状电极006将大大提高太阳电池芯片对太阳光的利用率。
权利要求
1.一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其步骤包括 1)在电池外延片表面上形成具有梯形横截面的栅状电极，并在其顶面覆盖抗腐蚀层； 2)采用化学腐蚀方法腐蚀所述具有梯形横截面的栅状电极，由于顶面覆盖抗腐蚀层，梯形截面只在两斜边被腐蚀，从而形成具有三角形横截面的栅状电极； 3)去除所述抗腐蚀层。
2.根据权利要求I所述的一种太阳能电池芯片电极的制备方法，所述步骤I)包括在电池外延片表面上形成掩膜层，其具有梯形横截面的栅状电极蒸镀窗口，所述窗口呈上小下大状；采用蒸镀方式在所述的栅状电极蒸镀窗口内依次蒸镀电极层及抗腐蚀层，形成具有梯形横截面的栅状电极。
3.根据要求2所述的一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其特征在于所述掩膜层为负性光刻胶。
4.根据要求I所述的一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其特征在于所述栅状电极的材料为银。
5.根据要求I所述的一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其特征在于所述抗腐蚀层的材料选自氧化硅、氧化铝、氮化硅或金属钽。
6.根据要求I所述的一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其特征在于步骤2)中采用化学溶液腐蚀所述具有梯形截面的栅状电极的侧面，形成具有三角形截面的栅状电极，同时对所述栅状电极侧面进行抛光，增加所述栅状电极侧面对太阳光的反射率。
7.根据要求6所述的一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其特征在于所述化学溶液为硝酸。
8.根据要求I所述的一种太阳能电池芯片电极的制备方法，还包括步骤4):采用电子束蒸镀或电镀方法加厚所述具有三角形横截面的栅状电极。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能电池芯片电极的制备方法，其步骤包括1)在电池外延片表面上形成具有梯形横截面的栅状电极，并在其顶面覆盖抗腐蚀层；2)采用化学腐蚀方法腐蚀所述具有梯形横截面的栅状电极，由于顶面覆盖抗腐蚀层，梯形截面只在两斜边被腐蚀，从而形成具有三角形横截面的栅状电极；3)去除所述抗腐蚀层。采用所述的太阳能电池芯片电极的制备方法使得栅状电极具有三角形截面，利用三角形的两侧面将入射至栅状电极的太阳光反射至电池芯片内部，所述的制备方法工艺简单，并且所述的具有三角形截面的栅状电极的侧面经化学腐蚀抛光后进行加厚，大大提高了侧面的反射率，从而进一步提高太阳光的利用率。
文档编号H01L31/18GK102820376SQ20121029140
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者熊伟平, 林桂江, 吴志敏, 宋明辉, 安晖 申请人:天津三安光电有限公司