一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板的制作方法

本实用新型属于掩膜板技术领域，特别涉及一种用于旋涂工艺制备太阳能电池的掩模板。

背景技术：

钙钛矿太阳能电池作为光伏行业出现的一种新型太阳能电池发展非常迅速，目前国内很多高校都有与之相关的课题研究，比如高效率、稳定性、大面积等课题方向。钙钛矿太阳能电池自从2009年发现以来其光电转换效率已经从3.8％提升到如今的22％以上，其效率提升速度是市场上各种太阳能电池提升速度最快的，而且其光电转换效率已接近或超过市面上传统晶硅、铜铟镓硒以及碲化镉电池。钙钛矿太阳能电池的另一大优势就是制作工艺流程相较与传统晶硅电池大大缩短简化，并且制作成本也大幅降低。钙钛矿太阳能电池通常由多层不同功能的材料薄膜组成，薄膜的制备可以采用溶液法，即旋涂工艺进行制备。作为电极的金属材料一般采用真空蒸镀、磁控溅射等工艺制备。

一般来说，金属电极(例如作为电极的金、银、铝等)通常采用气相沉积法镀膜。气相沉积法一般使用设计好特定图形的掩模板来蒸镀所需电极图形，掩模板由特定数量的相同方格子组成，每个格子容纳、固定玻璃基片；格子内的镀膜区域为蒸镀电极的图形，以一定方式排列的矩形构成。每个矩形对应一个电极，电极有正负电极的区分，其中一个电极与其他的电极极性相反。其他部分被掩模板遮挡，无镀膜图形。掩模板的方格子与玻璃基片的尺寸相匹配，一般较玻璃基片的尺寸略微扩大，以允许玻璃基片在切割、手掰过程中造成的尺寸轻微变化现象的存在。

钙钛矿太阳能电池在制作过程中，电子传输层、钙钛矿活性层、空穴传输层等功能薄层多采用旋涂工艺进行制备。而旋涂工艺在薄层的厚度均匀性的控制上差一些，制备的薄层厚度呈由中心向四周辐射状梯度变化。现有技术中，如图6所示，采用矩形图形掩模板制备电极电池，不利于区分不同电池厚度区域对应的电池效率，在最终测试电池效率时并不能体现这种厚度差异引起的电性差异；如图7所示，掩模板的格子尺寸与基片的尺寸匹配，基片放入取出的时候有可能卡在格子里面，不便于玻璃基片的调整和移动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板，以解决上述技术问题。本实用新型的掩模板的环形板图结构可以框选出具有相同电池结构分布的特定区域，由此可以确定电池效率的最优区域。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板，包括边框骨架和固定在边框骨架上的电极版图薄板；边框骨架上设有若干个格子，每个格子有四条边；电极版图薄板上也设有若干个格子；电极版图薄板的格子与边框骨架的格子对应设置；电极版图薄板的每个格子上均设有镀膜区域，镀膜区域由若干环形结构和矩形结构构成。

进一步的，边框骨架的每个格子中至少一个顶点设有凹口。

进一步的，凹口为四分之三的圆形凹口。

进一步的，边框骨架包括外框和位于外框中的若干分隔板，边框骨架的格子之间通过分隔板分隔。

进一步的，电极版图薄板与边框骨架采用焊接固定，焊接接口抛光。

进一步的，边框骨架采用钢板制作，钢板厚度为1.25mm。

进一步的，电极版图薄板采用钢板制作，钢板厚度为0.2mm。

进一步的，外框和分隔板将掩模板分隔成8×8均匀排布的六十四个正方形格子，边框骨架的格子间间隔2.5mm。

进一步的，电极版图薄板中镀膜区域为镂空区域，其他部分被掩模板遮挡。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板，采用有若干环形和矩形结构的镀膜区域，可以框选出具有相同电池结构的分布的特定区域，由此可以确定电池效率的最优区域，进而研究该区域具体结构特征、调节工艺参数，也可以通过若干环形结构电池区域，判断出旋涂工艺制备太阳能电池的均匀性。采用格子顶点设置凹口，可以容纳镊子等工具，便于玻璃基片的放入、取出以及玻璃基片的位置调整。

附图说明

图1为本实用新型所述掩模板的一个具有8×8共64个格子边框骨架的范例示意图。

图2为本实用新型所述掩模板的一个具有8×8共64个电极版图薄板的范例示意图。

图3为本实用新型所述掩模板的电极版图薄板局部示意图。

图4为本实用新型所述掩模板的边框骨架局部示意图。

图5为本实用新型所述掩模板的电极版图薄板镀膜区域结构示意图。

图6为传统掩模板的镀膜图形结构示意图。

图7为传统掩模板的镀膜区域结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

如图1、4所示，本实用新型提供一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板，包括边框骨架1；边框骨架1包括外框11和分隔板12；外框11和分隔板12将掩模板分隔成若干格子3，用于固定玻璃基片；每个格子3有四条边；该正方形格子起容纳、固定玻璃基片的作用；每个格子3顶点设有四分之三圆柱形凹口31，可以容纳镊子等工具，便于玻璃基片的放入、取出以及位置调整。

如图2、3、5所示，一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板，还包括电极版图薄板2，电极版图薄板2上也设有若干个格子；电极版图薄板2的格子与边框骨架1的格子3一一对应；电极版图薄板2的每个格子上设有镀膜区域21；镀膜区域21由环形结构221和矩形结构222构成；电极版图薄板2上除镀膜区域21区域外，其他部分被掩膜板遮挡。

如图6、7所示，为现有技术中传统的太阳能电池掩模板，传统的掩模板边框骨架的形成的正方形格子没有设置缺口，不便于玻璃基片的位置调整和移动；传统的电极版图薄板上的镀膜区域均为矩形结构；矩形结构的镀膜区域不利于区分不同电池厚度区域对应的电池效率。

本实用新型一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板的制作方法，包括以下步骤：

1)制作得到太阳能电池掩模板的边框骨架1；

2)制作得到设有镀膜区域21的电极版图薄板2；

3)将步骤2)中的电极版图薄板2采用焊接方式固定在步骤1)中的边框骨架1上，得到用于旋涂工艺的太阳能掩模板。

实施例

一种用于旋涂工艺的太阳能电池掩模板，外框骨架1采用钢板构成，厚度为1.25mm，与实验室玻璃基片厚度相同，外框骨架1的外框11和分隔板12将掩模板分隔成8×8共64个正方形格子3，格子3间间隔为2.5mm。电极版图薄板2的格子与外框骨架1的格子3一一对应设置，且与边框骨架1焊接固定；电极版图薄板2采用钢板构成，厚度为0.2mm；电极版图薄板2上设置镀膜区域21，镀膜区域由环形结构221和矩形结构222构成；电极版图薄板2上除镀膜区域21区域外，其他部分被掩膜板遮挡。

本实用新型的其他结构形式可以在本实用新型的基础上改变版图环形区域的大小及数量以适应所需测试的区域，还可以改变矩形区域电极引出段的位置及间距以适应不同电池测试夹具。

以上所述仅为本实用新型的一个实例，并不用于限制本实用新型。对于本领域的专业技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。