一种在硅基底上制备栅线的方法

本发明涉及太阳电池，具体涉及一种在硅基底上制备栅线的方法。

背景技术：

1、在太阳电池中，栅线用于收集电子，将电子引导到电流集电极。栅线帮助优化电子的传导，提高光伏电池的效率。因此，在太阳电池领域，硅基底上的栅线制备是光电转换效率和器件性能的关键的制程步骤之一，栅线在硅基底上的定位和形状直接影响电子的传输、光电转换效率以及整个太阳电池的性能。

2、传统上，在硅基底上制备栅线时，光刻胶技术是一种被广泛采用的技术，其优势主要体现在高分辨率和可控性方法。通过调节光刻胶的曝光和显影参数，可以实现对栅线形状和尺寸的精确控制，确保器件性能的可控性和一致性。

3、然而，当前光刻胶技术存在一个显著的问题，即胶料浪费。由于硅基底上的不同区域具有不同的功能，对栅线也就具有不同的要求。具体地，在光电转换区域，栅线的作用是导电、收集电荷，并最大限度地提高光电转换效率。高分辨率的栅线可以更好地适应光子的入射和电子的收集，提高电池的效能。因此，在光电转换区域，需要使用解析度较高的感光材料和制备技术。在非光电转换区域，栅线的作用是支持、连接或封装电池，而不是直接参与光电转换。因此，在非光电转换区域，需要使用解析度较低的感光材料和制备技术即可满足需求。

4、综上所述，太阳电池的设计需要在不同区域平衡材料成本、制备复杂度和电池性能之间的关系。这些平衡的设计不能从根本上解决问题，也导致了制备工艺复杂。因此，寻找一种既能够提高栅线精度，又能够降低胶料浪费的新型制备方法成为当务之急。

技术实现思路

1、为解决以上问题，本发明提供了一种在硅基底上制备栅线的方法，包括如下步骤：

2、步骤1、确定区域：包括在硅基底表面上确定核心区域和非核心区域；其中核心区域是指栅线需要具有高分辨率的区域，例如光电转换区域；非核心区域是指栅线需要具有较低分辨率的区域，例如非光电转换区域；

3、步骤2、表面处理：包括处理硅基底的表面，使得核心区域的润湿性低、非核心区域的润湿性高；

4、步骤3、光刻和显影：包括在硅基底上甩胶，使用光刻机器和光刻掩膜对光刻胶进行曝光；曝光后，去除光刻胶；

5、步骤4、金属沉积：包括在栅线区域沉积金属；

6、步骤5、去除光刻胶：包括去除硅基底上的光刻胶。

7、本发明的核心构思是在硅基底的核心区域和非核心区域上形成不同的润湿性特征，在甩胶时，核心区域的胶厚，非核心区域的胶薄，从而减少光刻胶的用量，节约了成本。

8、更进一步地，在步骤1之前还包括准备硅基底和表面清洗硅基底。

9、更进一步地，3在步骤3中，去除光刻胶的方法为显影液处理、等离子体刻蚀、超声波处理、激光去胶。

10、更进一步地，在步骤4中，沉积金属的方法有物理气相沉积或化学气相沉积。

11、更进一步地，在步骤5中，去除光刻胶的方法为显影液处理或等离子体刻蚀。

12、更进一步地，在步骤2中，表面处理是在氧化炉内，在非核心区域的上侧设置阻挡板。

13、更进一步地，阻挡板与非核心区域之间的距离可调。

14、更进一步地，氧化炉内通入氧气，所述氧化炉内的温度大于800℃、小于1200℃。

15、更进一步地，从氧化炉内取出硅基底后，粗糙化核心区域。

16、更进一步地，粗糙化核心区域的方法为湿法刻蚀、蚀刻、化学气相沉积或溅射沉积。

17、本发明的有益效果：

18、本发明在硅基底的核心区域和非核心区域上形成不同的润湿性特征，在甩胶时，核心区域的胶厚，非核心区域的胶薄。在光刻等一些列操作后，在核心区域形成高分辨率的栅线，在非核心区域形成较低分辨率的栅线，满足了实际应用，但是减少了光刻胶的用量，节约了成本。本发明从硅基底上核心区域和非核心区域的润湿性出发，解决光刻胶用料浪费问题，操作简单，易于实现，在太阳电池技术领域具有良好的应用前景。

19、以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于：在步骤1之前还包括准备硅基底和表面清洗硅基底。

3.如权利要求1所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于：在步骤3中，去除光刻胶的方法为显影液处理、等离子体刻蚀、超声波处理、激光去胶。

4.如权利要求1所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于：在步骤4中，沉积金属的方法有物理气相沉积或化学气相沉积。

5.如权利要求1所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于：在步骤5中，去除光刻胶的方法为显影液处理或等离子体刻蚀。

6.如权利要求1-5任一项所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于：在步骤2中，表面处理是在氧化炉内，在非核心区域的上侧设置阻挡板。

7.如权利要求6所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于：阻挡板与非核心区域之间的距离可调。

8.如权利要求7所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于：所述氧化炉内通入氧气，所述氧化炉内的温度大于800℃、小于1200℃。

9.如权利要求8所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于，从氧化炉内取出硅基底后，粗糙化核心区域。

10.如权利要求9所述的在硅基底上制备栅线的方法，其特征在于，粗糙化核心区域的方法为湿法刻蚀、蚀刻、化学气相沉积或溅射沉积。

技术总结
本发明涉及太阳电池技术领域，具体涉及一种在硅基底上制备栅线的方法，包括步骤：确定区域、表面处理、光刻和显影、金属沉积、去除光刻胶等步骤。其中，在确定区域步骤中，确定核心区域和非核心区域；在表面处理步骤中，处理硅基底的表面，使得核心区域的润湿性低、非核心区域的润湿性高。在甩胶时，核心区域的胶厚，非核心区域的胶薄。光刻等一些列操作后，在核心区域形成高分辨率的栅线，在非核心区域形成较低分辨率的栅线，满足了实际需求，但是减少了光刻胶的用量，节约了成本，在太阳电池技术领域具有良好的应用前景。

技术研发人员：杨雯,杨培志,袁岳,杨启明,孟广昊,王琴
受保护的技术使用者：云南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31