[发明专利]栅线电极制备方法及太阳能电池

说明书

本发明揭示了一种栅线电极制备方法及太阳能电池，所述方法包括：S1、在电池前驱体上涂覆正性UV油墨层；S2、对正性UV油墨层进行加热固化；S3、按照预定栅线图案对正性UV油墨层进行激光曝光；S4、通过第一碱溶液对激光曝光后的正性UV油墨层进行显影，形成贯穿正性UV油墨层的栅线开口；S5、在栅线开口处形成栅线电极；S6、通过第二碱溶液去除正性UV油墨层。由于激光的方向性强、正性UV油墨解像力较高，本发明的栅线开口宽度可达到30μm以下，减少了栅线电极遮光面积，提高了电池的短路电流Isc；与激光烧灼掩膜版获得栅线开口相比，本发明使用激光进行曝光，激光功率较小，不会伤害到电池前驱体，避免了太阳能电池的开路电压Voc损失。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种栅线电极制备方法及太阳能电池。

背景技术

目前，单晶硅太阳能电池仍在光伏市场中占主要地位，而p型钝化发射极及背接触(PERC)电池由于效率瓶颈，即将迎来更新换代之际。非晶硅/晶硅异质结(HIT)太阳能电池具有高效率、薄片化、低温度系数、低组件衰减、工艺步骤简单、良率高等优点，无疑是升级替换PERC电池的一个好选择。氢化非晶硅(α-Si:H)薄膜为HIT电池提供了良好的钝化效果，为HIT电池带来了高开压优势，但其对温度特别敏感，因此HIT电池一般采用低温银浆进行金属化。低温银浆的电阻率较常规PERC电池使用的高温银浆的体电阻率高约1.5-2倍，为了降低电池的串联电阻、提高填充因子(FF，最大输出功率ImVm与极限输出功率IscVoc之比)需要提高低温银浆的用量，这使得浆料成本占了HIT电池生产成本的约25％，较高的制造成本阻碍了HIT电池的工业化。

为了降低HIT电池的金属化成本，两条主流线路分别是是银包铜技术和电镀铜栅线技术。电镀铜栅线技术制备的栅线主体无孔隙可达到与纯铜相似的体电阻率、细栅宽度可窄至30μm以下，能极大降低电池的串联电阻、提高FF。由于HIT电池的TCO层具有导电性，选择性电镀是电镀铜栅线技术目前存在主要问题之一。

选择性电镀通常分为两大类：无机材料做掩膜版图案化和有机材料做掩膜版图案化。

无机材料通常为SiO₂、Al₂O₃、金属的自然氧化层、SiO_X/SiN_X叠层等绝缘层。Dabirian A等人使用激光烧灼开口无机绝缘减反膜，漏出下方TCO膜进行电镀栅线。由于无机绝缘减反膜较薄，且制绒后的硅片绒面高度不均，激光烧灼容易对下方TCO膜乃至α-Si:H薄膜造成损伤，从而对电池的开路电压(Voc)造成损失。无机材料做掩膜版存在两点问题：掩膜版厚度通常难以达到微米级，电镀的栅线高宽比较小，所以电池的FF和串联电阻还有很大优化空间；无机材料难以达到完全致密，容易产生寄生镀。有机材料掩膜通常可以达到十几微米以上，能很好地克服上述问题。

有机材料通常为光刻胶、UV油墨、感光干膜、丝网印刷掩膜、丝网印刷掩膜、树脂抗蚀层、热熔胶膜等。现有HIT电池电镀量产多使用感光干膜作为掩膜版，此工艺综合干膜成本、人工成本、设备成本并不经济。相较之下价格较低的UV油墨比较适合工业量产，也有HIT电池电镀设备公司在使用。然而目前市场上使用的UV油墨通常为负性UV油墨，这种负性UV油墨需要在紫外光下使用掩膜版(这里的掩膜版指透过紫外光的掩膜版，与之前的“无机材料做掩膜版”不同)进行曝光，受光照的位置油墨固化，不受光照的位置可在稀碱溶液中显影露出需要电镀的栅线位置。由于负性UV油墨解像力较低，栅线开口宽度通常为40μm，而且切换栅线电极图形时需要更换掩膜版。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种栅线电极制备方法及太阳能电池。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种栅线电极制备方法及太阳能电池。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种栅线电极制备方法，所述方法包括：