[发明专利]一种金属电极、晶硅太阳电池及制备方法

说明书

本申请实施例提供一种金属电极、晶硅太阳电池及制备方法，涉及晶硅太阳电池生产技术领域。金属电极的制备方法主要是在基片的表面刮涂正性光刻胶，定形、光刻，形成对应图形的凹槽；使用磁控溅射技术或反应等离子体沉积技术在凹槽内依次形成种子层和铜电极，且种子层和铜电极的总高度低于正性光刻胶层的高度。晶硅太阳电池的制备方法主要是采用如上述的金属电极的制备方法形成正面和背面金属电极；分别在正面和背面金属电极上刮涂负性光刻胶，移除正性光刻胶层；在硅衬底的正面和背面形成减反射膜和钝化膜，移除负性光刻胶层。金属电极的的制备方法、晶硅太阳电池及其制备方法，电极品质优异，高宽比高，电池的效率高。

技术领域

本申请涉及晶硅太阳电池生产技术领域，具体而言，涉及一种金属电极、晶硅太阳电池及制备方法。

背景技术

目前，由于能源危机和环境危机，世界各国纷纷加大可再生清洁能源的开发力度。在众多的可再生清洁能源中，太阳能清洁环保，资源丰富，分布广泛，因而倍受研究者青睐，有望成为未来清洁可再生能源中最重要的能源；晶硅太阳电池作为转化利用太阳能的器件，成为研究重点。

在量产晶硅太阳电池中，PERC电池(Passivated Emitterand Rear Cell，发射极和背面钝化电池)占据光伏市场的85％以上。在PERC电池中非硅成本占比较大的工序是制备金属电极，约占PERC电池总成本的45％；在新型太阳能电池HIT(HeterojunctionwithIntrinsic Thin-layer，本征薄膜异质结电池)中，银浆料成本占比非硅成本的50％。现在量产工艺中制备电极使用最广泛的为丝网印刷工艺，其是使用丝网印刷银浆料，再经过高温或低温烧结形成半导体与金属的欧姆接触银电极以导出光生载流子。

近年来，随着太阳能电池生产成本的不断下降，价格昂贵的银浆料的成本在电池总成本中的占有比例不断上升；且银电极的宽度和高宽比受到丝网印刷工艺和浆料物化性能的限制，常规丝网印刷银电极的高宽比在30％～35％，阻碍了晶硅太阳电池效率的提升。为了进一步降低太阳能电池成本和提升电池效率，使用湿法电镀法制作太阳能电池的金属电极成为了量产研究热点，湿法电镀法可使用便宜的镍、铜等金属去部分或者全部替代银制备电极来实现成本降低。但是现有的湿法电镀法中化学溶液处理成本高，电镀溶液质量要求高，电镀电极的均匀性难以解决，而且制得电极的高宽比仍比较小，电池效率较低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种金属电极、晶硅太阳电池及制备方法，电极品质优异，高宽比高，电池的效率高。

第一方面，本申请实施例提供了一种金属电极的制备方法，其主要是在基片的表面刮涂正性光刻胶，定形形成正性光刻胶层；对正性光刻胶层进行光刻，形成对应图形的凹槽；使用磁控溅射技术或反应等离子体沉积(Rcactivc Plasma Deposition，RPD)技术在凹槽内依次形成种子层和铜电极，且种子层和铜电极的总高度低于正性光刻胶层的高度。

在上述技术方案中，通过刮涂正性光刻胶和光刻形成凹槽，使用磁控溅射技术或反应等离子体沉积技术制备金属电极，该金属电极是由种子层和铜电极组成，种子层具有抗腐蚀的作用，起到粘结基片和铜电极的作用，铜电极用于收集载流子。同时使金属电极的高度低于正性光刻胶的高度，最终规则形状的凹槽未填充满，留有一定间距，方便后续刮涂负性光刻胶来保护金属电极，防止后续工艺破坏铜电极栅线。

本申请实施例的金属电极的制备方法能够解决丝网印刷银浆制备银电极而带来的制造成本昂贵等问题，还能解决湿法化学溶液电镀技术产生的废水处理成本高问题，最为重要的是，相比丝网丝印银电极和电化学溶液电镀铜电极，本申请实施例的制备方法能够精确控制栅线的高度和宽度，从而制备得到品质优异的电极，铜电极的高宽比高，降低正面入射光的栅线的遮阴面积，增加入射光的光通量，对应电池的效率高。

在一种可能的实现方式中，种子层的材质为钛、镍、镍钒合金或钛钨合金。