技术领域
[0001] 本
发明涉及
太阳能电池领域，尤其涉及一种
异质结太阳能电池的制备方法。
背景技术
[0002] 太阳能电池是一种能将太阳能转换成
电能的
半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生
电流，通过
电极将电能输出。近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，太阳能电池发电的应用日益广泛并成为电
力供应的重要
能源。
[0003] 基于晶态-Si(c-Si)衬底的
同质结和基于无定形Si(a-Si)与c-Si层形成的异质结太阳能电池是一种新型高效的电池技术。其中异质结太阳能电池表面的
栅线电极起到收集电流的作用，太阳能电池的电流主要通过细栅线电极汇流到主栅线电极，
电阻率越小、宽度越小的金属细栅，越有利于降低太阳能电池的
串联电阻，同时减少太阳能电池的遮光面积，从而提升太阳能电池的填充因子和
短路电流。因此，部分公司已经提出菲林、铬板曝光干膜形成栅线图后电
镀的工艺制作金属栅线。但是，采用菲林、铬板曝光干膜形成栅线图案的细栅宽度一般大于30um,另外菲林成本较低然而使用寿命很短，大批量生产过程中更换
频率非常频繁，而铬板成本很高使用寿命相对较长，在大批量生产过程中也同样需要经常更换，从而增加生产成本，影响生产效率。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于改善
现有技术中存在的
缺陷，提供一种异质结太阳能电池的制备方法，其优化了栅线宽度，提升了电池性能、降低了生产成本，提升了生产效率。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种异质结太阳能电池的制备方法，所述方法包括：在N型
硅片的两面清洗制绒，形成金字塔绒面；在制绒后的N型
硅片的其中一面沉积第一本征非晶硅
薄膜层和N型非晶硅薄膜层，另一面上沉积第二本征非晶硅膜层和P型非晶硅薄膜层；在N型非晶硅薄膜层和P型非晶硅薄膜层上沉积透明导电薄膜层；在N型硅片两面的透明导电薄膜层上沉积金属薄膜层；在N型硅片两面贴上干膜；用激光扫描法将干膜曝光形成栅线图案；对N型硅片的两面进行显影；在N型硅片两面显影后的栅线图案上
电镀金属栅线；去除金属栅线区域外的干膜；
腐蚀金属栅线区域外的金属薄膜层。
[0006] 优选的，所述步骤在制绒后的N型硅片的其中一面沉积第一本征非晶硅薄膜层和N型非晶硅薄膜层，另一面上沉积第二本征非晶硅膜层和P型非晶硅薄膜层为先沉积N型硅片两面的第一本征非晶硅薄膜层和第二本征非晶硅薄膜层，再沉积N型非晶硅薄膜层、P型非晶硅薄膜层，或者先沉积N型硅片两面的第一本征非晶硅薄膜层和第二本征非晶硅薄膜层，再沉积P型非晶硅薄膜层、N型非晶硅层。
[0007] 优选的，所述步骤在制绒后的N型硅片的其中一面沉积第一本征非晶硅薄膜层和N型非晶硅薄膜层，另一面上沉积第二本征非晶硅膜层和P型非晶硅薄膜层为先沉积N型硅片一面的第一本征非晶硅薄膜层和N型非晶硅薄膜层，再沉积另一面的第二本征非晶硅薄膜层和P型非晶硅薄膜层，或者先沉积N型硅片一面的第二本征非晶硅薄膜层和P型非晶硅薄膜层，再沉积另一面的第一本征非晶硅薄膜层和N型非晶硅薄膜层。
[0008] 优选的，所述透明导电薄膜层为
氧化铟
锡薄膜、掺
铝氧化锌薄膜、掺
硼氧化锌、掺钨氧化铟、
石墨烯薄膜中的至少一种。
[0009] 优选的，所述金属薄膜层为Ag、Cu、Ni、Ti、TiN、Sn或NiCr中的至少一种。
[0010] 优选的，所述干膜为正性干膜或负性干膜中，所述干膜的厚度为15～40um，所述干膜采用激光扫描法进行曝光。
[0011] 优选的，所述栅线图案为多主栅图案或横纵交叉无主栅网格状图案。
[0012] 优选的，所述金属栅线的细栅线宽度为5～20um，厚度为10-40um。所述金属栅线为Ag、Cu、Ni、Sn或Cr中的至少一种。
[0013] 优选的，所述显影采用的溶液为弱
碱性
蚀刻溶液，所述弱碱性蚀刻溶液为NA2CO3或K2CO3溶液。
[0014] 优选的，所述去除干膜采用的溶液为强碱性蚀刻溶液，所述强碱性蚀刻溶液为NAOH或KOH溶液。
[0015] 本发明采用以上技术方案，通过采用激光扫描法对干膜进行曝光，使得电池栅线宽度可以制作到小于20um，这样极大的减少了电池表面栅线的遮光面积，且不需要使用菲林或铬板，减少了菲林或铬板的损耗及频繁更换的操作时间，从而提升电池的转换效率，降低生产成本，提升生产效率。
附图说明
[0016] 下面结合附图对本发明进行进一步说明
[0017] 图1为本发明一种太阳能电池的制备方法的流程示意图；
[0018] 图2为本发明一种异质结太阳能电池的多主栅图案结构示意图；
[0019] 图3为本发明一种异质结太阳能电池的横纵向交叉网格状无主栅图案结构示意图；
[0020] 图4为本发明一种异质结太阳能电池的异形图案示意图；
[0021] 图5为本发明一种异质结太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023] 如图1所示，本发明公开了一种异质结太阳能电池的制备方法，其包括如下步骤：
[0024] S101：在N型硅片的两面清洗制绒，形成金字塔绒面；
[0025] S102：在制绒后的N型硅片的其中一面沉积第一本征非晶硅薄膜层和N型非晶硅薄膜层，另一面上沉积第二本征非晶硅膜层和P型非晶硅薄膜层；
[0026] S103：在N型非晶硅薄膜层和P型非晶硅薄膜层上沉积透明导电薄膜层；
[0027] S104：在N型硅片两面的透明导电薄膜层上沉积金属薄膜层；
[0028] S105：在N型硅片两面贴上干膜；
[0029] S106：用激光扫描法将干膜曝光形成栅线图案；
[0030] S107：N型硅片双面显影；
[0031] S108：在N型硅片两面显影后的栅线图案上电镀金属栅线；
[0032] S109：去除金属栅线区域外的干膜；
[0033] S110：腐蚀金属栅线区域外的金属薄膜层。
[0034] 其中，所述干膜为正性干膜或负性干膜中，厚度为15-40um；所述干膜上的栅线图案采用激光扫描法形成，将栅线图案输入到激光控制
软件内，激光机按输入的栅线图案在干膜上扫描曝光，使得干膜表面形成栅线图案；如图2所示，所述干膜激光扫描曝光后栅线图案为多主栅图案，或如图3所示，为横纵交叉无主栅网格状图案，或如图4所示，为其他异形图案；所述干膜激光扫描曝光后细栅线宽度为5-20um。所述金属栅线电极采用电镀方式形成；所述第一本征非晶硅薄膜层、N型非晶硅薄膜层、第二本征非晶硅薄膜层和P型非晶硅薄膜层通过
等离子体增强
化学气相沉积；所述透明导电薄膜层和金属薄膜层通过
磁控溅射沉积。
[0035] 具体的可以如下：
[0036] 提供N型硅片，对N型硅片清洗和制绒，在N型硅片两面形成金字塔绒面，然后在150-220℃
温度条件下，将N型硅片放置反应腔中，往反应腔中通入SiH4和H2的混合气体，其中SiH4的含量为10％至50％，H2的含量为5％至20％，通过
等离子体增强化学气相沉积的方法在N型硅片的
正面面上沉积形成第一本征非晶硅薄膜层。将形成第一本征非晶硅薄膜层的N型硅片放入掺杂腔内，往掺杂腔中通入SiH4、H2以及含
掺杂剂P的气体，由此在第一本征非晶硅薄膜层上沉积N型非晶硅薄膜层。
[0037] 再次将形成第一本征非晶硅薄膜层和N型非晶硅薄膜层的N型硅片放入反应腔内，往掺杂腔中通入SiH4、H2的混合气体，在N型硅片的背面形成第二本征非晶硅薄膜层。将形成第二本征非晶硅薄膜层的N型硅片放入掺杂腔内，往掺杂腔中通入SiH4、H2，并且同步通入含掺杂剂B的气体，在第二本征非晶硅薄膜层上形成P型非晶硅薄膜层。
[0038] 在P型非晶硅薄膜层和N型非晶硅薄膜层上分别通过磁控溅射的方法生成
透明导电膜层和金属层，然后在N型硅片两面的金属层上贴上干膜，用激光扫描法对干膜进行曝光形成栅线图案，用弱碱性显影液NA2CO3或K2CO3溶液对栅线图案减显影，之后在栅线图案区域电镀金属栅线。
[0039] 采用强碱NAOH或KOH溶液退除金属栅线区域外的干膜，用金属蚀刻液腐蚀金属栅线区域外的金属薄膜层。
[0040] 如图5所示，为根据本发明制备的异质结太阳能电池，其包括：
[0041] N型硅片1；
[0042] 设在N型硅片1其中一面的第一本征非晶硅薄膜层2以及另一面的第二本征非晶硅薄膜层3；
[0043] 设在第一本征非晶硅薄膜层2上的N型非晶硅薄膜层4；
[0044] 设在第二本征非晶硅薄膜层3上的P型非晶硅薄膜层5；
[0045] 分别设在N型非晶硅薄膜层4和P型非晶硅薄膜层5上的透明导电薄膜层6；
[0046] 分别设在N型硅片1两面的透明导电薄膜层6上的金属薄膜层7；
[0047] 分别设在N型硅1片两面的金属薄膜层7上的曝光
银浆栅线电极8。
[0048] 其中，所述第一本征非晶硅薄膜层2厚度为4-10nm、N型非晶硅薄膜层4厚度为4-10nm、第二本征非晶硅薄膜层3厚度为4-10nm、P型非晶硅薄膜层5厚度为4-10nm、所述透明导电薄膜层6厚度为90-120nm、所述金属薄膜层7厚度为50-300nm、所述金属栅线8的细栅宽度为5-20um、所述金属栅线8厚度为10-40um；
[0049] 所述透明导电薄膜层6为氧化铟锡薄膜、掺铝氧化锌薄膜、掺硼氧化锌、掺钨氧化铟、
石墨烯薄膜中的至少一种；
[0050] 所述金属薄膜层7为Ag、Cu、Al、Ni、Ti、TiN、Sn或NiCr薄膜中的至少一种。
[0051] 所述金属栅线电极8为Ag、Cu、Ni、Sn或Cr中的至少一种。
[0052] 因为激光与目前曝光用的紫外LED曝光灯源对比，方向性更好，
激光束的发散
角很小，几乎是一平行的光线，且光斑的大小可以控制到20um以内，不需要使用菲林、铬板等MASK，另外激光扫描的图案通过软件输入到
激光器内，然后通过软件控制激光器内的振镜进行扫描，扫描的栅线图案可以很多样化。所以本发明通过采用激光扫描替代菲林或铬板方式对干膜进行曝光，使得电池栅线宽度可以制作到小于20um，这样极大的减少了电池表面栅线的遮光面积，且不需要使用菲林或铬板，减少了菲林或铬板的损耗及频繁更换的操作时间，从而提升电池的转换效率，降低生产成本，提升生产效率。本发明所采用的制备方法简单易行，工艺可靠，电池的转换效率高，且适合大规模生产。
[0053] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
