一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，包括：提供N-型硅片；在所述硅片的一面沉积P-型非晶硅薄膜层，在所述硅片的另一面沉积沉积N-型非晶硅薄膜层；在所述P-型非晶硅薄膜层和N-型非晶硅薄膜层上分别沉积导电氧化物层；在所述导电氧化物层上沉积阻挡层；在所述阻挡层上沉积种子层；在所述种子层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案；在所述金属栅线的图案的种子层上电镀电镀层；刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、种子层及阻挡层，形成金属叠层；在所述金属叠层表面镀上保护层。本发明专利技术通过电镀的方法实现金属栅线的制作，成本低，工艺简单，易焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到太阳能电池的制备
，特别涉及到一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法。
技术介绍
硅基异质结电池片的结构，如图1所示，硅基异质结电池片的衬底一般以N-型单晶硅片为主，表面通过与用PECVD方法沉积的非晶硅薄膜形成P-N结作为发射极，P-N结的形成是在两种不同材料之间，一种是带宽约在1.12eV的单晶硅，另一种是带宽约在1.72eV的非晶硅薄膜。由于带宽的差异，两种材料界面形成的结称为异质结。对于异质结电池片，由于两种成结材料带宽的较大差异，导致这类电池片的开路电压很高，通常在700mV以上。当非晶硅薄膜在硅片正反两边依次形成之后，再通过PVD（物理气相沉积）溅射的方法在正反两边依次沉积一层透明的导电氧化物。导电氧化物层一般是用透过率高，导电性好的ITO（氧化铟锡）材料，或其他元素掺杂的氧化铟。导电氧化物层的作用一是帮助收集载流子，二是作为消反层抑制入射光在硅片表面的反射，使最大比例的光透射进入硅衬底被充分吸收以产生电子空穴对，被内部自建电场分离后收集。最后一步是在导电氧化物层表面制作金属栅线，如图2所示，使载流子被有效收集。金属栅线的形成通常是用传统的丝网印刷的方法，将银浆按设计好的栅线图形通过制作好的丝网依次印到电池片的正反两边。之后通过200℃度的低温烧结来固化印到导电氧化物层表面的银线，印刷的银线虽经烧结，能与导电氧化物层粘合，但粘合力较弱。目前用于丝网印刷的银浆虽然也有助焊作用，但实际应用中，其焊接能力还是较弱，焊接后容易脱落。且烧结工艺和银浆配方对电阻率有很大的影响，因此对烧结工艺和银浆配方有着较高的要求，成本高，工艺难度大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，主要通过电镀的方法实现金属栅线的制作，成本低，工艺简单，易焊接。为此，本专利技术采用以下技术方案：一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，包括：提供N-型硅片；在所述硅片的一面沉积P-型非晶硅薄膜层，在所述硅片的另一面沉积沉积N-型非晶硅薄膜层；在所述P-型非晶硅薄膜层和N-型非晶硅薄膜层上分别沉积导电氧化物层；在所述导电氧化物层上沉积阻挡层；在所述阻挡层上沉积种子层；在所述种子层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案；在所述金属栅线的图案的种子层上电镀电镀层；刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、种子层及阻挡层，形成金属叠层；在所述金属叠层表面镀上保护层。其中，所述硅片为经过酸性或者碱性溶液腐蚀过后表面不平整的硅片，其表面的反射率在300-1100nm波长范围内小于5%。其中，所述导电氧化物层为光通过100纳米厚度的材料，其透射率至少要在90%以上，导电氧化物的电阻率要小于3.5×10-4ohm-cm。其中，所述导电氧化物层为ITO层或者掺杂其它元素的氧化铟层，其厚度在50-120nm之间。其中，所述阻挡层为Ti系列金属层，用于抑制电镀层金属在导电氧化物层中的扩散和增加种子层与导电氧化物层之间的粘合力，采用PVD溅射法生成，其厚度在10-50nm之间。其中，所述Ti系列金属层为TiNx金属层，或TiW金属层。其中，所述种子层为铜种子层或镍种子层，用以增加阻挡层和电镀层之间的粘合力，采用化学电镀或者PVD溅射法生成，其厚度在50-1000nm之间。其中，所述光阻材料层为感光干膜。其中，所述电镀层为铜层，其厚度在10-40um之间。其中，所述保护层为电镀锡层，或化学镀锡层，或化学镀镍金叠层；所述保护层可以为多层。本专利技术采用上述技术方案，采用PVD溅射法沉积阻挡层解决了电镀层金属在导电氧化物层中的扩散问题，沉积种子层有效增加了电镀层和导电氧化物层之间的粘合力，最后在金属叠层上用化学镀或电镀的方法沉积保护层，易焊接。附图说明图1为硅基异质结节电池片的结构示意图。图2为电池片表面典型金属栅线示意图。图3为本专利技术沉积非晶硅薄膜层、导电氧化物层、阻挡层后的结构示意图。图4为本专利技术曝光显影后的结构示意图。图5为本专利技术电镀上电镀铜层后的结构示意图。图6为本专利技术刻蚀后的结构示意图。图7为本专利技术所制作的金属栅线的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，该方法主要通过电镀的方法实现金属栅线的制作，主要包括以下步骤：第一步，采用CVD法在经过碱性或酸性溶液腐蚀过后表面不平整的N-型硅片1的一面沉积上P-型非晶硅薄膜层2，另一面沉积上N-型非晶硅薄膜层3，其中硅片1的表面的反射率在300-1100nm波长范围内小于5%；再通过PVD溅射法在P-型非晶硅薄膜层2和N-型非晶硅薄膜层3上分别沉积一层导电氧化物层4，导电氧化物层4采用ITO（氧化铟锡）层，或者其他元素掺杂的氧化铟层，其特性是光通过100纳米厚度的材料，其透射率至少要在90%以上，导电氧化物的电阻率通常要小于3.5×10-4ohm-cm，其厚度50-120nm之间；通过PVD溅射法在导电氧化物层4上同时沉积阻挡层5，阻挡层5采用Ti系列金属层，其厚度在10-50nm之间；再通过化学电镀或者PVD溅射法在阻挡层5上同时沉积种子层6，种子层6为铜种子层，其厚度在50-10000nm之间。如图3所示。第二步，在种子层6上覆一层光阻材料层7，其中光阻材料层7为感光干膜；然后光阻材料层7经过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案8，金属栅线的图案8中暴露出种子层6。如图4所示。第三步，采用电镀工艺在金属栅线的图案8中暴露出的种子层6上电镀上电镀层9，电镀层为铜层，其厚度在于10-40um之间。如图5所示。第四步，将掩模的感光干模去除掉，再用化学腐蚀液去除掉未经电镀层覆盖的种子层6及未经叠层覆盖的阻挡层7，暴露出导电氧化物层4，形成金属叠层，如图6所示。第五步，在刻蚀完成后，通过化学镀或电镀的方法在金属叠层表面电镀上保护层10，保护层10为电镀锡层，或化学镀锡层，或化学镀镍金叠层，完成整个金属栅线的制作过程。如图7所示。其中，阻挡层5用于抑制电镀层9金属在导电氧化物层中的扩散和增加种子层6与导电氧化物层4之间的粘合力；种子层6用以增加阻挡层5和电镀层9之间的粘合力，有助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，其特征在于，包括：提供N‑型硅片；在所述硅片的一面沉积P‑型非晶硅薄膜层，在所述硅片的另一面沉积沉积N‑型非晶硅薄膜层；在所述P‑型非晶硅薄膜层和N‑型非晶硅薄膜层上分别沉积导电氧化物层；在所述导电氧化物层上沉积阻挡层；在所述阻挡层上沉积种子层；在所述种子层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图案；在所述金属栅线的图案的种子层上电镀电镀层；刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、种子层及阻挡层，形成金属叠层；在所述金属叠层表面镀上保护层。

【技术特征摘要】
1.一种硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，其特征在于，包括：
提供N-型硅片；
在所述硅片的一面沉积P-型非晶硅薄膜层，在所述硅片的另一面沉积沉积
N-型非晶硅薄膜层；
在所述P-型非晶硅薄膜层和N-型非晶硅薄膜层上分别沉积导电氧化物层；
在所述导电氧化物层上沉积阻挡层；
在所述阻挡层上沉积种子层；
在所述种子层上覆光阻材料层，通过掩模曝光，显影后形成金属栅线的图
案；
在所述金属栅线的图案的种子层上电镀电镀层；
刻蚀掉未经电镀层覆盖的光阻材料层、种子层及阻挡层，形成金属叠层；
在所述金属叠层表面镀上保护层。
2.根据权利要求1所述的硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，其特
征在于，所述硅片为经过酸性或者碱性溶液腐蚀过后表面不平整的硅片，其表
面的反射率在300-1100nm波长范围内小于5%。
3.根据权利要求1所述的硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，其特
征在于，所述导电氧化物层为光通过100纳米厚度的材料，其透射率至少要在90%
以上，导电氧化物的电阻率要小于3.5×10-4ohm-cm。
4.根据权利要求3所述的硅基异质结电池片上金属栅线的制作方法，其特
征在于，所述导电氧化物层为ITO层或者掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：林朝晖，宋广华，王树林，尤宇文，
申请(专利权)人：泉州市博泰半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35