【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及异质结太阳电池的栅线制备，尤其是涉及一种异质结太阳电池金属化栅线的制备方法及其装置。
技术介绍
1、异质结太阳电池具有高效率、低衰减等性能已经受到行业的广泛关注，但由于异质结电池需要用到低温银浆作为栅线导致其成本居高不下一直限制其进一步大规模量产；为了降低异质结太阳电池金属化栅线制备成本，目前推出铜电镀制备铜栅线技术，
2、现有技术中采用铜电镀制备铜栅线的技术需要用到较多的设备，生产工艺复杂降低了生产良率，同时也增加了设备投资成本；此外铜电镀会产生较多的含铜废水会造成较大的环保压力，因此铜电镀制备铜栅线的技术也一直受限，没有得到大规模的推广，成为异质结太阳电池生产发展的一大难题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少改善现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种异质结太阳电池金属化栅线的制备方法及其装置。
2、根据本专利技术第一方面实施例的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其中包括如下步骤：
3、步骤s1，在单晶硅片的正面和背面制绒，形成金字塔绒面结构；
4、步骤s2，对制绒后的硅片进行清洗，去除硅片表面的金属杂质污染，最后用氢氟酸对硅片表面进行表面氧化层去除操作，形成洁净的表面状态；
5、步骤s3，在清洗后的硅片正面和背面分别沉积硅薄膜：在硅片的正面依次沉积一层本征非晶硅层和掺杂非晶硅层或者微晶硅薄膜；在硅片的背面依次沉积一层本征非晶硅层和掺杂非晶硅层或者微晶硅薄膜；
6、步骤s
7、步骤s5，在沉积非晶硅层后的硅片背面采用物理气相沉积法依次沉积一层透明导电氧化层薄膜和一层金属层薄膜；
8、步骤s6，在制备金属层薄膜后的硅片正面铺设铜线作为正面细栅电极，然后在垂直于细栅电极的方向铺设5根至20根相同铜线为正面主栅电极，采用模具对硅片表面铜线施加压力和温度，在压力和温度双重作用下使铜线表面的锡层和硅片表面的金属层相互融化焊接在一起形成欧姆接触以降低接触电阻；
9、步骤s7，在制备金属层后的硅片背面铺设铜线作为背面细栅电极，然后在垂直于细栅电极的方向铺设5根至20根相同铜线作为背面主栅电极，采用模具对硅片表面铜线施加压力和温度，在压力和温度的双重作用下使铜线表面的锡层和硅片表面的金属层相互融化焊接在一起形成欧姆接触以降低接触电阻；
10、步骤s8，将制备好正面和背面栅线电极的硅片放置于氧化性酸溶液中，将栅线以外的金属层腐蚀干净，形成完整的带有正面和背面不同图形栅线电极的异质结太阳电池片，完成异质结太阳电池金属化栅线的制备过程。
11、根据本专利技术实施例的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，通过成本低的铜金属替代昂贵的银浆料，实现完全异质结太阳电池金属化栅线的无银化加工设计，不仅成本降低70%以上，同时不需要用到电镀设备也不会产生废水，没有增加额外设备投资，具有极大的量产前景。
12、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述步骤s6和所述步骤s7中的铜线是由表面镀有锡层保护的铜线组成，所述铜线的直径为5um-40um，所述正面细栅电极铺设有50-200根铜线，用于平衡栅线的遮光和栅线的导电性两方面性能，如果栅线根数小于50根则导电性不够，最终会导致电池效率降低；若栅线根数大于200根则栅线的遮光面积太大，会导致电流下降，最终也会导致电池效率的下降。
13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述铜线为圆形、方形、三角形形状中的任一种。
14、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述步骤s6和步骤s7中的主栅电极的铜线直径为30-100um，提高遮光面积保证电池效率的同时降低制作成本。
15、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述步骤s6和所述步骤s7中的压力为0.5n-10n，温度为150℃-300℃，加热时间为10s-50s；保证电池效率的同时提高产品良率。
16、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述步骤s8中的酸溶液包括盐酸和/或硫酸水溶液，所述酸溶液浓度为1%-10%，刻蚀时间为10s-60s；清洗更为彻底的同时提高电池效率。
17、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述步骤s4和步骤s5中的透明导电氧化层薄膜是氧化铟锡层、掺杂元素的氧化铟复合层、掺杂铝、硼元素的氧化锌材料中的任一种，所述透明导电氧化层薄膜的厚度为50nm-200nm；若厚度小于50nm则不能形成良好的减反射效果，且导电性不够，最终会造成电池效率下降；若厚度大于200nm，则过度浪费生产成本，沉积时间太长也会浪费产能，不利于量产。
18、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述步骤s4中和步骤s5中的金属层薄膜是铜、锡、镍、银中的一种或多种的合金，所述金属层薄膜厚度为50nm-300nm；若厚度小于50nm则容易在后续的层压过程中烧穿，破坏透明导电层，最终降低电池效率；若厚度大于300nm则会导致后续的酸刻蚀难度大，容易产生残留，造成产品不良，同时也会增加生产成本。
19、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述步骤s3中采用化学气相沉积法在硅片的正面和背面进行沉积本征非晶硅层和掺杂非晶硅层或者微晶硅薄膜；薄膜的主要作用是钝化硅片表面的悬挂键以降低缺陷密度，同时作为发射极和电子收集层将硅片产生的电流加以传输至电极上。
20、根据本专利技术第二方面实施例的异质结太阳电池金属化栅线制备装置，其中所述装置执行如上述异质结太阳电池金属化栅线的制备方法对异质结太阳电池金属化栅线进行制备。
21、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤S6和所述步骤S7中的铜线是由表面镀有锡层保护的铜线组成，所述铜线的直径为5um-40um，所述正面细栅电极铺设有50-200根铜线。
3.根据权利要求2所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述铜线为圆形、方形、三角形形状中的任一种。
4.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤S6和步骤S7中的主栅电极的铜线直径为30-100um。
5.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤S6和所述步骤S7中的压力为0.5N-10N，温度为150℃-300℃，加热时间为10s-50s。
6.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤S8中的酸溶液包括盐酸和/或硫酸水溶液，所述酸溶液浓度为1%-10%，刻蚀时间为10s-60s。
7.根据权利要求1所
8.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中和步骤S5中的金属层薄膜是铜、锡、镍、银中的一种或多种的合金，所述金属层薄膜厚度为50nm-300nm。
9.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中采用化学气相沉积法在硅片的正面和背面进行沉积本征非晶硅层和掺杂非晶硅层或者微晶硅薄膜。
10.一种异质结太阳电池金属化栅线制备装置，其特征在于，所述装置执行如权利要求1-9中任一项所述异质结太阳电池金属化栅线的制备方法对异质结太阳电池金属化栅线进行制备。
...【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤s6和所述步骤s7中的铜线是由表面镀有锡层保护的铜线组成，所述铜线的直径为5um-40um，所述正面细栅电极铺设有50-200根铜线。
3.根据权利要求2所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述铜线为圆形、方形、三角形形状中的任一种。
4.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤s6和步骤s7中的主栅电极的铜线直径为30-100um。
5.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤s6和所述步骤s7中的压力为0.5n-10n，温度为150℃-300℃，加热时间为10s-50s。
6.根据权利要求1所述的异质结太阳电池金属化栅线的制备方法，其特征在于，所述步骤s8中的酸溶液包括盐酸和/或硫...
【专利技术属性】
技术研发人员：宿世超，刘刚，李世岚，田宏波，王伟，胡海文，
申请(专利权)人：国电投新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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