一種用于制作硅基異質結電池片時結合層的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到異質結太陽能電池制造的技術領域，特別涉及到一種用于制作硅基異質結電池片時結合層的處理方法。
【背景技術】
[0002]硅基異質結電池片是目前高效太陽能電池片研發的方向之一。硅基異質結電池片的襯底一般以N-型單晶硅片為主，一面通過與用PECVD方法沉積的非晶硅薄膜形成P-N結作為發射極，另一面用以相同方法沉積的同類型的非晶硅層作為背接觸。P-N結的形成是在兩種不同材料之間，一種是帶寬約在1.12eV的單晶硅，另一種是帶寬約在1.72eV的非晶硅薄膜。由于帶寬的差異，兩種材料界面形成的結稱為異質結。對于異質結電池片，由于兩種成結材料帶寬的較大差異，導致這類電池片具備較高的開路電壓。通過對其非晶硅薄層的適當調整，其開路電壓易于達到700mV以上。
[0003]當非晶硅薄膜在硅片正反兩邊依次形成之后，下一步是通過PVD (物理氣象沉積)濺射的方法在正反兩邊依次沉積一層透明的導電氧化物TCO。TCO 一般是用透過率高，導電性好的ITO材料，或其他元素摻雜的氧化銦。此后，透明導電氧化物上的金屬柵線是通過傳統的絲網印刷方法形成。印刷上去的金屬柵線經大約200°c低溫燒結后附著于透明導電氧化物表面。低溫燒結一般很難保證柵線與透明導電氧化物的結合力，表現在制作組件焊接時主柵線容易脫落。硅基異質結電池片制作工藝的特點之一是低溫工藝，小于200°c。因此提高印刷銀線的燒結溫度是不可行的。用電鍍法在導電氧化物表面形成銅金屬柵線可以解決柵線與導電氧化物表面的脫線問題。
[0004]直接在導電氧化物表面可以電鍍上銅，但是其與導電氧化物表面結合力弱。另外銅與導電氧化物直接接觸會向導電氧化物的內部擴散，影響電池性能。為解決這些問題，電鍍銅之前，需要在導電氧化物表面用PVD濺射的方法沉積一層阻擋層和種子層的金屬疊層作為電鍍銅與導電氧化物之間的過渡結合層。其中種子層可使用成本更低的化學鍍銅方法來實現。對于阻擋層，用PVD反應濺射生成的TiNx是理想的選擇，其成本低，透光性好，且易于腐蝕。Cu種子層較易腐蝕，多采用酸性溶液刻蝕；阻擋層現主要用氨水，雙氧水，和水的混合溶液刻蝕，但存在三個方面的缺陷:(I)氫氧化銨有刺鼻性氣味，對設備及工藝有特殊要求；(2)氫氧化銨與過氧化氫都是揮發性液體，溶液的濃度難控制，導致工藝穩定性差；(3)氫氧化銨與過氧化氫的混合水溶液在腐蝕阻擋層時，也會損傷電鍍的銅柵線，且反應劇烈并且放熱，導致工藝更難控制。
【附圖說明】
[0005]圖1為硅片正反兩面沉積導電氧化物層、阻擋層、種子層后結構示意圖。
[0006]圖2為在種子層上掩模曝光，顯影后形成的金屬柵線圖案上電鍍銅層后結構示意圖。
[0007]圖3為刻蝕掉未經電鍍層覆蓋的光阻材料層，暴漏出種子層的結構示意圖。
[0008]圖4為刻蝕掉未經電鍍層覆蓋的種子層、阻擋層，暴漏出導電氧化物層后的結構示意圖。
【發明內容】
[0009]本發明提供一種用于制作硅基異質結電池片時結合層的處理方法，目的在于在電鍍銅層前先在導電氧化物層上沉積一層阻擋層和種子層作為結合層，結合層既能避免電鍍銅層在導電氧化物層上的擴散，也能增加導電氧化物層與電鍍銅層的結合力。最后用硫酸和過氧化氫混合水溶液刻蝕掉未經電鍍層覆蓋的種子層和用氫氧化鉀和過氧化氫混合水溶液刻蝕掉未經電鍍層覆蓋的阻擋層，保證不損傷電鍍后形成的銅金屬柵線的前提下，溫和徹底地刻蝕掉種子層和阻擋層，并且保持工藝的穩定性和可控制性。
[0010]為此本發明提供以下方案:
[0011]一種用于制作硅基異質結電池片時結合層的處理方法，包括:
[0012]提供正面已沉積P-型非晶硅薄膜層，反面已沉積N-型非晶硅薄膜層的硅片；
[0013]在所述硅片正反兩面上沉積導電氧化物層；
[0014]在所述導電氧化物層上沉積阻擋層；
[0015]在所述阻擋層上沉積種子層；
[0016]在所述種子層上覆光阻材料層，通過掩模曝光，顯影后形成金屬柵線的圖案；
[0017]在所述金屬柵線的圖案的種子層上電鍍電鍍層；
[0018]用強堿水溶液刻蝕掉未經電鍍層覆蓋的光阻材料層，暴露出種子層；
[0019]用強酸和過氧化氫的混合水溶液刻蝕掉種子層，暴露出阻擋層；
[0020]用強堿和過氧化氫的混合水溶液刻蝕掉阻擋層，形成金屬疊層。
[0021]其中，所述導電氧化物層為ITO層。
[0022]其中，所述阻擋層為Ti系列金屬層，為TiNx金屬層或TiW金屬層。
[0023]其中，所述種子層為銅種子層。
[0024]其中，所述光阻材料層為感光干膜。
[0025]其中，所述電鍍層為電鍍銅層。
[0026]其中，所述強堿水溶液為3%_20%的氫氧化鈉水溶液。
[0027]其中，所述強酸和過氧化氫的混合水溶液為硫酸和過氧化氫的混合水溶液，其中硫酸濃度為20-50g/L，雙氧水的濃度為5-20g/L。
[0028]其中，所述強堿和過氧化氫的混合水溶液為氫氧化鉀和過氧化氫的混合水溶液，其中氫氧化鉀濃度為10_30g/L，雙氧水的濃度為5-20g/L。
[0029]上述方案中，采用硫酸和過氧化氫混合水溶液刻蝕掉未經電鍍層覆蓋的種子層和用氫氧化鉀和過氧化氫混合水溶液刻蝕掉未經電鍍層覆蓋的阻擋層，保證不損傷電鍍后形成的金屬柵線的前提下，溫和徹底地刻蝕掉種子層和阻擋層。且硫酸和過氧化氫混合水溶液及氫氧化鉀和過氧化氫混合水溶液在刻蝕過程中，反應溫和，且溶液無明顯放熱，放置一段時間后，進行適當補液仍然可以使用。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發明的目的、特征和優點更加的清晰，以下結合附圖及實施例，對本發明的【具體實施方式】做出更為詳細的說明，