太阳电池的制备方法
太阳电池的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳电池制备工艺技术领域，尤其是设及一种太阳电池的制备方法。
【背景技术】
[0002] 重量轻，转换效率高，抗福照性能好一直是神化嫁太阳电池追求的目标。通过结构 设计可W提高转换效率和抗福照性能，采用化学或机械方法减薄衬底可W降低电池重量， 提高太阳电池阵质量比功率，大大减少发射重量，降低发射成本。
[0003] 目前空间用神化嫁太阳电池下电极普遍采用全覆盖式，该形式下电极虽然可W与 太阳电池背面形成良好的接触，但全覆盖式下电极反而使翅曲问题更加严重，而且不能完 全满足目前太阳电池越来越薄，重量轻，和可靠性高的发展趋势。
[0004] 所W，现有技术急需一种结构简单、工艺快捷、制造工艺效率提升的太阳电池，而 运种电池的关键技术难点是如何在下电极功能的有效改进，也就是说，如何优化设计出一 种有关下电极的制作工艺，使得太阳电池结构简单，工作效率高、且杜绝翅曲带来的负面效 果。成为本领域技术人员攻关难题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明旨在提供工艺简单的下电极的制作工艺，其应用在太阳能电池 上而得到一种结构简单、抗翅曲的太阳电池。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是运样实现的：
[0007] -种太阳电池的制备方法，所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电极，所述上 电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤： [000引 S1:光刻上电极
[0009]在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片 涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；
[0010] S2:蒸锻上电极
[0011]将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入锻膜机中，进行真空蒸锻，然后将蒸锻好上 电极的外延片进行去胶；
[001^ S3:蒸锻下电极
[0013] 将蒸锻完上电极的外延片放入锻膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸锻，之后在 刚才的蒸锻面进行加厚蒸锻步骤，得到:加厚金属Ag2，厚度为:3.0皿-5皿；
[0014] 最终完成所述下电极3的制作过程。
[0015] 在步骤3之后还包括:步骤S4:划片、蒸锻减反射膜
[0016] 将蒸锻完下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，将外延片划成各规 格的电池，然后腐蚀CAP层，在电池入光面蒸锻Ti〇x/Ah〇3膜系。
[0017] 所述S1步骤中，烘烤的过程为:烘箱中烘烤，烘烤溫度范围为80°C~90°C，烘烤时 间为 l〇min±3min;
[001引曝光时间为8s~10s;
[0019] 显影60s~90s，待显影完全后用清洗机冲洗6~8次，最后甩干机甩干或氮气吹干。
[0020] 在所述S2步骤中，将蒸锻好上电极的外延片进行去胶具体为:将外延片放入丙酬 中浸泡不少于20min，取出后采用自动去胶机去胶，采用自动清洗机冲洗6~8次，再用甩干 机甩干，完成去掉光刻胶的过程。
[0021 ] 所述52步骤中，进行真空蒸锻依次得到:411，50皿±7.5加1;6日，100皿±15皿;4邑，扣 m ± 7 50nm ； Au, 50nm ± 7.5nm ；
[0022] 所述53步骤中，进行真空蒸锻依次得到:411，50皿±7.5]1111;6日，100皿±15皿;4邑1，1 皿±0.15皿;所述加厚金属的厚度为3.4μπι-4.6皿。
[0023] 所述S3步骤中，所述加厚蒸锻步骤具体为:包括有掩模版，将所述外延片连同掩模 版一同放入锻膜机中，掩模版面朝向蒸发源;所述掩模版为类圆形，圆形区域中设置有通 槽，金属Ag2沉积在所述通槽处。
[0024] 所述加厚金属Ag2的位置与焊点位置相重叠，且加厚Ag2区域的面积大于等于焊点 面积。
[0025] 步骤3后得到下电极整体形状呈一个类圆状，其中类圆状的最上端设置有一定位 直边，W经过类圆状的圆屯、并且垂直于定位直角边的直线为Y轴，W经过类圆状的圆屯、并且 垂直Y轴的直线为X轴，W类圆状的圆屯、为零点；所述若干块状加厚金属沿X轴或Y轴对称设 置；
[0026] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度与远离X轴方向设置的金属 块的宽度的比值为(1.5-3) :1。
[0027] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度为12mm，远离X轴方向设置的 金属块的宽度的为4.6mm或6.6mm。
[0028] 相对于现有技术，本发明具有W下优势：
[0029] 1.本发明在完成常规的下电极金属层的制备后，又进行加厚金属蒸锻步骤，得到 最终得到加厚的下电极结构，最终实现了既能保证与背表面的欧姆接触，又使电池重量减 轻，保证电极牢固度，又能有效降太阳电池翅曲，进一步提升太阳能电池制造效率。
[0030] 2.本发明在加厚Ag2蒸锻步骤中应用的掩模版工艺，结构简单，操作工序简单，而 且掩模版便于实际需要的方便替换，使得本发明应用常用十分广泛。
[0031 ] 3.在本发明中，在X轴或Y轴处设置金属块宽度和数量较多，进一步保障了下电极 的工作效率，同时又降低了整体重量。
[0032] 4.同时本发明采用定位直边，定位精准，对于设置下电极在电池上时，安装方便快 捷、准确高效。
[0033] 5.在本发明采用Au-Ge-Ag-Au和Au-Ge-Ag作为收集光生电流的上、下电极材料，与 电池半导体材料形成良好的欧姆电阻接触，有效提高了电极的可焊性和牢固度。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明的下电极结构示意图；
[0035] 图2是本发明的太阳电池示意图；
[0036] 图3是本发明在X-Y坐标下下电极结构示意图；
[0037] 图4是本发明制备方法的流程示意图；
[0038] 图5是本发明制又一制备方法的流程示意图；
[0039] 图中：1一上电极、2-外延片、3-下电极、31-加厚金属块、32-非加厚区、4-定位直 边。
【具体实施方式】
[0040] W下结合附图1-5来阐述本发明的【具体实施方式】：
[0041] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。
[0042] 附图 4-5，
[0043] -种太阳电池的制备方法，所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电极，所述上 电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤：
[0044] 步骤S1:光刻上电极图形
[0045] 采用自动涂胶机在外延片入光面涂光刻胶(可W采用BP218胶，但是不限于此种）， 涂完胶后将电池放入烘箱中烘烤，烘烤溫度范围为80°C~90°C，烘烤时间为lOmin ± 3min; 然后采用光刻机对涂胶面进行曝光，曝光时间为8s~10s。再将光刻好的外延片放入显影液 中显影60s~90s，待显影完全后用清洗机冲洗6~8次。最后用甩干机甩干或氮气吹干。
[0046] 步骤S2:蒸锻上电极
[0047] 将外延片光刻面朝下即朝向蒸发源装入锻膜机中，设置蒸锻程序，蒸锻顺序和得 到各层金属厚度为:Au，50nm + 7.5nm; Ge，1 OOnm + 15nm; Ag，5皿 + 750nm; Au，50nm + 7.5nm。 抽真空状态下运行。然后将蒸锻好上电极的外延片放入丙酬中浸泡不少于20min，取出后采 用自动去胶机去胶，光刻胶去除干净后，采用自动清洗机冲洗6~8次，再用甩干机甩干，完 成去掉光刻胶的过程。
[0048] 步骤S3:蒸锻下电极
[0049] 将蒸锻完上电极的外延片放入锻膜机内，背面朝向蒸发源，设置蒸锻程序，蒸锻顺 序和各层金属厚度为:Au，50nm + 7.5nm;Ge，100nm+ 15nm;Agl，1μηι + 0.15μηι。抽真空运行程 序。程序结束后在刚才的蒸锻面放掩模版，掩模版图形如图1所示，再将外延片 连同掩模版 一同放入锻膜机中，掩模版面朝向蒸发源。
[0050] 还设置一个加厚蒸锻程序，得到金属厚度为:Ag2，厚度为4皿± 0.6皿，抽真空状态 运行。完成如图3中下电极3的制作过程。形成图形如图1所示下电极局部加厚图形。
[0051] 图形设计原则为，局部加厚金属位置为焊点位置，局部加厚区域的大小不小于焊 点大小，形状不限制。同时确保，下电极第一次沉积厚度应不影响填充因子大小。
[0052] 所述S3步骤中，所述加厚蒸锻步骤具体为:包括有掩模版，将所述外延片连同掩模 版一同放入锻膜机中，掩模版面朝向蒸发源;所述掩模版为类圆形，圆形区域中设置有通 槽，金属Ag2沉积在所述通槽处。
[0053] 本发明在加厚Ag2蒸锻步骤中应用的掩模版工艺，结构简单，操作工序简单，而且 掩模版便于实际需要的方便替换，使得本发明应用常用十分广泛。
[0054] 所述加厚金属Ag2的位置与焊点位置相重叠，且加厚Ag2区域的面积大于等于焊点 面积。最后确保下电极的最小厚度不小于4]im。
[0055] 本发明在完成常规的下电极金属层的制备后，又进行加厚金属蒸锻步骤，得到最 终得到加厚的下电极结构，最终实现了既能保证与背表面的欧姆接触，使电池重量减轻，保 证电极牢固度，又能有效降太阳电池的翅曲。
[0056] 步骤S4:将下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，对准划片标记，自 动划片，将外延片划成各种规格的电池(也包括40X60的电池）。然后腐蚀CAP层，在电池入 光面蒸锻TiOx/Al2〇3膜系。
[0057] 如图1-3,步骤3后得到下电极整体形状呈一个类圆状，其中类圆状的最上端设置 有一定位直边（同时本发明采用定位直边，定位精准，对于设置下电极在电池上的安装方便 快捷、准确高效），W经过类圆状的圆屯、并且垂直于定位直角边的直线为Y轴，W经过类圆状 的圆屯、并且垂直Y轴的直线为X轴，W类圆状的圆屯、为零点；所述若干块状加厚金属沿X轴或 Y轴对称设置；
[0058] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度与远离X轴方向设置的金属 块的宽度的比值为(1.5-3) :1。
[0059] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度为12mm，远离X轴方向设置的 金属块的宽度的为4.6mm或6.6mm。
[0060] 在本发明中，在X轴或Y轴处设置金属块宽度和数量较多，进一步保障了太阳电池 的制造效率，同时又降低了整体重量。
[0061 ]在本发明采用Au-Ge-Ag-Au和Au-Ge-Ag作为收集光生电流的上、下电极材料，与电 池半导体材料形成良好的欧姆电阻接触，有效提高了电极的可焊性和牢固度。
[0062]最后本发明制作的下电极与应用的太阳能电池，在电性能、可靠度和翅曲度Ξ方 面检测试数据如下：
[00创一.现聯电性能，现聯条件为:M0光谱，135.3mW/cm2。现聯结果为：
[0064]
[00化]二、可靠性检测
[0066]
[0070] 四.测试结论通过本发明的创新技术制备的下电极应用在太阳能电池上，最后得 出，在本发明（带局部太阳电池的薄型太阳电池）相对于全覆盖下电极正常厚度太阳电池、 全覆盖下电极薄型太阳电池在重量上最低，电性能、可靠性、及下电极抗拉强度(反翅曲度） 综合指标最好，均优于全覆盖下电极正常厚度太阳电池、全覆盖下电极薄型太阳电池。
[0071] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种太阳电池的制备方法，其特征在于:所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电 极，所述上电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括 如下步骤： S1:光刻上电极 在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片涂胶 面进行曝光、显影、冲洗和干燥； S2:蒸镀上电极 将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将蒸镀好上电极 的外延片进行去胶； S3:蒸镀下电极 将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸镀，之后在刚才 的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到:加厚金属Ag2，厚度为:3.0μηι-5μηι。2. 根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:在步骤S3之后还包括： 步骤S4:划片、蒸镀减反射膜 将蒸镀完下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，将外延片划成各规格的 电池，然后腐蚀CAP层，在电池入光面蒸镀TiOx/Al2〇3膜系。3. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述S1步骤中，烘烤的 过程为:在烘箱中烘烤，烘烤温度范围为80°C~90°C，烘烤时间为lOmin± 3min; 曝光时间为8s~10s; 显影60s~90s，待显影完全后用清洗机冲洗6~8次，最后甩干机甩干或氮气吹干。4. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:在所述S2步骤中，将蒸 镀好上电极的外延片进行去胶具体过程为:将外延片放入丙酮中浸泡不少于20min，取出后 采用自动去胶机去胶，采用自动清洗机冲洗6~8次，再用甩干机甩干，完成去掉光刻胶的过 程；在所述S2步骤中，进行真空蒸镀依次得到：Au，50nm±7 · 5nm;Ge，100nm± 15nm;Ag，5ym± 750nm;Au，50nm± 7 · 5nm〇5. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于： 所述S3步骤中，进行真空蒸镀依次得到：Au，50nm±7 · 5nm;Ge，100nm± 15nm;Agl，1μηι± 0 · 15μηι;所述加厚金属的厚度为3 · 4μηι-4 · 6μηι。6. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述S3步骤中，所述加 厚蒸镀步骤具体为:包括有掩模版，将所述外延片连同掩模版一同放入镀膜机中，掩模版面 朝向蒸发源;所述掩模版为类圆形，圆形区域中设置有通槽，金属Ag2沉积在所述通槽处。7. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述加厚金属Ag2的位 置与焊点位置相重叠，且加厚Ag2区域的面积大于等于焊点面积。8. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于： 步骤S3后得到下电极整体形状呈一个类圆状，其中类圆状的最上端设置有一定位直 边，以经过类圆状的圆心并且垂直于定位直角边的直线为Y轴，以经过类圆状的圆心并且垂 直Y轴的直线为X轴，以类圆状的圆心为零点;所述若干块状加厚金属沿X轴或Y轴对称设置。9. 根据权利要求8所述的太阳电池的制备方法，其特征在于： 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度与远离X轴方向设置的金属块的 宽度的比值为(1.5-3) :1。10.根据权利要求9所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述块状加厚金属中穿 过X轴方向设置的金属块宽度为12mm，远离X轴方向设置的金属块的宽度的为4.6mm或 6.6mm〇
【专利摘要】本发明提供一种太阳电池的制备方法，包括如下步骤：S1：光刻上电极，在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；S2：蒸镀上电极，将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将蒸镀好上电极的外延片进行去胶；S3：蒸镀下电极，将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸镀；之后在刚才的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到：加厚金属Ag2，厚度为：3.0μm-5μm；本发明得到的太阳电池，电性能好、可靠性高、且提高了抗翘曲性。
【IPC分类】H01L31/0224
【公开号】CN105489664
【申请号】CN201510880678
【发明人】铁剑锐, 杜永超, 许军, 肖志斌, 王鑫, 梁存宝, 孙希鹏
【申请人】中国电子科技集团公司第十八研究所, 天津恒电空间电源有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月3日
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳电池制备工艺技术领域，尤其是设及一种太阳电池的制备方法。
【背景技术】
[0002] 重量轻，转换效率高，抗福照性能好一直是神化嫁太阳电池追求的目标。通过结构 设计可W提高转换效率和抗福照性能，采用化学或机械方法减薄衬底可W降低电池重量， 提高太阳电池阵质量比功率，大大减少发射重量，降低发射成本。
[0003] 目前空间用神化嫁太阳电池下电极普遍采用全覆盖式，该形式下电极虽然可W与 太阳电池背面形成良好的接触，但全覆盖式下电极反而使翅曲问题更加严重，而且不能完 全满足目前太阳电池越来越薄，重量轻，和可靠性高的发展趋势。
[0004] 所W，现有技术急需一种结构简单、工艺快捷、制造工艺效率提升的太阳电池，而 运种电池的关键技术难点是如何在下电极功能的有效改进，也就是说，如何优化设计出一 种有关下电极的制作工艺，使得太阳电池结构简单，工作效率高、且杜绝翅曲带来的负面效 果。成为本领域技术人员攻关难题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明旨在提供工艺简单的下电极的制作工艺，其应用在太阳能电池 上而得到一种结构简单、抗翅曲的太阳电池。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是运样实现的：
[0007] -种太阳电池的制备方法，所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电极，所述上 电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤： [000引 S1:光刻上电极
[0009]在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片 涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；
[0010] S2:蒸锻上电极
[0011]将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入锻膜机中，进行真空蒸锻，然后将蒸锻好上 电极的外延片进行去胶；
[001^ S3:蒸锻下电极
[0013] 将蒸锻完上电极的外延片放入锻膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸锻，之后在 刚才的蒸锻面进行加厚蒸锻步骤，得到:加厚金属Ag2，厚度为:3.0皿-5皿；
[0014] 最终完成所述下电极3的制作过程。
[0015] 在步骤3之后还包括:步骤S4:划片、蒸锻减反射膜
[0016] 将蒸锻完下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，将外延片划成各规 格的电池，然后腐蚀CAP层，在电池入光面蒸锻Ti〇x/Ah〇3膜系。
[0017] 所述S1步骤中，烘烤的过程为:烘箱中烘烤，烘烤溫度范围为80°C~90°C，烘烤时 间为 l〇min±3min;
[001引曝光时间为8s~10s;
[0019] 显影60s~90s，待显影完全后用清洗机冲洗6~8次，最后甩干机甩干或氮气吹干。
[0020] 在所述S2步骤中，将蒸锻好上电极的外延片进行去胶具体为:将外延片放入丙酬 中浸泡不少于20min，取出后采用自动去胶机去胶，采用自动清洗机冲洗6~8次，再用甩干 机甩干，完成去掉光刻胶的过程。
[0021 ] 所述52步骤中，进行真空蒸锻依次得到:411，50皿±7.5加1;6日，100皿±15皿;4邑，扣 m ± 7 50nm ； Au, 50nm ± 7.5nm ；
[0022] 所述53步骤中，进行真空蒸锻依次得到:411，50皿±7.5]1111;6日，100皿±15皿;4邑1，1 皿±0.15皿;所述加厚金属的厚度为3.4μπι-4.6皿。
[0023] 所述S3步骤中，所述加厚蒸锻步骤具体为:包括有掩模版，将所述外延片连同掩模 版一同放入锻膜机中，掩模版面朝向蒸发源;所述掩模版为类圆形，圆形区域中设置有通 槽，金属Ag2沉积在所述通槽处。
[0024] 所述加厚金属Ag2的位置与焊点位置相重叠，且加厚Ag2区域的面积大于等于焊点 面积。
[0025] 步骤3后得到下电极整体形状呈一个类圆状，其中类圆状的最上端设置有一定位 直边，W经过类圆状的圆屯、并且垂直于定位直角边的直线为Y轴，W经过类圆状的圆屯、并且 垂直Y轴的直线为X轴，W类圆状的圆屯、为零点；所述若干块状加厚金属沿X轴或Y轴对称设 置；
[0026] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度与远离X轴方向设置的金属 块的宽度的比值为(1.5-3) :1。
[0027] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度为12mm，远离X轴方向设置的 金属块的宽度的为4.6mm或6.6mm。
[0028] 相对于现有技术，本发明具有W下优势：
[0029] 1.本发明在完成常规的下电极金属层的制备后，又进行加厚金属蒸锻步骤，得到 最终得到加厚的下电极结构，最终实现了既能保证与背表面的欧姆接触，又使电池重量减 轻，保证电极牢固度，又能有效降太阳电池翅曲，进一步提升太阳能电池制造效率。
[0030] 2.本发明在加厚Ag2蒸锻步骤中应用的掩模版工艺，结构简单，操作工序简单，而 且掩模版便于实际需要的方便替换，使得本发明应用常用十分广泛。
[0031 ] 3.在本发明中，在X轴或Y轴处设置金属块宽度和数量较多，进一步保障了下电极 的工作效率，同时又降低了整体重量。
[0032] 4.同时本发明采用定位直边，定位精准，对于设置下电极在电池上时，安装方便快 捷、准确高效。
[0033] 5.在本发明采用Au-Ge-Ag-Au和Au-Ge-Ag作为收集光生电流的上、下电极材料，与 电池半导体材料形成良好的欧姆电阻接触，有效提高了电极的可焊性和牢固度。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明的下电极结构示意图；
[0035] 图2是本发明的太阳电池示意图；
[0036] 图3是本发明在X-Y坐标下下电极结构示意图；
[0037] 图4是本发明制备方法的流程示意图；
[0038] 图5是本发明制又一制备方法的流程示意图；
[0039] 图中：1一上电极、2-外延片、3-下电极、31-加厚金属块、32-非加厚区、4-定位直 边。
【具体实施方式】
[0040] W下结合附图1-5来阐述本发明的【具体实施方式】：
[0041] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。
[0042] 附图 4-5，
[0043] -种太阳电池的制备方法，所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电极，所述上 电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤：
[0044] 步骤S1:光刻上电极图形
[0045] 采用自动涂胶机在外延片入光面涂光刻胶(可W采用BP218胶，但是不限于此种）， 涂完胶后将电池放入烘箱中烘烤，烘烤溫度范围为80°C~90°C，烘烤时间为lOmin ± 3min; 然后采用光刻机对涂胶面进行曝光，曝光时间为8s~10s。再将光刻好的外延片放入显影液 中显影60s~90s，待显影完全后用清洗机冲洗6~8次。最后用甩干机甩干或氮气吹干。
[0046] 步骤S2:蒸锻上电极
[0047] 将外延片光刻面朝下即朝向蒸发源装入锻膜机中，设置蒸锻程序，蒸锻顺序和得 到各层金属厚度为:Au，50nm + 7.5nm; Ge，1 OOnm + 15nm; Ag，5皿 + 750nm; Au，50nm + 7.5nm。 抽真空状态下运行。然后将蒸锻好上电极的外延片放入丙酬中浸泡不少于20min，取出后采 用自动去胶机去胶，光刻胶去除干净后，采用自动清洗机冲洗6~8次，再用甩干机甩干，完 成去掉光刻胶的过程。
[0048] 步骤S3:蒸锻下电极
[0049] 将蒸锻完上电极的外延片放入锻膜机内，背面朝向蒸发源，设置蒸锻程序，蒸锻顺 序和各层金属厚度为:Au，50nm + 7.5nm;Ge，100nm+ 15nm;Agl，1μηι + 0.15μηι。抽真空运行程 序。程序结束后在刚才的蒸锻面放掩模版，掩模版图形如图1所示，再将外延片 连同掩模版 一同放入锻膜机中，掩模版面朝向蒸发源。
[0050] 还设置一个加厚蒸锻程序，得到金属厚度为:Ag2，厚度为4皿± 0.6皿，抽真空状态 运行。完成如图3中下电极3的制作过程。形成图形如图1所示下电极局部加厚图形。
[0051] 图形设计原则为，局部加厚金属位置为焊点位置，局部加厚区域的大小不小于焊 点大小，形状不限制。同时确保，下电极第一次沉积厚度应不影响填充因子大小。
[0052] 所述S3步骤中，所述加厚蒸锻步骤具体为:包括有掩模版，将所述外延片连同掩模 版一同放入锻膜机中，掩模版面朝向蒸发源;所述掩模版为类圆形，圆形区域中设置有通 槽，金属Ag2沉积在所述通槽处。
[0053] 本发明在加厚Ag2蒸锻步骤中应用的掩模版工艺，结构简单，操作工序简单，而且 掩模版便于实际需要的方便替换，使得本发明应用常用十分广泛。
[0054] 所述加厚金属Ag2的位置与焊点位置相重叠，且加厚Ag2区域的面积大于等于焊点 面积。最后确保下电极的最小厚度不小于4]im。
[0055] 本发明在完成常规的下电极金属层的制备后，又进行加厚金属蒸锻步骤，得到最 终得到加厚的下电极结构，最终实现了既能保证与背表面的欧姆接触，使电池重量减轻，保 证电极牢固度，又能有效降太阳电池的翅曲。
[0056] 步骤S4:将下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，对准划片标记，自 动划片，将外延片划成各种规格的电池(也包括40X60的电池）。然后腐蚀CAP层，在电池入 光面蒸锻TiOx/Al2〇3膜系。
[0057] 如图1-3,步骤3后得到下电极整体形状呈一个类圆状，其中类圆状的最上端设置 有一定位直边（同时本发明采用定位直边，定位精准，对于设置下电极在电池上的安装方便 快捷、准确高效），W经过类圆状的圆屯、并且垂直于定位直角边的直线为Y轴，W经过类圆状 的圆屯、并且垂直Y轴的直线为X轴，W类圆状的圆屯、为零点；所述若干块状加厚金属沿X轴或 Y轴对称设置；
[0058] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度与远离X轴方向设置的金属 块的宽度的比值为(1.5-3) :1。
[0059] 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度为12mm，远离X轴方向设置的 金属块的宽度的为4.6mm或6.6mm。
[0060] 在本发明中，在X轴或Y轴处设置金属块宽度和数量较多，进一步保障了太阳电池 的制造效率，同时又降低了整体重量。
[0061 ]在本发明采用Au-Ge-Ag-Au和Au-Ge-Ag作为收集光生电流的上、下电极材料，与电 池半导体材料形成良好的欧姆电阻接触，有效提高了电极的可焊性和牢固度。
[0062]最后本发明制作的下电极与应用的太阳能电池，在电性能、可靠度和翅曲度Ξ方 面检测试数据如下：
[00创一.现聯电性能，现聯条件为:M0光谱，135.3mW/cm2。现聯结果为：
[0064]
[00化]二、可靠性检测
[0066]
[0070] 四.测试结论通过本发明的创新技术制备的下电极应用在太阳能电池上，最后得 出，在本发明（带局部太阳电池的薄型太阳电池）相对于全覆盖下电极正常厚度太阳电池、 全覆盖下电极薄型太阳电池在重量上最低，电性能、可靠性、及下电极抗拉强度(反翅曲度） 综合指标最好，均优于全覆盖下电极正常厚度太阳电池、全覆盖下电极薄型太阳电池。
[0071] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种太阳电池的制备方法，其特征在于:所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电 极，所述上电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括 如下步骤： S1:光刻上电极 在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片涂胶 面进行曝光、显影、冲洗和干燥； S2:蒸镀上电极 将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将蒸镀好上电极 的外延片进行去胶； S3:蒸镀下电极 将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸镀，之后在刚才 的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到:加厚金属Ag2，厚度为:3.0μηι-5μηι。2. 根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:在步骤S3之后还包括： 步骤S4:划片、蒸镀减反射膜 将蒸镀完下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，将外延片划成各规格的 电池，然后腐蚀CAP层，在电池入光面蒸镀TiOx/Al2〇3膜系。3. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述S1步骤中，烘烤的 过程为:在烘箱中烘烤，烘烤温度范围为80°C~90°C，烘烤时间为lOmin± 3min; 曝光时间为8s~10s; 显影60s~90s，待显影完全后用清洗机冲洗6~8次，最后甩干机甩干或氮气吹干。4. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:在所述S2步骤中，将蒸 镀好上电极的外延片进行去胶具体过程为:将外延片放入丙酮中浸泡不少于20min，取出后 采用自动去胶机去胶，采用自动清洗机冲洗6~8次，再用甩干机甩干，完成去掉光刻胶的过 程；在所述S2步骤中，进行真空蒸镀依次得到：Au，50nm±7 · 5nm;Ge，100nm± 15nm;Ag，5ym± 750nm;Au，50nm± 7 · 5nm〇5. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于： 所述S3步骤中，进行真空蒸镀依次得到：Au，50nm±7 · 5nm;Ge，100nm± 15nm;Agl，1μηι± 0 · 15μηι;所述加厚金属的厚度为3 · 4μηι-4 · 6μηι。6. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述S3步骤中，所述加 厚蒸镀步骤具体为:包括有掩模版，将所述外延片连同掩模版一同放入镀膜机中，掩模版面 朝向蒸发源;所述掩模版为类圆形，圆形区域中设置有通槽，金属Ag2沉积在所述通槽处。7. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述加厚金属Ag2的位 置与焊点位置相重叠，且加厚Ag2区域的面积大于等于焊点面积。8. 根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于： 步骤S3后得到下电极整体形状呈一个类圆状，其中类圆状的最上端设置有一定位直 边，以经过类圆状的圆心并且垂直于定位直角边的直线为Y轴，以经过类圆状的圆心并且垂 直Y轴的直线为X轴，以类圆状的圆心为零点;所述若干块状加厚金属沿X轴或Y轴对称设置。9. 根据权利要求8所述的太阳电池的制备方法，其特征在于： 所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度与远离X轴方向设置的金属块的 宽度的比值为(1.5-3) :1。10.根据权利要求9所述的太阳电池的制备方法，其特征在于:所述块状加厚金属中穿 过X轴方向设置的金属块宽度为12mm，远离X轴方向设置的金属块的宽度的为4.6mm或 6.6mm〇
【专利摘要】本发明提供一种太阳电池的制备方法，包括如下步骤：S1：光刻上电极，在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；S2：蒸镀上电极，将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将蒸镀好上电极的外延片进行去胶；S3：蒸镀下电极，将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸镀；之后在刚才的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到：加厚金属Ag2，厚度为：3.0μm-5μm；本发明得到的太阳电池，电性能好、可靠性高、且提高了抗翘曲性。
【IPC分类】H01L31/0224
【公开号】CN105489664
【申请号】CN201510880678
【发明人】铁剑锐, 杜永超, 许军, 肖志斌, 王鑫, 梁存宝, 孙希鹏
【申请人】中国电子科技集团公司第十八研究所, 天津恒电空间电源有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月3日
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