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CN104576824B - 一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法以及该太阳能电池的制造方法 - Google Patents

一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法以及该太阳能电池的制造方法 Download PDF

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CN104576824B CN201410568843.1A CN201410568843A CN104576824B CN 104576824 B CN104576824 B CN 104576824B CN 201410568843 A CN201410568843 A CN 201410568843A CN 104576824 B CN104576824 B CN 104576824B
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Abstract

本发明公开了一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法以及该太阳能电池的制造方法。包括晶体硅P‑N接衬底；背电极；与晶体硅P‑N 结衬底N 区欧姆接触的前栅电极；位于晶体硅P‑N 结衬底N 区表面的减反射层。所述制造方法包括清洗制绒步骤、扩散、制结步骤、洗磷和刻蚀步骤、制备背电极步骤、丝网印刷前栅线电极模型、制备减反射层步骤、腐蚀前栅线电极模型及超声除去前栅线电极模型上的减反射层、光诱导电镀前栅线电极步骤、氧化烧结步骤、电镀前栅线电极步骤。本发明结合传统的丝网印刷技术为发射极开槽，便于与工业化生产相结合，采用光诱导电镀前栅电极、氧化烧结，具有生产工艺简单、效率高及光电转化效率高的特点。

Description

一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法以及该太阳能 电池的制造方法
技术领域
本发明涉及一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法及该太阳能电池的制造方法，特别是一种高转换效率的晶体硅太阳能电池及其制造方法。太阳能技术领域。
背景技术
1839年，法国科学家贝克雷尔(Becquerel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。即 “光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。经过半个多世纪技术改进，晶硅太阳电池依然是太阳能发电80-90%的市场。但是提高晶硅太阳能电池的转换效率，减低成本一直是晶硅太阳能电池的主要方向。而晶硅太阳能电池的电极技术是其中的关键。
现有的晶硅太阳能电池的电极结构采用丝网印刷银浆制备前栅电极，然后进行快速烧结，银浆里部分有机物与氮化硅减反射层反应形成对硅的接触。但是丝网印刷技术存在以下缺陷：1、烧结后的银栅线电极和硅之间存在一层不导电的玻璃体，接触电阻很大；2、银浆中有机物在烧结过程中蒸发，使得银电极疏松多孔，银电极的体电阻大；3、丝网印刷的栅线一般大于80μm，而且很难减少线宽，且一次印刷只能产生小于25μm 的线高，虽然可以多次印刷增高，但又会造成栅线进一步加宽，因此高宽比小，较宽的线宽降低了太阳能电池有效的工作面积，因此阴影损耗大；4、银材料本身的价格昂贵。
铜电镀前栅电极技术在减反射层上进行开槽，然后沉积缓冲层材料，烧结再镀Cu和Sn。铜电镀前栅电极中开槽工艺非常关键，目前一般采用三种方式开槽：（1）利用光刻，比如英利公司专利号为[201310260260.8]的 IBC太阳能电池的制作方法及IBC太阳能电池和NXP股份有限公司 的专利号为[200680032449.X ]的 光刻技术方法中提到的光刻技术，该技术存在一定缺陷；（2）激光开槽，比如中国科学院宁波材料技术与工程研究所的专利号为[201110077235.7] 的一种晶体硅太阳能电池正面电极的制作方法的激光开槽技术，该技术也存在缺陷；（3）印刷或者打印银浆然后烧结进行开槽。利用光刻开槽，需要利用要采用光刻、化学定向腐蚀或机械刻蚀开槽以便为电镀、化学镀或光诱导电镀提供掩膜板，虽然解决了丝网印刷存在的接触电阻大、体电阻大、阴影损失大的缺点，但工艺过于复杂、生产成本过高、设备生产效率低等问题，并未在工业中得到大规模应用。
总之，现有太阳能电池生产工艺均难以克服接触电阻大，体电阻大，阴影损耗大成本高、生产工艺复杂等缺点，电极金属与电池基体仅依靠后期高温烧结形成绝缘玻璃体维持接触状态，在振动或长时间暴露在阳光下由于晶格不匹配容易造成金属栅线起层而接触不良，影响光生电子的捕获，影响太阳能电池的转化效率。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种生产工艺简单、便于与现代生产工艺相结合的前栅线电极开槽方法。
本发明的另一目的在于提供一种光电转换效率高、制作成本低、接触电阻及体电阻低、前栅电极阴影损失小、前栅线电极金属化光电转化效率高的晶体硅太阳能电池的制造方法。
本发明第一目的新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法是这样实现的：包括晶体硅P-N 结、P 区背电极，所述的P区背电极与晶体硅P-N 结电性连接，其特征在于具体实现步骤为：
（1）在晶体硅P-N 结之N区表面丝网印刷前栅线电极模型；
（2）气相沉积氮化硅减反射层；
（3）超声除去前栅线电极模型上面的氮化硅并腐蚀除去前栅线电极模型，形成在氮化硅表面的开槽。
所述的太阳能电池为单晶硅或多晶硅电池。
一种晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：该晶体硅太阳能电池结构包括：晶体硅P-N结衬底；位于晶体硅P-N结衬底P区表面的背电极，所述背电极与晶体硅P-N结衬底P区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的前栅电极，所述前栅电极由电化学沉积金属而成且与晶体硅P-N结衬底N区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的SiO2层；位于SiO2层上的减反射层，
具体制造步骤如下：
（1）.将原料硅片清洗制绒步骤；
（2）.扩散制备P-N结步骤；
（3）.去磷硅玻璃和边缘结刻蚀步骤；
（4）.制备背电极步骤；
（5）.在晶体硅P-N 结之N 区表面丝网印刷前栅线电极模型；
（6）.在N区气相沉积氮化硅减反射层；
（7).超声除去前栅线电极模型上面的氮化硅并腐蚀除去前栅线电极模型，形成在氮化硅表面的开槽;
（8）.光诱导电镀前栅电极步骤；
（9）.高温氧化烧结步骤；
（10）.电镀前栅电极步骤；
（11）.制备减反射膜层步骤，
所述的光诱导电镀前栅电极步骤包括：
把太阳能电池N区置于电解液中；
将太阳能电池背电极通过导线与浸入电解液中的对电极连接；
太阳能电电池N型区已经开槽形成栅线图案，使光源通过预制栅状图案和电解液对太阳能电池N区的表面进行光照，在栅型图案处形成前栅电极。
所述的太阳能电池为单晶硅或多晶硅电池。
所述丝网印刷前栅线电极模型的宽度为40µm-80µm，所述的前栅线电极的宽度由丝网印刷前栅线电极模型控决定，所述丝网印刷前栅线电极模型材料是Cu。
所述的前栅电极包括连接晶体硅P-N 结之N 区的接触层和其外的高导电性金属传导层，接触层金属有Ni、Co、W中的一种或两种组合沉积而成，高导电性金属传导层由Cu、Ag、Sn中的一种或两种组合沉积而成。
所述的减反射膜层采用等离子体增强化学气相沉积、低压化学气相沉积、物理溅射或凝胶溶胶法制备。
所述的电解液为CoCl2与 CoSO4或NiSO4与NiCl2按比例混合电解液，或CoCl2与CoSO4或NiSO4与NiCl2分别与Na2WO4、Na3Cit 、HBO3组成的复合电解液。
所述电解液为CoCl2与 CoSO4或NiSO4与NiCl2，电解液浓度即Ni2+或Co2+的浓度分别为0.02mol/L ～ 1.2mol/L，或Ni2+/ Co2+的浓度为0.02～ 0.8mol/L 的NiSO4与NiCl2/CoCl2与 CoSO4分别与0.02～ 0.8mol/L 的Na2WO4、0.02 ～ 0.8mol/L Na3Cit 、30～35g/LHBO3组成的复合电解液。
所述的前栅电极上至少电镀沉积一层高导电性金属作为电子传导层，高导电性金属为Cu、Ag、Sn的一种或两种以上任意组合。
本发明的高转化效率的晶体硅太阳能电池，由于前栅电极由电化学直接沉积金属在晶体硅P-N结衬底P区而成，从而前栅金属电极与晶体硅基体结合更加紧密，接触电阻小；而且克服了常规前栅电极采用丝网印刷或喷墨印刷在太阳能电池板减反层上，后期高温烧结造成玻璃体阻隔和栅线多孔而导致的接触电阻大及体电阻大的缺陷。SiO2层及其上的减反射层，使晶体硅太阳能电池形成双层减反射膜的结构，能够大幅减低太阳能电池正面的反射率。经试验，单层SiO2减反射膜的加权平均反射率了16.54%，单层TiO2减反射膜的加权平均反射率了13.98%，由SiO2和Ti3O2构成的双层减反射膜的加权平均反射率了4.88%。主前栅电极采用底层接触层和表层传导层的结构，可以兼顾光诱导电镀特点和金属导电率的不同需求，有利于减低生产成本。细前栅电极位于反射层下的结构，有效避免了制造和运输、使用过程中断栅现象的发生，并且可以减小细栅的阴影损耗。
本发明的高转化效率的晶体硅太阳能电池制造方法，前栅电极采用光诱导电镀生成，所述的太阳能电池板在经过清洗制绒、扩散、刻蚀和去磷、制背电极后，未经常规制反射膜而直接在太阳能电池板的N区上光诱导电镀沉积金属形成前栅电极，经电化学反应形成的金属电极与硅基体结合更加紧密，接触电阻小。而且克服了常规前栅电极采用丝网印刷或喷墨印刷在太阳能电池板减反层上，后期高温烧结造成玻璃体阻隔和栅线多孔而导致的接触电阻大及体电阻大的缺陷；也克服了高温烧结易导致太阳能电池板翘曲变形的问题。同时，采用调整开槽宽度以及光源和N型区表面的栅线形状的距离，能够得到窄的线宽；调整光照时间，能够得到理想的线高，从而减少前栅电极对太阳能电池板表面的覆盖面积，达到降低表面覆盖率的目的。而且光诱导电镀生成太阳能前栅电极的方法利用合金或金属作为对电极，采用普通金属盐作为电镀液电解质，取代了昂贵的导电银浆和含金属墨水的依赖，降低了生产耗材成本。光诱导电镀生成太阳能前栅电极的方法因为采用光照电镀，相比光刻、化学腐蚀和机械刻蚀等方法工艺简单、效率高，有利于大规模工业化生产应用。同时，通过高温氧化烧结步骤，使前栅电极、背电极形成欧姆接触和背电极钝化及基体表面SiO2钝化层同步形成，减少了工艺步骤。经过电镀前栅电极步骤，特别是仅电镀主前栅电极的方式，再通过制备减反射膜步骤，使细前栅电极包埋于减反射层中，有效避免了断栅现象的发生，并且可以减小细栅的阴影损耗；并且，经制备减反射膜步骤，太阳能电池板基体表面形成SiNx或TiO2和SiO2的双层减反射膜结构，进一步增加光的吸收率。
本发明的前栅线电极开槽方法，是与传统的丝网印刷技术相结合。首先在没有减反射层的电池片上印刷栅线电极的模型，在化学气相沉积减反射层，最后经过超声除去栅线模型上的减反射层材料，用腐蚀法除去栅线电极模型形成发射极的开槽。本发明的开槽方法能够充分利用现在的丝网印刷工艺，能够快速的应用到工业生产中；该发明技术能够实现对栅线电极宽度的可控性，有利于减少栅线造成的阴影损耗；与传统的丝网印刷技术相比，不存在后期高温烧结形成玻璃体层的现象，克服了接触电阻大的问题；该发明技术相比光刻、机械刻蚀和激光开槽等方法开槽工艺更简单、效率更高、制作成本低，避免了开槽过程中对PN结的损伤，有利于增加电池片的使用寿命。
本发明的前栅线电极金属化高光电转换效率晶硅太阳能电池的制造方法采用光诱导电镀生成前栅电极，不仅使形成的金属电极与硅基体结合更加紧密，接触电阻小，而且克服了现有技术生成方法中需要高温烧结会导致电极翘曲变形的问题，而且本发明通过调整栅线电极模型的宽度调整栅状电极宽度。控制光诱导电镀时间能够得到理想的电极线高，从而有效减少前栅电极对电池板表面的覆盖面积，提高光电转换效率；光诱导电镀利用光线照射到整个电池片上并产生光生电子，光生电子运动到开槽处与电解液中的金属阳离子结合将金属沉积到槽内，整个过程充分利用电池片的光生伏特效应，节约了能源消耗成本，镀层金属均匀致密克服了电极体电阻大的问题；另外，光诱导电镀采用合金或金属作为电极，用普通金属盐作为电镀液的电解质，取代昂贵导电银浆和含金属墨水，大大降低了生产成本。高温退火处理使前栅电极、背电极形成欧姆接触、背电极钝化层同步形成，简化了生产工艺。所以，本发明的方法相比光刻、机械刻蚀等方法工艺更简单、效率更高、制作成本低，前栅电极阴影损失小、接触电阻及体电阻低、光电转化效率高的特点，有利于大规模工业化生产应用。
本发明的创造性还在于：本发明具有生产工艺简单、效率高、成本低和太阳能电池前栅电极阴影损失小、接触电阻及体电阻低、细前栅电极不易断线、电池表面反射率低、光电转化效率高。
附图说明
图1：现有技术的晶体硅太阳能电池结构示意图。
图2：本发明的高转换效率的晶体硅太阳能电池结构示意图，图中：1-背电极、2-晶体硅P区、3-晶体硅N区、4-减反射层、5-细前栅电极、6-主前栅电级、7-SiO2层。
图3：单层与双层减反射膜反射率曲线。
图4：本发明的高转换效率的晶体硅太阳能电池制造方法工艺流程示意图，图中：A1-损伤的表层、A2-P型硅、A3-N型硅、A4-磷硅玻璃、A5-背电极、A6-前栅电极接触层、A7-SiO2层、A8-前栅电极传导层、A9-减反射层。
图5：本发明的制造方法中光诱导电镀太阳能前栅电极步骤的原理示意图，图中：B1-光源、B2-电解液、B3-光照方向、B4-电解池、B5-直流电源、B6-电量测量装置、B7-导线、B8-太阳能电池板、B81-太阳能电池板N区、B82-太阳能电池板背电极面、B9-对电极、B10-开槽形成的栅线形状。
具体实施方式
下面结合附图2～5对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，依据本发明的教导所作的任何变更或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明的一种高转换效率晶体硅太阳能电池结构包括：晶体硅P-N结衬底；位于晶体硅P-N结衬底P区表面的背电极，所述背电极与晶体硅P-N结衬底P区欧姆接触；还包括位于晶体硅P-N结衬底N区表面的前栅电极，所述前栅电极由电化学沉积金属而成且与晶体硅P-N结衬底N区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的SiO2层；位于SiO2层上的减反射层。是这样实现的，将原料硅片依次经过清洗制绒、扩散制成P-N 结、去磷硅玻璃与边缘结刻蚀后制备背电极，利用本发明的开槽方法得到开槽后的电池片，将硅片上的背电极与电解电极、直流电源和电量测量装置连接，并将硅片N 区置于电解池中的电解液中且正对诱导光源，开启诱导光源，光透过电解液照在硅片N 区并诱导产生光电子，与电解液的金属经电化学沉积于N 区表面形成前栅电极，再经高温退火处理、电镀后制得高光电转换率晶硅太阳能电池。本发明的晶体硅太阳能电池结构包括：晶体硅P-N结衬底；位于晶体硅P-N结衬底P区表面的背电极，所述背电极与晶体硅P-N结衬底P区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的前栅电极，所述前栅电极由电化学沉积金属而成且与晶体硅P-N结衬底N区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的SiO2层；位于SiO2层上的减反射层，
具体制造步骤如下：
（1）.将原料硅片清洗制绒步骤；
（2）.扩散制备P-N结步骤；
（3）.去磷硅玻璃和边缘结刻蚀步骤；
（4）.制备背电极步骤；
（5）.在晶体硅P-N 结之N 区表面丝网印刷前栅线电极模型；
（6）.在N 区气相沉积氮化硅减反射层；
（7).超声除去前栅线电极模型上面的氮化硅并腐蚀除去前栅线电极模型，形成在氮化硅表面的开槽;
（8）.光诱导电镀前栅电极步骤；
（9）.高温氧化烧结步骤；
（10）.电镀前栅电极步骤；
（11）.制备减反射膜层步骤，
所述的光诱导电镀前栅电极步骤包括：
把太阳能电池N区置于电解液中；
将太阳能电池背电极通过导线与浸入电解液中的对电极连接；
太阳能电电池N型区已经开槽形成栅线图案，使光源通过预制栅状图案和电解液对太阳能电池N区的表面进行光照，在栅型图案处形成前栅电极。
所述的前栅线电极的宽度由丝网印刷前栅线电极模型控决定。
所述丝网印刷前栅线电极模型材料是Cu。
所述丝网印刷前栅线电极模型的宽度为40µm-80µm。
所述的前栅电极包括连接晶体硅P-N 结之N 区的接触层和其外的高导电性金属传导层，接触层金属有Ni、Co、W中的一种或两种组合沉积而成，高导电性金属传导层由Cu、Ag、Sn中的一种或两种组合沉积而成。
所述的减反射膜层采用等离子体增强化学气相沉积、低压化学气相沉积、物理溅射、凝胶溶胶法制备。
所述的电解液为CoCl2与 CoSO4或NiSO4与NiCl2按比例混合电解液，或CoCl2与CoSO4或NiSO4与NiCl2分别与Na2WO4、Na3Cit 、HBO3组成的复合电解液。
所述电解液为CoCl2与 CoSO4或NiSO4与NiCl2，电解液浓度（Ni2+或Co2+的浓度）分别为0.02mol/L ～ 1.2mol/L，或Ni2+/ Co2+的浓度为0.02～ 0.8mol/L 的NiSO4与NiCl2/CoCl2与 CoSO4分别与0.02～ 0.8mol/L 的Na2WO4、0.02 ～ 0.8mol/L Na3Cit 、30～35g/LHBO3组成的复合电解液。
所述的前栅电极上至少电镀沉积一层高导电性金属作为电子传导层，高导电性金属为Cu、Ag、Sn的一种或两种以上任意组合。
本发明一种高转换效率的晶体硅太阳能电池，结构包括晶体硅P-N结衬底；位于晶体硅P-N结衬底P区表面的背电极，所述背电极与晶体硅P-N结衬底P区欧姆接触；还包括位于晶体硅P-N结衬底N区表面的前栅电极，所述前栅电极由电化学沉积金属而成且与晶体硅P-N结衬底N区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的SiO2层；位于SiO2层上的减反射层。
作为优选实施方式：所述的前栅电极的主电极由位于底层的接触层和表层的传导层构成。
作为优选实施方式：所述的前栅电极的细电极位于减反射层下方。
本发明所述的一种高转换效率的晶体硅太阳能电池制造方法，括以下步骤：
（1）.将原料硅片清洗制绒步骤；
（2）.扩散制备P-N结步骤；
（3）.去磷硅玻璃和边缘结刻蚀步骤；
（4）.制备背电极步骤；
（5）.在晶体硅P-N 结之N 区表面丝网印刷前栅线电极模型；
（6）.在N区气相沉积氮化硅减反射层；
（7).超声除去前栅线电极模型上面的氮化硅并腐蚀除去前栅线电极模型，形成在氮化硅表面的开槽;
（8）.光诱导电镀前栅电极步骤；
（9）.高温氧化烧结步骤；
（10）.电镀前栅电极步骤；
（11）.制备减反射膜层步骤，
所述的光诱导电镀前栅电极步骤包括：
把太阳能电池N区置于电解液中；
将太阳能电池背电极通过导线与浸入电解液中的对电极连接；
太阳能电电池N型区已经开槽形成栅线图案，使光源通过预制栅状图案和电解液对太阳能电池N区的表面进行光照，在栅型图案处形成前栅电极。
作为优选实施方式：所述的光诱导电镀前栅电极步骤中，还包括在太阳能电池背电极通过导线与浸入电解液中的对电极连接线路中串联有直流电源的步骤。
作为进一步的优选实施方式：所述的直流电源为可调式恒流电源。
作为优选实施方式：所述的光诱导电镀前栅电极步骤中，还包括在太阳能电池背电极通过导线与浸入电解液中的对电极连接线路中串联或并联有电量测量装置的步骤。
作为优选实施方式：所述的光诱导电镀前栅电极步骤中，所述的电解液中含有CoSO4和Na2WO4和Na3Cit或NiSO4和Na2WO4和Na3Cit或CoSO4或NiSO4。
作为优选实施方式：所述的光诱导电镀前栅电极步骤中，所述的对电极为为Ni-W-P、Co-W-P、Co-W、Ni-W合金或Co、Ni金属。
作为优选实施方式：所述的氧化烧结步骤是把太阳能电池片置于纯氧气氛中快速烧结。
作为优选实施方式：所述的电镀前栅电极传导层步骤是采用光诱导电镀或电镀一层或多层金属于前栅电极上形成电子传导层。
作为进一步的优选实施方式：所述的电镀前栅电极步骤是采用光诱导电镀或电镀一层或多层金属于主前栅电极上形成电子传导层。
作为进一步的优选实施方式：所述的电镀传导层金属为Cu、Ag、Sn的一种或任意组合。
作为优选实施方式：所述的制备减反射膜步骤采用PECVD（等离子体增强化学气相沉积）、LPCVD（低压化学气相沉积）、物理溅射、凝胶溶胶法制备。
作为优选实施方式：所述的制备减反射膜步骤中形成的减反射膜是SiNx或TiO2反射膜。
作为优选实施方式：所述的氧化烧结步骤和/或制备减反射膜步骤中对前栅电极进行遮挡保护。
作为优选实施方式：所述的太阳能电池为单晶硅或多晶硅电池。
本发明工作原理：本发明的高转换效率的晶体硅太阳能电池在光照的情形下，光线经上表层的减反射膜和SiO2层进入晶体硅P-N结衬底产生光生伏特效应，前栅电极收集晶体硅P-N结衬底N区的光生电子，经导线带动负载并流回背电极所在的P区。
同时，射入晶体硅P-N结衬底的光线经晶体硅绒面的反射和折射，一部分被晶体硅吸收转化为能量，一部分反射光经SiO2层和减反射膜的双重反射，又有一部分被晶体硅吸收并转化为能力，剩余的少部分被反射和折射回大气中。
本发明的高转换效率的晶体硅太阳能电池制造方法：将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区B81置于金属离子电解液B2中，并将太阳能电池背电极面B82与浸入电解液中的对电极B9用导线B7连接，以便形成闭合回路。在太阳能电池N区B81开槽形成栅线形状B10，让光源B1发出的光通过开槽形成栅线形状B10照射到太阳电池的N区B81，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，将电解液中的金属离子还原成金属沉积在开槽形成栅线形状的太阳电池N区B81的光照区。同时，光生空穴则沿导线B7传输到对电极B9并将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到达到规定的反应时间，完成前栅电极的制备。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，使前栅电极、背电极形成欧姆接触和背电极钝化以及太阳能电池基体表面形成SiO2钝化层。经过电镀前栅电极步骤，特别是仅电镀主前栅电极的方式，使主前栅电极高度增加并电镀上Cu、Ag、Sn等导电良好的金属，从而降低前栅电极的体电阻。再通过PECVD、物理溅射、凝胶溶胶法等方式制备减反射膜步骤，使细前栅电极包埋于减反射层中，有效避免了断栅现象的发生，并且可以减少细栅的阴影损耗；并且，经制备减反射膜步骤，太阳能电池板基体表面形成SiNx或TiO2和SiO2的双层减反射膜结构，增加了光吸收，提高了太阳能电池的光电转换效率。
实施例1：配制用于光诱导的电解液，所述电解液为含有0.01mol/L的Co金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的对电极用导线连接，以便形成闭合回路。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，将溶液中的金属离子还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值时停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池前栅电极接触层电镀一层金属Cu传导层，经遮挡前栅电极传导层后再通过PECVD方式在太阳能电池基体表面制备一层Si3N4减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。
实施例2： 配制用于光诱导的电解液，所述电解液为含有1mol/L的Ni金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的对电极用导线连接，以便形成闭合回路。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，将溶液中的金属离子还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值时停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池主前栅电极接触层电镀一层金属Sn传导层，经遮挡前栅电极传导层后，再通过物理溅射方式在太阳能电池基体表面制备一层TiO2减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。
实施例3：配制用于光诱导的电解液，所述电解液为含有0.3mol/L的Co金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的对电极用导线连接，以便形成闭合回路。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，将溶液中的金属离子还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值时停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池主前栅电极接触层电镀一层金属Ag传导层，经遮挡前栅电极传导层后，再通过凝胶溶胶法在太阳能电池基体表面制备一层Si3N4减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。
实施例4： 配制用于光诱导的电解液，所述电解液为含有0.1mol/L的Co和0.7mol/L的Ni金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的对电极用导线连接，以便形成闭合回路。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，将溶液中的金属离子还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值是停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池前栅电极接触层电镀一层Ag和Sn的金属混合传导层，经遮挡前栅电极传导层后，再通过LPCVD方式在太阳能电池基体表面制备一层Si3N4减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。
实施例5：配制用于光诱导的电镀液，所述电解液含有0.01mol/L的CoSO4、0.01mol/L的Na2WO4、0.02mol/L的Na3Cit等金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的Co-W金属对电极用导线连接，以便形成闭合回路，同时电路中提供外加电能的可控的恒流电源。工作时将恒流源调至不足以使合金沉积的合适电流。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，光照区电阻急剧减小，外加电流和光生电流集中于开槽形成栅线形状的光照区，溶液中的合金金属离子被还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值时停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池前栅电极接触层电镀一层Cu和Sn的金属混合传导层，经遮挡前栅电极传导层后，再通过PECVD方式在太阳能电池基体表面制备一层Si3N4减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。
实施例6：配制用于光诱导的电镀液，所述电解液含有0.5mol/L的CoSO4、0.5mol/L的Na2WO4、1mol/L的Na3Cit等金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的Co-W金属对电极用导线连接，以便形成闭合回路，同时电路中提供外加电能的可控的恒流电源。工作时将恒流源调至不足以使合金沉积的合适电流。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，光照区电阻急剧减小，外加电流和光生电流集中于开槽形成栅线形状的光照区，溶液中的合金金属离子被还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值时停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池前栅电极接触层电镀一层金属Cu传导层，经遮挡前栅电极传导层后，再通过物理溅射方式在太阳能电池基体表面制备一层TiO2减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。
实施例7：配制用于光诱导的电镀液，所述电解液含有0.01mol/L的NiSO4，0.01mol/L的Na2WO4，0.02/L的Na3Cit等金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的Ni-W金属对电极用导线连接，以便形成闭合回路，同时电路中提供外加电能的可控的恒流电源。工作时将恒流源调至不足以使合金沉积的合适电流。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，光照区电阻急剧减小，外加电流和光生电流集中于开槽形成栅线形状的光照区，溶液中的合金金属离子被还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值时停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池前栅电极接触层电镀一层Cu和Sn金属混合传导层，经遮挡前栅电极传导层后，再通过PECVD方式在太阳能电池基体表面制备一层Si3N4减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。
实施例8：配制用于光诱导的电镀液，所述电解液含有0.5mol/L的NiSO4，0.5mol/L的Na2WO4，1/L的Na3Cit溶液。等金属离子的镀液，将其盛于电解池中。将经过清洗制绒、扩散制P-N结、刻蚀和去磷、制背电极后的太阳能电池N区置于电解液中，并将背电极面和置于电解液中的Ni-W金属对电极用导线连接，以便形成闭合回路，同时电路中提供外加电能的可控的恒流电源。工作时将恒流源调至不足以使合金沉积的合适电流。在太阳能电池N区进行开槽，让荧光灯发出的光照射到太阳电池的N区上开槽形成栅线形状上，此时被光照射的区域由于光生伏特效应产生的光生电子，光照区电阻急剧减小，外加电流和光生电流集中于开槽形成栅线形状的光照区，溶液中的合金金属离子被还原成金属沉积在光照区。同时，光生空穴则沿导线传输到对电极将金属溶解为金属离子以补充溶液中离子的损耗，如此反应持续进行，直到电路中安装的电量测量装置检测到沉积电量达到规定值时停止，形成前栅电极接触层。然后把太阳能电池板置于纯氧气氛中高温氧化烧结，经高温烧结后的太阳能电池前栅电极接触层电镀一层Ag和Sn金属混合传导层，经遮挡前栅电极传导层后，再通过凝胶溶胶法在太阳能电池基体表面制备一层Si3N4减反射膜，最后经常规的测试分选完成晶体硅太阳能电池板的生产过程。

Claims (10)

1.一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法，包括晶体硅P-N 结、P 区背电极，所述的P区背电极与晶体硅P-N 结电性连接，其特征在于具体实现步骤为：
（1）在晶体硅P-N 结之N区表面丝网印刷前栅线电极模型；
（2）气相沉积氮化硅减反射层；
（3）超声除去前栅线电极模型上面的氮化硅并腐蚀除去前栅线电极模型，形成在氮化硅表面的开槽。
2.根据权利要求1所述的新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法，其特征在于：所述的太阳能电池为单晶硅或多晶硅电池。
3.一种晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：该晶体硅太阳能电池结构包括：晶体硅P-N结衬底；位于晶体硅P-N结衬底P区表面的背电极，所述背电极与晶体硅P-N结衬底P区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的前栅电极，所述前栅电极由电化学沉积金属而成且与晶体硅P-N结衬底N区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的SiO2层；位于SiO2层上的减反射层，
具体制造步骤如下：
（1）.将原料硅片清洗制绒步骤；
（2）.扩散制备P-N结步骤；
（3）.去磷硅玻璃和边缘结刻蚀步骤；
（4）.制备背电极步骤；
（5）.在晶体硅P-N 结之N 区表面丝网印刷前栅线电极模型；
（6）.在N区气相沉积氮化硅减反射层；
（7).超声除去前栅线电极模型上面的氮化硅并腐蚀除去前栅线电极模型，形成在氮化硅表面的开槽;
（8）.光诱导电镀前栅电极步骤；
（9）.高温氧化烧结步骤；
（10）.电镀前栅电极步骤；
（11）.制备减反射膜层步骤，
所述的光诱导电镀前栅电极步骤包括：
把太阳能电池N区置于电解液中；
将太阳能电池背电极通过导线与浸入电解液中的对电极连接；
太阳能电池N型区已经开槽形成栅线图案，使光源通过预制栅线图案和电解液对太阳能电池N区的表面进行光照，在栅线图案处形成前栅电极。
4.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述的太阳能电池为单晶硅或多晶硅电池。
5.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述丝网印刷前栅线电极模型的宽度为40µm-80µm，所述的前栅线电极的宽度由丝网印刷前栅线电极模型控决定，所述丝网印刷前栅线电极模型材料是Cu。
6.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述的前栅电极包括连接晶体硅P-N 结之N 区的接触层和其外的高导电性金属传导层，接触层金属有Ni、Co、W中的一种或两种组合沉积而成，高导电性金属传导层由Cu、Ag、Sn中的一种或两种组合沉积而成。
7.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述的减反射膜层采用等离子体增强化学气相沉积、低压化学气相沉积、物理溅射或凝胶溶胶法制备。
8.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述的电解液为CoCl2 + CoSO4或者NiSO4 + NiCl2按比例混合电解液，或者CoCl2 + CoSO4或者NiSO4 + NiCl2各自分别与Na2WO4、Na3Cit 、HBO3组成的复合电解液。
9.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述电解液为CoCl2 + CoSO4或者NiSO4 + NiCl2，其电解液浓度Ni2+或Co2+的浓度分别为0.02mol/L～1.2mol/L，
或者NiSO4 + NiCl2的混合溶液和CoCl2 + CoSO4的混合溶液中Ni2+或Co2+的浓度分别为0.02～ 0.8mol/L ， 或者述两种混合溶液分别与0.02～ 0.8mol/L 的Na2WO4 、 0.02 ～0.8mol/L Na3Cit 、30～35g/L HBO3组成的复合电解液。
10.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：所述的前栅电极上至少电镀沉积一层高导电性金属作为电子传导层，高导电性金属为Cu、Ag、Sn的一种或两种以上任意组合。
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