[0001] 本发明涉及光伏电池领域，尤其是涉及一种异质结电极的制备方法、异质结电极及异质结电池。

[0002] 现有异质结电池电极的金属化方法主要是三种：第一种是，采用低温银浆印刷或银铜浆料印刷的方式进行最终的金属化制造，低温银浆由于采用高比例的银粉作为材料，因此成本较高同时存在电极与太阳能电池基底结合力差等问题，第二种是，采用银铜浆作为印刷材料，虽然可以降低本身材料的成本，但是银铜浆存在一定质量风险，同时银铜浆与太阳能电池的接触电阻较大，存在光电转换效率损失。第三种是，采用铜电镀技术来实现异质结太阳能电池的铜栅线金属化。该技术方案由于工程复杂，难以实施。

[0003] 并且随着光伏电池光电转换效率的不断提升，制造工艺对于复杂结构的图形化技术提出了更高的要求包括：更细的线径、更高的精度、更高的加工速度、更低的工艺成本等。而且现有的工艺，如银浆印刷为基础的光伏电池的电极制造工艺不能满足光伏增长长期的需求。

[0038] 下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面参考图1‑图11描述本发明第一方面实施例的异质结电极的制备方法。如图1‑图11所示，异质结电极的制备方法包括如下步骤：S003、结合图1和图3在沉积金属种子层02后的异质结电池片
01的厚度方向的两侧表面涂布带有粗线图形的掩膜层A03。如此设置，可以使得金属种子层
02按铜栅线图案裸漏出来，而其它区域则采用掩膜层A03覆盖。

[0039] S004、结合图1和图4，将掩膜层A03固化。如此设置，固化的掩膜层A04后可阻挡刻蚀液的侵蚀。可选地，通过光照或热加工的方式进行固化。

[0040] S005、结合图1和图5，向步骤S004中异质结电池片01的粗线图形的间隙镀金属铜层05。其中，金属铜层05即为后续异质结电池片01上栅线的初始形态，如此设置，为能够准确定位栅线在金属种子层02上的位置提供了保证。

[0041] S006、结合图1和图6，去除步骤S005中所得异质结电池片01上的固化后的掩膜层A04。如此设置，在保证固化后的掩膜层A04覆盖的位置避免受到金属铜层05的影响后，将固化后的掩膜层A04去除，不会影响异质结电池片01的性能。

[0042] S007、结合图1和图7，向步骤S006中异质结电池片01的金属铜层05上涂布带有精细图形的掩膜层B06；如此设置，当需要对栅线做出更精准的设计时，能够保护栅线。

[0043] S008、结合图1和图8，将步骤S007中掩膜层B06固化；如此设置，固化后的掩膜层B07可阻挡刻蚀液的侵蚀。可选地，通过光照或热加工的方式进行固化。

[0044] S009、结合图1和图9，将步骤S008中延伸到固化后的掩膜层B07以外的金属铜层05刻蚀处理。如此设置，可以将未被固化后的掩膜层B07保护部分的栅线去除，对栅线做进一步的设计处理。

[0045] S010、结合图1和图10，去除步骤S009中所得异质结电池片01上的固化后的掩膜层B07。如此设置，在保证固化后的掩膜层B07覆盖的位置避免受到刻蚀处理的影响后，将固化后的掩膜层B07去除，不会影响异质结电池片01的性能。

[0046] S011、结合图1和图11，在步骤S010中所得异质结电池片01的金属铜层05表面上沉积外层金属保护层08。如此设置，防止铜栅线暴露在空气中被氧化。其中，沉积方法可以通过电镀，化学镀的方式进。但不限于此。

[0047] 根据本发明具体实施例的异质结电极的制备方法，通过在金属种子层02表面先涂布带有粗线图形的掩膜层A，即将金属种子层02按铜栅线图案裸漏出来，而其它区域则采用掩膜层A03覆盖，然后通过电镀金属铜层05填充空隙，能够准确的定位栅线在金属种子层02上的位置。进一步地，通过在金属铜层05上涂布带有精细图形的掩膜层B06，将掩膜层B06以外的金属铜层05进行刻蚀，对铜栅线做出进一步的精准设计处理，从而得到异质结电极。这样，本发明实际是一种通过两步掩膜处理进行异质结电池片01电镀铜栅线金属化的方法。该方法能够简化异质结电极的生产工艺，不需要另外的涂覆和曝光加工，降低了材料和设备成本。同时，提高了异质结电极的良率，起到了异质结电池金属化降本增效的目的。例如，本发明的制备方法减少了光刻、显影步骤，因此简化了制作过程。同时避免了由于异质结电池边缘沉积金属，而导致异质结电池易漏电的问题。生产工艺简单可靠，生产成本低，且提高了生产异质结电池的良率。

[0048] 根据本发明的一些实施例，还包括如下步骤：S001、在异质结电池片01的表面沉积TCO导电膜；S002、在沉积TCO导电膜的异质结电池片01表面沉积一层金属种子层02。TCO导电膜是指氧化物薄膜(ITO,ZnO和SnO2)，ITO(氧化铟锡)。如此设置，提供了一种更完整的异质结电极的制备方法。

[0049] 根据本发明的一些实施例，金属种子层02为铜金属层或铜合金层。如此设置，能够增加金属种子层02的原料来源。可选地，铜合金层中还包括镍、钛、银、钽、钼、铬、钴、钨中的一种或多种。但不限于此。其中，可以在真空环境中采用溅射、蒸镀等工艺进行沉积以获得金属种子层02。

[0050] 根据本发明的另一些实施例，金属种子层02的厚度为d1,其中，d1满足：50nm≤d1≤250nm。如此设置，如果d1小于50nm，则金属种子层02的厚度较小，在后续操作中容易穿透或漏电，存在安全隐患。如果d1大于250nm，则金属种子层02的厚度较大，则异质结电池片01的厚度较大，成本较高。通过设置使得d1满足50nm≤d1≤250nm，则金属种子层02的厚度适宜，安全性高，异质结电池的成本低。

[0051] 进一步地，通过设置使得d1满足100nm≤d1≤150nm，则金属种子层02的厚度更适宜，安全性高，异质结电池的成本低。

[0052] 根据本发明的一些实施例，铜合金层中金属铜重量占合金的总重量量的比为95wt％～99.9wt％。如此设置，保证了金属种子层02中含有足够的铜，从而保证了金属种子层02的性能。

[0053] 根据本发明的一些实施例，粗线图形间隙的宽度大于异质结电池铜栅线的设计宽度。如此设置，能够为镀金属铜层05提供足够的空间，获得便于后续进一步处理的铜栅线的雏形。

[0054] 根据本发明的一些实施例，涂布方法可以是滚涂、喷涂、印刷或点胶。如此设置，掩膜层A或掩膜层B06的涂布方法具有多样性，且能保证涂布均匀，牢固。

[0055] 根据本发明的一些实施例，掩膜层A是感光抗蚀材料。如此设置，掩膜层A可以通过光照或热加工进行固化，并且固化后的掩膜层A04可以阻挡电镀液的侵蚀。从而保证铜电镀层不会腐蚀固化后的掩膜层A04。

[0056] 根据本发明的一些可选实施例，感光抗蚀材料可以是感光胶，感光干膜，光刻胶中的一种。如此设置，本发明的掩膜层A的选材具有多样性。

[0057] 根据本发明的一些实施例，掩膜层A的厚度为d2,其中，d2满足：5μm≤d2≤50μm。如此设置，如果d2小于5μm，则掩膜层A的厚度较小，对金属种子层02的覆盖作用较差，存在泄露的风险。如果d2大于50μm，则掩膜层A的厚度较大，成本较高。通过设置使得d2满足5μm≤d2≤50μm，则掩膜层A的厚度适宜，安全性高，异质结电池的成本低。

[0058] 根据本发明的一些实施例，铜金属层的厚度为d3,其中，d3满足：3μm≤d3≤30μm。如此设置，如果d3小于3μm，则铜金属层的厚度较小，形成的铜栅线较低，不利于异质结电池收集电流。如果d3大于30μm，则铜金属层的厚度较大，则异质结电池片01的厚度较大，成本较高。通过设置使得d3满足3μm≤d3≤30μm。则铜金属层的厚度适宜，光伏效率高，异质结电池的成本低。进一步地，通过设置使得d3满足10μm≤d3≤20μm，则铜金属层的厚度更适宜，光伏效率高，异质结电池的成本低。

[0059] 根据本发明的一些实施例，采用碱性溶液进行脱膜处理去除固化后的掩膜层A04/固化后的掩膜层B07。如此设置，采用碱性溶液能够将除固化后的掩膜层A或固化后的掩膜层B07溶解去除，而不会对金属种子层02或铜金属层产生影响，其中，脱模处理的反应温度30℃～70℃。如此设置，能够保证脱模反应顺利进行。

[0060] 根据本发明的一些实施例，碱性溶液包括氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液。这样，碱溶液的碱性适宜，活性较高。

[0061] 根据本发明的一些实施例，碱性溶液浓度范围0.5wt％～10wt％。如此设置，能够保证碱液的和pH值。进一步保证脱模反应的顺利进行。

[0062] 根据本发明的一些实施例，掩膜层B06是感光抗蚀材料。如此设置，掩膜层B06可以通过光照或热加工进行固化，并且固化后的掩膜层B07可以阻挡刻蚀过程的侵蚀。从而保证铜电镀层的刻蚀过程不会腐蚀固化后掩膜层B07。

[0063] 根据本发明的另一些实施例，感光抗蚀材料为感光胶，感光干膜，光刻胶中至少的一种。如此设置，本发明的掩膜层B06的选材也具有多样性。

[0064] 根据本发明的另一些实施例，精细图形宽度与异质结电池铜栅线的设计宽度一致。如此设置，能够保证对栅线宽度的精准设计。

[0065] 根据本发明的一些实施例，刻蚀包括采用酸性溶液刻蚀、碱性溶液刻蚀、混合溶液刻蚀、化学气相刻蚀中的至少一种。如此设置，对裸漏在固化后的掩膜层B07以外的铜金属层05的刻蚀处理方法具有多样性。

[0066] 根据本发明的一些实施例，外层金属保护层08的厚度为d4,其中，d4满足：1μm≤d4≤10μm。如此设置，如果d4小于1μm，则外层金属保护层08的厚度较小，对铜金属层的覆盖作用较差，存在泄露的风险，可能会失去对铜金属层的防护作用，使得铜金属层部分被氧化。如果d4大于3μm，则外层金属保护层08的厚度较大，成本较高。通过设置使得d4满足1μm≤d4≤10μm，则外层金属保护层08的厚度适宜，安全性高，异质结电池的成本低。进一步地，通过设置使得d4满足1μm≤d4≤3μm，则外层金属保护层08的厚度更适宜，安全性高，异质结电池的成本低。

[0067] 根据本发明的一些实施例，外层金属保护层08包括锡、银、镍中的至少一种。如此设置，可以选择多种金属对金属铜层05进行防护，防止金属铜层05被氧化。

[0068] 根据本发明第二方面的实施例，本发明提供一种异质结电极，包括根据本发明第一方面实施例所述的制备方法制得。

[0069] 根据本发明第三方面的实施例，本发明提供一种异质结电池，包括根据本发明第二方面实施例所述的异质结电极。

[0070] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

[0071] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。