專利名稱：一種非晶硅太陽能電池鋁膜蝕刻方法及蝕刻油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非晶硅太陽能電池鋁膜蝕刻技術(shù)，是生產(chǎn)非晶硅太陽能電 池，鋁背電極圖案的蝕刻劑及蝕刻方法。
技術(shù)背景非晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)，是在玻璃板上沉積了一層Sn02(或ITO)導(dǎo)電膜， 經(jīng)化學(xué)氣相沉積在導(dǎo)電膜上沉積一層非晶硅，在非晶硅上沉積背電極鋁膜。本 申請(qǐng)人:前期采用蝕刻非晶硅太陽能電池鋁膜的方法是用三氯化鐵-硫酸銅油墨進(jìn) 行蝕刻(已申請(qǐng)專利，申請(qǐng)?zhí)?00610156980.X),這種蝕刻油墨及其蝕刻方法， 能有效蝕刻太陽能電池鋁膜，并形成各種復(fù)雜圖案；但采用這種方法蝕刻后產(chǎn) 生的銅、鐵金屬導(dǎo)電物質(zhì)等殘?jiān)?，并附著在非晶硅上，清洗困難，生產(chǎn)效率低， 不適合大規(guī)模生產(chǎn)。中國專利200410038200.2 "使用非晶硅碳罩幕蝕刻鋁層的 方法"，采用非晶硅形成碳罩幕進(jìn)行保護(hù)，再用等離子體蝕刻鋁層，該方法需用 昂貴的等離子體設(shè)備，蝕刻工序多，成本高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、易于清洗的蝕刻油墨。 另一個(gè)目的是提供一種非晶硅薄膜太陽能電池鋁膜蝕刻方法，防止單元電 池周邊短路，提高生產(chǎn)效率，便于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明根據(jù)如下化學(xué)反應(yīng)原理 2 Al + 2 OH" + 6H20 = 2 [Al (OH) 4] 1 + 3H2個(gè)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種非晶硅薄膜太陽能電池制造方法，由大 規(guī)模集成串聯(lián)式電池單元節(jié)構(gòu)成，至少由一個(gè)電池單元節(jié)構(gòu)成單元電池，以透 明基板為襯底，依序?qū)盈B前電極層、薄膜電池層、鋁背電極層，并用堿性蝕刻漿料在單元電池周邊的背電極鋁膜上絲印蝕刻出防短路的隔離槽。蝕刻的隔離 槽可以是圓形、圓環(huán)、條形、扇形、方形或N邊形。所采用的堿性蝕刻漿料是一種在鋁膜電極上絲印的油墨，其原料配比為堿2.7-9.1% (W/W)，水81-86% (W/W)，增稠劑5.4-7.3% (W/W)，水性 消泡劑0.3-0.7% (W/W)，水性流平劑1.5-1.8% (W/W)。所說的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀中的 -種，增稠劑是丙烯酸聚合物，消泡劑是水性消泡劑，流平劑是水性流平劑，溶劑是水。本發(fā)明堿性蝕刻油墨制作方法如下:在一個(gè)耐堿性的容器中加入2.7-9.1份重量的氫氧化鈉(或氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀)，再加81.0-86.0份重量的水，攪拌溶解后，加入5.4-7.3份重量的增稠劑W-115(或W-116)，攪拌增稠后，加入0.3-0.7份重量的水性消泡劑W-090(或W-096)， 1.5-1.8份重量的水性流平劑。繼續(xù)攪拌均勻即可。蝕刻工藝步驟如下A. 制作并準(zhǔn)備堿性蝕刻油墨。B. 按耍求制作絲網(wǎng)圖案。C. 將堿性蝕刻油墨通過絲網(wǎng)漏印到非晶硅太陽能電池板上。D. 絲印后的電池板室溫下水平放置30-60分鐘。E. 用水沖洗干凈。本發(fā)明的積極效果是，采用堿性蝕刻油墨及生產(chǎn)工藝，能有效蝕刻非晶硅 上鋁膜，并形成各種復(fù)雜圖案，能有效防止單元電池周邊短路。蝕刻后產(chǎn)生的 堿性金屬離子容易清洗，提高了生產(chǎn)效率，有利于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。采用廉 價(jià)的水作為溶劑，降低了生產(chǎn)成本。絲印油墨后的產(chǎn)品，不需要加溫腐蝕，能 在室溫下腐蝕，而不會(huì)產(chǎn)生毛刺現(xiàn)象。


圖l、是本發(fā)明非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)截面圖。圖2、是本發(fā)明蝕刻后非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)截面圖。圖3、是本發(fā)明蝕刻前方型非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)俯視圖。圖4、是本發(fā)明蝕刻后方型非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)俯視圖。上述圖中，1是透明基板，2是前電極層，3是非晶硅薄膜電池層，4是鋁 背電極層，5是隔離槽，6是背漆。下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。強(qiáng)光非晶硅太陽能電池的制作工藝程序， 是在透明基板l上，沉積前電極層2，前電極層是Sn02(或ITO)導(dǎo)電膜。用激光 刻劃Sn02(或ITO)透明導(dǎo)電膜形成前電極圖形，或使用化學(xué)試劑蝕刻透明導(dǎo)電膜 形成前電極圖形。將已清洗干凈的透明導(dǎo)電玻璃裝入特制的夾具里，送進(jìn)烘箱 中，在溫度20(TC-30(TC條件下預(yù)熱后，放入沉積室中，經(jīng)化學(xué)氣相沉積，在Sn02 導(dǎo)電膜上沉積非晶硅薄膜層。用激光刻劃非晶硅形成非晶硅薄膜電池圖形。用 真空蒸鍍或磁控濺射方法在非晶硅薄膜層上沉積鋁背電極，并通過掩膜形成鋁 背電極圖形。鍍鋁后的電池板，用高分子材料制成的UV-油墨絲印成背漆保護(hù)層， 經(jīng)3000瓦UV-紫外燈光固化后，再絲印正負(fù)極字符并光固化。經(jīng)過事先設(shè)計(jì)， 絲印后得到不同圖案和不同尺寸大小的非晶硅薄膜電池。圖案圓形、扇形、方 形等，絲印背漆和字符后，單元電池7之間裸露的鋁膜用堿性蝕刻油墨進(jìn)行腐 蝕，蝕刻后形成隔離槽5，可防止單元電池7周邊短路。通過絲印堿性蝕刻油墨， 在腐蝕鋁膜的同時(shí)，又不會(huì)影響電池片的性能。最后絲印銅漿電極并在12(TC -160°(:烘箱中加熱固化60-90分鐘。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1圖3是本實(shí)施例示意圖，規(guī)格70腿X70腿太陽能電池片。在Sn02導(dǎo)電玻 璃上，用激光刻劃透明導(dǎo)電膜形成電極圖案，用自動(dòng)連續(xù)清洗機(jī)清洗己形成電 極圖案的透明導(dǎo)電玻璃。將已清洗干凈的透明導(dǎo)電玻璃裝入特制的夾具里，送 進(jìn)烘箱中，在溫度25(TC條件下預(yù)熱后，在Sn02導(dǎo)電膜上沉積非晶硅薄膜層。 用激光刻劃非晶硅形成非晶硅薄膜電池圖形。在非晶硅薄膜層上，用真空蒸鍍 方法制備鋁背電極層，并通過掩膜架形成鋁背電極圖形。鍍鋁后的電池板，用 高分子材料制成的UV-油墨絲印成背漆保護(hù)層，經(jīng)UV-紫外燈光固化后，再絲印 正負(fù)極字符并光固化。經(jīng)過設(shè)計(jì)，將絲印網(wǎng)制成長70mm、寬70mm方形圖案，漏 印后得到非晶硅薄膜電池。絲印背漆和字符。取1800克水，加200克NaOH，攪 拌溶解后，加160克WT-115增稠劑，攪拌增稠后，加11克水性消泡劑W-090 和36克水性流平劑Leaslip455后，攪拌均勻，制得堿性蝕刻油墨。單元電池7 之間裸露的鋁膜用堿性蝕刻油墨進(jìn)行腐蝕，電池板水平放置40分鐘，再用水沖 洗，即得蝕刻后形成隔離槽5，可防止單元電池7周邊短路。最后絲印銅漿電極 并在15(TC烘箱中加熱固化60分鐘。實(shí)施例2單元電池片50 mmX50 mm規(guī)格的制作過程同例1，不同之處是堿性蝕刻油 墨的配制。取1790克水，加190克KOH，攪拌溶解后，加155克WT-115增稠 齊U，攪拌增稠后，加11克水性消泡劑W-090和36克水性流平劑Leaslip455后， 攪拌均勻，制得堿性蝕刻油墨。實(shí)施例3單元電池片70 mmX70 mm規(guī)格的制作過程同例1，不同之處是堿性蝕刻油 墨的配制。取1790克水，加100克NaOH，攪拌溶解后，加150克WT-115增稠 齊U，攪拌增稠后，加11克水性消泡劑W-090和36克水性流平劑Leaslip455后， 攪拌均勻，制得堿性蝕刻油墨。實(shí)施例4圓形電池片^50 mm規(guī)格的制作過程同例1，不同之處是絲印網(wǎng)的制作。將 絲印網(wǎng)制成直徑4)50 mm圓形圖案，漏印后得到圓形電池片。 實(shí)施例5條形電池片80誦X120mm規(guī)格的制作過程同例1，不同之處是絲印網(wǎng)的制 作。將絲印網(wǎng)制成80誦X120腿條形，漏印后得到條形電池片。 實(shí)施例6扇形電池片4)70 mm規(guī)格的制作過程同例1，不同之處是絲印網(wǎng)的制作。將絲印 網(wǎng)制成直徑4)70 mm扇形圖案，漏印后得到扇形電池片。
權(quán)利要求
1、一種非晶硅薄膜太陽能電池制造方法，由大規(guī)模集成串聯(lián)式電池單元節(jié)構(gòu)成，至少由一個(gè)電池單元節(jié)構(gòu)成單元電池，以透明基板為襯底，依序?qū)盈B前電極層、非晶硅薄膜電池層、鋁背電極層，其特征在于用堿性蝕刻漿料在單元電池周邊的背電極鋁膜上絲印蝕刻出防短路的隔離槽。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶硅薄膜太陽能電池制造方法，其特征在于所 說的堿性蝕刻漿料是一種在鋁膜電極上絲印的油墨，其原料配比為堿2.7-9.1%(W/W)，水81-86% (W/W)，增稠劑5.4-7.3% (W/W)，水性消泡劑0.3-0.7% (W/W)，水性流平劑1.5-1.8% (W/W)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的非晶硅薄膜太陽能電池制造方法，其特征在于所 說的隔離槽是圓形、圓環(huán)、條形、扇形、方形、N邊形中的一種。
4、 一種導(dǎo)電膜蝕刻劑，其特征在于蝕刻劑是一種在鋁膜電極上絲印的油墨， 按原料的重量配比堿2.7-9,1%增稠劑5.4-7.3%消泡劑0.3-0.7%流平劑1.5-1.8%溶劑81.0-86.0%
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種導(dǎo)電膜蝕刻劑，其特征在于所說的堿是氫氧 化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種導(dǎo)電膜蝕刻劑，其特征在于所說的增稠劑是 丙烯酸聚合物。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種導(dǎo)電膜蝕刻劑，其特征在于所說的消泡劑是 水性消泡劑。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種導(dǎo)電膜蝕刻劑，其特征在于所說的流平劑是 水性流平劑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種導(dǎo)電膜蝕刻劑，其特征在于所說的溶劑是水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蝕刻油墨及非晶硅太陽能電池鋁膜蝕刻方法，采用堿性蝕刻漿料在非晶硅單元電池周邊的背電極鋁膜上絲印蝕刻出防短路的隔離槽，該堿性蝕刻漿料是一種在鋁膜電極上絲印的油墨，其原料配比為堿2.7-9.1％(W/W)，水81-86％(W/W)，增稠劑5.4-7.3％(W/W)，水性消泡劑0.3-0.7％(W/W)，水性流平劑1.5-1.8％(W/W)。采用本發(fā)明提供的方法制備太陽能電池不僅能有效防止單元電池周邊短路，而且成本低，蝕刻后易于清洗，提高了生產(chǎn)效率，有利于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101276789SQ20081006710
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者毅 李, 熊正根 申請(qǐng)人:毅 李