CN117476807A - 电极及其制备方法、太阳电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电极及其制备方法、太阳电池。本申请的电极的制备方法包括：提供衬底；于衬底的表面上制备第一金属层，第一金属层的材料包括铜，第一金属层的制备方法包括物理气相沉积；于第一金属层的表面上制备第二金属层，第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种；于第二金属层的表面制备第三金属层，第三金属层的材料包括铜，第三金属层的制备方法包括物理气相沉积；于第三金属层的表面制备第四金属层，第四金属层的材料包括铜，第四金属层的制备方法包括电镀。

Description

电极及其制备方法、太阳电池

技术领域

本申请涉及光伏技术领域，特别是涉及一种电极及其制备方法、太阳电池。

背景技术

丝网印刷银浆制备银电极是目前制备太阳电池电极的主流方式，但低温银浆价格昂贵，限制了硅异质结太阳电池成本的下降。电镀铜电极是代替银电极以降低太阳电池成本的可行方案之一。

传统的电镀铜电极的制备首先在透明金属氧化物薄膜上通过物理气相沉积一层铜籽晶层，在铜籽晶层上涂覆感光胶膜，通过紫外曝光和显影形成图案后进行电镀铜。然而，该方法制备的铜电极中电镀铜表面的感光胶膜易残留，导致电镀铜层和铜籽晶层之间较易产生孔洞，进而造成接触电阻较大，导致太阳电池的转换效率较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种电极及其制备方法、太阳电池。该电极的制备方法制备得到的电极各层之间的结合力较高，能够有效降低电极和太阳电池之间的接触电阻，进而提升太阳电池的转换效率。

第一方面，本申请提供一种电极的制备方法，包括：

提供衬底；

于所述衬底的表面上制备第一金属层，所述第一金属层的材料包括铜，所述第一金属层的制备方法包括物理气相沉积；

于所述第一金属层的表面上制备第二金属层，所述第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种；

于所述第二金属层的表面制备第三金属层，所述第三金属层的材料包括铜，所述第三金属层的制备方法包括物理气相沉积；

于所述第三金属层的表面制备第四金属层，所述第四金属层的材料包括铜，所述第四金属层的制备方法包括电镀。

在一些实施例中，所述第一金属层的厚度为10nm~200nm。

在一些实施例中，所述第二金属层的厚度为10nm~200nm。

在一些实施例中，所述第三金属层的厚度为10nm~200nm。

在一些实施例中，所述第四金属层的厚度为5μm~20μm。

在一些实施例中，于所述第三金属层的表面制备第四金属层之前，还包括：

对所述第三金属层进行第一酸洗，以去除所述第三金属层的表面的氧化物。

在一些实施例中，于所述第三金属层的表面制备第四金属层之后，还包括：

于所述第四金属层的表面制备掩膜层；

使用第一蚀刻液对露出于所述掩膜层的第四金属层和第三金属层进行第一蚀刻；

使用第二蚀刻液对露出于所述掩膜层的第二金属层进行第二蚀刻；

使用第三蚀刻液对露出于所述掩膜层的第一金属层进行第三蚀刻；

去除所述掩膜层。

在一些实施例中，所述第一蚀刻液包括酸性蚀刻液或碱性蚀刻液，所述酸性蚀刻液包括质量体积浓度分别为120g/L~180g/L的氯化铜和30g/L~70g/L的盐酸，所述碱性蚀刻液包括质量体积浓度分别为120g/L~180g/L的氯化铜和50g/L~100g/L的氨水。

在一些实施例中，所述第二蚀刻液包括质量百分数为5%~15%的过氧化氢和1%~5%的磷酸，所述第二蚀刻液的pH为1~3。

在一些实施例中，所述第三蚀刻液包括质量百分数为0.1%~0.5%的硫酸和1%~3%的过硫酸钠，所述第三蚀刻液的pH范围为1~3。

在一些实施例中，所述第一蚀刻的温度为30℃~50℃。

在一些实施例中，所述第一蚀刻的时间为60s~120s。

在一些实施例中，所述第二蚀刻的温度为30℃~50℃。

在一些实施例中，所述第二蚀刻的时间为10s~60s。

在一些实施例中，所述第三蚀刻的温度为20℃~30℃。

在一些实施例中，所述第三蚀刻的时间为10s~60s。

在一些实施例中，于所述第四金属层的表面制备掩膜层之前还包括：

对所述第四金属层进行第二酸洗，以去除所述第四金属层的表面的氧化物。

在一些实施例中，去除所述掩膜层之后还包括：

于所述第四金属层的表面制备第五金属层，所述第五金属层的材料包括银、银合金、锡和锡合金中的至少一种。

在一些实施例中，于所述第四金属层的表面制备第五金属层之后还包括：

对所述电极进行退火处理。

在一些实施例中，所述退火处理的温度为100℃~150℃。

在一些实施例中，所述退火处理的保温时间为0.5h~3h。

第二方面，本申请提供一种电极，通过上述任一项所述的电极的制备方法制备得到，包括：

依次层叠设置的第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；

所述第一金属层的材料包括铜；所述第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种；所述第三金属层的材料包括铜；所述第四金属层的材料包括铜。

在一些实施例中，所述电极包括位于所述第四金属层的表面的第五金属层，所述第五金属层的材料包括银、银合金、锡和锡合金中的至少一种。

第三方面，本申请提供一种太阳电池，包括：上述任一项所述的电极的制备方法制备的电极，或者上述任一项所述的电极。

上述电极的制备方法中，于衬底的表面上制备第一金属层，第一金属层的材料包括铜，第一金属层的制备方法包括物理气相沉积，第一金属层作为籽晶层。于第一金属层的表面上制备第二金属层，第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种，第二金属层作为第一金属层的保护层，能够防止后续蚀刻中对第一金属层的损伤，第二金属层和第一金属层之间的结合效果较好。于第二金属层的表面制备第三金属层，第三金属层的材料包括铜，第三金属层的制备方法包括物理气相沉积，第三金属层作为第二金属层的保护层，能够防止第二金属层的表面被氧化，且第三金属层和第二金属层之间的结合效果较好。于第三金属层的表面制备第四金属层，第四金属层的材料包括铜，第四金属层的制备方法包括电镀，第四金属层作为加厚的铜金属层，作为电流导通层，通过电镀能够在较短的时间内制备厚度较厚的铜金属层，第四金属层与第三金属层之间的结合效果较好。该电极的制备方法避免了在铜籽晶层上直接涂覆感光胶膜，能够减少由于感光胶膜残留导致的电镀铜和铜籽晶层之间产生孔洞引起接触电阻较大，同时，该电极的制备方法制备得到的电极各层之间的结合力较高，能够有效降低电极和太阳电池之间的接触电阻，进而提升太阳电池的转换效率。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的电极的制备方法的流程示意图；

图2为本申请又一实施例提供的电极的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”，“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”，“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1，本申请一实施例提供了一种电极的制备方法，包括：

S110：提供衬底。

S120：于衬底的表面上制备第一金属层，第一金属层的材料包括铜，第一金属层的制备方法包括物理气相沉积。

S130：于第一金属层的表面上制备第二金属层，第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种。

S140：于第二金属层的表面制备第三金属层，第三金属层的材料包括铜，第三金属层的制备方法包括物理气相沉积。

S150：于第三金属层的表面制备第四金属层，第四金属层的材料包括铜，第四金属层的制备方法包括电镀。

上述电极的制备方法中，于衬底的表面上制备第一金属层，第一金属层的材料包括铜，第一金属层的制备方法包括物理气相沉积，第一金属层作为籽晶层。于第一金属层的表面上制备第二金属层，第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种，第二金属层作为第一金属层的保护层，能够防止后续蚀刻中对第一金属层的损伤，第二金属层和第一金属层之间的结合效果较好。于第二金属层的表面制备第三金属层，第三金属层的材料包括铜，第三金属层的制备方法包括物理气相沉积，第三金属层作为第二金属层的保护层，能够防止第二金属层的表面被氧化，且第三金属层和第二金属层之间的结合效果较好。于第三金属层的表面制备第四金属层，第四金属层的材料包括铜，第四金属层的制备方法包括电镀，第四金属层作为加厚的铜金属层，作为电流导通层，通过电镀能够在较短的时间内制备厚度较厚的铜金属层，第四金属层与第三金属层之间的结合效果较好。该电极的制备方法避免了在铜籽晶层上直接涂覆感光胶膜，能够减少电镀铜和铜籽晶层之间产生孔洞引起的接触不良，同时，该电极的制备方法制备得到的电极各层之间的结合力较高，能够有效降低电极和太阳电池之间的接触电阻，进而提升太阳电池的转换效率。

在其中一个实施例中，衬底为太阳电池预成品。太阳电池预成品包括具有相对设置的第一表面和第二表面的硅基片，依次层叠设置于第一表面的n型本征非晶硅层、n型掺杂层和第一透明导电层，依次层叠设置于第二表面的p型本征非晶硅层、p型掺杂层和第二透明导电层。可以理解的是，该实施例中电极的制备方法即为在第一透明导电层和/或第二透明导电层进行电极的制备。

在一些实施例中，第二金属层的制备方法包括物理气相沉积和/或化学沉积。

在一些实施例中，于衬底的表面上制备第一金属层之前还包括，对太阳电池预成品进行预清洗。预清洗包括：使用除油溶液对太阳电池预成品进行除油处理，除油处理时间为10s~200s，温度为20℃~40℃。将除油处理后的太阳电池预成品进行至少两次水洗，水洗温度为20℃~40℃，水清洗时间为1min～3min，水洗为去离子水清洗。将水洗后的太阳电池预成品进行烘干，烘干的温度为100℃~200℃，时间为5min~20min。

在一些实施例中，第一金属层的厚度为10nm~200nm。第一金属层的厚度过小时，电阻值过大，第一金属层的厚度过大时，制备的成本较高。可选地，第一金属层的厚度为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm。

在一些实施例中，第二金属层的厚度为10nm~200nm。第二金属层的厚度过小时，电阻值过大，第二金属层的厚度过大时，制备的成本较高。可选地，第二金属层的厚度为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm。

在一些实施例中，第三金属层的厚度为10nm~200nm。第三金属层的厚度过小时，电阻值过大，第三金属层的厚度过大时，制备的成本较高。可选地，第三金属层的厚度为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm。

在一些实施例中，第四金属层的厚度为5μm~20μm。在该第四金属层的厚度范围内，第四金属层的导电效果较好。可选地，第四金属层的厚度为5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、10.5μm、11μm、11.5μm、12μm、12.5μm、13μm、13.5μm、14μm、14.5μm、15μm、15.5μm、16μm、16.5μm、17μm、17.5μm、18μm、18.5μm、19μm、19.5μm或20μm。

在一些实施例中，于第三金属层的表面制备第四金属层包括：使用镀铜液电镀制备第四金属层。

在一些实施例中，镀铜液包括50g/L~200g/l的硫酸铜、100g/L~200g/L的硫酸和30ppm~100ppm的氯离子。

在一些实施例中，于第三金属层的表面制备第四金属层之前，还包括：对第三金属层进行第一酸洗，以去除第三金属层的表面的氧化物。

通过第一酸洗去除第三金属层的表面的氧化物，对第三金属层具有活化作用，能够增加第四金属层和第三金属层之间的结合力。

在一些实施例中，第一酸洗使用第一酸洗液，第一酸洗液包括硫酸、盐酸中的至少一种。

在一些实施例中，第一酸洗液中溶质的质量百分数为2%~10%。可选地，第一酸洗液中溶质的质量百分数为2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%。

在一些实施例中，第一酸洗的时间为10s~60s。可选地，第一酸洗的时间为10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s。

在一些实施例中，第一酸洗的温度为20℃~30℃。可选地，第一酸洗的温度为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃。

在一些实施例中，第一酸洗为将制备第三金属层后的衬底浸泡至第一酸洗液中进行第一酸洗。

在一些实施例中，于第三金属层的表面制备第四金属层之后，还包括：于第四金属层的表面制备掩膜层；使用第一蚀刻液对露出于掩膜层的第四金属层和第三金属层进行第一蚀刻；使用第二蚀刻液对露出于掩膜层的第二金属层进行第二蚀刻；使用第三蚀刻液对露出于掩膜层的第一金属层进行第三蚀刻；去除掩膜层。

可以理解的是，掩膜层包括感光胶膜，通过上述步骤能够实现电极的图案化。在进行第一蚀刻时，第二金属层能够对第一金属层进行保护，防止第一金属层受到损伤，进行第二蚀刻时，可以使用仅对第二金属层进行蚀刻的选择型蚀刻液，防止第一金属层受到损伤，再对第一金属层进行蚀刻。

在一些实施例中，第一蚀刻液包括酸性蚀刻液或碱性蚀刻液，酸性蚀刻液包括质量体积浓度分别为120g/L~180g/L的氯化铜和30g/L~70g/L的盐酸，碱性蚀刻液包括质量体积浓度分别为120g/L~180g/L的氯化铜和50g/L~100g/L的氨水。

可选地，氯化铜的质量体积浓度为120g/L、125g/L、130g/L、135g/L、140g/L、145g/L、150g/L、155g/L、160g/L、165g/L、170g/L、175g/L或180g/L。

可选地，盐酸的质量体积浓度为30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L或70g/L。

可选地，氨水的质量体积浓度为50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L、80g/L、85g/L、90g/L或100g/L。

在一些实施例中，第二蚀刻液包括质量百分数为5%~15%的过氧化氢和1%~5%的磷酸，第二蚀刻液的pH为1~3。

在一些实施例中，第三蚀刻液包括质量百分数为0.1%~0.5%的硫酸和1%~3%的过硫酸钠，第三蚀刻液的pH范围为1~3。

在一些实施例中，第一蚀刻的温度为30℃~50℃。可选地，第一蚀刻的温度为30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃。

在一些实施例中，第一蚀刻的时间为60s~120s。可选地，第一蚀刻的时间为60s、65s、70s、75s、80s、85s、90s、95s、100s、105s、110s、115s或120s。

在一些实施例中，第二蚀刻的温度为30℃~50℃。可选地，第二蚀刻的温度为30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃。

在一些实施例中，第二蚀刻的时间为10s~60s。可选地，第二蚀刻的时间为10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s。

在一些实施例中，第三蚀刻的温度为20℃~30℃。可选地，第三蚀刻的温度为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃。

在一些实施例中，第三蚀刻的时间为10s~60s。可选地，第三蚀刻的时间为10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s。

在一些实施例中，于第四金属层的表面制备掩膜层之前还包括：对第四金属层进行第二酸洗，以去除第四金属层的表面的氧化物。

通过第二酸洗去除第四金属层的表面的氧化物，能够增强第四金属层与掩膜层之间的结合力。

在一些实施例中，第二酸洗使用第二酸洗液，第二酸洗液包括硫酸、盐酸中的至少一种。

在一些实施例中，第二酸洗液中溶质的质量百分数为2%~10%。可选地，第二酸洗液中溶质的质量百分数为2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%。

在一些实施例中，第二酸洗的时间为10s~60s。可选地，第二酸洗的时间为10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s。

在一些实施例中，第二酸洗的温度为20℃~30℃。可选地，第二酸洗的温度为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃。

在一些实施例中，第二酸洗为将制备第四金属层后的衬底浸泡至第二酸洗液中进行第二酸洗。

在一些实施例中，去除掩膜层包括：使用碱洗液对掩膜层进行碱洗，碱洗液的溶质包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的至少一种。

在一些实施例中，碱洗液的溶质的质量百分数为10%~20%。可选地，碱洗液的溶质的质量百分数为10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。

在一些实施例中，碱洗的时间为20s~60s。可选地，碱洗的时间为20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s或60s。

在一些实施例中，碱洗的温度为30℃~50℃。可选地，碱洗的温度为30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃。

在一些实施例中，去除掩膜层为将第三蚀刻后的浸泡于碱洗液中去除掩膜层。

在一些实施例中，去除掩膜层之后还包括：于第四金属层的表面制备第五金属层，第五金属层的材料包括银、银合金、锡和锡合金中的至少一种。第五金属层作为焊接层和保护层，用于不同电极之间的焊接，以及对下层各金属层进行保护。

在一些实施例中，第五金属层的制备方法包括化学沉积。通过化学沉积制备第五金属层，能够将器件整体直接进行化学沉积，第五金属层仅沉积于第四金属层的表面。

在一些实施例中，第五金属层的制备方法包括：使用化学镀锡液制备第五金属层。

在一些实施例中，化学镀锡液包括镀锡添加剂和10g/L~30g/L的硫酸锡。

在一些实施例中，第五金属层的制备方法包括：使用化学镀银液制备第五金属层。

在一些实施例中，化学镀银液包括镀银添加剂和10g/L~40g/L的硝酸银。

在一些实施例中，第五金属层的厚度为0.5μm~1μm。可选地，第五金属层的厚度为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm或1μm。

在一些实施例中，于第四金属层的表面制备第五金属层之后还包括：对电极进行退火处理。对电极进行退火处理，能够进一步提升各层之间的结合力，使各层的界面接触良好。

在一些实施例中，退火处理的温度为100℃~150℃。可选地，退火处理的温度为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃或150℃。

在一些实施例中，退火处理的保温时间为0.5h~3h。可选地，退火处理的保温时间为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h。

参照图2，在一些实施例中，电极的制备方法包括：

S210：提供衬底。

S220：于衬底的表面上制备第一金属层，第一金属层的材料包括铜，第一金属层的制备方法包括物理气相沉积。

S230：于第一金属层的表面上制备第二金属层，第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种，第二金属层的制备方法包括物理气相沉积或化学沉积。

S240：于第二金属层的表面制备第三金属层，第三金属层的材料包括铜，第三金属层的制备方法包括物理气相沉积。

S250：对第三金属层进行第一酸洗，以去除第三金属层的表面的氧化物。

S260：于第三金属层的表面制备第四金属层，第四金属层的材料包括铜，第四金属层的制备方法包括电镀。

S270：对第四金属层进行第二酸洗，以去除第四金属层的表面的氧化物。

S280：于第四金属层的表面制备掩膜层。

S290：使用第一蚀刻液对露出于掩膜层的第四金属层和第三金属层进行第一蚀刻。

S300：使用第二蚀刻液对露出于掩膜层的第二金属层进行第二蚀刻。

S310：使用第三蚀刻液对露出于掩膜层的第一金属层进行第三蚀刻。

S320：去除掩膜层。

S330：于第四金属层的表面制备第五金属层，第五金属层的材料包括银、银合金、锡和锡合金中的至少一种。

S340：对电极进行退火处理。

本申请又一实施例提供一种电极，通过上述任一项的电极的制备方法制备得到，包括：依次层叠设置的第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；第一金属层的材料包括铜；第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种；第三金属层的材料包括铜；第四金属层的材料包括铜。

在一些实施例中，电极包括位于第四金属层的表面的第五金属层，第五金属层的材料包括银、银合金、锡和锡合金中的至少一种。

本申请又一实施例提供一种太阳电池，包括：上述任一项的电极的制备方法制备的电极，或者上述任一项的电极。

在一些实施例中，太阳电池包括：具有相对设置的第一表面和第二表面的硅基片，依次层叠设置于第一表面的n型本征非晶硅层、n型掺杂层、第一透明导电层和第一电极，依次层叠设置于第二表面的p型本征非晶硅层、p型掺杂层、第二透明导电层和第二电极，第一电极和第二电极各自独立地选自上述任一项的电极的制备方法制备的电极或者上述任一项的电极。

以下为具体实施例

实施例1

电极的制备：

（1）将预清洗后的太阳电池片预成品置于磁控溅射第一腔室中，在透明导电层的表面磁控溅射制备第一金属层，第一金属层为籽晶铜层，其中磁控溅射功率为150W，沉积速率为0.5nm/s，沉积时间为20s，第一金属层的厚度为10nm。

（2）将步骤（1）处理后的太阳电池片转移到磁控溅射第二腔室中，在第一金属层的表面磁控溅射制备第二金属层，第二金属层为钛层，其中磁控溅射功率为150W，沉积速率为0.5nm/s，沉积时间为20s，沉积厚度为10nm。

（3）将步骤（2）处理后的太阳电池片转移到磁控溅射第三腔室中，在第二金属层的表面磁控溅射制备第三金属层，第三金属层为铜层，其中磁控溅射功率为150W，沉积速率为0.5nm/s，沉积时间为20s，沉积厚度为10nm。

（4）将步骤（3）处理后的太阳电池片经第一酸洗后，放入镀铜槽液进行电镀加厚制备第四金属层，第四金属层为铜层，第四金属层的厚度为5μm。

（5）将步骤（4）处理后的太阳电池片经第二酸洗后，在第四金属层的表面形成具有电极图案的掩膜层，其中掩膜层的涂覆方式采用喷墨打印的方式。

（6）将步骤（5）处理后的太阳电池片经固化后，放入酸性蚀刻液中，对露出于掩膜层的第四金属层和第三金属层进行第一蚀刻，蚀刻温度30℃~50℃，蚀刻时间60s~120s。

（7）将步骤（6）处理后的太阳电池片经水洗后，放入第二蚀刻液中，对露出于掩膜层的第二金属层进行第二蚀刻，蚀刻温度30℃~50℃，蚀刻时间10s~60s。

（8）将步骤（7）处理后的太阳电池片经水洗后，放入第三蚀刻液中，对露出于掩膜层的第一金属层进行第三蚀刻，蚀刻温度20℃~30℃，蚀刻时间10s~60s。

（9）将步骤（8）处理后的太阳电池片放进碱洗液中，去除掩膜层，碱洗温度为30℃~50℃，时间为20s~60s。

（10）将步骤（9）处理后的太阳电池片经水洗后，放入化学镀锡液中制备第五金属层，第五金属层为锡层，第五金属层的厚度0.5μm。

（11）将步骤（10）处理后的太阳电池片经水洗后，放进烘箱进行退火处理，退火处理的温度为100℃~150℃，保温时间为0.5h~3h。

实施例2

实施例2与实施例1中电极的制备方法基本相同，区别仅在于步骤（6）中使用碱性蚀刻液中，对露出于掩膜层的第四金属层和第三金属层进行第一蚀刻。

实施例3

实施例3与实施例1中电极的制备方法基本相同，区别仅在于步骤（2）中第二金属层为镍层。

实施例4

实施例4与实施例1中电极的制备方法基本相同，区别在于步骤（1）中沉积时间为200s，第一金属层的厚度为100nm，步骤（2）中沉积时间为200s，沉积厚度为100nm，步骤（3）中沉积时间为200s，沉积厚度为100nm，步骤（4）中第四金属层的厚度为12μm，步骤（10）中第五金属层的厚度为0.7μm。

实施例5

实施例5与实施例中电极的制备方法基本相同，区别在于步骤（1）中沉积时间为400s，第一金属层的厚度为200nm，步骤（2）中沉积时间为400s，沉积厚度为200nm，步骤（3）中沉积时间为400s，沉积厚度为200nm，步骤（4）中第四金属层的厚度为20μm，步骤（10）中第五金属层的厚度为1μm。

对比例1

对比例1与实施例1的区别仅在于，不进行第二金属层和第三金属层的制备，直接在第一金属层的表面制备第四金属层。

对比例2

对比例2与实施例1的区别仅在于，不进行第三金属层的制备，直接在第二金属层的表面制备第四金属层。

对比例3

对比例3中电极采用传统的铜电极的制备方法：于电池片表面制备第一金属层（铜籽晶层）-掩膜层-电镀第四金属层（铜加厚层）-制备第五金属层（锡层）-去掩膜层-蚀刻第一金属层。

对比例4

对比例4中电极采用丝网印刷低温银浆制备银电极的方式进行制备，银电极的厚度为10μm~20μm。

对实施例1~5和对比例1~4中进行电极制备后的太阳电池分别进行光电转换效率以及结合力测试。其中，结合力测试采用拉力测试方法（GB/T 29195-2012）。测试结果如下表1所示：

表1

实施例1~5中使用本方案的电极的制备方法进行电极的制备，在使用铜电极的情况下，通过第二金属层对第一金属层的保护，以及第三金属层对第二金属层进行保护，能够实现各层之间较好的结合效果，并实现太阳电池较高的光电转换效率，能够达到与银电极太阳电池相当的光电转换效率及结合力。对比对比例3和实施例1的测试结果，可以看出，传统的铜电极的制备方法中，加厚铜层和铜籽晶层之间的结合力较弱，这可能是铜籽晶层表面氧化导致的，且蚀刻过程中易对籽晶层造成损伤，进而导致了较低的光电转换效率。对比对比例2和实施例1可以看出，在不进行第三金属层的制备的情况下，分离处发生在第二金属层和第四金属层之间，这是由于失去第三金属层的保护后，第二金属层易氧化，导致直接于第二金属层表面进行电镀铜的效果较差，进而导致了太阳电池较低的光电转换效率。对比对比例1和实施例1，可以看出，未制备第二金属层对第一金属层进行保护，导致蚀刻过程中易对第一金属层造成损伤，进而导致太阳电池较低的光电转换效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种电极的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

于所述衬底的表面上制备第一金属层，所述第一金属层的材料包括铜，所述第一金属层的制备方法包括物理气相沉积；

于所述第一金属层的表面上制备第二金属层，所述第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种；

于所述第二金属层的表面制备第三金属层，所述第三金属层的材料包括铜，所述第三金属层的制备方法包括物理气相沉积；

于所述第三金属层的表面制备第四金属层，所述第四金属层的材料包括铜，所述第四金属层的制备方法包括电镀。

2.根据权利要求1所述的电极的制备方法，其特征在于，所述第一金属层的厚度为10nm~200nm；

和/或，所述第二金属层的厚度为10nm~200nm；

和/或，所述第三金属层的厚度为10nm~200nm；

和/或，所述第四金属层的厚度为5μm~20μm。

3.根据权利要求1~2任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，于所述第三金属层的表面制备第四金属层之前，还包括：

对所述第三金属层进行第一酸洗，以去除所述第三金属层的表面的氧化物。

4.根据权利要求1~2任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，于所述第三金属层的表面制备第四金属层之后，还包括：

于所述第四金属层的表面制备掩膜层；

使用第一蚀刻液对露出于所述掩膜层的第四金属层和第三金属层进行第一蚀刻；

使用第二蚀刻液对露出于所述掩膜层的第二金属层进行第二蚀刻；

使用第三蚀刻液对露出于所述掩膜层的第一金属层进行第三蚀刻；

去除所述掩膜层。

5.根据权利要求4所述的电极的制备方法，其特征在于，所述第一蚀刻液包括酸性蚀刻液或碱性蚀刻液，所述酸性蚀刻液包括120g/L~180g/L的氯化铜和30g/L~70g/L的盐酸，所述碱性蚀刻液包括质量体积浓度分别为120g/L~180g/L的氯化铜和50g/L~100g/L的氨水；

和/或，所述第二蚀刻液包括质量百分数为5%~15%的过氧化氢和1%~5%的磷酸，所述第二蚀刻液的pH为1~3；

和/或，所述第三蚀刻液包括质量百分数为0.1%~0.5%的硫酸和1%~3%的过硫酸钠，所述第三蚀刻液的pH范围为1~3；

和/或，所述第一蚀刻的温度为30℃~50℃；

和/或，所述第一蚀刻的时间为60s~120s；

和/或，所述第二蚀刻的温度为30℃~50℃；

和/或，所述第二蚀刻的时间为10s~60s；

和/或，所述第三蚀刻的温度为20℃~30℃；

和/或，所述第三蚀刻的时间为10s~60s。

6.根据权利要求4所述的电极的制备方法，其特征在于，于所述第四金属层的表面制备掩膜层之前还包括：

对所述第四金属层进行第二酸洗，以去除所述第四金属层的表面的氧化物。

7.根据权利要求4所述的电极的制备方法，其特征在于，去除所述掩膜层之后还包括：

于所述第四金属层的表面制备第五金属层，所述第五金属层的材料包括银、银合金、锡和锡合金中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的电极的制备方法，其特征在于，于所述第四金属层的表面制备第五金属层之后还包括：对所述电极进行退火处理；

所述退火处理的温度为100℃~150℃，和/或，所述退火处理的保温时间为0.5h~3h。

9.一种电极，其特征在于，通过权利要求1~8任一项所述的电极的制备方法制备得到，包括：

依次层叠设置的第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；

所述第一金属层的材料包括铜；所述第二金属层的材料包括钛、钛合金、镍、镍合金、铬、铬合金、银、银合金、钼、钼合金、锰和锰合金中的至少一种；所述第三金属层的材料包括铜；所述第四金属层的材料包括铜。

10.一种太阳电池，其特征在于，包括：权利要求1~8任一项所述的电极的制备方法制备的电极，或者权利要求9所述的电极。