一种掩膜治具的制作方法

1.本技术涉及太阳能电池制造的领域，尤其是涉及一种掩膜治具。


背景技术：

2.太阳能电池经过制绒、扩散及pecvd等工序后，已经制成pn结，可以在光照下产生电流，为了将产生的电流导出，需要在电池表面上制作正、负两个电极。通常会通过丝网印刷方式在电池表面制备金属栅线，形成正、负电极。
3.丝网印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上，该工艺由电池背面银浆印刷和电池正面银浆多次印刷来完成。其工作原理为：利用丝网图形部分网孔透过浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内，印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触，接触线随刮刀移动而移动，从而完成印刷行程。但是，印刷前需对银浆进行稀释和搅拌，搅拌不均会严重影响印刷效果，对银浆粒径大小要求较高，稀释剂与透明导电层接触对其造成污染。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供一种掩膜治具，用于使用物理气相沉积法对太阳能电池基片的电极进行制备。
5.本技术提供的一种掩膜治具采用如下的技术方案：
6.一种掩膜治具，用于太阳能电池基片电极的制备，所述太阳能电池基片包括透明导电层，所述掩膜治具包括填充层和掩膜板，所述掩膜板包括框架以及位于所述框架内的用于形成电极的掩膜图形，所述掩膜图形能覆盖于所述透明导电层上方；所述填充层位于所述掩膜板的一侧并与所述掩膜图形中遮挡部对应，能与所述透明导电层接触并用于填充所述透明导电层被所述掩膜板覆盖区域表面的空隙。
7.通过采用上述技术方案，使用填充层对掩膜板和透明导电层表面的金字塔之间的空隙进行填充，然后再进行物理气相沉积法制备电极；使用气相沉积的方法制备电极，可以解决对银浆搅拌不均，影响印刷效果的问题，也可以减小稀释剂与透明导电层接触对其造成的污染。由于普通的掩膜板不能和透明导电层表面上的金字塔完全贴合，在没有填充层的情况下，掩膜板和透明导电层之间存在空隙，会造成掩膜虚掩或者溢渡的情况发生。本技术使用填充层掩膜板和透明导电层表面之间空隙进行填充，减少掩膜虚掩的情况，增加入射到电池里的光能，提高太阳能电池的发电效率。
8.可选的，所述填充层和所述掩膜板之间还设有防护层，所述防护层与所述掩膜板上的所述遮挡部对应。
9.通过采用上述技术方案，防护层的设置，可以将金字塔的顶点和掩膜板隔开，减少掩膜板对透明导电层表面的金字塔的破坏。
10.可选的，所述填充层为柔性材料。
11.通过采用上述技术方案，柔性材料作为可变形的材料，可以不用特意制造出于金字塔完成吻合的形状，而是通过柔性材料自身受压后的变形，将金字塔和掩膜板之间的空隙填充，简化掩膜治具的制造工艺。
12.可选的，所述柔性材料包括橡胶。
13.通过采用上述技术方案，橡胶具有一定的弹性和变形能力，受压后的回弹力可以紧密的与透明导电层的表面接触，提高填充层的填充效果。
14.可选的，所述防护层和所述填充层固定连接。
15.通过采用上述技术方案，填充层通过防护层固定在掩膜板上，固定掩膜板后，可以减小填充层在掩膜板和透明导电层之间的移动，减小造成填充层的跑偏的情况，减少对气相沉积过程形成金属栅线的影响。
16.可选的，所述防护层和所述填充层一体设置。
17.通过采用上述技术方案，简化防护层和填充层的固定方式，简化工艺，减少成本。
18.可选的，所述防护层和所述填充层的厚度之和的范围为0.1
‑
2mm。
19.可选的，所述填充层用于与所述透明导电层接触的侧面上设有凹槽。
20.通过采用上述技术方案，使用橡胶制成的填充层与透明导电层上的金字塔接触后，为了将金字塔之间的空隙填充，填充层会发生形变，而凹槽的设置为填充层的形变提供空间，减小填充层发生形变后突出掩膜范围的情况；减少对气相沉积过程形成金属栅线的影响。
21.可选的，所述掩膜板上的所述框架至少覆盖所述太阳能电池基片的边缘。
22.可选的，所述太阳能电池基片为异质结电池，所述掩膜治具适用于异质结电池在物理气相沉积工艺中在所述透明导电层上方制备栅线电极。
23.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：
24.1、使用掩膜治具覆盖太阳能电池基片后，使用气相沉积的方法进行电极的制备，解决了丝网印刷制备电极过程中的缺点；而且使用填充层对掩膜板和透明导电层表面的金字塔之间的空隙进行填充，减少掩膜虚掩的情况。增加入射到电池里的光能，提高太阳能电池的的发电效率；
25.2、防护层的设置，可以将金字塔的顶点和掩膜板隔开，减少掩膜板对透明导电层表面的金字塔的破坏。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1为本技术实施例掩膜治具的结构示意图；
28.图2为本技术实施例掩膜治具和透明导电层的示意图；
29.图3为本技术实施例的填充层与透明导电层接触面的结构示意图。
30.附图标记说明：1、透明导电层；2、金字塔；3、填充层；4、掩膜板；41、框架；42、遮挡部；43、镂空部；5、防护层；6、凹槽。
具体实施方式
31.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
32.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
34.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
35.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
36.本技术实施例提供一种掩膜治具。
37.如图1和图2所示，一种掩膜治具，用于太阳能电池基片电极的制备，太阳能电池基片包括透明导电层1。
38.掩膜治具包括填充层3和掩膜板4，掩膜板4包括框架41以及位于框架41内的用于形成电极的掩膜图形，掩膜图形能覆盖于透明导电层1上方；掩膜图形包括镂空部43和遮挡部42，镂空部43和电极制备区对应，遮挡部42将电极区域之外的部分覆盖。在制备电极时，电极材料可以透过镂空部43附着在透明导线层上，形成电极，而遮挡部42将透明导电层1不需要附着电极的部分阻挡。
39.填充层3位于掩膜板4的一侧并与掩膜图形中遮挡部42对应，掩膜治具覆盖在太阳能电池基片上的时候，填充层3能与透明导电层1接触，并用于填充透明导电层1被掩膜板4覆盖区域表面的空隙。空隙是由太阳能电池片的透明导电层1制绒后表面的多个金字塔2之间的起伏产生的，导致普通的掩膜治具不能完全与透明导电层1贴合，在制备电极时会出现虚掩或溢渡的情况。填充层3将掩膜板4和透明导电层1表面的金字塔2之间的空隙进行填充，减少掩膜虚掩的情况。
40.填充层3为柔性材料。柔性材料为橡胶，优选为耐高温且柔软的硫化橡胶，在其他实施例中，柔性材料也可以是聚氨酯。硫化橡胶和聚氨酯均具有良好的形变能力，当硫化橡胶或聚氨酯制成的柔性材料接触到透明导电层1上的金字塔2后，柔性材料受到压力发生变
形，将金字塔2之间的空隙填充。不用特意制造出于金字塔2完成吻合的形状，就可以填充金字塔2的空隙。硫化橡胶是指经过硫化过的橡胶，具有不变黏的特性，使填充层3不容易与透明导线层发生粘结，掩膜治具使用完成后，填充层3可以较好的与透明导电层1分离；而且硫化橡胶还具有不易折断的性质，使硫化橡胶具有较好的变形能力和韧性。
41.在其他实施方式中，填充层3也可以是紧密排列的毛细软毛，毛细软毛进入金字塔2之间的空隙中，将金字塔2之间的空隙填充。
42.填充层3和掩膜板4之间还设有防护层5，防护层5与掩膜板4中的遮挡部42对应。防护层5可以为硫化橡胶。在其他实施例中，也可以为塑料等硬度小于透明导电层的材料或比较柔软的材料。
43.防护层5和填充层3固定连接。本实施例中，防护层5和填充层3均为硫化橡胶，防护层5和柔性材料一体设置。在其他实施例中，也可以通过粘结的方式连接。
44.防护层5与掩膜板4固定连接。防护层5粘接在掩膜板4上。将液态的硫化橡胶涂抹在掩膜板4上，液态的硫化橡胶固化后粘结在掩膜板4上，形成防护层5和柔性材料。形成的一体的防护层5和柔性材料的厚度为1mm；在其他实施方式中，也可以是0.1
‑
2mm范围内的其他厚度。
45.如图3所示，填充层3用于与透明导电层1接触的侧面上设有凹槽6。当填充层3与透明导电层1接触后，会发生变形，凹槽6为填充层3向掩膜板4的遮挡部42内侧形变提供空间，减小填充层3发生形变后突出遮挡部42、进入镂空部43，保证栅线电极宽度的精确度。
46.使用普通的掩膜治具进行制备电极时，电极材料会从太阳能电池基片边缘溢流至另一侧，造成电池基片两侧电极连通的情况。本技术掩膜板4上的框架41至少覆盖太阳能电池基片的边缘，这样就可以将太阳能基片两侧的边缘隔开，可以减少电极材料从太阳能电池基片一侧的沿边缘溢流至另一侧的情况。
47.上述掩膜治具适用于异质结电池在物理气相沉积中在透明导电层1上方制备栅线电极。异质结电池的结构包括：位于中间的硅片衬底，在硅片衬底两侧对称形成的非晶硅薄膜、透明导电层和栅线电极。异质结电池其中一侧的非晶硅薄膜包括p型非晶硅薄膜和本征氢非晶硅薄膜，另一侧的非晶硅薄膜包括n型非晶硅薄膜和本征氢非晶硅薄膜。
48.本技术的掩膜治具的实施原理为：在透明导电层1的表面采用物理气相沉积工艺形成栅线电极时，使用连接有填充层3和防护层5的掩膜板4将透明导电层1进行覆盖，由于填充层3和防护层5为一体硫化橡胶，橡胶接触到透明导电层1后，硫化橡胶发生形变，将透明导电层1表面的金字塔2之间的空隙填充，从而减少了虚掩或溢渡的情况。同时，柔软的硫化橡胶直接接触透明导电层1，减少掩膜治具对金字塔2的破坏；提高太阳能电池基片的质量。
49.由于异质结电池两侧的上表面为透明导电层，透明导电层为透明导电氧化物材料制成，电荷不会在电池表面的透明导电层上产生极化现象，无pid现象(pid是potential induced degradation的缩写，指的是组件电势诱导衰减)；还具有较低的温度系数：异质结电池的典型温度数为
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0.29％，远低于常规晶硅电池的
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0.45％。高温时，发电量能高出普通组件8
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10％。并且异质结电池具有高光照稳定性：在异质结电池中不会出现非晶硅太阳能电池中常见的能光致衰减效应。同时异质结电池采用的n型硅片，掺杂剂为磷，几乎无光致衰减现象。良好的双面性。异质结电池是非常好的双面电池，正面和背面基本无颜色差异，
且双面率(指电池背面效率与正面效率之比)可达到90％以上，最高可达96％，背面发电的优势明显。
50.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。