【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及顯影液，具體涉及一種太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、傳統(tǒng)電池片在制作過程中都需要用到導(dǎo)電銀漿即金屬銀粉體與有機(jī)聚合物或玻璃粉等粘結(jié)相的混合物，銀在晶體硅太陽能電池和薄膜太陽能電池中都有廣泛應(yīng)用。在晶體硅太陽能電池中，銀主要用于制作正面和背面的電極，通過絲網(wǎng)印刷等工藝將導(dǎo)電銀漿印刷在硅片上，經(jīng)過燒結(jié)形成電極。在薄膜太陽能電池中，銀也常被用于制作電極和導(dǎo)電線路，用于連接各個功能區(qū)域。銀的高導(dǎo)電性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性使得它能夠有效地收集和傳輸電流，并且在長期使用過程中能夠保持電極的性能。同時，銀電極與硅片或其他薄膜材料的附著力較好，能夠保證電池在各種環(huán)境條件下的穩(wěn)定性。
2、提升光電轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)制造成本是太陽能的市場化應(yīng)用兩大驅(qū)動力，從太陽能電池片成本分析，銀漿是除硅片以外比例第二高的原材料。銀是貴金屬，價格昂貴且資源稀缺。在太陽能電池生產(chǎn)中，銀的成本占比較高，尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下，銀的成本會對太陽能電池的總成本產(chǎn)生較大的影響，隨著太陽能的產(chǎn)量逐年增長，會引起銀價格的不斷攀升，亟待尋找其他廉價金屬替代。相比于銀，銅是一種常見的金屬，蘊(yùn)藏量和開采量遠(yuǎn)大于銀，價格又遠(yuǎn)低于銀，銅的單位重量價格只有銀的約百分之一。從成本角度考慮，在太陽能電池中使用銅代替銀，如果能夠克服銅的一些性能缺陷，將會極大地降低生產(chǎn)成本。
3、新型異質(zhì)結(jié)太陽能電池片光電轉(zhuǎn)換效率高，受到市場青睞，但是銀漿用量更高，更加迫切需要用銅替代銀作為金屬化電極。此處以異質(zhì)結(jié)太陽能電池銅互連工
4、基于此，亟需一種新型堿性顯影組合物，在正性光刻膠顯影時，具備顯影快、顯影干凈、浸潤性好的特點，同時顯影時不起泡，對底材銅腐蝕率最低，以滿足太陽能電池10微米以下細(xì)線寬銅互連的圖形化顯影需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物及其制備方法與應(yīng)用，調(diào)控顯影液組合物中各組分的含量，各組分協(xié)同作用，并添加特定種類的銅防腐劑和消泡劑，該堿性顯影液用于異質(zhì)結(jié)或其他類型太陽能電池片銅互連的圖形化顯影工藝，適用于正性光刻膠的顯影，具有顯影快、顯影干凈、顯影液浸潤性好、不起泡、對底材pvd銅腐蝕率低等特點，利于實現(xiàn)太陽能電池片銅制程細(xì)線寬的圖形化顯影工序。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)一方面提供了一種太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，按質(zhì)量百分比計，包括如下組分：0.8-1.2％的無機(jī)堿性物質(zhì)，0.1-0.5％的無機(jī)物緩沖劑，300-1000ppm的銅防腐劑，500-1500ppm的表面活性劑，500-1200ppm的消泡劑，其余為純水。
3、本專利技術(shù)將無機(jī)堿含量控制在0.8％-1.2％之間，若含量低于0.8％，相應(yīng)的溶解速率變慢，容易引起顯影殘留，此時需要提升光刻膠的uv曝光量，但同時又影響曝光工藝的生產(chǎn)節(jié)拍；若含量過高，大于1.2％，則顯影時容易過度顯影，影響顯影尺寸，進(jìn)一步影響后續(xù)電鍍銅的尺寸。
4、無機(jī)顯影液在顯影過程中，同時和空氣中二氧化碳反應(yīng)，慢慢降低堿濃度，很容易引起后續(xù)顯影能力不足，為保持顯影液的能力，本專利技術(shù)在堿性顯影液中加入定量的緩沖劑，該緩沖劑在電離時能產(chǎn)生氫氧根離子，從而繼續(xù)保持顯影液的濃度和顯影能力。緩沖劑的添加量低于0.1％時，提供氫氧根離子的能力不足，對顯影能力的提升沒有幫助，但添加量大于0.5％時，對主體堿含量產(chǎn)生影響，對顯影能力提升過大，影響顯影分辨率和側(cè)壁角度，產(chǎn)生不良影響。
5、無機(jī)堿顯影液的表面張力大于有機(jī)堿的表面張力，使得該顯影液在對滲溝槽或者深孔圖案顯影時，顯得浸潤性不足，無法深入到圖形底部，顯影時容易引起圖案上大下小的現(xiàn)象。本專利技術(shù)在顯影液中加入特殊的表面活性劑，降低該無機(jī)堿顯影液的表面張力，提升顯影液對深溝槽和深孔的浸潤性，提升圖形角度。異質(zhì)結(jié)圖形的涂布光刻膠膜厚在10-15um之間，圖形的分辨率在5um以上，主要寬深比就達(dá)到1：2或者1；3，隨著技術(shù)的發(fā)展，分辨率可以會越來越高，對顯影液的要求也會越發(fā)的提高。表面活性劑的添加量需要控制在一定范圍內(nèi)，若含量低于500ppm，則降低表面張力的能力不足，若高于1000ppm，則浸潤性過大，顯影時候容易引起底部側(cè)蝕，形成undercut。
6、鏈?zhǔn)斤@影機(jī)顯影，隨著顯影液噴淋壓力的提升和線性速度的提高，顯影時很容易產(chǎn)生氣泡，主要原因在于光刻膠為了提升涂布膜厚均一性，通常在其中會添加表面活性劑，在堿性顯影時，表面活性劑溶出到顯影液中，由于顯影液是水系，光刻膠是油性體系，導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡。本專利技術(shù)在顯影液體系中加入特殊體系的消泡劑來抑制或者消泡。消泡劑含量有一定的控制范圍，低于500ppm則消泡能力不足，若高于1200ppm，雖然消泡能力得到有效的提升，但會引起光刻膠表面發(fā)花現(xiàn)象，可能會對后續(xù)電鍍工藝產(chǎn)生不良影響。
7、在異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中，光刻膠涂布的底材是5-10um的pvd銅，提升顯影液濃度，或者顯影液溫度提升，會對該pvd銅產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。本專利技術(shù)在堿性顯影液體系中加入一定量的銅防腐劑，顯影時在銅面形成一個保護(hù)層，進(jìn)而對銅起到保護(hù)作用。該銅防腐劑對含量有一定要求，若含量低于300ppm，則無法有效全面的保護(hù)底銅材料，若本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，包括如下組分：0.8-1.2％的無機(jī)堿性物質(zhì)，0.1-0.5％的無機(jī)物緩沖劑，300-1000ppm的銅防腐劑，500-1500ppm的表面活性劑，500-1200ppm的消泡劑，其余為純水。
2.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述銅防腐劑選自甲基苯駢三氮唑、2,5-二巰基-1，3，4-噻二唑、羥基苯并噻唑、3-巰基-1、2-丙二醇、2-硫代甘油、氨基三甲叉膦酸、二硫二乙醇、丙三醇、1，3，5-三嗪-2，4，5-三硫醇、2-巰基-6-羥基苯并噻唑、6-苯胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述消泡劑選自非有機(jī)硅聚醚高碳醇、聚硅氧烷中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述無機(jī)堿性物質(zhì)選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氨水中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述緩沖劑選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸氫鈉、草酸鈉、硼酸鈉、氨水、硼酸鈉中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述表面活性劑選自非離子型脂肪酸、聚醚改性七甲基三硅氧烷、聚醚改性硅油、醚改性聚二甲基硅氧烷共聚體中的一種或多種。
7.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述純水的電導(dǎo)率為18.2兆歐姆厘米。
8.一種權(quán)利要求1-7任一項所述的堿性顯影液組合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
9.如權(quán)利要求8所述的堿性顯影液組合物的制備方法，其特征在于，所述混合溶解的條件為：轉(zhuǎn)速100-300rpm，時間0.5-2h。
10.一種權(quán)利要求1-7任一項所述的堿性顯影液組合物在太陽能電池片圖形化掩膜層顯影工藝中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，包括如下組分：0.8-1.2％的無機(jī)堿性物質(zhì)，0.1-0.5％的無機(jī)物緩沖劑，300-1000ppm的銅防腐劑，500-1500ppm的表面活性劑，500-1200ppm的消泡劑，其余為純水。
2.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述銅防腐劑選自甲基苯駢三氮唑、2,5-二巰基-1，3，4-噻二唑、羥基苯并噻唑、3-巰基-1、2-丙二醇、2-硫代甘油、氨基三甲叉膦酸、二硫二乙醇、丙三醇、1，3，5-三嗪-2，4，5-三硫醇、2-巰基-6-羥基苯并噻唑、6-苯胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述消泡劑選自非有機(jī)硅聚醚高碳醇、聚硅氧烷中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池片銅互連工藝的堿性顯影液組合物，其特征在于，所述無機(jī)堿性物質(zhì)選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳廷斌，楊欣，
申請(專利權(quán))人：蘇州皓申智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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