CN101986436A - 一种太阳能电池片的电极结构及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池片的电极结构及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，公开了一种太阳能电池片的电极结构；其包括，通过将导电浆料丝网印刷在电池片的表面上形成的导电栅线，在导电栅线上还覆有一层锡层。本发明还公开了其制备方法，在电池片的导电栅线上喷涂助焊剂；然后送入具有波峰的锡液中，使电池片的表面与锡液的波峰接触；最后将电池片进行风刀吹扫处理。该电极结构，能够有效地降低电池片的串联电阻，从而提高电池片的输出效率。同时，还降低了单串焊的操作难度，提高了后序单串焊工艺的质量，能够有效的降低了破片率；避免了虚焊等现象的发生，进一步降低了串联电阻。本发明所提供的方法，操作简单易行。

Description

一种太阳能电池片的电极结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池片的电极结构及其制备方法。
背景技术
目前，太阳能电池作为绿色能源，越来越受到人们的关注。太阳能电池制造过程中，一般将导电浆料丝网印刷在电池片的正负表面上形成电极，利用电极将电池片的电能导出。如图1，一般电极是由导电栅线构成构成的，导电栅线包括两条较粗的主栅线1和垂直于主栅线1的若干次级栅线2构成。
电池片的正面(吸收光能的一面)电极有两个要求：一方面，由于电极部分不透光，所以尽可能降低正面电极的导电栅线宽度，以减小不透光部分，增大感光面积，从而增大电池片的输出电流；而另一方面，降低正面电极的导电栅线宽度，会引起电极的内阻增大，增加电池片的串联电阻，从而会降低电池片的输出效率。现有技术中，在保证感光面积的情况下，电池片的内阻(串联电阻)较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，现有技术中在保证电池片的感光面积的情况下，电池片串联内阻高的问题，从而提供了一种既能保证电池片的感光面积又能降低电池片串联内阻的电池片的电极结构。
一种太阳能电池片的电极结构，其包括，通过将导电浆料丝网印刷在电池片的表面形成的导电栅线，所述导电栅线上还覆有一层锡层。
本发明的第二个目的是提供一种上述电池片的制备方法。
一种电池片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)在电池片的导电栅线上涂覆助焊剂；
(2)将步骤(1)的电池片送入具有波峰的锡液中，使电池片的表面与锡液的波峰接触；
(3)将步骤(2)的电池片进行风刀吹扫处理。
本发明的电极结构，通过在导电栅线表面上附着一层锡层，从而能够有效地降低电池片的串联电阻，从而提高电池片的输出效率。同时，还降低了单串焊的操作难度，提高了后序单串焊工艺的质量，能够有效的降低了破片率；避免了虚焊等现象的发生，进一步降低了串联电阻。本发明所提供的方法，操作简单易行。
附图说明
图1电池片的导电栅线示意图。
图2本发明电池片的导电栅线部分横截示意图。
具体实施方法
一种太阳能电池片的电极结构，其包括，通过将导电浆料丝网印刷在电池片的表面上形成的导电栅线，所述导电栅线上还覆有一层锡层。
本发明中的导电栅线为本领域技术人员所公知的。
其中，锡层可以为纯锡层，也可以为锡合金层，例如锡铜合金、锡铅合金。
本发明锡层优选为锡合金层，更优选锡、铅元素的质量比为63∶37的锡铅合金。
锡层的厚度优选为5～25μm，更优选为10～15μm。
本发明的电极结构可以是电池片正面的导电栅线上覆有锡层，还可以是两面均覆有。本发明优选在电池片的两面的导电栅线上均覆有锡层，这样可以进一步降低电池的内阻。
电池片内阻很大部分决定于导电栅线，本发明所提供的太阳能电池片的电极结构，参见图2，在硅片30上印刷导电栅线20，由于本发明还在导电栅线20表面上覆有一层锡层10，增大了电极的导电面积，而且不会减少电池片的感光面积。另一方面，电池片连接时，需要用浸锡铜带将电池片的电极主栅线1(参见图1)焊接在一起，锡层会与浸锡铜带具有很好的浸润效果，从而避免润湿不充分造成的虚焊，增强电池片焊接时的焊接质量，降低焊接的操作难度，能够有效的降低了破片率；虚焊会导致部分电池片的内阻偏高，从而提高了整体混联电阻。本发明可以避免了虚焊等现象的发生，从而可以有效降低整体混联电阻。
一种上述电池片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)在电池片的导电栅线上涂覆助焊剂；
(2)将步骤(1)的电池片送入具有波峰的锡液中，使电池片的表面与锡液的波峰接触；
(3)将步骤(2)的电池片进行风刀吹扫处理。
其中，在导电栅线上喷涂助焊剂的目的是使导电栅线与锡液具有良好的润湿性。
所述助焊剂可以采用本领域技术人员所公知的助焊剂，例如有机型、无机型、树脂型，本发明优选树脂型中的免清洗型助焊剂。
在电池片的导电栅线上涂覆助焊剂，可以用多种方式来实现，例如可以采用隔板镂空方式来实现，即电池片上加设隔板，在隔板上开设镂空窗口，使电池片上的导电栅线部分露出，其他部分被隔板遮蔽；然后涂覆助焊剂，就可以使助焊剂准确地覆在导电栅线上。当然其他方式也可以。
其中，涂覆的方式优选雾状喷涂。
在将电池片送入接触锡液之前，本发明还优选对电池片进行预热处理。预热处理可以加速助焊剂当中的溶剂挥发，同时也可以减少与锡液(熔融状态温度较高)接触时电池片所受到的热冲击。
预热操作为本领域技术人员所公知的操作，本发明优选在150～200℃预热5～10s。
将经过预热的电池片，用真空吸嘴吸持，送入具有波峰的锡液。
其中，具有波峰的锡液为本领域技术人员所公知的。锡液是指锡或者锡合金的熔融液，当熔融液受到机械震荡在熔融液表面形成强度稳定的波纹，即形成具有波峰的锡液。可以通过旋转泵等来实现。
将电池片的表面(未被吸持的一面)与锡液的波峰接触，并不完全浸渍在锡液中，波峰位置的锡液在润湿作用下，会附到导电栅线上。
接触时间保持在5-10s。这样既可以使锡液充分润湿导电栅线，有可以使锡层控制在合理的厚度内。
所述风刀为本领域技术人员所公知的，风刀吹扫的方向与电池片的导电栅线的主栅线平行。
风刀的风速：8-12m/s以及宽度120-180mm。
电池片的导电栅线部分一般为银或者其他金属，与锡液具有良好的润湿性，加上导电栅线还喷涂有助焊剂，更加增强了其与锡液的润湿性。而电池片的其他部分(非电极部分)为氮化硅材质，其与锡液的润湿性很差，所以接触锡液后，特别是风刀吹扫之后，只在导电栅线上附着有锡液，其他部分不会附着有锡液。
风刀吹扫还可以避免电池片正极主栅线1上锡层局部过凸现象，影响后序的组件层压效果。经吹扫之后的锡层厚度更加均匀。
现有技术中丝网印刷很难进一步增加导电栅线的厚度。这是因为单纯的厚度增加，一方面会降低丝网印刷的精度，精度降低会造成太阳能的受光面积减少。另一方面会对后续的烧结工序造成不良影响。而本发明所提供的方法，不存在上述问题，又可以使电极的厚度增加。
以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
用真空吸嘴将印有导电栅线的电池片，移入喷涂区域，调整电池片的位置使电池片上的导电栅线与隔板的镂空部分相匹配，喷涂助焊剂，然后将喷涂过的电池片移入加热区，在180℃预热8s。再将电池片移入到具有波峰的锡液的上方，使电池片刚刚接触锡液震动的波峰位置，接触8s。然后立即通过风刀吹扫处理，风刀的风速为10m/s以及宽度150mm。吹扫时间为2s。
制得电池片A1，导电栅线部分附着一层锡层，锡层厚13μm。
实施例2
用真空吸嘴将印有导电栅线的电池片，移入喷涂区域，调整电池片的位置使电池片上的导电栅线与隔板的镂空部分相匹配，喷涂助焊剂，然后将喷涂过的电池片移入加热区，在150℃预热5s。再将电池片移入到具有波峰的锡液的上方，使电池片刚刚接触锡液震动的波峰位置，接触5s。然后立即通过风刀吹扫处理，风刀的风速为10m/s以及宽度150mm。吹扫时间为1s。
制得电池片A2，导电栅线部分附着一层锡层，锡层厚11μm。
实施例3
用真空吸嘴将印有导电栅线的电池片，移入喷涂区域，调整电池片的位置使电池片上的导电栅线与隔板的镂空部分相匹配，喷涂助焊剂，然后将喷涂过的电池片移入加热区，在200℃预热10s。再将电池片移入到锡液的上方，使电池片刚刚接触锡液震动的波峰位置，接触10s。然后立即通过风刀吹扫处理，风刀的风速为10m/s以及宽度150mm。吹扫时间为3s。
制得电池片A3，导电栅线部分附着一层锡层，锡层厚15μm。
对比例1
印有导电栅线，没有覆有锡层的电池片。
表1
  测试数据   串联电阻   开路电压   短路电流   功率   转换效率
  实施例1   0.53Ω   36.05V   8.46A   220.96W   13.84％
  实施例2   0.54Ω   36.05V   8.45A   220.54W   13.81％
  实施例3   0.52Ω   36.04V   8.47A   221.01W   13.85％
  对比例1   0.59Ω   36.03V   8.12A   211.81W   13.27％
从表1的数据可以看出，实施例1-3的电池片相对对比例1的内阻有效的减小，并且电池片的转化效率有了明显的提高。

Claims (10)

1.一种太阳能电池片的电极结构，其包括，通过将导电浆料丝网印刷在电池片的表面上形成的导电栅线，其特征在于，在所述导电栅线上还覆有一层锡层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于：所述锡层为锡铅合金。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于：所述锡层的厚度为5～25μm。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于：所述锡层的厚度为10～15μm。
5.一种权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构的制备方法，其包括如下步骤：
(1)在电池片的导电栅线上涂覆助焊剂；
(2)将步骤(1)的电池片送入具有波峰的锡液中，使电池片的表面与锡液的波峰接触；
(3)将步骤(2)的电池片进行风刀吹扫处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：还包括在送入具有波峰的锡液之前，对所述电池片进行预热处理。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述预热处理的温度为150～200℃，时间为5～10s。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述助焊剂为树脂型助焊剂。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述接触的时间为5-10s。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：风刀的风速为8-12m/s，风刀的宽度为120-180mm。
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