CN102185009A

CN102185009A - 晶体硅太阳能电池的丝网印刷烧结方法和系统

Info

Publication number: CN102185009A
Application number: CN2010105702695A
Authority: CN
Inventors: 黄炯钰; 郭建东; 樊选东; 汪琴霞; 罗军
Original assignee: JIANGYIN JETION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGYIN JETION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明实施例公开了一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷烧结方法和系统，所述方法包括：使用银铝混合浆料印刷所述太阳能电池的硅片的背电极，并烘干；利用导电银浆料印刷所述硅片的正电极，并烘干；使用导电铝浆料印刷所述硅片的背电场；将所述硅片背电场朝上送入烧结炉，依次进行预热、预烧和烧结操作，完成丝网印刷烧结过程。本发明实施例在背电场印刷后不做翻转，直接由履带送入烧结区进行烧结，在此过程中，履带不和背电场接触，从而避免了由于硅片振动使得硅片和履带相摩擦而在背电场产生尖刺、铝苞或者其他突起的问题，改善背电场的平整性，保证晶体硅太阳能电池片的电性能指标，提高晶体硅太阳能电池光电转换率。

Description

晶体硅太阳能电池的丝网印刷烧结方法和系统

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷烧结方法和系统。

背景技术

太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。

在晶体硅太阳能电池的丝网印刷工艺中，一般采用安装有刮胶的刮刀在网版上来回印刷，通过刮胶的挤压将印刷浆料(如铝浆、银浆等)印刷至置于网版下面的太阳能电池片上。

铝背场烧结工艺由于对太阳能电池的性能影响较大而广泛受到重视，以减少合金缺陷以及改善厚膜铝层与太阳能电池硅基底截面特性为目的所进行的工艺不断地被优化。

图1示出了现有技术进行晶体硅太阳能的丝网印刷烧结方法的基本流程，包括以下步骤：

S1、在丝网印刷阶段使用银铝混合浆料印刷背电极；

S2、烘干背电极，并使用导电铝浆印刷背电场；

S3、烘干背电场，并使用导电银浆料印刷正电极；

S4、进入烧结炉，依次进行预热、预烧和烧结，完成晶体硅太阳能的丝网印刷烧结过程。

图2为实现图1所示基本流程的印刷烧结系统，该系统包括：依次排列的背电极印刷台21、第一烘干区、背电场印刷台22、第二烘干区、翻转台23、正电极印刷台24和烧结区25，其中，第一烘干区和第二烘干区在图中未示出。

在实施本发明创造的过程中，发明人通过研究发现，现有技术至少存在以下问题：

丝网印刷铝背场太阳能电池的Voc(Open circuit voltage，开路电压)跟烧结条件关系密切，较好的Voc对烧结条件的要求非常高，如温度、气流、传输的稳定性等因素，都会对太阳能电池的背场质量产生较大影响。但是，现有的晶体硅太阳能的丝网印刷烧结方法采用正向烧结方式，即烘干背电场后，晶体硅太阳能电池以背电场朝下的方式进入烧结炉，当由于温度和气流的作用或传输履带发生振动而导致所述太阳能电池不能平整通过烧结炉时，由于履带和背电场之间的摩擦，会在背电场形成尖刺和铝苞或者其他突起，从而影响背电场的平整性，进而影响晶体硅太阳能电池的Voc指标，造成晶体硅太阳能电池光电转换率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷烧结方法，以解决现有技术容易出现背电场不平整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷烧结方法，包括：

使用银铝混合浆料印刷所述太阳能电池的硅片的背电极，并烘干；

利用导电银浆料印刷所述硅片的正电极，并烘干；

使用导电铝浆料印刷所述硅片的背电场；

将所述硅片背电场朝上送入烧结炉，依次进行预热、预烧和烧结操作，完成丝网印刷烧结过程。

一种用于实施权利要求1所述方法的印刷烧结系统，包括依次排列的背电极印刷台、第一烘干区、正电极印刷台、第二烘干区、背电场印刷台和烧结区，所述第一烘干区和正电极印刷台之间设置有第一翻转台，所述第二烘干区和背电场印刷台之间设置有第二翻转台。

优选的，上述印刷烧结系统还包括，位于烧结区尾部的第三翻转台。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的太阳能电池的丝网印刷方法和系统，以“背电极印刷-正电极印刷-背电场印刷-烧结”进行操作，在背电场印刷后不做翻转，直接由履带送入烧结区进行烧结，在此过程中，履带不和背电场接触，从而避免了由于硅片振动使得硅片和履带相摩擦而在背电场产生尖刺、铝苞或者其他突起的问题，改善背电场的平整性，保证晶体硅太阳能电池片的电性能指标(尤其是Voc指标)，提高晶体硅太阳能电池光电转换率。另外，烧结炉网具有上下设置的两排加热管，因此存在上下两个温度区域，当铝背场接触网带烧结时，由于网带的阻隔作用而导致背面的温度不均匀，从而造成硅片背电场部分温度偏低，且会出现背场网带印。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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他的附图。

图1为现有技术丝网印刷方法的流程图；

图2为执行图1所示丝网印刷方法的丝网印刷系统结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷系统的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的另一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明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发明，但是本发明还可以采用其他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发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

正如背景技术所述，现有技术是按照“背电极印刷-背电场印刷-正电场印刷-烧结”的方式进行丝网印刷烧结过程，这种方式会由于履带和背电场之间的摩擦，而在背电场形成尖刺和铝苞或者其他突起，从而影响背电场的平整性。另外，这种方式在进行背电场印刷后，还需要进行正电极印刷操作后才进入烧结炉进行烧结，在此过程中，背电场暴露在外的时间较长，因此受到杂质污染的程度比较严重。

本发明提出了一种新的丝网印刷烧结方法，以克服现有技术存在的上述问题。

实施例一

图3示出了一种丝网印刷烧结方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S31、使用银铝混合浆料印刷所述太阳能电池的硅片的背电极，并烘干。

步骤S32、利用导电银浆料印刷所述硅片的正电极，并烘干。

步骤S33、使用导电铝浆料印刷所述硅片的背电场。

步骤S34、将所述硅片背电场朝上送入烧结炉，依次进行预热、预烧和烧结操作，完成丝网印刷烧结过程。

可以看出，本发明上述实施例采用的印刷烧结方式为“背电极印刷-正电极印刷-背电场印刷-烧结”，此方式的优点包括以下几点：

1、由于在背电场印刷后不做翻转，直接由履带送入烧结区进行烧结，在此过程中，履带不和背电场接触，从而避免了由于环境因素(如气流、温度或履带传动稳定性)引起硅片振动而使得硅片和履带相摩擦，进而在背电场产生尖刺、铝苞或者其他突起的问题，改善背电场的平整性，保证晶体硅太阳能电池片的电性能指标(尤其是Voc指标)，提高晶体硅太阳能电池光电转换率；

2、由于在进行背电场印刷后直接进入烧结区进行烧结，无需等待正电极印刷操作完成，从而缩短暴露在外面的时间，减少了被污染的机会或降低被污染程度，由于硅片是以背电场朝上的方式进入烧结炉的，不会存在网带阻隔，因此温度比较均匀，方便杂质物体挥发，从而改善太阳能电池片背电场的硅铝合金质量，进而改善光电转换效率。

实施例二

对应上述丝网印刷烧结方法，本发明实施例还提供一种丝网印刷烧结系统，该系统的结构如图4所示，包括背电极印刷台41、第一翻转台42、正电极印刷台43、第二翻转台44、背电场印刷台45和烧结区46，另外，在背电极印刷台41与第一翻转台42之间、正电极印刷台43和第二翻转台44之间分别设置有烘干区(图中未示出)。

其中：

背电极印刷台41用于对硅片进行背电极印刷；

正电极印刷台43用于对硅片进行正电极印刷；

背电场印刷台45用于对硅片进行背电场印刷；

烧结区46用于对硅片进行预热、预烧和烧结。

本丝网印刷系统的工作过程包括：硅片在背电极印刷台41完成背电极印刷后，由烘干区进行烘干，然后由第一翻转台42翻转，将印刷背电极的一面朝下，接着，正电极印刷台43对硅片进行正电极印刷，由烘干区进行烘干，然后由第二翻转台44翻转，将印刷背电极的一面朝上，接着，背电场印刷台45对硅片进行背电场印刷，然后直接进入烧结区46进行预热、预烧和烧结。

可以看出，与现有的丝网印刷系统不同，本系统将正电极印刷台和背电场印刷台调换位置，并且在两者之间添加翻转台。当然，也可以不进行调换，而将原有背电场印刷台改造为正电极印刷台，将原正电极印刷台改造为背电场印刷台。

上述烘干区具体可以是烘干箱。

一般来说，烧结之后需要进行测试，因此，本发明另外实施例提供的丝网印刷系统在烧结区与电池测试区之间增设翻转台。该实施例包括背电极印刷台51、第一翻转台52、正电极印刷台53、第二翻转台54、背电场印刷台55和烧结区56，另外，在背电极印刷台51与第一翻转台52之间、正电极印刷台53和第二翻转台54之间分别设置有烘干区(图中未示出)，各部件的功能与上述实施例所示同名部件基本相同。所不同的是，本实施例在烧结区56和电池测试区之间还设置有第三翻转台57，用于将进行过烧结的硅片翻转，以正电极朝上、背电场朝下的方式进入电池测试区。

下面以具体实验数据说明本发明实施例的效果。

表1和表2分别为按照现有的丝网印刷方案和本实施例提供的丝网印刷方案操作后，电池片的电性能指标。

表1对比例1-13电性能

表2本发明实施例1-13电性能

对比表1和表2，可以看出，采用本发明方案后，硅片的开路电压、短路电流有很大的提高，电池片功率平均值由2.750瓦增加到2.779瓦，增加了0.029瓦，转换效率平均值由17.76％提高到17.95％，提高了0.2％，可见，本发明方案能有效的提高硅太阳电池的转换效率，增大电池功率，并且能够降低太阳电池的生产成本，更好的提高太阳电池生产效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种晶体硅太阳能电池的丝网印刷烧结方法，其特征在于，包括：

利用导电银浆料印刷所述硅片的正电极，并烘干；

使用导电铝浆料印刷所述硅片的背电场；

2.一种用于实施权利要求1所述方法的印刷烧结系统，其特征在于，包括依次排列的背电极印刷台、第一烘干区、正电极印刷台、第二烘干区、背电场印刷台和烧结区，所述第一烘干区和正电极印刷台之间设置有第一翻转台，所述第二烘干区和背电场印刷台之间设置有第二翻转台。

3.根据权利要求2所述的印刷烧结系统，其特征在于，还包括，位于烧结区尾部的第三翻转台。