CN102487098B - 一种在硅太阳能电池的基片正面制作栅线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在硅太阳能电池的基片正面制作栅线的方法，其中，所述基片是已完成PN结扩散工艺、沉积有减反射膜并已经制作好背面电极、电场的硅太阳能电池基片，其中，先将高粘度浆料用搅拌机进行搅拌，同时利用加热装置对浆料辅以加热，再采用丝网印刷技术将浆料印刷在基片正面，烧结后，即得栅线。采用本发明方法，使用高粘稠度浆料印刷栅线时，有效控制了成品不良率，解决了高粘稠度浆料在正面电极细栅线印刷时的印刷成品率低的问题；得到了较为良好的栅线高宽比，使电池转化效率提高。

Description

一种在硅太阳能电池的基片正面制作栅线的方法
技术领域
本发明涉及一种在硅太阳能电池中制作电极的方法，特别是在太阳能电池的基片正面制作栅线的方法。
背景技术
硅太阳能电池主要是由P型区、N型区、PN结、减反射膜、正面电极、背面电极构成。其中，正面电极包括一排间隔均匀的栅线和两条主电极。栅线主要是用来采集有效区域内的光生电子，将其传递到主电极，再传递到电池系统。然而，由于正面栅线的存在，它无可避免地会遮挡少量阳光，使阳光无法进入电池的有效区域，从而降低了转化效率。“晶体硅太阳能电池的丝网印刷技术”，应用材料(中国)有限公司，中国集成电路，68-72页，2010年7月，该文献报道了：现有的栅线大多数的尺寸在110-120μm宽，12-15μm高，造成较大的遮光面积，其转化效率损失大约为1.29％。为了将这种遮光效应降低到最低，正面栅线应尽可能做到最窄，同时，为了保持足够的导电性，栅线还必须增加高度，以此优化导电性能。即，为了增加能量的转化率，需要制备“高宽比”较大的栅线。
目前，在太阳能电池行业中，多采用丝网印刷技术将银浆料印刷到太阳能电池表面，来制备电极。采用一般的丝网印刷技术制备正面栅线，需要使用低粘稠度浆料(为市售产品，其粘度标准为190-280Pa.s，)，以方便浆料印刷。但在基片表面形成栅线时，由于粘稠度不够，容易铺展开来，无法得到理想的栅线高宽比，大多数高宽比均低于20％，导致能量损耗增加。
高粘稠度的浆料(目前使用的高粘度浆料粘度值通常大于280Pa.s、小于380Pa.s)在使用中可以获得较好高宽比的电极，但在丝网印刷时，由于粘稠度较高，造成在印刷中浆料的渗透性不好，印刷时会带来印刷断栅、印刷缺损、虚印等印刷质量问题，最终导致印刷不良率偏高，成品良品率降低。
目前，还未发现通过对高粘度浆料加热来降低成品不良率的相关报道。
发明内容
本发明提供了一种在硅太阳能电池的基片正面制作栅线的方法，其中，所述基片是已完成PN结扩散工艺、沉积有减反射膜并已经制作好背面电极、电场的硅太阳能电池基片，其特征在于：先将高粘度浆料用滚筒搅拌机进行搅拌，同时利用加热装置对浆料辅以加热，再采用丝网印刷技术将浆料印刷在基片正面，烧结后，即得栅线；其中，所述的高粘度是指粘度大于280Pa.s、小于380Pa.s。
其中，所述搅拌的速率维持在20-40rpm，通过加热将搅拌的温度控制在30-40℃，加热搅拌的时间为30-60分钟。
进一步优选地，所述搅拌的速率维持在30rpm，通过加热将搅拌的温度控制在40℃，加热搅拌的时间为30分钟。
其中，所述的浆料为银浆料。
其中，所述的搅拌机为卧式滚筒搅拌机。
其中，所述的加热装置为电阻丝或红外加热管。
进一步地，所述的电阻丝安装在卧式滚筒搅拌机内的转轴下。
进一步地，所述的红外加热管安装在卧式滚筒搅拌机滚筒外35-55cm处，与搅拌机的转轴平行。
采用本发明方法，使用高粘稠度浆料印刷栅线时，成品不良率控制在0.52％以下，解决了高粘稠度浆料在正面电极细栅线印刷时的印刷成品率低的问题；保证了高粘度浆料印刷时的高转化效率，为采用高粘度浆料印刷正面栅线提供了一种新的技术方案。
具体实施方式
实施例1
采用已完成PN结扩散工艺、沉积有减反射膜并已经制作好背面电极、电场的硅太阳能电池基片，在印刷正面栅线前，先把高粘度的银浆料(该浆料为市售商品，其粘度标准为大于280、小于380Pa.s)投入卧式滚筒搅拌机中，在卧式滚筒搅拌机的转轴下安装电阻丝或者在卧式滚筒搅拌机滚筒外35-55cm处安装红外加热管，并与搅拌机的转轴平行。控制搅拌速率、搅拌温度、加热搅拌时间，然后进行丝网印刷，测定成品不良率；并比较本发明方法与未加热搅拌印刷方法所得产品的转化效率。结果参见表1。
影响本发明效果的关键因素为加热搅拌的转速、时间、温度，其中搅拌温度对成品不良率的影响最大；加热装置主要是用于控制搅拌温度，为了达到搅拌加热所需的实际温度，可以通过调整加热装置的放置距离或者其加热功率等方法来实现。因此，加热装置的放置距离及其加热功率等并非本发明的关键因素，在实际的大批量实验中，设置的核心筛选指标为加热搅拌的转速、时间及温度。
表1加热搅拌条件的筛选
Figure BSA00000368528400031
注：表1中，以未加热搅拌方法所得产品的转化效率为基准(转化效率换算为1)，将本发明方法与其进行比较，计算出本发明所得产品转化效率的增减程度(以百分比表示)。其中，“+”表示与未加热搅拌方法相比转化效率提高，“-”表示与未加热搅拌方法相比转化效率降低。
由结果可知，在搅拌速率20-40rpm，搅拌温度30-40℃，加热搅拌时间30-60min的条件下，采用高粘度银浆料进行栅线的印刷，其成品不良率控制在0.39-0.52％，与未加热搅拌的印刷方法相比，成品不良率降低了13.3-35％，有明显改善，其中当温度保持在40℃时，其成品不良率最低；最终所得的产品与采用未加热搅拌印刷时相比，转化效率的变化范围为-0.03～0.06％，无明显差异，表明采用本发明方法，不仅能够保证高粘度浆料印刷时的高转化效率，还克服了使用高粘度浆料印刷时的技术障碍，有效地降低了成品不良率，从而为采用高粘度浆料印刷正面栅线提供了一种新的技术方案。

Claims (2)

1.一种在硅太阳能电池的基片正面制作栅线的方法，其中，所述基片是已完成PN结扩散工艺、沉积有减反射膜并已经制作好背面电极、电场的硅太阳能电池基片，其特征在于：先将高粘度浆料用搅拌机进行搅拌，同时利用加热装置对浆料辅以加热，待加热搅拌完成后，再采用丝网印刷技术将浆料印刷在基片正面，烧结后，即得栅线；其中，所述的高粘度是指粘度大于280 Pa.s、小于380Pa.s；
其中，所述搅拌的速率维持在20-40rpm，通过加热将搅拌的温度控制在30-40℃，加热搅拌的时间为30-60分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述搅拌的速率维持在30rpm，通过加热将搅拌的温度控制在40℃，加热搅拌的时间为30分钟。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的浆料为银浆料。
4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的搅拌机为卧式滚筒搅拌机。
5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的加热装置为电阻丝或红外加热管。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的电阻丝安装在卧式滚筒搅拌机内的转轴下。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的红外加热管安装在卧式滚筒搅拌机滚筒外35-55cm处，与搅拌机的转轴平行。
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