CN102514406A - 一种带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法 - Google Patents

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班群
沈辉
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Abstract

本发明公开了一种带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，所述的丝网印刷工序包括丝网印刷制作背电极、丝网印刷制作背电场和丝网印刷制作正电极，所述的丝网印刷工序是在含有弹性高分子层的丝网印刷机台面上进行的，其中弹性高分子层铺设于丝网印刷机的金属台面上。该方法采用含有弹性高分子材料的带硅太阳电池丝网印刷台面，对丝网印刷过程中的印刷压力进行了缓冲，有效解决了丝网印刷过程中带硅电池碎片率非常高的问题。

Description

一种带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法
技术领域
本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法。
背景技术
带硅（String RibbonTM）材料的制备工艺介绍：带硅生长法（String Ribbon Sheet Growth）是美国MIT大学的Emmanuel Sachs教授发明的，最初命名为定边生长带硅（Edge Stabilized Ribbon）及定边生长法（Edge Stabilized Growth）。美国常青太阳能公司（Evergreen Solar Inc.）实现了产业化生产技术，并在1997年初制造出第一批商业带硅电池组件。图1 所示为多晶带硅的长晶原理图，其中11为熔化物；12为带；13为固熔面；14为生长方向；带硅技术经美国常青太阳能公司开发，至今带硅拉制设备的产能可实现与铸锭多晶硅设备产能相当；图2所示为具有大尺寸晶粒的带硅衬底（硅片规格150mm×80mm）示意图。
带硅（String RibbonTM）材料由于其低成本优势，具有巨大的潜在商业价值。然而，由于带硅（String RibbonTM）采用了半定边制备工艺，其表面平整度无法达到线切割法多晶硅片的表面平整度水平。由于单片硅带各个位置的厚度不均匀，导致硅带太阳电池在自动化生产过程中，尤其是丝网印刷过程中由于受力不均匀导致碎片率非常高，是硅带电池实现大规模量产的主要瓶颈之一。具体如图3和4所示，而这正是目前带硅太阳电池难以实现大规模量产的主要瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，该方法采用含有弹性高分子材料的带硅太阳电池丝网印刷台面，对丝网印刷过程中的印刷压力进行了缓冲，有效解决了丝网印刷过程中带硅电池碎片率非常高的问题。
本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，所述的丝网印刷工序包括丝网印刷制作背电极、丝网印刷制作背电场和丝网印刷制作正电极，所述的丝网印刷工序是在含有弹性高分子层的丝网印刷机台面上进行的，其中弹性高分子层铺设于丝网印刷机的金属台面上。
其中所述的弹性高分子层的材质为高弹性乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA、硅橡胶或热塑性聚氨酯弹性体TPU。
为了使带硅电池片在丝网印刷机台面上受到真空吸附从而被固定在台面上，本发明所述的丝网印刷机的台面上分布有真空吸附孔，所述的弹性高分子层也分布有真空吸附孔，弹性高分子层上的真空吸附孔与丝网印刷机台面上的真空吸附孔相对应。
作为本发明的一种改进，本发明所述的弹性高分子层上还铺设有透气性的台面纸。
为了用以提高带硅电池片与台面之间的颜色对比度，所述的台面纸最好为黑色台面纸。
本发明所述的丝网印刷机的台面上设有数个电池片顶针，所述的弹性高分子层和台面纸与电池片顶针的对应处开设有通孔，电池片顶针穿过弹性高分子层和台面纸的通孔露出。
本发明的有益效果是：本发明带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法通过在采用丝网印刷机丝网印刷带硅电池片背电极、背电场和正电极时，在丝网印刷机的台面上采用含有弹性高分子层的丝网印刷台面，可以对丝网印刷的压力进行有效的缓冲，从而成功解决了丝网印刷电极制作工序中碎片率问题，使硅带电池的在线规模化量产的成品率达到95%，同时解决了丝网印刷过程中电极正面细栅线缺损率高的问题。
附图说明
图1是现有技术中带硅制造工艺原理图；
图2是现有技术中具有大尺寸晶粒的带硅衬底的形貌图；
图3是现有技术中带硅的形貌图；
图4是现有技术中带硅的形貌图；
图5是本发明带硅太阳电池丝网印刷机的丝网印刷台面的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
现有工艺中带硅太阳电池的制造流程通常含以下工序：酸清洗、制绒→磷扩散→湿法去背结、刻边→PECVD方法制作SiNx减反射层→丝网印刷制作背电极→烘干→丝网印刷制作背电场→烘干→丝网印刷制作正电极→高温烧结形成金属接触→测试分选。
如图5所示，其中在丝网印刷制作背电极、丝网印刷制作背电场以及丝网印刷制作正电极过程中，丝网印刷是在含有弹性高分子层的丝网印刷机台面上进行的，其中弹性高分子层3铺设于丝网印刷机的台面4上。
其中弹性高分子层的材质为高弹性乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA，将弹性高分子层覆盖在丝网印刷机的台面上，以缓冲丝印过程中刮刀对电池片的压力，从而减少带硅电池片的碎片率。
为了使带硅电池片在丝网印刷机台面上受到真空吸附从而被固定在台面上，在丝网印刷机的台面上分布有真空吸附孔1，弹性高分子层也分布有真空吸附孔1，弹性高分子层3上的真空吸附孔与丝网印刷机台面4上的真空吸附孔相对应。
在弹性高分子层3上还铺设有透气性的台面纸2，台面纸2覆盖在弹性高分子层3上，可以是具有透气性的黑色台面纸，用以提高电池片与台面之间的颜色对比度，便于丝网印刷机进行自动校准对位。
丝网印刷机的台面4为金属台面，最好为铝合金台面，上面分布有真空吸附孔1，电池片在台面上受到真空吸附从而被固定在台面上；在丝网印刷机的台面4上设有数个电池片顶针6，弹性高分子层3和台面纸2与电池片顶针6的对应处开设有通孔7（图中未显示），电池片顶针6穿过弹性高分子层3和台面纸2的通孔露出。
带硅电池片顶针优选为3个，其它数目也可以，根据实际制作过程而定，丝网印刷机采用机械手进行电池片装载、卸载；印刷过程中采用传送带传输带硅电池片5，整个过程为程序全自动控制。
采用本实施例方法制备获得的带硅太阳电池，带硅太阳电池丝网印刷成功率可达到95%以上。
实施例2 
现有工艺中带硅太阳电池的制造流程通常含以下工序：酸清洗、制绒→磷扩散→湿法去背结、刻边→PECVD方法制作SiNx减反射层→丝网印刷制作背电极→烘干→丝网印刷制作背电场→烘干→丝网印刷制作正电极→高温烧结形成金属接触→测试分选。
如图5所示，其中在丝网印刷制作背电极、丝网印刷制作背电场以及丝网印刷制作正电极过程中，丝网印刷是在含有弹性高分子层的丝网印刷机台面上进行的，其中弹性高分子层3铺设于丝网印刷机的台面4上。
其中弹性高分子层的材质为硅橡胶，将弹性高分子层覆盖在丝网印刷机的台面上，以缓冲丝印过程中刮刀对电池片的压力，从而减少带硅电池片的碎片率。
为了使带硅电池片在丝网印刷机台面上受到真空吸附从而被固定在台面上，在丝网印刷机的台面上分布有真空吸附孔1，弹性高分子层也分布有真空吸附孔1，弹性高分子层3上的真空吸附孔与丝网印刷机台面4上的真空吸附孔相对应。
在丝网印刷机的台面4上设有数个电池片顶针6，弹性高分子层3和台面纸2与电池片顶针6的对应处开设有通孔7（图中未显示），电池片顶针6穿过弹性高分子层3和台面纸2的通孔露出。
带硅电池片顶针优选为3个，其它数目也可以，根据实际制作过程而定，丝网印刷机采用机械手进行电池片装载、卸载；印刷过程中采用传送带传输带硅电池片5，整个过程为程序全自动控制。
采用本实施例方法制备获得的带硅太阳电池，带硅太阳电池丝网印刷成功率可达到95%以上。
实施例3
现有工艺中带硅太阳电池的制造流程通常含以下工序：酸清洗、制绒→磷扩散→湿法去背结、刻边→PECVD方法制作SiNx减反射层→丝网印刷制作背电极→烘干→丝网印刷制作背电场→烘干→丝网印刷制作正电极→高温烧结形成金属接触→测试分选。
如图5所示，其中在丝网印刷制作背电极、丝网印刷制作背电场以及丝网印刷制作正电极过程中，丝网印刷是在含有弹性高分子层的丝网印刷机台面上进行的，其中弹性高分子层3铺设于丝网印刷机的台面4上。
其中弹性高分子层的材质为热塑性聚氨酯弹性体TPU，将弹性高分子层覆盖在丝网印刷机的台面上，以缓冲丝印过程中刮刀对电池片的压力，从而减少带硅电池片的碎片率。
为了使带硅电池片在丝网印刷机台面上受到真空吸附从而被固定在台面上，在丝网印刷机的台面上分布有真空吸附孔1，弹性高分子层也分布有真空吸附孔1，弹性高分子层3上的真空吸附孔与丝网印刷机台面4上的真空吸附孔相对应。
在弹性高分子层3上还铺设有透气性的台面纸2，台面纸2覆盖在弹性高分子层3上，可以是具有透气性的黑色台面纸，用以提高电池片与台面之间的颜色对比度，便于丝网印刷机进行自动校准对位。
丝网印刷机的台面4为金属台面，最好为铝合金台面，上面分布有真空吸附孔1，电池片在台面上受到真空吸附从而被固定在台面上；在丝网印刷机的台面4上设有数个电池片顶针6，弹性高分子层3和台面纸2与电池片顶针6的对应处开设有通孔7（图中未显示），电池片顶针6穿过弹性高分子层3和台面纸2的通孔露出。
带硅电池片顶针优选为3个，其它数目也可以，根据实际制作过程而定，丝网印刷机采用机械手进行电池片装载、卸载；印刷过程中采用传送带传输带硅电池片5，整个过程为程序全自动控制。
采用本实施例方法制备获得的带硅太阳电池，带硅太阳电池丝网印刷成功率可达到95%以上。
 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，所述的丝网印刷工序包括丝网印刷制作背电极、丝网印刷制作背电场和丝网印刷制作正电极，其特征是：所述的丝网印刷工序是在含有弹性高分子层的丝网印刷机台面上进行的，其中弹性高分子层铺设于丝网印刷机的金属台面上。
2.根据权利要求1所述的带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，其特征是：所述的弹性高分子层的材质为高弹性乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA、硅橡胶或热塑性聚氨酯弹性体TPU。
3.根据权利要求1或2所述的带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，其特征是：所述的丝网印刷机的台面上分布有真空吸附孔，所述的弹性高分子层也分布有真空吸附孔，弹性高分子层上的真空吸附孔与丝网印刷机台面上的真空吸附孔相对应。
4.根据权利要求3所述的带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，其特征是：所述的弹性高分子层上还铺设有透气性的台面纸。
5.根据权利要求4所述的带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，其特征是：所述的台面纸为黑色台面纸。
6.根据权利要求5所述的带硅太阳电池制备过程中丝网印刷工序的改进方法，其特征是：所述的丝网印刷机的台面上设有数个电池片顶针，所述的弹性高分子层和台面纸与电池片顶针的对应处开设有通孔，电池片顶针穿过弹性高分子层和台面纸的通孔露出。
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JPH04199895A (ja) * 1990-11-29 1992-07-21 Ibiden Co Ltd ハンダ印刷装置におけるプリント基板支持装置
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