CN102555521B - 一种太阳能电池正面银浆用打印喷头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，包括进料口、电磁阀、浆料池、加热装置等，浆料池的上部连接有进料口、加压装置，浆料池的下部与堵头对接，堵头与浆料池的对接为活动连接，堵头上开有泄露孔，堵头的另一面连接有喷嘴，在喷嘴上分布有喷嘴头；堵头上设置有泄露孔，堵头可在堵头控制单元作用下进行上下运动，并通过上下运动实现银浆在喷嘴内的通过和阻隔，从而实现太阳能电池正面银浆的打印。本发明的打印喷头结构简单，可以实现高黏度银浆在太阳能电池表面的打印，有效减小太阳能电池正面电极的栅极线宽并提高栅电极的高宽比，从而大幅度提高太阳能电池的光电转换效率并节省电极材料，具有重要的工业应用价值。

Description

一种太阳能电池正面银浆用打印喷头

技术领域

本发明涉及一种喷头，具体是指一种太阳能电池正面银浆用打印喷头。

技术背景

节能和环保是当今世界发展的两大主题。太阳能作为人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用中，大阳能光电利用是近几年来发展最快，也是最具活力的研究领域，研制和开发太阳能电池已经成为当前开发利用新能源的重点方向之一。

晶体硅太阳能电池光电转换效率高，技术也较为成熟，是目前主要的太阳能电池；其生产的关键步骤是在硅片上的正面和背面制作非常精细的电路，将光生电子导出电池。晶体硅太阳能电池正面电极的制备方法有电镀、溅射和丝网印刷等技术。其中电镀法制备的电极质量高，但其成本过高，且制备过程复杂、周期长，另外在电镀过程中可能会使用一些有毒有害物质，存在一定的安全和健康隐患。溅射方法制备的电极质量也较高，但与电镀方法同样存在的缺点是制备成本较高，且制备速度慢。相对于电镀和溅射方法，丝网印刷技术具有设备简单、操作方便、成本低廉、安全无毒、易于形成电极，以及能够得到良好的金属和半导体的欧姆接触，并且表面状态良好的优点。因此，丝网印刷技术已成为目前太阳能电池电极制备的主流方法。

目前采用丝网印刷技术制备获得太阳能电池正面电极的细栅电极高度一般在10-30μm、宽度在60-180μm之间。上述栅线存在以下缺陷：(1)较宽的电极栅线导致较大的电极遮光面积；(2)较低的金属电极高宽比导致较大的电极电阻损耗。上述缺陷的存在会导致太阳能电池的电流收集效率降低并致使光电转换效率出现下降。因此，要获得具有高光电转换效率的太阳能电池，就必须减小栅极线宽和提高栅电极的高宽比。传统的丝网印刷工艺通过增加栅线条数的网版设计来进行电极印刷以降低串联电阻，但增加了栅线的条数后需要将栅线的宽度相应减小才不会产生较大的电极遮光面积；然而要将栅线宽度进一步变小，同时还要保证栅电极的高度，传统的丝网印刷工艺很难达到。在传统丝网印刷工艺基础上，一些研究者公开了中国专利CN 101447531A(公开日20090603)与中国专利CN 101807627A(公开日20100818)，通过在丝网印刷过程中引入电镀和溅射等工艺，能制备获得较细和较大高宽比的栅线，但由于引入了电镀和溅射等工艺，其生产成本也大幅度提升。还有一些研究者公开了中国专利CN 201868440U(公开日20110615)，通过设置细栅线在宽度上40-90μm的渐变结构，来实现减小遮光面积和降低串联电阻，从而提高太阳能电池的光电转换效率，但由于仍然没有改变栅极的制备方法，其作用有限。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出了一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，利用该喷头可以实现高黏度银浆在太阳能电池表面的打印，有效减小太阳能电池正面电极的栅极线宽并提高栅电极的高宽比，从而大幅度提高太阳能电池的光电转换效率并节省电极材料。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，其特征在于浆料池的上部连接有进料口、加压装置，浆料池的下部与堵头对接，堵头与浆料池的对接为活动连接，堵头上开有泄露孔，堵头的另一面连接有喷嘴，在喷嘴上分布有喷嘴头。

作为优选，上述一种太阳能电池正面银浆用打印喷头中的浆料池上连接有加热装置、放气阀，以及液位监测系统。本发明中，所说的加热装置由发热体和测温元件构成，其作用是对浆料池内的银浆进行加热并提高其流动性，加热温度从室温至150℃之间可以任意设定并恒温。

作为优选，上述一种太阳能电池正面银浆用打印喷头中的堵头上连接堵头控制单元，堵头与喷嘴连接的一面有与喷嘴头配套的堵头尖。本发明中所说的堵头上设置有泄露孔，通过该泄露孔可以使加热后的银浆从浆料池进入喷嘴；所说的堵头控制单元的作用是控制堵头进行上下运动，从而实现银浆在喷嘴头内的通过和阻隔；在堵头与喷嘴连接的一面，两者间会存在一定的间隙，这个间隙可以使银浆在其间流动；而堵头尖与喷嘴头配套是指当两者紧密接触时，则两者间形成隔断，银浆不会从其间流出；而当两者相对松开时，则两者间会出现一定的缝隙，银浆液便从中流动，起到关闭、开启的功效。

作为优选，上述一种太阳能电池正面银浆用打印喷头中的堵头在堵头控制单元的作用下进行上下运动，当堵头往下运动后，则堵头尖与喷嘴头闭合；当堵头往上运动，则堵头尖与喷嘴头之间脱离。

作为优选，上述一种太阳能电池正面银浆用打印喷头中的进料口上安装有电磁阀。

作为优选，上述一种太阳能电池正面银浆用打印喷头中的喷嘴头为圆形、正方形、长方形，均匀分布于喷嘴上、或呈线性排列。

本发明的工作原理是：银浆在一定压力下经过进料口进入打印喷头，在电磁阀与放气阀常开下给打印喷头内的银浆施加压力并让其流入浆料池；进入浆料池的银浆在加热装置的作用下受热后具有极佳的流动性；在液位监测系统的监测下，银浆上升到一定高度后将使放气阀关闭，从而维持浆料池内的银浆保持在某一水平；在电磁阀与放气阀关闭下，通过加压装置给浆料池内的银浆施加一定的压力，使得银浆经过堵头的泄露孔进入到堵头与喷嘴之间的间隙；在堵头控制单元的作用下，堵头相对于喷嘴进行上下运动；当堵头向上运动时，银浆在加压装置的作用下将通过喷嘴的喷嘴头进行打印；当堵头向下运动时，堵头尖紧密闭合喷嘴头，从而阻止银浆通过喷嘴头。在加压装置的作用下，利用堵头在堵头控制单元作用下的上下运动，实现对太阳能电池正面银浆的间歇式打印。

有益效果：通过在打印喷头内对银浆进行加热，使高黏度银浆具有较佳的流动性，从而实现可控打印；通过减少喷嘴头宽度方向的尺寸，可以获得宽度20-80μm、高度20-50μm的太阳能电池正面电极栅线，从而显著降低栅极线宽并提高栅电极的高宽比；通过对喷嘴头进行线性阵列设计，可以显著提高高质量太阳能电池正面电极的制备效率、降低生产成本。

附图说明

图1本发明的结构示意图

图2本发明中边长为20-80μm的正方形喷嘴头示意图

图3本发明中长20-21000μm、宽20-80μm的长方形喷嘴头示意图

图4本发明中在喷嘴上线性整列的喷嘴头示意图

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施作具体说明：

实施例1

根据图1所示的结构，制备一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，该喷头由进料口1、电磁阀2、浆料池3、加热装置4、放气阀5、加压装置6、液位监测系统7、堵头控制单元8、堵头9以及喷嘴12构成；其中浆料池3的上部连接有进料口1、加压装置6，浆料池3的下部与堵头9对接，堵头9与浆料池3的对接为活动连接；堵头9上开有泄露孔10，通过该泄露孔可以使加热后的银浆从浆料池3进入喷嘴12；堵头9的另一面连接有喷嘴12，在喷嘴12上分布有长方形喷嘴头13；浆料池3上连接有加热装置4、放气阀5，以及液位监测系统7；进料口1上安装有电磁阀2；堵头9上连接堵头控制单元8，堵头控制单元8控制堵头9进行上下运动，从而实现银浆在喷嘴头13内的通过和阻隔；堵头9与喷嘴12连接的一面有与喷嘴头13配套的堵头尖11。

本实施例中加热装置4由发热体和测温元件构成，其作用是对浆料池3内的银浆进行加热并提高其流动性，加热温度从室温至150℃之间可以任意设定并恒温。

本发明中先将高黏度银浆在一定压力下经过进料口1进入打印喷头内，在电磁阀2与放气阀5常开下给打印喷头内的银浆施加压力并让其流入浆料池3；进入浆料池3的银浆在加热装置4的作用下受热后具有极佳的流动性；在液位监测系统7的监测下，银浆上升到一定高度后将使放气阀5关闭，从而维持浆料池3内的银浆保持在某一水平；在电磁阀2与放气阀5关闭下，通过加压装置6给浆料池3内的银浆施加一定的压力，使得银浆经过堵头9的泄露孔10进入到堵头9与喷嘴12之间的间隙；在堵头控制单元8的作用下，堵头9相对于喷嘴12进行上下运动；当堵头9向上运动时，银浆在加压装置6的作用下将通过喷嘴12的喷嘴头13进行打印；当堵头9向下运动时，堵头尖11紧密闭合喷嘴头13，从而阻止银浆通过喷嘴头13。在加压装置6的作用下，利用堵头9在堵头控制单元8作用下的上下运动，实现对太阳能电池正面银浆的间歇式打印。

实施例2

与实施例1相似的结构，其中的喷嘴头13按附图2所示结构制作本发明中的打印喷头，并按实施例1所进行的操作过程，实施打印后具有相同的良好效果。

实施例3

与实施例1相似的结构，其中的喷嘴头13按附图3所示结构的长方形制作本发明中的打印喷头，并按实施例1所进行的操作过程，实施打印后具有相同的良好效果。

实施例4

与实施例1相似的结构，其中的喷嘴头13按附图4所示结构的规则排列制作本发明中的打印喷头，并按实施例1所进行的操作过程，实施打印后具有相同的良好效果。

Claims (5)

1.一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，其特征在于浆料池（3）的上部连接有进料口（1）、加压装置（6），浆料池（3）的下部与堵头（9）对接，堵头（9）与浆料池的对接为活动连接，堵头（9）上开有泄露孔（10），堵头（9）的另一面连接有喷嘴（12），在喷嘴（12）上分布有喷嘴头（13）；

堵头（9）上连接堵头控制单元（8），堵头（9）与喷嘴（12）连接的一面有与喷嘴头（13）配套的堵头尖（11），堵头（9）在堵头控制单元（8）的作用下进行上下运动，当堵头（9）往下运动后，则堵头尖（11）与喷嘴头（13）闭合；当堵头（9）往上运动，则堵头尖（11）与喷嘴头（13）之间脱离。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，其特征在于浆料池（3）上连接有加热装置（4）、放气阀（5），以及液位监测系统（7）。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，其特征在于加热装置（4）由发热体和测温元件构成。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，其特征在于进料口（1）上安装有电磁阀（2）。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池正面银浆用打印喷头，其特征在于喷嘴头（13）为圆形、正方形、或长方形，均匀分布于喷嘴（12）上、或呈线性排列。