CN102729666A - 一种改进的晶体硅太阳电池二次印刷方法 - Google Patents

一种改进的晶体硅太阳电池二次印刷方法 Download PDF

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Abstract

本发明所述的一种改进的晶体硅太阳电池二次印刷方法涉及一种专门适用于将红外辐射、光、较短波长的电磁辐射能转换为电能的方法。所述的晶体硅太阳电池二次印刷方法中二次丝网印刷硅片正面电极的浆料为焊锡膏。本发明可以加厚栅线，消除断栅，减小串联电阻，缩小遮光面积，增大短路电流，从而提高太阳电池转换效率，同时，用廉价的焊锡膏浆料替代了银浆料，既降低了设备要求，又减少了银浆料的用量，从而降低太阳电池生产成本。

Description

一种改进的晶体硅太阳电池二次印刷方法
【技术领域】
本发明涉及一种专门适用于将红外辐射、光、较短波长的电磁辐射能转换为电能的方法。
【背景技术】
晶体硅太阳电池是目前主流的太阳电池，丝网印刷是主流的电极生产工艺，其中二次印刷工艺是较为先进的生产技术，其生产过程依次是：丝网印刷背面(银铝浆)主栅、烘干；印刷铝背场(铝浆)、烘干；一次印刷正面电极(含玻璃料的银浆)、烘干；二次印刷正面电极(不含玻璃料的银浆)、烘干、烧结完成。其中二次印刷是在一次印刷的细栅线上重叠再一次细栅线，起到加厚栅线，消除断栅，减小串联电阻的作用，可以有效提高电池效率，但是，由于二次印刷要叠加在一次印刷的栅线上，而栅线宽度只有80微米左右，印刷的对位精度要求极高，因而相关二次印刷设备极贵，大大限制了该技术的推广应用。
随着太阳电池的不断降价，电池成本中银浆的比重越来越高，已经达到15％以上，成为降低成本的障碍，降低银浆的用量是一种有效的方法。
【发明内容】
本发明旨在提供能在低成本下获得高转换效率太阳能电池的一种改进的晶体硅太阳电池二次印刷方法。
本发明所述的方法中，用焊锡膏浆料替代了银浆料，一方面可减少银浆料的用量，另一方面，焊锡膏浆料在热熔过程中因表面张力的作用具有很好的自对准效应，即使印刷错位，只要焊锡膏浆料没有完全偏离银浆细栅，熔化的焊锡膏会自动对准细栅。如图1、2所示。图1、图2说明焊锡膏热熔形成的自对准效应，由于锡与硅片完全不侵润，锡与银完全侵润，熔化的焊锡膏在表面张力的作用下自动爬到银浆上，形成准半圆形截面的电极栅线。
自对准效应可以把二次印刷所要求的对位精度从5-10微米降低到50-80微米，因而可以大大降低设备的成本，同时由于二次对位精度要求降低，一次印刷的线宽可以进一步减小，进一步减少遮光面积，提高电池转换效率；减少银浆料的用量，降低电池成本。
因此本发明可以加厚栅线，消除断栅，减小串联电阻，缩小遮光面积，增大短路电流，从而提高太阳电池转换效率，同时，用廉价的焊锡膏浆料替代了银浆料，既降低了设备要求，又减少了银浆料的用量，从而降低太阳电池生产成本。
【附图说明】
图1为本发明所述硅片在热熔前的印刷效果示意图；
图2为本发明所述硅片在热熔后的印刷效果示意图；
图中，1、硅片；2、烧结后的银浆；3、热熔前的锡浆；4、热熔后的锡浆-焊锡。
【具体实施方式】
实施例一
步骤1：硅片在丝网印刷机的工作台上定位。
步骤2：用银-铝浆料在硅片背面上印刷主栅，然后在200-400℃下烘干。
步骤3：换网板和刮刀或整个印刷头，在硅片上印刷用铝浆料在硅片背面印刷铝背场，然后在200-400℃下烘干。
步骤4：硅片翻面定位后换网板及刮刀或整个印刷头，用含玻璃料的银浆料在硅片上一次丝网印刷正面电极，其中银浆料细栅为20微米。然后在200-400℃下烘干，接着在800-950℃下烧结。
步骤5：换网板和刮刀或整个印刷头，用焊锡膏浆料在硅片上二次丝网印刷正面电极，其中焊锡膏浆料细栅为35微米。
步骤6：将硅片放入热熔炉中进行热风热熔，热熔温度为150-350℃。
实施例二
步骤1：硅片在丝网印刷机的工作台上定位。
步骤2：用银-铝浆料在硅片背面上印刷主栅，然后在200-400℃下烘干。
步骤3：换网板和刮刀或整个印刷头，在硅片上印刷用铝浆料在硅片背面印刷铝背场，然后在200-400℃下烘干。
步骤4：硅片翻面定位后换网板及刮刀或整个印刷头，用含玻璃料的银浆料在硅片上一次丝网印刷正面电极，其中银浆料细栅为20微米。然后在200-400℃下烘干，接着在800-950℃下烧结。
步骤5：换网板和刮刀或整个印刷头，用焊锡膏浆料在硅片上二次丝网印刷正面电极，其中焊锡膏浆料细栅为70微米。
步骤6：将硅片放入热熔炉中进行热风热熔，热熔温度为150-350℃。
实施例三
步骤1：硅片在丝网印刷机的工作台上定位。
步骤2：用银-铝浆料在硅片背面上印刷主栅，然后在200-400℃下烘干。
步骤3：换网板和刮刀或整个印刷头，在硅片上印刷用铝浆料在硅片背面印刷铝背场，然后在200-400℃下烘干。
步骤4：硅片翻面定位后换网板及刮刀或整个印刷头，用含玻璃料的银浆料在硅片上一次丝网印刷正面电极，其中银浆料细栅为80微米。然后在200-400℃下烘干，接着在800-950℃下烧结。
步骤5：换网板和刮刀或整个印刷头，用焊锡膏浆料在硅片上二次丝网印刷正面电极，其中焊锡膏浆料细栅为120微米。
步骤6：将硅片放入热熔炉中进行热风热熔，热熔温度为150-350℃。
实施例四
步骤1：硅片在丝网印刷机的工作台上定位。
步骤2：用银-铝浆料在硅片背面上印刷主栅，然后在200-400℃下烘干。
步骤3：换网板和刮刀或整个印刷头，在硅片上印刷用铝浆料在硅片背面印刷铝背场，然后在200-400℃下烘干。
步骤4：硅片翻面定位后换网板及刮刀或整个印刷头，用含玻璃料的银浆料在硅片上一次丝网印刷正面电极，其中银浆料细栅为80微米。然后在200-400℃下烘干，接着在800-950℃下烧结。
步骤5：换网板和刮刀或整个印刷头，用焊锡膏浆料在硅片上二次丝网印刷正面电极，其中焊锡膏浆料细栅为85微米。
步骤6：将硅片放入热熔炉中进行红外热熔，热熔温度为150-350℃。
实施例五
一、使用本发明所述的方法制备太阳能电池
步骤1：硅片在丝网印刷机的工作台上定位。
步骤2：用银-铝浆料在硅片背面上印刷主栅，然后在200-400℃下烘干。
步骤3：换网板和刮刀或整个印刷头，在硅片上印刷用铝浆料在硅片背面印刷铝背场，然后在200-400℃下烘干。
步骤4：硅片翻面定位后换网板及刮刀或整个印刷头，用含玻璃料的银浆料在硅片上一次丝网印刷正面电极，其中银浆料细栅为60微米。然后在200-400℃下烘干，接着在800-950℃下烧结。
步骤5：换网板和刮刀或整个印刷头，用焊锡膏浆料在硅片上二次丝网印刷正面电极，其中焊锡膏浆料细栅为100微米。
步骤6：将硅片放入热熔炉中进行红外热熔，热熔温度为150-350℃。
获得的产品为产品A。
二、使用现有技术中的方法制备太阳能电池
步骤1：硅片在丝网印刷机的工作台上定位。
步骤2：用银-铝浆料在硅片背面上印刷主栅，然后在200-400℃下烘干。
步骤3：换网板和刮刀或整个印刷头，在硅片上印刷用铝浆料在硅片背面印刷铝背场，然后在200-400℃下烘干。
步骤4：硅片翻面定位后换网板及刮刀或整个印刷头，用含玻璃料的银浆料在硅片上一次丝网印刷正面电极，其中银浆料细栅为80微米。然后在200-400℃下烘干。
步骤5：换网板和刮刀或整个印刷头，用不含玻璃料的银浆料在硅片上二次丝网印刷正面电极，其中焊锡膏浆料细栅为70微米。接着在800-950℃下烧结。
步骤6：将硅片放入热熔炉中进行热风热熔，热熔温度为150-350℃。
获得的产品为产品B。
经过测试，发现与产品B相比，产品A的短路电流平均提高1.5％，电池转换效率平均提高提高2％，其中细栅银浆质量用量平均减少60％以上。

Claims (5)

1.一种改进的晶体硅太阳电池二次印刷方法，其特征在于二次丝网印刷硅片正面电极的浆料为焊锡膏。
2.如权利要求1所述的晶体硅太阳电池二次印刷方法，其特征在于一次丝网印刷硅片正面电极时细栅宽度为20-80微米。
3.如权利要求1或2所述的晶体硅太阳电池二次印刷方法，其特征在于二次丝网印刷硅片正面电极时细栅宽度比一次丝网印刷硅片正面电极时细栅宽度大5-50微米。
4.如权利要求1所述的晶体硅太阳电池二次印刷方法，其特征在于依次包括以下步骤：
(1)丝网印刷硅片背面主栅，烘干；
(2)丝网印刷硅片背面铝背场，烘干；
(3)翻面
(4)一次丝网印刷正面电极，烘干并烧结；
(5)二次丝网印刷正面电极；
(6)热熔。
5.如权利要求4所述的晶体硅太阳电池二次印刷方法，其特征在于所述的热熔是红外热熔或者热风热熔。
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