CN102825933B - 太阳能电池片的丝网印刷方法、太阳能电池片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池片的丝网印刷方法、太阳能电池片及其制备方法。该丝网印刷方法包括以下步骤：S1、设置硅片；S2、在用以印刷背电极的第一丝网网版上设置定位孔；并利用具有定位孔的第一丝网网版在硅片的背面印刷背电极，得到具有背电极与定位标志的硅片，定位标志与定位孔相对应；以及S3、根据定位标志的位置，调整用于印刷背电场的第二丝网网版相应于表面具有背电极的硅片的位置，并利用第二丝网网版在硅片上具有背电极的一面印刷背电场。在第一丝网网版上设置定位孔进而在印刷背电极的同时印刷上定位标志，然后利再印刷背电场。该方法可以实时精确定位背电极的印刷位置，同时保证了印刷后的背电场与背电极接触良好。

Description

太阳能电池片的丝网印刷方法、太阳能电池片及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种太阳能电池片的丝网印刷方法、太阳能电池片及其制备方法。
背景技术
太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光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，太阳能电池是一种具有广阔发展前途的能源。
太阳能电池片的制作工艺一般有以下几个步骤：化学清洗及表面织构化处理、扩散制结、周边刻蚀、沉积减反射膜、丝网印刷、烧结。太阳能电池片在将光能转换成电能的过程中，其内部产生的光生载流子需要通过外部印刷的电极收集并引出来，然后与外部电路连接，从而将电流输出来。丝网印刷就是把背电极银浆、背电场铝浆、正电极银浆按照一定的图形样式使用不锈钢网版分别印刷到硅片的正反表面，其中正电极的作用是在光照下收集电流，背电极的作用是与正电极形成回路，有利于电流的收集。在丝网印刷过程中，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)透过丝网印刷至置于网版下面的基板(硅片)上，丝网印刷是一种比较成熟的技术。
电池背面需要分别印刷背电极和背电场，这两次印刷过程中需要进行套印：即背电场的印刷需要和背电极的印刷有一个小的重叠部分，一般为背电极的四周侧与背电场有一定面积的接触，以使背电极和背电场具有良好的结合。背电极一般采用银浆料进行印刷，可以提高焊接性；而背电场一般采用铝浆料进行印刷。在制作过程中先印刷好银电极，然后再大面积地印刷铝背场，二者需要有一部分重叠以便具有良好的接触，最后通过高温烧结在一起。随着银浆料价格的提高，为了节约成本一般将银电极做的越来越窄，银电极和背电场重叠的部分也是越来越小。因此要使背电场和背电极具有良好的结合，必须在位置上要求严格，要保证背电场和背电极的四周重叠部分一致，才能具有最好的结合。
但是目前在大规模生产中，背电极和背电场的结合基本上靠操作人员根据经验调节设备进行位置调整，如果设备发生微小的偏移却无法及时地发现，加上手动校准无法做到精确定位。常用的背电极如银电极只是两个位置靠近电池片中部的窄条，通过眼睛很难准确观察到其具体位置，在印刷完铝背场后，由于二者颜色比较接近，很难观察二者的重叠部分是否一致，即使背电极与背电场的结合不好也很难发现，使得最后烧结后测试的效果不是很好。而在后来的电池参数测试和组件连接过程中由于只是连接电极，这样会造成串联电阻过大影响电池成品的性能。
发明内容
本发明旨在提供一种太阳能电池片的丝网印刷方法、太阳能电池片及其制备方法，该丝网印刷方法能够在丝网印刷过程中对背电极和背电场的印刷位置进行精确定位。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池片的丝网印刷方法，包括以下步骤：S1、设置硅片；S2、在用以印刷背电极的第一丝网网版上设置定位孔；并利用具有定位孔的第一丝网网版在硅片的背面印刷背电极，得到具有背电极与定位标志的一次印刷硅片，定位标志与定位孔相对应；以及S3、根据定位标志的位置，调整用于印刷背电场的第二丝网网版相应于表面具有背电极的一次印刷硅片的位置，并利用第二丝网网版在一次印刷硅片上具有背电极的一面印刷背电场。
进一步地，步骤S2中设置在第一丝网网版上的定位孔为多个，且各定位孔沿第一丝网网版的边缘设置；定位标志为与定位孔相对应地多个。
进一步地，步骤S3中将第二丝网网版对应地设置在由各定位标志围成的区域内，利用第二丝网网版在一次印刷硅片上印刷背电场。
进一步地，定位标志为划线、图形、文字或图案。
进一步地，定位标志为设置在一次印刷硅片的对角上的两组定位标志或设置在一次印刷硅片的四个角上的四组定位标志。
进一步地，定位标志包括：第一定位标，平行于硅片中横向延伸的第一侧边设置；第二定位标，平行于硅片中纵向延伸的第二侧边设置；第一定位标和第二定位标相交或不相交。
进一步地，在步骤S2中还包括调整第一丝网网版与硅片相对位置的步骤，调整步骤包括：S21、利用第一丝网网版在硅片的背面印刷背电极，得到一次印刷硅片，根据一次印刷硅片上的定位标志与一次印刷硅片边缘的位置关系来判断一次印刷硅片上的背电极是否位于硅片的中间位置；S22、如果一次印刷硅片上的背电极未位于硅片的中间位置，则根据一次印刷硅片上的定位标志与硅片边缘的位置关系，调整第一丝网网版相对于下一个待印刷硅片的位置，并重复步骤S21至背电极位于硅片的中间位置为止。
进一步地，在步骤S3中还包括调整第二丝网网版与一次印刷硅片相对位置的步骤，调整步骤包括：S31、利用第二丝网网版在一次印刷硅片上具有背电极的一面印刷背电场，观察印刷在一次印刷硅片上的背电场的两侧边缘与印刷在一次印刷硅片两侧边缘上的定位标志之间的位置关系；S32、如果定位标志与背电场的边缘的距离不一致，则根据印刷在一次印刷硅片上的定位标志与背电场边缘的位置关系，调整第二丝网网版相对于下一个待印刷背电场的一次印刷硅片的位置，并重复步骤S31至定位标志与背电场的边缘的距离一致为止。
根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能电池片的制备方法，包括丝网印刷步骤，丝网印刷采用上述任一种的丝网印刷方法。
根据本发明的又一方面，提供了一种太阳能电池片，太阳能电池片由上述的方法制备而成。
应用本发明的技术方案，通过在第一丝网网版上设置定位孔进而在硅片上印刷背电极的同时印刷上定位标志，然后利用第二丝网网版再印刷背电场。设置定位标志使得在背电极的印刷过程中可以实时精确定位背电极的印刷位置，同时根据印刷后背电场与定位标志之间的位置关系来判断背电场与背电极的接触是否良好。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明典型实施例的印刷有背电极和定位标志的硅片的结构示意图；
图2示出了根据本发明典型实施例的印刷背电场后的硅片的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
银浆料的主要物质为银粉，通过将有机溶剂、玻璃粉等混合形成的一种粘稠混合物。铝浆料的主要物质为铝粉，通过将有机溶剂、玻璃粉等形成的一种粘稠混合物。
根据本发明的一种典型实施方式，如图1所示，太阳能电池片的丝网印刷方法，包括以下步骤：步骤S1、步骤S2以及步骤S3。其中步骤S1包括设置硅片10；步骤S2包括在用以印刷背电极20的第一丝网网版上设置定位孔；并利用具有定位孔的第一丝网网版在硅片10的背面印刷背电极20，得到具有背电极20与定位标志30的一次印刷硅片，定位标志30与定位孔相对应；步骤S3包括根据定位标志30的位置，调整用于印刷背电场40的第二丝网网版相应于表面具有背电极20的一次印刷硅片的位置，并利用第二丝网网版在一次印刷硅片上具有背电极20的一面印刷背电场40。
通过在第一丝网网版上设置定位孔进而在硅片10上印刷背电极20的同时印刷上定位标志30，然后利用第二丝网网版再印刷背电场40。设置定位标志30使得在背电极20的印刷过程中可以实时精确定位背电极20的印刷位置，同时根据印刷后背电场40与定位标志30之间的位置关系来判断背电场40与背电极20的接触是否良好。
如图2所示，在丝网印刷的过程中，步骤S2中设置在第一丝网网版上的定位孔为多个，且各定位孔沿第一丝网网版的边缘设置；定位标志30为与定位孔相对应地多个。靠近第一丝网网版的边缘设置定位孔使得印刷后形成的定位标志30也相应地印刷在一次印刷硅片的边缘上，有利于观察背电极20是否处于硅片10的中间位置。
优选地，在丝网印刷的步骤S3中将第二丝网网版对应地设置在由各定位标志30围成的区域内，利用第二丝网网版在一次印刷硅片上印刷背电场40。将第二丝网网版在由各定位标志30围成的区域内印刷背电场40，其目的是为了更好地判断背电极20与背电场40的接触是否良好。如果背电场40有部分印刷在定位标志30围成的区域外侧，说明印刷位置不准确，进而说明了背电极20与背电场40可能没有良好接触。
因为在太阳能电池中背电极20的主要作用是汇集电荷，在组件制作中用于把一组电池用焊带焊接在一起。一般背电极20选用纯银浆料印刷烧结后形成，可以提供良好的焊接和导电性。背电场40采用铝浆印刷烧结而成，主要作用为收集电荷，背电场40收集到的电荷最后都要汇集到背电极20上。因此背电极20和背电场40需要具有良好的接触才能保证有效地收集并汇集电荷。由于电池本身材料为半导体材料导电性差，如果出现背电极20和背电场40接触不好的情况，电荷不能通过背电池40汇集到背电极20上，会导致电池内阻增大进而影响电池的性能。
本发明选用的定位标志30为划线、图形、文字或图案。本发明优选但不局限于上述的定位标志30，只要能够在印刷背电极20后的一次印刷硅片上形成清晰的定位标志30即可。优选地，定位标志30为设置在一次印刷硅片的对角上的两组定位标志30或设置在一次印刷硅片的四个角上的四组定位标志30。进一步优选地，定位标志30包括第一定位标和第二定位标，其中第一定位标平行于硅片10中横向延伸的第一侧边设置；第二定位标平行于硅片10中纵向延伸的第二侧边设置；第一定位标和第二定位标相交或不相交。
图1和图2示出了一次印刷硅片的四角上带有不相交的第一定位标和第二定位标的情形。当用第一丝网网版在硅片10上印刷完背电极20后，如图1所示，在矩形的硅片10的四个角上同时也印刷上了与定位孔相对应的定位标志30，就相当于在一次印刷硅片的四角上形成四个第一定位标和四个第二定位标，即八条定位线。
根据本发明的一种典型实施方式，在步骤S2中还包括调整第一丝网网版与硅片10相对位置的步骤，调整步骤包括：S21、利用第一丝网网版在硅片10的背面印刷背电极20，得到一次印刷硅片，根据一次印刷硅片上的定位标志30与一次印刷硅片边缘的位置关系来判断一次印刷硅片上的背电极20是否位于硅片10的中间位置；S22、如果一次印刷硅片上的背电极20未位于硅片10的中间位置，则根据一次印刷硅片上的定位标志30与硅片10边缘的位置关系，调整第一丝网网版相对于下一个待印刷硅片10的位置，并重复步骤S21至背电极20位于硅片10的中间位置为止。
在硅片10上形成背电极20后，利用第二丝网网版在一次印刷硅片上具有背电极20的一面印刷背电场40。在步骤S3中还包括调整第二丝网网版与一次印刷硅片相对位置的步骤，调整步骤包括：S31、利用第二丝网网版在一次印刷硅片上具有背电极20的一面印刷背电场40，根据印刷在一次印刷硅片上的背电场40的边两侧缘与印刷在一次印刷硅片两侧边缘上的定位标志30之间的位置关系；S32、如果定位标志30与背电场40的边缘的距离不一致，则根据一次印刷硅片上的定位标志30与背电场40边缘的位置关系，调整第二丝网网版相对于下一个待印刷背电场40的一次印刷硅片的位置，并重复步骤S31至定位标志30与背电场40的边缘的距离一致为止。
如以八条定位线距离硅片10边缘的距离为1.5mm为例，印刷背电场40后，背电场40的边缘距离硅片10的边缘距离一般为1.6mm，这样背电场40与八条定位线的距离应为0.1mm。因为背电场40印刷后会有0.03mm左右的扩张，实际距离应该在0.07mm。只要保证背电场40的边缘距离八条定位线的距离一致，基本上就可以保证背电极20与背电场40的重叠部分一致，进而保证了背电极20与背电场40的良好接触。
根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能电池片的制备方法，包括丝网印刷步骤，其中丝网印刷采用上述任一种的丝网印刷方法。
根据本发明的又一方面，提供一种太阳能电池片，该太阳能电池片由上述的方法制备而成。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：应用本发明的技术方案，通过在第一丝网网版上设置定位孔进而在硅片上印刷背电极的同时印刷上定位标志，然后利用第二丝网网版再印刷背电场。设置定位标志使得在背电极的印刷过程中可以实时精确定位背电极的印刷位置，同时根据印刷后背电场与定位标志之间的位置关系来判断背电场与背电极的接触是否良好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种太阳能电池片的丝网印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置硅片(10)；
S2、在用以印刷背电极(20)的第一丝网网版上设置定位孔；并利用具有所述定位孔的所述第一丝网网版在所述硅片(10)的背面印刷背电极(20)，得到具有所述背电极(20)与定位标志(30)的一次印刷硅片，所述定位标志(30)与所述定位孔相对应；以及
S3、根据所述定位标志(30)的位置，调整用于印刷背电场(40)的第二丝网网版相应于表面具有背电极(20)的所述一次印刷硅片的位置，并利用所述第二丝网网版在所述一次印刷硅片上具有所述背电极(20)的一面印刷背电场(40)；
其中，所述步骤S2中设置在所述第一丝网网版上的所述定位孔为多个，且各所述定位孔沿所述第一丝网网版的边缘设置；所述定位标志(30)为与所述定位孔相对应地多个；
所述步骤S3中将所述第二丝网网版对应地设置在由各所述定位标志(30)围成的区域内，利用所述第二丝网网版在所述一次印刷硅片上印刷所述背电场(40)；
在所述步骤S3中还包括调整所述第二丝网网版与所述一次印刷硅片相对位置的步骤，所述调整步骤包括：
S31、利用所述第二丝网网版在所述一次印刷硅片上具有所述背电极(20)的一面印刷所述背电场(40)，观测印刷在所述一次印刷硅片上的所述背电场(40)的两侧边缘与印刷在所述一次印刷硅片两侧边缘上的所述定位标志(30)之间的位置关系；
S32、如果所述定位标志(30)与所述背电场(40)的边缘的距离不一致，则根据所述一次印刷硅片上的所述定位标志(30)与所述背电场(40)边缘的位置关系，调整所述第二丝网网版相对于下一个待印刷所述背电场(40)的所述一次印刷硅片的位置，并重复步骤S31至所述定位标志(30)与所述背电场(40)的边缘的距离一致为止。
2.根据权利要求1所述的丝网印刷方法，其特征在于，所述定位标志(30)为划线、图形、文字或图案。
3.根据权利要求2所述的丝网印刷方法，其特征在于，所述定位标志(30)为设置在所述一次印刷硅片的对角上的两组所述定位标志(30)或设置在所述一次印刷硅片的四个角上的四组所述定位标志(30)。
4.根据权利要求3所述的丝网印刷方法，其特征在于，所述定位标志(30)包括：
第一定位标，平行于所述硅片(10)中横向延伸的第一侧边设置；
第二定位标，平行于所述硅片(10)中纵向延伸的第二侧边设置；
所述第一定位标和所述第二定位标相交或不相交。
5.根据权利要求1所述的丝网印刷方法，其特征在于，在所述步骤S2中还包括调整所述第一丝网网版与所述硅片(10)相对位置的步骤，所述调整步骤包括：
S21、利用所述第一丝网网版在所述硅片(10)的背面印刷背电极(20)，得到一次印刷硅片，根据所述一次印刷硅片上的所述定位标志(30)与所述一次印刷硅片边缘的位置关系来判断所述一次印刷硅片上的所述背电极(20)是否位于所述硅片(10)的中间位置；
S22、如果所述一次印刷硅片上的所述背电极(20)未位于所述硅片(10)的中间位置，则根据所述一次印刷硅片上的所述定位标志(30)与所述硅片(10)边缘的位置关系，调整所述第一丝网网版相对于下一个待印刷硅片(10)的位置，并重复步骤S21至所述背电极(20)位于所述硅片(10)的中间位置为止。
6.一种太阳能电池片的制备方法，包括丝网印刷步骤，其特征在于，所述丝网印刷采用权利要求1至5中任一项所述的丝网印刷方法。
7.一种太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片由权利要求6所述的方法制备而成。
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