CN103646987A - 一种硅太阳能电池的正面电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅太阳能电池的正面电极及其制备方法，该正面电极包括印刷于P型硅基体的正表面上的银电极，经金属化处理后的银电极上印刷有铜电极，铜电极在金属化处理后在P型硅基体的正表面上形成铜银合金的正面电极;该制备方法采用丝网印刷工艺在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背电极工艺处理后的P型硅基体的正表面上印刷上银电极，然后采用丝网印刷工艺在金属化处理后的银电极表面上印刷上铜电极，再对铜电极进行金属化处理，形成铜银合金的正面电极，优点是用铜电极代替了正面电极上的部分银电极，降低了硅太阳电池的正面电极的银电极用量，从而降低了硅太阳电池的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池及其制备工艺，尤其是涉及一种硅太阳能电池的正面电极及其制备方法。
背景技术
随着十二五规划的印发出台，太阳能光伏产品的应用领域将被有效地拓宽，在未来的3-5年内，除了大型并网光伏电站外，与建筑相结合的光伏发电系统、小型光伏系统和离网光伏系统等也将成为国内光伏发电市场需求增长的新兴动力，整个太阳能光伏行业的发展依旧会围绕着如何有效降低光伏系统的成本进行，有效地促进太阳能电池及光伏系统成本持续下降并实现实质意义上的“平价上网”，仍将是太阳能光伏产业发展的核心要素和产业主题;另一方面，硅料、组件以及相关配套部件等均将面临快速降价的市场压力，这就要求太阳能光伏发电系统不断向高效率、低成本的方向发展。但是，目前的硅太阳能电池所用的银电极的成本占了整个硅太阳能电池制造成本的15%，而银电极的成本比较高，这就使硅太阳能电池的成本较高，导致硅太阳能电池无法大力推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低的硅太阳能电池的正面电极及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种硅太阳能电池的正面电极，该硅太阳能电池包括P型硅基体，该正面电极包括印刷于所述的P型硅基体的正表面上的银电极，其特征在于:在经金属化处理后的所述的银电极上印刷有铜电极，所述的铜电极在金属化处理后在所述的P型硅基体的正表面上形成铜银合金的正面电极。
所述的银电极的宽度为to一80微英寸，所述的银电极的厚度为5一20微英寸，所述的银电极在链式烧结炉内进行金属化处理，并在金属化处理过程中通入压缩空气。
所述的铜电极的宽度为5一75微英寸，所述的铜电极的厚度为5一20微英寸，所述的铜电极在链式烧结炉内进行金属化处理，并在金属化处理过程中通入氢气。
一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
①在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的P型硅基体的正表面上印刷上银电极;
②对印刷于P型硅基体的正表面上的银电极进行金属化处理;
③在金属化处理后的银电极的表面上印刷上铜电极，形成电极叠层;
④对铜电极进行金属化处理，形成铜银合金的正面电极。
所述的银电极的宽度为to一80微英寸，所述的银电极的厚度为5一20微英寸。
所述的步骤①中的银电极的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为2一6公斤，丝网线宽为10一80微英寸，丝网膜厚度为5一20微英寸。
所述的步骤②中对印刷于P型硅基体的正表面上的银申极的全属化处理过程在链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为190一210英寸/分钟，烧结温度为850一900℃，压缩空气的量程为29一35%。
所述的铜电极的宽度为5一75微英寸，所述的铜电极的厚度为5一20微英寸。
所述的步骤①中的铜电极的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为2一6公斤，丝网线宽为5一75微英寸，丝网膜厚度为5一20微英寸。
所述的步骤④中对铜电极进行金属化处理的过程在链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为230一260英寸/分钟，烧结温度为950一990℃ ,氢气的量程为22一28%。
与现有技术相比，本发明的优点在于:采用丝网印刷工艺在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的P型硅基体的正表面上印刷上银电极，然后采用丝网印刷工艺在金属化处理后的银电极表面上印刷上铜电极，再对铜电极进行金属化处理，形成铜银合金的正面电极，利用铜电极代替硅太阳能电池的正面电极上的部分银电极，有效地降低硅太阳能电池的正面电极的制造成本，从而降低硅太阳能电池的制造成本。
附图说明
图1为本发明的硅太阳能电池的正面电极的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1:
本实施例提出了一种硅太阳能电池的正面电极，如图1，包括P型硅基1，在P型硅基体1的正表面上印刷有一层宽度为10一80微英寸、厚度为5一20微英寸的银电极2，在经金属化处理后的银电极2上印刷有一层宽度为5一75微英寸、厚度为5一20微英寸的铜电极3，该铜电极3经金属化处理后和经金属化处理后的银电极2形成铜银合金的正面电极。
本实施例中，银电极2的金属化处理在链式烧结炉内进行，在此处理过程中需要向链式烧结炉通入压缩空气，铜电极3的金属化处理也在链式烧结炉内进行，在此处理过程中需要向链式烧结炉通入氢气。
在具体实施过程中，印刷在P型硅基体1的正表面上的银电极2的宽度为50微英寸、厚度为15微英寸，印刷在金属化处理后的银电极2上的铜电极3的宽度为40微英寸、厚度为15微英寸。
实施例2:
本实施例提出了一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其具体过程为:
①在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的P型硅基体1的正表面上印刷上一层宽度为10微英寸、厚度为5微英寸的银电极2，该银电极2的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为2公斤，丝网线宽为10微英寸，丝网膜厚度为
5微英寸。
②对上述的银电极2和印刷于P型硅基体1的背表面上的背面电极进行金属化处理，该金属化处理在常规的链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为190英寸/分钟，烧结温度为8500C，压缩空气的量程为2900。
③在金属化处理后的银电极2表面上印刷上一层宽度为5微英寸、厚度为5微英寸的铜电极3，形成电极叠层，该铜电极3的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为2公斤，丝网线宽为5微英寸，丝网膜厚度为5微英寸。
在具体实施过程中，印刷到银电极2上的铜电极3的宽度小于银电极2的宽度。
④对铜电极3进行金属化处理，形成铜银合金的正面电极，该金属化处理在链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为230英寸/分钟，烧结温度为9500C,氢气的量程为22%。
实施例3:
本实施例提出了一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其具体过程为:
①在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的P型硅基体1的正表面上印刷上一层宽度为80微英寸、厚度为20微英寸的银电极2，该银电极2的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为6公斤，丝网线宽为80微英寸，丝网膜厚度为20微英寸。
②对上述的银电极2和印刷于P型硅基体1的背表面上的背面电极进行金属化处理，该金属化处理在常规的链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为210英寸/分钟，烧结温度为900℃，压缩空气的量程为35%。
③在金属化处理后的银电极2表面上印刷上一层宽度为75微英寸、厚度为20微英寸的铜电极3，形成电极叠层，该铜电极3的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为6公斤，丝网线宽为75微英寸，丝网膜厚度为20微英寸。
在具体实施过程中，印刷到银电极2上的铜电极3的宽度小于银电极2的宽度。
④对上述铜电极3进行金属化处理，形成铜银合金的正面电极，该金属化处理在链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为260英寸/分钟，烧结温度为990℃ ,氢气的量程为28%。
实施例4:
本实施例提出了一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其具体过程为:
①在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的P型硅基体1的正表面上印刷上一层宽度为50微英寸、厚度为15微英寸的银电极2，该银电极2的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为4公斤，丝网线宽为50微英寸，丝网膜厚度为15微英寸。
②对上述银电极2和印刷于P型硅基体1的背表面上的背面电极进行金属化处
理，该金属化处理在常规的链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为200英寸/分钟，烧结温度为860℃，压缩空气的量程为32%。
③在金属化处理后的银电极表面上印刷上一层宽度为40微英寸、厚度为15微英寸的铜电极3，形成电极叠层，该铜电极3的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为4公斤，丝网线宽为40微英寸，丝网膜厚度为15微英寸。
在具体实施过程中，印刷到银电极2上的铜电极3的宽度小于银电极2的宽度。
④对铜电极3进行金属化处理，形成铜银合金的正面电极，该金属化处理在链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为250英寸/分钟，烧结温度为970℃ ,氢气的量程为25%。
Claims (10)
1.一种硅太阳能电池的正面电极，该硅太阳能电池包括P型硅基体，该正面电极包括印刷于所述的P型硅基体的正表面上的银电极，其特征在于:在经金属化处理后的所述的银电极上印刷有铜电极，所述的铜电极在金属化处理后在所述的P型硅基体的正表面上形成铜银合金的正面电极。
2.根据权利要求1所述的一种硅太阳能电池的正面电极，其特征在于:所述的银电极的宽度为10一80微英寸，所述的银电极的厚度为5一20微英寸，所述的银电极在链式烧结炉内进行金属化处理，并在金属化处理过程中通入压缩空气。
3.根据权利要求1或2所述的一种硅太阳能电池的正面电极，其特征在于:所述的铜电极的宽度为5一75微英寸，所述的铜电极的厚度为5一20微英寸，所述的铜电极在链式烧结炉内进行金属化处理，并在金属化处理过程中通入氢气。
4.一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
①在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的P型硅基体的正表面上印刷上银电极;
②对印刷于P型硅基体的正表面上的银电极进行金属化处理;
③在金属化处理后的银电极的表面上印刷上铜电极，形成电极叠层;
④对铜电极进行金属化处理，形成铜银合金的正面电极。
5.根据权利要求4所述的一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于:所述的银电极的宽度为10一80微英寸，所述的银电极的厚度为5一20微英寸。
6.根据权利要求4或5所述的一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于:所述的步骤①中的银电极的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为2一6公斤，丝网线宽为10一80微英寸，丝网膜厚度为5一20微英寸。
7.根据权利要求6所述的一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于:所述的步骤②中对印刷于P型硅基体的正表面上的银电极的金属化处理过程在链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为190一210英寸/分钟，烧结温度为850一900℃，压缩空气的量程为29一35%。
8.根据权利要求7所述的一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于:所述的铜电极的宽度为5一75微英寸，所述的铜电极的厚度为5一20微英寸。
9.根据权利要求8所述的一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于:所述的步骤①中的铜电极的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为:印刷压力为2一6公斤，丝网线宽为5一75微英寸，丝网膜厚度为5一20微英寸。
10.根据权利要求9所述的一种硅太阳能电池的正面电极的制备方法，其特征在于:所述的步骤④中对铜电极进行金属化处理的过程在链式烧结炉内进行，其工艺条件为:带速为230一260英寸/分钟，烧结温度为950一990℃ ,氢气的量程为22一28%。
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