CN105762202B - 一种点线结合的太阳能电池正面电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种点线结合的太阳能电池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点状银电极，经金属化后的点状银电极上印制金属丝，金属丝通过透明导电胶与点状银电极连接；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、激光开膜和印刷背电极背场工艺处理后的P型硅基体的正表面上印刷上点状银电极，然后采用金属丝印制机在金属化处理后的银电极表面上印制金属丝电极，金属丝和银电极通过透明导电胶连接接在一起，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；另外铜电极有更高的高度，提升栅线高宽比，提高效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种点线结合的太阳能电池正面电极及其制备方法。
背景技术
传统的晶体硅太阳能电池正面电极绝大部分都是采用传统丝网印刷的方式来制作的，由于采用的浆料是昂贵银浆，使得太阳能电池的制造成本居高不下。另一方面，受限于网版制作精度，丝网印刷细栅线高宽比小，导致制作的正面电极有比较大的正面电极损耗，包括遮光损耗、电阻损耗、复合损耗等。二次叠印技术增加了细栅线的高度，但同时增加了银的成本。其他制作正面电极的方法虽然能够制作出相对较细的指栅线，但同时也大幅增加了工艺复杂度，所以并不是适合于大量工业化生产的低成本技术。为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”，太阳能光伏发电系统必须不断向高效率、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
本发明的目的是提供一种点线结合的太阳能电池正面电极及其制备方法，提供一种工艺简单、成本低、效率高的适用于工业化生产的太阳能电池正面电极的制作工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种点线结合的太阳能电池正面电极，其特征在于，包括等间距均匀分布在硅基体正面上的点状银电极、设置在点状银电极上的透明导电胶及通过透明导电胶连接点状银电极的金属丝。
所述的点状银电极按阵列排布在硅基体上，连接每行或列点状银电极的金属丝平行设置。
所述的硅基体上还设置有连接金属丝的边框银电极，所述的边框银电极沿硅基体的边缘设置，金属丝的两端均与边框银电极连接。
所述的透明导电胶形状为圆形、矩形或菱形；矩形透明导电胶的厚度为0.02～0.15mm、长度为0.05～10mm、宽度为0.02～0.5mm。
所述的点状银电极的形状为圆形、矩形或菱形；矩形银电极的长度为0.1～10mm、宽度为0.02～0.08mm、厚度为0.005～0.030mm。
所述的金属丝的直径为0.01～0.08mm，金属丝为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝，金属丝的横截面形状为矩形、梯形、三角形、圆形、椭圆形或菱形
一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，包括以下步骤：
①在经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极背场工艺处理后的硅基体表面丝网印刷一层点状银电极和边框银电极，丝网印刷工艺为：印刷压力为80-200N，速度100-300mm/s；
②对印刷完点状银电极和边框银电极的硅基体在链式烧结炉中进行金属化处理，金属化处理工艺为：带速为3000-8000mm/min，烧结温度为700-900℃；
③在金属化处理后的点状银电极表面上通过丝网印刷透明导电胶，丝网印刷工艺为：印刷压力为80-200N，速度100-300mm/s；
④在印刷透明导电胶后的点状银电极上通过铜线印制机印制金属丝，印制金属丝的同时通过铜线印制机将金属丝与点状银电极固化在一起，金属丝与边框银电极连接，固化温度80～300℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的电池正面电极是由点状银电极、透明导电胶及金属丝构成，金属丝和银电极通过透明导电胶连接接在一起，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；另外铜电极有更高的高度，提升栅线高宽比，提高效率。
进一步，边框银电极能够串联金属丝，间接连接点状银电极，能够有效的避免局部金属电极损坏导致整个电池不能工作的情况，
本发明的方法在经过制绒、扩散、后清洗、镀膜激光开膜和印刷背面电极背场工艺处理后的P型硅基体的正面印刷上等间距分布点状银电极，然后在金属化处理后的点状银电极表面上印刷透明导电胶点，再使用铜线印制机将金属丝和点状银电极通过低温固化工艺连接在一起，此方式有效地降低了硅太阳能电池的正面电极的制造成本，提高正面电极的高宽比，从而降低硅太阳能电池的制造成本，提高太阳能电池的转换效率。
附图说明
图1为本发明太阳能电极结构正面一条电极的示意图。
图2为本发明的硅太阳能电池的正面电极的结构示意图。
图中，1为点状银电极；2为透明导电胶；3为金属丝；4为边框银电极；5为硅基体。
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。
如图1所示，为太阳能电极结构正面一条电极结构，该正面电极包括印刷于P型硅基体的正面上的点状银电极1，经金属化后的点状银电极上印制金属丝3，金属丝通过透明导电胶2与点状银电极1连接。点状银电极1均匀分布在硅基体5上，透明导电胶2设置在点状银电极1上，金属丝3连接点状银电极1，边框银电极4连接金属丝3。
如图2，一种硅太阳能电池的正面电极，包括P型硅基体5，在P型硅基体5的正表面上印刷有一层长度为0.1～10mm、宽度为0.02～0.08mm、厚度为0.005～0.030mm的银电极1，及沿P型硅基体5边缘印制的边框银电极4；在经金属化处理后的银电极1上通过丝网印刷印刷导电胶点2(透明导电胶)(以矩形为例)，导电胶点(透明导电胶)2厚度为0.02～0.15mm、长度为0.05～10mm、宽度为0.02～0.5mm；导电胶点2形状可以为圆形、矩形、菱形等其他几何图形；在印刷后的导电胶点上通过铜线印制机印制金属丝3，金属丝的直径在0.01～0.08mm，金属丝可以为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝，金属丝的横截面形状可以是矩形、梯形、三角形、圆形、椭圆形、菱形等图形；印制金属丝的同时通过铜线印制机将金属丝3与点状银电极1固化连接在一起，固化温度在80～300℃。
本实施例中，点状银电极1和边框银电极4的金属化处理在链式烧结炉内进行，金属丝3印制及固化在铜线印制机上完成。透明导电胶2的宽度大于点状银电极1的宽度，长度小于点状银电极1的长度。
在具体实施过程中，印刷在P型硅基体5的正表面上的点状银电极1的长度为0.6mm，宽度为0.05mm、厚度为0.08mm、横向点间距6为1.1mm、纵向点间距7为2.0mm；印刷在金属化处理后的银电极1上的导电胶2为矩形，长度为0.2mm，宽度为0.05mm，厚度在0.2mm，横向纵向点间距同点状银电极1；印制金属丝的直径为0.04mm，固化温度150℃。
本发明的硅太阳能电池的正面电极的制备过程为：
①P型硅基体5先经过制绒、扩散、后清洗、镀膜(背面镀膜和正面镀膜)和印刷背面电极背场工艺处理后，然后在正表面上印刷上一层宽度为长度为0.6mm，宽度为0.05mm、厚度为0.08mm的银电极1，银电极1间横向点间距为1.1mm、纵向点间距为2.0mm；该银电极1的制备采用丝网印刷工艺，其工艺条件为：印刷压力为140N，速度200mm/s，丝网线宽为0.05mm，丝网膜厚度为0.008mm。
②对上述印刷完银电极1和印刷于P型硅基体5背表面上的背面电极背场进行金属化处理，金属化在链式烧结炉中进行，工艺条件为：带速为6000mm/分钟，烧结温度为860℃。
③在金属化处理后的银电极表面上通过丝网印刷印刷透明导电胶2，透明导电胶长度为0.2mm，宽度为0.05mm，厚度在0.2mm，横向纵向点间距同点状银电极1；其工艺条件为：印刷压力为140N，速度200mm/s，丝网膜厚度为0.005mm。
④在印刷透明导电胶2后的点状银电极1上通过铜线印制机印制截面为圆形的金属丝3，金属丝3的直径在0.04mm，印制金属丝3的同时通过铜线印制机将金属丝3与点状银电极1固化在一起，固化温度在150℃。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，其特征在于，所述的太阳能电池正面电极包括等间距均匀分布在硅基体(5)正面上的点状银电极(1)、设置在点状银电极(1)上的透明导电胶(2)及通过透明导电胶(2)连接点状银电极(1)的金属丝(3)；所述的点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，包括以下步骤：
①在经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极背场工艺处理后的硅基体(5)表面丝网印刷一层点状银电极(1)和边框银电极(4)，丝网印刷工艺为：印刷压力为80-200N，速度100-300mm/s；
②对印刷完点状银电极(1)和边框银电极(4)的硅基体(5)在链式烧结炉中进行金属化处理，金属化处理工艺为：带速为3000-8000mm/min，烧结温度为700-900℃；
③在金属化处理后的点状银电极(1)表面上通过丝网印刷透明导电胶(2)，丝网印刷工艺为：印刷压力为80-200N，速度100-300mm/s；
④在印刷透明导电胶(2)后的点状银电极(1)上通过铜线印制机印制金属丝(3)，印制金属丝(3)的同时通过铜线印制机将金属丝(3)与点状银电极(1)固化在一起，金属丝(3)与边框银电极(4)连接，固化温度80～300℃。
2.根据权利要求1所述的一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，其特征在于，所述的点状银电极(1)按阵列排布在硅基体(5)上，连接每行或列点状银电极(1)的金属丝(3)平行设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，其特征在于，所述的硅基体(5)上还设置有连接金属丝(3)的边框银电极(4)，所述的边框银电极(4)沿硅基体(5)的边缘设置，金属丝(3)的两端均与边框银电极(4)连接。
4.根据权利要求1所述的一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，其特征在于，所述的透明导电胶(2)形状为圆形、矩形或菱形；矩形透明导电胶(2)的厚度为0.02～0.15mm、长度为0.05～10mm、宽度为0.02～0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，其特征在于，所述的点状银电极(1)形状为圆形、矩形或菱形；矩形银电极(1)的长度为0.1～10mm、宽度为0.02～0.08mm、厚度为0.005～0.030mm。
6.根据权利要求1所述的一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，其特征在于，所述的金属丝(3)的直径为0.01～0.08mm，金属丝(3)的横截面形状为矩形、梯形、三角形、圆形、椭圆形或菱形。
7.根据权利要求1所述的一种点线结合的太阳能电池正面电极的制备方法，其特征在于，所述的金属丝(3)为铜丝、镀银铜丝或者合金丝。
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