CN106952971A - 基于丝网印刷的ibc电池电极形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，采用丝网印刷技术形成背面电极，接触浆料经高温烧结后与减反射钝化膜下的掺杂层实现欧姆接触。接触电极可以使连续电极，也可以是局部电极。当为连续电极时，主栅浆料等距印刷在接触浆料垂直的方向上形成主栅电极，接触浆料上印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅和细栅之间相互绝缘，主栅浆料烧结后不与其下的掺杂层形成欧姆接触。当为局部电极时，连接浆料印刷于接触电极之上形成连接电极，并与极性相同的主栅电极连接，与极性相反的主栅电极绝缘。连接电极不与其下的掺杂层形成欧姆接触。本发明可以减少IBC电池工艺步骤，避免局部浆料开孔等工艺，从而降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法。
背景技术
IBC（Interdigitated back contact指交叉背接触）电池，是指电池正面无电极，正负两极金属栅线呈指状交叉排列于电池背面。IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流Jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF；加上电池前表面场（Front Surface Field，FSF）以及良好钝化作用带来的开路电压增益，使得这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。IBC电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
在采用丝网印刷的方式进行电池金属化的时候往往采用激光开孔或者腐蚀浆料开孔，增加了工艺复杂性和成本。
上述问题是在IBC电池的生产过程中应当予以考虑并解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法解决现有技术中存在的金属化前开孔，增加工艺复杂性和成本的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，采用丝网印刷技术形成背面电极，背面电极由接触电极和主栅电极构成，或背面电极由接触电极、连接电极和主栅电极构成；具体包括以下步骤，
接触浆料印刷于发射极区域和背场区域上对应的减反射钝化层之上，形成接触电极，接触浆料采用可烧穿钝化减反膜的烧穿浆料，该接触浆料经高温烧结后与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触。接触电极可以是连续电极或者局部电极；当为连续电极时，进入步骤S4；当为局部电极时，进入步骤S2或步骤S3；
S2、连接浆料印刷于接触电极之上，形成连接电极；主栅浆料等距印刷在连接浆料垂直的方向上，形成主栅电极，其中，接触浆料上印刷连接浆料，实现接触浆料的连接，连接浆料为非烧穿浆料，烧结后，在连接浆料上印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅和细栅之间相互绝缘，然后印刷主栅浆料，进行低温烧结；连接浆料和主栅浆料烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触；
S3、接触电极上印刷分段的连接浆料形成连接电极，实现接触电极的分段连接，发射极区域上的连接电极分段处与背场区域的分段连接电极的中心线重合，背场区域的分段连接电极的分段处与发射极区域上的连接电极的中心线重合，丝网印刷主栅浆料形成主栅电极，然后高温共烧结，相反极性的主栅电极与连接电极构成的细栅线之间设有间隙，连接电极和主栅电极烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触；
S4、主栅浆料等距印刷在接触电极垂直的方向上，形成主栅电极，其中，接触电极上印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅电极和细栅之间相互绝缘，然后印刷主栅浆料，进行低温烧结；主栅浆料烧结后不与其下的掺杂层形成欧姆接触。
进一步地，步骤S1中，接触电极以连续直线或分段直线的形式印刷于发射极区域和背场区域上的减反射钝化层之上，印刷的宽度为30微米-150微米。
进一步地，印刷于发射极区域上的接触浆料采用AgAl浆或Ag浆，印刷于背场区域上的接触浆料为Ag浆。
进一步地，金属化区域的边缘无主栅线设置时，两条相反极性的主栅电极形成主栅电极对，主栅电极对均匀设置于电池片的金属化区域，且正极主栅线、负极主栅线间距为0.5-2mm。
进一步地，采用绝缘胶进行对由接触电极或者连接电极组成的细栅和主栅电极绝缘时，主栅线为低温金属浆料，其中，低温金属浆料为烧结温度<250oC的金属浆料。
进一步地，接触电极采用分段直线时，每条线段宽度为40-100微米，长度为0.5-1mm，接触电极的线段之间的间距为0.5-1mm，连接电极宽度为40-150微米。
进一步地，当接触电极为分段直线且金属化区域的边缘有主栅线设置时，相反极性的主栅与连接电极构成的细栅线之间的间距为0.5-1mm，主栅线之间等间距分布，最边缘的主栅位于相同极性的细栅线的端部。
进一步地，主栅线的宽度为0.5-3mm，数量为6-40根。
本发明的有益效果是：该种基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，采用烧穿浆料实现电极和发射极和背场之间的接触，采用第三层浆料形成主栅和细栅线的增强层，并采用局部接触的方法降低金属区域的复合。本发明可以减少IBC电池工艺步骤，避免局部浆料开孔等工艺，从而降低成本。
附图说明
图1是实施例一采用连续接触电极时的丝网印刷的IBC电池电极的示意图。
图2是实施例二采用局部接触电极的丝网印刷的IBC电池电极的示意图。
图3是实施例三采用局部接触电极的丝网印刷的IBC电池电极的示意图。
图4是实施例一、二、三中接触电极与硅片的结构示意图。
其中：1-AgAl浆，2-Ag浆，3-绝缘浆料，4-发射极区域，5-背场区域，6-负极主栅线，7-正极主栅线，8-连接浆料，9-硅片，10-钝化减反膜。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
一种基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，采用丝网印刷技术形成背面电极，背面电极由接触电极和主栅电极构成，或背面电极由接触电极、连接电极和主栅电极构成；具体包括以下步骤，
接触浆料印刷于发射极区域和背场区域上对应的减反射钝化层之上，形成接触电极，接触浆料采用可烧穿钝化减反膜的烧穿浆料，该接触浆料经高温烧结后与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触。接触电极可以是连续电极或者局部电极；当为连续电极时，进入步骤S4；当为局部电极时，进入步骤S2或步骤S3；
S2、连接浆料印刷于接触电极之上，形成连接电极；主栅浆料等距印刷在连接浆料垂直的方向上，形成主栅电极，其中，接触浆料上印刷连接浆料，实现接触浆料的连接，连接浆料为非烧穿浆料，烧结后，在连接浆料上印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅和细栅之间相互绝缘，然后印刷主栅浆料，进行低温烧结；连接浆料和主栅浆料烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触；
S3、接触电极上印刷分段的连接浆料形成连接电极，实现接触电极的分段连接，发射极区域上的连接电极分段处与背场区域的分段连接电极的中心线重合，背场区域的分段连接电极的分段处与发射极区域上的连接电极的中心线重合，丝网印刷主栅浆料形成主栅电极，然后高温共烧结，相反极性的主栅电极与连接电极构成的细栅线之间设有间隙，连接电极和主栅电极烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触；
S4、主栅浆料等距印刷在接触电极垂直的方向上，形成主栅电极，其中，接触电极上印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅电极和细栅之间相互绝缘，然后印刷主栅浆料，进行低温烧结；主栅浆料烧结后不与其下的掺杂层形成欧姆接触。
实施例一
接触浆料与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触，为连续电极。如图1，在IBC电池背面的发射极区域上印刷接触浆料，采用AgAl浆，在背场区域印刷接触浆料，采用Ag浆，宽度为50微米，共同烧结后在上述的AgAl栅线和Ag栅线上分别印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅电极和细栅相互绝缘，然后印刷第三层的主栅银浆，宽度为1mm进行低温烧结。
图1中，主栅线均匀设置于电池片的金属化区域，且正极主栅线7、负极主栅线6间距为0.5-2mm，金属化区域的边缘无主栅线设置。
实施例二
接触浆料与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触，为局部电极。如图2，在IBC电池背面的发射极区域上印刷接触浆料，采用分段AgAl浆，在背场区域印刷接触浆料，采用分段的Ag浆，分段尺寸均为700微米长，50微米宽，共同烧结后，接触浆料与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触，如图4，图4是接触电极与硅片的结构示意图。上述的AgAl栅线和Ag栅线上印刷第三层的连接浆料，为非烧穿浆料，采用连续直线形，宽度为100微米，烘干后，在其上印刷绝缘浆料，然后印刷第三层的主栅银浆，宽度为1mm，使极性相反的主栅和细栅之间相互绝缘，然后印刷主栅浆料，进行低温烧结；连接浆料和主栅浆料烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触。
实施例三
接触浆料与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触，为局部电极。如图3，在IBC电池背面的发射极区域上印刷接触浆料，采用分段AgAl浆，在背场区域印刷接触浆料，采用分段的Ag浆，分段尺寸均为700微米长，50微米宽，烘干后接触浆料与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触，如图4，图4是接触电极与硅片的结构示意图，在上述的AgAl栅线和Ag栅线上印刷第三层的连接浆料，为非烧穿浆料，采用分段直线，宽度为100微米，实现接触电极的分段连接，发射极区域上的连接电极分段处与背场区域的分段连接电极的中心线重合，背场区域的分段连接电极的分段处与发射极区域上的连接电极的中心线重合。并印刷第三层的主栅银浆，宽度为1mm，然后共同烧结。第三层的主栅银浆为非烧穿浆料，连接电极和主栅电极烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触。相反极性的细栅线与主栅线之间间距为0.5mm。
实施例一、二、三中的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，AgAl浆和Ag浆为可烧穿SiNx和SiOxNy、Al2O3膜等钝化减反膜的烧穿浆料，采用烧穿浆料实现电极和发射极和背场之间的接触，采用第三层浆料形成主栅和细栅线的增强层，并采用局部电极的方法降低金属区域的复合。本发明可以减少IBC电池工艺步骤，采用烧穿浆料，可以避免开孔工艺并且可以通过局部电极的方式实现金属区域复合的降低，从而降低成本。
Claims (8)
1.一种基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：采用丝网印刷技术形成背面电极，背面电极由接触电极和主栅电极构成，或背面电极由接触电极、连接电极和主栅电极构成；具体包括以下步骤，
S1、接触浆料印刷于发射极区域和背场区域上对应的减反射钝化层之上，形成接触电极，接触浆料采用可烧穿钝化减反膜的烧穿浆料，该接触浆料经高温烧结后与减反射钝化层下的发射极区域和背场区域实现欧姆接触，
接触电极可以是连续电极或者局部电极；当为连续电极时，进入步骤S4；当为局部电极时，进入步骤S2或步骤S3；
S2、连接浆料印刷于接触电极之上，形成连接电极；主栅浆料等距印刷在连接浆料垂直的方向上，形成主栅电极，其中，接触浆料上印刷连接浆料，实现接触浆料的连接，连接浆料为非烧穿浆料，烧结后，在连接浆料上印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅和细栅之间相互绝缘，然后印刷主栅浆料，进行低温烧结；连接浆料和主栅浆料烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触；
S3、接触电极上印刷分段的连接浆料形成连接电极，实现接触电极的分段连接，发射极区域上的连接电极分段处与背场区域的分段连接电极的中心线重合，背场区域的分段连接电极的分段处与发射极区域上的连接电极的中心线重合，丝网印刷主栅浆料形成主栅电极，然后高温共烧结，相反极性的主栅电极与连接电极构成的细栅线之间设有间隙，连接电极和主栅电极烧结后不与其下的发射极和背场形成欧姆接触；
S4、主栅浆料等距印刷在接触电极垂直的方向上，形成主栅电极，其中，接触电极上印刷绝缘浆料，使极性相反的主栅电极和细栅之间相互绝缘，然后印刷主栅浆料，进行低温烧结；主栅浆料烧结后不与其下的掺杂层形成欧姆接触。
2.如权利要求1所述的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：步骤S1中，接触电极以连续直线或分段直线的形式印刷于发射极区域和背场区域上的减反射钝化层之上，印刷的宽度为30微米-150微米。
3.如权利要求2所述的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：印刷于发射极区域上的接触浆料采用AgAl浆或Ag浆，印刷于背场区域上的接触浆料为Ag浆。
4.如权利要求2所述的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：金属化区域的边缘无主栅线设置时，两条相反极性的主栅电极形成主栅电极对，主栅电极对均匀设置于电池片的金属化区域，且正极主栅线、负极主栅线间距为0.5-2mm。
5.如权利要求2-4任一项所述的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：采用绝缘胶进行对由接触电极或者连接电极组成的细栅和主栅电极绝缘时，主栅线为低温金属浆料。
6.如权利要求2所述的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：接触电极采用分段直线时，每条线段宽度为40-100微米，长度为0.5-1mm，接触电极的线段之间的间距为0.5-1mm，连接电极宽度为40-150微米。
7.如权利要求2所述的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：当接触电极为分段直线且金属化区域的边缘有主栅线设置时，相反极性的主栅电极与连接电极构成的细栅线之间的间距为0.5-1mm，主栅电极之间等间距分布，最边缘的主栅位于相同极性的连接电极的端部。
8.如权利要求6或7所述的基于丝网印刷的IBC电池电极形成方法，其特征在于：主栅电极的宽度为0.5-3mm，数量为6-40根。
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