CN110690299A - 光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置及方法，装置包括底座、银浆载体和银浆载体运动控制设备；底座用于放置已完成印刷的硅片；银浆载体置于底座上方，其上设置有用于涂抹一定厚度银浆薄膜的凹槽，该凹槽的开口朝向底座；银浆载体安装在银浆载体运动控制设备上，由银浆载体运动控制设备控制银浆载体在底座上方相对于底座进行上下升降运动。本发明能够实现对硅片的原位二次印刷，得到更高高宽比的栅线，同时印刷速度快，生产效率高。

Description

光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置及方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别涉及一种光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置及方法。
背景技术
光伏太阳能电池是一种利用光伏效应将光能转换成电能的器件。光伏太阳能电池的种类大致可以分为三类：晶硅光伏太阳能电池、薄膜光伏太阳能电池和其他类别。其中晶硅光伏太阳能电池因其可靠性高、寿命长、成本相对较低、能承受各种环境变化等优点成为太阳能电池的主要品种。在光伏太阳能电池中，起收集电荷和导电作用的是正面和背面的栅线电极，而太阳能电池正面银浆作为太阳能电池正面电极栅线的主要成分，通常使用丝网印刷的方式将银浆印刷至太阳能电池板正面。由于太阳能电池正面银浆价格昂贵，如何在提高转换效率的同时减少生产成本便成为太阳能电池生产厂家研究的重点。
目前主流的解决方案是通过提高栅线的高宽比来减少银浆用量，从而也减少了栅线的遮盖面积，降低了阴影损失，同时达到了降低成本和提高转换效率的目的。而传统的丝网印刷方式，一次印刷时高宽比达到0.4左右已是极限，要想继续提升高宽比只能通过增加印刷次数的方式。然而二次印刷时，必须采用视觉系统对硅片进行精确定位后调整硅片位置，保证二次印刷的银浆能准确印刷到一次印刷的栅线上。一方面，视觉定位耗费的时间会降低生产的效率。另一方面，为了确保二次印刷的准确性，二次印刷的宽度往往要比一次印刷要窄的多，这就使得印刷次数为三次及以上的印刷难以实现。因此需要一种新的二次印刷技术来改变现状。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，该装置能够实现对硅片的原位二次印刷，得到更高高宽比的栅线，同时印刷速度快，生产效率高。
本发明的第二目的在于提供一种光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷方法。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，包括底座、银浆载体和银浆载体运动控制设备；
所述底座，用于放置已完成印刷的硅片，硅片的印刷次数为一次或者多于一次；
所述银浆载体置于底座上方，其上设置有用于涂抹一定厚度银浆薄膜的凹槽，该凹槽的开口朝向底座；
所述银浆载体安装在银浆载体运动控制设备上，由银浆载体运动控制设备控制银浆载体在底座上方相对于底座进行上下升降运动。
优选的，还包括用于夹持银浆载体的夹具，所述夹具安装在银浆载体运动控制设备上。
优选的，还包括设置在底座上的吸附装置，硅片通过吸附装置吸附在底座上。
优选的，还包括置于底座上的垫片，所述垫片位于底座上硅片放置区域的周围，用于与下降至最低位置的银浆载体相接触。
优选的，所述银浆薄膜为涂布到凹槽中的银浆所制成，银浆薄膜的厚度为30～80微米。
优选的，所述银浆薄膜的厚度小于银浆载体上凹槽的深度。
优选的，所述银浆载体运动控制设备为升降器，所述银浆载体安装在升降器上，由升降器控制银浆载体在底座上方相对于底座进行上下升降运动。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种基于本发明第一目的所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置实现的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷方法，步骤如下：
将已完成印刷的硅片放置于底座上，硅片的印刷次数为一次或者多于一次；
将银浆载体置于底座的硅片上方，其中银浆载体的凹槽中已经涂抹有一定厚度的银浆薄膜；
通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体下降，使凹槽中的银浆薄膜与硅片上的栅线相接触；
在银浆载体下降至最低位置时，通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体停止下降；
通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体上升，在银浆载体上升的过程中，银浆载体拉伸银浆薄膜而形成银浆桥；
当银浆载体运动控制设备控制银浆载体上升使得银浆薄膜脱离硅片的栅线时，银浆桥断裂在硅片的栅线上留下银浆；
针对上述留有银浆的硅片上的栅线进行烧结，银浆和栅线融合为一体，得到二次印刷后的栅线。
优选的，在银浆载体下降过程中，当硅片上的栅线完全没入银浆薄膜之前且银浆载体触碰到设置在底座上的垫片时，银浆载体运动控制设备控制银浆载体停止下降；
银浆载体下降的最低位置是指银浆载体在栅线完全没入银浆薄膜之前与垫片相接触的位置。
优选的，放置于底座上的硅片由底座上的吸附装置吸附到底座上。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，包括底座、银浆载体和银浆载体运动控制设备；底座用于放置已完成印刷的硅片，硅片的印刷次数为一次或者多于一次；银浆载体置于底座上方，其上设置有用于涂抹一定厚度银浆薄膜的凹槽，该凹槽的开口朝向底座；银浆载体安装在银浆载体运动控制设备上，由银浆载体运动控制设备控制银浆载体在底座上方相对于底座进行上下升降运动。本发明通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体在硅片上运动，从而实现对栅线的原位二次印刷，以此增加栅线的高度，得到更高高宽比的栅线，同时，相较于传统的丝网印刷方式，本发明装置结构简单，操作方便，可以直接在原位上就能进行印刷，减少了对硅片进行定位的步骤，因此印刷速度更快，生产效率更高。
(2)本发明光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置中，通过在底座上设置吸附装置，将硅片吸附在底座上，避免因银浆薄膜的靠近使得硅片被黏附至银浆薄膜上而导致硅片上除原有栅线以外的其他区域的污染；同时也保证在提升银浆载体时硅片不会随之脱离出底座，方便印刷。
(3)本发明光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置中，通过在底座上设置垫片，使得银浆载体在下降至最低位置时能够接触到垫片，从而起到提醒停止下降银浆载体的作用，既准确控制了银浆载体下降的高度，也确保了银浆薄膜不会直接接触到硅片上除原有栅线以外的其他区域，避免对硅片造成污染。
附图说明
图1是本发明光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置的结构示意图。
图2是图1装置中底座和垫片的俯视图。
图3是本发明原位二次印刷的过程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例公开了一种光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，如图1所示，包括底座11、银浆载体1和银浆载体运动控制设备6。
其中，所述底座11用于放置已完成印刷的硅片4。如图3所示，硅片的印刷次数为一次或者多于一次，硅片上具有印刷所生成的栅线8。
如图2所示，底座11上设置有吸附装置10，通过吸附装置将硅片吸附在底座上，本实施例的吸附装置为吸盘，利用吸盘的吸附力可以保证硅片能够紧紧贴在底座上。吸盘的数量和分布位置并不唯一，只要能保证硅片各部分受力均匀，且能被固定在底座上即可。
所述银浆载体1置于底座上方，其上设置有凹槽，该凹槽的开口朝向底座。如图1所示，本实施例的凹槽设置在银浆载体的中心位置，且凹槽的面积大于硅片的面积。在本实施例中，凹槽用于涂抹一定厚度的银浆薄膜3。
所述银浆薄膜3具体是通过刮刀刮涂的方式涂布到凹槽中的银浆所制成，制成的银浆薄膜表面平坦、厚度均匀。银浆薄膜的厚度要保证能够在银浆载体和硅片之间生成银浆桥9，同时银浆薄膜的厚度要小于银浆载体上凹槽的深度，避免银浆过量造成浪费和污染到硅片上除了栅线之外的其他区域。本实施例的银浆薄膜厚度为30～80微米。
所述银浆载体1安装在银浆载体运动控制设备6上，由银浆载体运动控制设备控制银浆载体在底座11上方相对于底座进行上下升降运动。本实施例的银浆载体运动控制设备为升降器，例如升降台、电动推杆、机械臂。升降器具体可以设置在底座上，也可以设置在底座旁。所述银浆载体运动控制设备上安装有夹具5，用于夹持银浆载体，当然，在其他实施例中，夹具也可以用卡扣件或者其他可以将银浆载体固定连接于升降器的元件代替。
所述底座上还设置有垫片2，所述垫片位于底座上硅片放置区域7的周围，如图2所示，本实施例的垫片具体是设置成包围硅片放置区域的四方形形状。垫片的高度大于硅片的高度，同时小于栅线的高度。垫片用于与下降至最低位置的银浆载体相接触，具体来说，银浆载体在下降的过程中，银浆载体会在栅线完全没入银浆薄膜之前触碰到垫片，从而停止下降，确保银浆薄膜不会直接接触到硅片上除了栅线之外的其他区域。因此银浆载体在栅线完全没入银浆薄膜之前与垫片相接触的位置即为银浆载体下降的最低位置。
本实施例装置可以根据实际需要对已完成印刷的硅片进行原位二次印刷，以此得到具有更高高宽比栅线的硅片。
本实施例还公开了一种基于如上所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置实现的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷方法，如图3所示，步骤如下：
将已完成印刷的硅片放置于底座上，硅片的印刷次数为一次或者多于一次。
将银浆载体置于底座的硅片上方，其中银浆载体的凹槽中已经涂抹有一定厚度的银浆薄膜。
通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体1下降，使凹槽中的银浆薄膜3与硅片4上的栅线8相接触。
在银浆载体下降至最低位置时，通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体停止下降。具体是：在银浆载体下降过程中，当硅片上的栅线完全没入银浆薄膜之前且银浆载体触碰到设置在底座上的垫片时，银浆载体运动控制设备控制银浆载体停止下降。
通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体上升，在银浆载体上升的过程中，银浆载体拉伸银浆薄膜而形成银浆桥9。
当银浆载体运动控制设备控制银浆载体上升使得银浆薄膜脱离硅片的栅线时，银浆桥断裂在硅片的栅线上留下银浆。
针对上述留有银浆的硅片上的栅线进行烧结，银浆和栅线融合为一体，得到二次印刷后的栅线。
利用本实施例方法，可以根据实际需要对已完成印刷的硅片进行原位二次印刷，并且原位印刷次数不限于两次，以此得到具有更高高宽比栅线的硅片。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，其特征在于，包括底座、银浆载体和银浆载体运动控制设备；
所述底座，用于放置已完成印刷的硅片，硅片的印刷次数为一次或者多于一次；
所述银浆载体置于底座上方，其上设置有用于涂抹一定厚度银浆薄膜的凹槽，该凹槽的开口朝向底座；
所述银浆载体安装在银浆载体运动控制设备上，由银浆载体运动控制设备控制银浆载体在底座上方相对于底座进行上下升降运动。
2.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，其特征在于，还包括用于夹持银浆载体的夹具，所述夹具安装在银浆载体运动控制设备上。
3.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，其特征在于，还包括设置在底座上的吸附装置，硅片通过吸附装置吸附在底座上。
4.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，其特征在于，还包括置于底座上的垫片，所述垫片位于底座上硅片放置区域的周围，用于与下降至最低位置的银浆载体相接触。
5.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，其特征在于，所述银浆薄膜为涂布到凹槽中的银浆所制成，银浆薄膜的厚度为30～80微米。
6.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，其特征在于，所述银浆薄膜的厚度小于银浆载体上凹槽的深度。
7.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置，其特征在于，所述银浆载体运动控制设备为升降器，所述银浆载体安装在升降器上，由升降器控制银浆载体在底座上方相对于底座进行上下升降运动。
8.一种基于权利要求1至7中任一项所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷装置实现的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷方法，其特征在于，步骤如下：
将已完成印刷的硅片放置于底座上，硅片的印刷次数为一次或者多于一次；
将银浆载体置于底座的硅片上方，其中银浆载体的凹槽中已经涂抹有一定厚度的银浆薄膜；
通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体下降，使凹槽中的银浆薄膜与硅片上的栅线相接触；
在银浆载体下降至最低位置时，通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体停止下降；
通过银浆载体运动控制设备控制银浆载体上升，在银浆载体上升的过程中，银浆载体拉伸银浆薄膜而形成银浆桥；
当银浆载体运动控制设备控制银浆载体上升使得银浆薄膜脱离硅片的栅线时，银浆桥断裂在硅片的栅线上留下银浆；
针对上述留有银浆的硅片上的栅线进行烧结，银浆和栅线融合为一体，得到二次印刷后的栅线。
9.根据权利要求8所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷方法，其特征在于，在银浆载体下降过程中，当硅片上的栅线完全没入银浆薄膜之前且银浆载体触碰到设置在底座上的垫片时，银浆载体运动控制设备控制银浆载体停止下降；
银浆载体下降的最低位置是指银浆载体在栅线完全没入银浆薄膜之前与垫片相接触的位置。
10.根据权利要求8所述的光伏太阳能电池电极栅线原位二次印刷方法，其特征在于，放置于底座上的硅片由底座上的吸附装置吸附到底座上。
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