CN110690300A - 光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法 - 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激光诱导转印方法，包括首先在透明基片上制备出银浆薄膜；通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成银浆桥；通过激光光束扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的栅线，以此完成印刷，最终将完成印刷的硅片进行烧结。本发明能够转印高高宽比的栅线，同时降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及激光应用和光伏技术领域，特别涉及一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法。
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，其中起收集电荷和导电作用的是正面和背面的电极。太阳能电池正面电极化作为光伏太阳能电池生产过程中最为重要的步骤之一，往往采用丝网印刷的方式将太阳能正面银浆印刷至电池板正面，以制成电极栅线。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基础上减少对银浆的使用量便成为太阳能电池生产厂家研究的重点。目前主要的解决方案是通过提高栅线的高宽比，便可以在减少银浆使用量的同时减少栅线的遮盖面积，降低阴影损失，保持甚至是提高硅片的转换效率。现阶段市面上主流的丝网印刷技术通过二次印刷后栅线的高宽比可以达到0.4左右，然而这已经接近于该技术的极限，短时间内难有大的突破。同时该技术存在着一个比较大的缺陷，那便是丝网在每印刷一段时间后便需要对其进行清洗以防止丝网堵塞，从而造成了银浆的大量浪费，大大增加了生产成本。因此需要一种新的印刷技术来改变现状。
激光诱导前向转移技术(LIFT技术)是一种材料沉积技术。LIFT技术是将目标材料事先以薄膜的形式涂抹到透明基片上，并让目标材料薄膜面朝下方与接收基片保持一定距离，让激光透过透明基片照射到目标材料上，从而引发局部区域内的材料转移，因此，LIFT技术是一种无需掩模、非接触式的高精度微量转移技术。
LIFT技术在转移液体材料时，根据液体材料的粘度不同，其所采用的转移模式也不相同。当液体材料为低粘度液体时，主要通过激光诱导产生液体射流的方式转移目标材料。这种转移模式下，材料转移距离能够达到300微米甚至更远，但是由于材料粘度低，在不对接收基片进行特殊的表面处理的前提下，很难得到高高宽比的转移结果。当液体材料为高粘度液体(例如银浆)时，由于液体的流动性低，很难通过激光诱导产生液体射流，只能通过激光诱导产生液体桥的方式转移目标材料。这种转移模式下，材料的转移距离很难超过80微米，一旦超过此范围，便很难形成液体桥，但是在这种模式下转移的材料，往往具有很高的高宽比。
发明内容
本发明的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激光诱导转印方法，该方法能够转印高高宽比的栅线，同时降低生产成本。
本发明的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激光诱导转印方法，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
步骤S2、通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成银浆桥；
步骤S3、通过激光光束自步骤S2照射的位置沿直线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的栅线，以此完成印刷；
将完成印刷的硅片进行烧结。
优选的，通过刮涂的方式将银浆涂抹至透明基片上，形成的银浆薄膜的厚度范围在30～80微米之间。
优选的，银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值；其中，银浆桥形成阈值与银浆薄膜的厚度和激光光束的光斑尺寸的关系分别如下：
当银浆薄膜的厚度越大，银浆桥形成阈值也越大；
当激光光束的光斑尺寸越大，银浆桥形成阈值也越大。
优选的，步骤S2中，通过激光光束诱导银浆薄膜生成银浆桥，具体是：
将透明基片放置在硅片的上方且银浆薄膜朝向待印刷的硅片；
通过激光光束照射银浆薄膜，将银浆薄膜中的部分银浆气化生成气泡；
在银浆薄膜膨胀的过程中，通过气泡推动银浆薄膜撞击到硅片，使银浆薄膜黏附在硅片上，自透明基片拉伸和黏附在硅片上的银浆薄膜成为银浆桥。
优选的，激光光束为脉冲激光，相邻脉冲的激光光束对银浆薄膜的影响范围部分重叠。
更进一步的，相邻脉冲的激光光束之间的间距大于单束激光光束的影响范围的一半。
优选的，激光光束的能量密度大于激光光束的转移阈值；其中，转移阈值与银浆薄膜的厚度、激光光束的光斑尺寸以及银浆薄膜与硅片之间的间隙的关系分别如下：
当银浆薄膜的厚度越大越大，转移阈值也越大；
当激光光束的光斑尺寸越大，转移阈值越小；
当银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值时，随着间隙的增大，转移阈值也随之增大；当间隙达到银浆桥形成阈值时，随着间隙继续增大，转移阈值不再随之改变。
优选的，激光光束的光斑尺寸等于所需的栅线宽度。
优选的，在步骤S4之前，根据光伏太阳能电池所需的栅极数量，重复步骤S2和步骤S3继续诱导银浆薄膜生成银浆桥，直至银浆桥的数量达到光伏太阳能电池所需的栅极数量。
本发明的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激光诱导转印方法，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
步骤S2、针对于已获得栅线并完成烧结的硅片，通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在硅片上的栅线和透明基片之间生成银浆桥；
步骤S3、通过激光光束沿着栅线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在原有的栅线上生成新的栅线，以此完成印刷；
将完成印刷的硅片进行烧结，新的栅线与原有的栅线相互融合成总栅线。
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激光诱导转印方法，包括首先在透明基片上制备出银浆薄膜；通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成银浆桥；通过激光光束扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的栅线，以此完成印刷，最后将完成印刷的硅片进行烧结。本发明将激光诱导前向转移技术应用到转印太阳能电池的栅线上，与目前主流的丝网印刷技术相比，本发明转印方法能够较为灵活地控制栅线的长度和宽度，使得转印出的栅线具有较高的高宽比；同时，本发明转印方法无需掩模便能进行印刷，一方面减少了制作丝网所需的成本，另一方面节约了因清洗丝网而损失的银浆，因此可以大大降低光伏太阳能电池的生产成本。
(2)本发明转印方法中，还可以对已获得栅线并完成烧结的硅片进行二次印刷，二次印刷所生成的新的栅线与原有的栅线相互融合成总栅线，进一步增大了栅线的高宽比。
附图说明
图1是本发明光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法的流程图。
图2(a)和图2(b)是银浆桥形成阈值受薄膜厚度和光斑尺寸影响的变化趋势图。
图2(c)至图2(e)是转移阈值受薄膜厚度、光斑尺寸以及银浆薄膜与硅片之间的间隙影响的变化趋势图。
图3(a)至图3(c)是本发明激光光束在不同间距情况下银浆薄膜膨胀的示意图。
图4是本发明二次印刷的流程图。
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激光诱导转印方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片1上制备出银浆薄膜2。在本实施例中，具体是通过刮涂的方式将银浆涂抹至透明基片上，以此形成银浆薄膜。
步骤S2、通过激光光束4照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成银浆桥6，具体如下：
将透明基片放置在硅片3的上方且银浆薄膜朝向待印刷的硅片；
通过激光光束照射银浆薄膜，使得银浆薄膜吸收到激光光束的能量，将银浆薄膜中的部分银浆气化生成气泡5；
在银浆薄膜膨胀的过程中，通过气泡推动银浆薄膜撞击到硅片，使银浆薄膜黏附在硅片上，自透明基片拉伸和黏附在硅片上的银浆薄膜即成为银浆桥。
在本实施例中，由于当银浆薄膜的厚度d小于30微米时，银浆薄膜难以在硅片上形成银浆桥；当银浆薄膜的厚度d大于80微米时，银浆薄膜对激光光束的能量密度要求更高，银浆桥形成条件更苛刻，因此为了提高形成银浆桥的成功率，本实施例的银浆薄膜的厚度d位于30～80微米的范围内。
银浆薄膜在形成银浆桥的时候具有一个银浆桥形成阈值，本实施例的银浆桥形成阈值为大约30微米。如图2(a)和图2(b)所示，银浆桥形成阈值的大小主要取决于银浆薄膜的厚度d和激光光束的光斑尺寸s，从图2(a)和图2(b)可以得出，银浆桥形成阈值与厚度d、光斑尺寸s存在如下变化趋势：
当厚度d越大，银浆桥形成阈值也越大；
当光斑尺寸s越大，银浆桥形成阈值也越大。
此外，银浆的相关参数如粘度也会对银浆桥形成阈值产生一定的影响，因此在实际印刷操作中，当选定银浆薄膜的厚度d以及激光光束的光斑尺寸s之后，在产生银浆桥之前，需要预先通过试验确定银浆桥形成阈值，或是根据先前经验判断银浆桥形成阈值的大小。
另外，银浆薄膜在形成银浆桥的时候，当银浆薄膜与硅片之间的间隙g大于银浆桥形成阈值时，则很难在银浆薄膜和硅片间形成稳定的银浆桥，当间隙g远小于银浆桥形成阈值时，则会导致印刷的栅线宽度大于所需的宽度，因此，为了稳定生成理想的银浆桥，本实施例的银浆薄膜与硅片之间的间隙g小于银浆桥形成阈值。
在本实施例中，激光光束的光斑尺寸等于所需的栅线的宽度，可以避免因为激光光束的光斑尺寸s过小而导致银浆桥形成阈值大幅减小，进而影响到栅线的印刷，以及避免因为光斑尺寸s过大而导致印刷的栅线宽度远大于所需的宽度。
激光光束在诱导银浆转移的时候具有一个转移阈值，本实施例的转移阈值为大约0.1J/cm2。如图2(c)至图2(e)所示，转移阈值的大小主要取决于银浆薄膜的厚度d、激光光束的光斑尺寸s以及银浆薄膜与硅片之间的间隙g，从图2(c)至图2(e)可以得出，厚度d、光斑尺寸s以及间隙g分别与转移阈值存在如下变化趋势：
当厚度d越大，转移阈值也越大；
当光斑尺寸s越大，转移阈值越小；
当间隙g小于银浆桥形成阈值时，随着间隙g的增大，转移阈值也随之增大；当间隙g达到银浆桥形成阈值时，随着间隙g继续增大，转移阈值不再随之改变。当间隙g大于银浆桥形成阈值时，激光光束已经无法诱导银浆的转移，即无法形成银浆桥，故也无法产生高高宽比的栅线。在实际印刷操作中，当选定银浆薄膜的厚度d、激光光束的光斑尺寸s以及银浆薄膜与硅片之间的间隙g之后，在产生银浆桥之前，需要预先通过试验确定转移阈值，或是根据先前经验判断转移阈值的大小。
此外，激光光束在诱导银浆转移的时候，当激光光束的能量密度p小于转移阈值，则在透明基片和硅片之间不会发生银浆的转移；当激光光束的能量密度p远远大于转移阈值，则会导致印刷的栅线宽度过大，因此，为保证激光光束能够成功诱导银浆的转移，激光光束的能量密度p大于激光光束的转移阈值，本实施例的激光光束的能量密度p比激光光束的转移阈值大10％～20％，即激光光束的能量密度p位于0.11J/cm2～0.12J/cm2的范围内。由于银浆对532nm绿光波段的吸收率较高，对于激光光束的能量密度要求也较为合理，故具体可以选择532nm绿光波段作为激光光束。
步骤S3、通过激光光束自步骤S2照射的位置沿直线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展，使得拓展后的银浆桥长度l增大，且为了便于得到理想的栅线，拓展后的银浆桥长度l与所需的栅线长度相近。
在本实施例中，激光光束为脉冲激光，且每两个相邻脉冲的激光光束对银浆薄膜的影响范围部分重叠，使得后一束激光光束在照射银浆薄膜之后，并不是会产生一条新的银浆桥，而是对已产生的银浆桥拓展。同时，相邻脉冲的激光光束之间的间距z大于单束激光光束的影响范围的一半，间距z具体可以是位于单束激光光束影响范围的60％～70％这一范围内，例如可以选取间距z的值为比单束激光光束的影响范围的一半大大约10～20微米。
如图3(a)至图3(c)所示，银浆薄膜的膨胀与相邻脉冲的激光光束之间的间距z有关，在图3(a)至图3(c)中，两条曲线所形成的部分表示膨胀后的银浆薄膜，其中，根据位于上方的曲线可以看出银浆薄膜2在没有硅片3阻拦情况下所能膨胀的距离，根据位于下方的曲线可以看出气泡的大小；在两条曲线上方的小圆圈表示激光光束；水平的虚线表示银浆薄膜2和硅片3之间的间隙g。
从图3(a)至图3(c)可得，当间距远远大于单束激光光束的影响范围的一半，也即是间距选取过大，则会导致部分银浆薄膜未能黏附至硅片，从而导致最终印刷的栅线出现断裂的情况；当间距小于单束激光光束的影响范围的一半，也即是间距选取过小，则会导致激光气化银浆所产生的气泡过大，银浆薄膜在黏附至硅片后继续被气泡挤压，从而导致栅线的高宽比变小；当间距选取适合，例如选取间距z比单束激光光束的影响范围的一半大大约10～20微米，激光气化银浆所产生的气泡大小合适，能稳定地黏附在硅片上，从而产生的栅线具有较高的高宽比。
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的栅线7，以此完成印刷，印刷得到的栅线长度与拓展后的银浆桥长度l基本一致。
将如上完成印刷的硅片进行烧结，经过烧结炉烧结后的栅线8才能与硅片产生有效的电气连接。
本实施例可根据光伏太阳能电池所需的栅极数量，在同一银浆薄膜的基础上，重复步骤S2和步骤S3继续诱导银浆薄膜生成银浆桥，直至银浆桥的数量达到光伏太阳能电池所需的栅极数量，且所生成的多条银浆桥的长度相同。当硅片上生成多条银浆桥之后，可以在步骤S4中垂直且匀速上升透明基片，便于使所有的银浆桥与透明基片均匀断裂。
实施例2
本实施例公开了一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，如图4所示，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片1上制备出银浆薄膜2。具体是通过刮涂的方式将银浆涂抹至透明基片上，以此形成银浆薄膜。
其中，银浆薄膜的厚度d位于30～80微米的范围内。银浆薄膜与硅片之间的间隙g小于银浆桥形成阈值，银浆桥形成阈值为大约30微米。
步骤S2、针对于已获得栅线并完成烧结的硅片，通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在硅片上的栅线和透明基片之间生成银浆桥。在本实施例中，具体可以通过机器视觉识别系统对硅片和栅线进行精准定位，保证银浆薄膜能准确印刷到栅线上。
本实施例所用的激光光束为脉冲激光，其中，激光光束的光斑尺寸等于所需的栅线的宽度；激光光束的能量密度p大于激光光束的转移阈值，具体可以是比激光光束的转移阈值大10％～20％，而激光光束的转移阈值大约为0.1J/cm2，因此，激光光束的能量密度p可以位于0.11J/cm2～0.12J/cm2的范围内。由于银浆对532nm绿光波段的吸收率较高，对于激光光束的能量密度要求也较为合理，故具体可以选择532nm绿光波段作为激光光束。
相邻激光光束之间的间距z大于单束激光光束的影响范围的一半，间距z具体可以是位于单束激光光束影响范围的60％～70％范围内，例如可以选取间距z的值为比单束激光光束的影响范围的一半大大约10～20微米。
其中，通过激光光束诱导银浆薄膜生成银浆桥，具体如下：
将透明基片放置在硅片3的上方且银浆薄膜朝向待印刷的硅片；
通过激光光束照射银浆薄膜，银浆薄膜吸收激光光束的能量并将银浆薄膜中的部分银浆气化生成气泡5；
在银浆薄膜膨胀的过程中，通过气泡推动银浆薄膜撞击到栅线8，使银浆薄膜黏附在栅线上，自透明基片拉伸和黏附在栅线上的银浆薄膜即成为银浆桥。
步骤S3、通过激光光束4沿着栅线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展，拓展后的银浆桥6的长度增大且叠在栅线8上。
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在原有的栅线8上生成新的栅线9，以此完成印刷。
将完成印刷的硅片进行烧结，新的栅线9与原有的栅线8相互融合成总栅线。总栅线10的高度大于原有的栅线8的高度。
本实施例已获得栅线并完成烧结的硅片可以是一次印刷和烧结后的硅片3，其中一次印刷的方法具体可以如上实施例1所示；也可以是利用本实施例方法印刷和烧结后且需要进行二次印刷的硅片。本实施例可根据实际需求确定是否进行二次印刷和控制银浆桥的拓展范围，进而实现对栅线高宽比的控制。
当已获得栅线8并完成烧结的硅片3为实施例1的硅片，也即是已获得栅线8并完成烧结的硅片3为一次印刷和烧结后的硅片时，如图4所示，本实施例作为二次印刷，考虑到一次印刷中所得的栅线已经具有一定的高度，因此二次印刷中银浆薄膜与硅片之间的间隙g大于一次印刷中银浆薄膜与硅片之间的间隙。最终，在一次印刷的栅线所能达到的0.4左右的高宽比基础上，经过本实施例的二次印刷后的总栅线能达到0.6以上的高宽比，因此，相比于现阶段市面上主流的丝网印刷技术经过二次印刷所达到的高宽比极限0.4，本实施例栅线的高宽比可达到更高。
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激光诱导转印方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
步骤S2、通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成银浆桥；
步骤S3、通过激光光束自步骤S2照射的位置沿直线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的栅线，以此完成印刷；
将完成印刷的硅片进行烧结。
2.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，通过刮涂的方式将银浆涂抹至透明基片上，形成的银浆薄膜的厚度范围在30～80微米之间。
3.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值；其中，银浆桥形成阈值与银浆薄膜的厚度和激光光束的光斑尺寸的关系分别如下：
当银浆薄膜的厚度越大，银浆桥形成阈值也越大；
当激光光束的光斑尺寸越大，银浆桥形成阈值也越大。
4.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，步骤S2中，通过激光光束诱导银浆薄膜生成银浆桥，具体是：
将透明基片放置在硅片的上方且银浆薄膜朝向待印刷的硅片；
通过激光光束照射银浆薄膜，将银浆薄膜中的部分银浆气化生成气泡；
在银浆薄膜膨胀的过程中，通过气泡推动银浆薄膜撞击到硅片，使银浆薄膜黏附在硅片上，自透明基片拉伸和黏附在硅片上的银浆薄膜成为银浆桥。
5.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，激光光束为脉冲激光，相邻脉冲的激光光束对银浆薄膜的影响范围部分重叠。
6.根据权利要求5所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，相邻脉冲的激光光束之间的间距大于单束激光光束的影响范围的一半。
7.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，激光光束的能量密度大于激光光束的转移阈值；其中，转移阈值与银浆薄膜的厚度、激光光束的光斑尺寸以及银浆薄膜与硅片之间的间隙的关系分别如下：
当银浆薄膜的厚度越大越大，转移阈值也越大；
当激光光束的光斑尺寸越大，转移阈值越小；
当银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值时，随着间隙的增大，转移阈值也随之增大；当间隙达到银浆桥形成阈值时，随着间隙继续增大，转移阈值不再随之改变。
8.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，激光光束的光斑尺寸等于所需的栅线宽度。
9.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，在步骤S4之前，根据光伏太阳能电池所需的栅极数量，重复步骤S2和步骤S3继续诱导银浆薄膜生成银浆桥，直至银浆桥的数量达到光伏太阳能电池所需的栅极数量。
10.一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
步骤S2、针对于已获得栅线并完成烧结的硅片，通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在硅片上的栅线和透明基片之间生成银浆桥；
步骤S3、通过激光光束沿着栅线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在原有的栅线上生成新的栅线，以此完成印刷；
将完成印刷的硅片进行烧结，新的栅线与原有的栅线相互融合成总栅线。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112382676A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 华南理工大学 | 基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法 |
| CN115181962A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-14 | 华南理工大学 | 一种基于激光诱导的高粘度浆料多次压印方法 |
| CN116872635A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-13 | 广东空天科技研究院(南沙) | 激光诱导薄层浆料的栅线直接成形方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030219625A1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-11-27 | 3M Innovative Properties Company | Materials for organic electronic devices |
| CN101961947A (zh) * | 2010-10-12 | 2011-02-02 | 东莞市科隆威自动化设备有限公司 | 光伏太阳能印刷机 |
| JP2015170772A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置 |
| CN106687617A (zh) * | 2014-07-15 | 2017-05-17 | 奈特考尔技术公司 | 激光转印ibc太阳能电池 |
| CN107206788A (zh) * | 2014-12-17 | 2017-09-26 | 波尔多大学 | 激光打印方法和用于执行所述方法的装置 |
| CN109926583A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-06-25 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 激光诱导前向转印和烧结制作银浆电极的加工装置及方法 |
-
2019
- 2019-10-21 CN CN201911001446.5A patent/CN110690300B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030219625A1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-11-27 | 3M Innovative Properties Company | Materials for organic electronic devices |
| CN101961947A (zh) * | 2010-10-12 | 2011-02-02 | 东莞市科隆威自动化设备有限公司 | 光伏太阳能印刷机 |
| JP2015170772A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置 |
| CN106687617A (zh) * | 2014-07-15 | 2017-05-17 | 奈特考尔技术公司 | 激光转印ibc太阳能电池 |
| CN107206788A (zh) * | 2014-12-17 | 2017-09-26 | 波尔多大学 | 激光打印方法和用于执行所述方法的装置 |
| CN109926583A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-06-25 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 激光诱导前向转印和烧结制作银浆电极的加工装置及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| SUSANA FERNANDEZ-ROBLEDO等: "Selective Boron Emitters Using Laser-Induced Forward Transfer Versus Laser Doping From Borosilicate Glass", 《IEEE JOURNAL OF PHOTOVOLTAICS》 * |
| 陈继文: "基于激光诱导向前转移技术直写布线工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112382676A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 华南理工大学 | 基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法 |
| CN112382676B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-03-29 | 华南理工大学 | 基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法 |
| CN115181962A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-14 | 华南理工大学 | 一种基于激光诱导的高粘度浆料多次压印方法 |
| CN116872635A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-13 | 广东空天科技研究院(南沙) | 激光诱导薄层浆料的栅线直接成形方法 |
| CN116872635B (zh) * | 2023-07-05 | 2024-01-26 | 广东空天科技研究院(南沙) | 激光诱导薄层浆料的栅线直接成形方法 |
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