CN111137002B - 一种新型网版及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型网版及其制作方法，网版包括网布，所述网布的两侧面分别设有上膜层和下膜层，上膜层和下膜层上分别设有上凹槽和下凹槽，上凹槽和下凹槽上下对应且中心轴线重合，并通过网布形成相互连通的通道；上凹槽、下凹槽的槽口宽度大于槽底宽度，且槽底位置位于靠近网布一侧。所述网版的制作方法采用在网布两侧分别均匀覆盖上下膜层并烘干、经定位机构定位后利用激光器对上下膜层进行切割，形成分别对应设置在上下膜层上的凹槽。使用本发明网版可以得到较大高宽比的电极浆料形状，在保证浆料横截面积足够的同时，有效减小太阳能电池表面的浆料宽度，减小栅线的遮光面积，提高太阳能电池的转换效率。

Description

一种新型网版及其制作方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种改善太阳能电池制程中丝网印刷电极高宽比的网版及其制作方法。

背景技术

在光伏行业，丝网印刷主要应用于电池的电极成形，利用丝网图形部分网孔透浆料，非图形部分网孔不透浆料的基本原理进行印刷。印刷时在丝网一端倒入浆料，用刮板在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。浆料在移动中被刮板从图形部分的网孔中挤压到基片上。印刷过程中刮板始终与丝网印版和基片呈线接触，接触线随刮板移动而移动。当刮板刮过整个印刷区域后抬起，同时丝网也脱离基片，并通过回墨刀将浆料轻刮回初始位置，工作台返回到上料位置，至此为完整的一个印刷行程。

晶体硅太阳能电池产业技术已经非常成熟，然而与常规能源相比，相对较高的成本与较低的效率制约了其发展，对于如何降低成本及提高转换效率，人们进行了大量的研究。

在影响效率的因素中，栅线是其中一个关键因素。太阳能表面的栅线设计是为了最大限度地收集光电流，为降低栅线电阻，需要增加栅线的横截面积，横向面积增加必然减少电池的受光面积，降低电池的电流，因此栅线的设计侧重在增加栅线的高宽比，缩小横向宽度，提高栅线高度，但这样对浆料、网版和印刷有着更高的要求。

另外，目前太阳能电池的正面电极大多采用金属银浆，银浆是电池片生产过程中最贵的辅料之一，而电池片生产用银浆又与传统银浆有较大的性能差别，技术垄断，导致电池银浆价格一直居高不下。将栅线做的较窄也能有效降低单片电池的银浆耗量，从而降低太阳能电池片成本。

传统网版开膜主要采用感光乳剂曝光显影的方式，一般呈现接触面宽度较宽，浆料下料面较窄的情况，也就导致了浆料高宽比较小。浆料的横截面积是接触电阻的保证，横截面积越大接触电阻越小，太阳能电池的FF越高，效率也就越高。在一定的高宽比下，为了使电池表面浆料有足够的横截面积，只能增加浆料宽度来实现，但是这样会导致浆料的遮光面积增大，太阳能电池表面接收的光子数量减少，进而导致太阳能电池转化效率偏低。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的新型网版及其制作方法，可以得到较大高宽比的电极浆料形状，在保证浆料横截面积足够的同时，有效减小太阳能电池表面的浆料宽度，减小栅线的遮光面积，提高太阳能电池的转换效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种新型网版，包括网布，所述网布的两侧面分别设有上膜层和下膜层，上膜层上设有至少一个上凹槽、下膜层上设有至少一个下凹槽，所述上凹槽和下凹槽的位置上下对应，且中心轴线重合，并通过网布形成相互连通的通道；

上凹槽的槽口的宽度W1大于上凹槽的槽底的宽度W2，且上凹槽的槽底位置位于靠近网布一侧；

下凹槽的槽口的宽度W3大于下凹槽的槽底的宽度W4，且下凹槽的槽底位置位于靠近网布一侧。

作为上述技术方案的进一步改进：

5μm≤W2≤40μm，10μm≤W1≤50μm。

5μm≤W4≤40μm，10μm≤W3≤50μm。

上膜层的厚度为7um或上膜层的厚度为8μm-30μm，下膜层的厚度为8μm-30μm。

上膜层和下膜层均采用包括感光乳剂、PET、PE、PI、PU、PVC、PP、PTFE、PMMA、PS之一或几种组合的材料。

一种新型网版的制作方法，包括如下步骤：

在网布的两侧面分别均匀覆盖上膜层、下膜层，并烘干；在上膜层、下膜层上切割开槽，分别形成上凹槽、下凹槽，上凹槽和下凹槽的位置上下一一对应，且中心轴线重合，通过网布形成相互连通的通道；上凹槽的槽口的宽度大于上凹槽的槽底的宽度，且上凹槽的槽底位置位于靠近网布一侧；下凹槽的槽口的宽度大于下凹槽的槽底的宽度，且下凹槽的槽底位置位于靠近网布一侧。。

作为上述技术方案的进一步改进：

采用涂覆、粘覆或热压方式将上膜层、下膜层分别均匀覆盖在网布两侧面，形成干膜后，利用激光器先对上膜层切割开槽，沿网布宽度方向形成所述上凹槽，通过定位检测元件对已成型上凹槽的位置定位，再利用激光器对下膜层在相应位置进行切割开槽，形成下凹槽。

采用涂覆、粘覆或热压方式将上膜层、下膜层分别均匀覆盖在网布两侧面，形成干膜后，利用激光器先对下膜层切割开槽，沿网布宽度方向形成所述下凹槽，通过定位检测元件对已成型下凹槽的位置定位，再利用激光器对上膜层在相应位置进行切割开槽，形成上凹槽。

将钢丝网或聚酯网张紧后粘接于网框上形成所述网布。

本发明的有益效果如下：

本发明设计合理，操作方便，在网布两侧均设置上膜层、下膜层，在上膜层、下膜层利用激光束切割形成对应且连通的上凹槽、下凹槽；利用该种结构可以在印刷浆料时，有效增加丝网印刷于太阳能电池表面电极浆料的高宽比，在保证浆料横截面积足够的同时，能有效减小太阳能电池表面的浆料宽度，减小栅线的遮光面积，提高太阳能电池的转换效率。并且，将栅线做的较窄也能有效降低单片电池的银浆耗量，从而降低太阳能电池片成本。

附图说明

图1为本发明的在网布两侧覆盖膜层的结构示意图。

图2为本发明网版的结构示意图。

图3为利用本发明的网版进行电池片丝网印刷后得到的电池片的结构示意图。

图4为本发明网版的俯视图。

图中：1、上膜层；2、网布；3、上凹槽；4、太阳能电池；5、梯形部；6、矩形部；7、下膜层；8、下凹槽。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2、图4所示，本实施例的新型网版，包括网布2，网布2的两侧面分别设有上膜层1和下膜层7，上膜层1上设有至少一个上凹槽3、下膜层7上设有至少一个下凹槽8，上凹槽3和下凹槽8的位置上下对应，且中心轴线重合，并通过网布2形成相互连通的通道。

上凹槽3的槽口的宽度W1大于上凹槽3的槽底的宽度W2，且5μm≤W2≤40μm，10μm≤W1≤50μm，且上凹槽3的槽底位置位于靠近网布2一侧。

下凹槽8的槽口的宽度W3大于下凹槽8的槽底的宽度W4，且5μm≤W4≤40μm，10μm≤W3≤50μm，且下凹槽8的槽底位置位于靠近网布2一侧。

上膜层1的厚度为7um或上膜层1的厚度为8μm-30μm，下膜层7的厚度为8μm-30μm。

上膜层1和下膜层7均采用包括感光乳剂、PET、PE、PI、PU、PVC、PP、PTFE、PMMA、PS之一或几种组合的材料。

本实施例的新型网版的制作方法，包括如下步骤：

在网布2的两侧面分别均匀覆盖上膜层1、下膜层7，并烘干；在上膜层1、下膜层7上切割开槽，分别形成上凹槽3、下凹槽8，上凹槽3和下凹槽8的位置上下一一对应，且中心轴线重合，通过网布2形成相互连通的通道；上凹槽3的槽口的宽度大于上凹槽3的槽底的宽度，且上凹槽3的槽底位置位于靠近网布2一侧；下凹槽8的槽口的宽度大于下凹槽8的槽底的宽度，且下凹槽8的槽底位置位于靠近网布2一侧。

采用涂覆、粘覆或热压方式将上膜层1、下膜层7分别均匀覆盖在网布2两侧面，形成干膜后，利用激光器先对上膜层1切割开槽，沿网布2宽度方向形成上凹槽3，通过定位检测元件对已成型上凹槽3的位置定位，再利用激光器对下膜层7在相应位置进行切割开槽，形成下凹槽8。

或者采用涂覆、粘覆或热压方式将上膜层1、下膜层7分别均匀覆盖在网布2两侧面，形成干膜后，利用激光器先对下膜层7切割开槽，沿网布2宽度方向形成下凹槽8，通过定位检测元件对已成型下凹槽8的位置定位，再利用激光器对上膜层1在相应位置进行切割开槽，形成上凹槽3。

优选地，将钢丝网或聚酯网以一定的张力拉伸并粘接于网框上形成网布2。优选地，上层膜1厚7um，下层膜7厚10um，均采用PI材料。需要强调的是，上膜层1和下膜层7的厚度可相同也可不同。

优选地，使用激光器对上膜层1进行切割开膜，形成截面为倒梯形的上凹槽3，上凹槽3槽口的宽度W1＝28μm，槽底的宽度W2＝26μm；并且在上膜层1上使用激光打出用于定位的Mark点；优选地，激光器选取紫外皮秒激光，光斑为圆形，直径为7μm；

使用定位检测元件，如CCD等器件识别上膜层1上Mark点位置，使用激光器对下膜层7相应位置进行切割开膜，形成与上凹槽3位置上下对应设置的下凹槽8，下凹槽8槽口的宽度W3＝28μm，槽底的宽度W4＝25μm，且上凹槽3、下凹槽8的中心轴线重合，槽底通过网布2连通；优选地，激光器可以为连续或者脉冲激光器，优选地，选取紫外皮秒激光，光斑为圆形，直径为7μm。

至此完成网版制作。

本实施例的新型网版制作方法，网布2还可采用除钢丝网、聚酯网之外的其他复合材料网，上膜层1、下膜层7根据实际工艺需求采用包括感光乳剂、PET、PE、PI、PU、PVC、PP、PTFE、PMMA、PS之一或其中几种复合。

使用利用上述步骤制作的网版在太阳能电池4正面进行银浆丝网印刷，具体方法为：

将制作好的网版放在太阳能电池4的上方，银浆平铺在网版上，然后通过一定角度的刮板，并且施加一定角度的压力，通过挤压的方式使浆料转移至硅片表面，形成图形化的栅线结构。银浆从上凹槽3流经网布1、下凹槽8，到达太阳能电池4上表面，使用刮板将银浆刮平压实，最终在太阳能电池4上表面形成如图3中所示的电极浆料，电极浆料(栅线)包括位于太阳能电池4上表面的梯形部5、梯形部5上表面向上延伸的矩形部6，由于银浆在垂向流动时经过上凹槽3槽底的限制，因此栅线上部形成矩形部6而非梯形结构，梯形部5则由下凹槽8限位形成，上述形式的栅线结构的高宽比得到了极大的提升。

目前行业内使用的传统乳剂网版，膜层材料使用感光乳剂，膜厚约17um，设计线宽28um左右；将本发明网版与目前行业内使用的传统乳剂网版印刷效果进行对比，数据如表一所示(说明：设计线宽是膜层的开口宽度，浆料线宽是用网版印刷出来的银栅线的宽度)。

表一 采用传统乳剂网版与本发明网版印刷所得电池栅线参数对比

由表一可知，印刷相同的浆料，在印刷浆料高度基本保持一致时，常规网版只能得到高宽比0.38的栅线，而使用本发明网版可得到高宽比为0.42的栅线，所以浆料的宽度由40μm降低到37μm，因此节省浆料0.005g。并且，本发明网版印刷的电池片，由于线宽较窄，短路电流明显提升，平均转化效率比常规网版高0.015％。

利用使用本发明制作方法制作的网版在太阳能电池正面进行银浆丝网印刷，可以得到较大高宽比的电极浆料形状。较大的高宽比即能保证较小的接触电阻，又能减小电极的遮光面积，从而使得更多的光子照射到太阳能电池表面，提高太阳能电池转换效率。并且由于太阳能电池表面栅线电极大多是由贵金属银组成，使用此新型制备方法可以有效减少表面栅线银浆的使用量，大大降低了单片电池片的成本。此方法操作简单、制备方便、适用于工业化大规模生产。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，适用范围不限于太阳能电池，也可包括其他印刷封装领域，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种新型网版，其特征在于：包括网布(2)，所述网布(2)的两侧面分别设有上膜层(1)和下膜层(7)，上膜层(1)上设有至少一个上凹槽(3)、下膜层(7)上设有至少一个下凹槽(8)，所述上凹槽(3)和下凹槽(8)的位置上下对应，且中心轴线重合，并通过网布(2)形成相互连通的通道；

上凹槽(3)的槽口的宽度W1大于上凹槽(3)的槽底的宽度W2，且上凹槽(3)的槽底位置位于靠近网布(2)一侧；

下凹槽(8)的槽口的宽度W3大于下凹槽(8)的槽底的宽度W4，且下凹槽(8)的槽底位置位于靠近网布(2)一侧。

2.如权利要求1所述的新型网版，其特征在于：5μm≤W2≤40μm，10μm≤W1≤50μm。

3.如权利要求1所述的新型网版，其特征在于：5μm≤W4≤40μm，10μm≤W3≤50μm。

4.如权利要求1所述的新型网版，其特征在于：上膜层(1)的厚度为7um或上膜层(1)的厚度为8μm-30μm，下膜层(7)的厚度为8μm-30μm。

5.如权利要求1所述的新型网版，其特征在于：上膜层(1)和下膜层(7)均采用包括感光乳剂、PET、PE、PI、PU、PVC、PP、PTFE、PMMA、PS之一或几种组合的材料。

6.一种如权利要求1所述的新型网版的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

在网布(2)的两侧面分别均匀覆盖上膜层(1)、下膜层(7)，并烘干；

在上膜层(1)、下膜层(7)上切割开槽，分别形成上凹槽(3)、下凹槽(8)，上凹槽(3)和下凹槽(8)的位置上下一一对应，且中心轴线重合，通过网布(2)形成相互连通的通道；

上凹槽(3)的槽口的宽度大于上凹槽(3)的槽底的宽度，且上凹槽(3)的槽底位置位于靠近网布(2)一侧；

下凹槽(8)的槽口的宽度大于下凹槽(8)的槽底的宽度，且下凹槽(8)的槽底位置位于靠近网布(2)一侧。

7.如权利要求6所述的新型网版的制作方法，其特征在于：采用涂覆、粘覆或热压方式将上膜层(1)、下膜层(7)分别均匀覆盖在网布(2)两侧面，形成干膜后，利用激光器先对上膜层(1)切割开槽，沿网布(2)宽度方向形成所述上凹槽(3)，通过定位检测元件对已成型上凹槽(3)的位置定位，再利用激光器对下膜层(7)在相应位置进行切割开槽，形成下凹槽(8)。

8.如权利要求6所述的新型网版的制作方法，其特征在于：采用涂覆、粘覆或热压方式将上膜层(1)、下膜层(7)分别均匀覆盖在网布(2)两侧面，形成干膜后，利用激光器先对下膜层(7)切割开槽，沿网布(2)宽度方向形成所述下凹槽(8)，通过定位检测元件对已成型下凹槽(8)的位置定位，再利用激光器对上膜层(1)在相应位置进行切割开槽，形成上凹槽(3)。

9.如权利要求7或8所述的新型网版的制作方法，其特征在于：将钢丝网或聚酯网张紧后粘接于网框上形成所述网布(2)。

Images