CN111634133B - 一种太阳能电池栅线偏移的调整方法及其应用 - Google Patents

一种太阳能电池栅线偏移的调整方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池栅线偏移的调整方法，其包括采用网版将栅线印刷到硅片上；分别测量相邻激光槽之间的距离x和相邻栅线中心之间的距离y1，相邻栅线端点之间的距离y2；计算激光槽与栅线之间的第一偏移间距δ1和第二偏移间距δ2；根据偏移间距情况进行判断，并对网版PT值和/或张力值进行调节。相应的，本发明还公开了上述太阳能电池栅线偏移的调整方法在太阳能电池生产过程中的应用。本发明的调整方法，可明显减少或消除电极栅线与激光槽的偏移，在满足电池外观要求的同时，提升电极栅线对于载流子的收集能力。

Description

一种太阳能电池栅线偏移的调整方法及其应用
技术领域
本发明涉及太阳能电池电极印刷领域，具体的涉及一种太阳能电池栅线偏移的调整方法及应用。
背景技术
丝网印刷是目前常用的太阳能电池印刷技术，其基本操作流程是：将设有激光槽的硅片放置在工作台上，在位于工作台上方的网版上倒入浆料，然后用刮刀在网版上施加一定压力，同时将刮刀由网版一端向着另一端移动，浆料即可被从图形部分的网孔中挤压到硅片上，从而完成丝网印刷。在目前的印刷过程中，多是通过印刷压力、印刷间距、印刷速度、印刷高度等参数对印刷效果进行调节。
另一方面，随着太阳能电池技术的发展，逐渐出现了激光重掺杂技术和PERC电池技术，这两个技术的共同点是将部分/全部电极栅线印刷在前期打出的激光槽中。当采用丝网印刷进行这种电极栅线的印刷时，需要对正位置，这就对丝网印刷工艺提出了较高的要求。现有的丝网印刷工艺，在进行激光槽印刷时，往往偏移较大，这不仅无法满足电池片外观的要求，也极易造成载流子收集困难和载流子传输损失。
现有技术中，往往通过拓宽激光槽的宽度来解决此问题，如现有的激光槽宽度多在120～300μm，以保留较大的印刷空间，但这会造成电极栅线数量减少，载流子收集量小，降低电池效率；同时，也增加了硅片隐裂的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种太阳能电池栅线偏移的调整方法，其可有效减少或消除电极栅线与激光槽之间的偏移，提升太阳能电池外观和转换效率。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种上述太阳能电池栅线偏移的调整方法在太阳能电池过程中的应用。
为了解决上述问题，本发明公开了一种太阳能电池栅线偏移的调整方法，其包括：
(1)采用网版将栅线印刷到硅片上，所述硅片上设有激光槽；
(2)测量相邻激光槽之间的距离x；
(3)测量相邻栅线中心之间的距离y1，相邻栅线端点之间的距离y2；
(4)计算激光槽与栅线之间的第一偏移间距δ1和第二偏移间距δ2；
其中，按照下述公式组计算激光槽与栅线之间的偏移间距：
δ1＝x-y1
δ2＝x-y2
其中，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，x为相邻激光槽之间的距离，y1为相邻栅线中心之间的距离，y2为相邻栅线端点之间的距离；
(5)根据偏移间距情况对网版参数进行调节；
其中，当δ1＝0且δ2＝0时，不对网版参数进行调节；
当δ1＝0且δ2≠0时，对网版张力值进行调节；
当δ1≠0且δ2≠0时，对网版PT值和/或张力值进行调节。
作为上述技术方案的改进，步骤(3)还包括测量相邻栅线1/4长度处的距离y3；
步骤(4)还包括计算激光槽与栅线之间的间距δ3；
其中，按照下述公式计算激光槽与栅线之间的第三偏移间距：
δ3＝x-y3
其中，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距，x为相邻激光槽之间的距离，y3为相邻栅线1/4长度处的距离。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中：
当δ1＝0，δ2＝0且δ3＝0时，不对网版参数进行调节；
当δ1＝0，δ2≠0且δ3≠0时，仅对网版张力值进行调节；
当δ1≠0，δ2≠0且δ3≠0，对网版PT值和/或网版张力值进行调节。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中：
当δ1≠0，且δ1＝δ2＝δ3时，仅对网版PT值进行调节；
当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，δ1≠δ2且δ2≠δ3时，先对网版PT值进行调节，然后对网版张力进行调节。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中：
当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，且δ1＝δ2＝δ3时，仅对网版PT值进行调节；其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中，当δ1＝0，δ2≠0，δ3≠0且δ2≠δ3时，对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000031
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中，当δ1＝0，δ2≠0，δ3≠0且δ2＝δ3时，对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000032
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中：
当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，δ1≠δ2，δ1≠δ3，且δ2＝δ3时，先对网版PT值进行调节，然后再对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000033
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中：
当δ1≠0，δ2≠0且δ3≠0，δ1≠δ2，δ1≠δ3，且δ2≠δ3时，先对网版PT值进行调节，然后再对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000041
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距。
相应的，本发明还公开了上述太阳能电池栅线偏移的调整方法在太阳能电池生产过程中的应用。
实施本发明，具有如下有益效果：
1.本发明的调整方法，通过对于网版张力值和网版PT值两个参数的调整，有效减少/消除了电极栅线与激光槽之间的偏移，提升了太阳能电池的外观性能，也提高了电池对载流子的收集能力和运输能力，提升了太阳能电池的转换效率。
2.本发明的调整方法包括：试印刷，测量间距，并根据间距确定调节何种网版参数，以及根据间距对参数进行定量的调节。上述调整方法简单明晰，工业可操作性强，容易推广。
3.本发明的调整方法，减少了激光槽与电极栅线之间的偏移；也就降低了传统的激光槽宽度，降低了硅片隐裂的风险。
附图说明
图1是本发明一种太阳能电池栅线偏移的调整方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。
传统的丝网印刷在向激光槽印刷电极栅线时，容易偏移。且通过传统的调节手段难以减少或消除这种偏移。为此，本发明提供了一种太阳能栅线偏移的调整方法，参考图1，其包括：
S1：采用网版将栅线印刷到硅片上；
具体的，采用网版将栅线试印到硅片上；其中，硅片上设有多条相互平行的激光槽。
具体的，激光槽的宽度为80～250μm，优选的为80～150μm，示例性地可为80、95、100、110、115、125、130、140μm，但不限于此。
S2：测量相邻激光槽之间的距离x；
具体的，采用三维显微镜对硅片表面相邻激光槽之间的距离x进行测量。需要说明的是，此处相邻激光槽之间的距离是指激光槽中心线之间的距离。
具体的，栅线的宽度为50～150μm，示例性的为50、60、80、95、110、115μm，但不限于此。
S3：测量相邻栅线之间的距离；
具体的，在本发明中，相邻栅线之间的距离通过以下三种方式进行表征：
相邻栅线中心之间的距离y1，相邻栅线同方向端点之间的距离y2和相邻栅线1/4长度处的距离y3。通过以上三点的距离，可对栅线相对于激光槽的偏移情况进行合理的评估，为后期调整提供良好的数据基础。需要说明的是，此处栅线之间的距离是指栅线中心线之间的距离。
S4：计算激光槽与栅线之间的偏移间距；
具体的，在本发明中，栅线与激光槽之间的偏移间距可通过以下三种方式进行表征：
激光槽与栅线中心点之间的第一偏移间距δ1，激光槽与栅线端点之间的第二偏移间距δ2和激光槽与栅线1/4长度处的第三偏移间距δ3。具体的，
按照下述公式组计算激光槽与栅线之间的偏移间距：
δ1＝x-y1
δ2＝x-y2
δ3＝x-y3
S5：根据偏移间距情况对网版参数进行调节；
具体的，发明人在实际调节的过程中发现，对网版PT值和网版张力值进行调节，可改善激光槽与栅线之间的偏移情况。然而，如何决定调整对象，即如何决定调整网版PT值还是网版张力值，还是对两者进行同时调整？是需要解决的第一个问题。并且，在确定调整对象后，如何根据偏移情况对网版PT值和/或网版张力值进行定量调节，是需要解决的第二个问题。为此，本发明提出了以下方案：
具体的，在本发明的一实施例之中，根据以下方法确定调整对象：
当δ1＝0且δ2＝0时，不对网版参数进行调节；
当δ1＝0且δ2≠0时，对网版张力值进行调节；
当δ1≠0且δ2≠0时，对网版PT值和张力值进行调节。
即根据第一偏移间距和第二偏移间距确定调整对象。
在本发明的另一个实施例之中，可根据以下方法确定调整对象：
当δ1＝0，δ2＝0且δ3＝0时，不对网版参数进行调节；
当δ1＝0，δ2≠0且δ3≠0时，仅对网版张力值进行调节；
当δ1≠0，δ2≠0且δ3≠0，对网版PT值和/或网版张力值进行调节。
即根据第一偏移间距、第二偏移间距和第三偏移间距来确定调整对象。
在本发明的又一实施例之中，可根据以下方法确定调整对象：
当δ1＝0，δ2＝0且δ3＝0时，不对网版参数进行调节；
当δ1＝0，δ2≠0且δ3≠0时，仅对网版张力值进行调节；
当δ1≠0，且δ1＝δ2＝δ3时，仅对网版PT值进行调节；
当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，δ1≠δ2且δ2≠δ3时，先对网版PT值进行调节，然后对网版张力进行调节。
即根据第一偏移间距、第二偏移间距和第三偏移间距来确定调整对象。
相应的，在决定调整对象以后，还需要对具体的调整量进行确定：
具体的，当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，且δ1＝δ2＝δ3时，仅对网版PT值进行调节；其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距。
具体的，当δ1＝0，δ2≠0，δ3≠0且δ2≠δ3时，对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000071
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距。
具体的，当δ1＝0，δ2≠0，δ3≠0且δ2＝δ3时，对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000072
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距。
具体的，当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，δ1≠δ2，δ1≠δ3，且δ2＝δ3时，先对网版PT值进行调节，然后再对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000073
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距。
具体的，当δ1≠0，δ2≠0且δ3≠0，δ1≠δ2，δ1≠δ3，且δ2≠δ3时，先对网版PT值进行调节，然后再对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure BDA0002484170070000074
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距。
根据以上调整方法，即可根据偏移间距的大小对网版张力值和网版PT值进行合理的调节。在调节后，进行二次试印，若还存在偏移，则重复步骤S1～S5，只至消除激光槽与栅线之间的偏移。通过本发明的调整方法，一般通过2～3次试印即可达到消除激光槽与栅线之间偏移的效果。
此外，需要说明的是，传统的印刷工艺中，为了减少偏移，一般拓宽激光槽的宽度(120～300μm)，这增加了单条激光槽所占面积，为了拓宽激光槽的宽度，往往需要在同一位置多次激光加工，这就增加了硅片隐裂的概率。而本发明的调整方法，可有效减少偏移，从而使得激光槽宽度下降，减少了激光重复加工，降低了硅片隐裂的风险。
相应的，本发明还公开了一种上述太阳能电池栅线偏移的调整方法在太阳能电池生产过程中的应用。
具体的，太阳能电池可为PERC电池、SE电池或SE-PERC电池。其中，SE电池中，将正面副栅电极印刷在重掺杂激光槽中；PERC电池中，将背面副栅印刷在激光槽中。
具体的，太阳能电池可为单面电池，也可为双面电池。
具体的，本发明中的调整方法，可适应于单次印刷工艺，也可适应于分次印刷工艺。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种太阳能电池栅线偏移的调整方法，其特征在于，包括：
(1)采用网版将栅线印刷到硅片上，所述硅片上设有激光槽；
(2)测量相邻激光槽之间的距离x；
(3)测量相邻栅线中心之间的距离y1，相邻栅线端点之间的距离y2和相邻栅线1/4长度处的距离y3；
(4)计算激光槽与栅线之间的第一偏移间距δ1、第二偏移间距δ2和第三偏移间距δ3；
其中，按照下述公式组计算激光槽与栅线之间的偏移间距：
δ1＝x-y1
δ2＝x-y2
δ3＝x-y3
其中，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距，x为相邻激光槽之间的距离，y1为相邻栅线中心之间的距离，y2为相邻栅线端点之间的距离，y3为相邻栅线1/4长度处的距离；
(5)根据偏移间距情况对网版参数进行调节；
其中，当δ1＝0，δ2＝0且δ3＝0时，不对网版参数进行调节；
当δ1＝0，δ2≠0且δ3≠0时，仅对网版张力值进行调节；
当δ1≠0，δ2≠0且δ3≠0，对网版PT值进行调节，或对网版PT值和网版张力值进行调节。
2.如权利要求1所述的太阳能电池栅线偏移的调整方法，其特征在于，步骤(5)中：
当δ1≠0，且δ1＝δ2＝δ3时，仅对网版PT值进行调节；
当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，δ1≠δ2且δ2≠δ3时，先对网版PT值进行调节，然后对网版张力值进行调节。
3.如权利要求1所述的太阳能电池栅线偏移的调整方法，其特征在于，步骤(5)中：
当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，且δ1＝δ2＝δ3时，仅对网版PT值进行调节；其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距。
4.如权利要求1所述的太阳能电池栅线偏移的调整方法，其特征在于，步骤(5)中，当δ1＝0，δ2≠0，δ3≠0且δ2≠δ3时，对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure FDA0003313742660000021
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距。
5.如权利要求1所述的太阳能电池栅线偏移的调整方法，其特征在于，步骤(5)中，当δ1＝0，δ2≠0，δ3≠0且δ2＝δ3时，对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure FDA0003313742660000022
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距。
6.如权利要求1所述的太阳能电池栅线偏移的调整方法，其特征在于，步骤(5)中：
当δ1≠0，δ2≠0，δ3≠0，δ1≠δ2，δ1≠δ3，且δ2＝δ3时，先对网版PT值进行调节，然后再对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure FDA0003313742660000031
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距。
7.如权利要求1所述的太阳能电池栅线偏移的调整方法，其特征在于，步骤(5)中：
当δ1≠0，δ2≠0且δ3≠0，δ1≠δ2，δ1≠δ3，且δ2≠δ3时，先对网版PT值进行调节，然后再对网版张力值进行调节；
其中，按照下述公式调节网版PT值：
PTA＝PTB+(N-1)δ1
其中，PTA为调节后网版的PT值，PTB为调节前网版的PT值，N为网版丝网线条总数，δ1为激光槽与栅线之间的第一偏移间距；
其中，按照下述公式调节网版张力值：
Figure FDA0003313742660000032
其中，FA为调节后网版的张力值，FB为调节前网版的张力值，δ2为激光槽与栅线之间的第二偏移间距，δ3为激光槽与栅线之间的第三偏移间距。
8.如权利要求1-7任一项所述的太阳能电池栅线偏移的调整方法在太阳能电池生产过程中的应用。
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