CN113035974A - 一种正面电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电极技术领域，具体涉及一种正面电极及其制备方法，正面电极包括等间距均匀分布在硅基体正面上的条状复合银电极，所述复合银电极的截面为三角形，该三角形的两个底角角度为45‑80°；其中，所述复合银电极的最大宽度为15‑60微英寸，所述复合银电极具有上层和下层复合结构，所述下层为银电极，上层为铜电极，所述上层和下层的高度比为2‑5:1。该正面电极中银用量少，高宽比大，遮光损失小，低接触电阻，从而使得太阳能电池的光电转化率高。

Description

一种正面电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及电极技术领域，具体涉及一种正面电极及其制备方法。
背景技术
传统的晶体硅太阳能电池正面电极绝大部分都是采用传统丝网印刷的方式来制作的，丝网印刷细栅线高宽比小，导致制作的正面电极有比较大的正面电极损耗，包括遮光损耗、电阻损耗、复合损耗等。而且，目前的硅太阳能电池所用的银电极的成本占了整个硅太阳能电池制造成本的15％，银电极的成本比较高，这就使硅太阳能电池的成本较高，导致硅太阳能电池无法大力推广。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种正面电极及其制备方法，该正面电极中银用量少，高宽比大，遮光损失小，低接触电阻，从而使得太阳能电池的光电转化率高。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种正面电极，包括等间距均匀分布在硅基体正面上的条状复合银电极，所述复合银电极的截面为三角形，该三角形的两个底角角度为45-80°；其中，所述复合银电极的最大宽度为15-60微英寸，所述复合银电极具有上层和下层复合结构，所述下层为银电极，上层为铜电极，所述上层和下层的高度比为2-5:1。
优选地，该三角形的两个底角角度为60-80°。
优选地，所述复合银电极的最大宽度为15-40微英寸。
优选地，所述上层和下层的高度比为3-5:1。
本发明第二方面提供一种所述的正面电极的制备方法，该方法包括：
(1)在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的硅基体的正表面上印刷上梯形的银电极；
(2)对印刷于硅基体的正表面上的银电极进行第一金属化处理；
(3)在金属化处理后的银电极的表面上印刷上三角形的铜电极，形成电极叠层；
(4)对铜电极进行第二金属化处理，形成铜银合金的正面电极。
优选地，所述第一金属化处理的条件包括：带速为150-250英寸/分钟，烧结温度为750-950℃，压缩空气的量程为25-40％。
优选地，所述第一金属化处理的条件包括：带速为200-210英寸/分钟，烧结温度为800-900℃，压缩空气的量程为25-30％。
优选地，所述第二金属化处理的条件包括：带速为210-300英寸/分钟，烧结温度为910-950℃，氢气的量程为20-30％。
优选地，所述第二金属化处理的条件包括：带速为230-250英寸/分钟，烧结温度为920-930℃，氢气的量程为24-28％。
与现有技术相比，本发明提供的正面电极通过设置特定结构的复合银电极，且配合特定角度的三角形、特定的上层和下层复合结构以及复合银电极的最大宽度，使得该正面电极在银用量少的基础上，还具有高宽比大，遮光损失小，低接触电阻的优点，从而使得太阳能电池的光电转化率高。本发明通过特定的制备方法制备得到上述特定结构的正面电极，其中，三角形的复合银电极在长度方向上的斜面，会对光线形成反射，被太阳能电池吸收，从而进一步减少了遮光损失。进一步的，采用优选参数下的方案，能够进一步使得提高太阳能电池的光电转化率。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种正面电极，包括等间距均匀分布在硅基体正面上的条状复合银电极，所述复合银电极的截面(指在宽度方向上的横截面)为三角形，该三角形的两个底角角度为45-80°；其中，所述复合银电极的最大宽度(可以理解的是，是指三角形的底边)为15-60微英寸，所述复合银电极具有上层和下层复合结构，所述下层为银电极(可以理解的是，银电极的横截面为上窄下宽的梯形)，上层为铜电极(可以理解的是，铜电极的横截面为小三角形)，所述上层和下层的高度比(可以理解的是，指上述小三角形的高度与上述梯形的高度的比例)为2-5:1。
本发明中，所述相邻两个条状的复合银电极之间的间距，本领域技术人员可以根据实际需求选择，本发明对此没有任何限制。
根据本发明，优选地，该三角形的两个底角角度为60-80°。
根据本发明，优选地，所述复合银电极的最大宽度为15-40微英寸。
根据本发明，优选地，所述上层和下层的高度比为3-5:1。
本发明第二方面提供一种所述的正面电极的制备方法，该方法包括：
(1)在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的硅基体的正表面上印刷上梯形的银电极(可以理解的是，该梯形的银电极与前述第一方面中下层梯形银电极的尺寸完全相同)；
(2)对印刷于硅基体的正表面上的银电极进行第一金属化处理；
(3)在金属化处理后的银电极的表面上印刷上三角形的铜电极(可以理解的是，该三角形的铜电极与前述第一方面中上层小三角形的铜电极的尺寸完全相同)，形成电极叠层；
(4)对铜电极进行第二金属化处理，形成铜银合金的正面电极。
本发明中，所述银电极的制备为本领域常规工艺，例如下述实施例中采用的丝网印刷工艺，本发明对其工艺条件没有任何限制，只要能够制备得到所需尺寸的梯形银电极即可。
本发明中，上述已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的硅基体为本领域常规的硅基体，在本发明中不做任何限制，均可以用于本发明。
根据本发明，优选地，所述第一金属化处理的条件包括：带速为150-250英寸/分钟，烧结温度为750-950℃，压缩空气的量程为25-40％。
根据本发明，优选地，所述第一金属化处理的条件包括：带速为200-210英寸/分钟，烧结温度为800-900℃，压缩空气的量程为25-30％。
根据本发明，优选地，所述第二金属化处理的条件包括：带速为210-300英寸/分钟，烧结温度为910-950℃，氢气的量程为20-30％。
根据本发明，优选地，所述第二金属化处理的条件包括：带速为230-250英寸/分钟，烧结温度为920-930℃，氢气的量程为24-28％。
本发明中，上述第一或第二金属化处理的设备，本领域技术人员可以根据需求选择，例如在链式烧结炉内进行。
根据本发明的一种优选实施方式，所述的正面电极的制备方法包括：
(1)在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的硅基体的正表面上印刷上梯形的银电极；
(2)对印刷于硅基体的正表面上的银电极进行第一金属化处理；
(3)在金属化处理后的银电极的表面上印刷上三角形的铜电极，形成电极叠层；
(4)对铜电极进行第二金属化处理，形成铜银合金的正面电极。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
(1)在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的硅基体的正表面上印刷上梯形的银电极；
(2)对印刷于硅基体的正表面上的银电极进行第一金属化处理；
(3)在金属化处理后的银电极的表面上印刷上三角形的铜电极，形成电极叠层；
(4)对铜电极进行第二金属化处理，形成铜银合金的正面电极。
上述涉及的参数列于表1中。按照CN103021510B中实施例1的测试方法测试其光电转化率，如表2所示。
实施例2-3
按照实施例1的方法进行，不同的是，采用表1所示的原料的用量以及工艺参数。
实施例4-5
按照实施例1的方法进行，不同的是，采用表1所示的原料的用量以及工艺参数。
表1
Figure BDA0002954835730000061
Figure BDA0002954835730000071
表2
实施例编号 光电转化率，％
实施例1 23.6
实施例2 23.1
实施例3 23.2
实施例4 20.4
实施例5 20.7
通过表2的结果可以看出，采用本发明的实施例具有明显更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种正面电极，其特征在于，包括等间距均匀分布在硅基体正面上的条状复合银电极，所述复合银电极的截面为三角形，该三角形的两个底角角度为45-80°；其中，所述复合银电极的最大宽度为15-60微英寸，所述复合银电极具有上层和下层复合结构，所述下层为银电极，上层为铜电极，所述上层和下层的高度比为2-5:1。
2.根据权利要求1所述的正面电极，其中，该三角形的两个底角角度为60-80°。
3.根据权利要求1所述的正面电极，其中，所述复合银电极的最大宽度为15-40微英寸。
4.根据权利要求1所述的正面电极，其中，所述上层和下层的高度比为3-5:1。
5.权利要求1-4中任意一项所述的正面电极的制备方法，其特征在于，该方法包括：
（1）在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极工艺处理后的硅基体的正表面上印刷上梯形的银电极；
（2）对印刷于硅基体的正表面上的银电极进行第一金属化处理；
（3）在金属化处理后的银电极的表面上印刷上三角形的铜电极，形成电极叠层；
（4）对铜电极进行第二金属化处理，形成铜银合金的正面电极。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一金属化处理的条件包括：带速为150-250英寸/分钟，烧结温度为750-950℃，压缩空气的量程为25-40%。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一金属化处理的条件包括：带速为200-210英寸/分钟，烧结温度为800-900℃，压缩空气的量程为25-30%。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二金属化处理的条件包括：带速为210-300英寸/分钟，烧结温度为910-950℃，氢气的量程为20-30%。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二金属化处理的条件包括：带速为230-250英寸/分钟，烧结温度为920-930℃，氢气的量程为24-28%。
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