NL1011081C2 - Method and apparatus for the application of a metallization pattern on a substrate for a photovoltaic cell. - Google Patents

Method and apparatus for the application of a metallization pattern on a substrate for a photovoltaic cell. Download PDF

Info

Publication number
NL1011081C2
NL1011081C2 NL1011081A NL1011081A NL1011081C2 NL 1011081 C2 NL1011081 C2 NL 1011081C2 NL 1011081 A NL1011081 A NL 1011081A NL 1011081 A NL1011081 A NL 1011081A NL 1011081 C2 NL1011081 C2 NL 1011081C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
substrate
nozzle
characterized
method according
paste
Prior art date
Application number
NL1011081A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Arthur Wouter Weeber
Original Assignee
Stichting Energie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stichting Energie filed Critical Stichting Energie
Priority to NL1011081 priority Critical
Priority to NL1011081A priority patent/NL1011081C2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1011081C2 publication Critical patent/NL1011081C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET AANBRENGEN VAN EEN METALLISATIEPATROON OP EEN SUBSTRAAT VOOR EEN FOTOVOLTAÏSCHE CEL METHOD AND APPARATUS FOR APPLYING A metallization pattern on a substrate for a photovoltaic cell

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een metallisatie op ten minste een van de buitenste vlakken van een substraat voor een fotovoltaïsch element volgens een vooraf bepaald patroon van elektrische 5 geleiders dat een stelsel van relatief smalle lijnen en een daarmee verbonden stelsel van relatief brede banen voor het transporteren van elektrische ladingsdragers omvat, welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van genoemd substraat waarvan ten minste een van de buitenste 10 vlakken is ingericht voor het daarop aanbrengen van een metallisatie, (ii) hetöpbrengen van een metaal bevattende geleidende pasta volgens genoemd bepaald patroon op het betreffende vlak, en (iii) het drogen van de op het vlak opgebrachte pasta. The present invention relates to a method for the application of a metallization on at least one of the outer surfaces of a substrate for a photovoltaic element according to a predetermined pattern of electrical fifth conductors that a system of relatively narrow lines, and an associated system of relatively wide strips for conveying comprises electrical charge carriers, the method comprising the steps of (i) providing said substrate of which at least one of the outer 10 surfaces is arranged for mounting thereon of a metallization, (ii) hetöpbrengen of a metal-containing conductive paste according to said determined pattern on the respective plane, and (iii) drying the paste applied on the surface.

15 Bekend is het aanbrengen van een metallisatiepatroon op de voorzijde van een fotovoltaïsch element, bijvoorbeeld een silicium zonnecel, met behulp van een zeefdruktechniek. 15 Known is the application of a metallization pattern on the front side of a photovoltaic element, for example, a silicon solar cell, with the aid of a screen printing technique. Volgens deze bekende werkwijze wordt op een in een frame gespannen roestvast stalen gaas een daartoe geschikte 20 emulsielaag aangebracht waarin het patroon van de aan te brengen metallisatie is uitgespaard. According to this known method, on a frame in a prestressed stainless steel wire mesh 20 a suitable halide emulsion layer is applied in which the pattern of the applying metallization is recessed. De aldus verkregen zeef wordt over de voorzijde van een siliciumsubstraat aangebracht, waarna op de emulsielaag de metaal bevattende geleidende pasta wordt opgebracht, bijvoorbeeld een pasta van 25 zilverdeeltjes, frit, een bindmiddel en een oplosmiddel. The thus obtained screen is applied over the front side of a silicon substrate, after which the metal-containing conductive paste is applied to the emulsion layer, for example, a paste of 25 silver particles, frit, a binder and a solvent. De pasta wordt met behulp van een rakel afgestreken en door de openingen in de emulsielaag via het gaas op het substraat gedrukt. The paste is wiped off with the aid of a squeegee and forced through the orifices in the emulsion layer through the mesh onto the substrate. Het aldus ontstane pasta-patroon op het substraat wordt vervolgens in een oven gedroogd, waarbij het 30 oplosmiddel verdampt, onder toevoeging van lucht of zuurstof verhit om organische bindmiddelen te verbranden, en gesinterd om de metaaldeeltjes aan elkaar en aan het substraat te hechten. The thus resulting paste-pattern on the substrate is then dried in an oven, in which the 30 solvent evaporated, heated with the addition of air or oxygen to burn off organic binders, and sintered in order to bond the metal particles to one another and to the substrate. "~"7' 1011081 2 "~" 7 "1011081 2

Het is een belangrijk voordeel van de bekende werkwijze dat een substraat waarop door zeefdrukken een pasta is opgebracht in één ovengang kan worden gedroogd, verder verhit en gesinterd om het beoogde metallisatiepatroon te 5 verkrijgen. It is an important advantage of the known method is that a substrate on which a paste by screen printing has been applied can be dried in an oven corridor, further heated and sintered to obtain the desired metallization pattern to 5.

Inherent aan de bekende werkwijze is het bezwaar dat de minimale breedte van de te vormen metallisatielijnen op het substraat wordt bepaald door de maaswijdte van de gebruikte zeef. Inherent in the known method is the drawback that the minimum width of the metallization to be formed on the substrate is determined by the mesh size of the sieve used. Voor het drukken van zeer fijne lijnen wordt 10 bijvoorbeeld een zeef met maaswijdte mesh 325 of hoger (dwz 325 of meer mazen per inch) gebruikt. For the printing of very fine lines 10 is used, for example a sieve with mesh size 325 mesh or higher (ie, 325 or more meshes per inch). Wanneer de lijnbreedte in de orde van grootte van de steek van de zeef is (voor een zeef met maaswijdte mesh 400 bijvoorbeeld bedraagt de steek 65 μτη) , wordt de opening in de emulsielaag 15 kritisch: het percentage open oppervlak fluctueert significant, wat resulteert in een overeenkomstig fluctuerende lijnbreedte van de opgebrachte pasta. When the line width is in the order of magnitude of the pitch of the screen (for a sieve mesh 400, for example, the pitch is 65 μτη), the opening in the emulsion layer 15 is critical: the percentage of open area fluctuates significantly, which results in according to a fluctuating line width of the applied paste. Het gebruik van dunnere draden voor de zeef of het vergroten van de afstand tussen de draden ervan verhoogt de uniformiteit 20 van gedeponeerde metaalpasta-lijnen, maar verlaagt de sterkte van de zeef en vermindert daarmee de levensduur tot een niveau dat economisch niet acceptabel kan zijn. The use of thinner wires in front of the screen or increasing the distance between the wires thereof increases the uniformity 20 of deposited metal paste lines, but reduces the strength of the wire and thus reduces the service life to a level that is not economically may be acceptable.

Bij het ontwerpen van een metallisatiepatroon van een zonnecel wordt gestreefd naar zo smal mogelijke lijnen, 25 teneinde schaduwverliezen ten gevolge van de metallisatie zo laag mogelijk, en daarmee het rendement zo hoog mogelijk te houden. In the design of a metallization pattern of a solar cell is made to lines as narrow as possible, 25 to as low as possible shadow losses as a result of the metallization, and thereby to keep as high as possible the efficiency. Teneinde weerstandsverliezen in smalle lijnen beneden bepaalde waarden te houden is echter een bepaalde minimale hoogte van deze lijnen vereist. In order to resistive losses in narrow lines to be kept below certain values, however, requires a certain minimum height of these lines. Het is een ander nadeel van 30 de zeefdruktechniek dat deze een zodanige bovengrens stelt aan de viscositeit van een te gebruiken pasta, dat de met die pasta te realiseren lijnhoogte tot een ongewenst lage waarde is begrensd. It is another drawback of 30, the screen printing technique such that it has an upper limit represents the viscosity of a paste to be used, to achieve that the line height is limited to an undesirably low value with that of pasta.

Het is een doel van de uitvinding een werkwijze te 35 verschaffen voor het aanbrengen van een metallisatiepatroon met relatief smalle en goed gedefinieerde lijnen, die een zodanige hoogte hebben dat weerstandsverliezen in een 1011081 3 zonnecel met een dergelijk patroon verwaarloosbaar zijn althans beneden een aanvaarbaar niveau blijven. It is an object of the invention to provide a method 35 for the application of a metallization pattern with a relatively narrow and well defined lines, which have a height such that resistive losses in a 1,011,081 third solar cell with such a pattern will be negligible or at least remain below an acceptable level, .

Het voorts een doel een dergelijke werkwijze te verschaffen waarbij een op een substraat opgebrachte pasta 5 in één ovengang kan worden gedroogd, verder verhit en gesinterd om het beoogde metallisatiepatroon te verkrijgen. It a further object to provide such a method in which a paste applied to a substrate 5 can be dried in an oven corridor, further heated and sintered in order to obtain the desired metallization pattern.

Het is nog een doel een werkwijze te verschaffen die op snelle en kostenbesparende wijze kan worden uitgevoerd. It is a further object to provide a method which can be carried out in a rapid and cost-saving manner.

Deze doelen worden bereikt, en andere voordelen worden 10 behaald, met de in de aanhef genoemde werkwijze, waarbij overeenkomstig de uitvinding in de tweede stap (ii) een eerste pasta voor het stelsel relatief smalle lijnen wordt opgebracht met behulp van een stencil en vervolgens een tweede pasta voor het stelsel relatief brede banen wordt 15 opgebracht met behulp van een inrichting voor contactloos opbrengen. These objectives are achieved, and other advantages are 10 obtained, with the is applied relatively narrow lines, a first paste for the set method, wherein according to the invention mentioned in the preamble in the second step (ii) with the aid of a stencil and then a second paste for the set of relatively wide strips 15 is applied with the aid of a device for contactless application.

Een stencil is een folie, gewoonlijk van een metaal, bijvoorbeeld nikkel of roestvast staal, dat in plaats van een zeef over het substraat voor een zonnecel wordt gebracht, 20 waarbij openingen in het folie zijn gevormd volgens een op het substraat aan te brengen lijnenpatroon. A stencil is a film, usually of a metal, for example nickel or stainless steel, which is introduced in place of a mesh over the substrate for a solar cell, 20 in which openings in the foil are formed in accordance with a to make line pattern on the substrate.

Gevonden is dat door middel van een stencil in één drukgang een patroon voor zeer smalle, strakke en relatief hoge lijnen van een eerste pasta op het substraat kan worden 25 aangebracht. It has been found that, by means of a stencil in a single pass a cartridge for very narrow, tight and relatively high lines of a first paste on the substrate 25 may be applied. Het patroon van relatief brede banen die de busbars in een zonnecel vormen is aansluitend, zonder tussentijdse droging van het lijnenpatroon, door middel van een daartoe geschikte inrichting contactloos op te brengen, Hiermee blijft een tweede drukgang met een tweede stencil of 30 met een zeef, die nodig zou zijn om het patroon op te brengen met de busbars die de smalle lijnen snijden, achterwege. The pattern of relatively wide strips forming the busbars in a solar cell is subsequently, without intermediate drying of the line pattern, by means of these ends, to suitable apparatus without contact, Allows continues to be a second printing run of a second stencil or 30 having a screen, which would be needed to bring the pattern with the bus bars which intersect the narrow lines, omitted. Hiermede blijft het voordeel van de zeefdruktechniek, dat na het drukken met slechts één ovengang kan worden volstaan, behouden, terwijl de nadelen ervan niet optreden. Herewith it remains advantage of the screen-printing technique, which after the printing, it is sufficient with only one furnace corridor, retained while the disadvantages are not of it. De pasta 35 voor de brede banen wordt bijvoorbeeld opgebracht met behulp van een opstelling voor contactloze dispensie, of door middel van een andere techniek voor contactloos opbrengen. The paste 35 for the wide webs, for example, is applied with the aid of an arrangement for non-contact dispensing, or by means of any other technique for non-contact deposition.

1011081 4 4 1011081

In een eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding zijn de eerste pasta en de tweede pasta identiek. In a first embodiment of the method according to the invention, the first paste and the second paste identical.

In een volgende uitvoeringsvorm heeft de tweede pasta een lagere viscositeit dan de eerste pasta, wat het voordeel 5 biedt dat de tweede pasta zodanige reologische eigenschappen heeft dat deze gemakkelijker door een inrichting voor contacloze dispensie is te transporteren dan de eerste pasta, waarvan de viscositeit zodanig is gekozen dat met die pasta zeer smalle en relatief hoge lijnen gedrukt kunnen worden. In a further embodiment, the second paste have a lower viscosity than the first paste, which has the advantage of 5 in that the second paste such rheological properties that it is easier to be transported by a device for contactless dispensing than the first paste, the viscosity of which in such a way is selected such that can be printed very narrow and relatively high lines with that of pasta.

10 De werkwijze is in het bijzonder geschikt te worden uitgevoerd met een stencil dat een folie omvat waarin met het stelsel relatief smalle lijnen corresponderende sleuven zijn aangebracht die een breedte hebben kleiner dan ca. 100 μπ\, in het bijzonder kleiner dan ca. 50 μτη, waarbij het folie 15 bijvoorbeeld een dikte kleiner dan ca. 50 μπι heeft. 10 The method is in particular suitable to be carried out with a stencil which comprises a film in which the system of relatively narrow lines corresponding slots are provided which have a width of less than about 100 μπ \, in particular less than about 50 μτη , in which the foil 15, for example, has a thickness less than about 50 μπι.

De werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordt bijvoorbeeld uitgevoerd met behulp van een inrichting voor contactloos opbrengen die een boven het substraat plaatsbare spuitmond bevat, waarbij de tweede pasta wordt opgebracht 20 door de spuitmond en het substraat zodanig ten opzichte van elkaar te bewegen dat de spuitmond het vooraf bepaalde patroon van het stelsel relatief brede banen volgt. The process, for example, is carried out in accordance with the invention by means of a device for contact-free application that includes a top, the substrate-to-place nozzle, wherein the second paste is applied 20 by the nozzle and the substrate in such a way as to move relative to each other such that the nozzle, the pre- certain pattern of the system follows relatively wide strips.

De spuitmond vertoont bijvoorbeeld een doorsnede met een aspect-ratio met een waarde ongelijk aan 1, bij voorkeur een 25 waarde groter dan 2, bij meer voorkeur een waarde ten minste gelijk aan 5. The nozzle, for example, shows a cross-section with an aspect ratio having a value not equal to 1, preferably a value greater than 2 25, more preferably a value at least equal to 5.

Bij voorkeur strekt de spuitmond zich met een lange as van de doorsnede evenwijdig aan het oppervlak van het substraat en loodrecht op de richting van de relatieve 30 beweging van spuitmond en substraat uit, waarbij bij meer voorkeur de spuitmond een doorsnede met een lange as met een lengte van ca. 1,5 mm lengte en een korte as met een lengte van ca. 3 00 μτη heeft. Preferably the extent of the nozzle itself with a long axis of the cross-section parallel to the surface of the substrate and perpendicular to the direction of relative 30 movement of nozzle and substrate, wherein more preferably the nozzle a cross-section having a long axis with a length of about 1.5 mm in length and a short axis has a length of about 3 00 μτη.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting 35 voor het uitvoeren van de bovenbeschreven werkwijze. The invention further relates to an apparatus 35 for carrying out the method described above.

De uitvinding zal in het volgende worden toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, met verwijzing naar de 101 toe 1 5 tekeningen. The invention will in the following be elucidated on the basis of exemplary embodiments, with reference to the 1 101 to 5 drawings.

In de tekeningen tonen In the drawings:

Fig. Fig. 1 in bovenaanzicht een substraat van een vierkante zonnecel waarop overeenkomstig de uitvinding in een eerste 5 stap een eerste pasta volgens een patroon van smalle lijnen is opgebracht, 1 in top view a substrate of a square solar cell on which a first paste is applied according to a pattern of narrow lines according to the invention, in a first step 5,

Fig. Fig. 2 in bovenaanzicht het substraat van fig. 1 waarop overeenkomstig de uitvinding in een tweede stap een tweede pasta volgens een patroon van relatief brede banen is 10 opgebracht, 2 is a plan view of the substrate of FIG. 1 in which a second paste according to a pattern of relatively wide strips 10 has been applied in accordance with the invention, in a second step,

Fig. Fig. 3 in perspectivisch aanzicht een vereenvoudigde weergave van een uitvoeringsvorm van een opstelling voor contactloze dispensie van pasta voor de busbars op een substraat voor een zonnecel, 15 Fig. 3 in perspective view, a simplified illustration of an embodiment of an arrangement for contact-free dispensing of paste for the busbars on a substrate for a solar cell, 15, Fig. 4 de in fig. 3 getoonde opstelling op een later tijdstip, 4 in the Fig. 3 arrangement shown at a later time,

Fig. Fig. 5 in zijaanzicht een doorsnede door de in fig. 4 getoonde opstelling, en 5 in side view, a cross-section through the in fig. 4 shown arrangement, and

Fig. Fig. 6 in zijaanzicht een detail van een alternatieve 20 uitvoeringsvorm van een opstelling voor contactloze dispensie. 6 in side view a detail of an alternative 20 embodiment of an arrangement for non-contact dispensing.

In de figuren worden overeenkomstige onderdelen aangeduid met dezelfde verwijzingdgetallen. In the figures, corresponding parts are indicated with the same verwijzingdgetallen.

Fig. Fig. 1 toont een substraat 1 voor een zonnecel met een 25 gedeelte van een zogeheten H-patroon. 1 shows a substrate 1 for a solar cell with a 25 portion of a so-called H-pattern. Een volledig H-patroon bestaat uit relatief smalle lijnen of vingers en relatief brede banen of busbars. A full H-pattern is composed of relatively thin lines or fingers and relatively wide strips or bus bars. De vingers hebben tot doel de door de zonnecel over het gehele oppervlak te genereren stroom af te voeren naar de busbars, die op hun beurt dienen voor centrale 30 afvoer voor de stroom en voor het in serie schakelen van een volgende zonnecel, door middel van op de busbars te monteren geleiders. The fingers are designed to be made by generating current to dissipate the solar cell over the entire surface to the busbars, which in turn serve to center 30 outlet for the stream and for series connection of a subsequent solar cell by means of to mount the bus bars conductors. Op het substraat 1 is door middel van een stencil, dat wordt gevormd door een 50 μτη dik folie van een geschikt metaal waarin sleuven met een breedte van 50 μτη zijn 35 uitgespaard, een patroon gedrukt van lijnen 2 van een geleidende pasta, die onder meer ca. 70 gew.% zilver bevat in de vorm van zeer kleine bolvormige deeltjes met een diameter 1011081 6 van ca. 1-2 μτη en een geringe fractie vlokvorraige deeltjes of plaatjes met een een grootste afmeting van ca. 5 μτη. On the substrate 1 is connected by means of a stencil, which is formed by a 50 μτη thick film of a suitable metal, in which slots having a width of 50 μτη 35 is recessed, printed a pattern of lines 2 of a conductive paste, which, inter alia, about 70 wt.% of silver contained in the form of very small spherical particles with a diameter of about 1-2 μτη 6 1,011,081 and a small fraction vlokvorraige particles or platelets with a greatest dimension of about 5 μτη. De met het betreffende stencil opgedrukte lijnen 2 hebben in gedroogde en uitgegloeide toestand een breedte van ca. 55 μτη 5 en een hoogte van ca. 20 μτη. The stencil printed with the respective lines 2 have in the dried and calcined state has a width of about 55 μτη 5 and a height of about 20 μτη.

Fig. Fig. 2 toont het substraat 1 van fig. 1 waarop met behulp van een opstelling voor contactloze dispensie twee banen 3 zijn opgebracht van een tweede geschikte en op zich bekende geleidende pasta. 2 shows the substrate 1 of Fig. 1, which, by means of an arrangement for non-contact dispensing two strips 3 have been applied with a second suitable and in itself well-known conductive paste. De met de betreffende opstelling 10 opgebrachte banen 3 hebben in gedroogde en uitgegloeide toestand een breedte van ca. 1,5 mm en een hoogte van ca. The arrangement 10 with the respective strips 3 are deposited in the dried and calcined state has a width of about 1.5 mm and a height of ca.

3 00 μτη, en vormen de busbars van de zonnecel. 3 μτη 00, and form the bus bars of the solar cell.

Fig. Fig. 3 toont een dispensie-apparaat 4 voor het contactloos opbrengen van pasta voor de busbars op een 15 substraat 1 voor een zonnecel, op een tijdstip t=tQ. 3 shows a dispensing device 4 for the contactless application of paste for the busbars 15 on a substrate 1 for a solar cell, at a time t = tQ. Getoond zijn een houder 5 voor het bijvoorbeeld door perslucht onder druk houden van pasta, een huis 7 met een aandrijving voor een transportschroef 8 en een spuitmond 9, die uitmondt boven een substraat 1 dat is voorzien van lijnen 2. Het dispensie-20 apparaat is ten opzichte van het substraat 1 beweegbaar langs twee onderling loodrechte ophangarmen 10, 11 en een niet getoonde verticale geleider, waarbij de relatieve beweging van substraat 1 en spuitmond 9 met behulp van een niet getoonde besturingsschakeling zodanig regelbaar is dat de 25 spuitmond het vooraf bepaalde patroon van het op te brengen stelsel busbars volgt. Shown are a container 5 for example, by keeping pressurized air under the pressure of pasta, a housing 7 with a drive for a conveyor screw 8, and a nozzle 9, which opens out above a substrate 1 which is provided with lines 2. The dispensing-20 device is with respect to the substrate 1, movable along two mutually perpendicular suspension arms 10, 11 and a not-shown vertical guide, wherein the relative movement of the substrate 1, and nozzle 9, by means of a not shown control circuit is capable of adjustment to that the 25th nozzle to the predetermined pattern of the system to bring follows busbars. De figuur toont voorts nog een referentiekader voor de drie onderling loodrechte bewegingsrichtingen X, Y, Z voor de spuitmond 9. De spuitmond 9 heeft een doorsnede met een lange as van ca. 1,5 mm in de 30 Y-richting en een korte as met een lengte van ca. 300 μπι in de X-richting (zodat de aspect ratio 5 bedraagt). The figure further shows a reference frame for the three mutually perpendicular directions of movement X, Y, Z for the nozzle 9. The nozzle 9 has a cross-section with a long axis of about 1.5 mm in the 30 Y-direction and a short axis with a length of about 300 μπι in the X-direction (so that the aspect ratio is 5).

Fig. Fig. 4 toont het dispensie-apparaat 4 van fig. 3 op een tijdstip t=tlf waarop het apparaat langs de arm 10 over een bepaalde afstand in de richting van de pijl X is verplaatst. 4 shows the dispensing device 4 of FIG. 3, at a time t = tlf to which the device along the arm 10 by a certain distance in the direction of the arrow X has been moved. 35 Tijdens de verplaatsing is pasta uit de houder 5 via de leiding 6 naar de roterende (rotatie gesymboliseerd door de gekromde pijl ω) transportschroef 8 gebracht, en met behulp 1011081 7 van deze transportschroef 8 via de spuitmond 9 contactloos op het substraat 1 opgebracht, volgens een rechte brede baan 3 die zich dwars over de lijnen 2 uitstrekt. 35 During the displacement is pasta out of the container 5 through the pipe 6 to the rotary (rotation symbolized by the curved arrow ω) is brought conveyor screw 8, and applied with the aid 1011081 7 of the conveyor screw 8 via the nozzle 9 without contact to the substrate 1, according to a straight-wide web 3 which extends transversely across the lines 2. Nadat de gehele baan 3 is opgebracht wordt achtereenvolgens de toevoer van 5 pasta onderbroken, het apparaat 4 langs de arm 11 over een zodanige afstand verplaatst dat de spuitmond 9 juist boven de plaats van een volgende op te brengen busbar uitmondt, waarna de toevoer van pasta en de beweging langs arm 10 in (tegengestelde) X-richting hervat kunnen worden, voor het 10 opbrengen van een volgende busbar 3 op het substraat 1. After the entire track 3 is applied is sequentially cut off the supply of 5 pasta, the device 4 along the arm 11 over such a distance moved to bring the nozzle 9, just above the location of a following bus bar opens out, after which the supply of paste and movement along the arm 10 in the (opposite) the X-direction may be resumed, for the 10 following application of a busbar 3 on the substrate 1.

Fig. Fig. 5 toont een doorsnede door de in fig. 4 getoonde opstelling volgens de lijn VV. 5 shows a cross-section through the in Fig. 4 arrangement shown along the line VV. In het getoonde voorbeeld is de afstand Z0 tussen de onderzijde van de spuitmond 9 en het oppervlak van het substraaat 1 instelbaar tussen 0,020 mm en 15 5 mm, waarmee de dikte d van de op te brengen pastabaan 3 op het substraat 1 kan worden ingesteld in het gebied van ca. 10-300 μιη. In the example shown, the distance Z0 between the underside of the nozzle 9 and of the substraaat surface 1, can be set between 0.020 mm and 15 5 mm, so that the thickness d of the add-on pasta strip 3 can be set on the substrate 1 in the range of about 10-300 μιη.

Fig. Fig. 6 toont een detail van een alternatieve uitvoeringsvorm van het dispensie-apparaat, waarbij het in 20 fig. 5 getoonde huis 7 met spuitmond 9 in het X,Z-vlak kantelbaar is, zodat de pasta 3 bij gekantelde toestand (getekend in streeplijnen) van huis 7 en spuitmond 9 onder een hoek α met de normaal op het oppervlak van het substraat 1 kan worden opgebracht, waarmee wordt voorkomen dat bij 25 staken van de toevoer van pasta het uiteinde van de baan 3 boven het niveau van het overige deel van die baan uitsteekt. 6 shows a detail of an alternative embodiment of the dispensing device, wherein the in 20 FIG. 5, housing 7 with nozzle 9 in the X, Z-plane can be tilted, so that the paste 3 in the tilted position (shown in dashed lines) of housing 7, and nozzle 9, at an angle α with the normal to the surface of the substrate 1 can be applied, with which it is prevented that at 25 discontinuation of the supply of paste to the end of the lane 3 above the level of the remaining part of that projecting web.

1011081 1011081

Claims (19)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een metallisatie op ten minste een van de buitenste vlakken van een substraat (1) voor een fotovoltaïsch element volgens een vooraf bepaald patroon van elektrische geleiders dat een stelsel van 5 relatief smalle lijnen (2) en een daarmee verbonden stelsel van relatief brede banen (3) voor het transporteren van elektrische ladingsdragers omvat, welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van genoemd substraat (1) waarvan ten 10 minste een van de buitenste vlakken is ingericht voor het daarop aanbrengen van een metallisatie, (ii) het opbrengen van een metaal bevattende geleidende pasta volgens genoemd bepaald patroon (2, 3) op het betreffende vlak, en 15 (iii) het drogen van de op het vlak opgebrachte pasta, met het kenmerk. 1. A process for the application of a metallization on at least one of the outer surfaces of a substrate (1) for a photovoltaic element in accordance with a predetermined pattern of electrical conductors that a system of relatively narrow lines 5 (2) and, connected thereto system of relatively wide strips (3) for transporting electrical charge carriers, the method comprising the steps of (i) providing said substrate (1) of which is arranged at 10 least one of the outer surfaces for the subsequent application of a metallization, (ii) applying a metal-containing conductive paste in accordance with said predetermined pattern (2, 3) on the respective plane, and 15 (iii) drying the paste applied on the surface, characterized. dat in de tweede stap (ii) een eerste pasta voor het stelsel relatief smalle lijnen (2) wordt opgebracht met behulp van een stencil en vervolgens een tweede pasta voor 20 het stelsel relatief brede banen (3) wordt opgebracht met behulp van een inrichting (4) voor contactloos opbrengen. that in the second step (ii) comprises a first paste for the system of relatively narrow lines (2) is applied with the aid of a stencil and then a second paste for 20 the system of relatively wide strips (3) is applied with the aid of a device ( 4) for contact-free application.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste pasta en de tweede pasta identiek zijn. 2. A method according to claim 1, characterized in that, the first paste and the second paste identical.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 25 tweede pasta een lagere viscositeit heeft dan de eerste pasta. 3. A method according to claim 1, characterized in that the second paste 25, has a lower viscosity than the first paste.
4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk. 4. A method according to any one of claims 1-3, characterized. dat het stencil een folie omvat waarin met het stelsel relatief smalle lijnen (2) corresponderende sleuven 30 die een breedte kleiner dan ca. 100 μνα hebben zijn aangebracht. in that the stencil comprises a foil in which the system of relatively narrow lines (2) have corresponding slots 30 that have been provided with a width of less than about 100 μνα.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de breedte kleiner dan ca. 50 μιη is. 5. A method according to claim 4, characterized in that the width is smaller than about 50 μιη.
6. Werkwijze volgens een der conclusies 4 of 5, met het 1011081 kenmerk. 6. A method according to any one of claims 4 or 5, characterized in 1,011,081. dat het folie een dikte kleiner dan ca. 50 μτα heeft. in that the foil has a thickness less than about 50 μτα.
7. Werkwijze volgens een der vorige conclusies, waarbij de inrichting (4) voor contactloos opbrengen een boven het 5 substraat (1) plaatsbare spuitmond (9) omvat, met het kenmerk, dat de tweede pasta wordt opgebracht door de spuitmond (9) en het substraat (1) zodanig ten opzichte van elkaar te bewegen dat de spuitmond (9) het vooraf bepaalde patroon van het stelsel relatief brede banen (3) volgt. 7. A method according to any one of the preceding claims, wherein the device (4) for non-contact deposition comprises one above the 5 substrate (1) placeable nozzle (9), characterized in that the second paste is applied by the nozzle (9) and the substrate (1) in such a way relative to each other to move the nozzle (9), the predetermined pattern of the system of relatively wide strips (3) follows.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de spuitmond (9) een doorsnede met een aspect-ratio met een waarde ongelijk aan 1 vertoont. 8. A method according to claim 7, characterized in that the nozzle (9) has a cross-section with an aspect ratio having a value exhibits unequal to 1.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de aspect-ratio een waarde groter dan 2 heeft. 9. A method according to claim 8, characterized in that the aspect ratio has a value greater than 2.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de aspect-ratio een waarde ten minste gelijk aan 5 heeft. 10. A method according to claim 9, characterized in that the aspect ratio has a value at least equal to 5.
11. Werkwijze volgens een der conclusies 8-10, met het kenmerk. 11. A method according to any one of claims 8-10, characterized in. dat de spuitmond (9) zich met een lange as van de doorsnede evenwijdig aan het oppervlak van het substraat (1) 20 en loodrecht op de richting van de relatieve beweging van spuitmond (9) en substraat (1) uitstrekt. in that the nozzle (9) extends with a long axis of the cross-section parallel to the surface of the substrate (1) 20 and perpendicular to the direction of the relative movement of the nozzle (9) and substrate (1).
12. Werkwijze volgens een der conclusies 8-11, waarbij de spuitmond (9) een doorsnede met een lange as met een lengte van ca. 1,5 mm lengte en een korte as met een lengte van ca. 25 300 μτη heeft. 12. A method according to any one of claims 8-11, wherein the nozzle (9) has a cross-section with a long axis with a length of about 1.5 mm in length and a short axis with a length of about 25,300 μτη.
13. Inrichting (4) voor het contactloos opbrengen van een tweede pasta voor een stelsel relatief brede banen (3) op ten minste een van de buitenste vlakken van een substraat (1) voor een fotovoltaisch element volgens een werkwijze volgens 30 een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat deze een boven het substraat plaatsbare spuitmond (9) omvat, waarbij het substraat (1) en deze spuitmond (9) zodanig ten opzichte van elkaar beweegbaar zijn dat tijdens een relatieve beweging van substraat (1) en spuitmond (9) de spuitmond (9) het vooraf 35 bepaalde patroon van het stelsel relatief brede banen (3) volgt. 13. Apparatus (4) for the contact-free application of a second paste for a system of relatively wide strips (3) on at least one of the outer surfaces of a substrate (1) for a photovoltaic element in accordance with a method as claimed in 30 any one of claims 1 -6, characterized in that it comprises a top, the substrate-to-place nozzle (9), wherein the substrate (1) and said nozzle (9) in such a manner relative to each other are movable in that during a relative movement of the substrate (1), and nozzle (9), the nozzle (9), the pre-determined pattern 35 of the system of relatively wide strips (3) follows.
14. Inrichting (4) volgens conclusie 13 voor het 4 1011081 uitvoeren van een werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk. 14. Apparatus (4) according to claim 13 for the 4-1011081 carrying out a method according to claim 7, characterized. dat de spuitmond (9) een doorsnede met een aspect-ratio met een waarde ongelijk aan 1 vertoont. in that the nozzle (9) has a cross-section with an aspect ratio having a value not equal to 1 exhibits.
15. Inrichting (4) volgens conclusie 14 voor het 5 uitvoeren van een werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk. 15. Apparatus (4) according to claim 14 for 5 carrying out a method according to claim 8, characterized in. dat de aspect-ratio een waarde groter dan 2 heeft. in that the aspect ratio has a value greater than 2.
16. Inrichting (4) volgens conclusie 15 voor het uitvoeren van een werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de aspect-ratio een waarde ten minste gelijk aan 10. heeft. 16. Apparatus (4) according to claim 15 for carrying out a method according to claim 9, characterized in that the aspect ratio has a value at least equal to 10..
17. Inrichting (4) volgens een der conclusies 14-16 voor het uitvoeren van een werkwijze volgens respectievelijk een der conclusies 8-10, met het kenmerk, dat de spuitmond (9) zich met een lange as van de doorsnede evenwijdig aan het 15 oppervlak van het substraat (1) en loodrecht op de richting van de relatieve beweging van spuitmond (9) en substraat (1) uitstrekt. 17. Apparatus (4) according to any of the claims 14-16 for carrying out a method according to any one of claims 8-10, respectively, characterized in that the nozzle (9) extends with a long axis of the cross-section parallel to the 15 surface of the substrate (1) and perpendicular to the direction of the relative movement of the nozzle (9) and substrate (1) extends.
18. Inrichting (4) volgens een der conclusies 14-17 voor het uitvoeren van een werkwijze volgens respectievelijk een 20 der conclusies 8-11, met het kenmerk, dat de spuitmond (9) een doorsnede met een lange as met een lengte van ca. 1,5 mm lengte en een korte as met een lengte van ca. 300 μτα heeft. 18. Apparatus (4) according to any of the claims 14-17 for carrying out a method according to any one 20 of claims 8-11, characterized, respectively, in that the nozzle (9) has a cross-section with a long axis with a length of ca. . 1.5 mm in length and has a short axis with a length of about 300 μτα.
19. Fotovoltaïsch element, voorzien van een volgens een werkwijze volgens een der conclusies 1-12 aangebracht 25 metallisatiepatroon (2, 3). 19. Photovoltaic element, provided with a by a process according to any one of claims 1-12 arranged metallisation pattern 25 (2, 3). 1011081 1011081
NL1011081A 1999-01-20 1999-01-20 Method and apparatus for the application of a metallization pattern on a substrate for a photovoltaic cell. NL1011081C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1011081 1999-01-20
NL1011081A NL1011081C2 (en) 1999-01-20 1999-01-20 Method and apparatus for the application of a metallization pattern on a substrate for a photovoltaic cell.

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1011081A NL1011081C2 (en) 1999-01-20 1999-01-20 Method and apparatus for the application of a metallization pattern on a substrate for a photovoltaic cell.
PCT/NL2000/000026 WO2000044051A1 (en) 1999-01-20 2000-01-14 Method and apparatus for applying a metallization pattern to a substrate for a photovoltaic cell
AU23317/00A AU2331700A (en) 1999-01-20 2000-01-14 Method and apparatus for applying a metallization pattern to a substrate for a photovoltaic cell
EP20000902199 EP1149422A1 (en) 1999-01-20 2000-01-14 Method and apparatus for applying a metallization pattern to a substrate for a photovoltaic cell
JP2000595386A JP2003536240A (en) 1999-01-20 2000-01-14 Substrate method and apparatus for applying a metallization pattern for the photovoltaic cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1011081C2 true NL1011081C2 (en) 2000-07-21

Family

ID=19768510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1011081A NL1011081C2 (en) 1999-01-20 1999-01-20 Method and apparatus for the application of a metallization pattern on a substrate for a photovoltaic cell.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1149422A1 (en)
JP (1) JP2003536240A (en)
AU (1) AU2331700A (en)
NL (1) NL1011081C2 (en)
WO (1) WO2000044051A1 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4121928B2 (en) 2003-10-08 2008-07-23 シャープ株式会社 Manufacturing method of solar cell
JP5025135B2 (en) * 2006-01-24 2012-09-12 三洋電機株式会社 Photovoltaic module
ES2341739T3 (en) * 2006-10-24 2010-06-25 Commissariat A L'energie Atomique Device and metalization procedure.
WO2010118906A2 (en) 2009-04-16 2010-10-21 Applied Materials, Inc. Thin-film solar cell module
EP2242109A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-20 Applied Materials, Inc. Thin-film solar cell module
JP5676863B2 (en) * 2009-09-15 2015-02-25 株式会社Screenホールディングス Pattern forming method and pattern forming apparatus
JP5395646B2 (en) * 2009-12-14 2014-01-22 大日本スクリーン製造株式会社 Pattern forming method and pattern forming apparatus
JP5395690B2 (en) * 2010-01-26 2014-01-22 大日本スクリーン製造株式会社 Pattern forming method and pattern forming apparatus
JP5022462B2 (en) * 2010-03-18 2012-09-12 大日本スクリーン製造株式会社 Electrode forming method and electrode forming apparatus
JP2012043876A (en) * 2010-08-17 2012-03-01 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Pattern formation method, pattern formation device, photoelectric conversion device manufacturing method, and photoelectric conversion device
WO2012028537A2 (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Photovoltaic cell having discontinuous conductors
FR2964250B1 (en) * 2010-08-30 2013-07-12 Commissariat Energie Atomique Method of printing conductors on a photovoltaic cell
KR101180794B1 (en) 2010-10-12 2012-09-10 (주)솔라세라믹 Method manufacturing electrode of dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell having electrode thereof
JP5901010B2 (en) * 2010-12-27 2016-04-06 株式会社Sat Solar cell collecting electrode forming apparatus and method and coating head
WO2012090293A1 (en) * 2010-12-27 2012-07-05 株式会社Sat Solar cell collecting electrode formation device and method, and coating head
DE102011052902A1 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Centrotherm Photovoltaics Ag Method for printing metal contact on solar cell substrate for solar cell module, involves imprinting metalliferous paste on contact finger by printing device such that height of contact finger section is enlarged
US9991412B2 (en) * 2014-12-05 2018-06-05 Solarcity Corporation Systems for precision application of conductive adhesive paste on photovoltaic structures
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151377A (en) * 1991-03-07 1992-09-29 Mobil Solar Energy Corporation Method for forming contacts
EP0637057A1 (en) * 1993-07-30 1995-02-01 International Business Machines Corporation Method and apparatus for depositing metal fine lines on a substrate
EP0729189A1 (en) * 1995-02-21 1996-08-28 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Method of preparing solar cells and products obtained thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151377A (en) * 1991-03-07 1992-09-29 Mobil Solar Energy Corporation Method for forming contacts
EP0637057A1 (en) * 1993-07-30 1995-02-01 International Business Machines Corporation Method and apparatus for depositing metal fine lines on a substrate
EP0729189A1 (en) * 1995-02-21 1996-08-28 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Method of preparing solar cells and products obtained thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE MOOR, H.H.C. ET AL.: "Printing high and fine metal lines using stencils" 14TH EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFERENCE PROCEEDINGS, 30 Juni 1997 (1997-06-30) - 4 Juli 1997 (1997-07-04), bladzijden 404-407, XP002115368 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2331700A (en) 2000-08-07
EP1149422A1 (en) 2001-10-31
JP2003536240A (en) 2003-12-02
WO2000044051A1 (en) 2000-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2191330B1 (en) Electroformed stencils for solar cell front side metallization
US4196411A (en) Dual resistor element
EP1051362B1 (en) Heatable mirror, method for producing a heat conductive layer, and the use thereof
US5151373A (en) Method of making a solar cell electrode
EP0844459B1 (en) Passive magnetic position sensor
DE10153171B4 (en) Method and apparatus for electrolytic treatment of parts in continuous flow systems
US7667568B2 (en) Chip resistor and manufacturing method thereof
US4353957A (en) Ceramic matrices for electronic devices and process for forming same
DE3705279C2 (en) A method for fabricating resistors in chip form
US6201215B1 (en) Method of making a thick film low value high frequency inductor
US4959900A (en) Mounting of electronic microcomponents on a support
US6780494B2 (en) Ceramic electronic device and method of production of same
US6620645B2 (en) Making and connecting bus bars on solar cells
CA1236926A (en) Method and structure for effecting engineering changes in a multiple device module package
JP3469686B2 (en) The methods and the printed circuit board to attach the solder to the printed circuit board
KR0168466B1 (en) Thin film surface mount fuses
EP0427053B1 (en) Device and method for coating printed circuit plates
US5328520A (en) Solar cell with low resistance linear electrode
EP1102522A2 (en) Substrate coated with a conductive layer and manufacturing method thereof
US7482198B2 (en) Method for producing through-contacts and a semiconductor component with through-contacts
US4720402A (en) Method for dispensing viscous material
CA1241078A (en) Method of making ceramic capacitor and resulting article
EP0528027B1 (en) Method and apparatus for forming contacts
JP2002515178A (en) A method of manufacturing an electronic multi-element
JPS61207035A (en) Electric circuit having repairable circuit wire and making thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20030801