專利名稱：一種太陽能電池片的印刷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硅太陽能電池制造領(lǐng)域，具體涉及ー種太陽能電池片的印刷工藝。
背景技術(shù)：
絲網(wǎng)印刷被廣泛地應(yīng)用于太陽能電池片的制造中，對(duì)于太陽能電池的金屬柵線， エ藝方面要求在一定范圍內(nèi)印刷的寬度越小，高度越高，電池的光電轉(zhuǎn)換效率越高，然而受到絲網(wǎng)制作和電子漿料開發(fā)的限制，傳統(tǒng)エ藝只印刷一次正面金屬柵線，很難達(dá)到理想的高寬比，如圖1所示，理論上來說，通過兩次印刷后的金屬柵線，能實(shí)現(xiàn)在印刷柵線寬度變細(xì)的基礎(chǔ)上，高度相比單次印刷有明顯的提高，從而在減少遮光面積，提高短路電流Isc的基礎(chǔ)上，保證了填充因子FF不損失，因此采用二次印刷技術(shù)成為當(dāng)今提高轉(zhuǎn)化效率的有效方法，但是現(xiàn)有技術(shù)中存在絲網(wǎng)印刷機(jī)器的校準(zhǔn)對(duì)位不精準(zhǔn)、操作員水平不夠或者絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版強(qiáng)度不夠等因素，這導(dǎo)致副柵線二次印刷技術(shù)不能用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。另外，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念中，正面電極的主柵和背面電極都為連續(xù)且飽滿的設(shè)計(jì)， 如圖7和8中所示，現(xiàn)如今，制作正電極與背電極的電子漿料，其主要成為金屬銀，成本很高，在電池片生產(chǎn)成本中，占非硅成本的50%左右。隨著光伏市場的逐漸龐大，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和最大限度的節(jié)省生產(chǎn)成本，是企業(yè)立足于長久的必由之路，與此同時(shí)，隨著太陽能電池組件焊接技術(shù)的日益成熟，使得電池片圖案的設(shè)計(jì)可以多樣化成為可能。因此，探尋ー種既能提高轉(zhuǎn)換效率，又能節(jié)省電子導(dǎo)電漿料的圖形設(shè)計(jì)成為當(dāng)今行業(yè)改善創(chuàng)新的熱點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池片的印刷工藝，該エ藝采用二次印刷方式，通過提高正面電極副柵線的高寬比，可以提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率；同時(shí)在印刷正面電極的主柵線和背面電極吋，采用間斷方式印刷，從而可以節(jié)約大量的電子導(dǎo)電漿料如銀漿、銀鋁漿料等。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種太陽能電池片的印刷 エ藝，包括印刷正面電極和背面電極，印刷正面電極時(shí)將正面銀柵線分兩次印刷，第一次先印刷副柵，第二次印刷主柵和副柵，或先印刷主柵和副柵，第二次印刷副柵，經(jīng)上述兩次印刷疊加后，即可獲得高而細(xì)的副柵即細(xì)柵線。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，本發(fā)明在印刷正面電極吋，正面電極采用間斷方式印刷， 從而可以節(jié)約電子導(dǎo)漿材料如銀漿等。作為本發(fā)明的更進(jìn)ー步改進(jìn)，本發(fā)明在印刷背面電極吋，背面電極采用間斷方式印刷，從而可以節(jié)約電子導(dǎo)漿材料如銀漿、銀鋁漿等。本發(fā)明第二次印刷時(shí)采用的絲網(wǎng)優(yōu)選為聚酯網(wǎng)或者不銹鋼網(wǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明正面電極印刷時(shí)采用二次印刷技術(shù)，將正面銀柵線分成兩次印刷，第一次只印刷副柵，第二次印刷主柵和副柵，或先一次性印刷好主柵和副柵，第二次印刷副柵線， 兩次印刷疊加后，使得細(xì)柵線能更細(xì)而且更高，提高了金屬柵線的高寬比，減小了遮光面積，從而提高了短路電流Isc，同時(shí)第二道主柵印刷可以采用焊接更好的漿料，提高了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，保證了組件的穩(wěn)定，其中第二道主柵是指第二次印刷主柵和副柵，其中的主柵就是第二道主柵，第二次使用的漿料成分和第一次只印刷副柵的漿料成分可以不同；
(2)本發(fā)明為降低電子漿料成本，在二次印刷正銀柵線的基本上，正面電極采取間斷式印刷方式，具體如下述實(shí)施例中所述的采用8段小方塊相連的斷開式設(shè)計(jì)，以及背面電極也可以采用間斷式印刷方式，具體如下述實(shí)施例中所述的背面電極采取3段小長方形的斷開式設(shè)計(jì)，正電極采取8段小方塊相連的斷開式設(shè)計(jì)，大幅度的減小了遮光面積，提高了短路電流Isc，同吋，8段小方塊正好對(duì)應(yīng)太陽能模擬器檢測的探針設(shè)計(jì)，因此不會(huì)帶來額外的生產(chǎn)設(shè)備改進(jìn)要求；
(3)本發(fā)明中由于正面主柵和背面電極的寬度都沒有改變，組件仍然可以使用原始規(guī)格的焊帶進(jìn)行焊接，因此該套圖形設(shè)計(jì)不會(huì)影響太陽能組件焊接，具有較強(qiáng)的適用性和開發(fā)前景。


圖1是傳統(tǒng)一次印刷的副柵印刷剖面示意圖
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中正面副柵兩次印刷疊加示意圖，其中1、前銀電扱、2、氮化硅薄膜，3、ρ擴(kuò)散層，4、硅基體，5、鋁背扱；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中正面金屬柵線第一次印刷示意圖 圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中正面金屬柵線第二次印刷示意圖 圖5是本發(fā)明實(shí)施例1-2中成品片正面示意圖 圖6是本發(fā)明實(shí)施例1-2中成品片背面示意圖 圖7是采用常規(guī)印刷方式的成品片正面示意圖 圖8是采用常規(guī)印刷方式的成品片背面示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，列舉具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。需要指出的是，實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明，不代表本發(fā)明的保護(hù)范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明的提示做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
對(duì)于156x156尺寸的多晶硅電池片，正面副柵根數(shù)為73根，副柵線寬為80 μ m,使用杜邦PV159作為正面銀柵線的漿料，將正面銀柵線分成兩次印刷，第一次只印刷副柵(如圖 3)，第二次印刷主柵和副柵(如圖4)，兩次印刷疊加后(如圖2)副柵線高為Mym,相比一次印刷的電池片副柵(如圖1)線高17μπι，高寬比提高幅度為40%，太陽能電池的短路電流 Isc提高了 0. 19Α，轉(zhuǎn)換效率提高了 0. 25%。絲網(wǎng)印刷時(shí)采用應(yīng)用材料公司Baccini Essato technology printer的絲網(wǎng)印刷機(jī)，下同，其中第二次印刷時(shí)采用圖像采集方式，傳統(tǒng)的一次印刷機(jī)器不能精確對(duì)位的原因是采集圖像的相機(jī)撲捉精度不夠高，機(jī)器軟件程序采用的對(duì)準(zhǔn)方式是尋找硅片的邊緣，這樣會(huì)導(dǎo)致定位硅片中心位置的偏差較大，而二次印刷不僅在一次印刷的基礎(chǔ)上引進(jìn)了更加先進(jìn)的相機(jī)部件，還將原有的1個(gè)相機(jī)増加到目前的5個(gè)，在軟件程序上，將邊緣對(duì)準(zhǔn)改為采集4個(gè)規(guī)則圖案的中心，再根據(jù)這4個(gè)中心位置確定最后的硅片中心位置，將數(shù)字信號(hào)傳遞給機(jī)器的電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)更加精確的柵線對(duì)準(zhǔn)。同吋，雖然機(jī)器本身的精準(zhǔn)度提高了很多，但是絲網(wǎng)印刷的過程中難免由于絲網(wǎng)使用的時(shí)間問題，導(dǎo)致網(wǎng)版的圖像不同程度的發(fā)生變形，因此需要引入高倍顯微鏡對(duì)網(wǎng)版和印刷柵線進(jìn)行檢測，從而可以更好的操作絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版，更好的測量印刷圖案的尺寸以及網(wǎng)版的使用狀態(tài)。并且，二次印刷網(wǎng)版使用的網(wǎng)紗材質(zhì)不同于單次印刷，單次印刷一般采用較低拉伸強(qiáng)度的不銹鋼絲網(wǎng)，而二次印刷則會(huì)采用強(qiáng)度較單次印刷網(wǎng)紗強(qiáng)10倍的聚酯網(wǎng)或者不銹鋼網(wǎng)，另外由于需要將細(xì)柵線設(shè)計(jì)得較細(xì)，需要選擇開ロ率較大、絲徑較細(xì)的網(wǎng)紗，這些都是二次印刷網(wǎng)版不同于單次印刷的地方。另外，為降低電子漿料成本，在二次印刷正銀柵線的基礎(chǔ)上，正電極采取8段小方塊相連的斷開式設(shè)計(jì)(如圖4、5)和背電極采取3段小長方形的斷開式設(shè)計(jì)(如圖6)。正電極采取8段小方塊相連的斷開式設(shè)計(jì)，大幅度的減小了遮光面積，短路電流Isc相比正常ニ 次印刷(如圖7和圖8)提高了 0.14A，轉(zhuǎn)換效率提高了 0.12%。正銀漿料耗量由0. 21g降低為0. 18g，降低幅度為13% ；背銀漿料耗量由0. 08g降低為0. 04g,降低幅度為50%。實(shí)施例2
對(duì)于156x156尺寸的多晶硅電池片，正面副柵根數(shù)為73根，副柵線寬為80 μ m，使用杜邦PV159作為正面銀柵線的漿料，將正面銀柵線分成兩次印刷，第一次先一次性印刷好主柵和副柵，第二次只印刷副柵，兩次印刷疊加后副柵線高為Μμπι，相比一次印刷的電池片副柵線高17 μ m，高寬比提高幅度為40%，太陽能電池的短路電流Isc提高了 0. 19A，轉(zhuǎn)換效率提高了 0. 25%。其中第二次印刷時(shí)采用圖像采集方式，傳統(tǒng)的一次印刷機(jī)器不能精確對(duì)位的原因是采集圖像的相機(jī)撲捉精度不夠高，機(jī)器軟件程序采用的對(duì)準(zhǔn)方式是尋找硅片的邊緣，這樣會(huì)導(dǎo)致定位硅片中心位置的偏差較大，而二次印刷不僅在一次印刷的基礎(chǔ)上引進(jìn)了更加先進(jìn)的相機(jī)部件，還將原有的1個(gè)相機(jī)増加到目前的5個(gè)，在軟件程序上，將邊緣對(duì)準(zhǔn)改為采集4個(gè)規(guī)則圖案的中心，再根據(jù)這4個(gè)中心位置確定最后的硅片中心位置，將數(shù)字信號(hào)傳遞給機(jī)器的電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)更加精確的柵線對(duì)準(zhǔn)。同吋，雖然機(jī)器本身的精準(zhǔn)度提高了很多，但是絲網(wǎng)印刷的過程中難免由于絲網(wǎng)使用的時(shí)間問題，導(dǎo)致網(wǎng)版的圖像不同程度的發(fā)生變形，因此需要引入高倍顯微鏡對(duì)網(wǎng)版和印刷柵線進(jìn)行檢測，從而可以更好的操作絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版，更好的測量印刷圖案的尺寸以及網(wǎng)版的使用狀態(tài)。并且，二次印刷網(wǎng)版使用的網(wǎng)紗材質(zhì)不同于單次印刷，單次印刷一般采用較低拉伸強(qiáng)度的不銹鋼絲網(wǎng)，而二次印刷則會(huì)采用強(qiáng)度較單次印刷網(wǎng)紗強(qiáng)10倍的聚酯網(wǎng)或者不銹鋼網(wǎng)，另外由于需要將細(xì)柵線設(shè)計(jì)得較細(xì)，需要選擇開ロ率較大、絲徑較細(xì)的網(wǎng)紗，這些都是二次印刷網(wǎng)版不同于單次印刷的地方。另外，為降低電子漿料成本，在二次印刷正銀柵線的基礎(chǔ)上，正電極采取8段小方塊相連的斷開式設(shè)計(jì)(如圖4、5)和背電極采取3段小長方形的斷開式設(shè)計(jì)(如圖6)。正電極采取8段小方塊相連的斷開式設(shè)計(jì)，大幅度的減小了遮光面積，短路電流Isc相比正常ニ 次印刷(如圖7和圖8)提高了 0.14A，轉(zhuǎn)換效率提高了 0.12%。正銀漿料耗量由0. 21g降低為0. 18g，降低幅度為13% ；背銀漿料耗量由0. 08g降低為0. 04g,降低幅度為50%。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池片的印刷工藝，包括印刷正面電極和背面電極，其特征是印刷正面電極時(shí)將正面銀柵線分兩次印刷，第一次先印刷副柵，第二次印刷主柵和副柵，或先印刷主柵和副柵，第二次印刷副柵，經(jīng)上述兩次印刷疊加后，即可獲得具有高而細(xì)的副柵即細(xì)柵線的太陽能電池片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電池片的印刷工藝，其特征是印刷正面電極吋， 正面電極采用間斷方式印刷。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池片的印刷工藝，其特征是印刷背面電極吋，背面電極采用間斷方式印刷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的印刷工藝，其特征是第二次印刷時(shí)采用的絲網(wǎng)為聚酯網(wǎng)或者不銹鋼網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池片的印刷工藝，包括印刷正面電極和背面電極，印刷正面電極時(shí)將正面銀柵線分兩次印刷，第一次先印刷副柵，第二次印刷主柵和副柵，或先印刷主柵和副柵，第二次印刷副柵，經(jīng)上述兩次印刷疊加后，即可獲得具有高而細(xì)的副柵即細(xì)柵線的太陽能電池片。該工藝采用二次印刷方式，通過提高正面電極副柵線的高寬比，可以提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率；同時(shí)在印刷正面電極的主柵線和背面電極時(shí)，采用間斷方式印刷，在降低銀漿料的成本的同時(shí)，大幅度的減小了遮光面積，提高了短路電流Isc，從而顯著提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102555562SQ201110446228
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者任克勇, 蘭李寧, 宋鋒兵, 楊虎, 湯坤, 陳泉, 陳賽賽 申請(qǐng)人:合肥晶澳太陽能科技有限公司, 晶澳(揚(yáng)州)太陽能科技有限公司