一種太陽能電池正面電極的制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明主要是關(guān)于一種太陽能電池正面電極的制備工藝，其主要特征是引入起運(yùn)載作用的纖維絲行列，通過在纖維絲表面涂覆導(dǎo)電漿料層，然后將其接觸到電池片表面，使纖維絲上的導(dǎo)電漿料轉(zhuǎn)移到電池片表面，從而形成太陽能電池正面電極的細(xì)柵線。相比于常規(guī)絲網(wǎng)印刷工藝，本工藝能更加方便地制備出線寬窄、高度高的正面電極細(xì)柵線，同時免除了精密網(wǎng)版的使用，在提升效率的同時又降低了工藝成本，并且提高了工藝的穩(wěn)定性。
【專利說明】—種太陽能電池正面電極的制作工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池正面電極的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的太陽能電池的正面電極圖案的結(jié)構(gòu)包括細(xì)柵線和主柵線，細(xì)柵線和主柵線一般垂直交叉。其中，細(xì)柵線的作用是收集電池片表面由于太陽光照所產(chǎn)生的光生電流，而主柵線的作用是匯集并導(dǎo)出由細(xì)柵線收集的電流。在晶體硅太陽能電池制作工藝中，普遍采用絲網(wǎng)印刷工藝，其原理是將需要印刷的漿料，通常是具有一定黏度的銀漿，添加于印刷網(wǎng)版上，在刮刀壓力的作用下使銀漿通過網(wǎng)版上圖案設(shè)計好的開孔。印刷網(wǎng)版一般由一定線徑的金屬絲或有機(jī)物纖維絲編織而成，網(wǎng)版上覆蓋一層厚度的有機(jī)物固化膠膜，膠膜上通過一定的的開孔工藝制作了不同設(shè)計的正面電極圖案，從而使?jié){料能夠在壓力下透過膠膜在電池片上印刷成一定的正面電極圖形。銀漿是一種由銀粉、有機(jī)物、無機(jī)氧化物和添加劑混合成的膏狀體，通常為了防止銀漿印刷到電池片上后塌陷，銀漿都具有比較高的黏度，但是高黏度的銀漿又具有難以印刷的特點，在印刷時需要對刮刀施加更大的壓力才能順利制作出斷線少、塑性好的電池細(xì)柵線，然而，如此大的壓力又極大地增加了網(wǎng)版破裂的概率，縮短了網(wǎng)版的使用壽命，不利于太陽能電池正面電極制作工序成本的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于采用一種特殊的轉(zhuǎn)印工藝來制作太陽能電池正面電極的細(xì)柵線，能有效地克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，更加方便地制備出線寬窄、高度高的正面電極細(xì)柵線，同時免除了精密網(wǎng)版的使用，在提升效率的同時又降低了太陽能電池正面電極的工藝成本,并且提高了工藝的穩(wěn)定性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案具體為:一種太陽能電池正面電極的制備工藝，包含以下工藝步驟:
一、將若干根纖維絲等間距排列并張緊；
二、在等間距排列好并張緊的纖維絲中部延長度方向均勻地涂覆一層導(dǎo)電漿料層；
三、在電池片正面制備主柵線；
四、將涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維絲接近電池片上表面，使其與電池片上表面充分接
觸；
五、使電池片上表面與纖維絲分離；
六、將電池片進(jìn)行烘干燒結(jié)。
[0005]其中工序三可在工序一之前，或與工序一、工序二同時進(jìn)行。
[0006]在上述工序四中，當(dāng)涂覆了導(dǎo)電漿料的纖維絲接觸到電池片上表面后一定時間內(nèi)，由于漿料本身具有一定的流動性，導(dǎo)電漿料會自發(fā)地流動到電流片表面，大部分漿料在這此過程中能從纖維絲表面轉(zhuǎn)移到電池片表面，從而初步達(dá)到轉(zhuǎn)導(dǎo)電漿料轉(zhuǎn)印的目的。
[0007]在上述工序五中，當(dāng)纖維絲與電池片分離后，其表面涂覆的大部分導(dǎo)電漿料能夠轉(zhuǎn)移到電池片表面，之后再重復(fù)工序一至四的過程，制作下一個電池片的正面電極細(xì)柵線。
[0008]在上述工序中，纖維絲起載運(yùn)導(dǎo)電漿料的作用，優(yōu)選地，其材質(zhì)選擇或?qū)w維材質(zhì)表面的處理使其與導(dǎo)電漿料具有比較差的親合性，從而使在工序三和四中導(dǎo)電漿料能夠更多地轉(zhuǎn)移到電池片表面，而纖維表面上殘留漿料比較少。
[0009]優(yōu)選的，所述纖維絲為金屬絲或有機(jī)聚合物纖維。纖維絲不要求其具有導(dǎo)電性，只要求具有一定的強(qiáng)度和韌性，可以是金屬絲或有機(jī)聚合物纖維之外的其他材質(zhì)的纖維絲。所述纖維絲的橫截面形狀為圓形或三角形或矩形或橢圓形。
[0010]優(yōu)選的，所述纖維絲的直徑范圍為0.005mm-0.1mm,拉斷強(qiáng)度為3g_50g。
[0011]優(yōu)選的，所述纖維絲為光滑表面?；蚓哂欣趯?dǎo)電衆(zhòng)料轉(zhuǎn)移的表面結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選的，工序一中纖維絲的排列間距為0.5_3mm，纖維絲的張緊張力為3g_50g。
[0013]優(yōu)選的，工序二中，導(dǎo)電漿料層的厚度為5微米-30微米。
[0014]優(yōu)選的，工序二中，導(dǎo)電漿料在纖維絲上的涂覆長度比電池片尺寸短2mm-5mm。
[0015]優(yōu)選的，工序三中，所述涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維絲與電池片的接觸時間為0.1-5秒。
[0016]優(yōu)選的，所述主柵線可以通過絲網(wǎng)印刷的方法在所述電池片上制作，也可以通過凸版印刷或鋼版印刷或噴墨的方法在所述電池片上制作。
[0017]優(yōu)選的，所述烘干溫度范圍為100°C _400°C，所述燒結(jié)溫度范圍為400°C _950°C。
[0018]用本工藝制備的太陽能電池細(xì)柵線，由于沒有印刷過程中的壓力，具有更好的塑形，高度可以達(dá)到15微米以上；也沒有絲網(wǎng)印刷細(xì)柵線粗細(xì)不均勻的特點，更重要的是用本工藝能非常方便容易地制作出寬度小于50微米的細(xì)柵線，從而提升電池效率。
[0019]本工藝可以替代傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷工藝，可用于常規(guī)電池正面電極細(xì)柵線的制備，也可以用于電鍍方案中電鍍種子層的制備、雙面電池中受光面電極的制備或刻蝕墨水的印制，總之，本工藝可以普遍性地替代絲網(wǎng)印刷工藝。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)絲網(wǎng)印刷工藝中漿料黏度大不易印刷的問題；另一方面免除了精密網(wǎng)版的使用，降低了太陽能電池正面電極的的制作成本。此夕卜，本發(fā)明的制備方法制作出的太陽能電池具有線寬窄、塑性好、線條寬度均勻的特點，相對于絲網(wǎng)印刷的細(xì)柵線寬度更小，能減小正面遮光面積，并且進(jìn)一步提高了細(xì)柵線的導(dǎo)電率，從而提高了電池的轉(zhuǎn)換效率；同時，使用了導(dǎo)電絲裹漿，減少了絲網(wǎng)印刷全部使用導(dǎo)電漿料的缺陷，減少了導(dǎo)電漿料的使用量，進(jìn)一步降低了太陽能電池的電極制作成本。
[0021]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是等間距排列的纖維絲示意圖；
圖2是涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維行列示意圖；
圖3是涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維絲橫截面示意圖；
圖4是涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維絲接觸到制備有主柵線的電池片正面上的俯視圖；
圖5是涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維絲接觸到制備有主柵線的電池片正面上的橫截面示意圖；
圖6是纖維絲與電池片正面脫離之后的電池片正面俯視圖；
圖7是導(dǎo)電漿料轉(zhuǎn)移到電池片正面后形成的細(xì)柵線橫截面示意圖。
[0022]附圖中標(biāo)記說明:1，纖維絲；2，導(dǎo)電漿料層；3，電池片；4，細(xì)線；5，主柵線。具體實施例
[0023]下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例，對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0024]實施例1
一種太陽能電池正面電極的制備工藝，包括以下步驟:
一、如圖1所示，將50根60微米的纖維絲I按等間距排列成行列并張緊，其間距為3mm-4mm，本實施例采用的纖維絲為有機(jī)聚合物纖維絲，采用金屬纖維絲或其他具有一定的強(qiáng)度和韌性的其他材質(zhì)的纖維絲也可以；
二、在上述金屬纖維I表面均勻地涂覆一層導(dǎo)電漿料層2，導(dǎo)電漿料層2厚度為20微米-30微米，導(dǎo)電漿料層2的長度為153毫米，如圖2和圖3所示；
三、在多晶156規(guī)格的電池片3上用絲網(wǎng)印刷方式制備主柵線5，主柵線根數(shù)為1-10根，其圖案可連續(xù)、可間斷、可實心、可鏤空，可在電池片正面邊緣設(shè)置，也可以設(shè)置在電池片正面面積的若干等分點上；
四、將上述步驟2中涂覆了導(dǎo)電漿料層2的金屬纖維I接觸到電池片3正表面，使其兩端各距電池片邊緣2mm，并適當(dāng)?shù)赝Ａ粢欢螘r間，比如0.5-1秒，由于漿料本身具有一定的流動性，導(dǎo)電漿料會自發(fā)地流動到電流片表面，大部分漿料在這此過程中能從纖維絲表面轉(zhuǎn)移到電池片表面，從而初步達(dá)到轉(zhuǎn)導(dǎo)電漿料轉(zhuǎn)印的目的，如圖4和圖5所示；
五、將上述步驟4中纖維絲I慢慢地脫離電池片3正表面，使纖維絲上的大部分導(dǎo)電漿料2能夠轉(zhuǎn)移到電池片3正面，從而形成具有一定高度和比較窄的太陽能電池的正面電極細(xì)柵線4，如圖6和圖7所示；
六、將完成上述過程的電池片3在100°C-400°C的溫度下烘干，然后與背電極一起在4000C _950°C的溫度下燒結(jié)，使導(dǎo)電漿料(一般為銀漿)與電池片形成良好的歐姆接觸，完成電池片正面電極的制備。
[0025]實施例2
一種太陽能電池正面電極的制備工藝，包括以下步驟:
一、如圖1所示，將80根30微米的纖維絲I按等間距排列成行列并張緊，其間距為
1.937毫米，本實施例采用的纖維絲為金屬絲，采用有機(jī)聚合物纖維或其他具有一定的強(qiáng)度和韌性的其他材質(zhì)的纖維絲也可以；
二、在上述金屬纖維I表面均勻地涂覆一層導(dǎo)電漿料層2，導(dǎo)電漿料層2厚度為10微米-30微米，導(dǎo)電漿料層2的長度為153毫米，如圖2和圖3所示；
三、在多晶156規(guī)格的電池片3上用絲網(wǎng)印刷方式制備主柵線5，主柵線根數(shù)為1-10根，其圖案可連續(xù)、可間斷、可實心、可鏤空，可在電池片正面邊緣設(shè)置，也可以設(shè)置在電池片正面面積的若干等分點上；
四、將上述步驟2中涂覆了導(dǎo)電漿料層2的金屬纖維I接觸到電池片3正表面，使其兩端各距電池片邊緣1.5毫米，并適當(dāng)?shù)赝Ａ粢欢螘r間，比如0.5-1秒，由于漿料本身具有一定的流動性，導(dǎo)電漿料會自發(fā)地流動到電流片表面，大部分漿料在這此過程中能從纖維絲表面轉(zhuǎn)移到電池片表面，從而初步達(dá)到轉(zhuǎn)導(dǎo)電漿料轉(zhuǎn)印的目的，如圖4和圖5所示；
五、將上述步驟4中纖維絲I慢慢地脫離電池片3正表面，使纖維絲上的大部分導(dǎo)電漿料2能夠轉(zhuǎn)移到電池片3正面，從而形成具有一定高度和比較窄的太陽能電池的正面電極細(xì)柵線4，如圖6和圖7所示；
六、將完成上述過程的電池片3在200°C -400°C的溫度下烘干，然后與背電極一起在7000C -900°C的溫度下燒結(jié)，使導(dǎo)電漿料(一般為銀漿)與電池片形成良好的歐姆接觸，完成電池片正面電極的制備。
[0026]用本工藝制備的太陽能電池細(xì)柵線，由于沒有印刷過程中的壓力，具有更好的塑形，高度可以達(dá)到15微米以上；也沒有絲網(wǎng)印刷細(xì)柵線粗細(xì)不均勻的特點，更重要的是用本工藝能非常方便容易地制作出寬度小于50微米的細(xì)柵線，從而提升電池效率。
[0027]上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明并不限于上述特定實施例，在不背離本發(fā)明精神及其情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出的改變和變形，都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于包含以下工藝步驟: 一、將若干根纖維絲等間距排列并張緊； 二、在等間距排列好并張緊的纖維絲中部延長度方向均勻地涂覆一層導(dǎo)電漿料層； 三、在電池片正面制備主柵線； 四、將涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維絲接近電池片上表面，使其與電池片上表面充分接觸； 五、使電池片上表面與纖維絲分離； 六、將電池片進(jìn)行烘干燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:所述纖維絲為金屬絲或有機(jī)聚合物纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:所述纖維絲的直徑范圍為0.005mm-0.1mm，拉斷強(qiáng)度為3g_50g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:所述纖維絲為光滑表面，或具有利于導(dǎo)電衆(zhòng)料轉(zhuǎn)移的表面結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:工序一中纖維絲的排列間距為0.5-3mm，工序一中纖維絲的張緊張力為3g_50g。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:工序二中，導(dǎo)電漿料層的厚度為5微米-30微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:工序二中，導(dǎo)電漿料在纖維絲上的涂覆長度比電池片尺寸短2mm-5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:工序三中，所述涂覆有導(dǎo)電漿料層的纖維絲與電池片的接觸時間為0.1-5秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:所述主柵線可以通過絲網(wǎng)印刷的方法在所述電池片上制作，也可以通過凸版印刷或鋼版印刷或噴墨的方法在所述電池片上制作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面電極的制備工藝，其特征在于:所述烘干溫度范圍為100°c -400°C，所述燒結(jié)溫度范圍為400°C _950°C。
【文檔編號】H01L31/0224GK103746012SQ201410000930
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】闕文修, 武宇濤, 秋晨, 馬勇 申請人:杭州塞利仕科技有限公司