一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備、印刷工藝及其電池的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備、印刷工藝及其電池，屬于太陽能電池技術領域，該設備包括依次連接的背電極絲網印刷機、烘干爐一、背電場絲網印刷機、烘干爐二、正電極絲網印刷機、烘干爐三和正電極噴墨印刷機；所述正電極噴墨印刷機由主機、與主機連接的噴頭及傳動裝置組成；所述主機用于正電極圖案的設定和印刷指令控制；所述噴頭用于將金屬漿料按照主機中設定正電極圖案噴涂在太陽能電池上；所述傳動裝置負責太陽能電池的傳輸路線。采用本發明制得太陽能電池的復合副柵線高度更高，寬度更窄，這種窄而高的副柵線可以大大提高太陽能電池的電流密度，降低串聯電阻，從而大大提升電池的轉換效率。
【專利說明】
一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備、印刷工藝及其電池
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種印刷設備，具體涉及一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備、印刷工藝及其電池，屬于太陽能電池技術領域。
【背景技術】
[0002]晶體硅太陽能的電極由正面電極和背面電極組成，背面電極由Al背場和Ag背電極組成，正面電極由Ag正電極組成。Ag正電極由Ag主柵線和Ag細柵線組成，一般Ag主柵線為3-6根且平行均勻分布，寬度0.8-1.5mm，Ag細柵線為80-120根且平行均勻分布，寬度45_65μπι;Ag主柵線和Ag細柵線呈垂直。Ag正電極對電池的轉換效率影響大，因此研究者對Ag正電極的研究越來越重視。Ag正電極的要求:寬度盡量窄，可以大大減少遮光面積;高寬足夠高，可以減少Ag細柵線斷柵幾率，降低電池的串聯電阻，提高電流的收集效率，從而提升電池的轉化效率。為了達到這種效果，出現了兩次印刷技術，即先印刷較窄的Ag細柵線，然后在窄的Ag細柵線再印刷一次較寬的Ag細柵線，使得得到的Ag細柵線高度大，寬度小。
[0003]兩次印刷技術由于全部借助絲網印刷設備，絲網印刷的金屬漿料有延展拓寬性，使得Ag細柵線寬度的降低遇到了瓶頸。因此，如何開發一種Ag細柵線更窄的太陽能電池和兩次印刷設備成為研究者關注的重點。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備、印刷工藝及其電池，可大大提高太陽能電池副柵線的高寬比，提升電池的轉換效率。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，該設備包括依次連接的背電極絲網印刷機、烘干爐一、背電場絲網印刷機、烘干爐二、正電極絲網印刷機、烘干爐三和正電極噴墨印刷機；
[0006]所述正電極噴墨印刷機由主機、與主機連接的噴頭及傳動裝置組成；
[0007]所述主機用于正電極圖案的設定和印刷指令控制；
[0008]所述噴頭用于將金屬漿料按照主機中設定正電極圖案噴涂在太陽能電池上；
[0009]所述傳動裝置負責太陽能電池的傳輸路線。
[0010]作為改進，所述噴頭由金屬漿料腔體、設置在金屬漿料腔體上的噴嘴、壓電陶瓷片和電源組成；
[0011]所述主機與電源連接，所述電源與壓電陶瓷片連接，通過主機的控制，所述壓電陶瓷片與金屬漿料腔體配合控制金屬漿料腔體內金屬漿料從噴嘴擠出。
[0012]作為改進，所述噴嘴為圓形，噴嘴直徑為10-30μπι。
[0013]作為改進，所述噴頭的分辨率為1000-2880dpi。
[0014]作為改進，按重量份計，金屬漿料由75-85%金屬顆粒、2-5 %玻璃料和10_20 %有機體系組成。
[0015]作為改進，所述正電極噴墨印刷機用于噴墨印刷出Ag正電極。
[0016]作為改進，正電極噴墨印刷機可噴墨印刷出高度為5_15μπι，寬度為15_30μπι的正電極。
[0017]另外，本發明還提供了一種利用上述任一項所述晶體硅太陽能電池兩次印刷設備的印刷工藝，包括以下步驟:
[0018]a)利用背電極絲網印刷機在硅片表面印刷Ag背電極；
[0019]b)將印刷有Ag背電極的硅片在烘干爐一內烘干；
[0020 ] c)利用背電場絲網印刷機在硅片表面印刷Al背場；
[0021 ] d)將印刷有Al背場的硅片在烘干爐二內烘干；
[0022 ] e)利用正電極絲網印刷機在硅片表面絲網印刷Ag正電極；
[0023]f)將硅片上的絲網印刷Ag正電極在烘干爐三內烘干；
[0024]g)利用正電極噴墨印刷機在硅片表面噴墨印刷Ag正電極。
[0025]另外，本發明還提供了一種采用上述印刷工藝制得的晶體硅太陽能電池，該電池由上至下依次包括正電極、減反膜、N+層、P型硅、Al背場和Ag背電極；
[0026]所述N+層層疊在P型硅的上表面，所述減反膜層疊在N+層上表面，所述正電極穿過減反膜與N+層連接，所述正電極包括絲網印刷Ag正電極、噴墨印刷Ag正電極，所述絲網印刷Ag正電極固定在N+層上，所述噴墨印刷Ag正電極位于所述絲網印刷Ag正電極的上部；
[0027]所述絲網印刷Ag正電極由絲網印刷主柵線和絲網印刷副柵線組成；
[0028]所述噴墨印刷Ag正電極由噴墨印刷主柵線和噴墨印刷副柵線組成；
[0029]所述Al背場層疊在P型硅的下表面，所述Ag背電極穿過所述Al背場與P型硅固定。
[0030]作為改進，所述絲網印刷副柵線的高度為10_18μπι，寬度為25_35μπι;
[0031]所述噴墨印刷副柵線的高度為5_15μπι，寬度為15_30μπι。
[0032]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0033]I)本發明的噴墨印刷利用壓電陶瓷片在電壓作用下發生微小形變，利用形變產生的壓力將金屬漿料從噴嘴擠出，印刷的圖形分辨率高；
[0034]2)本發明利用絲網印刷和噴墨印刷形成兩次印刷，替代現有的絲網印刷+絲網印刷的兩次印刷模式，使得太陽能電池的復合副柵線高度更高，寬度更窄，這種窄而高的副柵線可以大大提高太陽能電池的電流密度，降低串聯電阻，從而大大提升電池的轉換效率。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發明印刷設備的流程結構示意圖；
[0036]圖2為本發明中嗔墨印刷機的結構不意圖；
[0037]圖3為本發明制得的晶體硅太陽能電池結構示意圖；
[0038]圖中:1、背電極絲網印刷機，2、烘干爐一，3、背電場絲網印刷機，4、烘干爐二，5、正電極絲網印刷機，6、烘干爐三，7、正電極噴墨印刷機，8、主機，9、噴頭，10、電源，11、壓電陶瓷片，12、金屬漿料腔體，13、噴嘴，14、Ag背電極，15、Al背場，16、P型硅，17、N+層，18、減反膜，19、絲網印刷Ag正電極，20、噴墨印刷Ag正電極。
【具體實施方式】
[0039]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限制本發明的范圍。本文所使用的術語“上”、“下”以及類似的表達只是為了說明的目的。除非另有定義，本文所使用的所有的技術術語和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同，本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。
[0040]如圖1、圖2所示，一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，該設備包括依次連接的背電極絲網印刷機1、烘干爐一 2、背電場絲網印刷機3、烘干爐二 4、正電極絲網印刷機5、烘干爐三6和正電極噴墨印刷機7;
[0041]所述正電極噴墨印刷機7由主機8、與主機8連接的噴頭9及傳動裝置組成；
[0042]所述主機8用于正電極圖案的設定和印刷指令控制；
[0043]所述噴頭9用于將金屬漿料按照主機8中設定正電極圖案噴涂在太陽能電池上；
[0044]所述傳動裝置負責太陽能電池的傳輸路線。
[0045]作為實施例的改進，所述噴頭9由金屬漿料腔體12、設置在金屬漿料腔體12上的噴嘴13、壓電陶瓷片11和電源10組成；
[0046]所述主機8與電源10連接，所述電源10與壓電陶瓷片11連接，通過主機8的控制，所述壓電陶瓷片11與金屬漿料腔體12配合控制金屬漿料腔體12內金屬漿料從噴嘴13擠出。利用壓電陶瓷片11在電壓作用下發生微小形變，利用形變產生的壓力將金屬漿料從噴嘴13擠出，印刷的圖形分辨率高。
[0047]作為實施例的改進，所述噴嘴13為圓形，噴嘴13直徑為10_30μπι，能在壓電陶瓷片11的作用下，使金屬漿料及時、有效的擠出，確保印刷的圖形分辨率高。
[0048]作為實施例的改進，所述噴頭9的分辨率為1000_2880dpi，確保印刷的圖形分辨率尚O
[0049]作為實施例的改進，按重量份計，金屬漿料由75-85%金屬顆粒、2-5%玻璃料和10-20 %有機體系組成，本領域技術人員可根據需要選擇有機體系的具體組分，通過將金屬顆粒、玻璃料和有機體系按比例混合，使得金屬漿料性能穩定，滿足印刷的質量要求。
[0050]作為實施例的改進，所述正電極噴墨印刷機7用于噴墨印刷出Ag正電極，作為進一步的改進，正電極噴墨印刷機7可噴墨印刷出高度為5-15μπι，寬度為15-30μπι的正電極。
[0051]另外，本發明還提供了一種利用上述任一項所述晶體硅太陽能電池兩次印刷設備的印刷工藝，包括以下步驟:
[0052 ] a)利用背電極絲網印刷機I在硅片表面印刷Ag背電極14;
[0053 ] b)將印刷有Ag背電極14的硅片在烘干爐一 2內烘干；
[0054]c)利用背電場絲網印刷機3在娃片表面印刷Al背場15;
[0055 ] d)將印刷有Al背場15的硅片在烘干爐二4內烘干；
[0056]e)利用正電極絲網印刷機5在硅片表面絲網印刷Ag正電極19;
[0057]f)將硅片上的絲網印刷Ag正電極19在烘干爐三6內烘干；
[0058]g)利用正電極噴墨印刷機7在硅片表面噴墨印刷Ag正電極20。
[0059]采用上述印刷工藝制得的晶體硅太陽能電池，如圖3所示，由上至下依次包括正電極、減反膜18、N+層17、P型硅16、A1背場15和Ag背電極14;
[0060]所述N+層17層疊在P型硅16的上表面，所述減反膜18層疊在N+層17上表面，所述正電極穿過減反膜18與N+層17連接，所述正電極包括絲網印刷Ag正電極19、噴墨印刷Ag正電極20，所述絲網印刷Ag正電極19固定在N+層17上，所述噴墨印刷Ag正電極20位于所述絲網印刷Ag正電極19的上部；
[0061]所述絲網印刷Ag正電極19由絲網印刷主柵線和絲網印刷副柵線組成；
[0062]所述噴墨印刷Ag正電極20由噴墨印刷主柵線和噴墨印刷副柵線組成；
[0063]所述Al背場15層疊在P型硅16的下表面，所述Ag背電極14穿過所述Al背場15與P型娃16固定。
[0064]進一步的，所述絲網印刷副柵線的高度為10_18μπι，寬度為25_35μπι;所述噴墨印刷副柵線的高度為5_15μπι，寬度為15-30μπι。
[0065]本發明通過噴墨印刷利用壓電陶瓷片11在電壓作用下發生微小形變，利用形變產生的壓力將金屬漿料從噴嘴13擠出，印刷的圖形分辨率高;本發明利用絲網印刷和噴墨印刷形成兩次印刷，替代現有的絲網印刷加絲網印刷的兩次印刷模式，使得太陽能電池的復合副柵線高度更高，達到15_33μπι，寬度更窄，達到25-35μπι，這種窄而高的副柵線可以大大提高太陽能電池的電流密度，降低串聯電阻，從而大大提升電池的轉換效率。
[0066]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，其特征在于: 該設備包括依次連接的背電極絲網印刷機(I)、烘干爐一(2)、背電場絲網印刷機(3)、烘干爐二 (4)、正電極絲網印刷機(5)、烘干爐三(6)和正電極噴墨印刷機(7); 所述正電極噴墨印刷機(7)由主機(8)、與主機(8)連接的噴頭(9)及傳動裝置組成； 所述主機(8)用于正電極圖案的設定和印刷指令控制； 所述噴頭(9)用于將金屬漿料按照主機(8)中設定正電極圖案噴涂在太陽能電池上； 所述傳動裝置負責太陽能電池的傳輸路線。2.根據權利要求1所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，其特征在于: 所述噴頭(9)由金屬漿料腔體(12)、設置在金屬漿料腔體(12)上的噴嘴(13)、壓電陶瓷片(11)和電源(10)組成； 所述主機(8)與電源(10)連接，所述電源(10)與壓電陶瓷片(11)連接，通過主機(8)的控制，所述壓電陶瓷片(11)與金屬漿料腔體(12)配合控制金屬漿料腔體(12)內金屬漿料從噴嘴(13)擠出。3.根據權利要求2所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，其特征在于:所述噴嘴(13)為圓形，噴嘴(13)直徑為10-30μπι。4.根據權利要求2或3所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，其特征在于:所述噴頭(9)的分辨率為1000-2880dp i。5.根據權利要求2所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，其特征在于:按重量份計，金屬漿料由75-85 %金屬顆粒、2-5 %玻璃料和10-20 %有機體系組成。6.根據權利要求1所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，其特征在于:所述正電極噴墨印刷機(7)用于噴墨印刷出Ag正電極。7.根據權利要求6所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設備，其特征在于:正電極噴墨印刷機(7)可噴墨印刷出高度為5-15μπι，寬度為15-30μπι的正電極。8.—種利用權利要求1-7任一項所述晶體硅太陽能電池兩次印刷設備的印刷工藝，其特征在于，包括以下步驟: a)利用背電極絲網印刷機(I)在硅片表面印刷Ag背電極(14); b)將印刷有Ag背電極(14)的硅片在烘干爐一(2)內烘干； c)利用背電場絲網印刷機(3)在硅片表面印刷Al背場(15); d)將印刷有Al背場(15)的硅片在烘干爐二(4)內烘干； e)利用正電極絲網印刷機(5)在娃片表面絲網印刷Ag正電極(19); f)將硅片上的絲網印刷Ag正電極(19)在烘干爐三(6)內烘干； g)利用正電極噴墨印刷機(7)在娃片表面噴墨印刷Ag正電極(20)。9.一種采用權利要求8所述印刷工藝制得的晶體硅太陽能電池，其特征在于: 該電池由上至下依次包括正電極、減反膜(18)、N+層(17)、P型硅(16)、A1背場(15)和Ag背電極(14)； 所述N+層(17)層疊在P型硅(16)的上表面，所述減反膜(18)層疊在N+層(17)上表面，所述正電極穿過減反膜(18)與N+層(17)連接，所述正電極包括絲網印刷Ag正電極(19)、噴墨印刷Ag正電極(20)，所述絲網印刷Ag正電極(19)固定在N+層(17)上，所述噴墨印刷Ag正電極(20)位于所述絲網印刷Ag正電極(19)的上部； 所述絲網印刷Ag正電極(19)由絲網印刷主柵線和絲網印刷副柵線組成； 所述噴墨印刷Ag正電極(20)由噴墨印刷主柵線和噴墨印刷副柵線組成； 所述Al背場(15)層疊在P型硅(16)的下表面，所述Ag背電極(14)穿過所述Al背場(15)與P型娃(16)固定。10.根據權利要求9所述的一種晶體硅太陽能電池，其特征在于: 所述絲網印刷副柵線的高度為10-18μπι，寬度為25-35μπι; 所述噴墨印刷副柵線的高度為5-15μπι，寬度為15-30μπι。
【文檔編號】B41M1/12GK105856807SQ201610211261
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】石強, 秦崇德, 方結彬, 黃玉平, 何達能, 陳剛
【申請人】廣東愛康太陽能科技有限公司