一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种分次印刷的晶体硅太阳电池正面电极，涉及晶体硅太阳电池制造领域，具体涉及一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，用于解决现有太阳电池正面电极采用统一属性的浆料，难以兼容电能的有效收集与降低成本和稳固性问题，本实用新型专利技术包括不同属性侧重的主栅、副栅，主栅与副栅相交处设有嵌合对位标记点，其中主栅边缘与副栅的衔接部位设有宽度渐变式延展伸出的凸起，与主栅连接副栅位置处的副栅可采用渐变或者均匀式宽度设计，本实用新型专利技术具有提高主栅和副栅衔接准确度，降低成本，兼顾遮光和传导路径的光电性能匹配，提升太阳电池光电转换效率的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极
本技术涉及晶体硅太阳电池制造领域，具体涉及一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极。
技术介绍
晶体硅太阳电池是一种由半导体Si材料为衬底，沉积不同掺杂层和功能薄膜的大面积PN结，在其基础上以金属导体连接输出光电子形成应用光伏器件。目前较为成熟的工艺路线是在经过制绒、扩散、刻蚀、正背面镀膜等工艺处理后的单多晶硅片表面，采用丝网印刷工艺形成正负电极。丝网印刷电极工艺需先制作指定电极图形的网版，将设计长宽和线数等的正背面导电图形通过菲林显影固化于网版网布上，然后将电极浆料均匀刮铺在已制作图形的网版平面，使用刮条挤压浆料流体产生塑性形变，随着刮条移动后网版的回网过程，浆料就会从无膜铺设的图案区域漏印到电池片上，形成导电电极。晶体硅太阳电池正面电极位于受光面，普遍使用高成本微米级粉体Ag浆料印刷主栅和副栅。其中副栅作用为穿透绝缘保护膜层，形成金属半导体欧姆接触，收集衬底材料产生的光生载流子，将电流汇聚传导至主栅；主栅对于电池的电流传导无意义，同时因浆料玻璃体腐蚀作用破坏了一定面积钝化区域、增加了受光面遮光阴影区，但为了兼容后续组件串焊工艺需要优化设计图形，以保证焊接强度、单位电池片浆料消耗质量和浆料成本的一定数量主栅线。目前晶体硅太阳电池的正面电极，主要使用单次丝网印刷工艺一次性印刷烘干、烧结成形正面主栅和副栅电极，由于单次印刷中只能使用单一目数、线径、膜厚、纱厚等参数的网版，和统一属性的浆料，正面电极难以兼容电流的有效收集、减少遮光和膜层复合、降低单耗质量、浆料成本、提高可焊性等众多性能和成本要求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：为了解决现有太阳电池的正面电极主栅与副栅的浆料属性相同，难以兼容电能的有效收集、减少遮光、膜层复合、降低成本、提高可焊性的问题，同时为了降低主栅副栅对位难度，提高电性能，本技术提供一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，其主栅和副栅图形分别使用不同浆料印刷于Si衬底表面，主栅采用低厚度、高附着力、低成本与耐高温浆料印刷，副栅采用高厚度、高穿透性、低电阻率与低温浆料印刷，主栅与副栅图形上均设置嵌合标记点精确对位，主栅与副栅的衔接部位设计渐变式凸起以降低对准衔接难度，同时提升电性能，采用以上设计可以保证在相同的烧结和焊接工艺条件下副栅有效收集电流，降低传导电阻提升电池效率；同时主栅焊接拉力提升，浆料单耗质量与材料成本均下降。本技术的技术方案为：一种分次印刷的太阳电池正面电极，包括若干主栅与若干副栅，各主栅之间相互平行，各副栅之间相互平行，且主栅与副栅相互垂直，主栅与副栅相交处设有至少3个嵌合对位标记点，便于精确对位，所述主栅边缘与副栅的衔接部位设有宽度渐变的延展伸出的凸起，凸起部分位置的主栅宽度要大于主栅连接副栅位置处的副栅宽度，主栅和凸起部分位置的主栅平均高度要低于副栅平均高度，与主栅连接副栅位置处的副栅宽度烧结后在85um以下。进一步的，所述主栅采用高附着力、耐高温的银浆料，所述副栅采用高穿透性、低电阻率的银浆料。进一步的，所述的正面电极主栅印刷烧结后高度低于8um。进一步的，所述的正面电极副栅印刷烧结后高度高于15um。进一步的，所述的主栅与副栅图形上应分别包含至少3个嵌合对位标记点便于精确对位，其中嵌合对位标记点的最大线径尺度在0.05～1.00mm，过低不利于观察嵌合对位标记点的微观衔接图像，过高浪费浆料且观测四边耗时较长。所述的主栅图形边缘与副栅的衔接部位设计渐变式凸起，其中主栅位于与副栅接触的位置设有至少0.15mm长度延展伸出、相同主栅高度、100～26um渐变宽度向外凸出的凸起部分。所述的主栅和主栅凸起部分位置烧成后平均高度值≤8um，以降低单位电池片正面电极浆料消耗质量。所述的副栅图形边缘与主栅连接位置处的宽度在85～22um，优选的采用渐变式宽度设计衔接，渐变或均匀式副栅烧成后平均高度值≥15um，延伸入主栅凸起端长度不低于0.02mm，保证电流密度传导横截面积，减少功率损失以提升电池光电转换效率。所述的凸起部分位置的主栅宽度大于主栅连接副栅位置处的副栅宽度，降低对准衔接的难度。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.本技术采用主栅采用低厚度、高附着力、低成本和耐高温的浆料印刷，副栅采用高厚度、高穿透性、低电阻率和低温浆料印刷，此种不同属性主栅与副栅的设置可以兼容电能的有效收集、减少遮光、膜层复合、降低成本、提高可焊性的问题2.本技术设有多个嵌合对位标记点，采用多点平面定位的方法，可以实现主栅与副栅的精准对位，所述嵌合对位标记点的最大线径尺度为0.05～1.00mm，便于观测的同时又节约浆料。3.本技术在主栅与副栅的衔接部位设有渐变式凸起，凸起部分的主栅宽度大于连接在凸起部分的副栅的宽度，可以降低主栅与副栅对准衔接的难度和风险，同时优化传导路径的功率损失，降低热损耗，提升电池光电转换效率。4.本技术中主栅和凸起部分的平均高度低于副栅平均高度，降低了电池片浆料消耗总体质量，节约了成本。附图说明图1是本技术正面电极结构示意图；图2是本技术涉及的主栅结构示意图；图3是本技术涉及的副栅结构示意图；图4是本技术实施例一中涉及的嵌合对位标记点与凸起结构示意图；图5是本技术实施例二中涉及的嵌合对位标记点与凸起结构示意图；附图说明：1、主栅；2、副栅；301、空心嵌合对位标记点；302、实心嵌合对位标记点；4、凸起；5、对位边框。具体实施方式为了本领域技术人员更好地理解技术，下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。实施例一如图2和图3所示的一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，包括主栅1和副栅2，各主栅之间相互平行，各副栅之间相互平行，且主栅与副栅相互垂直，虚线为主栅印刷对位边框5，主栅四角的实心印刷区域设置有4个0.22mm×0.46mm的空心矩形嵌合对位标记点301，副栅对应位置设置有4个0.22mm×0.46mm的实心矩形嵌合对位标记点302，其中嵌合对位标记点的最大线径尺度在0.05～1.00mm，过低不利于观察嵌合对位标记点的微观衔接图像，过高浪费浆料且观测四边耗时较长，丝网印刷时先将副栅浆料漏印于相应的Si衬底电池片上，网印机CCD探测镜头以嵌合对位标记点302确定图形四边及中心后，发送指令于网印电机传动系统，调整网版和刮条中心点X，Y，Z轴距离，气缸制动，带动刮条将主栅浆料图形准确套印在Si衬底的细栅图形上，烘干后离线观测嵌合对位标记点301和302的矩形边缘重合度，检测主栅和副栅的对位准确度。作为一种优选的实施方式，所述主栅与副栅为共面分体嵌合结构，设于Si衬底受光面。作为一种优选的实施方式，所述主栅的高度低于8um、拉力大于1.2N、烧结温度≥880℃，所述副栅高度高于15um、烧结后穿透Si3N4及SiO2膜层厚度不低于100nm，比接触电阻率在0.001～0.09Ω·cm2,烧结温度600～920℃。作为一种优选的实施方式，主栅两边连接有多条副栅，在主栅图形边缘与副栅的衔接部位设有渐变式凸起4(图4)，凸起4烧结后与主栅连接端为80±5um的最大宽度端，最小宽度端为50±5um的距主栅最远端，总长0.7mm，平均高度6um，副栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，包括主栅与副栅，各主栅之间相互平行，各副栅之间相互平行，且主栅与副栅相互垂直，其特征在于：所述主栅与副栅的结构尺寸不同，主栅与副栅采用不同的银浆料，所述主栅的边缘上设有与副栅衔接的宽度渐变的凸起，所述主栅与副栅相交处设有至少3个嵌合对位标记点。

【技术特征摘要】
1.一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，包括主栅与副栅，各主栅之间相互平行，各副栅之间相互平行，且主栅与副栅相互垂直，其特征在于：所述主栅与副栅的结构尺寸不同，主栅与副栅采用不同的银浆料，所述主栅的边缘上设有与副栅衔接的宽度渐变的凸起，所述主栅与副栅相交处设有至少3个嵌合对位标记点。2.根据权利要求1所述的一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，其特征在于：所述主栅采用高附着力、耐高温的银浆料，所述副栅采用高穿透性、低电阻率的银浆料。3.根据权利要求1所述的一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，其特征在于：所述主栅的高度低于8um。4.根据权利要求1所述的一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，其特征在于：所述副栅的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岚，吴俊旻，张冠纶，尹丙伟，
申请(专利权)人：通威太阳能成都有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51