一种用于光伏电池板上的丝网印制工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于光伏电池板上的丝网印制工艺，主要包括如下步骤：硅棒切片：采用多线切割的方式将硅棒切割成正方形硅片；清洗硅片：用酸溶液去除硅片表面的切割损伤；制备绒面：用碱溶液在硅片表面制备绒面；磷扩散：采用涂布源进行扩散并制成PN+结；周边刻蚀：通过掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀并去除硅片周边的扩散层；去除PN+结：通过湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结；制作矽胶层：硅片表面覆盖一层用于提高入射率的矽胶层；制作减反射膜：在矽胶层表面覆盖一层减反射膜；丝网印制：通过丝网印制方法完成背场、背电极、正栅线金属电极的制作；烧结：将电池芯片烧结于镍或铜底板上；测试分档：按规定参数规范，测试后进行分类。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光伏电池板上的丝网印制工艺
本专利技术涉及太阳能电池组件生产
，尤其涉及一种用于太阳能光伏电池板的印制及生产工艺。
技术介绍
太阳能电池板(Solarpanel)是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”，但因制作成本较大，以至于它普遍地使用还有一定的局限。目前，太阳能电池板的利用率偏低，太阳光被层层衰减后才到达电池片进行光电转换，导致其转换效率低、能量利用率低，并且其生产成本较高，进一步制约了太阳能电池板的进一步发展。因此，现有技术需要进一步改进和完善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够提高光电转换效率的用于太阳能光伏电池板上的印制及生产工艺。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种用于光伏电池板上的丝网印制工艺，该印制及生产工艺主要包括如下步骤：步骤S1：硅棒切片：采用多线切割的方式将硅棒切割成正方形或圆形的硅片。具体的，工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形或圆形硅片(或多晶方形硅片)，硅片的边长一般为10～15cm，厚度约200～350um，电阻率约1Ω.cm的p型。步骤S2：清洗硅片：对切下来的硅片进行清洗，然后用酸(或碱)溶液去除硅片表面30－50um厚的切割损伤层。具体的，硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此需要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度优选为40um。步骤S3：制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀，从而在硅片表面制备绒面。具体的，制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1～2％，腐蚀时间约15分钟。而对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。步骤S4：磷扩散：采用涂布源(或液态源，或固态氮化磷片状源)进行扩散并制成PN+结，结深设为为0.3um至0.5um。具体的，扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。步骤S5：周边刻蚀：扩散时，硅片周边表面形成扩散层，通过掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀并去除硅片周边的扩散层。具体的，扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。本专利技术通过等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，可以有效去除含有扩散层的周边。扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。步骤S6：去除背面PN+结：通过湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结；步骤S7：制作矽胶层：通过真空镀膜法在硅片表面覆盖一层用于提高入射率的矽胶层。具体的，在制作矽胶层时，将硅片置于透明矽胶溶液中采用通电发热、旋转和浸渍方法进行镀胶涂敷处理，静置后取出，等到均匀覆盖在芯片上的矽胶冷却、凝固之后，再放进真空干燥箱内烘干、凝固处理1h，使硅片表面均涂有矽胶层，上述镀胶操作过程需要重复4-5次，以便获得较均匀的矽胶覆盖层。步骤S8：制作减反射膜：通过真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法在矽胶层表面覆盖一层用于减少反射的减反射膜，从而构成能够发电的电池芯片。具体的，制作/沉积减反射膜的目的在于减少表面反射，增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。优选的，本专利技术所述制作减反射膜的材料包括MgF2、SiO2、Al2O3、SiO、Si3N4、TiO2、Ta2O5中的一种或多种组合。步骤S9：丝网印制：通过装片-背电极印制-烘干-背场印制-烘干-翻转-正栅线印制-烘干的方法完成背场、背电极、正栅线金属电极的制作。具体的，电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤，它不仅决定了发射区的结构，而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积。本专利技术采用丝网印刷法，即通过特殊的印刷机和模版将银浆铝浆(银铝浆)印刷在太阳电池的正背面，以形成正负电极引线。作为本专利技术的优选方案，由于在印制时，刮刀的作用是以一定的速度和角度将浆料压入丝网的漏孔中，因此为了提高印制的质量，本专利技术在印制时，刮刀的刃口压强需要保持在10至15N/cm之间。刮刀压力过大容易使丝网发生变形，印制后的图形与丝网上的图形不一致，也加剧刮刀和丝印的磨损，刮刀压力过小会在印制后的丝网上存在残留浆料，影响下一次的印制。作为本专利技术的优选方案，由于铝硅合金的共熔温度为577℃，当温度较低时，铝硅不发生作用，为了进一步提高印制的质量，本专利技术在烘干背场时，将炉内温度设定为大于577摄氏度。当温度到达577℃时，在交界面处，铝原子和硅原子互相扩散，随着时间的增加和温度的升高，铝硅熔化速度加快，最后整个界面变成铝硅溶体，在交界面处形成组成为11.3％硅原子和88.7％铝原子的溶液。步骤S10：烧结：将电池芯片烧结于镍或铜底板上。具体的，晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料，传统工艺要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极欧姆接触，而本专利技术所采用的共烧工艺只需一次烧结，同时形成上下电极的欧姆接触。在太阳电池丝网印刷电极制作中，通常采用链式烧结炉进行快速烧结。步骤S11：测试分档：按规定参数规范，测试后进行分类。与现有技术相比，本专利技术还具有以下优点：(1)本专利技术所提供的用于光伏电池板上的丝网印制工艺在硅片上覆盖了提高折射率，减少反射率的矽胶层和减反射膜，能够有效提高太阳光的入射量，从而提高太阳能光伏电池板的转换效率。(2)本专利技术所提供的用于光伏电池板上的丝网印制工艺采用通过改进镀膜、丝印工艺提高了太阳能光伏电池板的生产效率和出品质量，也进一步提高了光电效应的转化率。附图说明图1是本专利技术所提供的用于光伏电池板上的丝网印制工艺的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：如图1所示，本实施例公开了一种用于光伏电池板上的丝网印制工艺，该印制及生产工艺主要包括如下步骤：步骤S1：硅棒切片：采用多线切割的方式将硅棒切割成正方形或圆形的硅片。具体的，工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形或圆形硅片(或多晶方形硅片)，硅片的边长一般为10～15cm，厚度约200～350um，电阻率约1Ω.cm的p型。步骤S2：清洗硅片：对切下来的硅片进行清洗，然后用酸(或碱)溶液去除硅片表面30－50um厚的切割损伤层。具体的，硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光伏电池板上的丝网印制工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：硅棒切片：采用多线切割的方式将硅棒切割成正方形或圆形的硅片；步骤S2：清洗硅片：对切下来的硅片进行清洗，然后用酸(或碱)溶液去除硅片表面30－50um厚的切割损伤层；步骤S3：制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀，从而在硅片表面制备绒面；步骤S4：磷扩散：采用涂布源(或液态源，或固态氮化磷片状源)进行扩散并制成PN+结，结深设为为0.3um至0.5um；步骤S5：周边刻蚀：扩散时，硅片周边表面形成扩散层，通过掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀并去除硅片周边的扩散层；步骤S6：去除背面PN+结：通过湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结；步骤S7：制作矽胶层：通过真空镀膜法在硅片表面覆盖一层用于提高入射率的矽胶层；步骤S8：制作减反射膜：通过真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法在矽胶层表面覆盖一层用于减少反射的减反射膜，从而构成能够发电的电池芯片；步骤S9：丝网印制：通过装片‑背电极印制‑烘干‑背场印制‑烘干‑翻转‑正栅线印制‑烘干的方法完成背场、背电极、正栅线金属电极的制作；步骤S10：烧结：将电池芯片烧结于镍或铜底板上；步骤S11：测试分档：按规定参数规范，测试后进行分类。...

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏电池板上的丝网印制工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：硅棒切片：采用多线切割的方式将硅棒切割成正方形或圆形的硅片；步骤S2：清洗硅片：对切下来的硅片进行清洗，然后用酸(或碱)溶液去除硅片表面30－50um厚的切割损伤层；步骤S3：制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀，从而在硅片表面制备绒面；步骤S4：磷扩散：采用涂布源(或液态源，或固态氮化磷片状源)进行扩散并制成PN+结，结深设为为0.3um至0.5um；步骤S5：周边刻蚀：扩散时，硅片周边表面形成扩散层，通过掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀并去除硅片周边的扩散层；步骤S6：去除背面PN+结：通过湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结；步骤S7：制作矽胶层：通过真空镀膜法在硅片表面覆盖一层用于提高入射率的矽胶层；步骤S8：制作减反射膜：通过真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法在矽胶层表面覆盖一层用于减少反射的减反射膜，从而构成能够发电的电池芯片；步骤S9：丝网印制：通过装片-背电极印制-烘干-背场印制-烘干-翻转-正栅线印制-烘干的方法完成背场...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：佛山市长富制版科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44