一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備、印刷工藝及其電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備、印刷工藝及其電池，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)備包括依次連接的背電極絲網(wǎng)印刷機、烘干爐一、背電場絲網(wǎng)印刷機、烘干爐二、正電極絲網(wǎng)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(shè)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(shè)定正電極圖案噴涂在太陽能電池上；所述傳動裝置負責(zé)太陽能電池的傳輸路線。采用本發(fā)明制得太陽能電池的復(fù)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(lián)電阻，從而大大提升電池的轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】
一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備、印刷工藝及其電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種印刷設(shè)備，具體涉及一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備、印刷工藝及其電池，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[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(zhuǎn)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(lián)電阻，提高電流的收集效率，從而提升電池的轉(zhuǎn)化效率。為了達到這種效果，出現(xiàn)了兩次印刷技術(shù)，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(shù)由于全部借助絲網(wǎng)印刷設(shè)備，絲網(wǎng)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(fā)一種Ag細柵線更窄的太陽能電池和兩次印刷設(shè)備成為研究者關(guān)注的重點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)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(zhuǎn)換效率。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備，該設(shè)備包括依次連接的背電極絲網(wǎng)印刷機、烘干爐一、背電場絲網(wǎng)印刷機、烘干爐二、正電極絲網(wǎng)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(shè)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(shè)定正電極圖案噴涂在太陽能電池上；
[0009]所述傳動裝置負責(zé)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(shè)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(nèi)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(fā)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(shè)備的印刷工藝，包括以下步驟:
[0018]a)利用背電極絲網(wǎng)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(nèi)烘干；
[0020 ] c)利用背電場絲網(wǎng)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(nèi)烘干；
[0022 ] e)利用正電極絲網(wǎng)印刷機在硅片表面絲網(wǎng)印刷Ag正電極；
[0023]f)將硅片上的絲網(wǎng)印刷Ag正電極在烘干爐三內(nèi)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(fā)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(wǎng)印刷Ag正電極、噴墨印刷Ag正電極，所述絲網(wǎng)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(wǎng)印刷Ag正電極的上部；
[0027]所述絲網(wǎng)印刷Ag正電極由絲網(wǎng)印刷主柵線和絲網(wǎng)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(wǎng)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0033]I)本發(fā)明的噴墨印刷利用壓電陶瓷片在電壓作用下發(fā)生微小形變，利用形變產(chǎn)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(fā)明利用絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷形成兩次印刷，替代現(xiàn)有的絲網(wǎng)印刷+絲網(wǎng)印刷的兩次印刷模式，使得太陽能電池的復(fù)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(lián)電阻，從而大大提升電池的轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明印刷設(shè)備的流程結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明中嗔墨印刷機的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0037]圖3為本發(fā)明制得的晶體硅太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖中:1、背電極絲網(wǎng)印刷機，2、烘干爐一，3、背電場絲網(wǎng)印刷機，4、烘干爐二，5、正電極絲網(wǎng)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(wǎng)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(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。本文所使用的術(shù)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(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同，本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)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(fā)明。
[0040]如圖1、圖2所示，一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備，該設(shè)備包括依次連接的背電極絲網(wǎng)印刷機1、烘干爐一 2、背電場絲網(wǎng)印刷機3、烘干爐二 4、正電極絲網(wǎng)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(shè)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(shè)定正電極圖案噴涂在太陽能電池上；
[0044]所述傳動裝置負責(zé)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(shè)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(nèi)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(fā)生微小形變，利用形變產(chǎn)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(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)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(wěn)定，滿足印刷的質(zhì)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(fā)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(shè)備的印刷工藝，包括以下步驟:
[0052 ] a)利用背電極絲網(wǎng)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(nèi)烘干；
[0054]c)利用背電場絲網(wǎng)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(nèi)烘干；
[0056]e)利用正電極絲網(wǎng)印刷機5在硅片表面絲網(wǎng)印刷Ag正電極19;
[0057]f)將硅片上的絲網(wǎng)印刷Ag正電極19在烘干爐三6內(nèi)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(wǎng)印刷Ag正電極19、噴墨印刷Ag正電極20，所述絲網(wǎng)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(wǎng)印刷Ag正電極19的上部；
[0061]所述絲網(wǎng)印刷Ag正電極19由絲網(wǎng)印刷主柵線和絲網(wǎng)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(wǎng)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(fā)明通過噴墨印刷利用壓電陶瓷片11在電壓作用下發(fā)生微小形變，利用形變產(chǎn)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(fā)明利用絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷形成兩次印刷，替代現(xiàn)有的絲網(wǎng)印刷加絲網(wǎng)印刷的兩次印刷模式，使得太陽能電池的復(fù)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(lián)電阻，從而大大提升電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0066]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備，其特征在于: 該設(shè)備包括依次連接的背電極絲網(wǎng)印刷機(I)、烘干爐一(2)、背電場絲網(wǎng)印刷機(3)、烘干爐二 (4)、正電極絲網(wǎng)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(shè)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(shè)定正電極圖案噴涂在太陽能電池上； 所述傳動裝置負責(zé)太陽能電池的傳輸路線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備，其特征在于: 所述噴頭(9)由金屬漿料腔體(12)、設(shè)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(nèi)金屬漿料從噴嘴(13)擠出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)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(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)備，其特征在于:所述噴頭(9)的分辨率為1000-2880dp i。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)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(jù)權(quán)利要求6所述的一種晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)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(quán)利要求1-7任一項所述晶體硅太陽能電池兩次印刷設(shè)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(wǎng)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(nèi)烘干； c)利用背電場絲網(wǎng)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(nèi)烘干； e)利用正電極絲網(wǎng)印刷機(5)在娃片表面絲網(wǎng)印刷Ag正電極(19); f)將硅片上的絲網(wǎng)印刷Ag正電極(19)在烘干爐三(6)內(nèi)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(quán)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(wǎng)印刷Ag正電極(19)、噴墨印刷Ag正電極(20)，所述絲網(wǎng)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(wǎng)印刷Ag正電極(19)的上部； 所述絲網(wǎng)印刷Ag正電極(19)由絲網(wǎng)印刷主柵線和絲網(wǎng)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(jù)權(quán)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(wǎng)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(fā)明人】石強, 秦崇德, 方結(jié)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