專利名稱：一種帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法
一種帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法。
背景技術(shù)：
帶硅(String RibbonTM)材料的制備工藝介紹帶硅生長法(String Ribbon Sheet Growth)是美國MIT大學的Emmanuel Sachs教授發(fā)明的，最初命名為定邊生長帶硅 (Edge Stabilized Ribbon)及定邊生長法(Edge Stabilized Growth)。美國常青太陽能公司(Evergreen Solar Inc.)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，并在1997年初制造出第一批商業(yè)帶硅電池組件。圖1所示為多晶帶硅的長晶原理圖，其中11為熔化物；12為帶；13為固熔面；14 為生長方向；帶硅技術(shù)經(jīng)美國常青太陽能公司開發(fā)，至今帶硅拉制設(shè)備的產(chǎn)能可實現(xiàn)與鑄錠多晶硅設(shè)備產(chǎn)能相當；圖2所示為具有大尺寸晶粒的帶硅襯底(硅片規(guī)格150mmX80mm) 示意圖。
帶硅(String RiWxmTM)材料由于其低成本優(yōu)勢，具有巨大的潛在商業(yè)價值。然而，由于帶硅(String RiWxmTM)采用了半定邊制備工藝，其表面平整度無法達到線切割法多晶硅片的表面平整度水平。由于單片硅帶各個位置的厚度不均勻，導致硅帶太陽電池在自動化生產(chǎn)過程中，尤其是絲網(wǎng)印刷過程中由于受力不均勻?qū)е滤槠史浅８撸枪鑾щ姵貙崿F(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的主要瓶頸之一。具體如圖3和4所示，而這正是目前帶硅太陽電池難以實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的主要瓶頸。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法， 該方法采用含有彈性高分子材料的帶硅太陽電池絲網(wǎng)印刷臺面，對絲網(wǎng)印刷過程中的印刷壓力進行了緩沖，有效解決了絲網(wǎng)印刷過程中帶硅電池碎片率非常高的問題。
本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，所述的絲網(wǎng)印刷工序包括絲網(wǎng)印刷制作背電極、絲網(wǎng)印刷制作背電場和絲網(wǎng)印刷制作正電極，所述的絲網(wǎng)印刷工序是在含有彈性高分子層的絲網(wǎng)印刷機臺面上進行的，其中彈性高分子層鋪設(shè)于絲網(wǎng)印刷機的金屬臺面上。
其中所述的彈性高分子層的材質(zhì)為高彈性乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA、硅橡膠或熱塑性聚氨酯彈性體TPU。
為了使帶硅電池片在絲網(wǎng)印刷機臺面上受到真空吸附從而被固定在臺面上，本發(fā)明所述的絲網(wǎng)印刷機的臺面上分布有真空吸附孔，所述的彈性高分子層也分布有真空吸附孔，彈性高分子層上的真空吸附孔與絲網(wǎng)印刷機臺面上的真空吸附孔相對應。
作為本發(fā)明的一種改進，本發(fā)明所述的彈性高分子層上還鋪設(shè)有透氣性的臺面紙。
為了用以提高帶硅電池片與臺面之間的顏色對比度，所述的臺面紙最好為黑色臺面紙。
本發(fā)明所述的絲網(wǎng)印刷機的臺面上設(shè)有數(shù)個電池片頂針，所述的彈性高分子層和臺面紙與電池片頂針的對應處開設(shè)有通孔，電池片頂針穿過彈性高分子層和臺面紙的通孔露出。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法通過在采用絲網(wǎng)印刷機絲網(wǎng)印刷帶硅電池片背電極、背電場和正電極時，在絲網(wǎng)印刷機的臺面上采用含有彈性高分子層的絲網(wǎng)印刷臺面，可以對絲網(wǎng)印刷的壓力進行有效的緩沖， 從而成功解決了絲網(wǎng)印刷電極制作工序中碎片率問題，使硅帶電池的在線規(guī)?；慨a(chǎn)的成品率達到95%，同時解決了絲網(wǎng)印刷過程中電極正面細柵線缺損率高的問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中帶硅制造工藝原理圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中具有大尺寸晶粒的帶硅襯底的形貌圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)中帶硅的形貌圖； 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中帶硅的形貌圖；圖5是本發(fā)明帶硅太陽電池絲網(wǎng)印刷機的絲網(wǎng)印刷臺面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1現(xiàn)有工藝中帶硅太陽電池的制造流程通常含以下工序酸清洗、制絨一磷擴散一濕法去背結(jié)、刻邊一PECVD方法制作SiNx減反射層一絲網(wǎng)印刷制作背電極一烘干一絲網(wǎng)印刷制作背電場一烘干一絲網(wǎng)印刷制作正電極一高溫燒結(jié)形成金屬接觸一測試分選。
如圖5所示，其中在絲網(wǎng)印刷制作背電極、絲網(wǎng)印刷制作背電場以及絲網(wǎng)印刷制作正電極過程中，絲網(wǎng)印刷是在含有彈性高分子層的絲網(wǎng)印刷機臺面上進行的，其中彈性高分子層3鋪設(shè)于絲網(wǎng)印刷機的臺面4上。
其中彈性高分子層的材質(zhì)為高彈性乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA，將彈性高分子層覆蓋在絲網(wǎng)印刷機的臺面上，以緩沖絲印過程中刮刀對電池片的壓力，從而減少帶硅電池片的碎片率。
為了使帶硅電池片在絲網(wǎng)印刷機臺面上受到真空吸附從而被固定在臺面上，在絲網(wǎng)印刷機的臺面上分布有真空吸附孔1，彈性高分子層也分布有真空吸附孔1，彈性高分子層3上的真空吸附孔與絲網(wǎng)印刷機臺面4上的真空吸附孔相對應。
在彈性高分子層3上還鋪設(shè)有透氣性的臺面紙2，臺面紙2覆蓋在彈性高分子層3 上，可以是具有透氣性的黑色臺面紙，用以提高電池片與臺面之間的顏色對比度，便于絲網(wǎng)印刷機進行自動校準對位。
絲網(wǎng)印刷機的臺面4為金屬臺面，最好為鋁合金臺面，上面分布有真空吸附孔1， 電池片在臺面上受到真空吸附從而被固定在臺面上；在絲網(wǎng)印刷機的臺面4上設(shè)有數(shù)個電池片頂針6，彈性高分子層3和臺面紙2與電池片頂針6的對應處開設(shè)有通孔7 (圖中未顯示)，電池片頂針6穿過彈性高分子層3和臺面紙2的通孔露出。
帶硅電池片頂針優(yōu)選為3個，其它數(shù)目也可以，根據(jù)實際制作過程而定，絲網(wǎng)印刷機采用機械手進行電池片裝載、卸載；印刷過程中采用傳送帶傳輸帶硅電池片5，整個過程為程序全自動控制。
采用本實施例方法制備獲得的帶硅太陽電池，帶硅太陽電池絲網(wǎng)印刷成功率可達到95%以上。
實施例2現(xiàn)有工藝中帶硅太陽電池的制造流程通常含以下工序酸清洗、制絨一磷擴散一濕法去背結(jié)、刻邊一PECVD方法制作SiNx減反射層一絲網(wǎng)印刷制作背電極一烘干一絲網(wǎng)印刷制作背電場一烘干一絲網(wǎng)印刷制作正電極一高溫燒結(jié)形成金屬接觸一測試分選。
如圖5所示，其中在絲網(wǎng)印刷制作背電極、絲網(wǎng)印刷制作背電場以及絲網(wǎng)印刷制作正電極過程中，絲網(wǎng)印刷是在含有彈性高分子層的絲網(wǎng)印刷機臺面上進行的，其中彈性高分子層3鋪設(shè)于絲網(wǎng)印刷機的臺面4上。
其中彈性高分子層的材質(zhì)為硅橡膠，將彈性高分子層覆蓋在絲網(wǎng)印刷機的臺面上，以緩沖絲印過程中刮刀對電池片的壓力，從而減少帶硅電池片的碎片率。
為了使帶硅電池片在絲網(wǎng)印刷機臺面上受到真空吸附從而被固定在臺面上，在絲網(wǎng)印刷機的臺面上分布有真空吸附孔1，彈性高分子層也分布有真空吸附孔1，彈性高分子層3上的真空吸附孔與絲網(wǎng)印刷機臺面4上的真空吸附孔相對應。
在絲網(wǎng)印刷機的臺面4上設(shè)有數(shù)個電池片頂針6，彈性高分子層3和臺面紙2與電池片頂針6的對應處開設(shè)有通孔7 (圖中未顯示)，電池片頂針6穿過彈性高分子層3和臺面紙2的通孔露出。
帶硅電池片頂針優(yōu)選為3個，其它數(shù)目也可以，根據(jù)實際制作過程而定，絲網(wǎng)印刷機采用機械手進行電池片裝載、卸載；印刷過程中采用傳送帶傳輸帶硅電池片5，整個過程為程序全自動控制。
采用本實施例方法制備獲得的帶硅太陽電池，帶硅太陽電池絲網(wǎng)印刷成功率可達到95%以上。
實施例3現(xiàn)有工藝中帶硅太陽電池的制造流程通常含以下工序酸清洗、制絨一磷擴散一濕法去背結(jié)、刻邊一PECVD方法制作SiNx減反射層一絲網(wǎng)印刷制作背電極一烘干一絲網(wǎng)印刷制作背電場一烘干一絲網(wǎng)印刷制作正電極一高溫燒結(jié)形成金屬接觸一測試分選。
如圖5所示，其中在絲網(wǎng)印刷制作背電極、絲網(wǎng)印刷制作背電場以及絲網(wǎng)印刷制作正電極過程中，絲網(wǎng)印刷是在含有彈性高分子層的絲網(wǎng)印刷機臺面上進行的，其中彈性高分子層3鋪設(shè)于絲網(wǎng)印刷機的臺面4上。
其中彈性高分子層的材質(zhì)為熱塑性聚氨酯彈性體TPU，將彈性高分子層覆蓋在絲網(wǎng)印刷機的臺面上，以緩沖絲印過程中刮刀對電池片的壓力，從而減少帶硅電池片的碎片率。
為了使帶硅電池片在絲網(wǎng)印刷機臺面上受到真空吸附從而被固定在臺面上，在絲網(wǎng)印刷機的臺面上分布有真空吸附孔1，彈性高分子層也分布有真空吸附孔1，彈性高分子層3上的真空吸附孔與絲網(wǎng)印刷機臺面4上的真空吸附孔相對應。
在彈性高分子層3上還鋪設(shè)有透氣性的臺面紙2，臺面紙2覆蓋在彈性高分子層3 上，可以是具有透氣性的黑色臺面紙，用以提高電池片與臺面之間的顏色對比度，便于絲網(wǎng)印刷機進行自動校準對位。
絲網(wǎng)印刷機的臺面4為金屬臺面，最好為鋁合金臺面，上面分布有真空吸附孔1， 電池片在臺面上受到真空吸附從而被固定在臺面上；在絲網(wǎng)印刷機的臺面4上設(shè)有數(shù)個電池片頂針6，彈性高分子層3和臺面紙2與電池片頂針6的對應處開設(shè)有通孔7 (圖中未顯示)，電池片頂針6穿過彈性高分子層3和臺面紙2的通孔露出。
帶硅電池片頂針優(yōu)選為3個，其它數(shù)目也可以，根據(jù)實際制作過程而定，絲網(wǎng)印刷機采用機械手進行電池片裝載、卸載；印刷過程中采用傳送帶傳輸帶硅電池片5，整個過程為程序全自動控制。
采用本實施例方法制備獲得的帶硅太陽電池，帶硅太陽電池絲網(wǎng)印刷成功率可達到95%以上。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，所述的絲網(wǎng)印刷工序包括絲網(wǎng)印刷制作背電極、絲網(wǎng)印刷制作背電場和絲網(wǎng)印刷制作正電極，其特征是所述的絲網(wǎng)印刷工序是在含有彈性高分子層的絲網(wǎng)印刷機臺面上進行的，其中彈性高分子層鋪設(shè)于絲網(wǎng)印刷機的金屬臺面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，其特征是所述的彈性高分子層的材質(zhì)為高彈性乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA、硅橡膠或熱塑性聚氨酯彈性體TPU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，其特征是所述的絲網(wǎng)印刷機的臺面上分布有真空吸附孔，所述的彈性高分子層也分布有真空吸附孔，彈性高分子層上的真空吸附孔與絲網(wǎng)印刷機臺面上的真空吸附孔相對應。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，其特征是所述的彈性高分子層上還鋪設(shè)有透氣性的臺面紙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，其特征是所述的臺面紙為黑色臺面紙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，其特征是所述的絲網(wǎng)印刷機的臺面上設(shè)有數(shù)個電池片頂針，所述的彈性高分子層和臺面紙與電池片頂針的對應處開設(shè)有通孔，電池片頂針穿過彈性高分子層和臺面紙的通孔露出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶硅太陽電池制備過程中絲網(wǎng)印刷工序的改進方法，所述的絲網(wǎng)印刷工序包括絲網(wǎng)印刷制作背電極、絲網(wǎng)印刷制作背電場和絲網(wǎng)印刷制作正電極，所述的絲網(wǎng)印刷工序是在含有彈性高分子層的絲網(wǎng)印刷機臺面上進行的，其中彈性高分子層鋪設(shè)于絲網(wǎng)印刷機的金屬臺面上。該方法采用含有彈性高分子材料的帶硅太陽電池絲網(wǎng)印刷臺面，對絲網(wǎng)印刷過程中的印刷壓力進行了緩沖，有效解決了絲網(wǎng)印刷過程中帶硅電池碎片率非常高的問題。
文檔編號H01L31/18GK102514406SQ20111037917
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者沈輝, 班群 申請人:中山大學