專利名稱：一種n型太陽能電池片及其印刷方法和印刷絲網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種N型太陽能電池片及其印刷方法和印刷絲網(wǎng)。
背景技術(shù)：
太陽能電池，也稱光伏電池，是一種將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的半導體器件。由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品，不會引起環(huán)境污染，而且是可再生資源，所以在當今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種有廣闊發(fā)展前途的新型能源。在太陽能電池的生產(chǎn)制造過程中，都是圍繞著兩個重點，一個是提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，另一個是降低太陽能電池的生產(chǎn)成本。目前，在太陽能電池的生產(chǎn)過程 中，主要采用絲網(wǎng)印刷的工藝來制作太陽能電池電極。絲網(wǎng)印刷是利用絲網(wǎng)鏤空部分透漿料，非鏤空部分不透漿料的基本原理進行印刷。印刷燒結(jié)工序是整個電池片制造過程中的最后一道工序，通過在電池片正反表面印刷一層導電漿料，燒結(jié)后形成電極達到收集電荷和導電的作用?，F(xiàn)有技術(shù)中的N型太陽能電池片，一般均采用銀鋁漿印刷電極，但是，在實際生產(chǎn)過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用現(xiàn)有技術(shù)工藝制作的N型太陽能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種N型太陽能電池片及其印刷方法和印刷絲網(wǎng)，通過采用雙次印刷柵線，且每次印刷使用的漿料不同，印刷的柵線寬度也不同，從而在提高柵線與硅片接觸性能和提高柵線的導電性能的基礎(chǔ)上，減小了柵線的遮光面積，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案一種印刷絲網(wǎng)，包括第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)，第一絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第一副柵鏤空圖案，第二絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第二副柵鏤空圖案和用于印刷主柵的主柵鏤空圖案，第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度小于第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度。其中，所述第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度為45-55微米，包括端點值；所述第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度為35-48微米，包括端點值。優(yōu)選的，所述第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度為50微米；第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度為45微米。優(yōu)選的，所述第二絲網(wǎng)主柵鏤空圖案的寬度為I. 5毫米。優(yōu)選的，所述第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)。本發(fā)明實施例還公開了一種N型太陽能電池片的印刷方法，包括提供一個N型硅片；采用第一絲網(wǎng)和銀鋁漿在該N型硅片上印刷第一層副柵；采用第二絲網(wǎng)和銀漿在該N型硅片上印刷第二層副柵和主柵，所述第二層副柵形成在第一層副柵上方，并且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度。優(yōu)選的，印刷第一層副柵后，還包括將該N型硅片放入烘烤裝置進行烘烤，將第一層副柵漿料烤干。優(yōu)選的，所述方法可用于印刷正面電極和/或背面電極。本發(fā)明實施例還公開了一種N型太陽能電池片，該N型太陽能電池片采用上述印刷方法制作，該太陽能電池片包括第一層副柵、第二層副柵和主柵，所述第一層副柵直接與N型硅片接觸，所述第二層副柵形成在第一層副柵上方，并且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度，第一層副柵材料為銀鋁漿，第二層副柵和主柵材料為銀漿。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點本發(fā)明提供的一種N型太陽能電池片及其印刷方法和印刷絲網(wǎng)，采用雙次印刷工藝印刷N型太陽能電池片的柵線，其中，采用第一絲網(wǎng)和銀鋁漿在N型硅片上印刷第一層副 柵，由于銀鋁漿與硅片的接觸性能良好，燒結(jié)后銀鋁漿與硅片形成良好的歐姆接觸，從而保證了副柵與電池片良好的接觸，為降低電流傳導過程中的電阻打下良好基礎(chǔ)；采用第二絲網(wǎng)和銀漿在該N型硅片上印刷第二層副柵和主柵，銀漿的導電性能良好，從而進一步降低了電流傳導過程中的電阻，并且，由于第二層副柵形成在第一副柵上方，且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度，在一定程度上減小了柵線的遮光面積，提高了光生載流子的數(shù)量，提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率。并且，采用雙次印刷工藝，在第一層副柵上方印刷第二層副柵，大大減少了印刷過程中印虛、斷線的情況，提高了印刷效果，進一步提高了電池的轉(zhuǎn)換效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為絲網(wǎng)印刷平臺；圖2為本發(fā)明實施例公開的印刷方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例中所印刷的第一層副柵的設(shè)計圖案；圖4為本發(fā)明實施例中所印刷的第二層副柵和主柵的設(shè)計圖案。
具體實施例方式正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)工藝制作的太陽能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率仍有待提高，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種問題的原因之一即為印刷燒結(jié)工序中柵線的質(zhì)量不高。印刷燒結(jié)工序是整個電池片制造過程中的最后一道工序，通過在電池片正反表面印刷一層導電漿料，燒結(jié)后形成電極達到收集電荷和導電的作用，即形成電池表面的柵線，柵線的寬度對于電池的性能有極重要的影響，柵線的寬度過大，導致遮擋的電池片受光面積增大，電流降低，因此，若要提高電池的轉(zhuǎn)換效率，就要盡量減小柵線的寬度。但是隨著柵線寬度的降低，在印刷過程中容易出現(xiàn)印虛、斷線的情況，不能保證印刷效果，從而影響電池片的轉(zhuǎn)換效率。
在以上研究的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例提供了一種印刷絲網(wǎng)，包括第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)，第一絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第一副柵鏤空圖案，第二絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第二副柵鏤空圖案和用于印刷主柵的主柵鏤空圖案，第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度小于第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度。本發(fā)明實施例還公開了一種N型太陽能電池片的印刷方法和采用該方法制作的N型太陽能電池片，該方法包括提供一個N型硅片；采用第一絲網(wǎng)和銀鋁漿在該N型硅片上印刷第一層副柵；采用第二絲網(wǎng)和銀漿在該N型硅片上印刷第二層副柵和主柵，所述第二層副柵形成在第一層副柵上方，并且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度。本發(fā)明實施例提供的一種N型太陽能電池片及其印刷方法和印刷絲網(wǎng)，采用雙次印刷工藝印刷電池片的柵線，減少了印刷過程中印虛、斷線的情況，降低了電流傳導過程中的電阻，保證了該N型太陽能電池片具有良好的接觸性能和導電性能，在一定程度上減小了柵線的遮光面積，提高了光生載流子的數(shù)量，進一步提高了電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。
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以上是本申請的核心思想，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。實施例一本實施例提供了一種印刷絲網(wǎng)，包括第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)，第一絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第一副柵鏤空圖案，第二絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第二副柵鏤空圖案和用于印刷主柵的主柵鏤空圖案，第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度小于第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度。絲網(wǎng)即在網(wǎng)布上涂上一層感光膠，通過圖形曝光技術(shù)、沖洗等形成具有設(shè)定圖案的絲網(wǎng)，第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)可以為不銹鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)，如圖3、圖4所示，圖3為第一絲網(wǎng)圖案，圖4為第二絲網(wǎng)圖案，兩圖中實線部位即為絲網(wǎng)上柵線的鏤空圖案，圖4中與副柵方向垂直的三個長條形狀鏤空圖案即為第二絲網(wǎng)中主柵鏤空圖案。圖3中第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度為45-55微米，包括端點值。本實施例中優(yōu)選，第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度為50微米。圖4中第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度為35-48微米，包括端點值，本實施例中優(yōu)選第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度為45微米；第二絲網(wǎng)主柵鏤空圖案的寬度為I. 5毫米。實施例二本實施例提供了一種N型太陽能電池片的印刷方法，該方法采用實施例一公開的絲網(wǎng)進行印刷，其流程圖如圖2所示，該方法包括以下步驟
步驟S21 :提供N型硅片，把該N型硅片放置在印刷平臺上。該N型硅片為經(jīng)過太陽能電池片制作工藝中，印刷電極之前的一系列工序進行處理之后的硅片，其中，印刷電極之前的工序步驟如下化學清洗N型硅片表面以及表面織構(gòu)化處理(即表面制絨)，通過化學反應在原本光滑的硅片表面形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)，以增強光的吸收；將N型硅片放入擴散爐內(nèi)，采用磷原子接觸硅片背面，在硅片背面擴散一層磷原子，起到收集電子的作用；去除N型硅片表面以及四周的磷硅玻璃，使硅片四周絕緣；將N型硅片放入擴散爐內(nèi)，在N型硅片的正面采用硼原子接觸硅片表面層，通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴散，形成PN結(jié)；·
去除N型硅片四周的硼元素，使硅片四周絕緣；濕法化學反應過程，即去除N型硅片正面的硼硅玻璃并且在表面生成一層二氧化硅薄膜，作為鈍化膜。N型硅片用來導電的多子為電子，而下一步工序中鍍的氮化硅膜起鈍化作用，氮化硅薄膜內(nèi)部含有正電荷，如果直接鍍膜在N型硅片表面，不但起不到鈍化的效果，還會降低電池效率，而二氧化硅本身可以作為鈍化膜來使用，而且其內(nèi)部含有負電荷，不會和電子相抵消；采用PECVD工藝，在硅片表面沉積減反射膜，該減反射膜一般為氮化硅膜，利用薄膜干涉原理，減少光的反射，起鈍化作用。絲網(wǎng)印刷是利用絲網(wǎng)上鏤空部位能透過漿料，非鏤空部位不透漿料的基本原理進行印刷，印刷時在絲網(wǎng)一端放入漿料，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定的壓力，同時刮刀向絲網(wǎng)另一端移動，漿料在移動過程中被刮刀從鏤空部位擠壓到基片上，印刷過程中刮刀始終與絲網(wǎng)印版和承印物成線接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，而絲網(wǎng)其他部分與承印物為脫離狀態(tài)，保證了印刷尺寸精度和避免蹭臟承印物，當刮刀刮過整個印刷區(qū)域后抬起，同時絲網(wǎng)也脫離基片，并通過回墨刀將漿料輕刮回初始位置，工作臺返回到上料位置，到此完成一個印刷過程。步驟S22 :采用第一絲網(wǎng)和銀鋁漿料，在該N型硅片上印刷第一層的副柵。柵線是太陽能電池的重要組成部分，它負責把電池內(nèi)部的光生電流引到電池外部，其中，第一層副柵的印刷采用銀鋁漿，使柵線與N型硅片的接觸性能更好，具體的，N型硅片摻雜硼元素形成PN結(jié)，對硅原子的能帶造成影響，而銀沒有足夠的活性能夠和硅片形成良好的歐姆接觸，本實施例中在銀漿中摻入三價的金屬元素可以降低銀硅的接觸勢壘，本實施例中在銀漿中摻入三價的金屬元素優(yōu)選為鋁，即采用銀鋁漿印刷第一層副柵。在燒結(jié)過程中，銀鋁漿中的鋁顆粒一方面可與銀顆粒進行混合，另一方面還可與硅形成鋁硅合金，即銀鋁漿中的鋁顆粒充當了銀顆粒與硅基底之間的連接介質(zhì)，提高柵線與硅片之間的接觸性能，從而順利地導出載流子，之后通過副柵把載流子匯集到主柵形成電流。本實施例中采用銀鋁漿作為與硅片直接接觸的漿料，由于銀鋁漿與硅片具有良好的接觸性能，從而保證了副柵與電池片良好的接觸，為降低電流傳導過程中的電阻打下良好基礎(chǔ)。本實施例中優(yōu)選在印刷第一層副柵后，還包括步驟S23 :將該N型硅片放入烘烤裝置中進行烘烤，將第一層副柵漿料烤干，以便于后續(xù)第二次印刷過程的進行。步驟S24 :采用第二絲網(wǎng)和銀漿在該N型硅片上印刷第二層副柵和主柵，所述第二層副柵形成在第一層副柵上方，并且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度。印刷第二層柵線時采用銀漿，由于銀漿具有良好的導電性能，從而進一步降低了電流傳導過程中的電阻，并且由于銀漿對減反射膜的穿透性能差，因此燒結(jié)過程中銀漿不會穿透減反射膜，只在硅片表面進行電荷的收集和傳導。采用本發(fā)明的印刷方法可以用于印刷N型太陽能電池片的正面電極和/或背面電極。本實施例雙次印刷過程中分別采用銀鋁漿和銀漿，銀鋁漿的接觸性能良好，燒結(jié)后銀鋁漿與硅片形成良好的歐姆接觸，從而保證了副柵與電池片良好的接觸；銀漿的導電性能良好，從而進一步降低了電流傳導過程中的電阻，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實施例中的N型太陽能電池片具有良好的接觸性能和導電性能。此外，本實施例采用實施例一中的第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)進行兩次印刷，在一定程度上，較現(xiàn)有技術(shù)中的一次印刷形成的柵線的高度增加了，增大了柵線的橫截面積，從而在降低了電流傳導過程中電阻，并且，采用雙次印刷形成的第二層副柵的副柵線寬度比第一層副柵的副柵線寬度細，從而減小了柵線的遮光面積，同時減少了銀漿的消耗。并且，雙次印刷工藝大大降低了印虛、斷線的情況，提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率。實施例三本實施例提供了一種采用實施例二所述的印刷方法制備的N型太陽能電池片。該太陽能電池片的結(jié)構(gòu)包括直接與N型硅片接觸，且副柵材料為銀鋁漿的第一層副柵；形成在第一層副柵上方，且副柵和主柵材料為銀漿的第二層副柵和主柵，并且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度。第一層副柵的材料為銀鋁漿，銀鋁漿的接觸性能良好，與硅片形成良好的歐姆接觸，保證了副柵與電池片良好的接觸，降低了電流傳導過程中的電阻；第二層副柵和主柵的材料為銀漿，銀漿具有良好的導電性能，從而進一步降低了電流傳導過程中的電阻。第二層副柵形成在第一層副柵上方，增高了柵線的高度，柵線的橫截面積增大，降低了電流傳導過程中的電阻，并且，大大減少了印刷過程中印虛、斷線的情況，保證了印刷質(zhì)量，提高了電池的轉(zhuǎn)換效率；此外，第二層副柵的副柵線寬度比第一層副柵的副柵線寬度小，降低了柵線的遮光面積，同時減少了銀漿的消耗，進一步提高了電池的轉(zhuǎn)換效率，降低了生產(chǎn)成本。對所公開的實施例的上述說明，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種印刷絲網(wǎng)，其特征在于，包括第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)，第一絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第一副柵鏤空圖案，第二絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第二副柵鏤空圖案和用于印刷主柵的主柵鏤空圖案，第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度小于第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲網(wǎng)，其特征在于，所述第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度為45-55微米，包括端點值；所述第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度為35-48微米，包括端點值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絲網(wǎng)，其特征在于，第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度為50微米；第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度為45微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲網(wǎng)，其特征在于，所述第二絲網(wǎng)主柵鏤空圖案的寬度為I.5毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4項所述的絲網(wǎng)，其特征在于，第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)。
6.一種N型太陽能電池片的印刷方法，其特征在于，包括 提供一個N型硅片； 采用第一絲網(wǎng)和銀鋁漿在該N型硅片上印刷第一層副柵； 采用第二絲網(wǎng)和銀漿在該N型硅片上印刷第二層副柵和主柵，所述第二層副柵形成在第一層副柵上方，并且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，印刷第一層副柵后，還包括將該N型硅片放入烘烤裝置進行烘烤，將第一層副柵漿料烤干。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法可用于印刷正面電極和/或背面電極。
9.一種N型太陽能電池片，其特征在于，該N型太陽能電池片采用權(quán)利要求6-7任意一項印刷方法制作，該太陽能電池片包括第一層副柵、第二層副柵和主柵，所述第一層副柵直接與N型硅片接觸，所述第二層副柵形成在第一層副柵上方，并且第二層副柵的副柵線寬度小于第一層副柵的副柵線寬度，第一層副柵材料為銀鋁漿，第二層副柵和主柵材料為銀漿。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種N型太陽能電池片及其印刷方法和印刷絲網(wǎng)，該絲網(wǎng)包括第一絲網(wǎng)和第二絲網(wǎng)，第一絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第一副柵鏤空圖案，第二絲網(wǎng)上包括用于印刷副柵的第二副柵鏤空圖案和用于印刷主柵的主柵鏤空圖案，第二副柵鏤空圖案的副柵線寬度小于第一副柵鏤空圖案的副柵線寬度。采用雙次印刷工藝印刷N型太陽能電池片的柵線，其中，采用第一絲網(wǎng)和銀鋁漿在N型硅片上印刷第一層副柵，采用第二絲網(wǎng)和銀漿在該N型硅片上印刷第二層副柵和主柵，保證了柵線與硅片的接觸性能的良好，并且具有良好的導電性能，并且減小了柵線的遮光面積，提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L31/0224GK102945866SQ20121049142
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者吝占勝 申請人:英利能源(中國)有限公司