國家電投集團(tuán)西安太陽能電力有限公司 王舉亮 宋志成 郭永剛 劉軍保

無網(wǎng)結(jié)技術(shù)在分步印刷中的應(yīng)用研究

國家電投集團(tuán)西安太陽能電力有限公司 王舉亮 宋志成 郭永剛 劉軍保

在晶硅太陽電池制作過程中,正面電極圖形主要采用印刷的方式來實現(xiàn).本文重點(diǎn)研究無網(wǎng)結(jié)技術(shù)在分步印刷中的應(yīng)用,分步印刷將晶硅太陽電池正面電極主柵線和副柵線分開印刷,主柵線采用非燒穿低固含量的漿料,可以降低銀漿成本.副柵線采用無網(wǎng)結(jié)技術(shù),印刷燒結(jié)后柵線高寬比提升20-25%,可以提高效率0.1%.通過分步印刷無網(wǎng)結(jié)技術(shù)在分步印刷中的應(yīng)用,可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率,增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益.

晶體硅太陽電池;絲網(wǎng)印刷;分步印刷;無網(wǎng)結(jié)技術(shù)

1.引言

隨著晶硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率越來越高,效率提升變得越來越困難.常規(guī)印刷主要是通過收窄線寬來提高細(xì)柵線高寬比,增加晶硅太陽電池正面受光面積,提高轉(zhuǎn)換效率.網(wǎng)布技術(shù)直接決定細(xì)柵線的寬度,隨著無網(wǎng)結(jié)技術(shù)出現(xiàn),可以實現(xiàn)超細(xì)柵線印刷,減少遮光面積,提升副柵線的高寬比,在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和工藝的基礎(chǔ)上可快速實現(xiàn)效率提升和成本降低的目的.

2.無網(wǎng)結(jié)技術(shù)介紹

常規(guī)網(wǎng)版在張網(wǎng)時絲網(wǎng)和網(wǎng)框是按照一定的角度進(jìn)行處理的,同時曝光時鋼絲線的光折射和散射現(xiàn)象會造成造成印刷圖案不精準(zhǔn)、不完整.若圖案剛好和網(wǎng)布構(gòu)成三角截面時,在顯影階段會有顯影不完全的缺點(diǎn).另外,由于經(jīng)線和緯線的交又點(diǎn)在顯影區(qū)的重復(fù)出現(xiàn),在印刷使用時有效的透墨面積減少,同時,漿料會在網(wǎng)結(jié)和小的三角區(qū)域不斷積累,很容易造成堵網(wǎng)、線條圖形缺失形成虛印和斷柵,造成電池片品質(zhì)和電性能明顯下降.

無網(wǎng)結(jié)技術(shù)制作的網(wǎng)版經(jīng)緯線成垂直交叉狀態(tài),直接杜絕了常規(guī)網(wǎng)版經(jīng)線和緯線的交叉點(diǎn)在顯影區(qū)的重復(fù)、大量的出現(xiàn)的現(xiàn)象,增加印刷使用時有效的透墨面積,同時,漿料也不會再在圖形邊緣處不斷累積,漿料印刷更加順暢,顯著改善線條圖形缺失形成虛引和斷柵的問題,提高電池片的轉(zhuǎn)換效率和電池片的品質(zhì).無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版的開口率高達(dá)80%,極大地增加了過墨量,非常適合與高粘度漿料匹配,通過對印刷條件及漿料配合的優(yōu)化,可以獲得更佳的高寬比.

常規(guī)網(wǎng)版

無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版

3.實驗設(shè)計

實驗選擇應(yīng)用材料Baccini softline印刷設(shè)備.常規(guī)單次印刷正面電極網(wǎng)版采用常規(guī)360目38um正面電極網(wǎng)版,漿料采用碩禾660X系列;分步印刷細(xì)柵線網(wǎng)版采用325目無網(wǎng)結(jié)技術(shù)制作,柵線寬度控制在28um以內(nèi),正面細(xì)柵線漿料采用碩禾660X系列;主柵線采用常規(guī)400目網(wǎng)版,漿料采用碩禾530X系列.實驗選用常規(guī)單晶M2硅片,在印刷前進(jìn)行奇偶片分片.一半用常規(guī)單次印刷技術(shù),一半采用分步印刷無網(wǎng)結(jié)技術(shù).然后對比兩種不同網(wǎng)版技術(shù)的印刷濕重、轉(zhuǎn)換效率和細(xì)柵線高寬比.

3.1 不同網(wǎng)版技術(shù)印刷濕重對比

表1中是不同印刷技術(shù)印刷濕重對比,從表1可以看出,不同印刷方式對銀漿單耗有明顯的影響,采用分步印刷無網(wǎng)結(jié)技術(shù),單片消耗銀漿97mg,比常規(guī)單耗112mg節(jié)約15mg.在晶硅電池的制作過程中,節(jié)約銀漿可以明顯的降低晶硅電池的生產(chǎn)成本,增加企業(yè)受益.

表1 不同網(wǎng)版技術(shù)印刷濕重對比

3.2 不同網(wǎng)版技術(shù)效率對比

表2中是不同印刷技術(shù)電池效率對比,從表2可以看出,在分步印刷中采用無網(wǎng)結(jié)技術(shù)印刷副柵線,電池短路電流Isc提升40mA,電池轉(zhuǎn)換效率比常規(guī)提高0.1%.從而提高單位面積電池的發(fā)電量,增加企業(yè)受益.

表2 不同網(wǎng)版技術(shù)效率對比

3.3 不用網(wǎng)版技術(shù)印刷高寬對比

表3中是不同印刷網(wǎng)版技術(shù)高寬對比,從表3可以看出,在分步印刷中采用無網(wǎng)結(jié)技術(shù)印刷副柵線,印刷燒結(jié)后柵線高寬比由0.344提升到0.437,提升24.8%.

表3 不用網(wǎng)版技術(shù)印刷高寬對比

4.結(jié)果與討論

本文詳細(xì)的介紹了無網(wǎng)結(jié)技術(shù)在分步印刷中的使用,并與常規(guī)印刷技術(shù)從轉(zhuǎn)換效率、印刷濕重和細(xì)柵高寬比方面進(jìn)行分析比較.將無網(wǎng)結(jié)技術(shù)引入分步印刷,利用無網(wǎng)結(jié)技術(shù)高開口率,極大地增加了過墨量,配合高粘度漿料,使印刷燒結(jié)后細(xì)柵線高寬比提高20%以上,獲得Isc方便的提升,從而提高電池轉(zhuǎn)換效率.從印刷漿料單耗方面來說,分步印刷每片可以節(jié)省漿料15mg,降低電池生產(chǎn)成本.

[1]應(yīng)根裕.光電導(dǎo)物理及其應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,1990.

[2]潘金生,田民波.材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1998.

[3]王文靜.晶體硅太陽電池制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

王舉亮(1984-),男,陜西咸陽人,助理工程師,主要從事晶硅太陽電池工藝技術(shù)研究與開發(fā).