专利名称：一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法
技术领域：
本发明属于太阳能电池正面电极的印刷领域，特别涉及一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法。
背景技术：
随着太阳能技术的飞速发展，提高太阳能电池的光电转换效率、降低生产成本已经成为目前太阳能电池行业研发的主要目标。一种有效的提高电池效率的方法就是尽量增加入射光量，降低电池正面被电极遮挡部分的面积，这就要求电极的宽度越来越细，但随之而来的问题是电极的电阻损耗同时增大，大大抵消了遮光损耗降低带来的优势，因此电极 的宽度在降低的同时要保证一定的电极截面积，电极高度(厚度)需要增加。但传统的一次丝网印刷技术由于浆料本身和丝网印刷的精度有限，不仅电极的厚度很难增加而且短线现象非常严重。此时，二次电极印刷技术解决了电极印刷的厚度和短线问题。传统的二次印刷技术是分两次印刷正面银电极，第一次印刷细栅，第二次采用同样的银浆印刷主栅和细栅。一般晶体硅光伏电池的正面银电极分为主栅和细栅，电极银浆通过丝网印刷技术印刷在减反射膜之上，经过高温烧结后银浆下面的减反膜层被烧穿，银同硅片形成紧密的欧姆接触。然而，银同硅片的直接接触虽然能降低接触电阻损耗，但却导致了表面载流子的负荷加剧，尤其对短波长的光生载流子不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，该方法由于采用了二次印刷技术，延续了二次印刷技术的优点，且适合工业化生产；在保证了细栅电极有足够良好的欧姆接触的情况下，避免了主栅电极和硅片的直接接触，增大了表面钝化面积，减少了光生载流子在界面的复合，提高太阳能电池的光电转换效率。本发明的一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，包括在经过制绒、扩散、表面钝化处理、正面减反膜成膜后的两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并烘干后，首先在硅片正面印刷细栅电极，烘干；然后只印刷主栅电极或者同时印刷主栅电极并对细栅电极进行第二次印刷，烘干，其中，第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低；烘干后进隧道炉烧结，即得。所述第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低广10%。所述第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低5%。所述第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低10%。所述第二次印刷所用银浆中的玻璃粉软化点比第一次印刷所用银浆高f 50度。第一次印刷银浆中银含量80%-85%，玻璃粉软化400-500 °C ;第二次银含量70% 84%，玻璃粉软化450-550°C。本发明分两次采用不同银电极浆料来印刷正面电极。第一次印刷细栅线，第二次印刷主栅线或同时印刷主栅线和细栅线，而且主栅线和细栅线采用不同的银电极浆料(如图I所示)。细栅电极印刷普通的具有高含银量高导电性的正面银电极浆料，在高温烧结过程中烧透其下的钝化层，同硅片形成良好的欧姆接触，作为负电极收集载流子并输出，呈现低的接触电阻。而主栅线所采用的银电极浆料不烧透其下的减反膜，在烧结后只是同电池硅片表面的减反膜粘结接触，而不同硅产生直接接触，仅作为细栅的并联条和焊接用电极，同时可以降低导电性能，采用含银量较低的电极浆料制备。当然，银含量不能过低，否则会影响焊接强度，导致电池效率下降。如果更加重视电池的成本而对电池的效率提高要求不多，则第二次印刷的主栅或者第二次印刷的主栅和细栅可以比细栅采用银含量更低的银电极浆料。一般来说，相比于细栅高达8(T85%的银含量，主栅银含量可相对低19Tl0%，这个银含量虽然导电性比细栅差，但只要保证主栅电极的焊接性即可。主栅银浆同细栅银浆功能的不同来源于银浆配方的不同，主栅用银浆不烧穿减反膜的主要特点源于主栅银浆中玻璃粉的配方及软化点不同。相对于细栅用银浆中玻璃粉软化点，主栅用银浆可以提高f50°C。玻璃粉软化点越高，银含量越低，银浆烧结时反应活性 就越低，不容易烧透钝化层。
_5] 有益.效果(I)本发明的硅太阳能电池正面电极将电极细栅和主栅的作用分开，在保证了细栅电极有足够良好的欧姆接触的情况下，避免了主栅电极和硅片的直接接触，增大了表面钝化面积，减少了光生载流子在界面的复合，提高太阳能电池的光电转换效率；(2)本发明在保证了细栅电极有足够良好的欧姆接触，细栅和主栅同硅片有足够的附着强度，以及主栅有良好的焊接性的情况下，适当减低主栅浆料或者第二次印刷的细栅浆料的银含量，节约了电池成本；(3)本发明的制备方法由于采用了二次印刷技术，延续了二次印刷技术的优点，且适合工业化生产。
图I为本发明制备的晶体硅太阳能电池正面电极；其中，I为硅基片；2为第一次印刷的细栅电极；3为第二次印刷的主栅电极；4为第二次印刷的细栅电极；5为表面减反膜；图2为本发明制备的晶体硅太阳能电池正面电极；其中，I为硅基片；2为第一次印刷的细栅电极；3为第二次印刷的主栅电极；5为表面减反膜。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例II)电极浆料第一次印刷细栅用银浆选用普通太阳能电池银浆，银含量为85%，玻璃粉软化点为 460℃。第二次印刷主栅用银浆选用普通太阳能电池银浆，银含量为80%，玻璃粉软化点为500°C，导电性低于细栅用银浆。2)正面电极利记博彩app在经过制绒、扩散和表面钝化处理、正面减反膜成膜后的规格125mmX125mm两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并200度烘干后。首先在硅片正面印刷细栅银电极，采用I中所述的太阳能电池银浆，进隧道炉烘干，温度200°C。然后第二次印刷正面电极中的主栅和对细栅进行第二次印刷，进隧道炉烘干，温度200°C，烘干后进隧道炉烧结，峰值温度775°C，出炉后测量电性能、基片弯曲度、电极附着性以及外观。实施例2 1)电极浆料第一次印刷细栅用银浆银含量为80%，玻璃粉软化点为460°C。第二次印刷主栅用银浆银含量为75%，玻璃粉软化点为500°C，导电性低于细栅用银浆。2)正面电极利记博彩app在经过制绒、扩散和表面钝化处理、正面减反膜成膜后的规格125mmX125mm两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并200度烘干后。首先在硅片正面印刷细栅银电极，采用I中所述的太阳能电池银浆，进隧道炉烘干，温度200°C。然后第二次印刷正面电极中的主栅和对细栅进行第二次印刷，进隧道炉烘干，温度200°C，烘干后进隧道炉烧结，峰值温度775°C，出炉后测量电性能、基片弯曲度、电极附着性以及外观。实施例3I)电极浆料第一次印刷细栅用银浆银含量为80%，玻璃粉软化点为460°C。第二次印刷主栅用银浆银含量为70%，玻璃粉软化点为500°C，导电性低于细栅用银浆。2)正面电极利记博彩app在经过制绒、扩散和表面钝化处理、正面减反膜成膜后的规格125mmX125mm两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并200度烘干后。首先在硅片正面印刷细栅银电极，采用I中所述的太阳能电池银浆，进隧道炉烘干，温度200°C。然后第二次印刷正面电极中的主栅和对细栅进行第二次印刷，进隧道炉烘干，温度200°C，烘干后进隧道炉烧结，峰值温度775°C，出炉后测量电性能、基片弯曲度、电极附着性以及外观。比较例II)电极浆料第一次印刷细栅用银浆银含量为80%，玻璃粉软化点为460°C。第二次印刷主栅用银浆银含量为80%，玻璃粉软化点为460°C。2)正面电极利记博彩app在经过制绒、扩散和表面钝化处理、正面减反膜成膜后的规格125mmX125mm两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并200度烘干后。首先在硅片正面印刷细栅银电极，采用I中所述的太阳能电池银浆，进隧道炉烘干，温度200°C。然后第二次印刷正面电极中的主栅和对细栅进行第二次印刷，进隧道炉烘干，温度200°C，烘干后进隧道炉烧结，峰值温度775°C，出炉后测量电性能、基片弯曲度、电极附着性以及外观。比较例2第一次印刷细栅用银浆银含量为70%，玻璃粉软化点为500°C。
第二次印刷主栅用银浆银含量为70%，玻璃粉软化点为500°C。2)正面电极利记博彩app在经过制绒、扩散和表面钝化处理、正面减反膜成膜后的规格125mmX125mm两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并200度烘干后。首先在硅片正面印刷细栅银电极，采用I中所述的太阳能电池银浆，进隧道炉烘干，温度200°C。然后第二次印刷正面电极中的主栅和对细栅进行第二次印刷，进隧道炉烘干，温度200°C，烘干后进隧道炉烧结，峰值温度775°C，出炉后测量电性能、基片弯曲度、电极附着性以及外观。太阳能电池效率测定如下
实施例I 18.24%
实施例2 18.30%
实施例3 18.19%
比较例I 18.21%
比较例2 7.2%o由上述结果可见，采用本发明的正面银电极形成方法，可以提高电池的光电转换效率。但如果完全采用主栅用浆料制备细栅，则由于不能形成欧姆接触，转换效率非常低(比较例2)。而且如果采用低银含量的银浆形成主栅，不仅可以提高效率，虽然效率的提高较少，或者没有提高(实施例3 )，但可以大幅度节约成本。
权利要求
1.一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，包括 在经过制绒、扩散、表面钝化处理、正面减反膜成膜后的两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并烘干后，首先在硅 片正面印刷细栅电极，烘干；然后只印刷主栅电极或者同时印刷主栅电极并对细栅电极进行第二次印刷，烘干，其中，第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低；烘干后进隧道炉烧结，即得。
2.根据权利要求I所述的一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，其特征在于所述第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低广10%。
3.根据权利要求2所述的一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，其特征在于所述第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低5%。
4.根据权利要求2所述的一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，其特征在于所述第二次印刷主栅电极所用银浆的银含量比第一次印刷细栅电极低10%。
5.根据权利要求I所述的一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，其特征在于所述第二次印刷所用银浆中的玻璃粉软化点比第一次印刷所用银浆高广50度。
全文摘要
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法，包括在经过制绒、扩散、表面钝化处理、正面减反膜成膜后的两面制绒的单晶硅背面印刷铝被场及背银电极并烘干后，首先在硅片正面印刷细栅银电极，烘干；然后只印刷主栅电极或者同时印刷主栅电极并对细栅电极进行第二次印刷，烘干；烘干后进隧道炉烧结，即得。本发明由于采用了二次印刷技术，延续了二次印刷技术的优点，且适合工业化生产；在保证了细栅电极有足够良好的欧姆接触的情况下，避免了主栅电极和硅片的直接接触，增大了表面钝化面积，减少了光生载流子在界面的复合，提高太阳能电池的光电转换效率。
文档编号B41M3/00GK102738301SQ20121019
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者张宏, 彭德香, 彭铮, 徐晓斌, 李媛媛, 王巍 申请人:上海中智光纤通讯有限公司