太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法，所述电极转移薄膜从下至上依次包括衬底、离型层、树脂层及热熔胶层，所述树脂层中形成有电极沟槽，电极沟槽中形成有电极。本发明通过卷对卷纳米压印的方式，在透明薄膜上连续制备出超精细导电电极，电极线宽2μm-50μm，典型线宽10μm-30μm。直接将热熔胶层的超精细电极与太阳能电池贴合，剥离衬底材料，高温烧结，热熔胶层材料挥发而电极保留，电极整体性地转移下来，不存在局部转移不佳的问题，具有可靠、高效、便于应用的优点。由于这种超精细电极线宽比用通常丝网印刷线宽至少小一倍，使得导电浆料使用量降低，同时，这种电极对太阳能电池遮光面积减少，有利于转换效率提高。
【专利说明】太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池【技术领域】，特别是涉及一种太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法。
【背景技术】
[0002]单晶硅和多晶硅太阳能电池普遍采用精密丝网印刷的方式，在硅表面形成表面电极,通常电极的线宽在60 μ m-100 μ m，其中，60 μ m线宽的丝网印刷的成品率受到丝网、导电浆料特性的影响，可能出现堵网情况，影响电极的质量。同时，较粗线宽的电极，存在两个不足:导电浆料的用量大，导致成本高，同时表面电极对硅片的覆盖大，影响电池的光电转换效率。因此，如何降低表面电极的线宽，减少导电浆料的用量和提高电池的收光面积，具有重要价值。
[0003]制备太阳能电池的表面电极必须受到制约因素:与现有太阳能电池加工工艺能对接，容易实施，支持高效加工；综合成本要低于通过丝网印刷电极的方法(丝网成本、导电浆料成本)。材料容易大批量制备。
[0004]针对PCT申请中国发明专利申请号201080023219.3揭示的太阳能电池用前电极的制造方法，通过填充压印了图案的模具形成电极，再将电极通过胶粘膜从模具转移后烧制到半导体衬底之上，该发明使用的PDMS模具是软性的，容易受损，电极线宽在20微米以上，将电极直接烧制于半导体衬底之上，在生产效率上和环境控制上存在问题。
[0005]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，为了解决所述现有技术中的问题，本发明提供了一种太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下:
[0008]一种太阳能电池超精细电极转移薄膜，所述电极转移薄膜从下至上依次包括衬底、离型层、树脂层及热熔胶层，所述树脂层中形成有电极沟槽，电极沟槽中形成有电极。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述电极沟槽与电极为对应的太阳能电池的梳状结构或者蜂窝结构。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述电极为玻璃微珠料与导电浆料的混合材料。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述离型层的厚度为0.5 μ m-1.2 μ m，所述热熔胶层的厚度为 0.5 μ m-2.0 μ m。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述电极沟槽的线宽为2μπι-50μπι，深度为2 μ m-60 μ m。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述电极沟槽的线宽为10μπι-30μπι。
[0014]相应地，一种太阳能电池超精细电极转移薄膜的制备方法，所述制备方法包括:[0015]S1、提供一衬底；
[0016]S2、在衬底上涂布离型层；
[0017]S3、在离型层上涂布树脂层，通过具有电极结构的凸型模具在树脂层上压印，形成电极沟槽，电极沟槽的线宽和深度根据电极导电特性的需要进行调整；
[0018]S4、在电极沟槽内填充导电浆料并烘烤后形成电极，并在电极上涂布热熔胶层。
[0019]作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中电极形成方法为:
[0020]将玻璃料与导电浆料填充到电极沟槽内，在小于150°C的低温下烧结，形成电极。
[0021]作为本发明的进一步改进，所述玻璃料与导电浆料的填充方法为同时填充、或先填充玻璃料再填充导电浆料。
[0022]相应地，一种太阳能电池超精细电极转移薄膜的应用方法，所述应用方法包括:
[0023]将电极转移薄膜的热熔胶层面向太阳能电池的表面抗反层贴合，并加热复合，使热熔胶与抗反层粘接；
[0024]去除离型层和衬底，使得透明电极复合到太阳能电池表面上；
[0025]高温烧结，热熔胶层高温挥发，电极与太阳能电池表面渗透熔合，实现超精细透明电极完整转移。
[0026]本发明通过卷对卷纳米压印的方式，在透明薄膜上连续制备出导电电极，同时电极整体性地转移下来，不存在局部转移不佳的问题，并且直接将热熔胶层与半导体衬底高温烧结，热熔胶层材料挥发从而电极保留，具有可靠、高效、便于应用的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本发明电极转移薄膜的结构示意图；
[0029]图2a为本发明一实施方式中梳状结构电极的结构示意图；
[0030]图2b为本发明另一实施方式中蜂窝结构电极的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0032]本发明公开了一种太阳能电池超精细电极转移薄膜，参图1所示，该电极转移薄膜从下至上依次包括衬底10、离型层20、树脂层30及热熔胶层40，其中，树脂层30中形成有电极沟槽31，电极沟槽31中形成有电极50。
[0033]以下对本发明中各层作具体说明。
[0034]衬底10通常为塑料薄膜或者纸张。
[0035]离型层20是表面具有分离性的薄膜，通常情况下为了增加塑料薄膜或纸张的离型力，会将塑料薄膜或纸张做等离子处理、或涂氟处理、或涂硅的离型剂于薄膜材质的表层上，形成离型层，离型层与特定的材料在有限的条件下接触后不具有粘性、或轻微的粘性。
[0036]本发明中离型层用于将树脂层30及热熔胶层40从衬底10上分离出来。优选地，尚型层的厚度为0.5 μ rn—1.2 μ m。
[0037]树脂层30材料为UV感光树脂，通过具有电极结构的凸型模具在树脂层上压印，形成电极沟槽31，电极沟槽31用于生长电极50。优选地，电极沟槽的线宽为2 μ m-50 μ m，深度为2 μ m-60 μ m，优选地，本发明中电极沟槽的典型线宽为10 μ m_30 μ m。电极为玻璃料与导电浆料的混合材料。优选地，本发明中的电极为银线，在其他实施方式中也可以为金线、铜线等金属材质。
[0038]参图2a、2b所示，本发明中电极沟槽31与电极50为对应的梳状结构或者蜂窝结构。
[0039]热熔胶层40高温烧结后会挥发，优选地，热熔胶层40厚度为0.5 μ m-2 μ m。
[0040]本发明还公开了一种太阳能电池超精细电极转移薄膜的制备方法，具体包括:
[0041]S1、提供一衬底 10;
[0042]S2、在衬底10上涂布0.5 μ m-1.2 μ m厚度的离型层20 ；
[0043]S3、在离型层20上涂布树脂层30，通过具有电极结构的凸型模具在树脂层30上压印，形成电极沟槽31，电极沟槽31与电极50为对应的梳状结构或者蜂窝结构，电极沟槽的线宽和深度根据电极导电特性的需要进行调整；
[0044]S4、在电极沟槽31内填充导电浆料并烘烤后形成电极50，并在电极上涂布
0.5 μ m-2 μ m厚度的热熔胶层40。
[0045]其中，步骤S2中电极形成方法为:
[0046]通过刮涂方式，将玻璃料与导电浆料填充到电极沟槽内，在小于150°C的低温下烧结(烘烤)，形成电极。
[0047]进一步地,玻璃料与导电衆料的填充方法为同时填充、或先填充玻璃料再填充导电浆料。优选地，导电浆料的质量百分比含量为80%，在其他实施方式中，也可以为其他百分比含量。
[0048]本发明中太阳能电池超精细电极转移薄膜的应用方法，具体包括:
[0049]将电极转移薄膜的热熔胶层面向太阳能电池的表面抗反层贴合，并加热复合，使热熔胶与抗反层粘接；
[0050]去除离型层和衬底，使得透明电极复合到太阳能电池表面上；
[0051]高温烧结，热熔胶层高温挥发，电极与太阳能电池表面渗透熔合，实现超精细透明电极完整转移。
[0052]本发明中太阳能电池超精细电极转移薄膜、制备方法及其应用方法通过卷对卷纳米压印的方式，在透明薄膜上连续制备出导电电极，同时电极整体性地转移下来，不存在局部转移不佳的问题，并且直接将热熔胶层与半导体衬底高温烧结，热熔胶层材料挥发从而电极保留，具有可靠、高效、便于应用的优点。
[0053]其中，本发明中所提到的电池器件包括但不限于太阳能电池等，太阳能电池包括但不限于非晶硅-微晶硅薄膜电池、CIGS电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池或砷化镓电池等。
[0054]综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:[0055]通过卷对卷纳米压印的方式，在透明薄膜上连续制备出电极，同时将电极整体性地转移下来，不存在局部转移不佳的问题；
[0056]直接将热熔胶层与半导体衬底高温烧结，热熔胶层材料挥发，从而电极保留，具有可靠、高效、便于应用的优点；
[0057]可实现小于30 μ m的线宽，将电极对硅片表面的覆盖率至少减少50% ；
[0058]蜂窝结构电极的分布，可进一步减少太阳能电池的电流传输到电极距离，降低载流子复合率，有利于提高转换效率。
[0059]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0060]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种太阳能电池超精细电极转移薄膜，其特征在于，所述电极转移薄膜从下至上依次包括衬底、离型层、树脂层及热熔胶层，所述树脂层中形成有电极沟槽，电极沟槽中形成有电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池超精细电极转移薄膜，其特征在于，所述电极沟槽与电极为对应的太阳能电池的梳状结构或者蜂窝结构。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池超精细电极转移薄膜，其特征在于，所述电极为玻璃微珠料与导电浆料的混合材料。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池超精细电极转移薄膜，其特征在于，所述离型层的厚度为0.5 μ m-1.2 μ m,所述热熔胶层的厚度为0.5 μ m_2.0 μ m。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池超精细电极转移薄膜，其特征在于，所述电极沟槽的线宽为2 μ m-50 μ m,深度为2 μ m_60 μ m。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池超精细电极转移薄膜，其特征在于，所述电极沟槽的线宽为10μL?-30μπ?。
7.—种如权利要求1~6中任一项所述的太阳能电池超精细电极转移薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括: S1、提供一衬底； S2、在衬底上涂布离型层； S3、在离型层上涂布树脂层，通过具有电极结构的凸型模具在树脂层上压印，形成电极沟槽，电极沟槽的线宽和深度根据电极导电特性的需要进行调整； S4、在电极沟槽内填充导电浆料并烘烤后形成电极，并在电极上涂布热熔胶层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中电极形成方法为: 将玻璃料与导电浆料填充到电极沟槽内，在小于150°C的低温下烧结，形成电极。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃料与导电浆料的填充方法为同时填充、或先填充玻璃料再填充导电衆料。
10.一种如权利要求1~6中任一项所述的太阳能电池超精细电极转移薄膜的应用方法，其特征在于，所述应用方法包括: 将电极转移薄膜的热熔胶层面向太阳能电池的表面抗反层贴合，并加热复合，使热熔胶与抗反层粘接； 去除离型层和衬底，使得透明电极复合到太阳能电池表面上； 高温烧结，热熔胶层高温挥发，电极与太阳能电池表面渗透熔合，实现超精细透明电极完整转移。
【文档编号】H01L31/0224GK104009124SQ201410265681
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】周小红, 方宗豹, 陈林森, 朱鹏飞, 浦东林, 殷熙梅, 赵云龙 申请人:苏州苏大维格光电科技股份有限公司