[發(fā)明專利]一種制備太陽(yáng)能電池柵電極的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310329671.8
• 申請(qǐng)日: 2013-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103456835A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃永安;尹周平;湯朋朋;潘艷橋;吳林松;熊有倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;B41J2/01
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，更具體地，涉及一種制備太陽(yáng)能電池柵電極的裝置及方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。隨著光伏行業(yè)的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)光伏產(chǎn)品提出了更高要求。高效、低成本已成為太陽(yáng)能電池發(fā)展的重要目標(biāo)。太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟之一是在硅片上的正面和背面制作非常精細(xì)的電路，將光生電子導(dǎo)出電池。同時(shí)為了獲得高效太陽(yáng)能電池，柵線的遮光面積要減小，同時(shí)又要具備高效的電荷收集能力，因此太陽(yáng)能電池正面柵電極的制備顯得尤其重要。

目前，太陽(yáng)能電池柵線電極的制備一般采用絲網(wǎng)印刷工藝。一般的絲網(wǎng)印刷機(jī)具有：印刷載物臺(tái)、印刷掩膜以及刮板；印刷載置臺(tái)在載置臺(tái)面上具有多個(gè)吸附孔，通過(guò)真空吸附來(lái)支撐固定被載置在該載置臺(tái)面上的被印刷物；印刷掩模用于在支撐固定于該印刷載置臺(tái)上的被印刷物上形成規(guī)定的電極圖案；刮板用于向配置在該印刷掩模上的導(dǎo)電漿料施加既定的壓力、向被印刷物進(jìn)行印刷。

傳統(tǒng)工藝制備的柵線寬度通常在80微米以上，高度為5～30微米，寬的柵線遮光面積大，影響光的吸收；但柵線變細(xì)，電池的歐姆接觸電阻變大，限制了電流的收集能力，致使太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率降低。因此，要獲得高效率的電池，必須減小柵線寬度，提高柵線的高寬比。傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷工藝已經(jīng)很難做到。除此之外，絲網(wǎng)印刷工藝還存在浪費(fèi)銀漿，工藝設(shè)備貴，絲網(wǎng)存在磨損，斷柵和虛印，不能數(shù)控等缺點(diǎn)。也在一定程度上增加了太陽(yáng)能電池的成本。另外絲網(wǎng)印刷工藝本身的不穩(wěn)定性，比如在使用過(guò)程中由于持續(xù)不斷的壓力造成的網(wǎng)版張力的退化，并且網(wǎng)版的壓力也有可能造成電池片損壞，以及柵線寬度的增加，都對(duì)電池片效率的整體分布產(chǎn)生了很大的影響，對(duì)整體效率造成了一定的降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種制備太陽(yáng)能電池柵電極的裝置，其目的在于提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率，由此解決了現(xiàn)有太陽(yáng)能電池柵線制備過(guò)程中由光吸收率低導(dǎo)致的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種制備太陽(yáng)能電池柵電極的裝置，包括銀漿供給裝置，噴嘴高度調(diào)節(jié)模塊，噴嘴，可程控的高壓發(fā)生器，吸附平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和控制單元；所述噴嘴包括打印端，銀漿供給接口和電接口；所述銀漿供給裝置的輸入控制端與控制單元連接，銀漿供給裝置的輸出控制端與噴嘴的銀漿供給接口連接，所述銀漿供給裝置用于在所述控制單元的控制下為所述噴嘴提供銀漿和為電紡絲提供所需的背壓；噴嘴高度調(diào)節(jié)模塊的一端連接控制單元，噴嘴高度調(diào)節(jié)模塊的另一端連接噴嘴，所述噴嘴高度調(diào)節(jié)模塊用于在所述控制單元的控制下調(diào)節(jié)所述噴嘴的噴印打印端與太陽(yáng)能基板之間的高度；所述高壓發(fā)生器的輸出正端連接至所述噴嘴的電接口，所述高壓發(fā)生器的輸出負(fù)端連接所述吸附平臺(tái)，所述高壓發(fā)生器的輸入控制端連接至所述控制單元，所述高壓發(fā)生器用于在所述控制單元的控制下，在所述噴嘴和吸附于吸附平臺(tái)上的基板之間施加電壓，形成高壓電場(chǎng)，使得銀漿在所述噴嘴的打印端形成泰勒錐，并在高壓電場(chǎng)的作用下進(jìn)一步拉扯出絲；所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制端連接至所述控制單元，所述吸附平臺(tái)設(shè)置于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)用于在所述控制單元的控制下，帶動(dòng)吸附于吸附平臺(tái)上的基板做直線運(yùn)動(dòng)，完成柵電極圖形打印。

更進(jìn)一步地，所述噴嘴為單個(gè)噴嘴或多個(gè)陣列排布的噴嘴。

更進(jìn)一步地，還包括：設(shè)置于吸附平臺(tái)與太陽(yáng)能基板之間的絕緣層。

更進(jìn)一步地，還包括：設(shè)置于所述吸附平臺(tái)上方的卷到卷裝置。

本發(fā)明還提供了一種制備太陽(yáng)能電池柵電極的方法，包括下述步驟：

(1)將太陽(yáng)能基板設(shè)置于吸附平臺(tái)上；

(2)制備第一柵電極

(2.1)將直徑為100～400微米的噴嘴設(shè)置于噴嘴高度調(diào)節(jié)模塊上，并將所述噴嘴的電接口與高壓發(fā)生器連接，將所述噴嘴的銀漿供給接口與銀漿供給裝置連接，所述噴嘴的打印端垂直于所述太陽(yáng)能基板；

(2.2)控制單元輸出第一控制信號(hào)控制銀漿供給裝置給所述噴嘴的容腔內(nèi)注入銀漿；

(2.3)控制單元輸出第二控制信號(hào)控制噴嘴高度調(diào)節(jié)模塊中滑塊沿著絲桿滑動(dòng)，調(diào)節(jié)噴嘴陣列高度為0.5～2cm；

(2.4)控制單元輸出第三控制信號(hào)控制高壓發(fā)生器給噴嘴與吸附平臺(tái)之間施加電壓；電壓被設(shè)置為0.8～2kv；

(2.5)控制單元輸出第四控制信號(hào)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿X向以150～300mm/s的速度運(yùn)動(dòng)，并形成第一柵電極；

(3)根據(jù)制備第一柵電極的步驟制備第二柵電極，所述第二柵電極的寬度大于所述第一柵電極的寬度。