无网结技术在分步印刷中的应用研究

国家电投集团西安太阳能电力有限公司 王举亮 宋志成 郭永刚 刘军保

无网结技术在分步印刷中的应用研究

国家电投集团西安太阳能电力有限公司 王举亮 宋志成 郭永刚 刘军保

在晶硅太阳电池制作过程中,正面电极图形主要采用印刷的方式来实现.本文重点研究无网结技术在分步印刷中的应用,分步印刷将晶硅太阳电池正面电极主栅线和副栅线分开印刷,主栅线采用非烧穿低固含量的浆料,可以降低银浆成本.副栅线采用无网结技术,印刷烧结后栅线高宽比提升20-25%,可以提高效率0.1%.通过分步印刷无网结技术在分步印刷中的应用,可以降低企业生产成本,提高产品转换效率,增加企业经济收益.

晶体硅太阳电池;丝网印刷;分步印刷;无网结技术

1.引言

随着晶硅太阳电池转换效率越来越高,效率提升变得越来越困难.常规印刷主要是通过收窄线宽来提高细栅线高宽比,增加晶硅太阳电池正面受光面积,提高转换效率.网布技术直接决定细栅线的宽度,随着无网结技术出现,可以实现超细栅线印刷,减少遮光面积,提升副栅线的高宽比,在现有生产设备和工艺的基础上可快速实现效率提升和成本降低的目的.

2.无网结技术介绍

常规网版在张网时丝网和网框是按照一定的角度进行处理的,同时曝光时钢丝线的光折射和散射现象会造成造成印刷图案不精准、不完整.若图案刚好和网布构成三角截面时,在显影阶段会有显影不完全的缺点.另外,由于经线和纬线的交又点在显影区的重复出现,在印刷使用时有效的透墨面积減少,同时,浆料会在网结和小的三角区域不断积累,很容易造成堵网、线条图形缺失形成虚印和断栅,造成电池片品质和电性能明显下降.

无网结技术制作的网版经纬线成垂直交叉状态,直接杜绝了常规网版经线和纬线的交叉点在显影区的重复、大量的出现的现象,增加印刷使用时有效的透墨面积,同时,浆料也不会再在图形边缘处不断累积,浆料印刷更加顺畅,显著改善线条图形缺失形成虚引和断栅的问题,提高电池片的转换效率和电池片的品质.无网结网版的开口率高达80%,极大地增加了过墨量,非常适合与高粘度浆料匹配,通过对印刷条件及浆料配合的优化,可以获得更佳的高宽比.

常规网版

无网结网版

3.实验设计

实验选择应用材料Baccini softline印刷设备.常规单次印刷正面电极网版采用常规360目38um正面电极网版,浆料采用硕禾660X系列;分步印刷细栅线网版采用325目无网结技术制作,栅线宽度控制在28um以内,正面细栅线浆料采用硕禾660X系列;主栅线采用常规400目网版,浆料采用硕禾530X系列.实验选用常规单晶M2硅片,在印刷前进行奇偶片分片.一半用常规单次印刷技术,一半采用分步印刷无网结技术.然后对比两种不同网版技术的印刷湿重、转换效率和细栅线高宽比.

3.1 不同网版技术印刷湿重对比

表1中是不同印刷技术印刷湿重对比,从表1可以看出,不同印刷方式对银浆单耗有明显的影响,采用分步印刷无网结技术,单片消耗银浆97mg,比常规单耗112mg节约15mg.在晶硅电池的制作过程中,节约银浆可以明显的降低晶硅电池的生产成本,增加企业受益.

表1 不同网版技术印刷湿重对比

3.2 不同网版技术效率对比

表2中是不同印刷技术电池效率对比,从表2可以看出,在分步印刷中采用无网结技术印刷副栅线,电池短路电流Isc提升40mA,电池转换效率比常规提高0.1%.从而提高单位面积电池的发电量,增加企业受益.

表2 不同网版技术效率对比

3.3 不用网版技术印刷高宽对比

表3中是不同印刷网版技术高宽对比,从表3可以看出,在分步印刷中采用无网结技术印刷副栅线,印刷烧结后栅线高宽比由0.344提升到0.437,提升24.8%.

表3 不用网版技术印刷高宽对比

4.结果与讨论

本文详细的介绍了无网结技术在分步印刷中的使用,并与常规印刷技术从转换效率、印刷湿重和细栅高宽比方面进行分析比较.将无网结技术引入分步印刷,利用无网结技术高开口率,极大地增加了过墨量,配合高粘度浆料,使印刷烧结后细栅线高宽比提高20%以上,获得Isc方便的提升,从而提高电池转换效率.从印刷浆料单耗方面来说,分步印刷每片可以节省浆料15mg,降低电池生产成本.

[1]应根裕.光电导物理及其应用[M].北京:电子工业出版社,1990.

[2]潘金生,田民波.材料科学基础[M].北京:清华大学出版社,1998.

[3]王文静.晶体硅太阳电池制造技术[M].北京:机械工业出版社,2014.

王举亮(1984-),男,陕西咸阳人,助理工程师,主要从事晶硅太阳电池工艺技术研究与开发.