無網結技術在分步印刷中的應用研究

國家電投集團西安太陽能電力有限公司 王舉亮 宋志成 郭永剛 劉軍保

無網結技術在分步印刷中的應用研究

國家電投集團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.本文重點研究無網結技術在分步印刷中的應用,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.副柵線采用無網結技術,印刷燒結后柵線高寬比提升20-25%,可以提高效率0.1%.通過分步印刷無網結技術在分步印刷中的應用,可以降低企業生產成本,提高產品轉換效率,增加企業經濟收益.

晶體硅太陽電池;絲網印刷;分步印刷;無網結技術

1.引言

隨著晶硅太陽電池轉換效率越來越高,效率提升變得越來越困難.常規印刷主要是通過收窄線寬來提高細柵線高寬比,增加晶硅太陽電池正面受光面積,提高轉換效率.網布技術直接決定細柵線的寬度,隨著無網結技術出現,可以實現超細柵線印刷,減少遮光面積,提升副柵線的高寬比,在現有生產設備和工藝的基礎上可快速實現效率提升和成本降低的目的.

2.無網結技術介紹

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

無網結技術制作的網版經緯線成垂直交叉狀態,直接杜絕了常規網版經線和緯線的交叉點在顯影區的重復、大量的出現的現象,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,提高電池片的轉換效率和電池片的品質.無網結網版的開口率高達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化,可以獲得更佳的高寬比.

常規網版

無網結網版

3.實驗設計

實驗選擇應用材料Baccini softline印刷設備.常規單次印刷正面電極網版采用常規360目38um正面電極網版,漿料采用碩禾660X系列;分步印刷細柵線網版采用325目無網結技術制作,柵線寬度控制在28um以內,正面細柵線漿料采用碩禾660X系列;主柵線采用常規400目網版,漿料采用碩禾530X系列.實驗選用常規單晶M2硅片,在印刷前進行奇偶片分片.一半用常規單次印刷技術,一半采用分步印刷無網結技術.然后對比兩種不同網版技術的印刷濕重、轉換效率和細柵線高寬比.

3.1 不同網版技術印刷濕重對比

表1中是不同印刷技術印刷濕重對比,從表1可以看出,不同印刷方式對銀漿單耗有明顯的影響,采用分步印刷無網結技術,單片消耗銀漿97mg,比常規單耗112mg節約15mg.在晶硅電池的制作過程中,節約銀漿可以明顯的降低晶硅電池的生產成本,增加企業受益.

表1 不同網版技術印刷濕重對比

3.2 不同網版技術效率對比

表2中是不同印刷技術電池效率對比,從表2可以看出,在分步印刷中采用無網結技術印刷副柵線,電池短路電流Isc提升40mA,電池轉換效率比常規提高0.1%.從而提高單位面積電池的發電量,增加企業受益.

表2 不同網版技術效率對比

3.3 不用網版技術印刷高寬對比

表3中是不同印刷網版技術高寬對比,從表3可以看出,在分步印刷中采用無網結技術印刷副柵線,印刷燒結后柵線高寬比由0.344提升到0.437,提升24.8%.

表3 不用網版技術印刷高寬對比

4.結果與討論

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

[1]應根裕.光電導物理及其應用[M].北京:電子工業出版社,1990.

[2]潘金生,田民波.材料科學基礎[M].北京:清華大學出版社,1998.

[3]王文靜.晶體硅太陽電池制造技術[M].北京:機械工業出版社,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研究與開發.