[发明专利]一种制备太阳能电池栅电极的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，更具体地，涉及一种制备太阳能电池栅电极的装置及方法。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。随着光伏行业的不断进步，市场对光伏产品提出了更高要求。高效、低成本已成为太阳能电池发展的重要目标。太阳能电池片生产的关键步骤之一是在硅片上的正面和背面制作非常精细的电路，将光生电子导出电池。同时为了获得高效太阳能电池，栅线的遮光面积要减小，同时又要具备高效的电荷收集能力，因此太阳能电池正面栅电极的制备显得尤其重要。

目前，太阳能电池栅线电极的制备一般采用丝网印刷工艺。一般的丝网印刷机具有：印刷载物台、印刷掩膜以及刮板；印刷载置台在载置台面上具有多个吸附孔，通过真空吸附来支撑固定被载置在该载置台面上的被印刷物；印刷掩模用于在支撑固定于该印刷载置台上的被印刷物上形成规定的电极图案；刮板用于向配置在该印刷掩模上的导电浆料施加既定的压力、向被印刷物进行印刷。

传统工艺制备的栅线宽度通常在80微米以上，高度为5～30微米，宽的栅线遮光面积大，影响光的吸收；但栅线变细，电池的欧姆接触电阻变大，限制了电流的收集能力，致使太阳能电池的转化效率降低。因此，要获得高效率的电池，必须减小栅线宽度，提高栅线的高宽比。传统的丝网印刷工艺已经很难做到。除此之外，丝网印刷工艺还存在浪费银浆，工艺设备贵，丝网存在磨损，断栅和虚印，不能数控等缺点。也在一定程度上增加了太阳能电池的成本。另外丝网印刷工艺本身的不稳定性，比如在使用过程中由于持续不断的压力造成的网版张力的退化，并且网版的压力也有可能造成电池片损坏，以及栅线宽度的增加，都对电池片效率的整体分布产生了很大的影响，对整体效率造成了一定的降低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种制备太阳能电池栅电极的装置，其目的在于提高太阳能电池转换效率，由此解决了现有太阳能电池栅线制备过程中由光吸收率低导致的太阳能电池转换效率低的技术问题。

本发明提供了一种制备太阳能电池栅电极的装置，包括银浆供给装置，喷嘴高度调节模块，喷嘴，可程控的高压发生器，吸附平台，运动平台和控制单元；所述喷嘴包括打印端，银浆供给接口和电接口；所述银浆供给装置的输入控制端与控制单元连接，银浆供给装置的输出控制端与喷嘴的银浆供给接口连接，所述银浆供给装置用于在所述控制单元的控制下为所述喷嘴提供银浆和为电纺丝提供所需的背压；喷嘴高度调节模块的一端连接控制单元，喷嘴高度调节模块的另一端连接喷嘴，所述喷嘴高度调节模块用于在所述控制单元的控制下调节所述喷嘴的喷印打印端与太阳能基板之间的高度；所述高压发生器的输出正端连接至所述喷嘴的电接口，所述高压发生器的输出负端连接所述吸附平台，所述高压发生器的输入控制端连接至所述控制单元，所述高压发生器用于在所述控制单元的控制下，在所述喷嘴和吸附于吸附平台上的基板之间施加电压，形成高压电场，使得银浆在所述喷嘴的打印端形成泰勒锥，并在高压电场的作用下进一步拉扯出丝；所述运动平台的控制端连接至所述控制单元，所述吸附平台设置于所述运动平台上，所述运动平台用于在所述控制单元的控制下，带动吸附于吸附平台上的基板做直线运动，完成栅电极图形打印。

更进一步地，所述喷嘴为单个喷嘴或多个阵列排布的喷嘴。

更进一步地，还包括：设置于吸附平台与太阳能基板之间的绝缘层。

更进一步地，还包括：设置于所述吸附平台上方的卷到卷装置。

本发明还提供了一种制备太阳能电池栅电极的方法，包括下述步骤：

(1)将太阳能基板设置于吸附平台上；

(2)制备第一栅电极

(2.1)将直径为100～400微米的喷嘴设置于喷嘴高度调节模块上，并将所述喷嘴的电接口与高压发生器连接，将所述喷嘴的银浆供给接口与银浆供给装置连接，所述喷嘴的打印端垂直于所述太阳能基板；

(2.2)控制单元输出第一控制信号控制银浆供给装置给所述喷嘴的容腔内注入银浆；

(2.3)控制单元输出第二控制信号控制喷嘴高度调节模块中滑块沿着丝杆滑动，调节喷嘴阵列高度为0.5～2cm；

(2.4)控制单元输出第三控制信号控制高压发生器给喷嘴与吸附平台之间施加电压；电压被设置为0.8～2kv；

(2.5)控制单元输出第四控制信号控制运动平台沿X向以150～300mm/s的速度运动，并形成第一栅电极；

(3)根据制备第一栅电极的步骤制备第二栅电极，所述第二栅电极的宽度大于所述第一栅电极的宽度。