[发明专利]一种太阳能电池正面金属化的复合工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备工艺领域，具体涉及一种太阳能电池正面金属化的复合工艺。

背景技术

晶体硅太阳能电池包括单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池，一般来讲，多晶硅太阳能电池主要是基于一种形状规则的矩形硅片，而单晶硅太阳能电池则主要是基于一种有圆弧形倒角的类矩形硅片。

传统的太阳能电池正面电极主要是通过丝网印刷工艺印刷制作太阳能电池正面电极，由于在网版上可以一次性设计好需要的印刷图形，所以传统丝网印刷工艺可以一次性完成太阳能电池正面电极中主栅线和细栅线的制备，此种正面金属化工艺为单一工艺。

太阳能电池正面金属化技术，除了丝网印刷外，还有电镀、喷墨打印、蒸镀、激光等，这些不同金属化技术之间的组合应用就形成了复合工艺。当前行业内的高效技术也大多具有复合工艺结构的特征。比如，通过丝网印刷技术的重叠使用而产生的两次印刷复合工艺，通过将丝网印刷和电镀技术组合使用的以电镀为主的复合工艺，通过将激光技术和丝网印刷技术组合使用的MWT（Metal-Wrapthrough）技术也是一种典型的复合工艺等等。

在复合工艺结构中，有一部分工艺是用来完成基础性的加工准备或对后续工艺作用区域的限定，称为基础工艺；另一部分工艺是在基础工艺限定的区域内或在基础工艺的基础上组合使用更先进的技术，充分发挥先进工艺的优越性，此种可称为主体工艺。比如，以丝网印刷制备种子层但仍以电镀技术制备主体栅线的电镀工艺。也有的复合工艺中各不同工艺分别完成意义相同的作用，其对电池效率提升的贡献更主要的是不同工艺间的配合，比如，两次印刷技术组合使用的复合工艺。

线增强型金属化（Wire Enhanced Metallization,以下简称WEM技术）是通过在导电纤维表面上涂覆导电浆料来制备太阳能电池正面电极的新技术，相对于现有的丝网印刷工艺，其能够制备更加精细的太阳能电池正面细栅线，是一种新兴的高效电池生产技术，有着更广阔的应用前景（参见申请号为CN201210243879.3的中国发明专利申请“一种太阳能电池片正面电极结构及其制作方法”）。在WEM技术中，在纤维表面均匀地涂覆导电浆料是通过一种特殊设计的裹浆机构来实现的（参见申请号为CN201210244007.9的中国发明专利申请“一种用于在导电丝表面裹覆导电浆料的裹浆机构以及裹浆方法”），这种机构能够在等间距排列的纤维表面均匀地涂覆一层长度一定的导电浆料，并且行列中每根纤维上涂覆的导电浆料长度都是相同的。电池片主栅线线宽较宽，因此应用WEM技术来制作主栅线并不是很方便，而且某些传统的太阳能电池正面金属化技术如丝网印刷技术在制作主栅线方面成本比WEM技术低。对于多晶硅太阳能电池来说，由于其规则的矩形形状，可以非常方便地应用WEM技术来制作所有的细栅线；但是对于单晶硅太阳能电池，其倒角部位的细栅线浆料长度每根都不同于其中心矩形部位细栅线的浆料长度，这也就限制高效的WEM技术在具有圆弧形倒角的单晶硅太阳能电池上的应用。

发明内容

为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种太阳能电池正面金属化的复合工艺，通过组合使用以丝网印刷技术为代表的传统太阳能电池金属化技术和WEM技术，既发挥了传统技术如丝网印刷技术或喷墨技术在电极图形制备方面的灵活性，也能使WEM技术适用的对象更广，发挥WEM技术在栅线精细化和电池高效方面的优势，从而提升太阳能电池正面金属化整体工艺的产品品质和生产效率。

本发明的技术方案之一为：一种太阳能电池正面金属化的复合工艺，包括基础工艺和主体工艺，基础工艺指用丝网印刷技术、电镀技术、喷墨打印技术、蒸镀技术、激光技术的一种或几种技术的组合来制备太阳能电池正面电极结构中的主栅线；主体工艺指用WEM技术制备细栅线。此方案主要适用于规则的电池片，比如多晶硅太阳能电池，电池形状是规则的矩形，在正面电极中细栅线的长度都一致。规则的电池片既包括因电池片本身形状规则（为矩形）因而该区域内的细栅线长度一致的情况，也包括电池片本身形状不规则但其的细栅线图案规则（为等长平行线组）的情况。