[发明专利]一种喷墨印刷晶硅太阳能电池正电极的生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及晶硅太阳能电池技术领域，更具体的是涉及一种喷墨印刷晶硅太阳能电池正电极的生产设备。

背景技术

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs,Cds/Cu2S,Cds/CdTe,Cds/InP,CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达99.9999％、电阻率在10Ω-cm以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片(如高透玻璃及EVA)保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。

晶硅太阳能电池的制造工艺有6道工序，分别为制绒，扩散，去磷硅玻璃和背结，镀膜，丝网印刷，烧结。在太阳能电池的制备工艺中，最主要的就是电池的印刷。目前国际上大多数晶体硅太阳能电池都采用丝网印刷,其中丝网印刷用来制造太阳能电池的电极，它分为背电极印刷，铝背场印刷和正电极印刷三个步骤。背电极印刷是指在电池背面印刷银浆，烘干后形成背电极，用来汇集和传导电流。铝背场印刷是指在电池背面除了背电极和边缘以外的部分印刷铝浆，烘干后形成铝背场。正电极印刷是指在电池正面印刷银浆，烧结后形成正电极主栅和正电极细栅，用来汇集和传导电流。

但是丝网印刷技术也存在一些不足，例如太阳光的能量不能得到很好的利用，形成所谓的“死层”。前表面的金属电极不能做得很窄，否则遮挡了光在硅片内的有效吸收等。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种喷墨印刷晶硅太阳能电池正电极的生产设备，本发明的生产设备相较于传统丝网印刷设备具有结构设计新颖和制作简单，含银导电油墨成本低廉以及网板适合多层、多成分结构大批量生产等优点。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种喷墨印刷晶硅太阳能电池正电极的生产设备，包括正电极，正电极包含正电极主栅和正电极细栅，生产设备还包括用于印刷正电极主栅的弯曲式压电喷墨头、用于印刷正电极细栅的推压式压电喷墨头和计算机设备，弯曲式压电喷墨头和推压式压电喷墨头分别与计算机设备电连接；所述弯曲式压电喷墨头和所述推压式压电喷墨头的油墨槽里装有含银导电油墨，所述计算机设备通过CAD/CAM成像讯号驱动弯曲式压电喷墨头沿横向印刷、驱动推压式压电喷墨头沿竖向印刷。

优选的，所述弯曲式压电喷墨头包括压电陶瓷、膜片和油墨槽，所述压电陶瓷与膜片连接且通电后产生形变,挤压油墨槽内的含银导电油墨由喷嘴口喷出。

优选的，所述弯曲式压电喷墨头分辨率为300至600dpi,喷墨量为30至40pL,墨滴数量为500至1000个/秒。

优选的，所述推压式压电喷墨头包括压电棒、膜片和油墨槽，所述压电棒与膜片连接且通电后产生形变,挤压油墨槽内的含银导电油墨由喷嘴口喷出。

优选的，所述推压式压电喷墨头分辨率为1200至2400dpi,喷墨量为3至6pL,墨滴数量为2000至3000个/秒。

优选的，所述压电棒与膜片之间还连接有传感器底座。

优选的，所述含银导电油墨的含量(wt％)包括：金属银粉:80至92；玻璃粉:1至5；高分子树脂:1至5；溶剂:5至18。

优选的，所述金属银粉为球状银粉且颗粒粒径为50至100nm,玻璃粉为无铅玻璃粉，含银导电油墨烧结温度为785至825℃，所述含银导电油墨电阻系数为1至3μΩ·cm。

优选的，所述正电极细栅呈竖直方向设置，所述正电极主栅沿横向连接在多条正电极细栅上；其中，正电极主栅数量为：2<正电极主栅<6,正电极细栅数量为：96<正电极细栅<116；正电极主栅的宽度为1至1.3mm，正电极细栅的宽度为10至20μm。

优选的，所述正电极还包括正电极防断栅，正电极防断栅设置在两主栅之间；正电极防断栅设为分段连接或者连续直线连接在正电极细栅上，正电极防断栅数量为2<正电极防断栅<6。