[发明专利]一种太阳能电池主栅电极结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池主栅电极结构及其制备方法。

背景技术

当前，太阳电池的电极材料(主要指副栅及主栅)的主要成分是银，银的成本占目前太阳能电池的15％，耗量巨大且昂贵。降低太阳能电池的制造成本，在对电性能无负面影响的前提下，降低Ag的耗量至关重要。

如图3所示，现有技术的太阳电池前电极通常由副栅2垂直的连续主栅3设计。电池中产生的电流从电池的内部流向电池的表面，然后横向地通过顶部掺杂层，最后在顶部表面的接触被收集到副栅2上，电流沿副栅2到达主栅3上，但是这样的结构，其中制作主栅的银耗量非常大。现在有越来越多的太阳能电池企业开始采用二次套印(先主栅后副栅或先副栅后主栅)的方式来降低银浆成本，副栅2采用通常的正面烧穿性银浆，主栅3采用价格较便宜的非烧穿性银浆(比副栅浆料低约20％)，该结构可以略微降低成本。为有效地促进太阳能电池及光伏系统成本持续下降并实现实质意义上的“平价上网”，太阳能光伏发电系统必须不断向高效率、低成本的方向发展。银电极的成本占了整个硅太阳能电池制造成本的15％且价格昂贵，这就使硅太阳能电池的成本较高，导致硅太阳能电池无法大力推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能电池主栅电极结构及其制备方法，提供一种工艺简单、成本低、效率高的适用于工业化生产的太阳能电池正面电极的制作工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种太阳能电池主栅电极结构，包括等间距均匀分布在硅基体正面的银栅线、等间距设置在银栅线上的粘接点及通过粘接点与银栅线连接的金属丝；所述的金属丝与银栅线交错设置。

所述的粘接点为锡膏焊点或导电胶。

所述的银栅线的宽度为0.02～0.08mm、厚度为0.005～0.030mm。

每条银栅线上至少为2个粘接点；金属丝与银栅线垂直设置。

粘接点的形状为圆形、矩形或菱形；圆形粘接点厚度为0.02～0.15mm、焊点直径为0.015～0.50mm。

所述的金属丝的直径在0.01～0.08mm；金属丝的横截面形状为矩形、梯形、三角形、圆形或椭圆形。

所述的金属丝为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝。

一种太阳能电池主栅电极结构的制备方法，包括以下步骤：

1)在经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极背场工艺处理后的硅基体表面丝网印刷一层银栅线，丝网印刷工艺为：印刷压力为80-200N，速度100-300mm/s；

2)对印刷完银栅线的硅基体在链式烧结炉中进行金属化处理，金属化处理工艺为：带速为3000-8000mm/分钟，烧结温度为700-900℃；

3)在金属化处理后的银栅线表面上通过丝网印刷粘接点，丝网印刷工艺为：印刷压力为80-200N，速度700-900mm/s；

4)在印刷后的粘接点上印制金属丝，印制金属丝的同时通过铜线印制机将金属丝与银栅线粘接在一起。

粘接点为锡膏焊点时，焊接温度为80～300℃

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的电池正面电极是由银栅线、粘接点和金属丝构成，金属丝和银栅线交错设置且通过锡膏焊点接接在一起，用金属丝(如铜)代替了正面电极上的部分银栅线，降低了硅太阳电池的正面电极银的用量，从而降低了硅太阳电池的制造成本；另外铜电极有更高的高度，提升栅线高宽比，提高效率。并且降低了钝化膜的破换，提高了表面钝化效率，提高太阳能电池的转换效率。

本发明的方法是在已经经过制绒、扩散、后清洗、镀膜和印刷背面电极背场工艺处理后的P型硅基体的正表面上印刷上银栅线，然后在金属化处理后的银栅线表面上印刷锡膏焊点(或导电胶)(焊点至少为2个)，再使用铜线印制机将金属丝和银电极通过低温焊接工艺焊接在一起，此方式有效地降低了硅太阳能电池的正面电极的制造成本(根据图形不同，正面银电极用量降低30％～60％)，降低了钝化膜的破换，提高了表面钝化效率，提高太阳能电池的转换效率。

附图说明

图1为常规电池正面电极示意图；

图2为本发明主栅电池正面电极示意图。

图3为沿金属丝剖面示意图；

图4为沿银栅线剖面示意图；

图中，1为硅基体，2为副栅；3为主栅；4为粘接点；5为金属丝，6为银栅线。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。