[发明专利]基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法

说明书

本发明公开了一种基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法，包括：使用激光在硅片上刻蚀双凹槽结构以限制栅线印刷区域，利用激光诱导银浆薄膜在透明基片和双凹槽限制区域之间产生银浆桥，使激光沿着凹槽间隔区域延伸方向扫描，从而实现对银浆桥的拓展。通过垂直移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥断裂，最终在硅片上获得具有高精度、高高宽比的栅线。本发明相比于传统的丝网印刷技术，能够降低成本，减少破损率。相比于原有的激光诱导转移方法，由于凹槽的存在，银浆和硅片的接触区域被限制在了凹槽间隔区域内。因此可以获得宽度更加稳定，具有更高精、更高高宽比的栅线。

技术领域

本发明涉及一种基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法，具体涉及到利用激光诱导前向转移技术(Laser induced forward transfer,简称LIFT)来实现光伏太阳能电池栅线印刷的方法，属于激光应用及光伏技术领域。

背景技术

光伏太阳能电池是一种利用光伏效应将光能转换成电能的器件。太阳能电池正面电极化作为光伏太阳能电池生产过程中最为重要的步骤之一，往往采用丝网印刷的方式将太阳能正面银浆印刷至电池板正面。但丝网印刷存在两大缺陷，首先丝网印刷是一种接触式的印刷方式，在印刷过程中容易导致硅片的破损。其次，由于太阳能正面银浆粘度大，颗粒尺寸大。在印刷过程中，容易出现丝网堵塞的问题，并进一步影响到印刷的质量。为防止丝网堵塞，每印刷一段时间后便需对丝网进行清洗，从而造成银浆的大量浪费，大大增加生产成本，因此需要一种新的印刷技术改变现状。

激光诱导前向转移技术(LIFT技术)是一种材料沉积技术。LIFT技术是将目标材料事先以薄膜的形式涂抹到透明基片上，并让目标材料薄膜面朝下方与接收基片保持一定距离，让激光透过透明基片照射到目标材料上，并引发局部区域内的材料转移。因此，LIFT技术是一种无需掩模、非接触式的高精度微量转移技术。由于LIFT技术无需接触，能够有效避免印刷过程中所造成的硅片破损。另一方面LIFT技术无需掩模，也就不存在堵塞问题。因此该技术在太阳能电池正面电极化过程中有巨大的应用前景。

目前为止，LIFT技术已经证明可以应用于太阳能电池正面电极化，但由于转移机理的限制，只能获取宽度在40μm以上的栅线，栅线的高宽比在0.5左右，并且所获得栅线宽度会有微小波动，波动在±5μm。因此，行业内为了突破转移机理的限制，获得宽度更稳定，具有更高精度、更高高宽比的栅线，需要对原有转移方法进行改良。

发明内容

本发明的目的，主要是设计一种基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法，通过该方法能够获得宽度稳定，具有高精度、高高宽比的栅线。

本发明的上述目的技术由以下技术方案实现：

一种基于硅片双凹槽结构的太阳能电池栅线激光诱导印刷方法，包括：

步骤S1，在待印刷硅片制绒前，利用激光在待印刷硅片栅线预设印刷位置的左右边缘分别刻蚀凹槽，其中两凹槽间隔的区域为栅线预设印刷位置；

步骤S2，将太阳能电池正面银浆涂抹至透明基片上，形成银浆薄膜，并将银浆薄膜面朝下方，并与待印刷硅片保持预设距离的间隙g；

步骤S3，激光光束照射到银浆薄膜上，激光能量被银浆薄膜吸收，并产生高压气泡，高压气泡膨胀会推动银浆薄膜撞击待印刷硅片，并在银浆薄膜和栅线预设印刷位置区域形成银浆桥；

步骤S4，激光光束沿着凹槽方向进行扫描，得到一条长度为p的银浆桥；

步骤S5，根据所需印刷的栅线数目n在与凹槽垂直方向移动激光光束，重复步骤S3、S4，直至完成对整张硅片的扫描，在透明基片和硅片之间得到n条长度为p的银浆桥；

步骤S6，将透明基片垂直匀速升起，从而拉伸银浆桥直至断裂，产生栅线；

步骤S7，将完成栅线印刷的硅片进行烧结，使栅线和硅片产生有效的电气连接。