专利名称：一种太阳能电池金属栅线电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种太阳能电池金属栅线电极，属于太阳能电池领域。
背景技术：
当前，太阳能并网发电成本依然高于燃烧化石燃料等传统火电发电方式，为了使太阳能技术得到大規模应用，有两个方面需要有所突破，一是太阳能电池效率，ニ是降低太阳能并网电价。任何太阳能电池生产エ艺中都包括栅电极的制备和电池的封装这两步生产エ艺，这两步エ艺都是决定电池效率的关键环节，同时也影响着太阳能电池的成本，而成本又可以概括为材料成本和设备及生产成本两大类。传统太阳能电池通常采用丝网印刷的方式在太阳能电池发射极上面制备Ag栅网电极，并采用再流焊技术串并连接，后将其承压在封装材料中，制成完整的太阳能电池。但由于目前制备传统太阳能电池栅线电极的Ag浆成本较贵，且Ag材料受国际期货价格影响波动较大，而且丝网印刷机成本较高，这使得丝网印刷制备Ag栅电极エ艺占到了太阳能电池封装成本的大约15% ;同时由于制备栅电极和电池封装两步エ艺分开进行，操作复杂，增加了电池制造的难度和复杂性。考虑到理想的太阳能电池栅电极需要具备I)对太阳能电池较少的遮挡，2)与发射极具有良好的欧姆接触，3 )具有较小的接触电阻。
发明内容本实用新型的目的是提供ー种克服现有技术不足，而提供一种太阳能电池金属栅线电极。本实用新型采取的技术方案为一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有ー层金属丝网栅，金属丝网栅与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。所述的金属丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料。所述的柔性封装材料为こ烯-こ酸こ烯酯共聚物EVA、特氟龙TEFLON、孵化こ烯丙烯共聚物FEP或娃酮Silicone。所述的金属丝网栅厚度范围在I微米-500微米，网格间隔为100微米-I厘米。收集栅宽度在5微米-500微米。所述的金属丝网栅优选为铜丝网柵。含上述金属栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的底层覆有底面材料。所述的底面材料为布、聚酰亚胺、不锈钢与EVA、特氟龙TEFLON或孵化こ烯丙烯共聚物FEP。所述的太阳能电池为晶硅电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池、非晶硅薄膜电池、碲化镉(TeCd)薄膜太阳能电池等厚膜或薄膜太阳能电池。本实用新型用金属网栅代替传统的银浆和铝浆网格栅电极，制造低成本栅线电极，选用的焊接材料和加工模具，可解决由于热压工程中出现的锡的融化，导致的网状电极粗细不均，以及变形等状況。太阳能电池金属栅线电极制备、封装一体化制备方法采用卷到卷制备エ艺，在承压制备铜栅网电极的同时可以直接封装柔性太阳能电池，并形成大規模卷到卷流水化作业。大幅降低了太阳能电池的组件成本，提高了电池的エ艺可靠性，实现了低成本大規模柔性太阳能电池的制造。本实用新型采用相同结构形状的铜栅网代替传统的银浆电极，所以与传统银浆电极相比其导电性能的差异由其金属电极材料本身的导电性能所决定，由下表可知，铜材料的导电性能与银的导电性能几乎相当。故本实用新型的铜栅网电极与传统电极材料相比导电性能相当。
金属种类常温下金属电阻率(P/ηΩ 1)
银衆15.86
铜16. 78
图I为实用新型太阳能电池金属栅线电极的示意图。图2为本实用新型所涉及金属丝栅示意图，(a)整体图，(b)局部放大图，(C)剖面图。图3为本实用新型封装示意图。其中，A为电池边长，d为金属丝网栅网格间隔，W为收集栅宽度，H为网栅网厚度，Ml为柔性封装材料，M2为金属丝网栅，M3为底面材料，C为封装完毕的太阳能电池，Z为承压轮轴装置。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例，对本实用新型进ー步阐明。在阅览了本实用新型之后，凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。实施例I一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有ー层金属丝网栅M2，金属丝网栅M2与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。本实施例选为铜丝网栅，铜丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料M1，本实施例选用こ烯-こ酸こ烯酯共聚物EVA。铜丝网栅厚度200微米-250微米，网格间隔为100-200微米，收集栅宽度在100-200微米。含上述金属丝栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的底层覆有底面材料M3聚酰亚胺。制备方法，包括步骤如下(I)将粘有锡浆料的铜丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；其中锡点厚度O. 3-2. 5_，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区エ艺步骤。其中在预热区使焊接点在60s内升温100°C，并保温60s，该区加热时间占整个时间的15-25%。保温区温度保持在120°C，温度上升速率小于2°C /s，本区时间占整个时间的30-50%。焊接区温度峰值在180°C，超过铅锡合金熔点温度183°C的持续时间应当保持在15s，本区加热速率在I. 5°C /s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。冷却区降温速率在10°C /s左右，冷却至60°C，此区时间占整个过程时间的15%左右。(2)在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，太阳能电池底层覆底面材料，完成后将整个太阳能电池采用热压机加热到200°C直接一体承压封装。层压机工作压强O. 4-0. 7MPa，层压机真空度小于30Pa。实施例2一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有ー层金属丝网栅M2，金属丝网栅M2与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。本实施例选为铜丝网栅，铜丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料M1，本实施例选用特氟龙TEFLON。铜丝网栅厚度350微米-400微米，网格间隔为400-500微米，收集栅宽度在400-500微米。含上述金属丝栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的底层覆有底面材料M3布。制备方法，包括步骤如下(I)将粘有锡浆料的铜丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度
O.3-2. 5_，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区エ艺步骤。其中在预热区使焊接点在90s内升温120°C，并保温70s，该区加热时间占整个时间的15-25%。保温区温度保持在140°C，温度上升速率小于2°C /s，本区时间占整个时间的30-50%。焊接区温度峰值在200°C，超过铅锡合金熔点温度183°C的持续时间应当保持在25s，本区加热速率在2. 5°C /s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。冷却区降温速率在6°C /s左右，冷却至80°C，此区时间占整个过程时间的15%左右。(2)在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，太阳能电池底层覆底面材料，完成后将整个太阳能电池采用热压机加热到400°C直接一体承压封装。层压机工作压强
O.40. 7MPa，层压机真空度小于30Pa。实施例3一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有ー层金属丝网栅M2，金属丝网栅M2与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。本实施例选为铜丝网栅，铜丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料M1，本实施例选用孵化こ烯丙烯共聚物。铜丝网栅厚度250微米-300微米，网格间隔为200-300微米，收集栅宽度在200-300微米。含上述金属丝栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的底层覆有底面材料M3布。制备方法，包括步骤如下(I)将粘有锡浆料的铜丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度
O.3-2. 5_，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区エ艺步骤。其中在预热区使焊接点在90s内升温150°C，并保温90s，该区加热时间占整个时间的15-25%。保温区温度保持在150°C，温度上升速率小于2°C /s，本区时间占整个时间的30-50%。焊接区温度峰值在230°C，超过铅锡合金熔点温度183°C的持续时间应当保持在40s，本区加热速率在3. 5°C /s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。冷却区降温速率在3°C /s左右，冷却至50°C，此区时间占整个过程时间的15%左右。(2)在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，太阳能电池底层覆底面材料，完成后将整个太阳能电池采用热压机加热到300°C直接一体承压封装。层压机工作压强
O.4-0. 7MPa，层压机真空度小于30Pa。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术是指对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。 ·
权利要求1.一种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，在太阳能电池的发射极表面接有ー层金属丝网栅，金属丝网栅与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。
2.根据权利要求I所述的ー种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的金属丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料。
3.根据权利要求2所述的ー种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的柔性封装材料为こ烯-こ酸こ烯共聚物、特氟龙、孵化こ烯丙烯共聚物或硅酮。
4.根据权利要求I或2所述的ー种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的金属丝网栅厚度范围在I微米-500微米，网格间隔为100微米-I厘米，收集栅宽度在5微米-500微米。
5.根据权利要求I所述的ー种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的金属丝网 栅为铜丝网柵。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有一层金属丝网栅，金属丝网栅与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接，金属丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料。将粘有锡浆料的金属丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接，在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，采用热压机加热到80℃-600℃承压封装。本实用新型用金属网栅代替传统的银浆和铝浆网格栅电极，制造低成本栅线电极，选用的焊接材料和加工模具，可解决由于热压工程中出现的锡的融化，导致的网状电极粗细不均，以及变形等状况。大幅降低了太阳能电池的组件成本，提高了电池的工艺可靠性，实现了低成本大规模柔性太阳能电池的制造。
文档编号H01L31/0224GK202651130SQ201220316940
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者向勇, 闫宗楷, 臧亮 申请人:济南龙图新能源科技有限公司