一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极的制作方法

本实用新型涉及晶体硅太阳电池制造领域，具体涉及一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极。

背景技术：

晶体硅太阳电池是一种由半导体Si材料为衬底，沉积不同掺杂层和功能薄膜的大面积PN结，在其基础上以金属导体连接输出光电子形成应用光伏器件。目前较为成熟的工艺路线是在经过制绒、扩散、刻蚀、正背面镀膜等工艺处理后的单多晶硅片表面，采用丝网印刷工艺形成正负电极。丝网印刷电极工艺需先制作指定电极图形的网版，将设计长宽和线数等的正背面导电图形通过菲林显影固化于网版网布上，然后将电极浆料均匀刮铺在已制作图形的网版平面，使用刮条挤压浆料流体产生塑性形变，随着刮条移动后网版的回网过程，浆料就会从无膜铺设的图案区域漏印到电池片上，形成导电电极。

晶体硅太阳电池正面电极位于受光面，普遍使用高成本微米级粉体Ag浆料印刷主栅和副栅。其中副栅作用为穿透绝缘保护膜层，形成金属半导体欧姆接触，收集衬底材料产生的光生载流子，将电流汇聚传导至主栅；主栅对于电池的电流传导无意义，同时因浆料玻璃体腐蚀作用破坏了一定面积钝化区域、增加了受光面遮光阴影区，但为了兼容后续组件串焊工艺需要优化设计图形，以保证焊接强度、单位电池片浆料消耗质量和浆料成本的一定数量主栅线。

目前晶体硅太阳电池的正面电极，主要使用单次丝网印刷工艺一次性印刷烘干、烧结成形正面主栅和副栅电极，由于单次印刷中只能使用单一目数、线径、膜厚、纱厚等参数的网版，和统一属性的浆料，正面电极难以兼容电流的有效收集、减少遮光和膜层复合、降低单耗质量、浆料成本、提高可焊性等众多性能和成本要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有太阳电池的正面电极主栅与副栅的浆料属性相同，难以兼容电能的有效收集、减少遮光、膜层复合、降低成本、提高可焊性的问题，同时为了降低主栅副栅对位难度，提高电性能，本实用新型提供一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，其主栅和副栅图形分别使用不同浆料印刷于Si衬底表面，主栅采用低厚度、高附着力、低成本与耐高温浆料印刷，副栅采用高厚度、高穿透性、低电阻率与低温浆料印刷，主栅与副栅图形上均设置嵌合标记点精确对位，主栅与副栅的衔接部位设计渐变式凸起以降低对准衔接难度，同时提升电性能，采用以上设计可以保证在相同的烧结和焊接工艺条件下副栅有效收集电流，降低传导电阻提升电池效率；同时主栅焊接拉力提升，浆料单耗质量与材料成本均下降。

本实用新型的技术方案为：

一种分次印刷的太阳电池正面电极，包括若干主栅与若干副栅，各主栅之间相互平行，各副栅之间相互平行，且主栅与副栅相互垂直，主栅与副栅相交处设有至少3个嵌合对位标记点，便于精确对位，所述主栅边缘与副栅的衔接部位设有宽度渐变的延展伸出的凸起，凸起部分位置的主栅宽度要大于主栅连接副栅位置处的副栅宽度，主栅和凸起部分位置的主栅平均高度要低于副栅平均高度，与主栅连接副栅位置处的副栅宽度烧结后在85um以下。

进一步的，所述主栅采用高附着力、耐高温的银浆料，所述副栅采用高穿透性、低电阻率的银浆料。

进一步的，所述的正面电极主栅印刷烧结后高度低于8um。

进一步的，所述的正面电极副栅印刷烧结后高度高于15um。

进一步的，所述的主栅与副栅图形上应分别包含至少3个嵌合对位标记点便于精确对位，其中嵌合对位标记点的最大线径尺度在0.05～1.00mm，过低不利于观察嵌合对位标记点的微观衔接图像，过高浪费浆料且观测四边耗时较长。

所述的主栅图形边缘与副栅的衔接部位设计渐变式凸起，其中主栅位于与副栅接触的位置设有至少0.15mm长度延展伸出、相同主栅高度、100～26um渐变宽度向外凸出的凸起部分。

所述的主栅和主栅凸起部分位置烧成后平均高度值≤8um，以降低单位电池片正面电极浆料消耗质量。

所述的副栅图形边缘与主栅连接位置处的宽度在85～22um，优选的采用渐变式宽度设计衔接，渐变或均匀式副栅烧成后平均高度值≥15um，延伸入主栅凸起端长度不低于0.02mm，保证电流密度传导横截面积，减少功率损失以提升电池光电转换效率。

所述的凸起部分位置的主栅宽度大于主栅连接副栅位置处的副栅宽度，降低对准衔接的难度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用主栅采用低厚度、高附着力、低成本和耐高温的浆料印刷，副栅采用高厚度、高穿透性、低电阻率和低温浆料印刷，此种不同属性主栅与副栅的设置可以兼容电能的有效收集、减少遮光、膜层复合、降低成本、提高可焊性的问题

2.本实用新型设有多个嵌合对位标记点，采用多点平面定位的方法，可以实现主栅与副栅的精准对位，所述嵌合对位标记点的最大线径尺度为0.05～1.00mm，便于观测的同时又节约浆料。

3.本实用新型在主栅与副栅的衔接部位设有渐变式凸起，凸起部分的主栅宽度大于连接在凸起部分的副栅的宽度，可以降低主栅与副栅对准衔接的难度和风险，同时优化传导路径的功率损失，降低热损耗，提升电池光电转换效率。

4.本实用新型中主栅和凸起部分的平均高度低于副栅平均高度，降低了电池片浆料消耗总体质量，节约了成本。

附图说明

图1是本实用新型正面电极结构示意图；

图2是本实用新型涉及的主栅结构示意图；

图3是本实用新型涉及的副栅结构示意图；

图4是本实用新型实施例一中涉及的嵌合对位标记点与凸起结构示意图；

图5是本实用新型实施例二中涉及的嵌合对位标记点与凸起结构示意图；

附图说明：1、主栅；2、副栅；301、空心嵌合对位标记点；302、实心嵌合对位标记点；4、凸起；5、对位边框。

具体实施方式

为了本领域技术人员更好地理解实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例一

如图2和图3所示的一种分次印刷晶体硅太阳电池正面电极，包括主栅1和副栅2，各主栅之间相互平行，各副栅之间相互平行，且主栅与副栅相互垂直，虚线为主栅印刷对位边框5，主栅四角的实心印刷区域设置有4个0.22mm×0.46mm的空心矩形嵌合对位标记点301，副栅对应位置设置有4个0.22mm×0.46mm的实心矩形嵌合对位标记点302，其中嵌合对位标记点的最大线径尺度在0.05～1.00mm，过低不利于观察嵌合对位标记点的微观衔接图像，过高浪费浆料且观测四边耗时较长，丝网印刷时先将副栅浆料漏印于相应的Si衬底电池片上，网印机CCD探测镜头以嵌合对位标记点302确定图形四边及中心后，发送指令于网印电机传动系统，调整网版和刮条中心点X，Y，Z轴距离，气缸制动，带动刮条将主栅浆料图形准确套印在Si衬底的细栅图形上，烘干后离线观测嵌合对位标记点301和302的矩形边缘重合度，检测主栅和副栅的对位准确度。

作为一种优选的实施方式，所述主栅与副栅为共面分体嵌合结构，设于Si衬底受光面。

作为一种优选的实施方式，所述主栅的高度低于8um、拉力大于1.2N、烧结温度≥880℃，所述副栅高度高于15um、烧结后穿透Si3N4及SiO2膜层厚度不低于100nm，比接触电阻率在0.001～0.09Ω·cm²,烧结温度600～920℃。

作为一种优选的实施方式，主栅两边连接有多条副栅，在主栅图形边缘与副栅的衔接部位设有渐变式凸起4(图4)，凸起4烧结后与主栅连接端为80±5um的最大宽度端，最小宽度端为50±5um的距主栅最远端，总长0.7mm，平均高度6um，副栅图形烧结后边缘与主栅凸起衔接位置处的宽度为42um，在15mm长距离内缓慢递减至30um宽，平均高度21um，延伸入主栅凸起端长度0.1mm。

实施例二

如图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述的嵌合对位标记点301、302为4个直径0.5mm的圆形嵌合对位标记点，丝网印刷时先印刷主栅浆料后印刷副栅浆料，所述的渐变式凸起4烧结后与主栅连接端为68±3um的最大宽度端，最小宽度端为48±3um，总长1.0mm，平均高度5um，副栅图形烧结后边缘与主栅凸起衔接位置处的宽度为均匀40um±3um保持不变，平均高度19um，延伸入主栅凸起端长度0.15mm。

本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆在本实用新型的保护范围之内。