一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版及其测试方法与流程

1.本发明公开了一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版及其测试方法。


背景技术：

2.太阳能电池电极的优化是提高电池片性能，降低生产成本的一个重要手段。电池片正面银浆通常由高纯度的银粉、玻璃体系、有机体系等组成。其中，银粉作为导电功能相，其优劣将直接影响到电极材料的体电阻、接触电阻等，进而影响光电转换效率；玻璃体系为高温粘接相，对银粉的烧结及银-硅欧姆接触的形成有决定作用；有机体系作为承载银粉和玻璃体系的关键组成，对印刷性能、印刷质量有较大影响。因此，通过测试银浆中银硅之间接触电阻，能够有效的评判银粉、玻璃粉材料的可行性，从而更准确的筛选材料。
3.目前常用的接触电阻测试方法为tlm方法和core scan法，这两种方法都能够测试接触电阻的大小。然而，由于硅片片源之间的差异，若在不同的两张硅片上测试来评判银硅之间接触电阻的大小，即所得到的测量结果准确性就不能很好判断了。因此，为提高测试的准确性，降低实验成本，满足测试要求，需寻找一种方法在同一片源测试不同银电极接触电阻的方法。
4.另外，现有技术中电池片接触电阻测试设备有很多，但由于其价格昂贵，探针排易损坏，维修价格昂贵等问题，制约了电阻测试仪在筛选原材料制备银浆过程中的有效使用。此外，一些接触电阻测试方法在触压银电极的过程中，由于电池片副栅线太细，导致接触面积较小，操作时容易偏离银电极，导致测试结果的准确性偏离理论值，影响对原材料选择的判断。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版及其测试方法。本发明提供一种接触电阻测试的网版设计及测试方法，以更好的评估材料的性能，有效的正对性提高电池片转化效率。此外，这种网版和测试方法能够满足两种不同的银电极印刷在同一张硅片上，有效的降低了不同硅片之间体电阻的差异，保证了接触电阻测试结果的准确性。
6.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版，其特征在于所述测试网版包括硅片，硅片正面的中部标设十字线将其分隔为四个相同面积的印刷区域，四个所述印刷区域以两对角为一组分为两组，第一组两个印刷区域按对角排列两排竖栅线，第二组两个方向区域按对角排列两排横栅线，每排竖栅线和横栅线均包括6条相同尺寸的栅线，栅线之间相互平行。
7.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版，其特征在于所述每条栅线的长度为15~25mm，优选为20mm。
8.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版，其特征在于每排竖栅线的各条栅线的宽度相同，栅线的宽度在0.3~0.5mm。
9.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版，其特征在于每排竖栅线或横栅线均是设置在相应印刷区域的中心区域位置。
10.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版，其特征在于按照从左至右的方向，每排竖栅线的相邻两条栅线之间间隔由密至疏分布设置；同时按照从上至下的方向，每排横栅线的相邻两条栅线之间间隔由密至疏分布设置。
11.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版，其特征在于每排6条栅线两相邻的栅线间隔分别是0.2mm，0.4mm，0.8mm，1.6mm，3.2mm。
12.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版，其特征在于所述硅片的面积为166mm*166mm。
13.所述的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版的电阻测试方法，其特征在于包括以下步骤：硅片正面的中部标设十字线将其分隔为四个相同面积的印刷区域，将硅片正向放入印刷机印刷银电极，先放入第一种银浆料并在硅片的第一组两个印刷区域按对角印刷两排竖栅线，烘干后的将硅片旋转90
°
，然后放入第二种银浆料并在硅片的第二组两个印刷区域按对角印刷两排横栅线，烘干后将硅片统一放入链式烘干炉中进行烧结，烧结完成后取出硅片进行接触电阻测试，接触电阻测试是通过直流电桥装置上的两根触电笔分别接触硅片上的每排竖栅线或横栅线的相邻两根栅线，电阻测试结果在直流电桥装置的显示屏上显示，即检测完成。
14.本发明公开的一种硅基光伏用浆料的银硅接触电阻测试网版的设计及测试方法，该网版在印刷过程中能够分次印刷多款浆料，并利用电桥装置测试出银硅之间接触电阻的大小。
15.本发明取得的有益效果是：本发明优化了接触电阻测试时栅线的长度和宽度，以及栅线之间的间隔，从而在测试结果上能够更准确的说明接触电阻的大小，同时所设计测试的方法能够同时将两种不同的浆料印刷在同一硅片上进行测试，降低了材料评估的复杂程度，在满足材料评估的基础上，进一步降低实验成本。
附图说明
16.图1为本技术实施例1中网版的竖栅线设计的结构示意图；图2为本技术竖栅线和横栅线在网版上排布的结构示意图；图3为本技术实施例1中根据表1测试结果绘制的标准曲线；图4为本技术实施例1中根据表2测试结果绘制的标准曲线；图5为本技术实施例1中根据表3测试结果绘制的标准曲线；图6为本技术实施例2中根据表4测试结果绘制的标准曲线；图7为本技术对照例1中根据表5测试结果绘制的标准曲线。
具体实施方式
17.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
18.实施例1：本实施例1中所设计的网版描述如图1所示，网版包括硅片，硅片正面的中部标设
十字线将其分隔为四个相同面积的印刷区域，四个所述印刷区域以两对角为一组分为两组，第一组两个印刷区域按对角排列两排竖栅线，第二组两个方向区域按对角排列两排横栅线。
19.两排竖栅线总计包括12条栅线，其中栅线之间相互平行，每6根栅线为一排，两排栅线相对设计。类似地，两排横栅线总计也包括12条栅线，栅线之间相互平行，每6根栅线为一排，两排栅线相对设计。
20.本实施例1中，两排竖栅线和两排横栅线分别在四个所述印刷区域的中间位置处，其长度均为20mm，每排6条栅线两相邻的栅线间隔由密至疏分布分别为0.2 mm，0.4 mm，0.8 mm，1.6 mm，3.2 mm。
21.进一步地，该网版匹配测试的电池片尺寸为166*166 mm。
22.本发明实施例1的网版印刷的方式和接触电阻测试方法为：首先将网版装入印刷机台，将硅片正向放入印刷机印刷银电极，硅片正面的中部标设十字线将其分隔为四个相同面积的印刷区域，将硅片正向放入印刷机印刷银电极，先放入第一种银浆料并在硅片的第一组两个印刷区域按对角印刷两排竖栅线，烘干后的将硅片旋转90
°
，然后放入第二种银浆料，印刷状态如图2所示，并在硅片的第二组两个印刷区域按对角印刷两排横栅线，烘干后将硅片统一放入链式烘干炉中进行烧结（750℃下快速烧结1min），烧结完成后取出硅片进行接触电阻测试，接触电阻测试是通过直流电桥装置上的两根触电笔分别接触硅片上的每排竖栅线或横栅线的相邻两根栅线，读出显示屏上的数据并记录，规定两根栅线上各取5个点，一一对应。
23.第一种银浆料的质量百分含量配比为：有机载体6.5%、玻璃粉2.1%、银粉89.5%、其他助剂1.9%。
24.第二种银浆料的质量百分含量配比为：有机载体6.5%、玻璃粉2.3%、银粉89.5%、其他助剂1.7%。
25.有机载体的制备：乙基纤维素10%、醋酸纤维素5%、聚酰胺树脂6%、柠檬酸三丁酯5%，邻苯二甲酸二甲酯7%,丁基卡必醇30%、丁基卡必醇醋酸酯25%，松油醇12%，在80℃温度下搅拌溶解2小时，得到均一的有机载体。
26.制备玻璃粉：38%pbo、11%bio、7%bo、5%cao、8%sio、6%zno、2%tio、3%alo、1.5%nio、2.5%cuo、7%mno、5%lio、2%lif、1%pbf、1%wo配制好玻璃粉，并在1200℃下熔融4小时，将熔融玻璃粉倒入去离子水中水淬，球磨烘干后得到微米级的玻璃粉。
27.其他助剂采用byk110。
28.实施例1中第一种银浆料在硅片的第一组两个印刷区域按对角印刷两排竖栅线，烘干、烧结后，进行接触电阻测试。接触电阻测试是通过直流电桥装置上的两根触电笔分别接触硅片上的每排竖栅线的相邻两根栅线，读出显示屏上的数据并记录，规定两根栅线上各取5个点，一一对应，计算接触电阻的平均值。
29.第一种银浆料印刷电极进行接触电阻测试，第一个印刷区域的竖栅线相邻间隔的测试结果如表1中，第二个印刷区域的竖栅线相邻间隔的测试结果如表2中。以相邻栅线之间的间隔距离l横坐标、以测试的电阻数据r为纵坐标进行绘制标准曲线，根据表1测试结果绘制的标准曲线如图3所示，根据表2测试结果绘制的标准曲线如图4所示。
30.从表1-2测试结果可以看出，同种银浆料印刷后的网版的接触电阻测试结果较为稳定。
31.实施例1中第二种银浆料在硅片的第二组两个印刷区域按对角印刷两排横栅线，烘干、烧结后，进行接触电阻测试。接触电阻测试是通过直流电桥装置上的两根触电笔分别接触硅片上的每排横栅线的相邻两根栅线，读出显示屏上的数据并记录，规定两根栅线上各取5个点，一一对应，计算接触电阻的平均值。
32.第二种银浆料印刷电极进行接触电阻测试，第一个印刷区域的横栅线相邻间隔的测试结果如表3中。以相邻栅线之间的间隔距离l横坐标、以测试的电阻数据r为纵坐标进行绘制标准曲线，根据表3测试结果绘制的标准曲线如图5所示。
33.从表1-2和表3测试结果对比可以看出，不同种银浆料印刷后的网版的接触电阻测试结果，存在一定的差异。
34.以上是通过设计的网版印刷的栅线测试所得到接触电阻的具体数据。如表1-3以及图3-5所示，为测试同种浆料稳定性评估数据和不同浆料印刷在同一张硅片上测试得到的接触电阻的大小。
35.从实施例1中可以看出同种浆料重复性测试所得到的接触电阻值的稳定性良好，图3-4中线型趋势线拟合程度能够达到99.74%~99.82%，表明通过设计的网版测试得到的接触电阻值稳定性较好。此外，通过测试同一张硅片上不同浆料所印刷的栅线电极，测试所得到接触电阻值出现明显的差距，同时图5中线型趋势线拟合程度能达到99.78%，说明测试得到的接触电阻准确性较高。
36.在实施例1中，两种浆料之间的差距主要体现在浆料中玻璃体系及含量的差异，通过内部测试初步判定浆料之间填充差异明显，因此通过这种方法来测试两种浆料的接触电阻，进而筛选玻璃的优异。
37.实施例2：实施例2网版印刷的方法重复实施例1，不同之处仅在于改变栅线宽度以及不同栅线之间的间距。实施例2中设置线宽为500μm，每排6条栅线两相邻的栅线间隔由密至疏分布分别为0.2、0.4、0.8、1.6、3.2mm。
38.对于实施例2的网版，采用实施例1中第一种银浆料印刷电极进行接触电阻测试，测试方法重复实施例1，测试结果如表4和图6所示。
39.对照例1：对照例1网版印刷的方法重复实施例1，不同之处仅在于改变栅线宽度以及不同栅线之间的间距。对照例1中设置线宽为300μm，每排6条栅线两相邻的栅线间隔由密至疏分布分别为0.5、1、2、4、8mm。
40.对于对照例1的网版，采用实施例1中第一种银浆料印刷电极进行接触电阻测试，测试方法重复实施例1，测试结果如表5和图7所示。
41.从对照例1中可以看出设计的网版测试得到的接触电阻值稳定性较差，图7中线型趋势线拟合程度能仅为99.19%，明显低于实施例1-2中的测试结果，这说明网版设计时栅线间隔的设置至关重要。
42.本发明实例中，网版设计的银电极栅线长度、宽度经过大量的实验测试，使网版经过印刷后测试所得到银硅接触电阻的值具有较好的稳定性和真实性，有效的降低了测试的成本。同时网版设计可以保证印刷不同的浆料进行同步接触电阻测试，降低了材料在不同片源之间接触电阻值的差异，更能准确的测试接触电阻的大小。
43.本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。