一种低耗银太阳能电池片及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池，尤其是一种低耗银太阳能电池片及其制备方法。

背景技术：

1、随着新能源的开发，光伏产业作为新能源开发的主力军，太阳能电池片的产品提升是一个重要研发项目。目前高效太阳能电池片的栅线绝大部分采用银浆印刷的方式制作，而银浆中的主要成份银作为贵金属之一，使得栅线成本较高。异质结太阳能电池片的银浆耗量＞200mg/片，占太阳能电池片非硅成本60％以上。并且，栅线均匀性受多种因素影响，例如温度、湿度、浆料黏稠性等等都会影响栅线线型，而且无法通过一次印刷实现预期栅线高宽比。因此，如何减少银浆的用量或者使用其他浆料或工艺替代银浆是高效太阳能电池片降低制作成本的主要研发方向之一。

2、如图6所示，为减少银浆的用量，市场上，采用在电池片上依次沉积铜层2和防氧化导电层3，再采用刻蚀方式去除未被背面主栅线和背面细栅线覆盖的金属导电膜层。而在实际生产过程中，刻蚀过程所需时间较长，且背面金属细栅是在刻蚀过程中形成，故印刷导电浆料4无法保护金属细栅的侧面，导致侧面腐蚀过度；且刻蚀对电池片有负面影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种低耗银太阳能电池片及其制备方法，利用掩模版在电池背面形成金属栅线并结合廉价的导电浆料替代低温银浆印刷栅线，实现减少耗银的目的；并且该方法电池无需经过蚀刻工艺，可以缩短工艺流程，具有节约成本、提高效率、保护环境等优点。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明公开了一种低耗银太阳能电池片的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、制造待形成栅线的太阳能电池片，形成电池片第一状态体。

5、s2、在所述电池片第一状态体的背光面覆盖上掩膜版，然后采用物理气相沉积方式配合掩膜版依次先后在电池片第一状态体的背光面上沉积背面金属细栅线、防氧化导电层，形成电池片第二状态体。

6、s3、在所述电池片第二状态体的背光面上使用银浆印刷背面主栅线，并经固化成形，形成电池片第三状态体。

7、s4、在所述电池片第二状态体或者第三状态体的背面金属细栅线上印刷导电浆料，并经固化成形，形成电池片第四状态体。

8、s5、在所述电池片第一状态体、第二状态体、第三状态体或者第四状态体的受光面上设置受光面栅线。

9、进一步地，在s2步骤中，所述背面金属细栅线为铜栅线，所述铜栅线的高度为50-500nm之间，宽度在60-250μm之间，线间距在120-800μm之间。

10、进一步地，在s2步骤中，所述防氧化导电层为透明导电膜、氧化物导电膜、镍膜、钛膜或铝膜，其厚度为5-50nm。

11、进一步地，在s3步骤中，所述背面主栅线设置有若干条厚度为15-20μm、间距为45-50mm，印刷后在170-190℃下表干10-12分钟。

12、进一步地，在s4步骤中，所述导电浆料为导电铝浆、导电碳浆或导电镍浆；背面上使用导电浆料印刷的多条背面细栅线的宽度为90-110μm、厚度为10-20μm、间距为150-250μm，并在150-180℃下固化40-50分钟。

13、进一步地，所述步骤s5中，在受光面设置受光面栅线的方式为：通过银浆在受光面上印刷若干条条宽度为1.2-1.7mm、厚度为12-17μm、间距为45-55mm的主栅线和若干条宽度为45-55μm、厚度为8-12μm、间距为0.8-1.2mm的细栅线，并在175-180℃下表干10-15分钟。

14、进一步地，在s2步骤中，所述掩膜版材质为不锈钢或其他膨胀系数更低且性质稳定的材料。所述掩膜版包括平面板，平面板表面平整，与电池片贴合紧密；使栅线在溅射过程中更加精确。所述平面板厚度为1±0.1mm，所述平面板上设置有若干镂空的凹槽，所述凹槽与所述金属导电细栅线的位置相对应；所述平面板边缘四边设有支撑平面板的边框，边框处设置有倒角，所述边框的宽度为0.5-0.7mm，倒角处为1-3mm。

15、所述掩膜版可拆卸地设置于电池片载板上。掩膜版为单独个体，使用时，直接平铺于载板镂空处，随装随用，不需要重新制作载板，单独个体清洗也更便利。

16、进一步地，所述凹槽的横截面为倒梯形，凹槽顶部开口120-500μm之间，凹槽底部开口60-250μm之间，相邻凹槽间隔在120-800μm之间。凹槽采用倒等腰梯形的开口设计，减少边缘效应的影响。

17、进一步地，还包括步骤s6、清洗掩膜版：掩膜版在进行150-250次镀膜后应进行清洗，可采用硫酸体系或氨水体系进行清洗，去除掩膜版表面铜层与保护层。

18、本发明还公开了一种低耗银太阳能电池片，其特征在于：采用上述的低耗银太阳能电池片的制备方法制作而成。电池片包括待形成栅线的电池片第一状态体，所述电池片第一状态体的受光面上设置有银浆主栅线和银浆细栅线；背光面上设置有铜细栅线和银浆主栅线；所述铜细栅线上设置有防氧化导电层；铜细栅线和防氧化导电层外围覆盖有导电浆料。

19、本发明的有益之处为：

20、1、本发明利用掩模版在电池背面通过物理气相沉积的方式形成金属栅线，并结合廉价的导电浆料替代低温银浆印刷栅线，实现减少耗银的目的；并且该方法的电池无需经过蚀刻工艺，不但节省了人力物力，杜绝栅线侧面腐蚀过度，从而降低太阳能电池片串联电阻，提高转换效率可以缩短工艺流程。具有节约成本、提高效率、保护环境等优点。

21、2、本发明在金属成栅工序之前就形成金属细栅，在印刷时就可以将金属细栅完全包裹起来，不与空气接触，降低金属氧化所导致的电池片不合格率。

22、3、本发明的掩膜版为单独个体，使用时，直接平铺于载板镂空处，随装随用，不需要重新制作载板，单独个体清洗也更便利。同时掩膜版上的凹槽采用倒等腰梯形的开口设计，减少边缘效应的影响，便于沉积。

23、4、本发明的背面细栅线采用加宽的铜栅线，使得电池片串联电阻下降，增加电池片转换效率。

技术特征：

1.一种低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：在s2步骤中，所述背面金属细栅线为铜栅线，所述铜栅线的高度为50-500nm之间，宽度在60-250μm之间，线间距在120-800μm之间。

3.根据权利要求1所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：在s2步骤中，所述防氧化导电层为透明导电膜、氧化物导电膜、镍膜、钛膜或铝膜，其厚度为5-50nm。

4.根据权利要求1所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：在s3步骤中，所述背面主栅线设置若干条厚度为15-20μm、间距为45-50mm，印刷后在170-190℃下表干10-12分钟。

5.根据权利要求1所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：在s4步骤中，所述导电浆料为导电铝浆、导电碳浆或导电镍浆；背面上使用导电浆料印刷的多条背面细栅线的宽度为90-110μm、厚度为10-20μm、间距为150-250μm，并在150-180℃下固化40-50分钟。

6.根据权利要求1所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，在受光面设置受光面栅线的方式为：通过银浆在受光面上印刷若干条宽度为1.2-1.7mm、厚度为12-17μm、间距为45-55mm的主栅线和若干条宽度为45-55μm、厚度为8-12μm、间距为0.8-1.2mm的细栅线，并在175-180℃下表干10-15分钟。

7.根据权利要求1所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：在s2步骤中，所述掩膜版材质为不锈钢；所述掩膜版包括平面板，平面板表面平整，与电池片贴合紧密；所述平面板厚度为0.1～2mm，所述平面板上设置有若干镂空的凹槽，所述凹槽与所述金属导电细栅线的位置相对应；所述掩膜版可拆卸地设置于电池片载板上。

8.根据权利要求7所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述凹槽的横截面为倒梯形，凹槽顶部开口120-500μm之间，凹槽底部开口60-250μm之间，相邻凹槽间隔在120-800μm之间。

9.根据权利要求1所述的低耗银太阳能电池片的制备方法，其特征在于：还包括步骤s6、清洗掩膜版：掩膜版在进行150-250次镀膜后应进行清洗，可采用硫酸体系或氨水体系进行清洗，去除掩膜版表面铜层与保护层。

10.一种低耗银太阳能电池片，其特征在于：采用权利要求1至9任一项所述的低耗银太阳能电池片的制备方法制作而成；电池片包括待形成栅线的电池片第一状态体，所述电池片第一状态体的受光面上设置有银浆主栅线和银浆细栅线；背光面上设置有铜细栅线和银浆主栅线；所述铜细栅线上设置有防氧化导电层；

技术总结
本发明涉及太阳能电池技术领域，公开了一种低耗银太阳能电池片的制备方法，其包括以下步骤：S1、制造待形成栅线的太阳能电池片。S2、在电池片的背光面覆盖上掩膜版后采用物理气相沉积方式先后在背光面上沉积背面金属细栅线、防氧化导电层。S3、在电池片的背光面上使用银浆印刷背面主栅线，并经固化成形。S4、在电池片的背面金属细栅线上印刷导电浆料，并经固化成形。S5、在电池片的受光面上设置受光面栅线。本发明还公开了一种低耗银太阳能电池片，其采用上述的制备方法制作而成。本发明利用掩模版在电池背面形成金属栅线并结合廉价的导电浆料替代低温银浆印刷栅线，实现减少耗银的目的；并且该方法电池无需经过蚀刻工艺，可以缩短工艺流程。

技术研发人员：黄家容,欧少斌,曾清华,汤梦华,陈辉煌
受保护的技术使用者：福建金石能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22