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晶體硅太陽能電池的絲網(wǎng)印刷技術(shù)詳解

2012-04-25 08:56

　　新一代絲網(wǎng)印刷的應(yīng)用

　　如今晶體硅太陽能電池的平均轉(zhuǎn)化效率是15%，業(yè)界的發(fā)展目標(biāo)是將轉(zhuǎn)化效率提高到20%以上，絲網(wǎng)印刷設(shè)備能夠提供多種方法幫助實現(xiàn)這一目標(biāo)。實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)化效率可以從以下兩個方面入手：電池工藝（創(chuàng)造出能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能的有效區(qū)域）和金屬鍍膜（形成導(dǎo)電金屬線）。

　　雙重印刷

　　電池正面導(dǎo)電線路的一個負(fù)面效應(yīng)是陰影：導(dǎo)線阻擋了少量陽光，使其無法進(jìn)入電池的有效區(qū)域，從而降低了轉(zhuǎn)化效率【圖6】。為了將這種陰影效應(yīng)降到最低，導(dǎo)線必須盡可能做到最窄。然而，為了保持足夠的導(dǎo)電性，線條的高度必須增加，這樣才能保持同樣的橫截面積。實現(xiàn)更細(xì)，更高導(dǎo)線橫截面的解決方案就是將多條導(dǎo)線重疊印刷。這就意味著絲網(wǎng)印刷機必須能夠高準(zhǔn)確度、高重復(fù)性地印刷非常細(xì)小的線條——當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)線條小到80μm——相當(dāng)于人類一根頭發(fā)絲的平均厚度。

圖6：導(dǎo)線阻擋光線，使其無法到達(dá)電池有效區(qū)域

　　現(xiàn)在大多數(shù)導(dǎo)線燒結(jié)后的尺寸是110-120μm寬，12-15μm高。這樣尺寸的線條由于陰影效應(yīng)帶來的轉(zhuǎn)化效率損失大約為1.29%。要減少這一損耗，導(dǎo)線寬度必須降低；同時，需要增加導(dǎo)線橫截面的高度，以此優(yōu)化導(dǎo)電性能�！緢D7】。導(dǎo)線橫截面尺寸從110μm寬/12μm高轉(zhuǎn)變?yōu)?0μm寬/30μm高之后，潛在的轉(zhuǎn)化效率絕對增益為0.5%。

圖7：降低線條寬度減少了有效區(qū)域的陰影，從而提高潛在轉(zhuǎn)化效率

　　應(yīng)用材料公司Baccini的方法是用兩臺不同的印刷機將兩種材料進(jìn)行重疊印刷。這一最新的工藝在實際生產(chǎn)環(huán)境下實現(xiàn)了80μm寬、平均30μm高的導(dǎo)線橫截面尺寸。這種方法減少了大約20%的陰影損失，相應(yīng)的也降低了電阻系數(shù)。通過在現(xiàn)有生產(chǎn)線上增加一臺額外的絲網(wǎng)印刷機和烘干爐，就能非常方便地以一種具有成本效益的方式實現(xiàn)多次印刷工藝。

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晶體硅太陽能電池絲網(wǎng)印刷