一种印刷金属栅线的方法

摘要

本发明公开了一种印刷金属栅线的方法，其包括以下步骤：在镀膜晶硅硅片表面印刷第一层接触型银浆；烘干第一层接触型银浆；再在第一层接触型银浆上印刷第二层导电型银浆；最后将银浆烘干、烧结。本发明的有益效果是，采用镀膜后的单晶硅或多晶硅片作为印刷基底，通过印刷第一层接触型银浆，使金属栅线与基底形成良好的欧姆接触；再在第一层接触型银浆表面上印刷第二层导电型银浆，提升栅线的导电性能，最终提高电池的各项电性能参数。

权利要求

1.一种印刷金属栅线的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在镀膜晶硅硅片表面印刷第一层接触型银浆，接触型银浆的宽度为60～100μm，高度为5～15μm；

（2）烘干第一层接触型银浆；

（3）再在第一层接触型银浆上印刷第二层导电型银浆，导电型银浆的宽度为50～

90μm，高度为15～30μm；

（4）最后对银浆进行烘干、烧结处理。

2.根据权利要求1所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，所述接触型银浆的质量百分比组成为80～85%银粉，0.5～3%玻璃粉，10～15%有机溶剂，0.5～2%高分子树脂，

2～8%氧化物添加剂。

3.根据权利要求1所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，所述导电型银浆的质量百分比组成为85～92%银粉，0.1～2%玻璃粉，5～10%有机溶剂，1～4%高分子树脂，

0.1～2%氧化物添加剂。

4.根据权利要求1所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，步骤（2）中烘干的温度为

100～300℃；步骤（4）中所述银浆的烘干温度为250～400℃；烧结温度为700～900℃。

5.根据权利要求2或3所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，所述银粉为片状、球3

状或棒状，颗粒平均粒径为0.1～3μm，振实密度为4～6g/cm。

6.根据权利要求2或3所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，所述玻璃粉为B2O3-SiO2-PbO系列玻璃粉、B2O3-SiO2-Bi2O3-ZnO系列玻璃粉中的一种或两种。

7.根据权利要求2或3所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，所述有机溶剂为松油醇、十二酯醇、乙醇、硬脂酸盐中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求2或3所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，所述高分子树脂为乙基纤维素树脂、硝基纤维素树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种组成物。

9.根据权利要求2或3所述的印刷金属栅线的方法，其特征在于，所述氧化物添加剂为Bi2O3、Sb2O3、BaO、CaO中的一种或多种混合物。

说明书

一种印刷金属栅线的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种印刷金属栅线的方法。

背景技术

[0002] 最近几年，随着丝网印刷技术的进步，工业化生产的晶硅电池栅线越来越细，栅线宽度从原来的120～140μm，降到了现在的80～100μm。栅线细化可以减小栅线遮光面积，增大短路电流；同时，栅线细化后，金属接触面积减小，减反膜钝化面积增大，可以提高开路电压。但是，栅线不能无限制地细化，因为它受到网版、浆料以及硅片方阻等方面的限制。由于目前晶硅硅片的扩散方阻在逐渐提高，栅线细化后，栅线与硅片之间的欧姆接触就会受很大影响。另一方面，由于丝网印刷技术的限制，栅线细化后，栅线的高度也降低了，导致金属栅线导电性能下降，线电阻增大。如果栅线细化到一定程度后不经过处理，欧姆接触不良(也即接触电阻过大)以及线电阻增大所导致的串联电阻过大会使得电池填充因子降低，从而限制电池转换效率的提高。

[0003] 为了得到高的高宽比栅线，同时解决栅线线电阻和接触电阻的问题，本发明提出了一种新的印刷技术。此印刷技术充分利用不同浆料的性能，使得印刷的第一层较薄接触型浆料能够很好的解决接触电阻问题，而随后印刷的较厚导电型浆料能有效解决线电阻问题。这种印刷方法，一方面能够将金属栅线在做细的基础上做高，印刷的浆料不容易坍塌，减少栅线遮光面积和减少银浆的消耗量；另一方面能够在解决欧姆接触问题的同时，解决线电阻问题，降低电池的串联电阻，提高电池光电转换效率。

[0004] 专利201020166099.X公开了一种两次印刷电极的太阳能电池，虽然该专利采用了两次印刷的技术，但它没有考虑到第一层浆料和第二层浆料的不同功能，栅线与硅基体接触电阻是通过栅线底部重掺杂来实现的，而不是通过浆料。且其蚀槽技术和重扩散N++技术都比较复杂繁琐，不利于电池的大规模生产。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种印刷金属栅线的方法，通过设计两层不同类型的银浆，来分别解决栅线的接触电阻和线电阻问题，从而有效地降低电池的串联电阻，提高电池填充因子，提高其光电转换效率。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0007] 一种印刷金属栅线的方法，包括以下步骤：

[0008] (1)在镀膜晶硅硅片表面印刷第一层接触型银浆；

[0009] (2)烘干第一层接触型银浆；

[0010] (3)再在第一层接触型银浆上印刷第二层导电型银浆；

[0011] (4)最后对银浆进行烘干、烧结处理。

[0012] 所述晶硅硅片为单晶硅片或多晶硅片。

[0013] 所述接触型银浆组成为80～85％银粉，0.5～3％玻璃粉，10～15％有机溶剂，0.5～2％高分子树脂，2～8％氧化物添加剂。

[0014] 所述的接触型银浆宽度为60～100μm，高度为5～15μm。

[0015] 所述接触型银浆的烘干温度为100～300℃。

[0016] 所述导电型银浆组成为85～92％银粉，0.1～2％玻璃粉，5～10％有机溶剂，1～4％高分子树脂，0.1～2％氧化物添加剂。

[0017] 所述导电型银浆宽度为50～90μm，高度为15～30μm。

[0018] 所述导电型银浆的烘干温度为250～400℃。

[0019] 所述接触型和导电型银浆的烧结温度为700～900℃。

[0020] 所述银粉为片状、球状或棒状，颗粒平均粒径为0.1～3μm，振实密度为4～6g/3
cm ；玻璃粉为B2O3-SiO2-PbO系列玻璃粉、B2O3-SiO2-Bi2O3-ZnO系列玻璃粉中的一种或两种。；有机溶剂为松油醇、十二酯醇、乙醇、硬脂酸盐中的一种或多种的混合物；高分子树脂为乙基纤维素树脂、硝基纤维素树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种组成物；氧化物添加剂为Bi2O3、Sb2O3、BaO、CaO中的一种或多种混合物。

[0021] 上述银粉、玻璃粉、有机溶剂、高分子树脂、氧化物添加剂均为本领域技术人员所知晓的产品，均为可购得的市售产品。

[0022] 本发明的有益效果是，本发明采用镀膜后的单晶硅或多晶硅片作为印刷基底，通过印刷第一层接触型银浆，使金属栅线与硅基底形成良好的欧姆接触。再在第一层接触型银浆表面上印刷第二层导电型银浆，提升栅线的导电性能，从而降低电池的串联电阻，提高电池的电性能。本发明的另外一个有益效果是，由于第一层接触型银浆的主要作用是与基底形成良好的欧姆接触，所以印刷的高度不需要很高，叠印第二层导电型银浆后不容易发生坍塌展宽，能有效减少遮光面积。

附图说明

[0023] 图1为本发明所制备的栅线的结构示意图。

[0024] 其中：1.硅片；2.减反射膜；3.第一层接触型银浆；4.第二层导电型银浆。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0026] 实施例1：

[0027] 采用P型单晶硅片1，进行扩散、镀氮化硅减反射膜2等处理后，在其受光面丝网印刷第一层接触型银浆3，银浆组成为80％银粉，2.5％玻璃粉(主要成份为B2O3、SiO2、PbO)，12％有机溶剂(主要成份为松油醇、乙醇、硬脂酸盐)，0.5％高分子树脂(主要成份为乙基纤维素)，5％氧化物添加剂(主要成份为Bi2O3、Sb2O3、BaO、CaO)。丝网采用290目、20μm的钢丝网，膜厚为8μm，主栅处设置对准点，印刷的银浆宽度为90μm，高度为10μm。将此银浆在烘干炉中烘干，炉温控制在150℃左右。通过对准点，再在其表面对准印刷第二层导电型银浆4，银浆组成为90％银粉，1％玻璃粉(主要成份为B2O3、SiO2、Bi2O3、ZnO)，6％有机溶剂(主要成份为十二酯醇、乙醇、硬脂酸盐)，2％高分子树脂(主要成份为乙基纤维素)，
1％氧化物添加剂(主要成份为Sb2O3、BaO、CaO)。丝网采用290目、20μm的钢丝网，膜厚为12μm，印刷的银浆宽度为70μm，高度为25μm。最后将印刷后的电池片在250～900℃的链式炉中烘干、烧结。烘干温度为250～400℃，烧结温度为700～900℃。

[0028] 实施例2：

[0029] 采用P型多晶硅片1，进行扩散、镀氮化硅减反射膜2等处理后，在其受光面丝网印刷第一层接触型银浆3，银浆组成为85％银粉，1.5％玻璃粉(主要成份为B2O3、SiO2、PbO)，10％有机溶剂(主要成份为松油醇、乙醇、硬脂酸盐)，0.5％高分子树脂(主要成份为丙烯酸树脂)，3％氧化物添加剂(主要成份为Bi2O3、Sb2O3、BaO、CaO)。丝网采用290目、20μm的钢丝网，膜厚为10μm，主栅处设置对准点，印刷的银浆宽度为70μm，高度为15μm。将此银浆在烘干炉中烘干，炉温控制在200℃左右。通过对准点，再在其表面对准印刷第二层导电型银浆4，银浆组成为92％银粉，0.5％玻璃粉(主要成份为B2O3、SiO2、Bi2O3、ZnO)，6％有机溶剂(主要成份为十二酯醇、乙醇、硬脂酸盐)，1％高分子树脂(主要成份为硝基纤维素)，0.5％氧化物添加剂(主要成份为Sb2O3、BaO、CaO)。丝网采用290目、20μm的钢丝网，膜厚为12μm，印刷的银浆宽度为60μm，高度为20μm。最后将印刷后的电池片在在250～
900℃的链式炉中烘干、烧结。烘干温度为250～400℃，烧结温度为700～900℃。

[0030] 比较例1：

[0031] 采用P型单晶硅片，进行扩散、镀氮化硅薄膜等处理后，在其受光面丝网印刷杜邦PV149型银浆。丝网采用320目、23μm的钢丝网，膜厚为15μm，印刷的银浆宽度为110μm，高度为25μm。最后将印刷后的电池片在在250～900℃的链式炉中烘干、烧结。。

[0032] 比较例2：

[0033] 采用P型多晶硅片，进行扩散、镀氮化硅薄膜等处理后，在其受光面丝网印刷杜邦PV149型。丝网采用290目、20μm的钢丝网，膜厚为12μm印刷的银浆宽度为100μm，高度为20μm。作最后将印刷后的电池片在在250～900℃的链式炉中烘干、烧结。

[0034] 表1为比较例和实施例所制备电池的电性能的对比数据，从结果中可以看出，本发明方法能大幅降低电池的串联电阻，同时提高开压和短路电流，最终此类电池较之传统电池的光电转换效率有0.3～0.5％的提高。

[0035] 表1比较例和实施例电池的电性能数据对比

[0036]