晶体硅太阳能电池的丝网印刷技术详解

2012-04-25 08:56

　　新一代丝网印刷的应用

　　如今晶体硅太阳能电池的平均转化效率是15%，业界的发展目标是将转化效率提高到20%以上，丝网印刷设备能够提供多种方法帮助实现这一目标。实现更高的转化效率可以从以下两个方面入手：电池工艺（创造出能够将光能转化为电能的有效区域）和金属镀膜（形成导电金属线）。

　　双重印刷

　　电池正面导电线路的一个负面效应是阴影：导线阻挡了少量阳光，使其无法进入电池的有效区域，从而降低了转化效率【图6】。为了将这种阴影效应降到最低，导线必须尽可能做到最窄。然而，为了保持足够的导电性，线条的高度必须增加，这样才能保持同样的横截面积。实现更细，更高导线横截面的解决方案就是将多条导线重叠印刷。这就意味着丝网印刷机必须能够高准确度、高重复性地印刷非常细小的线条——当前的标准线条小到80μm——相当于人类一根头发丝的平均厚度。

图6：导线阻挡光线，使其无法到达电池有效区域

　　现在大多数导线烧结后的尺寸是110-120μm宽，12-15μm高。这样尺寸的线条由于阴影效应带来的转化效率损失大约为1.29%。要减少这一损耗，导线宽度必须降低；同时，需要增加导线横截面的高度，以此优化导电性能。【图7】。导线横截面尺寸从110μm宽/12μm高转变为80μm宽/30μm高之后，潜在的转化效率绝对增益为0.5%。

图7：降低线条宽度减少了有效区域的阴影，从而提高潜在转化效率

　　应用材料公司Baccini的方法是用两台不同的印刷机将两种材料进行重叠印刷。这一最新的工艺在实际生产环境下实现了80μm宽、平均30μm高的导线横截面尺寸。这种方法减少了大约20%的阴影损失，相应的也降低了电阻系数。通过在现有生产线上增加一台额外的丝网印刷机和烘干炉，就能非常方便地以一种具有成本效益的方式实现多次印刷工艺。

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