本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池制備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池又稱(chēng)為“太陽(yáng)能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，它只要被滿(mǎn)足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流，在物理學(xué)上稱(chēng)為太陽(yáng)能光伏(Photovoltaic，縮寫(xiě)為PV)，簡(jiǎn)稱(chēng)光伏，其工作原理為利用光生伏打效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能，當(dāng)太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)(P-N Junction)上，形成新的空穴-電子對(duì)(V-E pair)，在P-N結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。由于是利用各種勢(shì)壘的光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能的固體半導(dǎo)體器件，故又稱(chēng)太陽(yáng)能電池或光伏電池，是太陽(yáng)能電池陣電源系統(tǒng)的重要組件。太陽(yáng)能電池主要有晶硅(Si)電池，三五族半導(dǎo)體電池(GaAs,Cds/Cu2S,Cds/CdTe,Cds/InP,CdTe/Cu2Te)，無(wú)機(jī)電池，有機(jī)電池等，其中晶硅太陽(yáng)能電池居市場(chǎng)主流主導(dǎo)地位。晶硅太陽(yáng)能電池的基本材料為純度達(dá)0.999999、電阻率在10歐·厘米以上的P型單晶硅，包括正面絨面、正面p-n結(jié)、正面減反射膜、正背面電極等部分。
電池片正面導(dǎo)電銀漿起到了收集電流和傳導(dǎo)電流的作用，是電池片生產(chǎn)成本中重要的組成部分，現(xiàn)有太陽(yáng)能電池的正面電極印刷工藝為發(fā)展成熟的絲網(wǎng)印刷，傳統(tǒng)絲印網(wǎng)版是由網(wǎng)布經(jīng)過(guò)一定的拉力拉伸后，粘接于網(wǎng)框上，再經(jīng)過(guò)預(yù)處理去除油脂、雜質(zhì)后進(jìn)行感光膠涂布，經(jīng)曬版固化、顯影沖洗形成圖案。
網(wǎng)布的功能一方面是用于支撐感光膠，形成圖案；另一方面是調(diào)整漿料的透過(guò)量。網(wǎng)布是經(jīng)過(guò)經(jīng)緯線(xiàn)的網(wǎng)紗交替編織而成的，網(wǎng)紗的材質(zhì)主要由聚酯纖維、尼龍纖維、金屬材質(zhì)或復(fù)合材質(zhì)等構(gòu)成。網(wǎng)布經(jīng)一定的張力伸張后，或直接粘接在網(wǎng)框上形成網(wǎng)版，或通過(guò)復(fù)合工藝制作成復(fù)合網(wǎng)版。
但隨著太陽(yáng)能、微電子等行業(yè)對(duì)產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)換效率要求的進(jìn)一步提高，行業(yè)需要把印刷圖形的線(xiàn)條寬度變細(xì)，這時(shí)再采用現(xiàn)有絲網(wǎng)印刷工藝，其采用的網(wǎng)布上經(jīng)緯線(xiàn)所形成的網(wǎng)結(jié)就會(huì)嚴(yán)重影響印刷漿料的通過(guò)，嚴(yán)重者甚至?xí)斐捎∷嗑€(xiàn)等不良。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)布上經(jīng)緯線(xiàn)所形成的網(wǎng)結(jié)嚴(yán)重影響印刷漿料、造成印刷斷線(xiàn)等不良的問(wèn)題。
為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝，其中正電極采用無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷方式印刷，具體印刷步驟如下：
(1)制漿：按以下重量百分比的原料置于85℃的攪拌裝置中攪拌10-12小時(shí)制得：銀粉70-75％、石墨烯粉10-15％、玻璃粉2-4％、有機(jī)載體12-15％；
(2)制版：采用3D打印一體成型的平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在需要印刷線(xiàn)條的位置預(yù)留曬版對(duì)位空間即可得到印刷網(wǎng)版；
(3)印刷：將步驟(2)制得的印刷網(wǎng)版置于相對(duì)于承印臺(tái)平行移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，網(wǎng)板所在的平面與承印臺(tái)所在平面之間相互平行，并使用步驟(1)制得的銀漿進(jìn)行印刷。
更優(yōu)的，步驟(1)中所述有機(jī)載體由4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑構(gòu)成，表面活性劑為有機(jī)硅樹(shù)脂、檸檬酸三丁酯、油酸、司班85中的一種或兩種，觸變劑為乙基纖維素、羥乙基纖維素、蓖麻油、三甘油酸脂或牛油脂肪酸酯、硬酸脂等或包含羥基或羧基官能團(tuán)的高分子聚合物中的一種或兩種，增塑劑為檸檬酸三丁酯或鄰苯二甲酸二丁酯，4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑四者之間的比例為：8:0.2:0.2:1.6。
更優(yōu)的，步驟(3)中所用的移動(dòng)機(jī)構(gòu)在承印臺(tái)上方上下移動(dòng)或水平移動(dòng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明采用3D打印一體成型的平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不再具有經(jīng)緯線(xiàn)所形成的網(wǎng)結(jié)，配合專(zhuān)門(mén)調(diào)制的銀漿進(jìn)行印刷，印刷效果佳，從根源上解決了現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)布上經(jīng)緯線(xiàn)所形成的網(wǎng)結(jié)嚴(yán)重影響印刷漿料、造成印刷斷線(xiàn)等不良的問(wèn)題；
(2)本發(fā)明的銀漿中含有石墨烯，增加了電傳導(dǎo)率；同時(shí)降低了銀粉的用量，降低了生產(chǎn)成本；
(3)采用本發(fā)明方法印刷得到的正電極，其金屬導(dǎo)線(xiàn)更細(xì)更密，電池透光與電傳導(dǎo)性能增加，將電池效率從19.8％提高到了21.2％以上。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的應(yīng)用原理、作用與功效，通過(guò)如下實(shí)施方式予以說(shuō)明。
實(shí)施例1
一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝，以單晶硅片為原料，依次通過(guò)堿腐蝕致絨、酸清洗去除雜質(zhì)、純水再清洗、烘干水分、三氯氧磷擴(kuò)散、磷玻璃去除與絕緣、熱退火、正面氮化硅鍍膜、背電極印刷、背電極烘干、背電場(chǎng)印刷、背電場(chǎng)烘干后進(jìn)行正電極印刷，正電極印刷使用的銀漿的組分為：銀粉71％、石墨烯粉12％、玻璃粉2％、有機(jī)載體15％，所述有機(jī)載體由4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑構(gòu)成，表面活性劑為有機(jī)硅樹(shù)脂、檸檬酸三丁酯兩種，觸變劑為乙基纖維素，增塑劑為檸檬酸三丁酯，4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑四者之間的比例為：8:0.2:0.2:1.6，具體印刷步驟如下：
(1)制漿：按銀漿原料置于85℃的攪拌裝置中攪拌12小時(shí)制得；
(2)制版：采用3D打印一體成型的平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在需要印刷線(xiàn)條的位置預(yù)留曬版對(duì)位空間即可得到印刷網(wǎng)版；
(3)印刷：將步驟(2)制得的印刷網(wǎng)版置于移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在承印臺(tái)上方上下移動(dòng)，網(wǎng)板所在的平面與承印臺(tái)所在平面之間相互平行，并使用步驟(1)制得的銀漿進(jìn)行印刷。
正電極印刷后再依次進(jìn)行正電極烘干、燒結(jié)、電池測(cè)試分選即得到太陽(yáng)能電池產(chǎn)品。
本實(shí)施例制得太陽(yáng)能電池，電池效率平均為21.4％。
實(shí)施例2
一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝，以單晶硅片為原料，依次通過(guò)堿腐蝕致絨、酸清洗去除雜質(zhì)、純水再清洗、烘干水分、三氯氧磷擴(kuò)散、磷玻璃去除與絕緣、熱退火、正面氮化硅鍍膜、背電極印刷、背電極烘干、背電場(chǎng)印刷、背電場(chǎng)烘干后進(jìn)行正電極印刷，正電極印刷使用的銀漿的組分為：銀粉75％、石墨烯粉10％、玻璃粉3％、有機(jī)載體12％，所述有機(jī)載體由4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑構(gòu)成，表面活性劑為檸檬酸三丁酯、油酸兩種，觸變劑為蓖麻油，增塑劑為檸檬酸三丁酯，4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑四者之間的比例為：8:0.2:0.2:1.6，具體印刷步驟如下：
(1)制漿：按銀漿原料置于85℃的攪拌裝置中攪拌10小時(shí)制得；
(2)制版：采用3D打印一體成型的平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在需要印刷線(xiàn)條的位置預(yù)留曬版對(duì)位空間即可得到印刷網(wǎng)版；
(3)印刷：將步驟(2)制得的印刷網(wǎng)版置于移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在承印臺(tái)上方上下移動(dòng)，網(wǎng)板所在的平面與承印臺(tái)所在平面之間相互平行，并使用步驟(1)制得的銀漿進(jìn)行印刷。
正電極印刷后再依次進(jìn)行正電極烘干、燒結(jié)、電池測(cè)試分選即得到太陽(yáng)能電池產(chǎn)品。
本實(shí)施例制得太陽(yáng)能電池，電池效率平均為21.2％。
實(shí)施例3
一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝，以單晶硅片為原料，依次通過(guò)堿腐蝕致絨、酸清洗去除雜質(zhì)、純水再清洗、烘干水分、三氯氧磷擴(kuò)散、磷玻璃去除與絕緣、熱退火、正面氮化硅鍍膜、背電極印刷、背電極烘干、背電場(chǎng)印刷、背電場(chǎng)烘干后進(jìn)行正電極印刷，正電極印刷使用的銀漿的組分為：銀粉71％、石墨烯粉12％、玻璃粉2％、有機(jī)載體15％，所述有機(jī)載體由4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑構(gòu)成，表面活性劑為油酸，觸變劑為乙基纖維素，增塑劑為檸檬酸三丁酯，4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑四者之間的比例為：8:0.2:0.2:1.6，具體印刷步驟如下：
(1)制漿：按銀漿原料置于85℃的攪拌裝置中攪拌11小時(shí)制得；
(2)制版：采用3D打印一體成型的平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在需要印刷線(xiàn)條的位置預(yù)留曬版對(duì)位空間即可得到印刷網(wǎng)版；
(3)印刷：將步驟(2)制得的印刷網(wǎng)版置于移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在承印臺(tái)上方上下移動(dòng)，網(wǎng)板所在的平面與承印臺(tái)所在平面之間相互平行，并使用步驟(1)制得的銀漿進(jìn)行印刷。
正電極印刷后再依次進(jìn)行正電極烘干、燒結(jié)、電池測(cè)試分選即得到太陽(yáng)能電池產(chǎn)品。
本實(shí)施例制得太陽(yáng)能電池，電池效率平均為21.3％。
實(shí)施例4
一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝，以單晶硅片為原料，依次通過(guò)堿腐蝕致絨、酸清洗去除雜質(zhì)、純水再清洗、烘干水分、三氯氧磷擴(kuò)散、磷玻璃去除與絕緣、熱退火、正面氮化硅鍍膜、背電極印刷、背電極烘干、背電場(chǎng)印刷、背電場(chǎng)烘干后進(jìn)行正電極印刷，正電極印刷使用的銀漿的組分為：銀粉70％、石墨烯粉15％、玻璃粉2％、有機(jī)載體13％，所述有機(jī)載體由4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑構(gòu)成，表面活性劑為有機(jī)硅樹(shù)脂、檸檬酸三丁酯兩種，觸變劑為乙基纖維素，增塑劑為檸檬酸三丁酯，4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑四者之間的比例為：8:0.2:0.2:1.6，具體印刷步驟如下：
(1)制漿：按銀漿原料置于85℃的攪拌裝置中攪拌12小時(shí)制得；
(2)制版：采用3D打印一體成型的平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在需要印刷線(xiàn)條的位置預(yù)留曬版對(duì)位空間即可得到印刷網(wǎng)版；
(3)印刷：將步驟(2)制得的印刷網(wǎng)版置于移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在承印臺(tái)上方上下移動(dòng)，網(wǎng)板所在的平面與承印臺(tái)所在平面之間相互平行，并使用步驟(1)制得的銀漿進(jìn)行印刷。
正電極印刷后再依次進(jìn)行正電極烘干、燒結(jié)、電池測(cè)試分選即得到太陽(yáng)能電池產(chǎn)品。
本實(shí)施例制得太陽(yáng)能電池，電池效率平均為21.5％。
實(shí)施例5
一種無(wú)網(wǎng)結(jié)印刷的太陽(yáng)能電池制備工藝，以單晶硅片為原料，依次通過(guò)堿腐蝕致絨、酸清洗去除雜質(zhì)、純水再清洗、烘干水分、三氯氧磷擴(kuò)散、磷玻璃去除與絕緣、熱退火、正面氮化硅鍍膜、背電極印刷、背電極烘干、背電場(chǎng)印刷、背電場(chǎng)烘干后進(jìn)行正電極印刷，正電極印刷使用的銀漿的組分為：銀粉70％、石墨烯粉15％、玻璃粉2％、有機(jī)載體13％，所述有機(jī)載體由4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑構(gòu)成，表面活性劑為油酸、司班85兩種，觸變劑為羥乙基纖維素、蓖麻油兩種，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，4,4’-二氯二苯砜、表面活性劑、觸變劑、增塑劑四者之間的比例為：8:0.2:0.2:1.6，具體印刷步驟如下：
(1)制漿：按銀漿原料置于85℃的攪拌裝置中攪拌12小時(shí)制得；
(2)制版：采用3D打印一體成型的平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在需要印刷線(xiàn)條的位置預(yù)留曬版對(duì)位空間即可得到印刷網(wǎng)版；
(3)印刷：將步驟(2)制得的印刷網(wǎng)版置于移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在承印臺(tái)上方上下移動(dòng)，網(wǎng)板所在的平面與承印臺(tái)所在平面之間相互平行，并使用步驟(1)制得的銀漿進(jìn)行印刷。
正電極印刷后再依次進(jìn)行正電極烘干、燒結(jié)、電池測(cè)試分選即得到太陽(yáng)能電池產(chǎn)品。
本實(shí)施例制得太陽(yáng)能電池，電池效率平均為21.4％。
如上所述即為本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。