[发明专利]一种晶体硅太阳电池用镂空印刷模版的设计方案

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种晶体硅太阳电池制备的技术领域，具体涉及 的一种晶体硅太阳电池用镂空印刷模版的设计方法。

背景技术：

晶体硅太阳电池金属电极的制作目前一般是采用丝网印刷的方 法进行的，即先利用丝网版将金属电极浆料印刷到硅片上形成一定的 电极图案，然后再进行高温烧结，使金属固化并在连接处与硅片形成 合金和欧姆接触。其中，这里的金属电极浆料相当于其它印刷技术中 的油墨。丝网印刷模版是将带有印刷图案的感光乳剂层粘贴在不锈钢 丝网纱背面上而获得。丝网印刷的晶体硅太阳电池电极的最小宽度决 定于不锈钢丝网纱的网眼大小。目前，丝网印刷的晶体硅太阳电池的 电极最小尺寸在100-110μm左右，经过烧结后高度在15μm左右。 当要求金属电极的宽度进一步降低(例如降低至100μm以下)时，丝 网印刷将会不可避免出现由于丝网版堵塞而引起的电极栅线断裂的 现象，这使得利用丝网印刷方法难以制备出更为精细的太阳电池金属 电极栅线。

正因为丝网印刷的上述局限性，人们一直希望能够找到一种简 单、低成本的方法来代替丝网印刷而制备出更细、更高的晶体硅太阳 电池电极栅线，以减小电极的遮光面积，提高光电转换效率。将镂空 模版印刷(stencil print)技术应用于晶体硅太阳电池电极制作就是 其中的一种尝试。镂空版印刷技术已经较为广泛地应用于集成电路中 的表面贴装技术(surface mount technology，SMT)领域，其特点是 在一块固体板(如不锈钢板)上镂空出印刷图案而获得印刷模版。镂空 印刷模版与丝网印刷模版的区别在于，镂空版是一块带有图案的固体 板，而丝网版则是一块带有图案的不锈钢丝网纱，所以，镂空印刷模 版的镂空狭缝中没有像丝网版那样的不锈钢网丝，因而具有更大的开 口比(达到95％以上，而丝网版在40％左右)和更好的脱墨特性，可 以印刷出更细、更高、更结实的晶体硅太阳电池电极栅线。

当将镂空版印刷技术应用于晶体硅太阳电池电极的制作时，不能 直接采用原来的SMT领域中的镂空印刷模版，而需要对镂空印刷模版 进行改造，因为：①晶体硅太阳电池电极的宽度相比SMT领域中的加 工尺寸更细小，镂空版的加工精度将会大大增加，这是限制镂空印刷 版在晶体硅太阳电池电极制作领域应用的主要问题。②晶体硅太阳电 池电极是相互连接在一起的，但镂空版的印刷图案的线条是不能相互 连通，因为，这样不仅镂空版会失去应有的机械强度而断裂，而且其 印刷图案将失去原来的意义，例如，在固体板镂空出一个完全连通的 圆环，则镂空出来的图案则是一个圆。③镂空版的镂空狭缝中必须存 在一定数量的桥连，以增加镂空版的机械强度和保证镂空版的印刷图 案，而且桥连的宽度要足够小，以使得印刷在其两侧的电极浆料能够 通过流动而连接在一起，形成一副连续而完整的电极图案。

因此，对镂空版印刷技术进行改进，并应用于晶体硅太阳电池电 极的制作时，将会带来两个问题：①如何降低镂空印刷模版的加工精 度以实现它的低成本加工与应用；②如何巧妙地设计镂空印刷模版印 刷图案线条以保证印刷出来的太阳电池电极的连续性和完整性。

发明内容：

本发明的目的是提供一种晶体硅太阳电池用镂空印刷模版的设 计方法，它能既保证了印刷出来的太阳电池电极的连续性和完整性， 又降低了镂空印刷模版的加工精度。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案： 镂空模版的印刷图案是在它的固体板上镂空出来的，由多条镂空狭缝 组成；固体板上的一条镂空狭缝就对应于一条印刷图案线条，而其中 一条镂空狭缝由多段镂空狭缝组成；相邻的两段镂空狭缝交叠错开排 列，在相邻两段镂空狭缝的交接处形成一桥连，桥连的长度即是两段 镂空狭缝的交叠程度，桥连的宽度是两段镂空狭缝错开的距离。

所述的桥连是在相邻两段镂空狭缝的交接处形成的、没有被镂空 的地方，桥连还可以增加镂空模版的机械强度，桥连的数量根据模版 所需要的机械强度和开口比进行调整；印刷图案的线条就对应于固体 板上的镂空狭缝，其宽度可以根据需要在0.02mm-50mm之间进行调 整。