[发明专利]多晶硅电池的石墨烯电极的印刷工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅电池的石墨烯电极的印刷工艺，尤其是一种太阳能电池制造过程中多晶硅片的石墨烯正面电极的印刷工艺，属于光伏技术领域。

背景技术

化石能源（煤、石油、天然气）是当前全球能源消费结构的主体。随着人类的不断开采，化石能源的枯竭不可避免。此外，化石能源在使用过程中会产生大量的温室气体CO₂，导致全球气候变暖，海平面上升等一系列严重的环境问题。大力开发清洁能源成为今后的人类发展趋势。从安全性、实用性以及使用资源方面考虑，只有太阳能是唯一能够保证人类能源需求的能量来源。因此，各国政府高度重视光伏产业的发展，出台了一系列鼓励和扶持政策。随着各国的太阳能电池制造业持续投入，太阳能电池的品质和转化效率得到了大幅的提高，同时产品的生产成本也得到了有效的降低。常规工艺的晶硅电池中，其正面电极采用丝网印刷法制备，所用的导电银浆对电池的性能如接触电阻、开路电压Voc、填充因子FF、转化效率Eff等影响很大。然而与国外先进银浆厂家相比，国内银浆生产厂家生产的银浆存在烧结时烧结温度范围窄、太阳能电池的转化效率低以及废品率较高等问题。我国太阳能电池生产厂家大多采用进口银浆，如美国的杜邦、德国的贺利氏以及日本的一些厂家等，因而增加了生产成本，而且由于电池正面印刷的银浆电极，遮蔽了电池片正面受光面积，从而影响电池片的发电效率，不利于光伏行业的长期发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多晶硅电池的石墨烯电极的印刷工艺，减少了常规工艺中正极银浆材料的使用，大大降低了晶硅电池片的制造成本。

按照本发明提供的技术方案，一种多晶硅电池的石墨烯电极的印刷工艺，对表面沉积氮化硅薄膜的硅片进行丝网印刷，特征是，包括以下工艺步骤：

（1）背面电极的印刷：印刷浆料采用银浆，印刷压力为75～80N，印刷速度为250～300mm/秒，回墨速度为700～800mm/秒，烘干温度为100～150℃；

（2）背面铝背场的印刷：印刷浆料采用铝浆，印刷压力为75～80N，印刷速度为250～300mm/秒，回墨速度为700～800mm/秒，烘干温度为100～180℃；

（3）正面石墨烯电极的印刷：印刷浆料采用石墨烯浆料，印刷压力为50～70N，印刷速度为150～250mm/秒，回墨速度为500～600mm/秒；

（4）高温烧结：在烧结炉中进行烧结，车速为5200～5600mm/分钟，烘干区的温度为300～400℃，烧结区的温度为400～800℃。

在一个具体实施方式中，所述铝浆的固含量为70～80%，细度≤17.5μm，粘度为200～400Pa·s。

在一个具体实施方式中，所述银浆的固含量为55～65%、银含量为50～60%。

在一个具体实施方式中，所述石墨烯浆料由单层片状石墨烯分散于溶剂中，质量百分浓度为70～90%，单层片状石墨烯的平均厚度为0.33～1.7nm，直径为100μm。

本发明与传统工艺相比，具有以下优点：（1）正面电极采用石墨烯浆料印刷，降低了传统工艺中正极银浆的使用，由于石墨烯浆料相对来说价格较低，故降低了太阳能电池的制造成本；（2）由于单层石墨烯片非常薄，只有一个碳原子厚，约为0.34nm，其光透过率达97%以上，几乎呈透明状，同时该材料载流子迁移率非常高，具有较高的导电性能，减少了电池的表面遮挡，提高了电池的发电效率；（3）本发明所述的印刷工艺制成的电池片的开路电压比以前提高了4mV，电池片的短路电流比以前提高了0.13A，电池片的转换效率达到了17.5%，比以前提高了0.3%。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例中采用的银浆可以采用市售产品，没有具体限制，只要对本发明的发明目的不产生限制即可；本发明实施例中采用的为上海玻纳电子材料有限公司生产的银浆，银含量为50～60%，固含量为50～55%，粘度为70～130Pa·s。

本发明实施例中采用的铝浆可以采用市售产品，没有具体限制，只要对本发明的发明目的不产生限制即可；本发明实施例中采用的为南通天盛新能源科技有限公司生产的铝浆，固含量为70～80%，细度≤17.5um，粘度为200～400 Pa·s。