[发明专利]一种匀化直写太阳能电池电极的装置

摘要

一种匀化直写太阳能电池电极的装置，属于先进制造技术领域。包括压力供给模块、喷头模块、运动控制模块以视觉模块。压力供给模块包括注射泵和电极浆料喷腔；喷头模块包括过渡槽、位于过渡槽下端的匀化装置及附属驱动夹持装置；运动控制模块包括X‑Y运动平台、Z位移轴及其控制装置；视觉模块包括工业摄像机、上位机以及附属照明装置。本发明采用直写成形的方式制备太阳能电池电极，可以制备线宽50μm以下、高宽比0.5以上、形貌均匀性好的电极结构，有利于提高太阳能电池的光电转化效率；同时，其非接触式的成形工艺，减少电极浆料和硅材料消耗，有利于降低太阳能电池制造成本；对电极浆料进行实时搅拌，能避免喷孔堵塞，保障电极成形过程的稳定进行。

主权项

1.一种匀化直写太阳能电池电极的装置，其特征在于，所述的装置基于直写成形技术制备太阳能电池电极，能够形成线宽5‑50μm，高宽比0.5‑1.0、形貌均匀一致的太阳能电池电极结构；该装置包括压力供给模块、喷头模块、运动控制模块以及视觉模块四部分；所述的压力供给模块包括注射泵(2)和电极浆料喷腔(3)，电极浆料喷腔(3)内为电极浆料(4)；所述的注射泵(2)垂直安装于Z位移轴(1)上；所述的电极浆料喷腔(3)尾部设有压力活塞杆，压力活塞杆顶部与注射泵(2)接触，底部与电极浆料(4)上表面接触；电极浆料喷腔(3)头部为与喷头模块(5)连接的螺纹结构；注射泵(2)的推力通过压力活塞杆作用于喷腔内的电极浆料(4)，实现压力供给和流量控制；电极浆料(4)受压力从喷头模块(5)喷孔处挤出时，可直接形成微米级的粘弹性线状浆料(6)；所述的电极浆料(4)为固含量70‑95wt％、粘度150‑500Pa·s的金属基导电浆料；所述的喷头模块(5)包括过渡槽(11)、匀化装置(12)、附属驱动夹持装置；所述的过渡槽(11)为透明塑料材质，上端与电极浆料喷腔(3)紧密连接，下端加工有一个或多个特征尺寸为10‑50μm的喷孔，用于将电极浆料(4)过渡成为特征尺寸10‑50μm的粘弹性线状浆料(6)；所述的匀化装置(12)为机械搅拌、磁力搅拌或超声分散装置，置于过渡槽(11)下端，用于对喷孔附近的电极浆料(4)进行匀化分散，使进入喷孔的电极浆料(4)成分保持均匀稳定；所述的运动控制模块包括X‑Y运动平台(8)、Z位移轴(1)及其控制装置；所述的X‑Y运动平台(8)承载固定太阳能电池硅基底(7)，实现喷头模块(5)和太阳能电池硅基底(7)的水平图形化相对运动；所述的Z位移轴(1)承载压力供给模块和喷头模块(5)，实现喷头模块(5)和太阳能电池硅基底(7)的纵向间距调节；所述的视觉模块包括工业摄像机(9)、上位机(10)以及附属照明装置；所述的工业摄像机(9)对准喷头模块(5)和太阳能电池硅基底(7)，实时监测直写成形过程；所述的上位机(10)用于显示、记录工业摄像机(9)的观测图像的同时，控制X‑Y运动平台(8)和Z位移轴(1)的运动。