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

)。 

　　

 

　　

5 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,见图 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。

 

　　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,见图 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%。 
　　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。 

　　导线双重印刷

(和其它的先进印刷应用)最关键的一点在于对准精度,因为第二层印刷物

必须非常精准地置于第一层之上。应用材料公司

Baccini 的最新研发成果使第二层印刷物的

对齐精度达到

±15μm。这一技术采用了新型的高分辨率照相机和新的软件算法,具有自动调

整程序

,并可以在印刷初始阶段进行额外控制。此外,浆料配方和丝网设计必须经过仔细的共

同优化

,从而最大限度地实现丝网印刷的硬件和工艺效能。 

　　

 

　　

6 选择性发射极 

　　另外一个新兴的应用是选择性发射极技术

――在丝网印刷的金属线下精确地制造一个

重度掺杂的

n+区域,以便进一步降低接触电阻,从而实现转化效率的提高,见图 8。 

　　

 制作这些发射极区域有好几种技术。每一种都要求高精度和高重复性的多重印刷步骤。

此外

,发射极区域必须略宽于上方的金属线:对于 100μm 宽的金属线来说,最优化的发射极区

域宽度为

150μm 左右。很关键的一点是后续的金属线必须非常精确地直接放置在发射极区

域之上

,否则,就会失去它的效率优势。应用材料公司 Baccini 的丝网印刷技术在成熟度、对准

精度、低成本和高速度方面都具有优势

,是实现这种电池工艺的理想选择。 

　　

 

　　

7 丝网印刷的生产力 

　　

 

　　随着太阳能光伏产业的生产规模越来越大、工艺步骤越来越多

(以获取更高效率),很多问

题

――包括高产量和处理更薄硅片的能力等――变得越来越重要。 

　　目前

,晶体硅太阳能电池工厂的产量约为 1500 硅片/小时(每条生产线),业界的目标是在

不久的将来实现至少

3000 硅片/小时。这需要使用非常先进的机械自动化技术以最小的破片

率高速处理硅片。

 

　　这就意味在丝网印刷工艺中如丝网放置

,浆料涂布和刮刀移动都需要以更快的速度进行,

同时

,线条的宽度和对齐方式必须保持原有精度甚至更加精确。