CN115534502B - 丝网印刷网板、太阳能电池电极的形成方法及太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及丝网印刷网板、太阳能电池电极的形成方法及太阳能电池，所述丝网印刷网板包括网框，所述网框内设有丝网及设置在丝网上的版膜，所述版膜上设有印刷区域，所述印刷区域内开设有多个第一穿孔和多个第二穿孔，第一穿孔的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径。本申请通过设置网板上不同孔径的第一穿孔和第二穿孔，实现部分区域的金属粉因缺少玻璃粉无法烧穿钝化层，使得金属粉与硅片基体形成局部接触，本发明将太阳能电池表面硅片基体与金属粉从全接触优化为局部接触的方式，实现电极的局部金属化，降低金属接触区域的面积，从而实现表面复合电流的降低，从而提升电池的转化效率。

Description

丝网印刷网板、太阳能电池电极的形成方法及太阳能电池

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电池技术领域，尤其涉及丝网印刷网板、太阳能电池电极的形成方法及太阳能电池。

背景技术

太阳能电池是一种能把光能转换成电能的能量转换器件，太阳能电池的工作原理的基础是半导体P-N结的光生伏特效应，其中，晶硅太阳能是推广应用最广泛的一种太阳能电池，常规的太阳能电池片通过制绒、扩散、刻蚀、镀膜等工序制成含有P-N结的电池片，其在太阳光照射下产生电位差，为了引出电流，需要在P-N结上制作正负电极，制作电极最普遍的方法为丝网印刷方法，但是在丝网印刷前，需要通过在半导体衬底表面镀减反射膜（钝化层），起表面钝化作用，减少光在硅片上的反射损失，但是，钝化层的存在影响丝网印刷过程中金属粉与硅片形成欧姆接触，目前，现有的方法通常是在丝网印刷之前增加一步工艺：在丝网印刷前通过使用非烧穿型浆料配合激光打开钝化层或者印刷绝缘浆料实现局部欧姆接触，上述方法存在以下问题：不仅减少了金属与硅片基体的接触复合，还增加了工艺步骤。

发明内容

本申请为了克服上述缺陷，提供丝网印刷网板、太阳能电池电极的形成方法及太阳能电池，在不增加工艺步骤的前提下，实现局部的金属化接触，降低了导电浆料与硅片基体的接触面积，从而提高电池的转换效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种丝网印刷网板，用于与形成太阳能电池电极的导电浆料配合使用，所述丝网印刷网板包括网框，所述网框内设有丝网及设置在丝网上的版膜，所述版膜上设有印刷区域，所述印刷区域内开设有多个第一穿孔和多个第二穿孔，第一穿孔的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径。

在本申请技术方案中，通过在印刷区域内开设有多个第一穿孔和多个第二穿孔，使得第一穿孔的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径，在印刷过程中第一穿孔能够通过导电浆料的金属粉和有机载体，但不能使得玻璃粉通过，从而实现该部分区域的银浆因缺少玻璃粉无法烧穿钝化层，经丝网印刷后该部分的金属粉不能与硅片基体接触形成欧姆接触，降低了导电浆料与硅片基体的接触面积，从而降低电极的复合电流，提升电池的转化效率。

结合第一方面，所述第一穿孔的孔径小于第二穿孔的孔径，所述第二穿孔的孔径大于导电浆料中玻璃粉的直径。

结合第一方面，所述第一穿孔的孔径为3um~4um，所述第二穿孔的孔径为10um~50um。

结合第一方面，在所述第一穿孔和/或第二穿孔的侧壁设置有凹凸区域。

结合第一方面，所述导电浆料包括金属粉、玻璃粉和有机载体，其中，所述金属粉的平均粒径为纳米级。

结合第一方面，所述版膜贴合在所述网框上，所述版膜的材质为高分子材料。

结合第一方面，所述高分子材料包括聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、磺化聚醚砜、聚酰亚胺、聚醚醚酮中的至少一种。

第二方面，本申请实施例提供太阳能电池电极的形成方法，所述方法包括：

提供电池片，其中所述电池片至少包括硅片基体以及位于所述硅片基体至少一个表面的钝化层；

提供导电浆料；

提供丝网印刷网板，在所述丝网印刷网板的印刷区域内开设有多个第一穿孔和多个第二穿孔，第一穿孔的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径，所述第一穿孔的孔径小于第二穿孔的孔径，所述第二穿孔的孔径大于导电浆料中玻璃粉的直径；

对所述电池片进行丝网印刷，在印刷过程中，所述导电浆料中金属粉和有机载体穿过第一穿孔，所述导电浆料中金属粉、有机载体和玻璃粉一并穿过第二穿孔，对所述导电浆料进行烘干烧结，其中穿过所述第一穿孔的金属粉和有机载体经烘干烧结形成与硅片基体不接触的第一金属电极，穿过所述第二穿孔的玻璃粉与硅片基体上钝化层发生反应并刻蚀钝化层，使得穿过第二穿孔的金属粉和有机载体与硅片基体形成接触的第二金属电极，且所述第一金属电极和第二金属电极电接触。

在本申请技术方案中，在电池片的处理过程中，通过在印刷网版的印刷区域内开设有第一穿孔和第二穿孔，第一穿孔可容许导电浆料中金属粉和有机载体通过，从而在钝化层表面形成第一金属电极，第二穿孔可容许导电浆料中玻璃粉、金属粉和有机载体通过，穿过第二穿孔的玻璃粉接触钝化层并与钝化层发生刻蚀反应，使得金属粉与硅片基体接触形成欧姆接触，在丝网印刷过程中，直接能够降低金属浆料与硅片基体的接触面积，从而降低电极的复合电流，提升电池的转化效率，无需增加额外步骤，可有效节约人力物力成本。

结合第二方面，所述导电浆料包括金属粉、玻璃粉和有机载体，其中，所述金属粉的平均粒径为纳米级。

结合第二方面，在对所述电池片进行丝网印刷的工艺中，包括：

所述丝网印刷网版的网孔张力设置为25N~30N；

所述印刷压力设置为75N~80N；

所述烘干温度为200℃~300℃，所述烘干时间为1min ~2min；

所述烧结温度为900℃~950℃，所述烧结时间为10s~20s。

结合第二方面，经过所述丝网印刷得到的第一金属电极和第二金属电极形成“桥接式”电极，所述电极的宽度为30um~50um，所述电极的高度为10um~20um。

第三方面，本申请实施例提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括硅片基体、设置于所述硅片基体表面的钝化层，位于所述钝化层表面且不与所述硅片基体接触的第一金属电极以及穿过所述钝化层与硅片基体接触的第二金属电极，其中，所述第一金属电极和第二金属电极电接触，所述第一金属电极和第二金属电极采用第一方面所述的印刷网板制备或采用第二方面所述的方法制备。

本发明技术方案与现有技术相比，至少具有以下技术效果：

（1）本发明将太阳能电池表面硅片基体与金属粉从全接触优化为局部接触的方式，实现电极的局部金属化，降低金属接触区域的面积，降低表面复合电流，从而提升电池的转化效率。

（2）本发明通过在丝网印刷网板上设置不同孔径的第一穿孔和第二穿孔，同时实现丝网印刷过程和局部金属化过程，无需增加额外步骤，工艺简单，可有效节约人力物力成本。

（3）本发明的版膜的材质为高分子材料，利用热处理且施加一均匀的力量能够使高分子材料与丝网结合形成版膜，版膜的厚度稳定。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明丝网印刷网板的剖面结构示意图；

图2为本发明第一穿孔和第二穿孔的俯视图；

图3为本发明电池电极局部金属化的流程示意图；

图4为本发明丝网印刷局部金属化的结构示意图；

图5为本发明电池电极的结构示意图。

图中：

1-网框；

2-丝网

3-版膜；

4-第一穿孔；

5-第二穿孔；

6-硅片基体；

7-钝化层；

8-第一金属电极；

9-第二金属电极；

10-电极。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

第一方面，本申请实施例提供了一种丝网印刷网板，用于与形成太阳能电池电极的导电浆料配合使用，所述丝网印刷网板的结构示意图如图1所示，所述丝网印刷网板包括网框1，所述网框1内设有丝网2及固定在丝网2上的版膜3，所述版膜3内设有印刷区域，所述印刷区域内开设有多个第一穿孔4和多个第二穿孔5，第一穿孔4的孔径小于第二穿孔5的孔径，第一穿孔4的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径，第二穿孔5的孔径大于导电浆料中玻璃粉的直径。

在一些实施例中，在所述第一穿孔4和/或第二穿孔5的侧壁设置有凹凸区域（未在图1中示出），所述凹凸区域被感光涂层所覆盖，因此所述侧壁显示为平整的表面，在印刷电极时可以避免出现断栅、虚印，提升印刷效果。

在本申请技术方案中，由于在太阳能电池的生产过程中，会在硅片基体的表面制备钝化层，在丝网印刷过程中，导电浆料中的玻璃粉会对钝化层具有一定的侵蚀作用，从而使得金属粉与硅片基体接触，金属粉与硅片基体较大的接触面积会增加电极表面的复合电流，为了降低金属粉与硅片基体的接触面积，本发明通过在印刷区域内开设有多个第一穿孔4和多个第二穿孔5，在丝网印刷过程中，第一穿孔4不容许玻璃粉通过，从而实现该部分区域的金属粉因缺少玻璃粉无法烧穿钝化层，不能与硅片基体形成欧姆接触，第二穿孔5可以容许玻璃粉、金属粉和有机载体穿过，此区域内玻璃粉刻蚀钝化层，使得金属粉和硅片基体形成欧姆接触，从而实现导电浆料中金属粉与硅片基体的局部接触，本发明的丝网印刷网板除穿孔外均与常规网板结构相同，本发明的丝网印刷网板能够实现丝网印刷的同时还能实现电池的局部金属化，无需增加额外步骤，方便高效。

如图2所示，为本发明丝网印刷网板部分网孔的俯视图，第一穿孔4和第二穿孔5的位置根据具体需要进行定制即可，其位置和排列方式不做限制。

但经研究发现，在一些实施例中，对于待印刷的每一电极栅线而言，所述丝网印刷网版的第一穿孔4的数量在200~500时，印刷而成的局部金属化电极可以使得电池具有较高的转化效率。

在本申请可选的技术方案中，所述版膜3贴合在所述网框1上，所述版膜3的材质为高分子材料，所述高分子膜的材质包括聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、磺化聚醚砜、聚酰亚胺、聚醚醚酮中至少一种。

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，结构强度相对较高，其余丝网2结合可以提高丝网2的强度，本发明利用热处理且施加一均匀的力量，使高分子材料与丝网2结合形成一膜厚稳定的版膜3。本发明高分子膜优选为聚偏氟乙烯，其化学结构中以氟-碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。

在本申请可选的技术方案中，第一穿孔4的孔径为3um~4um，具体地，第一穿孔4的孔径可以是3.1 um、3.2 um、3.3 um、3.4 um、3.5 um、3.6 um、3.7 um、3.8 um、3.9 um等，在此不作限制，通过控制第一穿孔4的大小，使得有机载载体和金属粉通过，而不能使玻璃粉通过，孔径太大，容易使得玻璃粉通过，孔径太小，有机载体和金属粉无法通过。所述第二穿孔5的孔径为10um~50um，具体地，第二穿孔5的孔径可以是10 um、12 um、15 um、18 um、20um、25 um、30 um、35 um、40 um、45 um、50 um等等，在此不做限定，第二穿孔5的孔径远大于玻璃粉的直径，使得导电浆料全部通过第二穿孔5与硅片基体接触，第二穿孔5孔径设置大于50um，其尺寸不利于网板的尺寸设计，第二穿孔5孔径小于10um，可能会造成导电浆料堆积在穿孔处，无法顺利通过穿孔。一般地，玻璃粉的直径D95为4.5um~5um，银粉的直径D95小于1.5um，丝网采用150目~420目的网纱，即网纱的孔径为40 um ~100um，当需要高精度的印刷效果时，网纱的孔径一般为40 um ~50um，其在使用过程中导电浆料玻璃粉、金属粉和有机载体均可以通过网孔与硅片基体接触，形成全接触的电极，本发明通过改变局部网孔直径，本发明将太阳能电池表面硅片基体与金属粉从全接触优化为局部接触的方式，称为电极的局部金属化，局部金属化能够降低电池电极金属接触区域的面积，从而实现表面复合电流的降低，本发明第一穿孔4和第二穿孔5的位置和排列方式不做限制，根据具体需要进行定制即可。在本申请可选的技术方案中，导电浆料包括金属粉、玻璃粉和有机载体，所述金属粉的平均粒径为纳米级，所述有机载体包括乙基纤维素、丁基卡必醇、二价酸酯、松油醇中至少一种。

可选地，导电浆料按照质量百分比由以下组分组成：金属粉85%，有机载体10%~12%，玻璃粉3%~5%，金属粉选择银粉或铝粉，银粉或铝粉在导电浆料中作为导电相，玻璃粉在高温烧结过程中融化，腐蚀绝缘层，将银粉和硅片基体粘结，形成欧姆接触，有机载体起分散和润湿粉体颗粒的作用，使导电浆料具有良好的印刷性。

本发明银粉为纳米级，由于纳米银粉的表面活化能高，具有较低的熔点，能够在较低的温度下达到密实及溶解到玻璃中，同时由于纳米银粉颗粒较小，能够提高电极栅线的密实性，降低电极栅线电阻，本发明将银粉的直径控制在纳米级别，其尺寸远小于网版第一网孔和第二网孔的孔径，可以确保在丝网印刷的过程中银粉能够通过丝网网孔，不易在网孔处堆积。

第二方面，本申请实施例提供一种太阳能电池电极的形成方法，如图3所示，所述方法包括以下步骤：

提供电池片；

提供导电浆料；

提供丝网印刷网板，所述丝网印刷网板的印刷区域内开设有多个第一穿孔4和多个第二穿孔5，第一穿孔4的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径，所述第一穿孔4的孔径小于第二穿孔5的孔径，所述第二穿孔5的孔径大于导电浆料中玻璃粉的直径；

对所述电池片进行丝网印刷，如图4所示，为本发明丝网印刷局部金属化的结构示意图其中，在印刷过程中，所述导电浆料中金属粉和有机载体可穿过第一穿孔4，所述导电浆料中金属粉、有机载体和玻璃粉一并穿过第二穿孔5，对所述导电浆料进行烘干烧结，其中穿过所述第一穿孔4的金属粉和有机载体经烘干烧结形成与硅片基体不接触的第一金属电极，穿过所述第二穿孔5的玻璃粉与硅片基体上钝化层发生反应并刻蚀钝化层，使得穿过第二穿孔5的金属粉和有机载体与硅片基体形成接触的第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极通过电接触的方式连接，得到太阳能电池电极。

下面，对本发明实施例中的制备方法进行清楚、完整地描述。

步骤S10，制备电池片：提供硅片基体6，并在硅片基体6表面制备钝化层7。

可选地，硅片基体6选择单晶硅片或多晶硅片，单晶硅片的尺寸不限，多晶硅片的电阻率为0Ω*m ~6Ω*m，厚度为120um~180um，具体地，多晶硅片的厚度可以是120 um、130um、140 um、150 um、160 um、170 um、180 um等等，将多晶硅基片置于HNO₃和HF的混合溶液中或置于HNO₃、HF和H₂O的混合溶液，使多晶硅基片减薄至120um~180um的厚度。

可选地，在进行钝化处理之前，可以对硅片基体6的第一表面和第二表面进行制绒处理，以形成绒面或表面纹理结构（例如金字塔结构）。制绒处理的方式可以是化学刻蚀、激光刻蚀、机械法、等离子刻蚀等等，在此不做限定。示例性地，可以使用NaOH溶液对硅片基体的第一表面、第二表面进行制绒处理，由于NaOH溶液的腐蚀具有各向异性，从而可以制备得到金字塔结构绒面。通过制绒使硅片基体的表面具有绒面结构，产生陷光效果，增加太阳能电池对光线的吸收数量，从而提高太阳能电池的转换效率。

可选地，在制绒处理之前，还可以包括对硅片基体进行清洗的步骤，以去除表面的金属和有机污染物。

步骤S20，制备导电浆料：根据预设比称取玻璃粉、金属粉和有机载体，将金属粉和玻璃粉进行充分搅拌后，再加入有机载体通过三辊机研磨，在研磨达到3~5次之后即可得到均匀分散的导电浆料。

在本申请可选的技术方案中，导电浆料包括金属粉、玻璃粉和有机载体，可选地，导电浆料按照质量百分比由以下组分组成：金属粉85%，有机载体10%~12%，玻璃粉3%~5%，将金属粉和玻璃粉进行充分搅拌后，再加入有机载体通过三辊机研磨，在研磨达到3~5次之后即可得到均匀分散的浆料，金属粉在导电浆料中作为导电相，玻璃粉在高温烧结过程中融化，腐蚀绝缘层，将金属粉和硅片基体6粘结，形成欧姆接触，有机载体起分散和润湿粉体颗粒的作用，使导电浆料具有良好的印刷性。

此外，本发明金属粉的平均粒径为纳米级，由于纳米金属粉的表面活化能高，具有较低的熔点，能够在较低的温度下达到密实及溶解到玻璃中，同时由于纳米金属粉颗粒较小，能够提高电极的密实性，降低电极电阻，本发明将金属粉的直径控制在纳米级别，其尺寸远小于网版第一网孔和第二网孔的孔径，可以确保在丝网印刷的过程中金属粉能够通过丝网2网孔，不易在网孔处堆积。

步骤S30，制备丝网印刷网板：在丝网印刷网板的网框1内设有丝网2，丝网2上制备版膜3，版膜3上设有印刷区域，印刷区域内开设有多个第一穿孔4和多个第二穿孔5，第一穿孔4的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径。所述第一穿孔4的孔径小于第二穿孔5的孔径，所述第二穿孔5的孔径大于导电浆料中玻璃粉的直径。

可选地，处理后采用热压工艺将版膜3与丝网2结合，所述版膜3粘接在网框1上，采用激光在所述版膜3上雷雕出印刷区域。在热压工艺中，热压操作可采用脉冲热压机、胶合板热压机、恒温热压机中的任意一种。通过调整热压参数，所述高分子材料包括聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、磺化聚醚砜、聚酰亚胺、聚醚醚酮中至少一种。根据实际工艺的需要，控制高分子材料的嵌入量，进而控制预制版膜3的厚度，版膜3的厚度一般为30um~80um，具体地，版膜3的厚度可以30 um、40 um、50 um、60 um、70 um、80 um等，在此不做限制，增加时间或提升温度，可使贴合的高分子材料融熔程度增加，可提升高分子材料的嵌入量，达到控制版膜3厚度的效果。

本发明采用激光加工网版，精确度高，降低了网版制作时对环境的要求，可减少基础设施的投入，其激光在使用过程中为非接触式加工，不会对版膜3造成机械挤压或机械应力，不会使得版膜3变形。

步骤S40，丝网印刷：将导电浆料从丝网印刷网板的一端倒入，使用刮刀在导电浆料的部位施加压力，同时朝丝网印刷网板另一端移动，使得导电浆料在移动的过程中从丝网印刷网板的网孔中挤压至硅片基体至少部分表面上，在印刷过程中，所述导电浆料中金属粉和有机载体穿过第一穿孔4，所述导电浆料中金属粉、有机载体和玻璃粉一并穿过第二穿孔5，对所述导电浆料进行烘干烧结，其中穿过所述第一穿孔4的金属粉和有机载体经烘干烧结形成与硅片基体不接触的第一金属电极8，穿过所述第二穿孔5的玻璃粉在与硅片基体上与钝化层发生反应并刻蚀钝化层，使得穿过第二穿孔5的金属粉和有机载体与硅片基体形成局部接触的第二金属电极9，通过所述第一金属电极8和第二金属电极9构成局部接触的电极3，第一金属电极8和第二金属电极9采用电接触的方式连接，最终得到太阳能电池电极。

可选地，丝网印刷前可对丝网2进行表面处理，具体包括以下步骤：先对丝网2进行清洗、除杂、干燥，再在所述丝网2放入电镀槽，在丝网2上电镀一层金属膜，金属膜的材质包括金、镍、锌中任意一种，电镀后对丝网2再进行清洗、干燥，由于网纱的孔径非常小，在电镀后清洗要快速且清洗干净，选用喷枪的方式可以使网孔不会被电镀液堵住。

本发明通过电镀金属膜将丝网2的交叉部“焊接”起来，在刮刀压力改变下，交叉部的金属线不再出现分离现象，避免了因压力不均导致网格变形，出现油墨印刷不良现象。同时在丝网2上电镀一层金属使得网纱强度更高，更好的提高网版的使用寿命。

可选地，电镀前对丝网2依次采用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗10min~15min，再放入烘箱中70℃~100℃烘干0.5h~1h待用，其目的是为了去除丝网2表面的杂质、油污等。

在本申请可选的技术方案中，由于在丝网印刷前硅片基体6上形成钝化层3，钝化层3已经形成正面的电性绝缘，丝网印刷时，将制备好的导电浆料倒在制备好的丝网印刷网板上，通过刮刀实现丝网印刷过程，在需要金属与硅接触的位置，设置第二穿孔5，所述第二穿孔5的网孔直径远大于玻璃粉和金属粉的直径，可使玻璃粉、金属粉和有机载体透过，穿过第二穿孔5的玻璃粉与钝化层7反应并刻蚀钝化层7，使得穿过第二穿孔5的金属粉和有机载体经烘干烧结形成与硅片基体6接触的第二金属电极9，使得第二金属电极9与硅片基体6为局部欧姆接触；在不需要金属与硅接触的位置，设置第一穿孔4，所述第一穿孔4的网孔直径小于浆料中玻璃粉颗粒的直径，同时使浆料中颗粒较小的金属粉和有机载体能够透过，从而实现该部分区域的金属粉因缺少玻璃粉无法烧穿钝化层7，穿过第一穿孔4的金属粉和有机载体经烘干烧结形成与硅片基体1不接触的第一金属电极8，从而实现电极与硅片基体6的局部接触；本发明这种将太阳能电池的电极从全接触优化为局部接触的方式，实现电极的局部金属化，局部金属化能够降低电池电极金属接触区域的面积，从而实现表面复合电流的降低，本发明的电极形成无需增加额外工艺，可提高丝网印刷的效率，降低成本。

在本申请可选的技术方案中，经过所述丝网印刷得到的第一金属电极8和第二金属电极9形成“桥接式”电极10，电极10在电池片表面呈栅线排布。

本发明制备的太阳能电池，在高温烧结过程中，由于丝网印刷金属浆料与硅片基体6接触的区域会造成严重的金属复合从而影响电池的效率，且接触面积越大金属复合越大，因此，本发明通过在丝网印刷工艺中，通过改善网版的孔径得到两种不同的金属电极结构，即第一金属电极8和第二金属电极9，穿过第一网孔的浆料无法烧穿钝化层，存在于在钝化层表面形成第一金属电极8，穿过第二穿孔5的导电浆料能够烧穿钝化层7，导电浆料与硅片基体6接触形成第二金属电极9，由于钝化层7与硅片基体4的高度不一致，钝化层7存在于硅片基体6的表面，第一金属电极8设置在钝化层7的表面，第二金属电极9直接设置在硅片基体6上，经过高温烧结后第一金属电极8和第二金属电极9形成“桥接式”的电极10，如图5所示，为本发明制备的电极结构的结构示意图，其中：第一金属电极8为“桥墩结构”，“桥墩结构”与硅片基体6形成欧姆接触，“桥墩结构”高度由网板膜厚、丝网印刷机参数决定；第二金属电极9为“桥跨结构”，“桥跨结构”与硅片基体6隔离设置在钝化层7的表面，实现电流的收集。本发明的电极10中部分位置与硅片基体6接触形成欧姆接触，形成电极的局部金属化，本发明的局部金属化通过降低了金属粉与硅片基体的接触面积，降低金属化区域的复合电流，从而提升电池的转化效率。

在本申请可选的技术方案中，所述电极10的宽度为30um~50um，具体地，电极10的宽度可以为30um、35um、40um、45um、50um等，在此不做限定，由于第一金属电极8为不与硅片基体6接触的电极，第一金属电极8处于电极10的表面，电极10的宽度即为第一金属电极8的宽度，所述电极10的高度为10 um~20um，具体地，电极10的高度可以是10 um、11 um、12 um、13 um、14 um、15 um、16 um、17 um、18 um、19 um、20 um等，在此不做限定，由于第一金属电极8设置在钝化层7上，第二金属电极9设置在硅片基体6上，钝化层7位于硅片基体6的表面，则第一金属电极8和第二金属电极9的高度差为钝化层7的厚度，一般地，钝化层7的厚度为几百纳米，高度差可忽略不计，即第一金属电极8、第二金属电极9和电极10的电极高度均相等，将电极10的宽度和高度控制在上述范围内，能够保证电池电流的收集效率。

在本申请可选的技术方案中，所述第一金属电极8和第二金属电极9采用电接触连接，使得经过丝网印刷后第一金属电极8和第二金属电极9形成相应的电极10为一个整体结构，由于本申请的电极是通过改变网孔大小形成的，仅仅需要一次印刷即可，从而简化工艺流程。

在本申请可选的技术方案中，在丝网印刷过程中，所述丝网2的网孔张力设置为25N~30N，具体地，网孔张力可以是25N、26N、27N、28N、29N、30N，印刷张力小于25N，印刷层次和边缘清晰度不好，印刷速度较慢；印刷张力大于30N，会对降低丝网2使用寿命。

在本申请可选的技术方案中，所述印刷压力设置为75N~80N，且压力尽量保持均匀，具体地，印刷压力可以是75 N、76 N、77 N、78 N、79 N、80 N等，具体不做限制，压力小于75N，容易使得浆料残留在网孔内，造成虚印和粘网，压力大于80N，会使得网版使用寿命降低，使丝网2变形，影响印刷质量。

丝网印刷完毕后采用烘干机烘干，烘干温度为200℃~300℃，具体地，烘干温度可以是200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃等，在此不作限制，将温度控制在上述范围内，可以使得有机溶剂完全挥发，印刷后的膜收缩成固状物紧密黏附在硅片基体上。烘干时间为1 min ~2min，具体地，烘干时间为1 min、70s、80 s、90 s、100 s、110 s、120 s、130 s、140 s、150 s、2 min等，在此不做限制。

烘干后进行烧结，烧结的温度为900℃~950℃，具体地，烧结温度可以是900℃、910℃、920℃、930℃、940℃、950℃等，在此不作限制，所述烧结的时间为10s~20s，具体地，烧结时间可以是10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17 s、18 s、19 s、20 s等，在此不作限制，将烘干温度和时间控制在上述范围内，烧结后形成固体有利于电池的后续制作，同时使得上下电极形成较好的欧姆接触，有利于电流的输入和输出，从而提高太阳能电池的转换效率。

本申请实施例提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括硅片基体6、设置于所述硅片基体6表面的钝化层7，位于所述钝化层7表面且不与所述硅片基体1接触的第一金属电极8以及穿过所述钝化层7与硅片基体接触1的第二金属电极9，其中所述第一金属电极8和第二金属电极9电接触，第一金属电极8和第二金属电极9形成电极10，通过本发明制备的太阳能电池电极，制备工艺简单，可降低生产成本，有效提高太阳能电池效率。

在一些实施例中，本发明太阳能电池对硅片基体6的具体类型不作限定，硅片基体6可以为晶体硅衬底，例如多晶硅衬底、单晶硅衬底或类单晶硅衬底。

在一些实施例中，钝化层7可以是氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层或叠层结构。本发明对钝化层7的具体材质不作限定。

钝化层7可以通过等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）或者低压化学气相沉积法（LPCVD）或者物理气相沉积法（PVD）或者有机化学相沉积法及其他方法沉积得到，具体的方法不作限定。

一般地，钝化层7的厚度为60nm~200nm，具体可以是60 nm、70 nm、80 nm、90 nm、100 nm、110 nm、120 nm、130 nm、140 nm、150 nm、160nm、170 nm、180 nm、190 nm、200 nm等，当然也可以是该范围内的其他值，具体不作限定。

在一些实施例中，还可以对硅片基体6的表面进行掺杂处理得到掺杂层，所述掺杂层包括轻掺区域和重掺区域，所述轻掺区域和重掺区域的掺杂浓度不同，掺杂层可以是氢掺杂、镓掺杂、碳掺杂中任意一种，掺杂工艺采用高温扩散工艺、浆料掺杂或离子注入工艺中任意一种。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种丝网印刷网板，用于与形成太阳能电池电极的导电浆料配合使用，其特征在于，所述丝网印刷网板包括网框，所述网框内设有丝网及设置在丝网上的版膜，所述版膜上设有印刷区域，所述印刷区域内开设有多个第一穿孔和多个第二穿孔，第一穿孔的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径，所述第一穿孔的孔径小于第二穿孔的孔径，所述第二穿孔的孔径大于导电浆料中玻璃粉的直径。

2.根据权利要求1所述的丝网印刷网板，其特征在于，所述第一穿孔的孔径为3μm～4μm，所述第二穿孔的孔径为10μm～50μm。

3.根据权利要求1所述的丝网印刷网板，其特征在于，所述导电浆料包括金属粉、玻璃粉和有机载体，其中，所述金属粉为纳米级。

4.根据权利要求1所述的丝网印刷网板，其特征在于，在所述第一穿孔和/或第二穿孔的侧壁设置有凹凸区域。

5.根据权利要求1所述的丝网印刷网板，其特征在于，所述版膜贴合在所述网框上，所述版膜的材质为高分子材料。

6.根据权利要求5所述的丝网印刷网板，其特征在于，所述高分子材料包括聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、磺化聚醚砜、聚酰亚胺、聚醚醚酮中的至少一种。

7.一种太阳能电池电极的形成方法，其特征在于，所述方法包括：

提供电池片，其中所述电池片至少包括硅片基体以及位于所述硅片基体至少一个表面的钝化层；

提供导电浆料；

提供丝网印刷网板，在所述丝网印刷网板的印刷区域内开设有多个第一穿孔和多个第二穿孔，第一穿孔的孔径大于导电浆料中金属粉的直径且小于导电浆料中玻璃粉的直径，所述第一穿孔的孔径小于第二穿孔的孔径，所述第二穿孔的孔径大于导电浆料中玻璃粉的直径；

对所述电池片进行丝网印刷，在印刷过程中，所述导电浆料中金属粉和有机载体穿过第一穿孔，所述导电浆料中金属粉、有机载体和玻璃粉一并穿过第二穿孔，对所述导电浆料进行烘干、烧结，其中穿过所述第一穿孔的金属粉和有机载体经烘干、烧结形成与硅片基体不接触的第一金属电极，穿过所述第二穿孔的玻璃粉与硅片基体上钝化层发生反应并刻蚀钝化层，使得穿过第二穿孔的金属粉和有机载体与硅片基体形成接触的第二金属电极，且所述第一金属电极和第二金属电极电接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述导电浆料包括金属粉、玻璃粉和有机载体，其中，所述金属粉的平均粒径为纳米级。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在对所述电池片进行丝网印刷的工艺中，包括：

所述丝网印刷网板的网孔张力设置为25N～30N；

所述丝网印刷的压力设置为75N～80N；

所述烘干的温度为200℃～300℃，所述烘干的时间为1min～2min；

所述烧结的温度为900℃～950℃，所述烧结的时间为10s～20s。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，经过所述丝网印刷得到的第一金属电极和第二金属电极形成“桥接式”电极，所述电极的宽度为30μm～50μm，所述电极的高度为10μm～20μm。

11.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括硅片基体、设置于所述硅片基体表面的钝化层，位于所述钝化层表面且不与所述硅片基体接触的第一金属电极以及穿过所述钝化层与硅片基体接触的第二金属电极，其中，所述第一金属电极和第二金属电极电接触，所述第一金属电极和第二金属电极采用权利要求1～6任一项所述的丝网印刷网板制备或采用权利要求7～10任一项所述的方法制备。