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1、(10)申请公布号 CN 102751342 A (43)申请公布日 2012.10.24 C N 1 0 2 7 5 1 3 4 2 A *CN102751342A* (21)申请号 201210226065.9 (22)申请日 2012.07.02 H01L 31/0224(2006.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人济南龙图新能源科技有限公司 地址 250101 山东省济南市高新区颖秀路 1237号奇盛数码二期办公楼1-707室 (72)发明人向勇 闫宗楷 臧亮 (74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人杨琪 (54) 发明名称 一。
2、种太阳能电池金属栅线电极及其制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种太阳能电池金属栅线电极及 其制备方法，在太阳能电池的发射极表面接有一 层金属丝网栅，金属丝网栅与太阳能电池的发射 极表面通过锡浆料焊接连接，金属丝网栅上面还 覆盖有柔性封装材料。将粘有锡浆料的金属丝网 栅在太阳能电池发射极表面再流焊接，在金属丝 网栅上表面覆盖柔性封装材料，采用热压机加热 到80-600承压封装。本发明用金属网栅代替 传统的银浆和铝浆网格栅电极，制造低成本栅线 电极，选用的焊接材料和加工模具，可解决由于热 压工程中出现的锡的融化，导致的网状电极粗细 不均，以及变形等状况。大幅降低了太阳能电池的 组件成本，提高了。
3、电池的工艺可靠性，实现了低成 本大规模柔性太阳能电池的制造。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，在太阳能电池的发射极表面接有一层金 属丝网栅，金属丝网栅与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。 2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的金属丝网 栅上面还覆盖有柔性封装材料。 3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的柔性封装 材料为乙烯-乙酸乙烯共。
4、聚物、特氟龙、孵化乙烯丙烯共聚物或硅酮。 4.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的金属丝 网栅厚度范围在1微米-500微米，网格间隔为100微米-1厘米，收集栅宽度在5微米-500 微米。 5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属栅线电极，其特征是，所述的金属丝网 栅为铜丝网栅。 6.权利要求1-5任一项所述的太阳能电池金属栅线电极的制备方法，其特征是，包括 步骤如下： （1）将粘有锡浆料的金属丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度 0.3-2.5mm，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区工艺步骤，焊接总时间300-600s； （2）在金属丝网栅上。
5、表面覆盖柔性封装材料，采用热压机加热到80-600承压封 装，热压机工作压强0.4-0.7MPa，热压机真空度小于30Pa。 7.根据权利要求6所述的太阳能电池金属栅线电极的制备方法，其特征是，其中在预 热区使焊接点在60-90s内升温100-150，并保温60-90s；保温区温度保持在120-150， 温度上升速率小于2/s，本区时间占整个时间的30-50%；焊接区温度峰值在180-230， 超过铅锡合金熔点温度183的持续时间应当保持在15-40s，本区加热速率在1-3.5/s， 加热时间占整个过程时间的30-50%；冷却区降温速率在3-10/s，冷却至50-80，此区时 间占整个过程时间。
6、的15-18%。 8.含权利要求1或2所述的金属栅线电极的太阳能电池，其特征是，在太阳能电池的底 层覆有底面材料。 9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征是，所述的底面材料为布、聚酰亚胺、不 锈钢与EVA、特氟龙TEFLON或孵化乙烯丙烯共聚物FEP。 10.权利要求8所述的太阳能电池的制备方法，其特征是，包括步骤如下： （1）将粘有锡浆料的金属丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度 0.3-2.5mm，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区工艺步骤，焊接总时间300-600s； 其中在预热区使焊接点在60-90s内升温100-150，并保温60-90s；保温区温度保持在 120。
7、-150，温度上升速率小于2/s，本区时间占整个时间的30-50%；焊接区温度峰值在 180-230，超过铅锡合金熔点温度183的持续时间应当保持在15-40s，本区加热速率 在1-3.5/s，加热时间占整个过程时间的30-50%；冷却区降温速率在3-10/s，冷却至 50-80，此区时间占整个过程时间的15-18%； （2）在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，采用热压机加热到80-600承压封 装，热压机工作压强0.4-0.7MPa，热压机真空度小于30Pa。 权 利 要 求 书CN 102751342 A 1/4页 3 一种太阳能电池金属栅线电极及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及。
8、一种太阳能电池金属栅线电极及其制备方法，属于太阳能电池领域。 背景技术 0002 当前，太阳能并网发电成本依然高于燃烧化石燃料等传统火电发电方式，为了使 太阳能技术得到大规模应用，有两个方面需要有所突破，一是太阳能电池效率，二是降低太 阳能并网电价。 0003 任何太阳能电池生产工艺中都包括栅电极的制备和电池的封装这两步生产工艺， 这两步工艺都是决定电池效率的关键环节，同时也影响着太阳能电池的成本，而成本又可 以概括为材料成本和设备及生产成本两大类。 0004 传统太阳能电池通常采用丝网印刷的方式在太阳能电池发射极上面制备Ag栅网 电极，并采用再流焊技术串并连接，后将其承压在封装材料中，制成完。
9、整的太阳能电池。但 由于目前制备传统太阳能电池栅线电极的Ag浆成本较贵，且Ag材料受国际期货价格影响 波动较大，而且丝网印刷机成本较高，这使得丝网印刷制备Ag栅电极工艺占到了太阳能电 池封装成本的大约15%；同时由于制备栅电极和电池封装两步工艺分开进行，操作复杂，增 加了电池制造的难度和复杂性。 0005 考虑到理想的太阳能电池栅电极需要具备1）对太阳能电池较少的遮挡，2）与发射 极具有良好的欧姆接触，3）具有较小的接触电阻。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种克服现有技术不足，而提供一种太阳能电池金属栅线电 极及其制备方法。 0007 本发明采取的技术方案为： 0008 一种太阳能电。
10、池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有一层金属丝网 栅，金属丝网栅与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。 0009 所述的金属丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料。 0010 所述的柔性封装材料为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物EVA、特氟龙TEFLON、孵化乙烯丙 烯共聚物FEP或硅酮Silicone。 0011 所述的金属丝网栅厚度范围在1微米-500微米，网格间隔为100微米-1厘米。收 集栅宽度在5微米-500微米。 0012 所述的金属丝网栅优选为铜丝网栅。 0013 含上述金属栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的底层覆有底面材料。所述的 底面材料为布、聚酰亚胺、不锈钢与EVA、特氟龙T。
11、EFLON或孵化乙烯丙烯共聚物FEP。 0014 所述的太阳能电池为晶硅电池、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池、非晶硅薄膜电 池、碲化镉（TeCd）薄膜太阳能电池等厚膜或薄膜太阳能电池。 0015 上述太阳能电池金属栅线电极的制备方法，包括步骤如下： 说 明 书CN 102751342 A 2/4页 4 0016 （1）将粘有锡浆料的金属丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度 0.3-2.5mm，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区工艺步骤，焊接总时间300-600s， 其中在预热区使焊接点在60-90s内升温100-150，并保温60-90s，该区加热时间占整个 时间的15-2。
12、5%；保温区温度保持在120-150，温度上升速率小于2/s，本区时间占整个 时间的30-50%。焊接区温度峰值在180-230，超过铅锡合金熔点温度183的持续时间 应当保持在15-40s，本区加热速率在1-3.5/s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。 冷却区降温速率一般在3-10/s，冷却至50-80，此区时间占整个过程时间的15-18%。 0017 （2）在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，采用热压机加热到80-600承压 封装。热压机工作压强0.4-0.7MPa，热压机真空度小于30Pa。 0018 含上述金属栅线电极的太阳能电池的制备方法，包括步骤如下： 0019 （1）将。
13、粘有锡浆料的金属丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度 0.3-2.5mm，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区工艺步骤，焊接总时间300-600s,。 其中在预热区使焊接点在60-90s内升温100-150，并保温60-90s，该区加热时间占整个 时间的15-25%。保温区温度保持在120-150，温度上升速率小于2/s，本区时间占整个 时间的30-50%。焊接区温度峰值在180-230，超过铅锡合金熔点温度183的持续时间 应当保持在15-40s，本区加热速率在1-3.5/s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。 冷却区降温速率一般在3-10/s，冷却至50-80，此区时。
14、间占整个过程时间的15-18%。 0020 （2）在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，太阳能电池底层覆底面材料，完成 后将整个太阳能电池采用热压机加热到80-600直接一体承压封装。热压机工作压强 0.4-0.7MPa，热压机真空度小于30Pa。 0021 本发明可选择的技术方案除了上述的直接热压法，将镀锡铜栅网通过热压机直接 热压到太阳能电池上，还可以通过电镀法铜栅网电极，并可采用及电镀层厚度记录仪，实时 监控电镀厚度。 0022 本发明用金属网栅代替传统的银浆和铝浆网格栅电极，制造低成本栅线电极，选 用的焊 接材料和加工模具，可解决由于热压工程中出现的锡的融化，导致的网状电极粗细 不均，以。
15、及变形等状况。太阳能电池金属栅线电极制备、封装一体化制备方法采用卷到卷制 备工艺，在承压制备铜栅网电极的同时可以直接封装柔性太阳能电池，并形成大规模卷到 卷流水化作业。大幅降低了太阳能电池的组件成本，提高了电池的工艺可靠性，实现了低成 本大规模柔性太阳能电池的制造。 0023 本发明采用相同结构形状的铜栅网代替传统的银浆电极，所以与传统银浆电极相 比其导电性能的差异由其金属电极材料本身的导电性能所决定，由下表可知，铜材料的导 电性能与银的导电性能几乎相当。故本发明的铜栅网电极与传统电极材料相比导电性能相 当。 0024 金属种类 常温下金属电阻率(/nm) 银浆 15.86 铜 16.78 附。
16、图说明 0025 图1为发明太阳能电池金属栅线电极的示意图。 说 明 书CN 102751342 A 3/4页 5 0026 图2为本发明所涉及金属丝栅示意图，(a)整体图，(b)局部放大图，(c)剖面图。 0027 图3为本发明封装示意图。 0028 其中，A为电池边长，d为金属丝网栅网格间隔，W为收集栅宽度，H为网栅网厚度， M1为柔性封装材料，M2为金属丝网栅，M3为底面材料，C为封装完毕的太阳能电池，Z为承 压轮轴装置。 具体实施方式 0029 下面结合具体附图和实施例，对本发明进一步阐明。在阅览了本发明之后，凡采用 等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。 00。
17、30 实施例1 0031 一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有一层金属丝网栅 M2，金属丝网栅M2与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。本实施例选为铜丝网 栅，铜丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料M1，本实施例选用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物EVA。 铜丝网栅厚度200微米-250微米，网格间隔为100-200微米，收集栅宽度在100-200微米。 0032 含上述金属丝栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的底层覆有底面材料M3聚 酰亚胺。 0033 制备方法，包括步骤如下： 0034 （1）将粘有锡浆料的铜丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；其中：锡点厚 度 0.3-2.5m。
18、m，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区工艺步骤。其中在预热区使焊 接点在60s内升温100，并保温60s，该区加热时间占整个时间的15-25%。保温区温度保 持在120，温度上升速率小于2/s，本区时间占整个时间的30-50%。焊接区温度峰值在 180，超过铅锡合金熔点温度183的持续时间应当保持在15s，本区加热速率在1.5/ s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。冷却区降温速率在10/s左右，冷却至60， 此区时间占整个过程时间的15%左右。 0035 （2）在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，太阳能电池底层覆底面材料，完 成后将整个太阳能电池采用热压机加热到200直接一体承。
19、压封装。层压机工作压强 0.4-0.7MPa，层压机真空度小于30Pa。 0036 实施例2 0037 一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有一层金属丝网栅 M2，金属丝网栅M2与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。本实施例选为铜丝网 栅，铜丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料M1，本实施例选用特氟龙TEFLON。铜丝网栅厚度 350微米-400微米，网格间隔为400-500微米，收集栅宽度在400-500微米。 0038 含上述金属丝栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的底层覆有底面材料M3布。 0039 制备方法，包括步骤如下： 0040 （1）将粘有锡浆料的铜丝网栅在太阳。
20、能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度 0.3-2.5mm，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区工艺步骤。其中在预热区使焊接 点在90s内升温120，并保温70s，该区加热时间占整个时间的15-25%。保温区温度保持 在140，温度上升速率小于2/s，本区时间占整个时间的30-50%。焊接区温度峰值在 200，超过铅锡合金熔点温度183的持续时间应当保持在25s，本区加热速率在2.5/ 说 明 书CN 102751342 A 4/4页 6 s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。冷却区降温速率在6/s左右，冷却至80， 此区时间占整个过程时间的15%左右。 0041 （2）在金属丝网栅上。
21、表面覆盖柔性封装材料，太阳能电池底层覆底面材料，完 成后将整个太阳能电池采用热压机加热到400直接一体承压封装。层压机工作压强 0.4-0.7MPa，层压机真空度小于30Pa。 0042 实施例3 0043 一种太阳能电池金属栅线电极，在太阳能电池的发射极表面接有一层金属丝网栅 M2，金属丝网栅M2与太阳能电池的发射极表面通过锡浆料焊接连接。本实施例选为铜丝网 栅，铜丝网栅上面还覆盖有柔性封装材料M1，本实施例选用孵化乙烯丙烯共聚物。铜丝网栅 厚度250 微米-300微米，网格间隔为200-300微米，收集栅宽度在200-300微米。 0044 含上述金属丝栅线电极的太阳能电池，在太阳能电池的。
22、底层覆有底面材料M3布。 0045 制备方法，包括步骤如下： 0046 （1）将粘有锡浆料的铜丝网栅在太阳能电池发射极表面再流焊接；锡点厚度 0.3-2.5mm，采用预热区、保温区、焊接区和冷却区四温区工艺步骤。其中在预热区使焊接 点在90s内升温150，并保温90s，该区加热时间占整个时间的15-25%。保温区温度保持 在150，温度上升速率小于2/s，本区时间占整个时间的30-50%。焊接区温度峰值在 230，超过铅锡合金熔点温度183的持续时间应当保持在40s，本区加热速率在3.5/ s，加热时间一般占整个过程时间的30-50%。冷却区降温速率在3/s左右，冷却至50， 此区时间占整个过。
23、程时间的15%左右。 0047 （2）在金属丝网栅上表面覆盖柔性封装材料，太阳能电池底层覆底面材料，完 成后将整个太阳能电池采用热压机加热到300直接一体承压封装。层压机工作压强 0.4-0.7MPa，层压机真空度小于30Pa。 0048 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任 何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术 内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因 此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术是指对以上实施例所做的任何 改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。 说 明 书CN 102751342 A 1/2页 7 图1 图2(a) 图2(b) 图2(c) 说 明 书 附 图CN 102751342 A 2/2页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102751342 A 。