一种光伏电池的电极制备方法与流程

1.本发明涉及光伏领域，具体涉及一种光伏电池的电极制备方法。


背景技术：

2.现有光伏电池的电极一般通过丝网印刷银浆并烧结而成的。
3.为了减少光伏电池制备过程中的用银量，需要尽量避免使用银浆。
4.另外，丝网印刷需要使用网版，但网版的印刷图案是固定的，故印刷不同的电极图案需要采用不同的网版，这就需要配套很多款网版，增加了成本。而且，网版经过多次使用也容易破损，会影响栅线电极的印刷精度，进而影响最终所制备光伏电池的质量。
5.故需要研发一种不采用含银材料和丝网印刷技术的方法来制备光伏电池的电极。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种光伏电池的电极制备方法，采用含有有机x前驱体且不含银的导电墨水进行喷墨打印，在硅片上打印出形成电极图案的墨层；墨层经过低温烧结形成一层致密的金属x导电层；金属x导电层经过高温烧结与硅衬底形成金属化连接，以该金属x导电层为光伏电池的电极；所述x选择镍、钴、钛、钼中的一种。
7.优选的，所述有机x前驱体选自新癸酸x、β-酮酸x、醋酸x、丁酸x、柠檬酸x、丁二酸x、苹果酸x、酒石酸x、醋酸x、草酸x中的一种。
8.优选的，所述低温烧结的温度为100～200℃，时间为1～4h。
9.优选的，所述高温烧结分两次进行。
10.优选的，第一次高温烧结的温度为600～700℃，时间为30～120s。
11.优选的，第二次高温烧结的温度为700～900℃，时间为60～100s优选的，喷墨打印的墨层厚度为10nm～100
µ
m。
12.优选的，所述光伏电池为perc电池、topcon电池、ibc电池或hbc电池。
13.本发明的优点和有益效果在于：提供一种光伏电池的电极制备方法，其不采用含银材料和丝网印刷技术，而是采用含镍、钴、钛或钼的导电墨水和喷墨打印技术，可提高电极的制备效率，减少光伏电池制备过程中的用银量，降低生产成本。
14.有机x前驱体经过低温烧结可以形成一层致密的纳米颗粒金属x膜（即金属x导电层）；且金属x导电层经过高温烧结可以与硅衬底形成硅化物，形成金属化连接，焊接强度高，还可降低接触电阻，提高连接电极的导电性。
15.有机x前驱体需要经过低温烧结才可以分解成纳米颗粒金属x膜（即金属x导电层），且有机x前驱体化学分解的温度（即低温烧结的温度）需要进行控制；低温烧结的温度过低（如低于100℃），形成的金属x导电层厚度太薄，后续高温烧结时，金属x导电层就不能渗透至硅衬底，进而无法与硅衬底形成金属化连接；低温烧结的温度过高（如高于200℃），形成的金属x导电层厚度太厚，在后续高温烧结过程中，会导致金属x导电层蚀刻硅衬底深度太深，进而导致电池结构的破坏。
16.金属x导电层需要经过高温烧结才能够渗透至硅衬底，通过两次高温烧结使金属x导电层转变成金属硅化x层，金属硅化x层发生晶型改变，从高电阻向低电阻转变，进而可提高电池的转化效率。
17.本发明的电极制备方法适用于多种光伏电池，可提高电极的制备效率，降低生产成本。
具体实施方式
18.下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
19.本发明提供一种光伏电池的电极制备方法，采用含有有机x前驱体且不含银的导电墨水进行喷墨打印，在硅片上打印出形成电极图案的墨层；墨层经过低温烧结形成一层致密的金属x导电层；金属x导电层经过高温烧结形成金属硅化x层，形成金属化连接，以该金属硅化x层为光伏电池的电极；具体的：所述有机x前驱体选自新癸酸x、β-酮酸x、醋酸x、丁酸x、柠檬酸x、丁二酸x、苹果酸x、酒石酸x、醋酸x、草酸x中的一种；所述x选择镍、钴、钛、钼中的一种；喷墨打印的墨层厚度为10nm～100
µ
m；所述低温烧结的温度为100～200℃，时间为1～4h；所述高温烧结分两次进行：第一次高温烧结的温度为600～700℃，时间为30～120s；第二次高温烧结的温度为700～900℃，时间为60～100s。
20.本发明的电极制备方法适用于多种光伏电池，包括perc电池、topcon电池、ibc电池和hbc电池。
21.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种光伏电池的电极制备方法，其特征在于，采用含有有机x前驱体且不含银的导电墨水进行喷墨打印，在硅片上打印出形成电极图案的墨层；墨层经过低温烧结形成金属x导电层；金属x导电层经过高温烧结与硅衬底形成金属化连接，完成光伏电池电极的制备；所述x选择镍、钴、钛、钼中的一种。2.根据权利要求1所述的光伏电池的电极制备方法，其特征在于，所述有机x前驱体选自新癸酸x、β-酮酸x、醋酸x、丁酸x、柠檬酸x、丁二酸x、苹果酸x、酒石酸x、醋酸x、草酸x中的一种。3.根据权利要求1所述的光伏电池的电极制备方法，其特征在于，所述低温烧结的温度为100～200℃，时间为1～4h。4.根据权利要求1所述的光伏电池的电极制备方法，其特征在于，所述高温烧结分两次进行。5.根据权利要求4所述的光伏电池的电极制备方法，其特征在于，第一次高温烧结的温度为600～700℃，时间为30～120s。6.根据权利要求4所述的光伏电池的电极制备方法，其特征在于，第二次高温烧结的温度为700～900℃，时间为60～100s。7.根据权利要求1所述的光伏电池的电极制备方法，其特征在于，喷墨打印的墨层厚度为10nm～100
µ
m。8.根据权利要求1所述的光伏电池的电极制备方法，其特征在于，所述光伏电池为perc电池、topcon电池、ibc电池或hbc电池。

技术总结
本发明公开了一种光伏电池的电极制备方法，采用含有有机X前驱体且不含银的导电墨水进行喷墨打印，在硅片上打印出形成电极图案的墨层；墨层经过低温烧结形成金属X导电层；金属X导电层经过高温烧结形成金属硅化X层，形成金属化连接，完成光伏电池电极的制备；所述X选择镍、钴、钛、钼中的一种。本发明光伏电池的电极制备方法，其不采用含银材料和丝网印刷技术，而是采用含镍、钴、钛或钼的导电墨水和喷墨打印技术，可提高电极的制备效率，减少光伏电池制备过程中的用银量，降低生产成本。。


技术研发人员：陈萌 杨立功
受保护的技术使用者：常州时创能源股份有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8