无网结网版技术助力太阳能电池效率进一步提升

作者: | 发布日期: 2017 年 03 月 02 日 13:49 | 分类: 展场直击

在光伏行业中,正面电极导电浆料是提高太阳能电池光电转换效率的关键材料,每年可协助电池效率提升0.2%左右。丝网印刷工艺由于技术成熟、工艺简单且精度容易控制,被广泛用于形成太阳能电池的正面电极。

近年来,常规工艺的太阳能电池效率进一步提升变得愈加困难。超细栅太阳能电池技术可以减少遮光损失,进一步优化副栅线的高宽比,在现有生产设备和工艺的基础上可快速实现效率提升和成本降低,因而广受关注。随着导电浆料和印刷设备的不断更新升级,超细栅线太阳电池金属化正逐渐成为可能。

然而随着副栅线开口的降低,由于传统网纱网版(斜交绷网)本征的缺陷,网结的遮挡弊端愈发明显,势必会影响超细栅印刷和副栅线开口进一步变窄的趋势,所以光伏产业对于无网结网版的需求愈加强烈。

无网结网版是指在副栅线开口区域不存在网结,即将常规30度/22.5度张网的网结避开,让副栅线内只有垂直于副栅线的钢丝,主要包括基于常规不锈钢网纱技术和基于新型金属基体的两种技术路线。无网结网版具有以下优点:

1. 无网结网版设计线宽比传统网版低,印刷后烧结线宽比传统网版约低20%,高度约提升15%,高宽比提升25%左右;
2. 细栅线无网结,印刷后线条平整度及线型更好,有效改善断栅虚印等问题;
3. 通过高宽比提升及线型优化,电池片短路电流得到较大提升;
4. 不改变网版使用条件,实现30um以下线宽印刷;
5. 无网结网版所印电池片转换效率比传统网版提升0.1%左右。

然而,目前无网结网版的大规模使用仍面临一些挑战。一方面,无网结网版的制作工艺难度较大,导致良品率低,工艺一致性差,成本相对较高;另一方面,网版寿命随时间增加线宽一致性保持偏差;另外网版边框粗线问题发生频率较高。目前各网版厂商仍在持续改善现有无网结网版技术的缺陷,并加紧开发一些新型的金属基体的无网结技术。

与此同时,由于栅线更细,无网结技术对浆料的导电能力与银浆外扩提出了更高的要求。浆料需具有有较好的流平性,过墨性和塑性,而且浆料根据网版设计需维持较好的湿重水平,以及避免细栅印刷的节点发生。目前,浆料生产企业也在积极开发与无网结网版相匹配的浆料。

合众创能于2012年发明了独有的无网结网版结构,拥有无网结网版技术的核心专利,由此开创了超细栅线印刷技术的新纪元。根据该网版的印刷需求,2014年合众创能开发了相适配的Tysol80系列无网结浆料,2015年升级至Tysol90A。新一代Tysol90X系列浆料,改变了前期产品的高粘度印刷模型,创立了新的低粘度高塑性印刷模型,突破了40μm的细栅量产印刷难题,电池效率绝对值提升0.1%-0.2%。

贺利氏光伏将在2017日本PV Expo上首度面向市场推出专为无网结网版技术定制开发的全新SOL9641AX/BX系列产品。相比于传统浆料,该系列产品的浆料拥有独特的流变性,旨在充分发挥无网结网版的所有技术优势,在超细的副栅线开口下印刷,可以使副栅线形成更加优异的高宽比,从而实现约0.1%的效率提升。同时该系列产品也完美地适合黑硅技术。

据了解,无网结是目前最易实现30um以下细线印刷的量产技术,也是银浆和设备最易配合的技术路径。而且随着副栅线开口降低到28um甚至以下,传统的单次印刷和分步印刷对于无网结网版的需求越来越大。可以预见,随着浆料和网版技术的进一步突破,无网结印刷技术将成为提高效率和降低成本的新一代解决方案。

亚化谘询主办的第三届太阳电池浆料与金属化技术将于2017年3月21日在江苏常州召开。来自彭博新能源财经、阿特斯、贺利氏、无锡帝科、中希电子、深圳首骋、SIBCO China、国瓷泓源、上海交大、美国AMA Tech、苏州腾瑞、中科院微电子所、华东理工大学的专家将做大会报告。

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