噴墨打印超細(xì)柵電極太陽電池樣機(jī)系統(tǒng)
 

噴墨打印太陽電池超細(xì)柵電極三維形貌
 

近日，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所信息服務(wù)與智能控制技術(shù)研究室3D電子打印技術(shù)與裝備課題組，采用噴墨印刷技術(shù)成功制造出高“高寬比”太陽電池超細(xì)柵電極，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)突破，并自主研發(fā)出國內(nèi)首臺(tái)噴墨打印樣機(jī)系統(tǒng)。

　　
目前，90%以上的晶體硅太陽電池采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制造金屬柵極。但絲網(wǎng)印刷存在幾點(diǎn)不足：一是印刷過程中絲網(wǎng)與基底（硅片）接觸，容易造成硅片的破損；二是絲網(wǎng)印刷往往造成漿料的浪費(fèi)；三是絲網(wǎng)印刷技術(shù)的精度和印刷細(xì)柵的高寬比很難再提高，已經(jīng)成為制約晶體硅電池降低成本、提升效率的主要障礙。晶體硅太陽電池正朝著高效率、薄片化和低成本三個(gè)方向進(jìn)行改進(jìn)，噴墨打印技術(shù)被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的新一代太陽電池柵極制造技術(shù)。

　　
“十二五”期間，在國家“863”計(jì)劃及中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題支持下，沈陽自動(dòng)化所課題組深入研究微滴噴射機(jī)制，開展國產(chǎn)納米銀漿料物性與噴印工藝適配性研究，自主研發(fā)出工程化高速、高精度噴印控制及大陣列噴頭聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)。通過優(yōu)化噴射速率、噴印分辨率、固化條件等制造工藝，實(shí)現(xiàn)正表面金屬柵極寬度＜40μm，高寬比＞0.6，三維形貌均勻的太陽電池超細(xì)柵電極噴印核心工藝，設(shè)計(jì)開發(fā)出國內(nèi)首臺(tái)噴墨打印樣機(jī)系統(tǒng)，為開展光伏裝備50MW中試線研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作，形成高效低成本超細(xì)柵電池生產(chǎn)線解決方案奠定基礎(chǔ)。

　　
將噴墨打印技術(shù)引入太陽電池超細(xì)柵電極圖形制備后，通過減小電極柵線寬度、數(shù)字化制備電極圖形、非接觸式打印和連續(xù)不間斷傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)提升，在提高生產(chǎn)線產(chǎn)能、降低生產(chǎn)碎片率、節(jié)約原輔材料損耗、降低運(yùn)行成本及提高光電轉(zhuǎn)換效率等方面都有非常優(yōu)異的表現(xiàn)。以50MW標(biāo)準(zhǔn)電池生產(chǎn)線計(jì)算，引入噴墨打印設(shè)備后，可提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率0.6%，銀材料耗量減少40%，節(jié)約運(yùn)行成本0.60元/片～0.80元/片。