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解決太陽能電池制造問題的印刷技術

2011-09-19 10:51 來源:互聯網 責編:江佳

摘要:
太陽電池制造商必須提高每平方米表面積的效率和生產能力又不增加投資。現在,SMT組裝中的細間距絲網印刷技術是金屬化技術的新進展。制造下一代太陽電池面臨的問題,對于電子制造行業并不陌生。
  現在,設備占用面積是太陽電池制造商非常關心的問題。這個問題也是其他電子組裝商長期以來一直關心的問題。他們關心這個問題的原因是相同的:總體成本。充份利用廠房將使制造商的投資更快得到回報(ROI),他們不需要建設新廠房就能提高生產率。由于有這樣的需要,出現了新一代小而緊湊的金屬化方案,它是設計成模塊化的,可以擴展——可以按照市場需求的增大很容易地迅速擴大生產,但是生產線又十分緊湊,占用的空間很小。
  
  使用的材料金屬化工藝用的材料方面似乎變得簡單了。對熱熔融技術的興趣已經下降,人們把注意力集中到一組簡單的導電化學物質配方上。因此,具有工藝專長的供應商可以加強金屬化工藝,把開發重點放在提高提太陽電池的效率上,而不是去對付分散的材料供應。
  
  對于金屬化工藝專家,關鍵性的挑戰是要在硅芯片正面生成足夠的導電指狀圖案來傳導硅芯片產生的電流,又不會把芯片表面遮住太多面積。芯片表面上被太陽光遮住的部分——包括過份印刷的導電條部分,都不能產生電流,這會降低電池可能達到的最大效率。
  
  與此相反,印刷在芯片上的導電條太少,也會降低電池的效率,這是由于硅是半導體,硅的自然表面阻抗很大。導電條太少時,硅芯片表面產生的實際電流很多,但被收集起來的電流很少。
  
  硅芯片上接受陽光部分和被遮蓋部分達到最佳平衡,有利于提高能量轉換效率。印刷在芯片上的細小的指狀導電條覆蓋的面積要比較少,但要使導電條在垂直方向上比較厚,能有效導電。這樣做的目的是使導體有比較大的高寬比,通常是寬50微米,高22微米。這個問題目前備受關注。其他的因素,例如絲網印刷中使用的乳膠絲網,它的精度對能量轉換效率也有影響。目前正在開發的各種技術中,有新的模板技術,導電條可能由幾層構成或電鑄形成,就象混合屏幕那樣。
  
  自行制造絲網和模板絲網印刷設備制造商在開發金屬化工藝時是在三個層次進行:
  
  確定標準的乳膠絲網并且用一組可印刷材料對印刷工藝進行優化;使用最新的乳膠絲網技術,其中使用更強的合金,網的金屬絲也更細,并且和新的光學成像技術結合起來;制造精密的混合模板。
  
  隨著人們能夠在硅芯片上形成更細的導電條,部分問題轉變為避免在印刷工藝中產生缺陷。已經是很窄的導電條必須印刷得很完美,但是,導電條的寬度和高度變小會增加阻抗,會降低太陽電池的能量轉換效率。
  當然,拙劣的印刷會造成導體斷裂,無論斷裂是多么細小,會使電路斷路,使太陽電池中含有斷路的部份不起作用。要解決這個問題,可以利用SMT組件中解決焊點可靠性的經驗和知識。
  
  結論
  
  對于太陽電池制造商,要達到很高的生產率,必須根據要求的產量對絲網印刷工藝和材料進行優化,控制金屬化生產線的性能,避免芯片破損和生產線停工。所有這些需要生產線要保持在小面積內。解決了這些問題,更有效、能量轉換效率更高的太陽電池和最終的太陽能組件與陣列就指日可待了。
  
  
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