(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911001446.5
(22)申请日 2019.10.21
(71)申请人 华南理工大学
地址 510640 广东省广州市天河区五山路
381号
(72)发明人 张宪民 单译琳
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有
限公司 44245
代理人 郑浦娟
(51)Int.Cl.
H01L 31/0224(2006.01)
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种光伏太阳能电池电极栅
线激光诱导转印方法，包括首先在透明基片上制
导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成银浆桥；
通过激光光束扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓
展；通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至
银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的
栅线，以此完成印刷，最终将完成印刷的硅片进
行烧结。本发明能够转印高高宽比的栅线，同时
降低生产成本。权利要求书2页 说明书6页 附图5页CN 110690300 A 2020.01.14
C N 110690300
A
1.一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
步骤S2、通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成银浆桥；
步骤S3、通过激光光束自步骤S2照射的位置沿直线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的栅线，以此完成印刷；
将完成印刷的硅片进行烧结。
2.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，通过刮涂的方式将银浆涂抹至透明基片上，形成的银浆薄膜的厚度范围在30～80微米之间。
3.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值；其中，银浆桥形成阈值与银浆薄膜的厚度和激光光束的光斑尺寸的关系分别如下：
当银浆薄膜的厚度越大，银浆桥形成阈值也越大；
当激光光束的光斑尺寸越大，银浆桥形成阈值也越大。
4.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，步骤S2中，通过激光光束诱导银浆薄膜生成银浆桥，具体是：
将透明基片放置在硅片的上方且银浆薄膜朝向待印刷的硅片；
通过激光光束照射银浆薄膜，将银浆薄膜中的部分银浆气化生成气泡；
在银浆薄膜膨胀的过程中，通过气泡推动银浆薄膜撞击到硅片，使银浆薄膜黏附在硅片上，自透明基片拉伸和黏附在硅片上的银浆薄膜成为银浆桥。
5.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，激光光束为脉冲激光，相邻脉冲的激光光束对银浆薄膜的影响范围部分重叠。
6.根据权利要求5所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，相邻脉冲的激光光束之间的间距大于单束激光光束的影响范围的一半。
7.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，激光光束的能量密度大于激光光束的转移阈值；其中，转移阈值与银浆薄膜的厚度、激光光束的光斑尺寸以及银浆薄膜与硅片之间的间隙的关系分别如下：
当银浆薄膜的厚度越大越大，转移阈值也越大；
当激光光束的光斑尺寸越大，转移阈值越小；
当银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值时，随着间隙的增大，转移阈值也随之增大；当间隙达到银浆桥形成阈值时，随着间隙继续增大，转移阈值不再随之改变。
8.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，激光光束的光斑尺寸等于所需的栅线宽度。
9.根据权利要求1所述的光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，在步骤S4之前，根据光伏太阳能电池所需的栅极数量，重复步骤S2和步骤S3继续诱导银浆薄膜生成银浆桥，直至银浆桥的数量达到光伏太阳能电池所需的栅极数量。
10.一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
步骤S2、针对于已获得栅线并完成烧结的硅片，通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在硅片上的栅线和透明基片之间生成银浆桥；
步骤S3、通过激光光束沿着栅线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在原有的栅线上生成新的栅线，以此完成印刷；
将完成印刷的硅片进行烧结，新的栅线与原有的栅线相互融合成总栅线。
光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法
技术领域
[0001]本发明涉及激光应用和光伏技术领域，特别涉及一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法。
背景技术
[0002]光伏太阳能电池是一种利用光伏效应将光能转换成电能的器件，其中起收集电荷和导电作用的是正面和背面的电极。太阳能电池正面电极化作为光伏太阳能电池生产过程中最为重要的步骤之一，往往采用丝网印刷的方式将太阳能正面银浆印刷至电池板正面，以制成电极栅线。由于太阳能电池正面银浆价格昂贵，如何在提高转换效率的基础上减少对银浆的使用量便成为太阳能电池生产厂家研究的重点。
目前主要的解决方案是通过提高栅线的高宽比，便可以在减少银浆使用量的同时减少栅线的遮盖面积，降低阴影损失，保持甚至是提高硅片的转换效率。现阶段市面上主流的丝网印刷技术通过二次印刷后栅线的高宽比可以达到0.4左右，然而这已经接近于该技术的极限，短时间内难有大的突破。同时该技术存在着一个比较大的缺陷，那便是丝网在每印刷一段时间后便需要对其进行清洗以防止丝网堵塞，从而造成了银浆的大量浪费，大大增加了生产成本。因此需要一种新的印刷技术来改变现状。
[0003]激光诱导前向转移技术(LIFT技术)是一种材料沉积技术。LIFT技术是将目标材料事先以薄膜的形式涂抹到透明基片上，并让目标材料薄膜面朝下方与接收基片保持一定距离，让激光透过透明基片照射到目标材料上，从而引发局部区域内的材料转移，因此，LIFT 技术是一种无需掩模、非接触式的高精度微量转移技术。
[0004]LIFT技术在转移液体材料时，根据液体材料的粘度不同，其所采用的转移模式也不相同。当液体材料为低粘度液体时，主要通过激光诱导产生液体射流的方式转移目标材料。这种转移模式下，材料转移距离能够达到300微米甚至更远，但是由于材料粘度低，在不对接收基片进行特殊的表面处理的前提下，很难得到高高宽比的转移结果。当液体材料为高粘度液体(例如银浆)时，由于液体的流动性低，很难通过激光诱导产生液体射流，只能通过激光诱导产生液体桥的方式转移目标材料。这种转移模式下，材料的转移距离很难超过80微米，一旦超过此范围，便很难形成液体桥，但是在这种模式下转移的材料，往往具有很高的高宽比。
发明内容
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，该方法能够转印高高宽比的栅线，同时降低生产成本。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现：一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
[0008]步骤S2、通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在透明基片和硅片之间生成
银浆桥；
[0009]步骤S3、通过激光光束自步骤S2照射的位置沿直线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
[0010]步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在硅片上生成对应的栅线，以此完成印刷；
[0011]将完成印刷的硅片进行烧结。
[0012]优选的，通过刮涂的方式将银浆涂抹至透明基片上，形成的银浆薄膜的厚度范围在30～80微米之间。
[0013]优选的，银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值；其中，银浆桥形成阈值与银浆薄膜的厚度和激光光束的光斑尺寸的关系分别如下：
[0014]当银浆薄膜的厚度越大，银浆桥形成阈值也越大；
[0015]当激光光束的光斑尺寸越大，银浆桥形成阈值也越大。
[0016]优选的，步骤S2中，通过激光光束诱导银浆薄膜生成银浆桥，具体是：
[0017]将透明基片放置在硅片的上方且银浆薄膜朝向待印刷的硅片；
[0018]通过激光光束照射银浆薄膜，将银浆薄膜中的部分银浆气化生成气泡；[0019]在银浆薄膜膨胀的过程中，通过气泡推动银浆薄膜撞击到硅片，使银浆薄膜黏附在硅片上，自透明基片拉伸和黏附在硅片上的银浆薄膜成为银浆桥。
[0020]优选的，激光光束为脉冲激光，相邻脉冲的激光光束对银浆薄膜的影响范围部分重叠。
[0021]更进一步的，相邻脉冲的激光光束之间的间距大于单束激光光束的影响范围的一半。
[0022]优选的，激光光束的能量密度大于激光光束的转移阈值；其中，转移阈值与银浆薄膜的厚度、激光光束的光斑尺寸以及银浆薄膜与硅片之间的间隙的关系分别如下：[0023]当银浆薄膜的厚度越大越大，转移阈值也越大；
[0024]当激光光束的光斑尺寸越大，转移阈值越小；
[0025]当银浆薄膜与硅片之间的间隙小于银浆桥形成阈值时，随着间隙的增大，转移阈值也随之增大；当间隙达到银浆桥形成阈值时，随着间隙继续增大，转移阈值不再随之改变。
[0026]优选的，激光光束的光斑尺寸等于所需的栅线宽度。
[0027]优选的，在步骤S4之前，根据光伏太阳能电池所需的栅极数量，重复步骤S2和步骤S3继续诱导银浆薄膜生成银浆桥，直至银浆桥的数量达到光伏太阳能电池所需的栅极数量。
[0028]本发明的目的通过下述技术方案实现：一种光伏太阳能电池电极栅线激光诱导转印方法，包括如下步骤：
[0029]步骤S1、在透明基片上制备出银浆薄膜；
[0030]步骤S2、针对于已获得栅线并完成烧结的硅片，通过激光光束照射银浆薄膜，诱导银浆薄膜在硅片上的栅线和透明基片之间生成银浆桥；
[0031]步骤S3、通过激光光束沿着栅线扫描银浆薄膜，对银浆桥进行拓展；
[0032]步骤S4、通过移动透明基片对银浆桥进行拉伸，直至银浆桥与透明基片断裂并在
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