丝网印刷技术可顺利解决太阳电池的制造问题（2）

　　如果常规的1200块/小时生产线停下，生产完全停止，暂停5分钟就意味着少生产100块芯片，相当于生产率每小时损失8.3%。如果一条常规生产线每小时生产3000块芯片，生产线暂停5分钟就少生产250片芯片。使用多印刷头技术，每小时印刷3000块芯片，只有一个印刷头暂停工作，但其他印刷头继续印刷，暂停5分钟少生产84块芯片。因此，只有一个印刷头暂停工作时一小时的产量是2916块芯片，生产率只损失2.8%，还是可以接受的。

　　现在，设备占用面积是太阳电池制造商非常关心的问题。这个问题也是其他电子组装商长期以来一直关心的问题。他们关心这个问题的原因是相同的：总体成本。充份利用厂房将使制造商的投资更快得到回报(ROI)，他们不需要建设新厂房就能提高生产率。由于有这样的需要，出现了新一代小而紧凑的金属化方案，它是设计成模块化的，可以扩展??可以按照市场需求的增大很容易地迅速扩大生产，但是生产线又十分紧凑，占用的空间很小。

　　使用的材料金属化工艺用的材料方面似乎变得简单了。对热熔融技术的兴趣已经下降，人们把注意力集中到一组简单的导电化学物质配方上。因此，具有工艺专长的供应商可以加强金属化工艺，把开发重点放在提高提太阳电池的效率上，而不是去对付分散的材料供应。

　　对于金属化工艺专家，关键性的挑战是要在硅芯片正面生成足够的导电指状图案来传导硅芯片产生的电流，又不会把芯片表面遮住太多面积。芯片表面上被太阳光遮住的部分??包括过份印刷的导电条部分，都不能产生电流，这会降低电池可能达到的最大效率。

　　与此相反，印刷在芯片上的导电条太少，也会降低电池的效率，这是由于硅是半导体，硅的自然表面阻抗很大。导电条太少时，硅芯片表面产生的实际电流很多，但被收集起来的电流很少。

　　硅芯片上接受阳光部分和被遮盖部分达到最佳平衡，有利于提高能量转换效率。印刷在芯片上的细小的指状导电条覆盖的面积要比较少，但要使导电条在垂直方向上比较厚，能有效导电。这样做的目的是使导体有比较大的高宽比，通常是宽50微米，高22微米。这个问题目前备受关注。其他的因素，例如丝网印刷中使用的乳胶丝网，它的精度对能量转换效率也有影响。目前正在开发的各种技术中，有新的模板技术，导电条可能由几层构成或电铸形成，就象混合屏幕那样。

　　自行制造丝网和模板丝网印刷设备制造商在开发金属化工艺时是在三个层次进行：

　　确定标准的乳胶丝网并且用一组可印刷材料对印刷工艺进行优化;

　　使用最新的乳胶丝网技术，其中使用更强的合金，网的金属丝也更细，并且和新的光学成像技术结合起来;

　　制造精密的混合模板。

　　随着人们能够在硅芯片上形成更细的导电条，部分问题转变为避免在印刷工艺中产生缺陷。已经是很窄的导电条必须印刷得很完美，但是，导电条的宽度和高度变小会增加阻抗，会降低太阳电池的能量转换效率。

　　当然，拙劣的印刷会造成导体断裂，无论断裂是多么细小，会使电路断路，使太阳电池中含有断路的部份不起作用。要解决这个问题，可以利用SMT组件中解决焊点可靠性的经验和知识。

　　结论

　　对于太阳电池制造商，要达到很高的生产率，必须根据要求的产量对丝网印刷工艺和材料进行优化，控制金属化生产线的性能，避免芯片破损和生产线停工。所有这些需要生产线要保持在小面积内。解决了这些问题，更有效、能量转换效率更高的太阳电池和最终的太阳能组件与阵列就指日可待了。

来源：《化学与物理电源系统》