一种制备太阳能电池栅电极的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103456835A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103456835103456835A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201310329671.8(22)申请日2013.07.31(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人黄永安尹周平汤朋朋潘艳桥吴林松熊有伦(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人朱仁玲(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)B41J2/01(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图6页附图6页(54)发明名称一种制备太阳能电池栅电极的装置及方法(57)摘要本发明提供了一种制备太阳能电池栅电极的装置及方法，装置包括银浆供给装置，喷嘴高度调节模块，喷嘴，可程控的高压发生器，吸附平台，运动平台和控制单元；方法包括将太阳能基板设置于吸附平台上，制备第一栅电极和制备第二栅电极，第二栅电极的宽度大于第一栅电极的宽度；本发明利用电纺丝直写工艺打印太阳能电极；利用电场将喷嘴中的银浆拉成直径比喷嘴直径小的丝。通过控制不同的电压，喷嘴高度，和基板进给速度可控制打印出的栅线宽度和高度。电压影响一定高度下泰勒锥的稳定性。高度主要通过影响栅线在空中的固化程度来影响打印栅线的高度，高度越高所打印栅线高度越高。基板进给速度主要影响影响打印栅线的宽度，速度越大，栅线越细。CN103456835ACN1034568ACN103456835A权利要求书1/2页1.一种制备太阳能电池栅电极的装置，其特征在于，包括银浆供给装置(1)，喷嘴高度调节模块(2)，喷嘴(3)，可程控的高压发生器(4)，吸附平台(5)，运动平台(6)和控制单元(8)；所述喷嘴(3)包括打印端，银浆供给接口和电接口；所述银浆供给装置(1)的输入控制端与控制单元(8)连接，银浆供给装置(1)的输出控制端与喷嘴(3)的银浆供给接口连接，所述银浆供给装置(1)用于在所述控制单元的控制下为所述喷嘴(3)提供银浆和为电纺丝提供所需的背压；喷嘴高度调节模块(2)的一端连接控制单元(8)，喷嘴高度调节模块(2)的另一端连接喷嘴(3)，所述喷嘴高度调节模块(2)用于在所述控制单元的控制下调节所述喷嘴(3)的喷印打印端与太阳能基板(7)之间的高度；所述高压发生器(4)的输出正端连接至所述喷嘴(3)的电接口，所述高压发生器(4)的输出负端连接所述吸附平台(5)，所述高压发生器(4)的输入控制端连接至所述控制单元(8)，所述高压发生器(4)用于在所述控制单元的控制下，在所述喷嘴和吸附于吸附平台(5)上的基板之间施加电压，形成高压电场，使得银浆在所述喷嘴的打印端形成泰勒锥，并在高压电场的作用下进一步拉扯出丝；所述运动平台(6)的控制端连接至所述控制单元(8)，所述吸附平台(5)设置于所述运动平台(6)上，所述运动平台(6)用于在所述控制单元(8)的控制下，带动吸附于吸附平台(5)上的基板做直线运动，完成栅电极图形打印。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴(3)为单个喷嘴或多个阵列排布的喷嘴。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：设置于吸附平台与太阳能基板(7)之间的绝缘层。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：设置于所述吸附平台上方的卷到卷装置。5.一种制备太阳能电池栅电极的方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将太阳能基板设置于吸附平台上；(2)制备第一栅电极(2.1)将直径为100～400微米的喷嘴设置于喷嘴高度调节模块上，并将所述喷嘴的电接口与高压发生器连接，将所述喷嘴的银浆供给接口与银浆供给装置连接，所述喷嘴的打印端垂直于所述太阳能基板；(2.2)控制单元输出第一控制信号控制银浆供给装置给所述喷嘴的容腔内注入银浆；(2.3)控制单元输出第二控制信号控制喷嘴高度调节模块中滑块沿着丝杆滑动，调节喷嘴阵列高度为0.5～2cm；(2.4)控制单元输出第三控制信号控制高压发生器给喷嘴与吸附平台之间施加电压；电压被设置为0.8～2kv；(2.5)控制单元输出第四控制信号控制运动平台沿X向以150～300mm/s的速度运动，并形成第一栅电极；(3)根据制备第一栅电极的步骤制备第二栅电极，所述第二栅电极的宽度大于所述第一栅电极的宽度。2CN103456835A权利要求书2/2页6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，制备第二栅电极的步骤(3)具体包括：(3.1)将直径为500～1000微米的喷嘴设置于喷嘴高度调节模块上，并将所述喷嘴的电接口与高压发生器连接，将所述喷嘴的银浆供给接口与银浆供给装置连接，所述喷嘴的打印端垂直于所述太阳能基板；(3.2)控制单元输出第一控制信