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我國(guó)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池超細(xì)柵電極噴印

發(fā)明科技控 2015年03月26日 11:51:08來(lái)源:信息服務(wù)與智能控制技術(shù)研究室 4283
摘要中科院成功實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池超細(xì)柵電極的噴印制造。

  【儀表網(wǎng) 發(fā)明科技控】近日,中科院成功實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池超細(xì)柵電極的噴印制造。研究人員將噴墨打印技術(shù)引入太陽(yáng)電池超細(xì)柵電極圖形制備,通過(guò)減小電極柵線寬度、數(shù)字化制備電極圖形等關(guān)鍵技術(shù)的提升,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)行成本等方面優(yōu)勢(shì)明顯。




噴墨打印超細(xì)柵電極太陽(yáng)電池樣機(jī)系統(tǒng)
  
  近日,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)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(yáng)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(guó)內(nèi)首臺(tái)噴墨打印樣機(jī)系統(tǒng)。



噴墨打印太陽(yáng)電池超細(xì)柵電極三維形貌
  
  目前,90%以上的晶體硅太陽(yáng)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(guò)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(yáng)電池正朝著率、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(yáng)電池柵極制造技術(shù)。
  
  “十二五”期間,在國(guó)家“863”計(jì)劃及中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題支持下,沈陽(yáng)自動(dòng)化所課題組深入研究微滴噴射機(jī)制,開(kāi)展國(guó)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(guò)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(yáng)電池超細(xì)柵電極噴印核心工藝,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)噴墨打印樣機(jī)系統(tǒng),為開(kāi)展光伏裝備50MW中試線研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作,形成低成本超細(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(yáng)電池超細(xì)柵電極圖形制備后,通過(guò)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(yáng)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。

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