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      新型無接觸激光轉印技術解析
      材料來源:全球光伏           錄入時間:2022/10/8 23:39:55

      激光圖形轉印技術(Pattern Transfer Printing,簡稱:PTP)是一種新型的非接觸式的印刷技術,該技術在特定柔性透光材料上涂覆所需漿料,采用高功率激光束高速圖形化掃描,將漿料從柔性透光材料上轉移至電池表面,形成柵線。

      激光轉印技術作用

      通過非接觸激光印刷技術(PTP)改善高效太陽能電池細柵印刷工藝,能夠突破傳統絲網印刷的線寬極限,輕松實現 25um 以下的線寬,在電池片硅片上印刷更大高寬比的超細柵線,幫助電池實現超細密柵電池,匹配選擇性發射極技術,提升太陽能電池效率的同時,大幅度節省漿料耗量20%以上,最終降低電池生產、發電成本。

      激光轉印技術的優勢

      ① 激光轉印的柵線更細,現在可以做到18um以下漿料節省30%,在PERC上已經得到論證,HJT電池使用的是低溫銀漿,顆粒度小,轉印可以達到更新的線寬,從而降低銀漿耗量,提升電池效率,TOPCON工藝是N型雙面銀漿,對銀漿耗量更為敏感,在TOPCon、HJT等路線上的節省量會更高;

      ② 印刷高度一致性、均勻性優良,誤差在2um,低溫銀漿也同樣適用;

      ③ 可以改變柔性膜的槽型,根據不同的電池結構,來實現即定的柵線形狀,改善電性能;

      ④ 激光轉印為非接觸式印刷,可以避免擠壓式印刷存在的隱裂、破片、污染、劃傷等問題。同時,未來硅片薄片化趨勢,薄片化會帶來更多隱裂問題,激光轉印由于非接觸式印刷,可以有效解決這個問題。

      ⑤ 作為絲網印刷的替代技術,圖案轉移印刷(PTP)技術已顯示出潛力,可以印刷高縱橫比的窄電極,PTP技術可以制造平均寬度為18um的電極,但是在手指寬度為22um的情況下,六個母線結構的電池效率最高,對于正面金屬化,需要在光損壞和電損耗之間進行權衡。

      ⑥ 一方面,由于前側的陰影較少,具有較窄電極的太陽能電池會產生較高的電流,另一方面,由于接觸電阻和橫向電阻對總串聯電阻的貢獻增加,薄電極導致填充系數(FF)減小。優化電極的數量以及增加母線的數量是使FF損耗最小化,同時又使窄電極的全部電勢最大化的兩種可能方法。

      激光轉印技術流程

      主要包含:填充過程和轉移過程

      將帶有溝槽的透明聚合物薄膜放到填充位置,在此位置,兩個具有不同傾斜度的刮刀膠條將漿料填充到溝槽中,第一個刮刀將漿料填充到溝槽中,但是由于向薄膜表面傾斜60°,因此將漿料的一部分鏟起,形成了溝槽中的凹面糊狀表面。

      第二個刮刀的傾角為130°,用漿料填充剩余的空間,同時從薄膜表面去除多余的漿料。然后,將充滿溝槽的薄膜旋轉180°并移至打印位置。

      同時將基板安裝在移動的卡盤上,并以200um的距離放置在薄膜下方,一個接一個的用波長為1070nm的激光照射,發射激光輻照度通過透明膜,其能量首先被漿料表面吸收,產生的熱能使漿料和溝槽之間的界面區域中的有機成分氣化,并在漿料/薄膜界面處形成高壓蒸汽層,當在漿料/薄膜界面處建立足夠的壓力時,漿料會釋放到基材表面上。

      不同激光功率的影響

      PTP的漿料轉移過程隨著激光功率的增加而逐漸變化,轉印過程中不同激光功率情況:

      ① 工作激光功率太低而不能在漿料/薄膜界面上產生足以克服聚合物膜和漿料之間的粘合強度的壓力,焊膏無法轉移,并留在溝槽內。

      ② 當操作激光功率剛好足夠高以在界面區域中產生足以克服漿料和聚合物膜之間的粘附力的壓力時,觀察到最佳轉移。因此漿料被釋放到下面的基材上面,并且印刷線具有最佳的幾何形狀,僅有很少的飛濺痕跡,當產生的壓力克服了漿料的內聚力并從漿料主體中去除了一小部分顆粒時,就會發生飛濺,這些被稱為碎片的顆粒隨后會發現散布在印刷電極周圍,

      ③ 在第三種情況下,我們稱其為爆炸性轉移,所施加的激光功率明顯高于之前的情況,遠遠超過了粘合強度,因此完全釋放了焊膏,過大的壓力不僅會克服內聚強度,從而從主體上去除大量顆粒,而且會加速噴出的漿料到表面上并使其朝更寬的線寬變形。

      a. 當工作激光低于激光功率閾值時,不進行轉移

      b. 最佳傳輸,激光功率略高于閾值

      c. 當激光功率明顯高于激光功率閾值時爆炸,印刷電極的幾何形狀取決于激光功率,激光功率越高,電極的縱橫比越低,通常使用比最佳傳輸域值稍高的激光功率來避免由于激光不均勻而造成的中斷,但是,較高的激光功率會在焊膏的主體周圍產生一定量的碎屑,并且會犧牲印刷電極的最佳長寬比。

      (文章轉載自網絡,如有侵權,請聯系刪除)


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