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摘要：利用156*156的P型多晶硅片，对线宽分别为40um和50um的不同丝网厂家的丝网进行了太阳电池的制备。利用电子天平、共聚焦显微镜和halm测试仪，对丝网印刷电极栅线的浆料耗量、栅线的形貌、栅线的高宽比和太阳电池的电学参数进行了测量和表征。结果表明，线宽为50um的B丝网印刷效果较好，栅线表面较为平整，但是金属浆料耗量较大，Isc较低，但是Rs以及FF相对较大，最终A丝网和B丝网制备的太阳电池转换效率一致。。
关键词：丝网印刷；高宽比； 太阳电池；电学参数
中图分类号： TM911 文献标识码： A 文章编号：
一、引言
近年来，随着太阳能行业的快速发展，太阳能电池应用系统已影响了我们的日常生活和工业生产，而且必将在更大程度上进一步渗透到人类社会生活的诸多领域[1]。在过去十多年来世界太阳电池的产量一直以每年30%到40%的速度增长，成为世界上发展最快的行业之一[2-3]。
目前国际上大多数晶体硅太阳能电池生产厂家都采用形成于七十年代的丝网印刷技术。丝网印刷太阳电池具有制造过程简单，设备产能较高等优点。缺点是采用丝网印刷太阳电池电极，在解决金属—半导体接触电阻和PN结的光电特性以及遮光问题之间存在着一定的问题。本文研究丝网印刷技术中所用丝网的不同参数对太阳电池的影响，对优化丝网提高太阳电池转换效率具有一定的参考价值。
二、实验方法
利用多晶硅片，经制绒、扩散、刻蚀、减反射膜的沉积、丝网印刷和烧结制备成太阳电池。利用不同线宽的丝网制备成不同批次的太阳电池。利用电子天平，共聚焦显微镜，halm电学参数测试仪对电池印刷耗量、栅线形貌以及高宽比、电学参数进行了测量和表征。
三、结果与讨论
丝网印刷是利用丝网图形部分网孔透浆料，非图文部分网孔不透浆料的基本原理，将金属浆料转移到硅片表面为最终的电池片提供电极。丝网的主要参数包括：材质、丝网的目数和精细度、网丝直径、网丝孔径和开孔面积、膜厚、张力等。本文主要针对不同厂家A和B的不同线宽的丝网（正面）进行实验对比。丝网线宽的显微镜放大图像如图1所示。
（1）A丝网的线宽放大图像（2）B丝网的线宽放大图像
图1丝网线宽显微镜放大图像
从图像中可以明显看到，B丝网的线宽要比A丝网线宽大，同时多丝网线宽不同位置进行了测试，结果如表1所示。从表1中可以看到，B丝网较A丝网线宽大10um左右。
表1丝网线宽不同点的测试值
下面将对两种丝网对印刷量、印刷效果和电学特性的影响，进行对比和分析。
3.1 丝网对印刷耗量的影响
利用电子天平分别对两种丝网印刷的太阳电池进行了浆料耗量的称重测量结果如表2所示。结果显示，B丝网由于线宽较大，浆料耗量为0.148g。
表2不同丝网印刷耗量
3.2 丝网对印刷效果和栅线高宽比的影响
对烧结后的太阳电池栅线进行了共聚焦显微镜的测量，对电池栅线的表面形貌和栅线的高宽比进行了测量和表征。栅线的表面形貌如图2所示，栅线的高宽比如表2所示。
（1）A丝网印刷的电极栅线（2）B丝网印刷的电极栅线
图2 太阳电池栅线的共聚焦显微镜测试图像
从图2中可以看出，A絲网印刷的电极栅线呈现了高低不平，而B丝网栅线印刷效果较好，线条流畅。这是因为A丝网线宽较窄，浆料相对粘度较大导致印刷效果不好，影响了印刷效果。同时对栅线进行了线宽、线高和截面积的测量，结果如表3所示。结果表明，实际印刷的线宽较丝网线宽增加了38um左右。同时，两者的栅线高宽比比较接近，B丝网对应的栅线的高宽比较A丝网大了0.1%。
表3电池栅线的高、宽和截面积的测量
3.2丝网对太阳电池的影响
丝网的差异对太阳电池的电学参数有着较大的影响。因此，对制备的太阳电池进行了电学参数的测量，结果如表4所示。
表4 太阳电池电学参数
结果表明，栅线较宽的短路电流（Isc）较低，这是因为金属和硅片表面接触面积较大，增加了载流子在金属和硅界面的复合，但是栅线较宽时，串联电阻（Rs）较低、填充因子（FF）较大，这是因为浆料耗量较大，栅线的接触电阻较低，最终两者的电池转换效率一致。
四、结论
丝网印刷太阳电池是目前工业化生产中的主要制作电极方式，不同丝网厂家因为制作方式以及所用材料的不同对太阳电池的印刷效果以及太阳电池的电学参数有着重要的影响。综上，线宽为50um的B丝网印刷效果较好，栅线表面较为平整，但是金属浆料耗量较大，Isc较低，但是Rs以及FF相对较大，最终A丝网和B丝网制备的太阳电池转换效率一致。
参考文献
[1]张凤鸣.多晶硅薄膜太阳电池.太阳能学报,2003,24(4):555-564
[2]国家发展和改革委员会能源局，国家发展和改革委员会能源研究所，中国能源综合利用
协会可再生能源专业委员会，等.中国可再生能源产业发展报告(2006).2006，2007-04
[3]杨洪兴，李雨桐.促进太阳能光伏建筑发展的能源政策.中国太阳能光伏进展.成都：西
南交通大学，2006，783-790
关键词：丝网印刷；高宽比； 太阳电池；电学参数
中图分类号： TM911 文献标识码： A 文章编号：
一、引言
近年来，随着太阳能行业的快速发展，太阳能电池应用系统已影响了我们的日常生活和工业生产，而且必将在更大程度上进一步渗透到人类社会生活的诸多领域[1]。在过去十多年来世界太阳电池的产量一直以每年30%到40%的速度增长，成为世界上发展最快的行业之一[2-3]。
目前国际上大多数晶体硅太阳能电池生产厂家都采用形成于七十年代的丝网印刷技术。丝网印刷太阳电池具有制造过程简单，设备产能较高等优点。缺点是采用丝网印刷太阳电池电极，在解决金属—半导体接触电阻和PN结的光电特性以及遮光问题之间存在着一定的问题。本文研究丝网印刷技术中所用丝网的不同参数对太阳电池的影响，对优化丝网提高太阳电池转换效率具有一定的参考价值。
二、实验方法
利用多晶硅片，经制绒、扩散、刻蚀、减反射膜的沉积、丝网印刷和烧结制备成太阳电池。利用不同线宽的丝网制备成不同批次的太阳电池。利用电子天平，共聚焦显微镜，halm电学参数测试仪对电池印刷耗量、栅线形貌以及高宽比、电学参数进行了测量和表征。
三、结果与讨论
丝网印刷是利用丝网图形部分网孔透浆料，非图文部分网孔不透浆料的基本原理，将金属浆料转移到硅片表面为最终的电池片提供电极。丝网的主要参数包括：材质、丝网的目数和精细度、网丝直径、网丝孔径和开孔面积、膜厚、张力等。本文主要针对不同厂家A和B的不同线宽的丝网（正面）进行实验对比。丝网线宽的显微镜放大图像如图1所示。
（1）A丝网的线宽放大图像（2）B丝网的线宽放大图像
图1丝网线宽显微镜放大图像
从图像中可以明显看到，B丝网的线宽要比A丝网线宽大，同时多丝网线宽不同位置进行了测试，结果如表1所示。从表1中可以看到，B丝网较A丝网线宽大10um左右。
表1丝网线宽不同点的测试值
下面将对两种丝网对印刷量、印刷效果和电学特性的影响，进行对比和分析。
3.1 丝网对印刷耗量的影响
利用电子天平分别对两种丝网印刷的太阳电池进行了浆料耗量的称重测量结果如表2所示。结果显示，B丝网由于线宽较大，浆料耗量为0.148g。
表2不同丝网印刷耗量
3.2 丝网对印刷效果和栅线高宽比的影响
对烧结后的太阳电池栅线进行了共聚焦显微镜的测量，对电池栅线的表面形貌和栅线的高宽比进行了测量和表征。栅线的表面形貌如图2所示，栅线的高宽比如表2所示。
（1）A丝网印刷的电极栅线（2）B丝网印刷的电极栅线
图2 太阳电池栅线的共聚焦显微镜测试图像
从图2中可以看出，A絲网印刷的电极栅线呈现了高低不平，而B丝网栅线印刷效果较好，线条流畅。这是因为A丝网线宽较窄，浆料相对粘度较大导致印刷效果不好，影响了印刷效果。同时对栅线进行了线宽、线高和截面积的测量，结果如表3所示。结果表明，实际印刷的线宽较丝网线宽增加了38um左右。同时，两者的栅线高宽比比较接近，B丝网对应的栅线的高宽比较A丝网大了0.1%。
表3电池栅线的高、宽和截面积的测量
3.2丝网对太阳电池的影响
丝网的差异对太阳电池的电学参数有着较大的影响。因此，对制备的太阳电池进行了电学参数的测量，结果如表4所示。
表4 太阳电池电学参数
结果表明，栅线较宽的短路电流（Isc）较低，这是因为金属和硅片表面接触面积较大，增加了载流子在金属和硅界面的复合，但是栅线较宽时，串联电阻（Rs）较低、填充因子（FF）较大，这是因为浆料耗量较大，栅线的接触电阻较低，最终两者的电池转换效率一致。
四、结论
丝网印刷太阳电池是目前工业化生产中的主要制作电极方式，不同丝网厂家因为制作方式以及所用材料的不同对太阳电池的印刷效果以及太阳电池的电学参数有着重要的影响。综上，线宽为50um的B丝网印刷效果较好，栅线表面较为平整，但是金属浆料耗量较大，Isc较低，但是Rs以及FF相对较大，最终A丝网和B丝网制备的太阳电池转换效率一致。
参考文献
[1]张凤鸣.多晶硅薄膜太阳电池.太阳能学报,2003,24(4):555-564
[2]国家发展和改革委员会能源局，国家发展和改革委员会能源研究所，中国能源综合利用
协会可再生能源专业委员会，等.中国可再生能源产业发展报告(2006).2006，2007-04
[3]杨洪兴，李雨桐.促进太阳能光伏建筑发展的能源政策.中国太阳能光伏进展.成都：西
南交通大学，2006，783-790