太阳能电池指状电极的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种太阳能电池指状电极，其包括：汇流电极、补偿块以及间断式指状电极，上述三者都通过网版印刷于同一个半导体硅晶圆基板上，其中指状电极与补偿块的排列方向和汇流电极的排列方向呈垂直，且相邻两个间断式指状电极之间由补偿块跨接。
【专利说明】太阳能电池指状电极
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能电池的指状电极，尤指一种可达到细线宽及高宽比的指状电极。
【背景技术】
[0002]近年来，由于环境污染的问题越来越严重，很多国家开始开发新的绿色能源来减少境污染的问题。太阳能电池可将太阳的光能转为电能，且这种转换不会产生任何污染性的物质，因此太阳能电池的相关应用逐渐受到重视。
[0003]太阳能电池是利用半导体的光电效应直接吸收太阳光来发电，其发电原理是当太阳光照射在太阳能电池上时，太阳能电池会吸收太阳光能，而使太阳能电池的P型半导体与N型半导体分别产生电洞与电子，并使电子与电洞分离来形成电压降，进而产生电流。
[0004]请参阅图1A至图3B，太阳能电池的电极结构，通常会利用网版印刷的方式于半导体娃晶圆基板10上形成复数条汇流电极(bus bar) 11及复数条指状电极(finger) 12,其中汇流电极11和指状电极12是相互垂直，且汇流电极11 一般为二条或三条线宽较宽的电极，指状电极12为数量较多一般为数十条线宽较细的电极。
[0005]又，指状电极12用以收集因光电效应所产生的电子或电洞，并将其传送至汇流电极11，而汇流电极11则主要用以将指状电极12所传送的电子或电洞传送到外部储电装置或外部应用装置。一般而言，汇流电极11的宽度大于指状电极12宽度数十倍以上。
[0006]又，太阳能电池的电极结构上复数条的指状电极12是宽度越细越好而浆料高度必须越高越好，用以获取较高的太阳能转换率，而至少二条的汇流电极11只需要有适当的浆料即可用以传送电子或电洞到外部储电装置，并不需要很高的浆料厚度。
[0007]现有的印刷模版可以分为两种，一种是呈片状的钢版，另一种是钢丝网网版，而印刷模式分为下列三种方式，第一种为单层印刷，如图1A及图1B所示，以单一网版同时印刷完整的汇流电极11和指状电极12于半导体硅晶圆基板10上；第二种为双层印刷，如图2A及图2B所示，以两套网版进行印刷，一套网版为完整的汇流电极11和第一指状电极12a，另一套仅具有第二指状电极12b，将该两套网版印刷在同一半导体硅晶圆基板10上，即可使指状电极12的部分较汇流电极11厚且宽度维持不变；第三种为双套印刷，如图3A及图3B所示，以两套网版进行印刷，一套网版为汇流电极11，另一套网版为指状电极12，将该两套网版印刷在同一半导体娃晶圆基板10上。
[0008]由于该指状电极12宽度是越细越好，又两个汇流电极11间的指状电极12，以及半导体硅晶圆基板10侧边至该汇流电极11间的指状电极12采用整段连续式设计，意即该指状电极12的长度为该半导体硅晶圆基板10侧边至该汇流电极11的间距，该两个汇流电极11间的间距并不中断，若采用上述设计并应用于片状的钢版印刷，则会因为钢版缺乏支撑力，使得印刷时浆料粘版或是使指状电极12的宽度以及高度产生不稳定；若采用钢丝网网版虽然可以凭借网状的钢丝线提升稳定性，但印刷出的指状电极12高宽比仅能达到小于0.3以下，无法做进一步的突破达到大于0.4的高宽比，且在以双层设计印刷时，第二层指状电极12重叠在第一层上容易因为浆料左右错位而产生扩线，不但会使浆料的使用量增加，也容易降低太阳能转换效率。
【发明内容】
[0009]如此，本实用新型的主要目的在于解决上述的缺失，使指状电极在达到更好的电极宽度和厚度的同时能够节省更多浆料，降低生产成本，又能达到更好的太阳能转换效率。
[0010]为达上述目的，本实用新型揭示一种太阳能电池指状电极，具有复数条汇流电极，该复数条汇流电极通过一印刷版印刷于一半导体硅晶圆基板上，其特征在于:复数个补偿块通过一印刷版印刷于前述半导体硅晶圆基板上，该复数个补偿块呈垂直方向等距离排列穿插在汇流电极中；以及
[0011]复数条指状电极通过一印刷版印刷于前述半导体硅晶圆基板上，该复数条指状电极的排列方向与该复数条汇流电极垂直，且相邻的两个指状电极之间由上述补偿块跨接。
[0012]其中，该复数条指状电极呈间断式排列，且该复数个补偿块跨接于相邻的两间断式指状电极之间。
[0013]其中，该复数个补偿块的断面截面积大于或等于该复数条指状电极的断面截面积。
[0014]其中，该复数条汇流电极与该复数个补偿块由一第一印刷网版印刷而成。
[0015]其中，该复数条指状电极由一第一印刷钢版印刷而成。
[0016]其中，该复数个补偿块由一第二印刷网版印刷而成。
[0017]其中，该复数条汇流电极与该复数条指状电极由一第二印刷钢版印刷而成。
[0018]与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于:本实用新型凭借将连续式的指状电极落料区截成复数段，设计出成间断式的指状电极，再凭借补偿块做为电流的衔接点，使得使用印刷钢膜时不容易产生因张力不足或支撑力不够等问题，造成的印刷浆料不稳定，此印刷即可到达现有双层印刷所需要的指状电极厚度，且不会有浆料左右错位而产生扩线的问题，且更容易印刷出线宽更细的指状电极，不但节省成本，更能增加太阳能的转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1A及图1B为现有单层印刷的示意图及侧视图；
[0020]图2A及图2B为现有双层印刷的示意图及侧视图；
[0021]图3A及图3B为现有双套印刷的示意图及侧视图；
[0022]图4为本实用新型太阳能电池电极的示意图；
[0023]图5为本实用新型的网版示意图一；
[0024]图6为本实用新型的钢版示意图一；
[0025]图7为本实用新型太阳能电池电极的侧视图；
[0026]图8为本实用新型补偿块的示意图；
[0027]图9为本实用新型指状电极的示意图；
[0028]图10为本实用新型的网版示意图二 ；
[0029]图11为本实用新型的钢版示意图二。[0030]附图标记说明:10_半导体娃晶圆基板；11-汇流电极；12_指状电极；12a_第一指状电极；12b-第二指状电极；100_第一印刷网版；110-网框；120_网纱；130_不锈钢丝网；140-印刷模；151-汇流电极落料区；152_补偿块落料区；200_半导体硅晶圆基板；210_汇流电极；220_补偿块;W1-补偿块宽度；H1-补偿块高度；230_指状电极;W2_指状电极宽度；H2-指状电极高度；300-第一印刷钢版；310-网框；320-网纱;340_印刷钢膜;350_指状电极落料区；400_第二印刷网版；410-网框；420-网纱；430_不锈钢丝网；440_印刷模；450-补偿块落料区；500_第二印刷钢版；510-网框；520-网纱;540_印刷钢膜;551_汇流电极落料区；552_指状电极落料区。
【具体实施方式】
[0031]兹有关本实用新型的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述的这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本实用新型实施的限制。
[0032]请参阅图4为本实用新型太阳能电池电极的示意图，揭示一种太阳能电池指状电极，由复数条汇流电极210，该复数条汇流电极210通过一印刷版印刷于一半导体硅晶圆基板200上，复数个补偿块220通过一印刷版印刷于前述半导体硅晶圆基板200上，该复数个补偿块220呈垂直方向等距离排列穿插在汇流电极210中；以及复数条指状电极230，该复数条指状电极230呈间断式设计，通过一印刷版印刷于前述半导体硅晶圆基板200上，该复数条指状电极230的排列方向与该复数条汇流电极210垂直，且相邻两个间断的指状电极230之间由上述补偿块220跨接。
[0033]上述的太阳能电池电极通过模版印刷的方式成型，其印刷的方式请参阅图5及图6，分别为本实用新型的网版示意图一及钢版示意图一，首先由一第一印刷网版100开始印刷，该第一印刷网版100包括有一网框110、一网纱120、一不锈钢丝网130以及一印刷膜140，该印刷膜140表面设有复数条汇流电极落料区151及复数个补偿块落料区152，使用含导电材质的印浆刮印在该印刷膜140上，印浆即会通过该复数个位于印刷膜140上的落料区在上述的半导体硅晶圆基板200上构成太阳能电池的汇流电极210以及补偿块220。
[0034]经过前述制程后，再由具有一网框310、一网纱320及一印刷钢膜340的一第一印刷钢版300进行印刷，该印刷钢膜340表面设有复数条呈间断式设计的指状电极落料区350，通过上述方法。将印浆刮印在前述已印有汇流电极210以及补偿块220的半导体硅晶圆基板200上形成指状电极230。
[0035]更进一步的，上述的印刷步骤可以改由先以第一印刷钢版300开始印刷指状电极230，再由第一印刷网版100印刷汇流电极210以及补偿块220在同一基板200上。
[0036]请参阅图7，为本实用新型太阳能电池电极的侧视图，该侧视图显示出，本实用新型改变以往连续式设计的指状电极230，将原本以连续直线连结在半导体硅晶圆基板200侧边与汇流电极210之间，或是以连续直线连结在两个相邻的汇流电极210之间的指状电极230从中截断，如此一来，该指状电极230的长度缩短，于印刷时就不会有如现有指状电极12因为过于细长的设计而产生印刷钢版结构性不足问题而产生指状电极230宽度不稳定以及浆料不均等问题。
[0037]又，为避免该太阳能电池所产生的电流因间断式设计的指状电极230产生电流断路的问题，在两个相邻之间断式指状电极230之间以补偿块220做连接，且为提升太阳能转换效率，该补偿块220的规格以指状电极230为基础，如图8及图9所示，该补偿块宽度Wl乘以补偿块高度Hl的乘积须大于或等于指状电极宽度W2乘以指状电极高度H2的乘积，意即该复数个补偿块220的断面截面积大于或等于该复数条指状电极230的断面截面积。
[0038]更进一步的，请参阅图10及图11，分别为本实用新型的网版示意图二及钢版示意图二，揭示本实用新型的另一种【具体实施方式】，先以第二印刷网版400开始印刷，该第二印刷网版包括有一网框410、一网纱420、一不锈钢丝网430以及一印刷膜440，该印刷膜440表面设有复数个补偿块落料区450，以印浆刮印在该印刷膜440表面，使印浆印刷在半导体硅晶圆基板200上形成补偿块220。
[0039]再以具有一网框510、一网纱520及一印刷钢膜540的一第二印刷钢版500进行印刷，该印刷钢膜540表面设有汇流电极落料区551和复数条呈间断式设计的指状电极落料区552，分别在前述的半导体硅晶圆基板200上印刷出汇流电极210和指状电极230完成该太阳能电池。
[0040]更进一步的，上述的印刷步骤可以改由先以第二印刷钢版500开始印刷汇流电极210和指状电极230，再由第二印刷网版100印刷补偿块220在同一基板200上。
[0041]如此，本实用新型凭借将连续式的指状电极落料区350、552截成复数段，设计出成间断式的指状电极230，再凭借补偿块220做为电流的衔接点，使得使用印刷钢膜340、540时不容易产生因张力不足或支撑力不够等问题，造成的印刷浆料不稳定，此印刷即可到达现有双层印刷所需要的指状电极厚度，且不会有浆料左右错位而产生扩线的问题，且更容易印刷出线宽更细的指状电极230，不但节省成本，更能增加太阳能的转换效率。
[0042]以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能电池指状电极，具有复数条汇流电极，该复数条汇流电极通过一印刷版印刷于一半导体硅晶圆基板上，其特征在于:复数个补偿块通过一印刷版印刷于前述半导体硅晶圆基板上，该复数个补偿块呈垂直方向等距离排列穿插在汇流电极中；以及 复数条指状电极通过一印刷版印刷于前述半导体硅晶圆基板上，该复数条指状电极的排列方向与该复数条汇流电极垂直，且相邻的两个指状电极之间由上述补偿块跨接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池指状电极，其特征在于，该复数条指状电极呈间断式排列，且该复数个补偿块跨接于相邻的两间断式指状电极之间。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池指状电极，其特征在于，该复数个补偿块的断面截面积大于或等于该复数条指状电极的断面截面积。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池指状电极，其特征在于，该复数条汇流电极与该复数个补偿块由一第一印刷网版印刷而成。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池指状电极，其特征在于，该复数条指状电极由一第一印刷钢版印刷而成。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池指状电极，其特征在于，该复数个补偿块由一第二印刷网版印刷而成。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池指状电极，其特征在于，该复数条汇流电极与该复数条指状电极由一第二印刷钢版印刷而成。
【文档编号】H01L31/0224GK203690314SQ201420066827
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】林宜阳, 蒋维谦 申请人:正中科技股份有限公司