与工业合作伙伴默克Merck、贺利氏Heraeus和ASYS合作，弗劳恩霍夫太阳能系统ISE（弗赖堡，德国）的研究人员日前为太阳能电池应用超细、均匀的栅线开发了一种创新性的材料和非接触技术。

       这种“分配”的技术可以很容易地集成到现有的晶硅太阳能电池生产线，它取代了涂敷电池正面金属化的丝网印刷方法。 新方法使得材料的使用量降低，接触栅线更细、电池片的受光面积更过，结果不仅是增加了电流收集，还增加了2%左右的效率。新技术也可在应用于进一步优化太阳能电池的生产步骤中。

从管子中挤出太阳能电池的触点

       使用分配技术，默克和HERAEUS公司开发的新材料以非接触印刷工艺被应用于太阳能电池的表面上，该工艺采用超细开口的严格平行的打印头。这个新方法，也称为挤出法，材料通过打印头上非常小的开口，以类似于牙膏从出口处被挤出来的方式，研究人员在这里用的喷嘴直径只相当于人类头发的直径（大约50微米），许多喷嘴并行工作以快速产生所需的结构。

       “弗劳恩霍夫ISE的光伏技术评估中心PV-TEC为我们开发新型技术提供了一个优秀的基础设施平台，”项目经理博士弗洛里安·克莱门特说。

技术可以容易地结合到现有的太阳能电池制造过程

       “我们能够执行每一个步骤，从介质流动行为详细的表征，到高效率的硅太阳能电池制造。我们还模拟了挤出过程的流体动力学，开发出打印头结构，分配头通过一系列迭代步骤被充分优化，然后在应用实验室中测试其实际可行性。”

       通过将所有不同的经验积累绘制在一起，工业伙伴ASYS研制出自动分配器，在2014春季开始在Fraunhofer ISE操作。新开发的分配头可以通过高度灵活的机器控制，容易地集成到传统的太阳能电池之宗工艺中，从而将所需的金属化结构应用到电池片表面。

       几百个太阳能电池已经使用该设备以及特殊的打印头进行了表面金属化的优化处理，35微米的栅线宽度已经在工业预处理的太阳能电池上得以实现。与业界传统的丝网印刷工艺相比，该技术在保持相同的截面接触面积的同时减小了接触宽度，所有的技术和性能都令人印象深刻。

       新工艺还能够使触点的挤出极其均匀，因而通常出现在丝网印刷过程中的“网格标记”不会在这里出现。

       弗劳恩霍夫ISE的分配技术能取代太阳能电池制造中传统的印刷机械，由于仅略微改性了浆料，印刷速度可以增加，烧结过程仍保持不变。 此外，它还为双面印刷工艺提供了额外的降本空间，因为该工艺中汇流条和栅线在两个独立的印刷步骤中应用到太阳能电池单元表面，以实现更高的效率，减少双面印刷过程中的银用量。相比于丝网印刷，无接触印刷工艺避免免了在主栅线印刷后需要的额外干燥步骤 - 印刷是湿碰湿的，因而少了一个干燥步骤。非接触式方法还有望提高使用薄硅晶片的良率。

       太阳能电池制造商已经对新的分配技术显示出极大的兴趣，为ISE提供了测试晶圆使用新系统对晶圆进行金属化。下一阶段的计划包括开发更高性能的打印头及将其集成到系统中。

       这项工作以“壁虎”为项目名称，得到了联邦经济部、能源部（BMWi）及融资上市的工业合作伙伴的赠款资助。研究结果已10月20-21日德国康斯坦茨举行的“第五届晶体硅太阳能电池金属化研讨会”上报告。