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Screen pattern simulation for an improved front‐side Ag‐electrode metallization of Si‐solar cells
Progress in Photovoltaics ( IF 8.0 ) Pub Date : 2020-07-13 , DOI: 10.1002/pip.3313 Sebastian Tepner 1 , Linda Ney 1 , Michael Linse 1 , Andreas Lorenz 1 , Maximilian Pospischil 1 , Kenji Masuri 2 , Florian Clement 1
Progress in Photovoltaics ( IF 8.0 ) Pub Date : 2020-07-13 , DOI: 10.1002/pip.3313 Sebastian Tepner 1 , Linda Ney 1 , Michael Linse 1 , Andreas Lorenz 1 , Maximilian Pospischil 1 , Kenji Masuri 2 , Florian Clement 1
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Flatbed screen printing proves to be the dominant metallization approach for mass production of silicon (Si)‐solar cells because of its robust and cost‐effective production capability. However, the ongoing demand of the PV industry to further decrease the width of printed Ag‐electrodes (contact fingers) requires new optimizations. This study presents the latest results on Si‐solar cell metallization using fine‐line screens down to screen opening widths of wn = 15 μm. The best experimental group achieved a record finger geometry with a mean finger width of wf = 19 μm and a mean finger height of hf = 18 μm. Furthermore, solar cell performance using a front‐side grid with a screen opening width of wn = 24 μm is investigated, reporting cell efficiencies up to 22.1% for Passivated Emitter and Rear Contact (PERC) solar cells. Finally, a novel screen pattern simulation is presented, revealing a correlation between the measured lateral finger resistance and the novel dimensionless parameter screen utility index (SUI). It describes the ratio between the average size of individual openings defined by the screen mesh angle and the chosen underlying mesh type. For SUI < 1, the printing result will strongly depend on the screen configuration, whereas for values of SUI > 1, the impact of the screen on the overall printability diminishes.
中文翻译：
屏幕图案模拟可改善硅太阳能电池的正面Ag电极金属化
平板丝网印刷被证明是大规模生产硅（Si）太阳能电池的主要金属化方法，因为它具有强大且经济高效的生产能力。然而，光伏行业对进一步减小印刷银电极（接触指）宽度的持续需求要求进行新的优化。这项研究提出了使用细线筛网直至筛网开口宽度w n = 15μm的硅太阳能电池金属化的最新结果。最好的实验组达到了创纪录的手指几何形状，平均手指宽度为w f = 19μm，平均手指高度为h f = 18μm。此外，使用前格栅的屏幕开口宽度为w的太阳能电池性能研究了n = 24μm，报告的钝化发射极和后接触（PERC）太阳能电池的电池效率高达22.1％。最后，提出了一种新颖的屏幕图案模拟，揭示了所测得的手指侧向阻力与新颖的无量纲参数屏幕实用指数（SUI）之间的相关性。它描述了由筛网网格角度定义的各个开口的平均尺寸与所选基础网格类型之间的比率。对于SUI <1，打印结果将很大程度上取决于屏幕配置，而对于SUI> 1，则屏幕对总体可打印性的影响将减小。
更新日期：2020-09-15
中文翻译：
屏幕图案模拟可改善硅太阳能电池的正面Ag电极金属化
平板丝网印刷被证明是大规模生产硅（Si）太阳能电池的主要金属化方法，因为它具有强大且经济高效的生产能力。然而，光伏行业对进一步减小印刷银电极（接触指）宽度的持续需求要求进行新的优化。这项研究提出了使用细线筛网直至筛网开口宽度w n = 15μm的硅太阳能电池金属化的最新结果。最好的实验组达到了创纪录的手指几何形状，平均手指宽度为w f = 19μm，平均手指高度为h f = 18μm。此外，使用前格栅的屏幕开口宽度为w的太阳能电池性能研究了n = 24μm，报告的钝化发射极和后接触（PERC）太阳能电池的电池效率高达22.1％。最后，提出了一种新颖的屏幕图案模拟，揭示了所测得的手指侧向阻力与新颖的无量纲参数屏幕实用指数（SUI）之间的相关性。它描述了由筛网网格角度定义的各个开口的平均尺寸与所选基础网格类型之间的比率。对于SUI <1，打印结果将很大程度上取决于屏幕配置，而对于SUI> 1，则屏幕对总体可打印性的影响将减小。
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