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The Link between Ag‐Paste Rheology and Screen‐Printed Solar Cell Metallization
Advanced Materials Technologies ( IF 6.4 ) Pub Date : 2020-09-06 , DOI: 10.1002/admt.202000654 Sebastian Tepner 1 , Noah Wengenmeyr 1 , Michael Linse 1 , Andreas Lorenz 1 , Maximilian Pospischil 1 , Florian Clement 1
Advanced Materials Technologies ( IF 6.4 ) Pub Date : 2020-09-06 , DOI: 10.1002/admt.202000654 Sebastian Tepner 1 , Noah Wengenmeyr 1 , Michael Linse 1 , Andreas Lorenz 1 , Maximilian Pospischil 1 , Florian Clement 1
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Today's photovoltaic production chain is moving into a material crisis as the use of silver for front‐side metallization of passivated emitter and rear contact solar cells remains a crucial requirement. The shared effort of the scientific and industrial community to further reduce Ag‐consumption as much as possible without compromising cell efficiency has become more challenging in recent years. Further improvements require a deep understanding on the paste‐screen interaction at narrow line widths. This study presents the impact of Ag‐paste rheology on fine line screen printing for screen openings between 15 and 24 µm at industrial printing speeds of up to 600 mm s−1. A clear trade‐off is there between maintaining a sufficient reproducibility of the screen printing process and achieving an optimized printed Ag‐electrode geometry, thus optimal Ag‐consumption. Further, a correlation between the work of adhesion at the paste–wire interface and the resulting deviation of the printed electrode height is discovered, highlighting the importance of an advanced screen optimization for the future of fine line screen printing. Finally, an easy to use method for analyzing the reproducibility of printed Ag‐electrode geometries even for lab‐scale data sets is presented.
中文翻译：
银浆流变学与丝网印刷太阳能电池金属化之间的联系
如今的光伏生产链正陷入物质危机，因为使用银来对钝化发射极和背面接触式太阳能电池进行正面金属化仍然是至关重要的要求。近年来，科学界和工业界共同努力，在不影响电池效率的前提下，进一步降低银的消耗量变得越来越具有挑战性。进一步的改进需要深入了解窄线宽下的粘贴屏幕交互。这项研究提出了Ag糊剂流变学对15至24 µm丝网印刷的细线丝网印刷的影响，工业印刷速度高达600 mm s -1。在保持丝网印刷过程的足够可重复性与实现优化的印刷Ag电极几何形状（从而优化Ag消耗）之间存在明显的权衡。此外，还发现了糊-金属丝界面处的粘合力与印刷电极高度的最终偏差之间的相关性，突出了高级丝网优化对细线丝网印刷的未来的重要性。最后，提出了一种易于使用的方法，即使对于实验室规模的数据集，也可以分析印刷的Ag电极几何形状的可重复性。
更新日期：2020-10-12
中文翻译：
银浆流变学与丝网印刷太阳能电池金属化之间的联系
如今的光伏生产链正陷入物质危机，因为使用银来对钝化发射极和背面接触式太阳能电池进行正面金属化仍然是至关重要的要求。近年来，科学界和工业界共同努力，在不影响电池效率的前提下，进一步降低银的消耗量变得越来越具有挑战性。进一步的改进需要深入了解窄线宽下的粘贴屏幕交互。这项研究提出了Ag糊剂流变学对15至24 µm丝网印刷的细线丝网印刷的影响，工业印刷速度高达600 mm s -1。在保持丝网印刷过程的足够可重复性与实现优化的印刷Ag电极几何形状（从而优化Ag消耗）之间存在明显的权衡。此外，还发现了糊-金属丝界面处的粘合力与印刷电极高度的最终偏差之间的相关性，突出了高级丝网优化对细线丝网印刷的未来的重要性。最后，提出了一种易于使用的方法，即使对于实验室规模的数据集，也可以分析印刷的Ag电极几何形状的可重复性。
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