太陽能電池片絲網(wǎng)工藝實(shí)習(xí)報(bào)告

1、1 絲網(wǎng)印刷工藝實(shí)習(xí)報(bào)告 2009.1.162絲網(wǎng)印刷的原理 絲網(wǎng)印刷原理：絲網(wǎng)印刷是通過刮條擠壓絲網(wǎng)彈性形變后將漿料漏印在需要印刷的材料上的一種印刷方式印刷時(shí)在絲網(wǎng)一端倒入漿料，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力，同時(shí)朝絲網(wǎng)另一端移動(dòng)。油墨在移動(dòng)中被刮板從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上。由于絲網(wǎng)與承印物之間保持一定的間隙，使得印刷時(shí)的絲網(wǎng)通過自身的張力而產(chǎn)生對刮板的反作用力，這個(gè)反作用力稱為回彈力。由于回彈力的作用，使絲網(wǎng)與基片只呈移動(dòng)式線接觸，而絲網(wǎng)其它部分與承印物為脫離狀態(tài)，保證了印刷尺寸精度和避免蹭臟承印物。當(dāng)刮板刮過整個(gè)印刷區(qū)域后抬起，同時(shí)絲網(wǎng)也脫離基片，工作臺返回到上料位置，至此為一

2、個(gè)印刷行程3絲網(wǎng)印刷工藝流程4第一道印刷背電極，所用的銀鋁漿料是由銀粉，鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成的；燒結(jié)后具有良好的歐姆接觸特性和焊接性能，長期附著性能很好。漿料使用前應(yīng)先用攪拌機(jī)將漿料攪拌均勻后方可使用。每塊網(wǎng)板在印刷數(shù)量累計(jì)達(dá)到12000-14000片后，需更換網(wǎng)板并記錄。第二道印刷背場，所用的鋁漿是由鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成的 。使用前也需要攪拌均勻。鋁漿燒結(jié)后與硅片形成完好的鋁硅合金和鋁層。對硅片背表面起到了鈍化作用，并形成了一個(gè)p - p + 高低結(jié)結(jié)構(gòu)，這將有利于對背表面少數(shù)載流子的收集。每塊網(wǎng)板在印刷數(shù)量累計(jì)達(dá)到12000-14000片后，需更換網(wǎng)板并記錄5 第三道印

3、刷正面電極，在鍍膜表面用銀漿印刷一排間隔均勻的柵線和兩條電極。所用的銀漿是由銀粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成的 。使用前也需要攪拌均勻。 銀漿燒結(jié)后穿透氮化薄膜層與硅片形成良好的歐姆接觸，起到收集電流的作用。 每塊網(wǎng)板在印刷數(shù)量累計(jì)達(dá)到8000-10000片后，需更換網(wǎng)板并記錄。 第三道印刷完成載出后進(jìn)入燒結(jié)工序。6絲網(wǎng)印刷各階段硅片圖形印刷背電極后的硅片印刷背電極后的硅片印刷背電場后的硅片印刷背電場后的硅片印刷正電極后的硅片印刷正電極后的硅片77絲網(wǎng)印刷臺面8通過括刀一次移動(dòng)通過括刀來回移動(dòng)印刷二次。 先括刀往前移動(dòng)，印刷一次。電池到網(wǎng)板的距離(1800左右)印刷完成后電池到網(wǎng)板的距離印刷位置

4、向上移動(dòng)至停止位置的速度印刷時(shí)括刀的位置印刷和回墨完成后，印刷頭的停止位置印刷時(shí)括刀下降的壓力括刀夾持器的水平移動(dòng)能修正網(wǎng)板的位置印刷完成后程序延遲抬高網(wǎng)板和括刀的時(shí)間印刷速度刮漿料速度9工藝常調(diào)節(jié)的三個(gè)參數(shù) 1.sanp-off-主要控制網(wǎng)板臺面的高度-控制柵線的高度-電池到網(wǎng)板的距離(1800-3300左右) 2.pressure-刮刀壓在網(wǎng)板上的壓力-控制柵線的連續(xù)，防止虛印，以及粘板等-控制在75-100n 3.printing speed-刮刀在網(wǎng)板上移動(dòng)的速度-太小影響效率，太大出現(xiàn)虛印-控制在200以內(nèi)9109&10號相機(jī)的位置109&10號相機(jī)的作用是為準(zhǔn)確印刷

5、電極的位置，確保絲網(wǎng)在電池片上的正確位置，防止出現(xiàn)偏印。11網(wǎng)板校正界面1112常見異常情況處理121313141415燒結(jié)部分印刷成型完的電極經(jīng)過烘干流程后,在接近熔點(diǎn)的高溫作用下,通過坯體間顆粒相互粘結(jié)和物質(zhì)傳遞,氣孔排除,體積收縮,強(qiáng)度提高,逐漸變成具有一定的幾何形狀和堅(jiān)固整體的過程燒結(jié)是一個(gè)自發(fā)的不可逆過程，系統(tǒng)表面能降低是推動(dòng)燒結(jié)進(jìn)行的基本動(dòng)力 表面張力能使凹/凸表面處的蒸氣壓p分別低于和高于平面表面處的蒸氣壓p0，并可以用開爾文本公式表達(dá)(球形表面)：15drtrmpp2ln0固體顆粒,其凸處呈正壓,凹處呈負(fù)壓,故存在著使物質(zhì)自凸處向凹處遷移表面燒結(jié)可以通過流動(dòng),擴(kuò)散和液相或氣相傳

6、遞等方式推動(dòng)物質(zhì)的遷移16 燒結(jié)設(shè)備16溫區(qū)dry1dry2dry3dry4frn1frn2frn3frn4frn5frn6帶速溫度200250270300400445570675837872230 mm/minl溫度可根據(jù)實(shí)際情況作出溫度可根據(jù)實(shí)際情況作出10的調(diào)整，一般很少做大幅度的變動(dòng)的調(diào)整，一般很少做大幅度的變動(dòng)l當(dāng)工藝初始化、更換漿料型號、特殊規(guī)格的硅材料，可考慮采用差當(dāng)工藝初始化、更換漿料型號、特殊規(guī)格的硅材料，可考慮采用差異較大的燒結(jié)溫度進(jìn)行燒結(jié)異較大的燒結(jié)溫度進(jìn)行燒結(jié)17烘干區(qū) 烘干區(qū)包括四個(gè)加熱區(qū)：zone 1、zone 2、zone 3、zone4，其中zone 4 為對流

7、加熱區(qū)，位于其它三個(gè)溫區(qū)上部，每個(gè)加熱區(qū)溫度單獨(dú)可調(diào)、加熱元件為電熱絲，加熱溫度可設(shè)置到500攝氏度，但過程溫度不應(yīng)超過300攝氏度。1718燒結(jié)區(qū)燒結(jié)區(qū)包括六個(gè)加熱區(qū)：zone 1、zone 2、zone 3、zone4 、zone 5、zone 6，zone 14 為預(yù)燒結(jié)區(qū)，zone 5 和 zone 6 為主燒結(jié)區(qū)，加熱元件為近紅外線加熱管，其中14區(qū)加熱管功率為1600w，5、6區(qū)加熱管功率為2700w，每個(gè)溫區(qū)溫度單獨(dú)可調(diào)，14溫區(qū)溫度可設(shè)置到700攝氏度，5、6溫區(qū)可設(shè)置到攝氏1050度。1819冷卻區(qū) 冷卻區(qū)采用水冷，給水溫度大約在2025攝氏度范圍內(nèi)。191 載水棱紋冷卻器

8、4 冷卻載片盒上部22 冷卻載片盒上部1 5 冷卻風(fēng)扇3 冷卻載片盒下部20 燒結(jié)對電池片的影響l 銀漿的燒結(jié)很重要，對電池片電性能影響主要表現(xiàn)在串聯(lián)電阻和ff的影響l 鋁漿燒結(jié)可形成良好的歐姆接觸l 背面場經(jīng)燒結(jié)后形成鋁硅合金，雜質(zhì)在鋁硅合金中的溶解度要遠(yuǎn)大于在硅中的溶解度，通過吸雜作用可減少金屬與硅交接處的少子復(fù)合，從而提高開路電壓和短路電流，改善對紅外線的響應(yīng)(提高內(nèi)量子效應(yīng))l 燒結(jié)后的氮化硅表面顏色應(yīng)該均勻，無明顯的色差l 電極無斷線l 背場無鋁珠l 電池最大彎曲度不超過1mm2021影響太陽電池各主要電學(xué)性能參數(shù)的因素 太陽電池主要有以下幾個(gè)重要參數(shù)： 開路電壓voc、短路電流is

9、c、串聯(lián)電阻rs、并聯(lián)電阻rsh、填充因子ff。1、開路電壓voc：要獲得較高的開路電壓voc，則需要較高的摻雜濃度，這有利于形成良好的歐姆接觸，減少接觸時(shí)的串聯(lián)電阻。222、短路電流isc：對于常規(guī)太陽電池工藝而言，要獲得較高的短路電流，則需要較輕的摻雜濃度和較淺的結(jié)深，以盡可能的減少各種復(fù)合過程。因而，可以看出要同時(shí)獲得較高的開路電壓和短路電流是一個(gè)矛盾的過程。 另外短路電流還受到以下幾個(gè)因素的影響：p the area of the solar cell,太陽電池的面積越大，短路電流值也就越大。p the number of photons,與入射光的光強(qiáng)有關(guān)。p the spectru

10、m of the incident light,一般入射光的光譜都為am 1.5。p the optical properties,主要是指太陽電池的吸收與反射光的狀況。p the collection probability,主要依賴于太陽電池的表面鈍化和少數(shù)載流子的壽命。233、填充因子ff 填充因子主要受到rs及rsh影響，其對ff的影響如下圖所示 串聯(lián)電阻rs可表示為：rs= rmf+rc1+rt+rb+rc2+rmb rmf是正面電極金屬柵線電阻， rc1、rc2分別是正面、背面金屬半導(dǎo)體接觸電阻， rt是正面擴(kuò)散層的電阻， rb是基區(qū)體電阻， rmb是背面電極金屬層的電阻。 rs偏

11、高，主要受到擴(kuò)散后的方塊電阻大小及絲網(wǎng)印刷過程中的印刷質(zhì)量及燒結(jié)條件的影響。 rsh過低通常是由于刻蝕不完全或電極燒穿造成電池漏電嚴(yán)重。24測試測試主要儀器及數(shù)據(jù)測試主要儀器及數(shù)據(jù)lt 測試溫度 -影響載流子的流動(dòng)le 測試光強(qiáng) -垂直照射，考慮天氣等lpmpp 最大輸出功率lumpp 最大輸出電壓limpp 最大輸出電流 luoc 開路電壓-電池質(zhì)量lisc 短路電流lff 填充因子 -理想輸出與最大輸出比lrs 串聯(lián)電阻lrsh 漏電電阻 leff 電池效率lirev 暗電流-盡量減少測試溫度在測試溫度在2327之間之間測試光強(qiáng)在測試光強(qiáng)在950w/m21050 w/m2 之間之間使用前需用標(biāo)片對測試機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)使用前需用標(biāo)片對測試機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)25 分選據(jù)測試結(jié)果由機(jī)器自動(dòng)完成，根據(jù)電流，電壓，電池效率等因素被細(xì)分為各檔。操作員工根據(jù)機(jī)器分檔結(jié)果，再對硅片表面顏色分選后，各檔每72片進(jìn)行包裝 電池車間的品質(zhì)主要分為4個(gè)等級：q1:硅片不存在任何