太陽能電池絲網印刷簡介

IV區(qū)介紹當前1頁，總共68頁。四區(qū)工藝在標準工藝中，采用真空蒸發(fā)工藝來制作電極。此工藝只適用于小批量的生產，同時在用來形成電極的金屬材料方面比較浪費，勞力密集并且真空蒸發(fā)設備與其產能相比相當昂貴。大批量生產電池時應用的兩種低成本工藝是絲網印刷和電鍍。這兩種工藝減少了金屬的消耗量，并且避免了對昂貴的真空設備的要求。當前2頁，總共68頁。IV區(qū)的構成IV區(qū)主要包括絲網印刷、燒結和測試這三部分，成品電池片在這一道工序完成。當前3頁，總共68頁。利用絲網印刷，將含有金屬的導電漿料透過絲網網孔壓印在硅片上形成電路或電極，將光生電子導出電池。把金屬漿料印在已形成p-n結的多晶硅硅片上，分別印刷背面銀鋁漿，形成背電極，有利于組件的焊接。第二道印刷鋁漿進行重摻雜，形成P+層。鋁背場減少載流子復合，收集正電荷，增大開壓。第三道印刷銀漿，有利于電荷的收集，形成上電極。

絲網印刷目的當前4頁，總共68頁。硅片經過三次印刷工序后的效果圖背銀印刷背鋁印刷正銀印刷當前5頁，總共68頁。IV區(qū)生產流程上料→邊緣碎片檢測→背電極印刷→人工檢測→烘干→緩沖存儲器→背面鋁印刷→人工檢測→烘干→緩沖存儲器→翻轉電池片→正銀柵線印刷→自動檢測→燒結→緩沖存儲器→冷卻→測試→分類→包裝當前6頁，總共68頁。絲網印刷原理

絲網印刷由五大要素構成，即絲網、刮刀、漿料、工作臺以及基片。絲網印刷基本原理是：利用絲網圖形部分網孔透漿料，非圖文部分網孔不透漿料的基本原理進行印刷。印刷時在絲網一端倒入漿料，用刮刀在絲網的漿料部位施加一定壓力，同時朝絲網另一端移動。油墨在移動中被刮板從圖形部分的網孔中擠壓到基片上。當前7頁，總共68頁。由于漿料的黏性作用而使印跡固著在一定范圍之內，印刷過程中刮板始終與絲網印版和承印物呈線接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，由于絲網與承印物之間保持一定的間隙，使得印刷時的絲網通過自身的張力而產生對刮板的反作用力，這個反作用力稱為回彈力。由于回彈力的作用，使絲網與基片只呈移動式線接觸，而絲網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。當刮板刮過整個印刷區(qū)域后抬起，同時絲網也脫離基片，工作臺返回到上料位置，至此為一個印刷行程。當前8頁，總共68頁。1絲網印刷、燒結和測試設備簡介1.1ASYS工藝流程SES（上料）→XS（背電極印刷）→烘干→SMP（緩沖傳送器）→XS（背電場印刷）→烘干→SMP（緩沖傳送器）→SFS（翻轉電池片）→XS（正電極印刷）→SIS（自動檢測）→燒結→SBB（緩沖裝置）→冷卻→SDA（測試分檢）→包裝當前9頁，總共68頁。1.2

ASYS印刷生產線主要設備大致分為：花籃式上片單元（SES01）、光學碎片檢測機（SIS01）、絲網印刷機（XS）、水平烘干爐（ICS03H）、堆棧存儲單元（SMP01）、電池片翻轉單元（SFS01）、自動檢查單元ATM（SPC01）、測試單元（STH01）等。當前10頁，總共68頁。當前11頁，總共68頁。設備介紹1.花籃式上片單元（SES01）裝滿硅片的花籃由上層傳送至載荷側，隨生產節(jié)拍逐次下降，硅片落在傳送帶上，由傳送帶傳送進入生產線，空的花籃由下層傳送至脫載側，并升至上層，由人工取出再更換裝滿硅片的花籃，完成上片過程。當前12頁，總共68頁。2.光學碎片檢測機（SIS01）硅片進入停在傳送帶上，下面發(fā)光，裝在傳送帶頂部的檢測相機進行拍攝，然后由計算機通過圖象處理軟件進行分析，檢查是否有裂紋或電池片邊緣破損，硅片的檢查結果實時的顯示在顯示器上，如果破損超過設定值，該電池片可以被手動從生產線移除。

當前13頁，總共68頁。設定硅片破損的界限設定硅片的直徑設定硅片的格式設定硅片允許旋轉的角度光學碎片檢測控制界面當前14頁，總共68頁。3.絲網印刷機（XS1）硅片通過傳送皮帶到達印臺，印臺升起并用真空吸住硅片，通過光學邊緣識別系統(tǒng)，可以探測到硅片的邊緣，同時調整網框對正硅片。印刷時，刮刀向前運動把漿料壓入網孔，漿料與硅片接觸，在絲網回彈過程中附著到硅片上，印刷完的硅片通過傳送皮帶運送到下道工序。當前15頁，總共68頁。絲網印刷的定位。通過網板固定架上的三個軸(X軸及兩角的旋轉軸)自動調整網板的位置，使其與硅片對正X軸旋轉軸1旋轉軸2當前16頁，總共68頁。印刷的相關參數印刷壓力：用于在印刷時提供給刮刀垂直力，以確保在印刷過程中能把漿料通過網孔刮到硅片上。刮刀壓力越小，填入網孔的墨量就越多。印刷間距：網板與硅片之間的距離，保證在印刷后網板的回彈。絲網間距增大，油墨的轉移量也增大，但隨著刮刀壓力的增加，絲網間距對油墨轉移量影響趨小。印刷速度：印刷速度決定了整條線的產量，但也不能過快。濕重在某一速度下達到最大值，低于此速度，速度增大濕重增大，高于此值，速度增大濕重減小，還可能造成印刷不良。印刷高度（down-stop）：down-stop值越大，濕重越小。刮刀截面：對刮刀的截面形狀來說，刮刀邊越銳利，線接觸越細，出墨量就越少；邊越圓，出墨量就越多。當前17頁，總共68頁。4.水平烘干爐（ICS03H）烘干爐有五個不同的紅外加熱區(qū)，電池片經過預熱，加熱，冷卻后傳送到下道工序。烘干：烘干金屬漿料中的有機溶劑，通過共融燒結使得金屬電極和硅材料形成良好的接觸當前18頁，總共68頁。硅片傳送采用金屬網帶；加熱采用紅外加熱管；烘干爐上部有排風管當前19頁，總共68頁。5.堆棧存儲單元（SMP01）此設備配備有一個可以容納最多60片電池片的花籃，在下游設備出現故障時有時，電池片可存入緩沖器，在上游設備出現故障時，花籃中存有的電池片可繼續(xù)向下游傳送，起到了緩沖作用，提高了印刷生產線的效率。在正常生產時此設備作普通傳送帶用。當前20頁，總共68頁。6.電池片翻轉單元（SFS01）在經過背銀、背鋁印刷后，要對電池片的相反面進行正銀印刷，此設備就是對硅片進行旋轉翻面。當前21頁，總共68頁。7.自動檢查單元ATM（SPC01）電池片在完成正銀印刷后進入此設備，由裝在傳送帶頂部的相機進行拍攝，計算機通過圖象處理軟件進行分析，檢查是否有斷柵，并將檢查結果實時顯示在顯示器上，如果斷柵點數超過設定值，設備發(fā)出警報，并可以將該電池片手動從生產線移除。

當前22頁，總共68頁。硅片檢測控制界面當前23頁，總共68頁。8.電池片在燒結爐進行燒結當前24頁，總共68頁。9.上/下片存儲單元（SBL01）此設備既可作上/下片單元用也可作存儲單元用，當下游設備出現故障時，移載頭可將傳送帶上的電池片移至側邊的盒內，當上游設備出現故障時，也可將盒中的電池片移至傳送帶上，繼續(xù)生產作存儲單元用。因電池片盒可從外部自由拿放，所以此設備也可作上/下片單元用。當前25頁，總共68頁。10.電池片冷卻單元（SCU01）電池片離開燒結爐后的溫度較高不適合電氣測試，因此要進行冷卻降溫，電池片通過兩個旋轉輪通過，設備上部有兩組風扇對其冷卻至環(huán)境溫度。當前26頁，總共68頁。11.測試單元（STH01）測試機集成了Begger測試系統(tǒng)，測試電池片的電氣數據，如：VOC,ISC,RSH,RS,FF等。在測試過程中，探針以較小的機械壓力接觸電池片，并把所有的測試數據都存貯在數據庫中。測試機直接與分選機通訊，通過分選機把電池片放置在預先確定的目標倉中。當前27頁，總共68頁。BERGER系統(tǒng)的組成：燈燈電源電池測試盒測溫組件當前28頁，總共68頁。電流-電壓曲線藍線為燈發(fā)光強度E=1000W/m2的測量曲線紅線為燈發(fā)光強度E=500W/m2的測量曲線當前29頁，總共68頁。電流-電壓曲線參數介紹Isc短路電流Voc開路電壓Pmpp最大功率Vmpp最大功率對應的最大電壓Impp最大功率對應的最大電流Rs串聯(lián)電阻FF填充因子Rsh并聯(lián)電阻當前30頁，總共68頁。Berger檢測設備主畫面Warningat(警告)：每個Bin中電池片的數量達到設定的數量時，在主屏幕上的相應Bin的計數器的顏色會從綠色變成黃色。Binfullat(晶體倉滿)：達到設定的數量，提示“Full”會被觸發(fā)。電池片Bin計數器的顏色會從黃色變成紅色。信息“BIN_FULL”會傳送到電池板分類器。藍燈亮測試和分選：測試電池片性能并加以分類當前31頁，總共68頁。12.分選機（SSD01）分選機共有32個電池片目標倉，根據上道工序的檢測結果，真空吸頭可將電池片放至預先確定的目標倉中。當一個目標倉到達了設定的最大值，信號燈將會被激活，此時可以打開抽屜取出電池片。當前32頁，總共68頁。

1.3ASYS印刷機主界面當前33頁，總共68頁。機器狀況顯示屏幕底部的圖中顯示了設備狀態(tài)。從該圖中，可以讀取印刷機的各個零件的工作狀態(tài)，例如，各個傳輸片段的裝載系統(tǒng)，刮刀的位置，蓋子的位置和其他很多功能。機器狀態(tài)顯示區(qū)的綠色或者橙色標記區(qū)域表明功能工作正常。如果區(qū)域標記為紅色，這表明功能有錯誤。當前34頁，總共68頁。當前刮刀和漿料筒的狀態(tài)區(qū)域上部表明刮刀目前是否舉起（UP）或者是否降低（DWN）。區(qū)域下部提供了刮刀頭的信息。如果只有上部水平條亮，那么刮刀當前在后部。只有底部的水平條亮，那么刮刀當前在前部。另外，字母BP出現在條的附近，表明刮刀頭在基準位置。在印刷工藝中，兩個箭頭中的一個會亮起來，表明當前刮刀的運行方向，并且字母P或者F會出現表明刮刀當前印刷還是回料。當前35頁，總共68頁。移除功能可以實現從傳送系統(tǒng)中移除太陽電池。必須注意的是，如果該功能激活，中間傳送帶的太陽電池必須移除。如果有必要，也可以移除進口和出口的太陽電池，但是這并不是必須的。當移除功能執(zhí)行之后，測試所有3個傳送帶的加載狀態(tài)。如果設備檢測到進口或者出口傳送帶上有太陽電池，這將會計入后續(xù)的工藝。但是如果設備檢測到中間還有太陽電池，設備會重復要求來移除這個電池。該操作區(qū)域的“LED”表明如下：紅色：故障發(fā)生后，移除是必須的?；疑阂瞥皇潜匦璧?。選項卡介紹當前36頁，總共68頁。該功能用于執(zhí)行設備的系統(tǒng)檢查。檢查所有的對于正確操作所必需的控制單元可以正常的通信。執(zhí)行了運行電動機所有必需的參考。該功能的成功完成是所有其他設備工藝的基礎。該操作區(qū)域的LED表明系統(tǒng)狀態(tài)：綠色：系統(tǒng)檢查成功。紅色：錯誤之后，必需重新檢查系統(tǒng)?；疑合到y(tǒng)檢查還沒有執(zhí)行。當前37頁，總共68頁。該功能舉起上部到它最高的位置。這是唯一的使在絲網和印刷巢中間有足夠的空間來清洗絲網的下腹。該操作區(qū)域的LED表明：綠色：設備處于清洗位置?；疑涸O備沒有處于清洗位置。該功能用于攜帶刮刀機構，上部和絲網單元到它們各自的基準位置?；鶞饰恢檬强梢蚤_啟自動模式的位置。操作區(qū)域的LED表明如下：綠色：設備在基準位置?；疑涸O備沒有位于基準位置。當前38頁，總共68頁。該功能用于在單步模式下控制太陽電池絲網印刷機。如果所有的傳送帶是空的，則將會從前面的單元要求一個太陽電池并且傳送到傳送帶的進口。另外該功能也依賴于傳送帶的加載狀態(tài)，如果出口傳送帶被占據，太陽電池將傳送到下一個設備。如果中間傳送帶被占據，太陽電池將從中間傳送到出口傳送帶。如果進口傳送帶被占據，太陽電池將從進口傳送到中間傳送帶。每一次電池傳送到中間傳送帶，都會執(zhí)行電池位置的視覺檢查。該操作區(qū)域的LED表面：綠色：中間傳送帶上有一個太陽電池并且位于印刷巢?；疑褐虚g傳送帶上沒有太陽電池。該功能放低設備上部（印刷頭）到印刷位置。當一個太陽電池在原位時，該功能只能在參數菜單內執(zhí)行，因為禁止印刷到空的印刷臺。但是如果沒有電池在位置上，在OPS菜單放低上部是可能的，因為對于調整絲網這是必須的。當在OPS菜單上將上部放低，絲網位置將自動調整，以便使絲網的基準在攝像頭的視野中可見。該操作區(qū)域的LED表明：綠色：上部位于印刷位置。灰色：上部不在印刷位置。當前39頁，總共68頁。該功能打開或者關閉絲網夾具。通過使用氣缸，絲網夾具鎖定絲網在一定位置。當絲網夾具打開之后，需要重新調整絲網。該區(qū)域的LED表明：綠色：絲網夾具關閉。黃色：絲網夾具關閉但是絲網還沒有裝配?；疑航z網夾具打開。該功能測量刮刀機械的重量。為了維持恒定的刮刀壓力，需要通過一個氣動反壓力來補償刮刀自身的重量。反壓力的規(guī)格在刮刀校準工序中定義。這就是為什么刮刀校準只能在印刷所使用的實際刮刀安裝在單元內之后才能執(zhí)行。但是，如果該刮刀更換為一個相同質量的刮刀或者同一個刮刀被取出然后又重新放入，則不需要重新校準。當前40頁，總共68頁。該功能用于當要求印刷一批預先確定的電池數量時。在每一個印刷工序之后，計數器增加1，當計數器達到“0”，自動模式中斷。因此為了在自動模式下印刷一批特定數量的電池，簡單設置計數器為一個相當于你想印刷電池數量的復數值。當前41頁，總共68頁。OPS界面當前42頁，總共68頁。OPS界面簡介OPS菜單包含了所有操作太陽電池絲網印刷機視覺定位系統(tǒng)（OPS）所必須的操作區(qū)域。OPS負責在太陽電池上所印刷圖形的精確調整。在3個安裝于印刷臺內的攝像頭的幫助下，測量太陽電池的位置和絲網的位置，以便印刷圖形定位于太陽電池上特定的位置。太陽電池印刷機裝備的攝像頭可達5個。裝置于印刷臺內并向上指向絲網。攝像頭根據電池規(guī)格而自動定位。攝像頭檢測絲網基準和太陽電池邊緣（以調整絲網單元）。每一個攝像頭都有它自己的照明單元，可以單獨設置參數。屏幕的中心用于顯示照片圖形。當前43頁，總共68頁。1.4

baccini印刷生產線印刷模組Item1包括loader（裝載），Printer（印刷），Oven（干燥爐），Buffer（緩沖器）Item2包括Printer（印刷），Oven（干燥爐），Buffer（緩沖器），Flipping翻面Item3包括Printer（印刷），Oven（干燥爐），FiringOven燒結爐Item4FiringOvenUnloading燒結爐電池片卸載Tester測試Sorter分類當前44頁，總共68頁。當前45頁，總共68頁。設備動作順序MultipleCassetteLoading從儲存盒式硅片裝載器裝電池片FirstScreenPrinter第一個絲網印刷器FirstDryingOven第一個烘干爐Buffer緩沖器SecondScreenPrinter第二個絲網印刷器SeconddryingOven第二個烘干爐Buffer緩沖器Flipping翻面，將硅片上下翻片ThirdScreenPrinter第三個絲網印刷器vision電池片視覺檢查FiringOven燒結爐FiringOvenUnloading燒結爐電池片卸載Tester測試Sorter分類當前46頁，總共68頁。

MultipleCassetteLoading從儲存盒式硅片裝載器裝電池片

Cassett裝片器Buffer緩沖器當前47頁，總共68頁。ScreenPrinterScreenPrinter出口DryingOven

Centering

ScreenAlignmentCameraTableLifterVacuumTableRectifyAxisClaw當前48頁，總共68頁。

Buffer

FlipperItem4

Item6—SoftLineSorter（分類）

當前49頁，總共68頁。軟件主要分Cycle，Print，Operator等界面非印刷相關的硬件參數印刷參數常用操作界面當前50頁，總共68頁。EnableMagazineLoader

機器運行時從承載盒中吸取硅片EnablePrinting

選項不勾選時，印刷過程被跳過EnableFlip-Over

不勾選時，翻轉器不工作EnableLoadBreakageWafer

不勾選時，翻轉器不檢查是否硅片破損EnableOvenHeating

允許爐子加熱EnableUnloadOven

爐子只出硅片而不進硅片EnableBypassOven

硅片在行走擘上直接進入下一工序Dispenser

設置自動添加漿料的頻率EnableWaferAlignment

允許在印刷之前通過攝像來校準硅片EnableScreenAlignment

對網板上的基準標記進行定位CheckBreakageBefore

檢查硅片在印刷前是否破碎PaperChange

印刷次數達到設置的數字時，機器停止運行SingleNest

強制機器只在設定的那個臺面上印刷當前51頁，總共68頁。2.1燒結的目的

干燥硅片上的漿料，燃盡漿料的有機組分，使?jié){料和硅片形成良好的歐姆接觸，形成電場和電極。Al-Si合金化在577℃以上進行合金化。該過程是一個對Si進行P摻雜的過程。它可以減少金屬與硅交接處的少子復合，從而提高開路電壓和短路電流。Ag-Si合金化Ag漿料中的玻璃添加料（粘結相），在550℃完全潤濕SiN與Ag的界面層，在625℃以上，Ag溶解到玻璃相中，燒穿SiN膜，接觸到硅片表面，在Ag-Si共熔點（760℃）以上進行合金化。2、紅外燒結爐當前52頁，總共68頁。歐姆接觸53金屬與半導體接觸時形成的非整流接觸不產生明顯的附加阻抗，不會使半導體內部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著變化理想歐姆接觸的接觸電阻相比半導體器件本身的電阻很小歐姆接觸的形成摻雜元素與硅形成合金或金屬間化合物，即形成良好的歐姆接觸當前53頁，總共68頁。2.2燒結的原理使?jié){料中的無機成分燒成一體，并通過一系列的物理化學變化，形成平滑、致密、附著牢固和所需性能的膜層。燒結可看作是原子從系統(tǒng)中不穩(wěn)定的高能位置遷移至自由能最低位置的過程。厚膜漿料中的固體顆粒系統(tǒng)是高度分散的粉末系統(tǒng)，具有很高的表面自由能。因為系統(tǒng)總是力求達到最低的表面自由能狀態(tài)，所以在厚膜燒結過程中，粉末系統(tǒng)總的表面自由能必然要降低，這是厚膜粉末系統(tǒng)在高溫下能燒結成密實結構的原因。當前54頁，總共68頁。燒結對電池片的影響相對于鋁漿燒結，銀漿的燒結要重要很多，對電池片電性能影響主要表現在串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻，即FF的變化。鋁漿燒結的目的使?jié){料中的有機溶劑完全揮發(fā)，并形成完好的鋁硅合金和鋁層。局部的受熱不均和散熱不均可能會導致起包，嚴重的會起鋁珠。背面場經燒結后形成的鋁硅合金，鋁在硅中是作為P型摻雜，它可以減少金屬與硅交接處的少子復合，從而提高開路電壓和短路電流，改善對紅外線的響應。當前55頁，總共68頁。2.3Despatch燒結爐簡介DESPATCH燒結爐是一種大型中低溫網帶式傳送爐，用于晶體硅太陽能電池片熱處理工藝。主要作用在于烘干印刷在硅片表面的漿料、燒掉從漿料中揮發(fā)出的有機溶劑并同步燒結太陽能電池片的正反面，使印刷到電池片上的三種漿料與硅形成良好的歐姆接觸。當前56頁，總共68頁。紅外燒結爐主屏幕當前57頁，總共68頁。燒結的工藝過程該設備燒結工藝分三個階段：1）烘干上段印刷工序的金屬漿料；2）燒掉漿料中的有機溶劑；3）燒結并將印刷的銀電極滲透入硅片表面以形成良好的Ag/Si表面。當前58頁，總共68頁。燒結工藝曲線當前59頁，總共68頁。60烘干區(qū)主要完成有機物的燃燒設置溫度過高，有機物揮發(fā)過快，會使金屬顆粒之間孔隙過多過大，造成燒結后金屬層內部及金屬-半導體接觸層的電阻增大。而過低的烘干溫度又無法完全將有機物燃燒掉，也會帶來同樣的問題。過高的燒結溫度會使Ag原子穿透N+發(fā)射極進入底部P型基底；過低的燒結溫度會導致較高的接觸電阻，降低填充

溫度設置當前60頁，總共68頁。漿料漿料是由功能組份、粘結組份和有機載體組成的一種流體燒結后的厚膜導體由金屬和粘結組分組成絲網

常用絲網材料有不銹鋼和尼龍2種。不銹鋼絲網的特點是絲徑細、目數多，耐磨性好，強度高，尺寸穩(wěn)定，拉伸性小，由于絲徑精細，油墨的通過性能好，尺寸精度穩(wěn)定，適于太陽能電池片的印刷。尼龍絲網是由化學合成纖維制作而成，具有很高的強度，耐磨性、耐化學藥品性、耐水性、彈性都比較好，由于絲徑均勻，表面光滑，故油