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1、丝网工艺培训教材,1,太阳能电池工艺基本流程,前清洗（制绒）,扩散,PECVD SiNx,后清洗（刻边/去PSG）,丝网印刷/烧结/测试,2,丝网机台(Baccini),3,丝网印刷概念,把带有图案的模版附着于丝网上进行印刷 通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成 承印物直接放在带有模版的丝网下面，浆料在刮刀的挤压下穿过丝网间的网孔 只有图像部分能穿过，印刷到承印物上,4,加入浆料 刮刀施加压力朝丝网另一端移动 丝网与承印物之间保持一定的间隙 浆料从网孔中挤压到基片上 丝网张力而产生反作用力-回弹力 丝网与基片只呈移动式线接触 刮板抬起，丝网脱离基片 工作台返回到上料位置，完成一个印刷行程
2、,丝网印刷行程,5,丝网印刷/烧结/测试流程,6,注意的问题： 此处最多出现的问题为吸双片和造成较多碎片 解决方法： 调节上图中的真空吸力（a处），并适当调节（b处）的吹风力度。,b,a,7,丝网印刷台面,8,通过括刀一次移动 通过括刀来回移动印刷二次。 先括刀往前移动，印刷一次。,电池到网板的距离(1800左右),印刷完成后电池到网板的距离,印刷位置向上移动至停止位置的速度,印刷时括刀的位置,印刷和回墨完成后，印刷头的停止位置,印刷时括刀下降的压力（100左右）,括刀夹持器的水平移动,能修正网板的位置,印刷完成后程序延迟抬高网板和括刀的时间,印刷速度（200左右）,刮浆料速度,其中三个参数为
3、工艺常调节： 1.sanp-off-主要控制网板台面的高度-控制栅线的高度-我们电池到网板的距离(1800-3300左右) 2.pressure-刮刀压在网板上的压力-控制栅线的连续，防止虚印，以及粘板等-我们控制在75-100N 3.printing speed-刮刀在网板上移动的速度-太小影响效率，太大出现虚印-我们控制在200以内,10,9&10号相机的位置,9&10号相机的作用是为准确印刷电极的位置，确保丝网在电池片上的正确位置，防止出现偏印。,11,1. 校正点位置重新调整步骤: (以Alignment Error Camera 9 报警为例,假设图像显示校正点位置偏低.) 先按F5
4、键将印刷头升高. Baccini主菜单中Vision 51Cameras Pieces Alignment Image Live cam 9点 Move Camera 9 Axis Screen position Y camera 9 move Step offset (100) B(-) Confirm Pos. Exit Save 注:A. 为便于观察和调整,最好将Image 界面移到屏幕左边,将 Move 界面移到右边. B. Step offset 值和调整方向(F-/B+)根据校正点在图像中的位置确定,最终将校正点调整到图像框的中心. C.每次调整后需将数据确认(Confirm)和保
5、存(Save data)后,所做调整才有效. 只要校正点清晰完整，位置调整好后网版一般能通过自动识别，不需要以下操作，就可以进行生产了。,12,此处经常放吸尘纸-便于发现漏浆； 由于此处有真空吸力-会出现碎片； 如不经常更换会出现较多Rs失效-建议关于多久更换可以有一个规程 此处已成为失效排查首要地方！,13,X、Y、Theta piece offsets（印刷图形位置）：印刷图形相对于硅片的位置。调整相应得X轴、Y轴，以及转角的角度以适应硅片的印刷，使印刷图形符合我们印刷要求。-否则会出现印刷偏移！,14,在下图界面可以看到印刷的数值,刮刀的实际位置,调节刮刀限位旋钮使得刮刀可以继续向下运动
6、，或阻止它向下运动一段距离。,调节刮刀限位旋钮可以间接调节刮刀的印刷位置，因为在压力模式下工作。如果此旋钮接触到下面则压力会增大很多，压力感应器就会自动调节刮刀的位置。此位置不能调节太大，否则会造成 报警。,15,烘干装置,此处为较多的污染处,16,烘干装置常存在的问题和解决方案,1.由于机械手的夹片运动，会出现较多碎片-可以在挂钩处加上泡沫或胶带，已增加其缓冲力度； 2.花篮处的清洁很重要-因为电池片正面在花篮上，又因为烘干有较多有机物常常凝结在花篮处-造成Rs失效-按期清洁花篮；,17,丝网印刷各阶段硅片图形,印刷背电极后的硅片,印刷背电场后的硅片,印刷正电极后的硅片,18,背电极印刷和相
7、关参数,银铝浆是由银粉,铝粉,无机添加物和有机载体组成 使用前搅拌约45分钟,搅拌均匀后使用 有良好的欧姆接触特性和焊接性能,附着性好 在印刷图形完好时,印刷头压力在范围内尽可能的小,19,背电场印刷和相关参数,铝浆由铝粉,无机添加物和有机载体组成 使用前先搅拌约15分钟,均匀后使用 上述参数会根据浆料的粘稠度、网版性能、背面场印刷量做出适当调整 影响所印铝浆的厚度因素有：丝网目数、网线直径、开孔率、乳胶层厚度、印刷头压力、印刷头硬度、印刷速度及浆料粘度,20,正面栅极印刷和相关参数,正面栅极银浆是由银粉,无机添加物和有机载体组成的 使用前先用搅拌机搅拌约45分钟 浆料搅拌均匀后方可使用,参数
8、的调整以图形完整、线条饱满、印刷浆料重量适当为基准,21,丝网网版调整参考,Snap-off (网版间距) Park (网版正常停止位置) （-3000）m Speed upward (网版向上运动速度) （35）mm/s 在保证印刷质量的前提下,网版间距越小越好 一般为（-900 -1300）m 太小易粘版或模糊不清,过大易印刷不良和损坏网版 印第二道时可适当加大间距,22,丝网刮条调整参考,Down-stop (刮条深度) Park (刮条正常停止位置) （5000）m Pressure (印刷压力) （5070）N 在保证印刷质量的前提下,刮条下降深度和压力越小越好 刮条深度一般为 (-
9、900 -1300)m 刮条下降过深或压力过大,易碎片和损坏网版 刮条下降深度不够或压力太小易印刷不良或粘版,23,3#丝网故障处理参考,24,3#丝网故障处理参考,25,3#丝网故障处理参考,26,3#丝网故障处理参考,27,印刷表面的检测,生产过程中要不定时检查是否有隐裂 各个机台要保证印刷图形的完整：不偏移，印刷平滑，无不良状况、无印刷缺失 三号机还易出现粘板、断栅、虚印、栅线加粗等问题,28,烧结的原理,印刷成型完的电极经过烘干流程后,在接近熔点的高温作用下,通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递,气孔排除,体积收缩,强度提高,逐渐变成具有一定的几何形状和坚固整体的过程 烧结是一个自发的不可
10、逆过程，系统表面能降低是推动烧结进行的基本动力 表面张力能使凹/凸表面处的蒸气压P分别低于和高于平面表面处的蒸气压P0，并可以用开尔文本公式表达(球形表面)：,固体颗粒,其凸处呈正压,凹处呈负压,故存在着使物质自凸处向凹处迁移 表面烧结可以通过流动,扩散和液相或气相传递等方式推动物质的迁移,29,温度对烧结体性质影响举例,烧结温度对烧结体(铜粉)性质的影响 l一比电导 2一拉力 3一密度,比电导(-1cm-3),温度(C),拉力(kg/cm3),密度(g/cm2),30,烧结过程示意图,粉状成型体的烧结过程示意图,31,烧结的SEM照片参考,a)烧结前 b)烧结后 烧结的SEM照片,32,烧结
11、温度的设定,温度可根据实际情况作出10的调整，一般很少做大幅度的变动 当工艺初始化、更换浆料型号、特殊规格的硅材料，可考虑采用差异较大的烧结温度进行烧结,33,烧结步骤描述,各区域间各有一个隔离炉膛(风帘隔离) 隔离炉膛防止相邻区域中的过程气体相互混合,34,烧结对电池片的影响,银浆的烧结很重要，对电池片电性能影响主要表现在串联电阻和FF的影响 铝浆烧结可形成良好的欧姆接触 背面场经烧结后形成铝硅合金，杂质在铝硅合金中的溶解度要远大于在硅中的溶解度，通过吸杂作用可减少金属与硅交接处的少子复合，从而提高开路电压和短路电流，改善对红外线的响应(提高内量子效应) 烧结后的氮化硅表面颜色应该均匀，无明
12、显的色差 电极无断线 背场无铝珠 电池最大弯曲度不超过1mm,35,测试主要数据,T 测试温度 E 测试光强 Pmpp 最大输出功率 Umpp 最大输出电压 Impp 最大输出电流 Uoc 开路电压 Isc 短路电流 FF 填充因子 Rs 串联电阻 Rsh 漏电电阻 Eff 电池效率 Irev 暗电流,测试温度在2327之间 测试光强在950W/m21050 W/m2 之间 使用前需用标片对测试机进行校准,36,测试数据参考,37,Rs影响因素,RS为串联电阻：包括电池的体电阻、表面电阻、电极电阻、电极与硅表接触电阻等 串联电阻对填充因子（FF）影响很大，串联电阻Rs越高，填充下降越多 当Rs
13、偏高时（4.5毫欧），由丝网印刷工序影响导致的概率较大(50%左右） 对丝网印刷的控制简便易行 主要可以查以下几个方面 1号机台面衬纸的污染：及时观察台面有无污染，并及时将台面擦拭干净，出现漏浆情况时及时更换衬纸并更换网板 2号机台面衬纸的污染 3号机网板内浆料太少，银浆重量不足：刮刀前进时推进的浆料要在一指粗左右，否则要及时将刮刀范围外的浆料刮到刮刀上或重新往网板内添加浆料 银浆污染：刮浆板刮完浆料后未及时擦干净，导致有干浆料掺到网板中；可能有铝粉或灰尘等其他杂物混入网板中导致银浆污染,38,分 选,分选据测试结果由设定程序自动完成，根据电流，电压，电池效率等因素被细分为各档 操作员工根据机
14、器分档结果，再对硅片表面颜色分选后，各档每72片进行包装 电池车间的品质主要分为4个等级： Q1:硅片不存在任何瑕疵的产品 Q2:整个硅片片面完整,但表面存在些许缺陷,但不影响功能的产品 Q3:指硅片边缘存在缺边的状况,但所缺部分须在规定的范围内 Q4:破损后,可用胶带粘贴,拼凑出比较完成的硅片.,39,测试机相关内容,1.光强的调节 A调节光强的方法一 设备开启后，通过调节脉冲发生器上面的旋钮来调节光强的百分比； 注意：此方法只是在没有进行电脑软件调节才有效。 B调节光强的方法二 可以在BERGER电脑的SCLOAD界面里通过软件调节。 打开SCLOAD界面中的Setting 选Flashe
15、r选项,40,在此处调节光强的百分比，在40%100%之间，通常在82%左右。 2.温度补偿 打开SCLOAD界面中的Setting 选IR Temperature Calibration选项,在此处调节光强的百分比，点击上下箭头，以0.5为单位（对应光强变化1%）,调节好后按“Trigger flash”按钮。,41,温度补偿定量为50,温度相差1度 温度补偿定量为50,温度相差1度,温度补偿设定，设定好后点右面的 set即可，设定后要求下面三个探测到 的温度尽可能相同，即探测温度与 环境温度一致,温度散射设定，它表明材料吸收和散射红外 光的能力，对于硅材料，通常设定为0.95,42,注意:
16、 1、电池片面积 多晶156电池片面积:243.36cm2 单晶156电池片面积:236.48cm2 单晶125电池片面积:148.6cm2 2、给定光强时的电压 3、反向测试电压:-6V-12V,1,2,3,给定光强时的电压,43,光电池的电流电压特性,根据p-n结整流方程，在正向偏压下，通过结的正向电流为： IF=Isexp(qV/kT)-1 V是光生电压 Is是反向饱和电流,光电池工作时共有三股电流 光生电流IL 在光生电压V作用下的pn结正向电流IF 流经外电路的电流I IL和IF都流经pn结内部，但方向相反。,44,光电池的伏安特性,如光电池与负载电阻接成通路，通过负载的电流应该是 I = IF-IL = Isexp(qV/kT)-1-IL 负载电阻上电流与电压的关系 光电
