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1、丝网工艺培训,P 1,内 容,1、丝网印刷知识 2、烧结知识 3、测试分档知识,P 2,丝网部分,P 3,太阳能电池基本流程,前清洗（制绒）,扩散,后清洗（刻蚀、去PSG）,PECVD,丝网/烧结/测试,P 4,丝网印刷/烧结/测试流程,P 5,丝网机台Baccini,L1-L4线均为BACCINI机台,P 6,丝网印刷原理,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、复合或金属网制作而成 硅片直接放在带有图案的丝网下面，浆料在刮条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,P 7,丝网印刷行程,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
2、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,刮条,P 8,丝网印刷参数,丝网间隙,从印刷位置向上移动至停止位置的速度,刮条的下压深度,印刷时刮条的下压压力,印刷速度,回墨刀速度,P 9,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) （35-45）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
3、道时可适当加大间距,P 10,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) （6080）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 (-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,P 11,其中三个参数为工艺常调节： 1、sanp-off-主要控制网板至台面的高度 2、pressure-刮刀压在网板上的压力 3、printing speed-刮刀在网板上移动的速度 4、down-stop-主要刮刀的下压深度,P 12
4、,背电极印刷,作用：使用银浆印刷，背面导体，作为背电极，为组件提供可焊性。 银浆是由银粉,无机添加物和有机载体组成 银浆使用前搅拌24H,使用中采取少量多次的添加方式，添加完毕后要继续放到搅拌机上进行搅拌搅 有良好的欧姆接触特性和焊接性能,附着性好（拉力） 影响所印银浆的湿重因素有：丝网目数、网线直径、开孔率、印刷头压力、印刷头硬度、印刷速度及浆料粘度,P 13,背电场印刷,作用：使用铝浆印刷，背面导体，作为背面电场，收集电流。 铝浆由铝粉,无机添加物和有机载体组成 使用前先搅拌约30分钟,均匀后使用 影响所印铝浆的湿重因素有：丝网目数、网线直径、开孔率、印刷头压力、印刷头硬度、印刷速度及浆料
5、粘度,P 14,正电极印刷,作用：银浆：正面导体，作为正电极，收集电荷。 银浆是由银粉,无机添加物和有机载体组成 银浆使用前搅拌24H,使用中采取少量多次的添加方式，添加完毕后要继续放到搅拌机上进行搅拌搅 影响所印银浆的湿重因素有：丝网目数、网线直径、开孔率、印刷头压力、印刷头硬度、印刷速度及浆料粘度,P 15,影响丝网印刷的因素,1、印刷压力的影响 在印刷过程中刮胶要对丝网保持一定的压力，且这个力必须是适当的。印刷压力过大，易使网版、刮胶使用寿命降低，使丝网变形，导致印刷图形失真。印刷压力过小，易使浆料残留在网孔中，造成虚印和粘网。在适当的范围内加大印刷压力，透墨量会减小（浆料湿重减小），栅
6、线高度下降，宽度上升。 2、印刷速度的影响 印刷速度的设定必须兼顾产量和印刷质量。对印刷质量而言，印刷速度过快，浆料进入网孔的时间就短，对网孔的填充性变差，印刷出的栅线平整性受损，易产生葫芦状栅线。印刷速度上升，栅线线高上升，线宽下降，湿重在某一速度下达到最大值，低于此速度，速度增大湿重增大，高于此值，速度增大湿重减小。印刷速度变慢，下墨量增加，湿重上升。 3、丝网间隙的影响 在其他条件一定的情况下，丝网间隙与湿重大致关系：最初两者几乎呈比例上升，之后丝网间隙加大，湿重降低，最后突然变为零。丝网印刷时使用的是曲线的前半段（即呈比例上升段）。由此可知，丝网间隙加大，下墨量多，湿重增大。丝网间隙过
7、大，易使印刷图形失真；过小，容易粘网。刮胶硬度的影响刮胶材料一般为聚胺脂或氟化橡胶，硬度60-90A。刮胶硬度越大，印刷的图形越精确，原图的重现性越好。因此，正面栅线的印刷就需要选用硬度较高刮胶。刮胶硬度小，其他参数不变的情况下湿重就大，线高增加，线宽变大。,P 16,4、刮胶角度的影响 刮胶角度的调节范围为45-75度。实际的刮胶角度与浆料有关，浆料黏度越高，流动性越差，需要刮胶对浆料向下的压力越大，刮胶角度接就越小。在印刷压力作用下，刮胶与丝网摩擦。开始一刷时近似直线，刮胶刃口对丝网的压力很大，随着印刷次数增加，刃口呈圆弧形，作用于丝网单位面积的压力明显减小，刮胶刃口处与丝网的实际角度小于
8、45度，易使印刷线条模糊，粘网。在可调范围内，减小刮胶角度，下墨量增加，湿重加大。刮胶刃口钝，下墨量多，线宽大。 5、浆料黏度的影响 印刷时浆料黏度的变化（触变性）：浆料的黏度与流动性呈反比，黏度越低，流动性越大，可在一定程度保证印刷的质量。浆料黏度过大，透墨性差，印刷时易产生桔皮、小孔。浆料黏度过小，印刷的图形易扩大（栅线膨胀），产生气泡、毛边。 6、纱厚、膜厚的影响 一般情况下，丝网目数越低，线径越粗，印刷后的浆料层越高，因此丝网目数较高时，印刷后浆料层就低一些。对于同目数的丝网，纱厚越厚，透墨量越少。在一定范围内，感光胶膜越厚，下墨量越大，印刷的栅线越高。但膜厚增大，易造成感光胶脱落。,
9、P 17,7、印刷台面的影响 印刷台面的水平度：印刷时电池片被吸附于印刷台面，若台面不平，电池片在负压下易破裂。一般台面的水平度应小于0.02mm。 印刷台面与网版的平行度：决定了印刷浆料的一致性。一般二者平行度应小于0.04mm。 参数相互关系： 如以下 1、压力与间距：压力越大时，间距也大；因为压力大时，刮刀与网板接触的地方凸出来也多，间距小的话，硅片承受的压力加大，碎片的概率会加大。两个参数当中的一个改变, 另外一个不改, 就可能加大硅片碎的可能性或影响印刷质量。 2、印刷速度影响到产能, 同时也影响到印刷到硅片浆料的多少。,P 18,丝网故障处理参考,P 19,P 20,P 21,P
10、22,烧结部分,P 23,L1-L2线：Despatch烧结炉 L3-L4线：CT烧结炉,P 24,烧结的原理,印刷成型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,P 25,烧结
11、过程示意图,粉状成型体的烧结过程示意图,P 26,烧结SEM照片参考,a)烧结前 b)烧结后 烧结的SEM照片,P 27,烧结温度的设定,温度可根据实际情况作出适当的调整，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,P 28,烧结温度的设定,P 29,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。(欧姆接触金属与半导体间没有整流作用的接触称为欧姆接触。在这种接触中，电流通过接触时的压降往往小到可以不计。) 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
12、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，无明显的色差 电极无断线 背场无铝珠 电池最大弯曲度不超过标准,P 30,烧结故障处理参考,P 31,P 32,P 33,P 34,测试部分,P 35,测试分档的目的,1、通过测试数据监控生产电池片的效率及暗电流等参数是否正常； 2、对生产的电池片进行分档，将相同电性能的电池片分在一起以便做成组件。,P 36,测试的重要参数,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
13、开路电压 Isc 短路电流 FF 填充因子 Rs 串联电阻（VOC处的斜率） Rsh 漏电电阻（ISC处的斜率） Eff 电池效率 Irev 暗电流,P 37,太阳电池的等效电路图,P 38,测试的标准条件,光源辐照度：1000W/m2 ； 测试温度： 25 ； AM1.5地面太阳光谱辐照度分布。 测试之前进行标片校准,光谱特征,光谱特性的意义 太阳能电池并不能把任何一种光都同样的转换成电。例如通常红光转换成电的比例与蓝光转变为电的比例是不同的。 由于光的颜色（波长）不同，转变为电的比例也不同，这种特性称为光谱特性。 光谱特征通常用收集效率来表示，即一单位的光入射到太阳能电池上，产生多少电子（
14、和空穴）,光源的辐射光谱特性和太阳能电池的光谱特性,不同的太阳能电池与不同的光源匹配程度是不一样的，光强和光谱不同，会影响太阳能电池的输出变化。,测试机的模拟光源,自然太阳光 脉冲模拟太阳光（Berger） 很难进行光源质量测量 光源寿命：1年 IV测量过程中可能造成光强变化（脉冲衰减）,脉冲氙灯与AM1.5的光谱失配,描述太阳能电池的4个重要参数,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。,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,如光电池与负
15、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 V是光生电压 Is是反向饱和电流,开路电压Voc和短路电流Isc,44,在p-n结开路情况下（R=），此时pn结两端的电压即为开路电压Voc I=0，即：IL=IF 将I=0代入光电池的电流电压方程，得开路电压为： Voc kT/q ln(IL/Is+1) 如将pn结短路（V=0），因而IF=0，这时所得的电流为短路电流Isc 显然，短路电流等于光生电流 Isc = IL,填充因子FF,45,输出功率等于该点所对应的矩形面积 其中只有一点是输出最大功率，称为最佳工作点 该点的电压和电流分别称为最佳
16、工作电压Vop和最佳工作电流Iop 填充因子定义为： FF =Vop Iop/Voc Isc= Pmax/Voc Isc 它表示了最大输出功率点所对应的矩形面积在Voc和Isc所组成的矩形面积中所占的百分比 特性好的太阳能电池就是能获得较大功率输出的太阳能电池，也就是Voc，Isc和FF乘积较大的电池 该值应在0.70-0.85范围之内,能量转化效率,46,表示入射的太阳光能量有多少能转换为有效的电能 =（太阳能电池的输出功率/入射的太阳光功率）x100% = （Vop Iop/Pin S） 100% = VocIscFF/Pin S 其中Pin是入射光的能量密度，S为太阳能电池的面积 当S是整个太阳能电池面积时，称为实际转换效率 当S是指电池中的有效发电面积时，叫本征转换效率,影响EFF的因素,表面反射损失 10% 表面电极遮光损失 515% 不能充分吸收光的能量 体内复合 表面复合,影响ISC的因素,
