太阳能电池工艺中的丝网印刷和烧结

丝网印刷与烧结2丝网印刷的发展史丝网印刷技术从本上世纪70年代开始产生并发展，由于其相对简单的生产工艺，在市场上确立了优势。而丝网印刷也有各种不同的制造工艺，其中我们运用的是一种最简单的工艺，它也被一些生产厂商和实验室改进并提高。但是所有的改进和变化都是为了获得更高的转换效率和更低的成本，所以许多的改进工艺已经运用于经济生产活动，而更多的还只是停留在实验室阶段。3丝网印刷原理丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上（刮刀有手动和自动两种）。丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的，这就是称它为丝网印刷而不叫蚕丝网印刷或绢印的原因，因为不仅仅蚕丝用作丝网材料，尼龙、聚酯纤维、棉织品、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜都可以作为丝网材料。4电池片丝网印刷的三步骤背电极印刷及烘干浆料：Ag/Al浆如Ferro3398背电场印刷及烘干浆料：Al浆如FerroFX53-038正面电极印刷及烘干浆料：Ag浆如FerroCN33-4625在整个生产中所处位置硅片去油工艺去除氧化层周边刻蚀扩散制绒面去除损伤层制氮化硅丝网印刷烧结测试分选6背面AgAl浆可焊电极印刷丝网的材质：不锈钢丝网1.目数：280目目数的定义：单位面积（英寸或cm）上丝网孔的数量。2.丝直径：46～53μm3.丝网厚度：82～90μm4.膜厚：15μm5.静态张力：25N7背面电极印刷参数在印刷图形完好时，印刷头压力在范围内尽可能的小。8背面Al浆可焊电极印刷丝网材质：不锈钢丝网1.目数：320目2.丝直径：23～28μm3.丝网厚度：46μm4.膜厚：15μm5.膜和丝网总厚度：60～63μm9背面场印刷参数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。而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。10背面电极及电场图示11背面图形的优缺点图1：缺点：焊条为长条状，浪费了AgAl浆优点：一旦出现碎片后，可以顺利的划成碎片图2：优点：可以大大节省AgAl浆，降低成本缺点：一旦出现碎片后，断成小片，利用率大大降低12背面图形的优缺点图3：优点：与铝背场形成良好的欧姆接触，铝浆料和银浆料有细栅线的重叠部分，这样可以大大提高效率和填充因子。总结：尽量减少铝浆与银铝浆的重叠部分，在显微镜下观察两者重叠部分严重发黑，即大量的有机溶剂没有充分挥发，这样就严重影响电池效率和填充因子。13正面栅线设计丝网材质：不锈钢丝网1.目数：280目2.线直径：30μm3.丝厚度：50μm4.膜厚：15μm5.膜和丝网的总厚度：65μm6.静态张力：26N14正面电极的印刷参数参数的调整以图形完整、线条饱满、印刷浆料重量适当为基准。15正面栅线设计16正面栅线设计细栅线数：44最边缘的细栅线到电池边缘的距离为1.7mm0.125×44＋1.7×2＋43×2.7＝125两根细栅线之间的距离为2.7mm主栅线的宽度1.5mm17丝网版的存放方式水平方式：将同一规格的丝网印版，放置在版架的一层内，可重叠放置。竖立方式：将丝网印版竖立在版架上的版槽内，较大的网版最好采用竖立存放方式，以防丝网印版下垂。不管采用那种存放方式，都要重视网版的防尘。18烧结的动力学原理烧结可看作是原子从系统中不稳定的高能位置迁移至自由能最低位置的过程。厚膜浆料中的固体颗粒系统是高度分散的粉末系统，具有很高的表面自由能。因为系统总是力求达到最低的表面自由能状态，所以在厚膜烧结过程中，粉末系统总的表面自由能必然要降低，这就是厚膜烧结的动力学原理。固体颗粒具有很大的比表面积，具有极不规则的复杂表面状态以及在颗粒的制造、细化处理等加工过程中，受到的机械、化学、热作用所造成的严重结晶缺陷等，系统具有很高自由能.烧结时，颗粒由接触到结合，自由表面的收缩、空隙的排除、晶体缺陷的消除等都会使系统的自由能降低，系统转变为热力学中更稳定的状态。这是厚膜粉末系统在高温下能烧结成密实结构的原因。19烧结的目的干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。20烧结温度的设定温度可根据实际情况作出±10℃的调试，一般很少做大幅度的调动。除了工艺初始化、更换浆料型号、特殊规格的硅材料，才采用比较差异的烧结温度进行烧结。21烧结对电池片的影响相对于铝浆烧结，银浆的烧结要重要很多，对电池片电性能影响主要表现在串联电阻和并联电阻，即FF的变化。铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发，并形成完好的铝硅合金和铝层。局部的受热不均和散热不均可能会导致起包，严重的会起铝珠。22烧结对电池片的影响背面场经烧结后形成的铝硅合金，铝在硅中是作为P型掺杂，它可以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。23质量要求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1mm24安全事项灼热的表面有烫伤的危险危险电压有电击或烧伤的危险有害或刺激性粉尘、气体导致人身伤害设备运转时打开或移动固定件有卷入的危险