太阳能电池丝网印刷、烧结、测试工序详解

丝网印刷、烧结、测试工段学习报告朱圣清部门：技术部报告内容：工艺原理及设备的介绍丝印日常检测项目、规格及目的丝印异常处理流程工艺原理及设备的介绍背电极印刷wafer1号烘箱背电场印刷正电极印刷烧结测试分选2号烘箱入库流程概括：为什么要用到这些工序？背电极印刷：为最终电池片提供物理上的正电极1号烘箱：干燥硅片，保障下步印刷时已印刷的背电极免遭破坏。背电场印刷：重新参杂，去电池片背面PN结，减少载流子复合，增大开压。2号烘箱：保障正电极印刷时背电场免遭破坏。正电极印刷：搜集光生电流，提供电池片物理上的负电极烧结：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。测试分选：根据电池片效率和短路电流进行分选，为组件车间更好地生产高效率电池组件丝网印刷原理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。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。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。丝网印刷设备使用设备：BACCINI（意大利）PrintDryLoad丝网印刷设备印刷系统辅料软件印刷装置传输装置CellFlipWalkbeamSensor传输装置ScreenAlignmentCameraTableLifterVacuumTableRectifyAxisClaw印刷装置烘箱的作用为在传输及下道印刷或烧结工序做浆料的初步干燥及粘结作用；主要用于前两道印刷（北极，背场）后烘箱烘箱炉中wafer轨迹及温区waferwaferABCD玻璃窗口软件主要分Cycle，Print，Operator等界面非印刷相关的硬件参数印刷参数常用操作界面软件控制参数意义：EnableMagazineLoader机器运行时从承载盒中吸取硅片EnablePrinting选项不勾选时，印刷过程被跳过EnableFlip-Over不勾选时，翻转器不工作EnableLoadBreakageWafer不勾选时，翻转器不检查是否硅片破损EnableOvenHeating允许炉子加热EnableUnloadOven炉子只出硅片而不进硅片EnableBypassOven硅片在行走擘上直接进入下一工序Dispenser设置自动添加浆料的频率EnableWaferAlignment允许在印刷之前通过摄像来校准硅片EnableScreenAlignment对网板上的基准标记进行定位CheckBreakageBefore检查硅片在印刷前是否破碎PaperChange印刷次数达到设置的数字时，机器停止运行SingleNest强制机器只在设定的那个台面上印刷辅料背电极浆料：银铝浆CN33-462背电场浆料：铝浆PASE-1201，儒兴-6080正电极浆料：银浆25C台面纸：防止吸孔被堵，但如出现脏污立即更换网版：一道10000-12000更换；二道10000-12000更换，三道8000更换刮刀：损坏即换刮条：正常情况每班一换，但如出现损坏立即更换认识参数刮刀Down-stopSnap-offPrint-speedflood-speedpressure印刷相关工艺参数对印刷湿重的影响参数影响刮刀压力(pressure)刮刀压力越小，填入网孔的墨量就越多印刷速度(speed)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，速度增大湿重较小印刷高度（down-stop）down-stop值越大，湿重越小丝网间距(snap-off)丝网间距增大，油墨的转移量也增大，但随着刮刀压力的增加，丝网间距对油墨转移量影响趋小刮刀截面对刮刀的截面形状来说，刮刀边越锐利，线接触越细，出墨量就越大；边越圆，出墨量就越大烧结原理印刷后的金属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，通过烧结，金属颗粒与硅表面由接触关系转化为结合关系，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转变为热力学中更稳定的状态，使浆料在高温中烧结成密实结构。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。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烧结质量要求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4mm设备概述烧结炉设备软件烘干区烧结区冷却区温度调节上下功率调节T1T2T3T4T5T6T7T8T9干燥区屏蔽烧结区硅片测试各温区作用温区作用烘干区使有机溶剂脱离浆料烧结区使电极、背场可形成良好的欧姆接触，减小串阻温度梯度:从常温到烧结高温，温度变化是剧烈的，用逐渐增温的方式来增加系统的稳定性设备：despatch软件温度查看及上下功率更改实际炉温曲线：0100200300400500600700800010002000300040005000通过模拟太阳光照射，在标准条件下对电池片进行测试，把不同电性能的电池片分档。测试标准条件：光源辐照度：1000W/m2；测试温度：25±20C；光谱分布:AM1.5测试原理M1.5的含义及U-I曲线电性能参数Isc短路电流Uoc开路电压Rs串联电阻Rsh并联电阻FF填充因子Ncell转换效率Irev1漏电流Pmax最大功率Vpmax最大功率点电压Ipmax最大功率点电流Trash档判断标准反向电流Irev5.6A；测试光强E范围在950~1050测试温度T在23~27℃串阻Rs＞0填充因子68FF80本工段日常检查项目及标准：项目检查频率目标值范围背电极湿重3片/2小时0.180.15-0.21背电场湿重3片/2小时1.3141.164-1.464正电极湿重3片/2小时0.1880.158-0.218M156串阻随时监控0.00540.0044-0.0064温度随时监控2523-27光强随时监控1000950-1050正电极栅线宽度一片/4小时115100-130背电极湿重3片/2小时0.180.15-0.21背电场湿重3片/2小时1.3561.206-1.506正电极湿重3片/2小时0.270.24-0.27P156串阻随时监控0.00360.0027-0.0045温度随时监控2523-27光强随时监控1000950-1050正电极栅线宽度一片/4小时155130-180本工段日常检查项目及标准：项目检查频率目标值范围背电极湿重3片/2小时0.1850.155-0.225背电场湿重3片/2小时1.3911.241-1.541正电极湿重3片/2小时0.2760.2460.306P156（三栅线）串阻随时监控0.00270.0024-0.0031温度随时监控2523-27光强随时监控1000950-1050正电极栅线宽度一片/4小时155130-1801、Rs偏大检查探针，接触是否良好，是否有碎片检查测试是否异常检查湿重(三道)在允许范围内微调烧结温度2、TRSAH档偏高检查是否为击穿，如果是更换探针3、背场缺印检查湿重和参数是否正常；如果面积小，手动补上常见不良及对策4、弓片检查是否是超薄片检查二道湿重是否异常或印刷不均匀检查烧结温度是否异常，通过拉炉温实现在允许范围内微调烧结温度5、漏浆检查印刷参数是否正常，在非印刷区域漏浆的网板可以用透明胶带补上后继续使用，在印刷区域漏浆的网板给与擦拭处理，如果有效继续生产，无效则更换网板，污染的台面纸要更换处理常见不良及对策6、细栅线印粗检查湿重和参数是否正常一侧印粗，调节参数或检查台面平整度整体印粗，调节参数，更换刮刀和网板某根栅线印粗，更换网板，同时对该网板作标记常见不良及对策谢谢！