太阳电池培训讲义-黎剑骑

后段培训报告讲师：黎剑骑培训时间：2012、9目录后段工艺培训内容1.学习体会2.Roth&RauPECVD3.BACCINI丝网印刷4.Despatch烧结炉5.Halm测试6.总结Roth&RauPECVD1、板式镀膜设备介绍2、镀膜原理及作用3、镀膜工艺流程与工艺控制分析4、镀膜常见问题及其解决方法5、镀膜现阶段改进状况目录Roth&Rau镀膜设备PECVD：PlasmaEnhancedChemicalVapourDeposition(等离子增强化学气相沉积)等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部分外层电子脱落原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合物组成的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态。等离子体从宏观来说也是电中性，但是在局部可以为非电中性。镀膜原理及作用---是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在硅片上沉积出所期望的薄膜。所用的活性气体为SiH4和NH3。这些气体经解离后反应，在硅片上长出氮化硅膜。可以根据改变硅烷对氨的比率，来得到不同的折射指数。在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产生，使得晶片的氢钝化性十分良好。PECVD工作原理SiNx:H介绍:正常的SiNx的Si/N之比为0.75，即Si3N4。但是PECVD沉积氮化硅的化学计量会随工艺不同而变化，Si/N变化的范围在0.75-2左右。除了Si和N，PECVD的氮化一般还包含一定比例的氢原子，即SixNyHz或SiNx:H.PECVD的作用-生成Si3N4减反膜和H钝化Si3N4膜的认识Si3N4膜的颜色随着它的厚度的变化而变化，其理想的厚度是73—77nm之间，但实际控制在85±2nm之间，表面呈现的颜色是深蓝色。Si3N4膜的折射率在1.9—2.1之间为最佳，实际控制在2.07±2之间，用椭偏移进行测量。Si3N4膜颜色和厚度对照表H钝化技术对于Mc—Si，因存在较高的晶界、点缺陷（空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物），因此对材料表面和体内缺陷进行钝化就显得特别重要。钝化硅体内的悬挂键等缺陷。在晶体生长中受应力等影响造成缺陷越多的硅材料，氢钝化的效果越好。氢钝化可采用离子注入或等离子体处理。在多晶硅太阳电池表面采用PECVD法镀上一层氮化硅减反射膜，由于硅烷分解时产生氢离子，对多晶硅可产生氢钝化的效果。应用PECVDSi3N4可使表面复合速度小于20cm/s。镀膜工艺流程下片流程镀膜工艺过程控制1、膜厚、折射率为满足现阶段工艺要求，两者分别控制在：膜厚：85±2折射率：2.07±2方案号序号123451SiH4280250150150308030NH36006806806801504501502SiH4280250150150000NH36006806806801504501503SiH40280200150308030NH310006806806801504501504SiH40280200150000NH31000680680680150450150现阶段正在进行三成膜实验，其实验方案如下:2.微波功率、温度通过实验对比，目前确定微波功率：3000w；温度400℃.温度400℃对比试验如下：实验结果批次号IscUocFFEtaRSRshIrev2低效备注B0098.440.61978.6616.89%0.0024650.2192350℃B0028.460.6278.7416.99%0.0025340.2333400℃Range0.020.0010.080.10%0690.014150℃B0088.510.62178.0416.920.002534.80.1810350℃B0108.520.62178.1616.980.002573.80.1742400℃Range0.010.010.120.06%038.9820.007250℃镀膜异常与解决方法镀膜现阶段改进状况SIH4NH3SIH4NH3原挂钩形状改善后挂钩形状该区域由于气体被钩点挡住，所以挂钩点较大。该区域由于有倾斜角度，气体可以通过，所以挂钩点较小。（只有最边缘与挂钩接触部分有印痕）印痕明显变小挂钩印明显变小挂钩印明显变小改善后镀膜钩点偏离电池片的有效区域，且钩点面积也大为缩小，有效的防止了漏电，同时也大大改善了电池片绝缘性能。镀膜后印刷后BACCINI丝网印刷1、丝网印刷设备介绍2、丝网印刷原理/目的3、丝网印刷构造分析4、丝网印刷条件和工艺过程5、丝网印刷不良因素与相应对策目录丝网印刷机整体瞰图PrintDryUnload印刷软件参数控制含义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，机器停运行SingleNest强制机器只在设定的那个台面上印刷丝网印刷操作界面非印刷相关的硬件参数印刷参数常用操作界面25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。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）刮浆料速度印刷类型、偏移Alternatesqueegee单程印刷：刮刀向前运动印刷一片片子，向后返回印刷下一片Doublesqueegee两次印刷：对每一块片子向前印刷一次，再向后印刷一次；SqueegeeandFlood印刷后回料（常用）Floodandsqueegee回料后印刷；X,Y,Thetapieceoffsets网板位置在三个方向上偏移量。PRINTINGTYPE1OFFSETS2Snap-off网版间距印刷时电池到网板的距离；Park网版停止位置，印刷完成后电池到网板的距离；Speedupward网板上升速度;网版、刮板Down-stop刮板高度，这是印刷时刮刀的位置；Park刮板的停止位置，印刷和回墨完成后，印刷头的停止位置；Pressure刮刀压力；SCREEN3QUEEGEE4Position1刮刀起始位置；Position2印刷后的返回位置;Position3印刷后停止位置Position4印刷后开始返回时位置，机器印刷时括刀后退的开始位置。印刷位置、回料刀Printingspeed印刷速度;Floodspeed回料速度ADVANCEMENT5FLOODSUEEGEE6Snap-off这个参数关系到Z向电机的运动，因为向下是正向，所以这个参数是一个负数。丝网间距的零点由压力传感器来决定，每次照点时会进行一次零点的寻找。丝网间距的调节规律是设置值越大，透墨量越高，当到达一定高度时，油墨无法触及承印物表面时就会造成印刷不全或无法印刷；设置值越小，透墨量越低，当低到一定高度时，硅片无法在设定的脱离速度和真空的带动下脱离网版而粘黏在网版上就是粘片；网版间距印刷时电池到网板的距离。Park网版停止位置印刷完成后电池到网板的距离，这个参数也是个负数。此值设定偏低时会造成网版在印刷完成后由于位置较低而刮花印刷图形；这是Z向电机在印刷完成后从印刷位置向上移动至停止位置的速度。此值设定过慢时，会使硅片来不及脱离网版而造成粘片；网板上升速度Speedupward这是印刷时刮刀的位置，这个参数的零点以网版承载浆料的一面为准，由于丝网间距和刮板高度为两个不同的电机进行控制，所以他们并不与snape-off相关联，如果操作人员改变了snap-off，一定要同步修改这个参数，但一般在压力模式下，此值变更的意义不大；Down-stop刮刀高度Pressure印刷时括刀下降到Down-stop位置，这个位置的参数必须设置得比电池稍低（0.3-0.4mm应该足够了)，这样实际的压力（左边显示的数值）才能达到设置值。单位是牛顿，在压力模式下，印刷压力越大，瞬时刮刀下降的位置就会越低，很可能会远超过0.3-0.4mm,对网版和印刷质量造成比较大的损害，所以在日常设定印刷压力时需以小为宜。实际参数设定时，压力越大，承印量越小，压力越小，承印量越大，，压力的变化实际是刮刀位置的变化。刮刀压力•，Park刮刀的停止位置印刷和回墨完成后，印刷头的停止位置。通过印刷，在半导体上形成上下电极，将半导体中被内电场分离的电子、空穴经由电极收集输出到电池体外，形成电流。丝网印刷目的利用丝网图形部分网孔透浆料，非图文部分网孔不透浆料的基本原理进行印刷。印刷时在丝网一端倒入浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。浆料在移动中被刮板从图形部分的网孔中挤压到基片上。印刷过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮刀移动而移动，而丝网其它部分与承印物为脱离状态，保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。当刮板刮过整个印刷区域后抬起，同时丝网也脱离基片，并通过回墨刀将浆料轻刮回初始位置，工作台返回到上料位置，至此为完整的一个印刷行程。丝网印刷原理丝网印刷功能构造从上图可以看出，一个完整的印刷过程需要刮刀、网版、浆料和丝网再配以工作台和刮板的运动来完成，下面介绍一下网版：网版----种类1丝网构造丝网的材料主要有:尼龙网浆料的透过性好，回弹性好，静电小，耐磨，印迹较差，耐酸性差。不锈钢丝网拉伸高，浆料的透过性好，印迹精密稳定，不足处就是伸张后不易恢复原状。镀镍涤纶网在聚酯网的基础上镀2-5um的镍料而成，低伸长、高张力，耐磨性，静电性都较好。漏料通畅，印迹厚薄均匀。印刷对丝网的要求：1.抗张强度大2.断裂伸长度小3.回弹性好4.浆料的通过性好5.耐抗性好网版----参数2目数丝网的目数是指每平方厘米丝网所据有的目数。目前我们栅线网目数325目/cm2，按1(cm)=10000(um),网孔的大小在35um右左。丝网的目数决定了印刷中的过料量。膜厚丝网的需求膜厚是丝网在无张力状态下的测定值。厚度由构成丝网厚度是指丝网与底面之间的距离，一般以um计量。厚度应的直径决定。它决定了过料量和栅线的高宽。丝网的开口率又称丝网的通孔率、网孔面积百分率，即单位面积的丝网内，网孔面积所占的百分率。在丝网的制作过程中，丝网是一整块带孔的编织物，为了达到漏墨需要，要用专用胶将其限制漏墨的地方堵孔，这样就形成丝网的开口率。开口率丝网张网角度丝网加网角度又称目---线交角（网屏与丝网加角）。丝网的三种加网角度交角45º丝网节结和网孔干扰最大，印迹忽粗忽细，线条的在现性差。交角10º丝网与细线边段紧挨段长，缺料量大，会形成锯齿。交角22.5º印迹受干扰小，印迹再现性好。线径开口率概念:线的直径,一般线径为:20um。开口线径概念：空间面积与全体面积的比率。开口率（%）=（开口/（开口+线径））2×100%例325目线径28um开口50um(50/(50+28))2×100%=41%吐出量（透墨量）概念：丝网单位面积内油墨透过网孔的总量。在实际的印刷中，通过丝网的油墨量受丝网的材质、性能、规格、浆料的粘度、刮条的硬度、压力、速度以及网版与承印物的间隙等左右。透墨量（um）=开口率×丝网厚度例325目线径28um厚度60um0.41×60=24.6um网版----厂家统计（正银网版）3昆山良品丝印器材有限公司村上精密制版有限公司上海乐邦丝印器材有限公司