太阳能电池片中丝网印刷中的故障及解决方法.docx

太阳能电池片中丝网印刷中的故障及解决方法在光伏工业中埋栅电池(BC)的网版印刷(SP)是晶体硅 太阳能电池电极的主要技术伴随着太阳能电池光电转换效率 的逐步提高，丝网印刷的工艺也需进一步改善，本文根据在南 京中电光伏( CSUN )的生产实践以及与技术人员的交流，针对 目前丝网印刷工艺中多出现的故障并提出相应的解决方案太阳能电池；丝网印刷技术；制造技术Abstract：In the photovoltaic industry，BuriedGate Cell(BC(and Screen Printing (SP (are major technologies for (crystalline silicon (solar cell electrodes.With the enhancement of the photoelectric conversion efficiency (of solar cells)，screen printing process also needs improving.An investigation in CSUN and discussion with the engineers there on the SP process has been made，and a brief summary of the common technical problems in the process are presented in this paper with corresponding solutions.Key words：solar cell；screen-printing；processing1. 引言万物生长靠太阳，地球上的风能，水能，海洋温差能，波 浪能和生物质能，以及部分潮汐能都来源于太阳，即使是地球 上的化石燃料(如煤，石油，天然气等)，从根本上说也是远 古以来储存的太阳能，因此太阳能的研究和应用是今后人类能 源发展的最主要方向，如何更洁净，更效率的运用太阳能也是 科学技术发展的前沿问题，伴随着光伏效应的发现，半导体技 术的发展，利用光电效应将光能转化为电能的太阳能电池技术 应运而生。

太阳能电池发电技术具有很大的优势，比如其使用 寿命长，发电无污染，发电规模灵活，可以小中大规模并举， 在家居智能化和能源可持续利用等方面具有显著优势晶体硅太阳能电池(Crys talline silicon pho tovol taic cells )作为太阳能电池技术中的一种在我国具有多年的发展 历史，国内具有成熟的技术条件本文运用晶体硅太阳能电池 的特性，深入了解丝网印刷工艺对于晶体硅太阳能电池性能的 影响，并对于生产过程中所存在的问题进行技术分析和解决方 法的探讨2. 太阳能电池片流程印刷电极晶体硅太阳电池的制造工艺流程大体上可以划分 为硅材料制造和硅晶体生长、硅片制造、太阳电池片制造、组 件封装4部分课外时间时，进入公司三车间随班实习在中电主要学习 的是太阳能电池片的制备过程公司直接购买切割好的 156X156mm2两种Si片，单晶片和多晶片多晶呈现方形， 单晶呈现不规则八边形单晶的制备流程和多晶片制备流程中 不同的地方主要在制绒工艺，单晶是双面制绒直接采用花篮入 水的方法，而多晶是单面制绒图 1 太阳能电池板制备流程利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质元素，当掺入 B 等杂质 元素时硅晶体就会出现空穴，形成P型半导体，同样若掺入p 原子以后硅晶体中就会有电子形成n型半导体，p型半导体与 n型半导体结合一起就形成P-N结，当阳光照射在P-N结上 时，就会形成新的电子-空穴对，在P-N结电场作用下，电子 由p区流向n区，空穴从n区流向p区，在P-N结中形成电势 差，当接通外部电路时，在该电势差作用下，将会有电流流过 外部电路而产生一定的输出功率，这个过程的实质是：光能转 化为电能的过程。

3. 丝网印刷原理 丝网印刷主要工艺原理和目的：在形成 pn 结和镀膜后的 硅片的两面印刷正负电极和背场通过烧结，在高温下让印刷的浆料中的有机物挥发，同时 让电极和硅片实现欧姆接触，并具有牢固的电极附着力与良好 的可焊性，从而使由于光照产生的载流子被顺利的导出，实现 太阳电池的光电转化在规模化生产中，丝网印刷工艺与真空 蒸镀，金属电镀等工艺相比，更具有优势在目前的工艺中，正面的印刷材料普遍选用含银的浆料 （如图 2所示），其主要原因是银具有良好的导电性、可焊性 和在硅中低扩散性能经丝网印刷、退火所形成的金属层的导 电性能取决于浆料的化学成分、玻璃体的含量、丝网的粗糙 度、烧结条件和丝网板的厚度采取丝网印刷方式具有极高的 串联电阻和大的表面覆盖率晶体硅太阳电池的填充因子的经验公式：当串联电阻增加时，填充因子会下降，根据我们公司的晶 体硅太阳电池的测试标准，在填充因子降低到 70%以下时，电 池就会被判定为 TRASH 片，影响晶体硅太阳电池的因素不只是 串联电阻有关系，还跟扩散工艺等有关系，串联电阻的增大加 剧了填充因子的下降，从而也就增加了 TRASH 片出现的几率4. 丝网印刷常见问题及解决方法4.1 印刷图形偏移一般发生在更换新网板之后，判断方法；使用游标卡尺对 图形的四周进行测量，要求上下左右距离对称相等，出现偏差 可根据实际情况进行调节X, Y, T （具体的调节方向参考印刷 机的铭牌）；因此需先用纸或者假片进行试印，调整后再生产，如某一固定台面的印刷图案偏移则可能为设备问题，需要 设备人员进行调试。

4.2 粘片一般多发生于第二道发生偶然性粘片时及时停下机器， 在网版下垫一张无尘纸，然后使用备用的刮刀沿印刷方向将片 子刮下，第一道可以将浆料擦除重新印刷，其他的禁止发生 频繁的粘片，先检查台面的真空是否不足；浆料是否过稠或就 搅拌不够；以上都正常则需要更改工艺参数相关的参数有 snap-off和down-stop,具体方法如下：例如snap-off由- 1400调到T600, down-stop由-800调到T000,两者可以同 时调，也可单独调，这两种方向都是解决粘片的方法，主要视 具体情况而定4.3 图形缺失和图形无法印出图形缺失即印刷不全,图形无法印出很好理解；这两者有 相通之处,造成这两种情况一般是在更换新的网版后,使用新 网版与上一块网版的工艺参数（snap-off和down-stop）不匹 配，解决问题的方法有调节snap-off和down-stop,但不排 除网版制作有问题4.4 漏浆主要由于网版损坏导致,分为两种印刷图形上和印刷图形 外印刷图形上在第三道有专有名称结点,一般是通过更换新 网版解决，在第二道图形上的漏浆看漏浆的的大小而定，一般 直径在1 mm以下的可以不用考虑更换网版，但是过大的话会在 烧结是形成气泡，在这种情况下需要更换网版；图形外的漏浆 第一道和第三道都可以通过补网版来解决，如果漏浆过大还是 需要更换网版来解决。

4.5 图形不平整一般在第二道和第一道比较明显，主要的表现为印刷后的 图形表面不光滑，看上去有不少的“坑”，导致的主要因素是 印刷量比较小，使图形不饱满，会影响电池片的电性能，可以 通过调节参数snap-off， down-stop，压力大小和印刷速度来 解决例如：snap-off 由T400 调到-1600； down-stop 由- 800调到-1000；压力由80N调到75N；速度由200调到180等 等4.6 侧面看图形反光过高这一现象主要出现在第二道，从印刷后的图形侧面看图形 的表面像镜子反光过高，导致这一现象的原因是印刷量过大 可以通过调节参数snap-off， down-stop，压力大小和印刷速 度来解决，参数调节的方向相反4.7 浆料重合处有缺这个现象也叫锯齿，主要存在于第二道印刷，由于印刷质 量要求铝浆和银铝浆重处宽度要左右上下对称相等，但某些不 明的因素导致了重合区域的宽度不等或者缺蚀解决的方法如 下：调节参数snap-off和down-stop,方向为snap-off由- 1400调到-1600, down-stop由-800调到T000；另外更换新 刮条也可以解决。

4.8 图形有明显凸出的痕 这一现象同样主要出现在第二道,导致的原因主要是刮条的不平整,有小的豁口解决方法：更换刮条4.9 断线 这是第三道印刷特有的现象,导致的原因是浆料堵住网孔解决的方法是用蘸有松油醇的无尘布擦拭4.10 栅线过宽 主要出现在第三道的细栅线,栅线的宽度超过了设计要求,例如聚光电池的栅线要求细栅线在 225 微米左右,不超过250 微米；解决的方法一般是调节参数 snap-off 和压力,例 如：snap-off由-1400调至-1600,压力有80N调至75N；调 节参数无效是可以更换新网版,一般情况下网版使用越久线宽 越大4.11 台面纸相关问题台面纸主要有两个情况,一是污染,主要存在第一道和第 二道,浆料漏到台面纸上会沾污到电池的正面导致漏电；二是 台面纸的开孔处不平整,会导致隐裂片4.12 行走臂问题 主要是工艺卫生问题，由于电池片背面的浆料仅仅是经过 烘箱不到 100摄氏度的烘干，所以电池片在行走臂上行走的时 候会留下很多浆料粉末，会不可避免的粘到正面，需要及时的 清理行走臂5. 小结 通过对丝网印刷工艺的流程分析和对工艺原理的深入研 究在丝网印刷工艺中电极宽度的的减小，工作环境的控制， 对于电池最终的效率影响很大。

我们通过对生产过程的控制使 电池片性能更好更优。