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太阳能电池工艺手册 1 一 工艺原理二 丝网印刷设备介绍三 丝印日常maintain四 效率异常排查五 烧结六 测试 电性能参数介绍七 常见实验安排八 倒班交接日志 目录 2 一 工艺原理 3 工艺原理 1 1丝网印刷五大要 网版 刮胶 浆料 印刷台及承印物 1 2基本原理 利用网版图文部分网孔透墨 非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷 1 3印刷时在网版上加入浆料 刮胶对网版施加一定压力 同时朝网版另一端移动 浆料在移动中从网孔中挤压到承印物上 由于粘性作用而固着在一定范围之内 由于网版与承印物之间保持一定的间隙 网版通过自身的张力产生对刮胶的回弹力 使网版与承印物只呈移动式线接触 而其它部分与承印物为脱离状态 浆料与丝网发生断裂运动 保证了印刷尺寸精度 刮胶刮过整个版面后抬起 同时网版也抬起 并通过回墨刀将浆料轻刮回初始位置 完成一个印刷行程 1 印刷原理 4 2 丝网印刷流程 工艺原理 5 二 丝网印刷设备介绍 6 丝网印刷设备介绍 自动循环上料系统 镀膜后硅片自PECVD工序流入丝网 每100pcs一花蓝 在待机状态下将花篮放上托盘 并注意保持花篮底座与托盘卡口对准 启动上料系统开关 开始自动上料 花篮移动至自动取片位置 机械臂从花篮中取片并传送至传动皮带向前传送 1 丝印上料系统 7 丝网印刷设备介绍 BACCINI软线采用双轨皮带进行传送 为防止走位过程中硅片有位移偏差 并进行矫正 每一段都有一个位置矫正吸盘 通过感应器对硅片进行定位 并通过矫正吸盘进行矫正 BUFF 每两道印刷机台之间都有一个起缓冲作用的buff 用于储存因档机暂时无法传送下去的硅片 待buff装满硅片后 前道机台将自动停止运行 直至后道启动 2 丝印传送系统 8 丝网印刷设备介绍 3 印刷机台部件 印刷头限位部件 图1 3 印刷头 图2 网框装载区 图2 印刷台面 图3 图1 图2 图3 图4 9 4 1Printing 印刷方式选择 Alternatesqueegee 不刮浆料交替印刷 Doublesqueegee 不刮浆料每片印刷两次 Squeegeeandflood 先印刷后刮浆料 Floodandsqueegee 先刮浆料后印刷 4 丝印参数调整原则 丝网印刷设备介绍 10 4 2Screen 网版 Snap off 网版间距 Park 网版正常停止位置 Speedupward 网版向上运动速度 网版间距调整原则 在保证印刷质量的前提下 网版间距越小越好 太小易粘版或模糊不清 过大易印刷不良和损坏网版 印第二道时可适当加大间距 丝网印刷设备介绍 11 4 3Squeegee 刮条 Down stop 刮条下压深度 Park 刮条正常停止位置 Pressure 印刷压力 刮条深度和压力调整原则 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 丝网印刷设备介绍 12 4 4Advancement 印刷运行 PrintingSpeed 印刷速度 150 240 mm sFloodSpeed 刮浆料速度 350 650 mm s 丝网印刷设备介绍 Position1 机器印刷时括刀前进的开始位置 Position2 机器印刷时括刀后退的最终位置 Position3 机器印刷时括刀后退的开始位置 Position4 机器印刷时括刀前进的最终位置 13 三 日常maintain 14 日常maintain 1 印刷质量的影响因素 15 日常maintain 16 日常maintain 2 丝网印刷常见印刷问题及排除方法 2 1正确的网版擦拭方法 2 2虚印 断线 2 3堵网 2 4漏浆 2 5粘网 2 6厚薄不均 2 7印刷偏移 2 8毛刺 线条模糊 2 9铝珠铝包 2 10翘曲 2 11缺印 17 日常maintain 2 1 正确的网版擦拭方法 2 1 1发现断线 虚印等异常现象 在网版底部来回擦拭2 1 2擦网版时 注意用力均匀 不可局部受力 导致网版形变 2 1 3先用松油醇擦拭 再用干净抹布擦拭一遍 一定要将松油醇擦干净 否则会影响电池片效率 2 1 4观察印刷效果 不行的话重复以上动作或者在网版上下两面同时擦拭 严重的更换刮胶或网版 2 1 5擦拭网版时注意沿着细栅线方向来回擦拭 擦拭完第一片印刷需垫白纸印刷 18 日常maintain 2 2虚印 断线 19 日常maintain 2 3堵网 20 日常maintain 网破导致的正面点状漏浆 背场网板边缘网破导致的边缘漏浆 浆料漏在电池片边缘的 须打磨电池片侧面 2 4漏浆 21 日常maintain 2 5粘网 22 日常maintain 2 6厚薄不均 刮胶安装不平整导致的背电场厚薄不均 23 日常maintain 2 7印刷偏移 背面电极和背场偏移 24 日常maintain 2 8毛刺 线条模糊 25 日常maintain 2 9铝珠铝包 烧结炉温度过高导致的背场铝包 26 日常maintain 2 10翘曲 铝背场湿重偏大导致的背电场翘曲 27 日常maintain 2 11缺印 缺少浆料导致的背电场缺印 堵网导致的背电极缺印 28 四 效率异常排查 29 效率偏低 测试排查 印刷质量排查 烘箱 烧结炉排查 效率异常排查 电性能异常分析 效率排查流程 30 效率异常排查 1 测试机异常 1 1测试对比 通过同一厂区不同测试机台10pcs测试对比 以及不同厂区10pcs测试对比确认测试机光源等硬件设备上是否存在异常 1 2常见测试异常 31 产线效率问题排查 2 印刷质量 2 1检查确认丝网各道湿重SPC是否在正常范围 若超出范围 即时调节相关参数恢复正常 2 2印刷外观是否正常 尤其是第三道正面电极印刷 在3D显微镜下观察栅线高宽 平整度是否良好 3 烧结炉 烘箱 3 1检查确认温度是否正常 有无异常波动 必要时使用DATEPAQ测试炉腔内温度曲线 3 2检查外围抽风是否稳定 抽风大小是否合适 抽风流量是否稳定 32 效率异常排查 4 电性能异常分析 4 1效率影响因素鱼骨图 33 产线效率问题排查 4 2Isc偏低 34 产线效率问题排查 4 3Uoc偏低 35 产线效率问题排查 4 4Rsh偏低 36 4 5RS偏大 产线效率问题排查 37 五 烧结 38 烧结 银浆 银铝浆 铝浆印刷过的硅片 通过烘干 有机溶剂完全挥发 膜层收缩成为固状物紧密粘附在硅片上 这时 可视为金属电极材料层和硅片接触在一起 烧结工艺是采用银 硅的共晶温度 同时在几秒钟内单晶硅原子溶入到金属电极材料里 之后又几乎同时冷却形成再结晶层 这个再结晶层是较完美单晶硅的晶格点阵结构 形成较好的欧姆接触 1 原理 39 丝印 日常maintain 2 烧结设备 烧结炉 1 3温区为烘干区 4 9温区为烧结区 40 六 测试 电性能参数介绍 41 1 标准测试条件光源辐照度 1000W m2 测试温度 25 20C AM1 5地面太阳光谱辐照度分布 测试 电性能参数介绍 42 2 太阳电池等效电路 测试 电性能参数介绍 43 3 测试参数 3 1伏安特性方程 测试 电性能参数介绍 44 3 2开路电压在一定的温度和辐照度条件下 太阳电池在空载情况下的端电压 用Voc表示 太阳电池的开路电压与电池面积大小无关 太阳电池的开路电压与入射光谱辐照度的对数成正比 测试 电性能参数介绍 45 3 2短路电流在一定的温度和辐照条件下 太阳电池在端电压为零时的输出电流 通常用Isc来表示 Isc与太阳电池的面积大小有关 面积越大 Isc越大 Isc与入射光的辐照度成正比 测试 电性能参数介绍 46 3 3最大功率点在太阳电池的伏安特性曲线上对应最大功率的点 又称最佳工作点 3 4最佳工作电压太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电压 通常用Vm表示3 5最佳工作电流太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电流 通常用Im表示 测试 电性能参数介绍 47 3 6转换效率受光照太阳电池的最大功率与入射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比 Eta VmIm AtPin其中Vm和Im分别为最大输出功率点的电压和电流 At为太阳电池的总面积 Pin为单位面积太阳入射光的功率 1000W m2 电池片面积 测试 电性能参数介绍 48 3 7填充因子太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘积之比 通常用FF表示 IscVoc是太阳电池的极限输出功率ImVm是太阳电池的最大输出功率填充因子是表征太阳电池性能优劣的一个重要参数 测试 电性能参数介绍 49 3 8电流温度系数在规定的试验条件下 被测太阳电池温度每变化10C 太阳电池短路电流的变化值 通常用 表示 对于一般晶体硅电池 0 1 0C3 9电压温度系数在规定的试验条件下 被测太阳电池温度每变化10C 太阳电池开路电压的变化值 通常用 表示 对于一般晶体硅电池 0 38 0C 测试 电性能参数介绍 50 3 10Rs Rsh 串联电阻Rs和并联电阻RshRs 材料体电阻 薄层电阻 电极接触电阻Rsh 在PN结形成的不完全的的部分所导致的漏电流 称为旁路电阻或漏电电阻考虑串并联后的伏安特性方程 Rs增大 FF变小 Isc变小 效率下降Rsh减小 反向漏电流变大 Voc下降 FF变小 效率下降