烧结测试工艺培训.pptx

中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结测试工艺培训中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD晶硅太阳能电池加工工艺晶硅电池生产工艺流程硅片检测磷扩散丝网印刷丝网印刷烧结13567清洗制绒2洗磷刻蚀4检测分选8中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD目录工艺原理1设备介绍2工艺控制3过程检验4中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结测试工艺1、烧结的动力学原理2、烧结机制和目的3、烧结的过程4、烧结的温度曲线工艺原理1中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结测试工艺V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。V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。烧结的动力学原理31中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结测试工艺V太阳电池片目前采用只需一次烧结的共烧工艺，同时烧结铝和银形成具有欧姆接触性质的铝背面场和上下电极。当烧结温度达到铝硅共熔点（577C）以上经过合金化以后，随着降温，液相中的硅将重新凝固出来，形成含有一定量的铝的再结晶层，这就是铝背场，实际上是一个对硅掺杂的过程。当烧结温度达到600C以上之后，在银浆烧结过程中，大致经过了玻璃体的流化、表面湿化、腐蚀减反射膜和硅发射极等过程，此时银和硅逐渐溶入玻璃体中，构成一个比较理想的金半接触界面，形成欧姆接触。烧结机制和目的32中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTDV欧姆接触V欧姆接触是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区而不在接触面。欧姆接触在金属处理中应用广泛，实现的主要措施是在半导体表面层进行高掺杂或者引入大量复合中心。中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺烧结的过程3烧结分为预烧、烧结、冷却三个阶段。预烧阶段预烧阶段即排胶阶段，目的是使浆料中的高分子粘合剂分解燃烧掉，此阶段温度慢慢上升，当温度达到500时，有机物被全部背被分解燃烧。其中分解出的碳与氧反应生成CO或CO2由排风系统送出。122烧结阶段烧结阶段包括温度从500800的升温烧结阶段和峰值温度下的保温烧结阶段。在此阶段中，烧结体内完成了各种复杂的物理化学反应，形成电阻膜结构，使其真正具有电阻特性。123冷却阶段银浆烧结中的玻璃体冷却硬化并凝固，使电阻膜结构固定地粘附于基片上，形成欧姆接触。中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺N烧结的温度曲线34中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺1烧结设备厂家2DESPATCH烧结设备设备介绍22中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺丝网印刷设备厂家较多，各家设备成膜的原理不尽相同，主要是TPS、BTU、DESPATCH、CENTROTHERM等。国内中电48所等单位也在生产，但稳定程度差别很大。烧结设备厂家31中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺DESPATCH烧结设备32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中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺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各温区作用中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺粉状成型体的烧结过程示意图中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD烧结工艺A烧结前B烧结后烧结的SEM照片中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD丝网印刷工艺工艺控制3中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD丝网印刷工艺一、烧结温度的设定17温区DRY1DRY2DRY3DRY4FRN1FRN2FRN3FRN4FRN5FRN6带速温度200250270300400445570675837872230MM/MINL温度可根据实际情况作出10的调整，一般很少做大幅度的变动L当工艺初始化、更换浆料型号、特殊规格的硅材料，可考虑采用差异较大的烧结温度进行烧结中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD丝网印刷工艺三、烧结步骤描述区域功能组成加热元件温度范围烘干区对3丝网印刷后硅片表面浆料进行烘干DRY1DRY2DRY3DRY4加热元件为电热丝各温区单独可调通常温度不超过300烧结区去除浆料中的有质粘结剂铝背场及珊线烧结预烧结区FRN1FRN2FRN3FRN4主烧结区FRN5FRN6加热元件为近红外线加热管14区加热管功率为1600W56区加热管功率为2700W，各温区温度单独可调14温区可设置到70056温区可设置到1050冷却区硅片冷却冷却区水冷给水温度在1622L各区域间各有一个隔离炉膛风帘隔离L隔离炉膛防止相邻区域中的过程气体相互混合中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD丝网印刷工艺四、烧结炉的故障与处理1、空气流量过小或过大，空气压力不稳。提请设施部作解决。2、压缩空气中有大量水份和油份，加大流量，排除积累在流量计中的水份，同时提请设施部设法滤去压缩空气中的水份和油份。3、冷凝器排风量过小，提请设施部加大抽风量。4、冷却水温度过高，提请设施降低水温。5、传送带过长，请设备部门调整链带长度。6、温度超出设定充许范围，检查设定值是否合适，并请工艺部门适当调整。中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD丝网印刷工艺五、烧结炉注意事项1、不要把头和手伸入正在运行的传送带上2、不要在设备员工不在场的时候拆烧结炉的任何部件3、当不清楚问题出自何处时不要擅自主张4、当烧结炉出现可能损坏设备的情况下应立即拍下急停按钮在设备的两头都有急停按钮5、当烧结炉出现红灯报警时，应立即停止丝网印刷中电投西安太阳能电力有限公司中电投西安太阳能电力有限公司CPIXIANSOLARPOWERCO,LTD丝网印刷工艺过程检验过程检验4中电投西安太阳