光伏产业观察——选择性电极型晶硅太阳能电池金属栅线印刷位置精度的检测方法

1、浙江省鸿禧光伏科技股份有限公司周兵德国JRT光伏技术有限公司于国丰46光伏产业观察选择性电极型晶硅太阳能电池金属栅线印刷位置精度的检测方法选择性电极型晶硅太阳能电池以及识别性，因而目前普遍使用中的丝网印刷设备不目前量产中的困境能有效识别重扩区31的实际位置，金属栅线丝晶硅太阳能电池中的电子空穴对在光子作用网印刷工艺只能以工艺边或中心点为参照基准进下由稳态进入激发态，部分激发状态下的电子空行对位印刷，并且不得不继续沿用前道重扩区形穴对分离为电子和空穴，在外部电路导通的情况成工艺中采用的硅片定位方法，同时在金属栅线下形成电流回路，实现光能到电能的转换。选择印刷定位过程中假定重扩散栅线印刷区严格对应

2、性电极型晶硅太阳能电池受光面30的高方阻特预定位置。为提高重扩散栅线印刷区的位置精确性可以提高光电转换率，而栅线印刷区域的低方性，前道重扩区形成工艺设备必须增加成本投入阻重扩区31具有更好的导电性能，因此选择性提升定位精度等级。电极型晶硅太阳能电池具有更好的综合光电转换实际量产中，从前道重扩散栅线印刷区的形效率。成、去磷硅玻璃、减反射膜制备到后道金属栅线目前产业化量产中采用的选择性电极制备工的丝网印刷，各个工艺之间以流水线工作模式艺主要有如下几种：相互衔接却又彼此独立，因此一旦前道重扩区1、在扩散工艺前采用喷蜡技术对预定的栅形成工艺中的参考工艺边在某个中间工艺中发生线印刷区进行选择性喷涂，对于

3、P型太阳能电池混乱，后道丝网印刷工艺将以“错误”的参考边而言，蜡液中携带有高浓度n型施主杂质，并将为基准进行栅线印刷，其结果是金属栅线的“盲在扩散工艺中向栅线印刷区掺杂高浓度载流子，印”。准方片或菱形片以及电池片的尺寸公差也实现对栅线印刷区的选择性重扩散。将使丝网印刷定位更加复杂。因此，以工艺边或2、对电池片整个正表面进行低方阻重扩散中心点为基准的定位方式中，前后道工艺具有高后，采用丝网印刷工艺对受光面区域印刷刻蚀浆度的依赖性，前道重扩区形成工艺中的定位误差料。在刻蚀浆料对受光面表层的刻蚀作用下，新的也会与后道金属栅线丝网印刷工艺中的定位误差受光面将具有随着刻蚀深度而降低的扩散浓度。借一起累计

4、成为栅线与重扩区之间的重合性偏差。助网板图形的保护，栅线印刷区没有印刷刻蚀浆随着金属栅线10宽度的不断降低，重扩区料，因此将保留扩散工艺形成的重扩散浓度。31宽度的降低不仅可以进一步提高选择性电极3、对电池片整个正表面进行高方阻低扩散型电池片的转换效率，也可以降低生产成本，尤后，采用激光刻蚀的方法将外部高浓度载流子扩散其针对采用喷蜡技术实现选择性重扩区的工艺更到栅线印刷区域，而受光面高方阻特性维持不变。是如此。然而重扩区宽度的降低进一步提高了丝无论采用何种方法实现栅线印刷区31的低网印刷工艺中的对位精度要求。在对边或对中心方阻重扩散，后道工艺中形成的减反射膜20都点的对位方式中，前后工艺的依赖

5、性和误差累积会在光学角度降低重扩区31与低扩散区30的可特性已成为限制选择性电极型电池片发挥其技术优势的瓶颈。以重扩区图形识别技术为基础的图形定位方法，通过识别电池片上选择性重扩区的实际位置调整网板或电池片的位置进行栅线印刷对位。这种以实际测量结果为基准的图形定位方法，不再采用假定的重扩区位置为基准，不仅可以有效隔离前道重扩区形成工艺中的定位偏差，同时也可以规避工艺链中由于电池片翻转而丢失参考基准的问题。对于准方片、菱形片和大尺寸公差的电池片，金属栅线的对位印刷也将以重扩区图形位置为基础而不取决于电池片形状，因此也能实现准确定位。图形定位的精确性也为进一步降低重扩区宽度提供了可行性。然而，采用

6、图形定位技术进行栅线印刷后，常规光学检测方法无法检测金属栅线10的实际印刷位置与重扩散栅线印刷区31的重合精度。如图1所示，减反射膜20降低了重扩区31和低扩区30之间的可识别性，更为重要是，金属栅线10对检测光源01的反射能力大大高于电池片表面对光线的反射能力，金属栅线10的反射光02将给金属栅线周边区域带来光污染，造成无法视觉识别重扩区31的位置。光致发光技术虽然在图像采集过程中没有入射光源，因此可以避免金属栅线反射光造成光污染的问题，但由于光致发光效率的局限、减反射膜以及晶格的干扰，重扩散栅线印刷区的识别并不可靠。同时由于光致发光检测部件需要在超低温环境下工作，成本高，环境要求苛刻，因此

7、不适合作为量产生产线的解决方案。电致发光技术虽然可以应用于常规生产环境中，但刚刚经过栅线印刷而未经过烘干烧结的电池片不适合接触式通电测量，只能用于检测经过烧结后的电池片，额外的探针系统增加了设备的复杂程度和维护需求，并增加造成电池片隐裂的几率。最为重要的是，采用电致发光技术对成品电池片的检测具有很大的工艺延迟，无法及时在线检测印刷位置偏差并实时为定位系统提供反馈信息，因此电致发光技术也不适用。与此同时，由于无法准确检测金属栅线10实际印刷位置与选择性重扩区31的重合精度，如果前道重扩区图形相对于电池片位置参考基准发生偏移或角度偏转的情况下，尽管印刷设备能够识别重扩区31实际位置，并以图形定位为

8、基础实现栅线10与重扩区31的完美重合，然而在金属栅线10偏离电池片位置参考基准的情况下，电池片制造商通常据此认为栅线印刷位置偏移，设备制造商也无法有效证图1 金属栅线的反光造成无法视觉识别重扩区位置明图形定位功能的有效性和可靠性。金属栅线印刷位置精度的检测方法采用重扩散栅线印刷区形成工艺，并在相同工艺步骤中，在电池片受光面30生成标记图形32，在金属栅线10印刷后直接测量标记图形32位置与金属栅线10之间的距离，结合前道工艺中标记图形32与重扩散栅线印刷区31中心线的相对距离，计算金属栅线10实际印刷位置与重扩散栅线印刷区31中心线的重合精度。该方法可以回避常规光学检测方法中金属栅线10反射

9、光02对栅线周边的光污染问题，获得金属栅线10实际印刷位置与重扩散栅线印刷区31的重合精度信息，向丝网印刷设备反馈实际印刷位置偏移量，实现丝网印刷设备图形定位系统的高精度闭环控制，并为采用图形定位技术的丝网印刷设备提供有效的定位精度检测方法。此外，通过该检测方法也可以实现网板寿命监测等功能。在前述几种选择性电极型晶硅太阳能电池重扩散栅线印刷区31形成工艺中，可以采用同种工艺在栅线印刷区31之间的电池片受光面30上标记图形32。具体而言，即喷蜡工艺中采用喷蜡技术在两个相邻的金属栅线印刷区之间喷制标记图形，并在后道扩散工艺中同步形成重扩区以及标记图形；或在刻蚀浆料丝网印刷工艺中以网板乳胶膜保护的方式在两个相邻的栅线印刷区之间保留标记图形；或采用激光刻蚀工艺在两个