《晶体硅太阳电池生产技术》课件-7丝网印刷工序生产与检测

丝网印刷工序生产与检测《晶体硅太阳电池生产技术》金属化的三大使命01.金属化核心工艺02.丝网印刷工序生产与检测03.金属化的三大使命01一、金属化的三大使命（一）金属化三大使命：为什么金属化不可替代？光子在PN结产生电流，但硅本身电阻大（类比：山路崎岖）；银栅线电阻仅1.6μΩ·cm（对比硅230000μΩ·cm），如同修建高速路。使命1：电流的“高速公路”（动画：电子沿栅线飞奔）一、金属化的三大使命（一）金属化三大使命：为什么金属化不可替代？栅线是电池串联的焊接点；拉力必须≥1.5N。使命2：组件的“焊接锚点”（实拍：焊带压合到主栅）（演示拉力计：低于1N焊带脱落）一、金属化的三大使命（一）金属化三大使命：为什么金属化不可替代？银浆中的玻璃粉烧结后密封硅表面隔绝水氧腐蚀，延长寿命25年。使命3：电池的“防弹衣”（显微镜图：玻璃层覆盖）（户外电站实拍）一、金属化的三大使命金属化核心工艺02二、金属化核心工艺正面银浆：88%银粉+10%玻璃粉+2%有机物；粘度控制35±2Pa·s。（展示浆料罐）（实拍粘度计：转子转速20rpm）第一步：浆料调配——“配方决定成败”第二步：网版安装——“模板准了，图案才正”二、金属化核心工艺现在主流用的是SMBB网版，有24根主栅，细栅线宽只有38μm，细栅线比头发还细！安装时必须做“张力校准”，用张力计测，数值要刚好35N。要是张力不够，印刷时网版会“晃悠”，细栅线会断；张力太大，网版容易裂，成本就高了。注意：网版的定位孔要和印刷机的定位销对齐，误差不能超过0.1mm，不然印出来的栅线会“跑偏”，后续焊接根本对不上。第三步：印刷操作——“轻压快印，细节控赢”二、金属化核心工艺刮刀压力：1.5kg（看印刷机HMI界面设定，实训时可以先从1.2kg试，慢慢加）；印刷速度：200mm/s（看传送带速度，太快会漏印，太慢浆料会干在网版上）；注意：刮刀匀速移动，浆料从网孔里均匀漏出来，形成的细栅线边缘光滑；要是刮刀歪了，或者速度忽快忽慢，栅线就会“歪歪扭扭”。关键参数有三个：刮刀角度：55-60°（角度越大，透墨越少，栅线越细；太小，透墨太多，栅线变粗，还会刮坏网版）。第四步：烘干定型——“先晒干，再烤硬”二、金属化核心工艺烘干温度150℃，时间3分钟（展示传送带红外测温仪实拍，数值稳定在150±5℃）。注意：烘干后的栅线用手摸一下，要是不粘手、不掉粉，就说明烘干好了；要是粘手，就得把温度调高10℃，或者延长1分钟烘干时间。第五步：高温烧结——“钢化电极，打通电流通道”二、金属化核心工艺低温区（200℃左右）：把浆料里的有机物挥发掉；中温区（350℃左右）：把残留的有机物烧干净，避免影响导电；注意：高温区温度不能超过850℃，不然会把硅片烤裂；也不能低于750℃，不然玻璃粉没融化，银和硅没结合好，接触电阻会很大，电池效率会下降。烧结炉分三个核心温区：高温区（780-820℃）：玻璃粉融化，“钻”透硅片表面的氮化硅膜，银颗粒和硅原子融合，形成“欧姆接触”——简单说，就是银栅线和硅片“长在一起”，电流能毫无阻碍地传输。（配合银硅熔合动画）第六步：检测验收——“火眼金睛，挑出好片”二、金属化核心工艺EL检测：给电池片通正向电流，用相机拍红外图像要是有“黑斑”，说明有断栅（电流传不过去）；有“亮斑”，说明过烧（硅片被烤坏了）；方阻测试：用四探针仪测栅线的方阻，目标值40-60Ω/□，方阻太高，说明银浆用少了，导电差；太低，说明银浆浪费了，成本高。主要两种方法：（演示操作：探针轻轻压在栅线上，数值稳定后记录）丝网印刷工序生产与检测03三、丝网印刷工序生产与检测印刷时在丝网一端倒入浆料，用涂墨刀（刮条）将浆料均匀地摊覆在网版上。（一）丝网印刷过程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。浆料在移动中被刮刀从网孔中挤压到承印物上，形成印刷图案。三、丝网印刷工序生产与检测丝网印刷机台设置参数示例印刷速度：180~260mm/s；丝网间距：-1300~-2000μm；刮刀高度：-1070μm；印刷压力：60~85N。背面电极印刷速度：180~260mm/s；丝网间距：-1200~-2000μm；刮刀高度：-970μm；印刷压力：60~85N。铝背场印刷速度：180~260mm/s；丝网间距：-1100~-2000μm；刮刀高度：-850μm；印刷压力：60~85N。正面栅线电极三、丝网印刷工序生产与检测丝网印刷机台设置参数示例180~200μm硅片背电极各烘干温区温度烘干温区1234烘干温度/℃280300320320180~200μm硅片铝背场各烘干温区温度烘干温区1234烘干温度/℃280300320320三、丝网印刷工序生产与检测（二）丝印质量影响因素丝网间距不同电极要求不一样：背面电极-1300~-2000μm，铝背场-1200~-2000μm，正面栅线-1100~-2000μm（负号代表网版比台面低）。间距太大，刮刀下压量太多，印出来的图案会“缺角”；间距太小，网版粘在硅片上，会把刚印的栅线蹭花——实训时可以先调整。印刷压力范围60~85N，不是越大越好！压力太大，会把硅片压裂（硅片很脆，厚度只有180~200μm）；压力太小，网版上会残留浆料，下次印会有“叠影”。实训时可以用“纸片测试法”：在硅片上放一张薄纸片，印刷后看纸片有没有“均匀压痕”，有就说明压力刚好。三、丝网印刷工序生产与检测（二）丝印质量影响因素烘干温度180~200μm的硅片，背电极和铝背场的烘干温区温度是固定的：1区280℃、2区300℃、3区320℃、4区320℃（展示温度表格）。要是1区温度不够，溶剂没挥发，到2区就会“爆沸”；要是4区温度太高，有机物会提前燃烧，影响后续烧结。印刷速度180~260mm/s，有个“最优速度规律”：没到最优速度时，速度越快，浆料印得越厚；超过后，速度越快，印得越薄。实训时可以先从200mm/s开始，印一片测重量，要是湿重（印完没烘干的重量）0.04~0.05g，就说明速度刚好。三、丝网印刷工序生产与检测（三）工艺异常及处理1.栅线发虚（边缘模糊，看不清线条）原因：网版太高、压力太小；解决：把网版压低50μm，压力加大0.2kg，再试印一片，一般都能改善。2.细栅断线（线条中间断开，EL图有黑斑）原因：网版有杂质堵孔、浆料太干；解决：先用压缩空气吹网版（注意要斜着吹，别把感光胶吹掉），要是还不行，加一点有机载体调稀浆料（一次加2~3滴，别加多）。三、丝网印刷工序生产与检测（三）工艺异常及处理3.栅线锯齿状（边缘不平整，像“波浪线”）原因：网版太低、压力太大；解决：把网版抬高50μm，压力减小0.2kg，同时把刮刀角度调大2°（比如从55°调到57°）。4.漏浆（浆料漏到硅片边缘，不该有的地方有银浆）原因：网版破损、感光胶脱落；解决：换一张新网版，别想着“补一补”，补过的网版印出来还是会漏，浪费更多浆料。三、丝网印刷工序生产与检测（三）工艺异常及处理5.焊接拉力不够（低于1.5N）原因：玻璃粉含量不够、烧结温度太低；解决：检查浆料批次（是不是玻璃粉少了），或者把烧结高温区温度提高10℃，延长10秒保温时间。这些方法都是车间老师傅总结的“实战经验”，大家记在实训手册上，遇到问题不用慌。三、丝网印刷工序生产与检测（三）工艺异常及处理小结栅线发虚，处理方法将网版压低，下压刮刀，增大压力等；断线，清理网版，加大压力等；