光伏印刷设备：光伏电池丝网印刷工艺详解

1. 丝网印刷原理&作用

1.1 原理

刮刀挤压印刷油墨，并借助刮刀面和网版网结的阻拦，使印刷油墨呈现出逆向滚动状态，当油墨行至网版未被乳胶膜阻挡的电极图形区时即向下穿透网孔接触印刷基材(硅片)，刮刀继续往前推移是，则因网版张力及离版间距，使油墨脱离网版，附着于印刷基材上，达到印刷的目的。

1.2 作用

1. 收集电流;

2. 引出电流;

3. 将单体电池焊接成串。

2. 丝网印刷流程&作用

2.1 印刷流程

2.2 背电极印刷

a. 作用：形成良好的欧姆接触特性、焊接性能和附着性;

b. 银浆组成：银铝浆是由银粉,铝粉,无机添加物和有机载体组成;

c. 印刷参数：在印刷图形完好时,印刷头压力在范围内尽可能的小。

2.3 背电场印刷

1. 作用

a. 形成P+结区,使到达P/P+结的长波光子所激发的光生载流子对被P/P+结分离，增加少子扩散能力,提高开路电压。

b. P/P+结可阻止P区光生电子到背表面复合，与没有P+区相比较，这种高低结P/P+结构可大大降低背表面的复合速率。

c. P+区的存在可制作良好的欧姆接触。

2. 银浆组成

铝浆由铝粉,无机添加物和有机载体组成;

3. 印刷参数

影响所印铝浆的厚度因素有：丝网目数、网线直径、开孔率、乳胶层厚度、印刷头压力、印刷头硬度、印刷速度及浆料粘度。

2.4 正面栅极印刷

a. 作用：形成良好的欧姆接触特性、焊接性能和附着性，收集电流，引出电流。

b. 银浆组成：正面栅极银浆是由银粉,无机添加物和有机载体组成的。

c. 印刷参数：参数的调整以图形完整、线条饱满、印刷浆料重量适当为基准。

3. 丝网网版&刮条

3.1 丝网网版调整

1. 在保证印刷质量的前提下,网版间距越小越好;

2. 一般为(-900~ -1300)μm;

3. 太小易粘版或模糊不清,过大易印刷不良和损坏网版;

4. 印第二道时可适当加大间距。

3.2 刮条调整

1. 在保证印刷质量的前提下,刮条下降深度和压力越小越好;

2. 刮条深度一般为 (-900~-1300)μm;

3. 刮条下降过深或压力过大,易碎片和损坏网版;

4. 刮条下降深度不够或压力太小易印刷不良或粘版。

3.3 网版参数

3.4 浆料组成

4. 印刷烧结

4.1 烧结原理

a. 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。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，所以在烧结过程中，粉末系统总的表面自由能必然要降低，这就是烧结的动力学原理。

b. 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。这是粉末系统在高温下能烧结成密实结构的原因。

4.2 烧结目的

a. 燃尽金属浆料中的有机成分;

b. 烧穿绝缘的氮化硅膜，使浆料中的金属和硅熔融合金，形成欧姆接触;

c. 对经过等离子轰击的硅片退火，激活掺杂的原子，消除晶格损伤;

d. 激活氮化硅膜(SiNx.H)中的氢离子，使之钝化硅片内部晶格缺陷。

4.3 正银烧结效果图

4.4 背场烧结效果图

4.5 烧结对电池片的影响

a. 银浆的烧结很重要，对电池片电性能影响主要表现在串联电阻和FF的影响;

b. 铝浆烧结可形成良好的欧姆接触;

c. 背面场经烧结后形成铝硅合金，杂质在铝硅合金中的溶解度要远大于在硅中的溶解度，通过吸杂作用可减少金属与硅交接处的少子复合，从而提高开路电压和短路电流，改善对红外线的响应(提高内量子效应)。

4.6 烧结效果

a. 烧结后的氮化硅表面颜色应该均匀，无明显的色差;

b. 电极无断线;

c. 背场无铝珠;

d. 电池最大弯曲度不超过1mm。