晶體硅太陽能電池的絲網(wǎng)印刷技術(shù)

安艷龍++劉世元

摘 要

在實(shí)施晶硅太陽電池生產(chǎn)制造期間，最為主要的環(huán)節(jié)就是硅芯片基板的金屬化這一工藝，是晶硅太陽能電池形成電極的過程，也對電池能量的轉(zhuǎn)換效率具有較大的影響。當(dāng)前，通過不斷的研究以及大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，針對硅芯片實(shí)施金屬化采取絲網(wǎng)印刷技術(shù)是最為理想的方案，滿足太陽電池生產(chǎn)的需求，成為首要的重要工藝技術(shù)?；诖耍疚尼槍w硅太陽能電池的絲網(wǎng)印刷技術(shù)展開詳細(xì)的分析，并提出科學(xué)的質(zhì)量控制舉措，旨在為實(shí)踐工作提供有價(jià)值的理論借鑒。

【關(guān)鍵詞】晶體硅 太陽能電池 絲網(wǎng)印刷技術(shù) 分析及探究

目前對太陽能電池生廠商而言面臨兩極分化的挑戰(zhàn)，首先急需提升太陽能電池的功率，使得單位面積的發(fā)電量不斷增加。其次為在不增加有關(guān)投資的情況下，利用現(xiàn)有的工藝對總體生產(chǎn)力進(jìn)行提升。在實(shí)施金屬化期間，絲網(wǎng)印刷技術(shù)作為一項(xiàng)優(yōu)化工藝，應(yīng)用此技術(shù)制作太陽電池板的背以及正電極、背電場的生產(chǎn)工藝獲得到了廣泛的應(yīng)用，并且工藝逐漸完善成熟，在當(dāng)前以及未來的發(fā)展中，成為太陽能電池制作重要的加工方式。

1 絲網(wǎng)印刷技術(shù)概述

絲網(wǎng)印刷技術(shù)主要是指經(jīng)刮條擠壓絲網(wǎng)彈性形變，于需要進(jìn)行印刷的材料上對漿料漏印，作為良好的印刷方式，成為當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的電池工藝。通過實(shí)施絲網(wǎng)印刷的舉措，把存在金屬的導(dǎo)電漿料經(jīng)絲網(wǎng)網(wǎng)孔于硅片上展開壓印，進(jìn)而產(chǎn)生電極或電路，最后把光生電子從電池內(nèi)導(dǎo)出。將金屬漿料印于已產(chǎn)生p-n結(jié)的多晶硅硅片上面，實(shí)施背面銀鋁漿印刷以后產(chǎn)生了背電極，進(jìn)而利于組件的焊接。實(shí)施第二道印刷鋁漿，形成重?fù)诫s獲得P+層，由于鋁背場將載流子復(fù)合有效減少或者削弱，增加對正電荷的收集進(jìn)而提升開壓。實(shí)施第三道印刷銀漿，主要目的為促進(jìn)對電子的吸收產(chǎn)生上電極，如圖1所示。

于電池的反面采用銀漿印刷背電極獲得電池片的背電極。對背電極印刷提出的有關(guān)的漿料要求包含以下幾方面：背電極是電池的物理正極，必需具備較強(qiáng)的焊接性能。并且采取的背電極漿料，通常應(yīng)用Ag漿，也可應(yīng)用Ag/A1漿，應(yīng)用的優(yōu)勢為一方面具有較低的成本，另一方面焊接性能較強(qiáng)。其中背電場的功能為，A1是一種P型雜質(zhì)，在燒結(jié)完畢以后能夠于背面擴(kuò)散產(chǎn)生P+層，利于構(gòu)建起P+P結(jié)，進(jìn)而有效抑制電子向背面運(yùn)動，在進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)期間，常采用的背電場漿料一般為鋁漿。于電池片的正面，采用銀漿料印刷一排間隔均勻的主電極、細(xì)柵線。其中電池的物理負(fù)極為正面電極，柵線的功能為對電流實(shí)施收集，正電極的發(fā)展需要將又高又細(xì)作為目標(biāo)。主柵的功能除了針對電流實(shí)施有效收集以外，其應(yīng)具備較強(qiáng)焊接性功能。通常在工業(yè)化生產(chǎn)期間，銀漿是正面電極用到的漿料。

2 太陽能電池生產(chǎn)工序中絲網(wǎng)印刷技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

硅太陽電池生產(chǎn)包含的工序列舉如下：硅片、前清洗、擴(kuò)散、后清洗、PECVD、印刷背電極（烘干）、印刷鋁背場（烘干）、印刷正面電極、燒結(jié)、測試分選。作為太陽能電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中必不可缺少的關(guān)鍵工序內(nèi)容，絲網(wǎng)印刷的工作主要有印刷背電極、鋁背場以及正電極。印刷質(zhì)量的好壞與否，對電池片的性能包括電池片外觀等均可構(gòu)成直接的影響。因此，充分獲得較高的印刷質(zhì)量是重要的工作。

經(jīng)采取絲網(wǎng)印刷形式，推動包含高度化學(xué)活性的金屬漿料于硅片上面進(jìn)行印刷，并且在徹底烘干的情況下，保持金屬漿料處于固化狀態(tài)中。采取高溫加快燒結(jié)的方式，使活性物質(zhì)作為輔助渠道，推動在金屬、硅片表面產(chǎn)生合金層，最后獲取有效接觸并產(chǎn)生鋁背場。

3 絲網(wǎng)印刷技術(shù)質(zhì)量控制舉措

在工業(yè)化生產(chǎn)期間，為了充分確保電池片印刷具有較高的質(zhì)量，應(yīng)該要掌握好電池片抽測印刷漿料的重量，同時(shí)保障圖形印刷具備完整性。重點(diǎn)的檢查工作為以下內(nèi)容，包括背電極印刷圖案完整性、線條流暢性、有無發(fā)生偏移或者漏漿問題、是否存在硅片崩邊狀況；背電場印刷圖案完整性，是否存在偏移、漏漿、崩邊情況，有無漏硅、缺失、脫落問題，以及是否具有鋁珠、鋁苞或者鋁刺等情況；正面電極印刷圖案，檢查是否缺損、具有偏移、毛邊或者崩邊和斷線問題，以及主電極缺失和正電極翹曲等現(xiàn)象。加強(qiáng)質(zhì)量管理，充分提升對每一程序印刷重量以及外觀檢測的重視度。

4 絲網(wǎng)印刷技術(shù)未來的發(fā)展形勢

伴隨太陽能光伏產(chǎn)業(yè)不斷壯大規(guī)模的形勢，為了獲得更高的工作效率以及經(jīng)濟(jì)效益，工藝的流程會逐漸增多，對高產(chǎn)量、針對更薄硅片的能力進(jìn)行處理等內(nèi)容會具有更高的關(guān)注度。當(dāng)前晶體硅太陽能電池工廠的產(chǎn)量約為每小時(shí)1500硅片的效率，業(yè)界將每小時(shí)最少3000硅片的生產(chǎn)效率定為未來的發(fā)展目標(biāo)，所以需要采取先進(jìn)機(jī)械自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)最小的破片率針對硅片展開處理工作?；诖耍蠼z網(wǎng)印刷相關(guān)工藝具備更高的速度，并且充分保障線條的寬度以及對齊方式等具有原有精確度。伴隨硅片越來越薄的發(fā)展形勢，也會相繼促進(jìn)不斷提升軟處理技術(shù)，進(jìn)而從整體上實(shí)現(xiàn)對由于硅片越來越薄而出現(xiàn)易碎問題的處理，推動硅片高質(zhì)高量的制造生產(chǎn)。

5 結(jié)語

在太陽能電池生產(chǎn)工序中，絲網(wǎng)印刷技術(shù)的應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。作為一種應(yīng)用在積淀金屬線的重要技術(shù)，晶體硅太陽能電池絲網(wǎng)印刷具備較高的成本效益，當(dāng)前于工業(yè)化生產(chǎn)工作期間已經(jīng)獲得普遍的應(yīng)用實(shí)踐。當(dāng)前的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)集高度自動化、高產(chǎn)量以及超薄硅片處理能力于一體，通過不斷的應(yīng)用與實(shí)踐，并展開更加深入的研究，會促進(jìn)晶體硅太陽能電池絲網(wǎng)印刷技術(shù)的不斷發(fā)展以及完善，進(jìn)而獲得更高的電池效率以及實(shí)現(xiàn)降低太陽能電力成本的更高目標(biāo)。

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作者單位

衡水英利新能源有限公司 河北省衡水市 053000