丝网印刷局域背电极接触低串联电阻研究
丝网印刷工艺中常见问题及其处理研究分析
江西工程学院环境与能源工程学院毕业设计（ 2016 届）题目：丝网印刷工艺中常见问题及其处理研究专业：光伏发电技术及应用丝网印刷工艺中常见问题及其处理研究摘要太阳能电池是新能源产业中重要的产品之一。
丝网印刷制作太阳能电池的背电极、正电极和背电场的生产工艺日趋成熟，成为当今太阳能电池制作的主流加工方式。
本文主要从实用、商品化太阳电池的生产与工艺研究出发，对太阳电池生产丝网印刷的研究及技术改进进行了全方位的描述。
关键词：太阳能电池；丝网印刷Research on common problems and treatment ofscreen printing processAbstractSolar cell is one of the important products in the new energy industry. The production technology of the back electrode, the positive electrode and the electric field of the solar cell is becoming more and more mature, which has become the mainstream of the solar cell production. This article mainly from the practical and commercial solar cell production and technology research, the solar cell production screen printing research and technology improvement of a full range of description.Key words: solar cell; screen printing目录摘要 (2)Abstract (3)1绪论 (6)2太阳能电池的基础及制作工艺 (7)2.1太阳能电池的基本结构 (7)2.2太阳能电池的工作原理 (7)2.3太阳能电池的制作工艺 (10)2.3.1清洗制绒 (10)2.3.2扩散制结 (11)2.3.3等离子刻蚀 (11)2.3.4去磷硅玻璃（PSG) (11)2.3.5减反射膜 (11)2.3.6丝网印刷 (12)2.3.7电极烧结 (12)3太阳能电池片的丝网印刷 (12)3.1丝网印刷的目的 (12)3.2印刷的原理 (12)3.3基本的太阳能丝网印刷 (13)3.4硅片正面和背面的印刷 (13)3.5相关工艺参数 (14)3.6设备要求 (14)3.7其他条件要求 (15)4丝网印刷常见问题及处理方法 (16)4.1常见问题 (16)4.2处理方法 (17)4.2.1一道背电极印刷 (17)4.2.2二道背场印刷 (18)4.2.3三道正电极印刷 (19)4.2.4烧结 (20)5结论 (21)6参考文献 (22)7致谢 (23)1.绪论能源利用技术的发展是人类控制自然能力的一个重要标志。
5.20电池线测试题库-正式版V1
电池线测试题库一、填空题1、清洗制绒的目的是为了在硅片上获得___均匀___绒面__陷光____结构，这种结构对提高晶体硅对光的____吸收____有着重要作用。
2、对于单晶硅，采用__氢氧化钠__溶液的各向异性腐蚀，其化学方程式为：_____si+H2O+2NAOH=NA2SIO3+2H2_____________3、多晶硅采用酸溶液的各向同异性腐蚀，其化学反应方程式：___SI+HNO3+6HF=HNO2+H2O+H2________________。
4、扩散工艺是在硅片的一面通过__沉积_______来形成P-N结，采用__三氯氧磷_______作为扩散源，提供磷原子。
5、为了将扩散所得的硅片制成P-N结，需把四周的__边结_______去掉。
背面的N型层可以用_________消除。
用丝网印刷__电极______，然后烧结可以使N型层返回到P型层。
6、去硅片周边用____湿刻蚀_______的方法和___干刻蚀________。
11、PECVD该设备成膜种类为管式，这种PECVD成膜均匀性好、稳定性高。
12、写出PECVD设备中主要的化学反应方程式：SIH4+NH3=SIX+H213、进入车间须穿戴好工作服、帽子，戴好口罩、手套，头发长的要将其放入帽子或衣服中。
14、丝网印刷的工艺流程：制减反射膜→印刷正电极→低温烘干→印刷背电场→低温烘干→印刷背电极→高温烧结15、正电极印刷时，应经常性的用软布轻擦网板底部，避免栅线过粗。
16、电极的质量与链式烧结炉中的温度、传送硅片的网带的速度、硅片的清洁度、烧结炉的清洁度等因素有着重要关系。
17、方块电阻（Sheet Resistance）可以理解为在硅片上任意两端之间的电阻。
测量方块电阻时，相同厚度等距离的两点间会得到相同的电阻。
18、丝网印刷线从前到后依次印刷正电极、背银铝和背铝，串联越小、并联越大，电池片效率越高。
20、异丙醇（IPA）在制绒中的作用，一是能够降低表面张力，二是能够赶走硅片表面残留的气泡使得硅片表面腐蚀的均匀。
丝网烧结常见问题
更换浆料，将干浆料稀释搅拌。
过高会出现严重的铝钩，此情况较少
2、背电极不平整、有小孔 3、背电极上有与电极方向垂直的条纹
4、背场湿重偏大（偏小）
5、背电极不平整、有小孔 6、背电场上有与背电极方向垂直的条纹
7、背电场一侧边上略厚
8、正电极湿重偏大（偏小）
9、正电极边缘粗线、虚印、毛刺、粗点
10、印刷一角粗线（电极）、偏厚（背场）
11、压力已经很大，网板也不高，仍印刷不上
更换刮胶、网板后印刷参数不合适 刮胶、网板、压力等印刷参数不合适 刮板过低 刮胶、网板、压力等印刷参数不合适 网框不够水平 网板高 刮胶高
可能原因
烘干和预烧区温度过高，网带使用太久，排风过小 背电极印刷厚度不均 背场厚度不均，背电极厚度不均 测试程序 测试探针（一般Uoc Isc微低，Rs偏大，Irev2正常） 烧结（针对目前烧结工艺较稳定，一般Uoc Isc偏小，Rs偏大，
烧结测试时出现的问题
1、铝钩、铝包 2.、背电极脱落 3、背电场脱落（多在Байду номын сангаас缘和与电极连接处）
4、效率低
5、低效片
丝网印刷烧结常见问题及处理方法
可能原因
更换刮胶、网板后印刷参数不合适
网板过高，刮胶不好 刮胶不平整
更换刮胶、网板后印刷参数不合适
网板过高，刮胶不好 刮胶不平整
刮胶、网板、压力等印刷参数不合适
2#、3#机浆料搅拌时间不够，3#机浆料过干 扩散不均匀（多为中间方阻偏小） 原片原因（严重线痕、黑芯片等） 扩散后扩散面插反
理方法
参考解决方案
调节刮胶、网板高度，压力大小。 调节无效果，网板原因，更换网板。 降低网板，更换刮胶 更换刮胶 调节刮胶、网板高度，压力大小。 调节无效果，网板原因，更换网板。 降低网板，更换刮胶 降低网板，更换刮胶 调节刮胶、网板高度，压力大小。 将网板调转180度。 调节刮胶、网板高度，压力大小。 调节刮胶、网板高度，压力大小。 升高刮板。 调节刮胶、网板高度，压力大小。 调节固定网框的螺丝，使之水平。 再把网板降低一些。 在设备上降低刮胶（印刷头）高度。
不同参数网版对多晶硅太阳能电池电性能的影响
不同参数网版对多晶硅太阳能电池电性能的影响摘要：生产晶体硅太阳能电池最关键的步骤之一是在硅片的正面和背面制造非常精细的电路，将光生电子导出电池。
电池正面导电线路（栅线）的一个负面效应是阴影：栅线阻挡了少量阳光，使其无法进入电池的有效区域，从而降低了转换效率。
为了降低阴影效应，栅线宽度必须尽可能做到最窄。
然而，栅线变窄后串联电阻会增大（使填充值降低），因此为了达到平衡需要增加栅线根数。
本文介绍了使用不同参数丝网印刷对多晶硅太阳能电池电性能的影响。
关键词：金属化丝网印刷多晶硅电池1、前言近年来随着新能源行业的发展，光伏发电越来越受到人们的重视。
在过去十多年来世界太阳电池的产量一直以每年30%到40%的速度增长，成为世界上发展最快的行业之一[1-2]。
提高效率、降低成本成为人们关注的焦点。
丝网印刷金属化技术生产周期更短，成本更低，同时它也一直是研究的对象,丝网目数、线径、线宽和栅线根数的正确搭配成了提高电性能的研究方向。
工业生产的晶体硅电池片工艺比较成熟，它主要由单层的P-N结、细的正面电极、减反射膜、背面金属电极和完全覆盖背面的电场构成。
这种主流的细电极设计，具有很好的实际使用价值，从理论上来说，电极栅线越宽，电流收集能力越强，串联电阻越小；但因为遮光的原因，电极栅线对光线吸收有很大的影响电极栅线过宽，会使电池片采光受到很大影响，从而使得光电转换效率会严重降低。
如何对电池栅线进行设计布置，使得有限的金属材料能够有效地进行电流收集，而又不影响电池片对光线的吸收，是亟需解决的问题。
我们希望通过表面栅线的优化，使得栅线对电阻的增加和对光线的遮挡都控制在一个可接受的范围，相互作用之下得到更好的光电效率转换。
2、实验过程本实验选用P型多晶156mm*156mm*180um硅片，在扩散工序后选取扩散方阻合格的硅片，根据硅片晶向严格均分为6组，每组20片。
湿法刻蚀工序、PECVD工序及印刷工序（背电极印刷、铝背场印刷）均使用相同的制作工艺。
丝网印刷烧结原理及作用
一、丝网印刷
③浆料
• 印刷时浆料黏度的变化 （触变性） 如右图所示： • 浆料的黏度与流动性呈反比，
黏度越低，流动性越大， 可在一定程度保证印刷的质量。 • 浆料黏度过大，透墨性差， 印刷时易产生桔皮、小孔。 • 浆料黏度过小，印刷的图 形易扩大（栅线膨胀），产生气泡
毛边。
一、丝网印刷
④印刷台面
5、异常情况及解决方法
A虚印 B堵网 C漏浆 D粘网 E厚薄不均 F碎片
G印刷偏移 IH毛刺，线条模糊 I铝珠铝包 J翘曲 K缺印 L印刷图形失真
一、丝网印刷
• A、虚印或段珊
产生原因
解决方法
1. 堵网
1. 擦拭网版，严重的更换网版。
2. 印刷参数设置不合理
2. 设置合理的印刷参数。
1. 印刷压力过小。 2. 丝网间隙过小。 3. 浆料黏度过大。 4. 刮胶角度过小或刮胶刃口磨
损。
5. 印刷速度过快。 6. 网版张力不够。 7. 印刷台面真空吸力不够。
解决方法 1. 加大印刷压力。 2. 加大丝网间隙。 3. 浆料搅拌适当时间。 4. 重新安装或更换刮胶。 5. 降低印刷速度。 6. 更换网版。
B.丝网根据材质可分为尼龙丝网、聚酯丝网和不锈钢丝网。 尼龙丝网和聚酯丝网： 印刷图形重现性差，油墨厚度的均匀性较难控制，绷网时张力受到限制，适用 于一般质量要求不高的网印产品。 不锈钢丝网： 具有线径均匀，网纱厚度一致，张力稳定的特征，印刷图形质量好，适应性广 ，尤其是在制作高精度高密度高质量的网印产品和作业方面得到广泛的应用。
工艺流程
1、工艺流程简图如下 装载
背电极印刷 一次烘干
正电极印刷 二次烘干 背电场印刷
烧结 测试分选
质检
用丝网印刷技术制备薄膜微电极的方法研究-中国科学院生态环境研究
用丝网印刷技术制备薄膜微电极的方法研究张 君1,2 郭 伟3 袁倬斌*1,21(中国科学院研究生院应用化学研究所,北京100049)2(中国科技大学研究生院应用化学研究所,北京100049)3(中国科学院生态环境研究中心,北京100085)摘 要 对丝网印刷术在微电极制备方面的应用作了系统和详尽的描述,对绷网、制阳图底板、涂布感光胶、晒网、显影、坚膜、印刷等印制各步骤中所需注意事项和技巧作了总结。
考察了标记方式、曝光时间、显影时间等的影响,并在优化条件下制成了微电极。
用1mm ol /L 铁氰化钾在微电极上进行循环伏安扫描实验。
结果表明,所制得的微电极条具有良好的电化学性能。
用此方法可大批量制得廉价的适用于电化学研究和应用的微电极条。
关键词 丝网印刷,微电极,电化学 2004-07-04收稿;2005-01-17接受本文系“十五”科技攻关重大项目(No .2001BA210A04-7)、国家自然科学基金(No .2175025)、国家自然科学基金分析化学重点基金(No .20235010)和电分析化学国家重点实验室基金资助项目1 引 言丝网印刷起源于我国,至今已有两千年的历史。
20世纪70年代以来,随着科学技术的发展,丝网印刷的应用日益广泛,并逐渐渗透到分析化学领域,成为制备薄膜微型电极的一种重要方法。
丝网印刷[1]的基本原理是:丝网印版的部分网孔能够透过油墨,漏印制承印物上;而其余部分的网孔堵死,不能透过油墨,在承印物上形成空白。
现代一般用光化学制版法,该法是将丝网绷紧在网框上,然后在网上涂布感光胶,形成感光版膜,再将阳图底板密合在版膜上晒版,经曝光、显影,印版上不需过墨的部分受光形成固化版膜,将网孔封住,印刷时不透墨;印版上需要过墨的部分的网孔不封闭,印刷时油墨透过,在承印物上形成墨迹。
由于丝网印刷技术所需设备简单,投资小,可制备便宜的一次性使用的微型电极的优点。
国内外有许多相关应用研究[2～4],但大多文献对印制电极技术本身涉及很少[5,6],现有的丝网印刷书籍、资料又只着重于丝网印刷在纺织印染、广告制作等方面的应用,迄今文献中未见印制微电极的报道,本研究根据实验结果,就丝网印刷技术在微电极制备方面的应用进行了报道。
光伏电池制造工艺及应用参考答案
一、填空题281、我们公司主要使用的太阳能电池材料是_单晶硅_;2、化学清洗中HCL的作用_去除金属离子_;3、我们公司生产的单晶硅片是N型还是P型硅_P型_;4、制绒的目的是：去除表面污垢和金属杂质、去除硅片表面的损伤层、增加PN结的表面积、形成绒面减少反射增强阳光的吸收;5、制绒工艺化学反应方程式__SI+NAOH→NA2SIO3+H2__;6、去PSG工艺化学总方程式__SIO2+HF→H2SIF6+H2O__;7、硅片在切割的过程中所造成的损伤层约__10um左右;8、制绒工艺主要控制点__减薄量__、__反射率___、_外观__、_绒面成活率__;9、单晶制绒是利用晶体硅的___100__、___111___不同晶向在__碱溶液___中进行__ 各向异性____腐蚀的特性;10、扩散过程中应用气体N2、O2、___小N____;11、扩散在电池片上主要目的是形成一层_PN结_____;12、进入扩散间必须经过二次风淋,穿戴好_洁净服_____、_静电鞋、口罩、乳胶手套;13、扩散方块电阻不均匀度__≤10%____,同一硅片扩散方块电阻不均匀度_≤5%____;14、检测方块电阻用到_四探针______仪器,测试时扩散面向__上____;15、清洗石英器件所需要的化学品__HF____、__HCL2____,清洗时应戴好积防毒面具,防酸服,戴好乳胶手套、防酸长手套;16、POCl3在高温下>600℃分解的反应式为__5POCL3≥600 3PCL5+ P205,其中生成的P2O5在扩散温度下与硅反应式为2P2O5+5Si=5SiO2+4P,在有氧气的存在时,POCl3热分解的反应式为POCL3+O2=2 P205+6CL2;17、PECVD的中文名称：等离子体增强化学气相沉积;18、PECVD镀膜方式有直接式、间接式两种;19、镀减反射膜需要用到SIH4、NH3、N2、压缩空气四种气体;20、镀膜是以膜厚、折射率两个参数为工艺依据,影响镀膜质量的有：管内特气流量比、压强、功率、时间或传输速度、温度;21、PECVD用椭偏仪仪器来检测其质量的好坏;22、丝网印刷机的压缩空气压强要求— ,真空压强要求—24、丝网印刷有五大要素组成,分别是丝网、刮刀、浆料、工作台以及基片25、丝网印刷添加浆料必须遵守少量多次26、烧结炉的作用是烘干浆料,去除浆料中的有机成分；提高电池片的开路电压和填充因子,使其具有电阻特性；通过高温烧结,使上下电极形成良好的欧姆接触；提高电池片的转换效率;27、烧结炉的流程有上料区、烘干区、预、主烧结区、回温区冷却区、下料区28、烧结炉的关机步骤需要注意的是炉温降到200度以下时,才可以停止传送带;29、测试条件要求光强1000±50W/m2 、温度25±20C 、光谱分布 ;二、选择题121、清洗间所涉及的化学品有 ABCD ;A 氢氧化钠B 氢氟酸C 盐酸D 硝酸2、磷硅玻璃是有BC 组成;A CF4B SiO2C 磷D SiF43、刻蚀工艺会影响电池片的哪项电性能 AA 并联电阻B 开路电压C 短路电流D 串联电阻4、下列方程式中属于刻蚀工艺的是 CA SiF4+2HF→H2SiF6B CF4+SiO2 ——→ SiF4+CO2↑C CF4+SiO2 +O2——→ SiF4+CO2↑D SiO2+4HF——→SiF4+2H2O5、单晶绒面呈 B 形;A 三角形B 金字塔形C 圆形D 正方形6、扩散洁净度要求是___C___;A 10万级B 100万级C 1万级D 1000万级7、电阻测试___C___个点;A 4B 3C 5D 68、硅片扩散工艺结束后应抽取__A____片来检测;A 5B 6C 3D 49、POCl3是一种__D___液体;A 白色B 红色C 浮白色D 无色10、减反射膜的化学式是; AA、3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2 B、CF4+Si+O2=SiF4+CO2C. Si+NaOH=Na2SiO3+H2D. H2+O2=H2O11、电池片镀膜的厚度是利用光学中的＿＿＿＿原理来减少反射; CA、光程差;B、相长干涉C、相消干涉D、光的衍射12、电池片SiNx：H薄膜镀膜厚度和折射率一般控制在 BA、65nm, — B. 75+5nm, —C. 85+5nm,D. 50—60nm, 三.连线题3分Snap-off 网版上升速度Printing speed 回刮浆料速度Pressure 丝网间距Speed upward 压力Flood speed 印刷速度四.判断题5分1.在操作过程中可以裸手拿取硅片 ; ×2.丝网间距的调整原则是:在保证印刷质量的前提下,网板间距越大越好 ; ×3.背电场印刷、背电极印刷和正电极印刷使用了三种不同的浆料,使用过程中要严格区分开,杜绝混用现象出现; √4.烘箱的工艺数和烧结的工艺参数不允许随意更改; √5.直视测试仪闪光灯对人眼伤害的危险; √五、问答题52分1、写出太阳能电池片产业链的分布流程答：太阳能级硅材料→硅棒和硅片→电池片→组件→系统和应用2、写出太阳能电池片的生产工艺制造过程答：来料检验——清洗制绒面——扩散制P/N结——周边刻蚀——PECVD镀减反射膜——丝网印刷正负电极——烧结——分类检测——包装入库3、刻蚀及去PSG的目的答：刻蚀的目的：去除边缘的PN结,防止上下短路而造成的并联电阻低;去PSG的目的：去除硅片表面含有磷原子的SIO2层;4、边缘刻蚀冷热探针的工作原理答：热探针和N型半导体接触时,传导电子将流向温度较低的区域,使得热探针处电子缺少,因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的;同样道理,P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的;此电势差可以用简单的微伏表测量;5、分别写出刻蚀及去PSG的工艺控制流程答：刻蚀的流程;预抽,主抽,送气,辉光,清洗,预抽,主抽 ,充气去PSG的流程：酸洗HF,溢流水洗,喷淋,甩干6、简述太阳能电池片制造PECVD的目的及原理答：目的：在太阳电池表面沉积深蓝色减反膜-SiN膜;PECVD技术原理：是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电或另加发热体使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜;7、什么是等离子体答：等离子体：由于物质分子热运动加剧,相互间的碰撞就会使气体分子产生电离,这样物质就会变成自由运动并由相互作用的正离子、电子和中性粒子组成的混合物;8、磷源更换操作流程是什么泄露应该怎么处理答：源瓶更换的标准操作过程依次关闭进气阀门、出气阀门,拔出连接管道,更换源瓶,连接管道,打开出气阀门、进气阀门;液态源外溢了,要立即擦拭干净,并暂停工艺运行,仔细检查源瓶是否有破损;对泄漏物处理必须戴好防毒面具和手套;液体泄漏用沙土混和,倒至大量水中以稀释;沾染皮肤时,要先用纸、棉花将液体吸去,然后再用清水冲至少15分钟;如用水过少,会在皮肤形成磷酸引起灼伤,按酸灼伤处理;9、扩散间生产流程及返工流程是什么操作时应注意哪些事项答：生产流程：开机→对硅片自检→检查石英舟→插片→上浆→运行工艺→卸片→测方块电阻→返工片和碎片处理→流程卡填写返工流程：来料时检出不合格的片源→制绒,扩散时中途故障导致→清洗间→扩散间→反面扩散; 在生产操作时严禁裸手接触硅片,拿各种石英器件要轻拿轻放,工艺在运行时,时刻检查气体流量、温度、时间、设备是否有异常;10、分别写出丝网印刷背极、背场、正极的目的、作用和使用的浆料以及烘箱的作用答：目的背电极---在太阳电池背面丝网印刷印上引出电极背电场---通过烧结穿透背面PN结,和P型硅形成良好的欧姆接触;正电极---在太阳电池正面丝网印刷银浆形成正电极作用背电极--- 易于焊接背电场---收集载流子正电极--- 收集电流浆料背电极---银铝浆背电场---铝浆正电极---银浆烘箱的作用-------烘干浆料,去除浆料中的有机物,便于下一道印刷11、丝网印刷常见的问题有哪些分别写出产生的原因及解决方法至少写出5个问题12、分类检测的电性能参数有哪些分别是什么意思至少8个Ⅰsc：在某特定温度和辐射度条件下,光伏发电器在短路状态下的输出电流；Uoc：在某特定的温度和辐射度下,光伏发电器在无负载即开路状态下的端电压Pmax：在I-V曲线上电流和电压乘积为最大的点所表示的功率Vmp:对应最大功率点的电压Ⅰmp:对应最大功率点的电流Rs：系指太阳电池内部的与P-N结串联的电阻,它是由半导体材料体电阻、薄层电阻、电极接触电阻等组成Rsh：系指太阳能电池内部的、跨连在电池两端的等效电阻FF：指太阳能电池的最大功率与开路电压和短路电流的乘积之比η：指受光照太阳电池的最大功率与入射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比13、请阐述分类检测的检测原理通过模拟太阳光照射,在标准条件下对电池片进行测试,根据不同的电性能对电池片进行分档.14、请写出计算转换效率的公式EFF=×100%15、丝网印刷的工作原理通过刮条挤压丝网弹性形变后将浆料漏印在需要印刷的材料上的一种印刷方式。
太阳能电池板印刷对丝网印版的要求
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向测量 两次，取其平 均值 为该点的张力，且两次测量
太阳能 电池 板的丝网印刷是…项用于积淀金属线 的技术 ，它具有成本效益 。最新 的丝 网印刷系统具有 高度 自动化 ，极高 的产量和处理超薄硅片 的能 力。在 这一新兴 的行业 中，古老 的丝 网印刷技术得到 了新 的
新 丝 网印版 的张 力为 （ ８ ）Ｎ ２ ±２ 。每 块 丝 网印
丝 网印版在 出厂前 一直是存放在 洁净 的环境 中，
丝 网印版在 出厂前 发生针孔或点状 乳胶过薄的情 况时，允许 用专 门的工具进行修补 。修补过后在修补 位 置附近 需用不干胶标签在乳胶一侧标出 ，但须保证 撕掉不干胶 标签后 无任何胶残 留，且不损坏丝 网。
修补后的位置不能有凸起或凹 陷。每块丝 网印版
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伤 、针孔 、异物 、凸起 、凹陷和污迹 。 ２ 版膜 ．
三、储存和使用
丝 网印版应存放在恒温 、恒湿 的环境 中，温度 的 急剧变化会 导致 印版张力下降，而湿 度过大会导致乳 胶 变性 ，从而影响使用 效果，甚至报废 。具体存放条
版膜 的图形应 与图纸完全一致 ，图形中 ，栅线与
因此印刷 企业在使用前 应保持其清洁。质检过程也应
在相对 洁净的环境 中进 行 ，质检过后应将其用原 料
的修补不得超过２ ，图形 内的修补不得超过１ ，修 处 处 补位置与栅线 间的距 离不得小于１ ｍ ，每百块丝 网印 ｍ 版 的修补率应低于４％ ０。
丝网印刷常见的问题以及解决的方法
丝网印刷常见的问题以及解决的方法:第一道:1.上料台Feed C/V2经常会有承载盒不到位引起的报警，可以分为两种：一种是Magazine 处在Down的位置，只要把盒子推到位就可以了；另一种是Magazine 处在Up 的位置，那时你推盒子是推不动的，因为被卡死了，只要让Magazine 处在Down 位置再把盒子推到位就行了。
2.Wafer transfer 经常会吸住承载盒内的拖盘而报警，原因是盒子上端开口比较大，拖盘挡住了感应器而造成，只要将拖盘放正，把Wafer Fransfer移到另一个位置就行了，把盒子整一下。
3.Wafer transfer 有吸两片的现象,方法有a .调节风刀的大小和风刀吹风的位置; b .调节四个吸嘴的高低;c .调慢气缸的上升速度;d ,风刀吹风的时间。
4.Alignment 因为硅片碎掉，摄想头定位出现报警而造成的机械手不动作，方法有a .放好片子上重新照点定位就可以;b .如果a 不行，只有甩源关掉，用手将Alignment 推离StandbyP1的位置，然后重新启动电源，让Alignment 有一个复位的过程旧可以了。
5.印刷台面有压板的现象，原因有：网板下面胶带粘的太多太厚，员工在装片时没有注意硅片与硅片之间是否有小碎片或灰尘，印刷台面没有调平或是刚带打毛，硅片本身有受过伤或裂痕。
第二道：背电场有铝包或是铝珠：1.印刷太薄2.绒面过大而且不均匀3网版折痕严重1.背电场造成弯曲的原因:铝背场印刷太厚,影响印刷厚薄有几个参数:(1)丝网间距;(2)刮刀高度;(3)印刷速度;(4)气动压力四个参数中如果有三个参数不变,那么丝网间距抬高,背电场印厚,刮刀高度越低背电场约厚,印刷速度越快,背电场越厚,但速度超过一定量时,背电场又会变薄,气动压力越小背电场变厚。
2.背电场粘板的问题原因: 1.丝网间距过底,刮刀高度过小,使网板内还留有铝浆,而将硅片粘起;2.真空吸孔堵塞或是真空发生器有问题;3.台免平整速度有问题,使硅片没有平铺在台面上而造成漏真空。
太阳能电池丝网印刷简介
行电池位置的视觉检查。该操作区域的LED表面：
• •
绿色：中间传送带上有一个太阳电池并且位于印刷巢。 灰色：中间传送带上没有太阳电池。
该功能放低设备上部（印刷头）到印刷位置。当一个太阳电池在原位时，该功能只能 在参数菜单内执行，因为禁止印刷到空的印刷台。但是如果没有电池在位置上，在 OPS菜单放低上部是可能的，因为对于调整丝网这是必须的。当在OPS菜单上将上部放 低，丝网位置将自动调整，以便使丝网的基准在摄像头的视野中可见。该操作区域的 LED表明：
硅片经过三次印刷工序后的效果图
背银印刷
背铝印刷
正银印刷
IV区生产流程
上料→边缘碎片检测→背电极印刷→人
工检测→烘干→缓冲存储器→背面铝印 刷→人工检测→烘干→缓冲存储器→翻 转电池片→正银栅线印刷→自动检测→ 烧结→缓冲存储器→冷却→测试→分类 →包装
丝网印刷原理
丝网印刷由五大要素构成，即丝网、刮刀、浆料、工作台以及基
刮刀截面：对刮刀的截面形状来说，刮刀边越锐利，线接触越细， 出墨量就越少；边越圆，出墨量就越多。
4. 水平烘干炉 （ICS03H）
烘干炉有五个不同的红外加热区，电池片经过预热，加热，冷却后传送到下 道工序。
烘干： 烘干金属浆料中的有机溶剂，通过共融
烧结使得金属电极和硅材料形成良好的 接触
硅片传送采用金属网带；加热采用红外加热管；烘干炉上部有排风管
5. 堆栈存储单元 （SMP01）
此设备配备有一个可以容纳最多60片电池片的花篮，在下游设备出现故障时 有时，电池片可存入缓冲器，在上游设备出现故障时，花篮中存有的电池片 可继续向下游传送，起到了缓冲作用，提高了印刷生产线的效率。在正常生 产时此设备作普通传送带用。
丝网印刷导电碳浆法制备埋置电阻——电阻层厚度控制的研究(2)
１０ 的丝网所 Ｅ的油墨图像分别如 图１ ２Ｔ ｆ Ｊ 和图２ 所示。
■
电阻 层 厚度 相 差 较 大 ；而 使 用 １ ０ 丝 网丝 印 的 电阻 ２Ｔ 层 厚度 大概 是 ６ ｍ 一９ ｍ左右 ， 电阻 层 厚度相 差 不
次关 系是 ：速 度 ＞压 力 ＞固化温 度 ＞固化时 间。
图２ １ ０ 丝 网图像 ２Ｔ
３ ． ４．
．
印 制 电 路 信 息 ２ １ ｏ７ ０ １Ｎ ．
集 成 元 件 Ｐ ｎｅｒｔｄ Ｃ ￣ ＣＢ Ｉｔ ａｅ Ｐ ｔ ｇ
表５
从 图 １ 图２ 知 ：使 用 ６ Ｔ ～ 可 １ 的丝 网 所 印 的 油膜 电
在 丝 印时 ，胶 刮 方 向总是按 照 同一方 向运行 ，有 的 电阻 的长度 是和 胶刮 的运 行 方 向平 行 ，有 的 电阻和 胶 刮 运行 的方 向垂 直 ；研 究发现 ，和 胶刮 运行 方 向相 垂直 的 电阻 比和胶 刮运 行方 向平 行 的 电阻阻值 要大 ， 使 用 １０ 丝 网所制 各 的 电阻数 据如 表６ ２Ｔ 所示 。 由上表 可 知 ：每 种 电租 的计 算值 和 Ｒ 上最接 近 。
和 时间对 方 电阻的影 响较 小 。 对 两 次 实 验 结 果 进 行 对 比和 研 究 ，使 用 ６ｌ Ｔ和
使 用６ Ｔ 网时 ，主 要是 利用 极差 分析 法对 电阻 １丝 的厚 度 进 行方 差分 析 ，各 因 素对 电 阻厚 度 影 响 的 主 次关系 是 ：速 度 ＞压力 ＞ 固化时 间 ＞固化温 度 。 使 用 １０ 的丝 网 时 ，主 要 是利 用 极 差 分析 法 对 ２Ｔ 方 电阻 进 行 分 析 ，根 据 极 差 分 析 的 原 则 以及 上表 所 示 的计 算 数 据 可 知 ： 各 因素 对 电阻 的 影 响 主次 关 系 是 ：速 度 ＞压力 ＞ 固化 温度 ＞固化 时间 。 由以上两 个 实验 可知 ：使 用６ Ｔ 丝 网时所 印 电 １的 阻层 的厚 度 比使用 ｌ０ 的丝 网所 印 的 电阻 层 厚度 要 ２Ｔ 厚 的多 ，６ Ｔ 网丝 印 的 电阻层 厚 度 大概 是２ ｍ左 １丝 ０ｕ
背接触硅太阳电池研究进展.
5.EWT太阳电池（图6）：EwT电池完全去除了正表面的栅线电极，依靠电 池中的无数导电小孔来收集载流子，并传递到背面的发射区电极上。 导电孔的制作，早期主要采用光刻和湿法化学腐蚀法，目前最常用的 是激光钻孔。孔内进行重磷扩散以降低接触电阻及接触复合。电池背 面是间隔排列的P型电极凹槽和n型电极凹槽。分别在13．型电极凹槽 和P型电极凹槽内进行磷硼扩散以降低接触复合。FraunhoferISE采用 Si02钝化及光刻技术，在FZ-Si衬底上制作出效率为21．4％的EwT电 池(6cm2)，成为EwT电池的最高效率保持者[1引。Konstanz大学采用 丝网印刷技术，在Cz-Si衬底上制作出低成本大面积EwT电池，效率为 15．8孵”]。美国Advent Solar公司采用双面收集结结构，并利用激 光钻孔及丝网印刷技术，批量生产低成本、大面积(156cmz)的EWT电 池，效率均在15％以．
6.POWER-EWT太阳电池（图7）既具有P0wER电池半透明、机 械柔韧性好等特点，又具有EwT电池连接简单、表面均一 美观等优点。电池正反两面通过机械方法刻凿出相互正交 的矩形凹槽，槽深大于衬底厚度的1／2，由此在两面凹槽 的相交区域就会形成透光孔，孔的大小由槽宽决定。槽宽 的设计要适中，既要考虑到印刷电极的技术需要，又要满 足两种接触电极的绝缘要求。磷扩散后，这些透光孔起到 了连接表面发射区与背表发射区电极的作用。P()WER-EWT 电池独特结构的优点是：正表面的凹槽结构增加了表面的 陷光效果；电池中任一点到收集结的距离都相应变短，可 以在低质衬底上获得很高的收集效率。但由于电池背面基 区主栅的绝缘效果欠佳，致使效率仅仅达到8．3％。
一、背接触硅太阳电池及其分类
背接触硅太阳电池是指电池的发射区电极和基区电极 均位于电池背面的一种硅太阳电池。背接触电池有很多优 点：①效率高。由于降低或完全消除了正面栅线电极的遮 光损失，从而提高了电池效率。②易组装。采用全新的组 件封装模式进行共面连接，既减小了电池片间的间隔，提 高了封装密度，又简化了制作工艺，降低了封装难度。③ 更美观。电池的正面均一、美观，满足了消费者的审美要 求。根据p-n结位置不同，背接触硅太阳电池可分为两类 ：①背结电池。p-n结位于电池背表面，发射区电极和基 区电极也相应地位于电池背面，如IBC电池。②前结电池 。p-n结依然位于电池正表面，只是通过某种方法把在正 表面收集的载流子传递到背面的接触电极上，如EWT电池 。
银浆中的玻璃粉对晶硅太阳电池串联电阻的影响
银浆中的玻璃粉对晶硅太阳电池串联电阻的影响银浆中的玻璃粉对晶硅太阳电池串联电阻的影响摘要：研究了丝网印刷银电极中玻璃粉对晶体硅太阳能电池的串联电阻的影响。
通过制备不同含量的玻璃粉银浆料，以及对浆料的体电阻率、接触电阻和焊接拉力等性能的表征测试，发现银粉颗粒间隙是造成银电极体电阻增大的主要因素，在一定范围内，用PbO-SiO2系玻璃粉有助于降低银电极体电阻和接触电阻，增加焊接拉力。
正面电极作为太阳能电池的重要组成部分，主要起收集电流的作用，同时对电池的受光面积和串联电阻有决定性的影响，因此，是影响太阳能电池转换效率的重要因素之一。
在实验室高效晶体硅太阳能电池制造工艺中，使用成本昂贵的蒸镀工艺制作电极，如采用Ti/Pa/Ag 结构来降低接触电阻，增加与硅基底的附着力[1]。
而在实际的工业生产中，为了降低成本，常采用导电性优异的银浆料，用丝网印刷工艺制作正面电极，再通过快速烧结工艺（RTP），使电极与硅基底形成良好的欧姆接触[2]。
目前工业普遍使用的银浆料由银粉、玻璃粉和有机载体（主要为树脂和有机溶剂等）组成，其中树脂和溶剂经过高温烧结后挥发，因此，电池栅线的主要组成部分是银粉和玻璃粉。
常用银浆料的导电率为3.0×10-6Ω·cm～5.0×10-6Ω·cm，与纯银导电率（1.59×10-6Ω·cm）有很大差距。
由于银具有良好的导电性而玻璃粉不导电，大多数的研究侧重于银粉的形貌和粒径等性质对浆料导电性能的影响[3,4]。
对于玻璃粉的研究主要集中于玻璃粉在导电浆料中所起的作用[5-7]，玻璃粉在晶体硅太阳电池中的主要作用可归纳为两个方面：第一，玻璃粉可以腐蚀晶硅，通过腐蚀SiNx，形成导电通道，随着PbO（玻璃粉主要成分）含量的增加，腐蚀深度增加；第二，在浆料-发射极界面间作为传输媒介，由于玻璃粉厚度很薄，电子可以通过隧道效应在浆料与电池发射极间移动，且PbO的存在有助于在银颗粒浆料与电池发射极界面间形成结晶。
丝网印刷电极制作1
第五章丝网印刷电极制作丝网印刷技术是一种广泛应用的实用技术。
在电子技术领域应用方面，对丝网印刷的要求很高。
要求尺寸精度高、分辨率高、工艺稳定性好、可靠性好。
丝网印刷技术包括丝网制版技术和印刷技术。
丝网版及其制作技术是丝网印刷技术的关键技术，也是丝网印刷技术区别于其他技术之处。
丝网印刷技术在太阳电池电极制作工艺上的应用，从制造工艺学原理来看，其特点在于浆料对半导体基片的非平衡少数载流子寿命、表面复合速率、欧姆接触电阻率等物理特性有着重要的影响。
因此，在实践中，对电极浆料及其烧结工艺要给予特别的注意。
5.1 可印材料和丝网印刷制作太阳电池电极的厚膜材料称为太阳电池电极浆料。
太阳电池电极浆料通常由金属粉末与玻璃粘合剂混合并悬浮于有机液体或载体中。
其中金属粉末所占的比例决定了厚膜电极的可焊性、电阻率、成本。
玻璃粘合剂影响着厚膜电极对硅基片的附着力。
这种粘合剂通常由硼硅酸玻璃以及铅、铋一类的重金属占很大比例的低熔点、活性强的玻璃组成。
另外，太阳电池电极浆料印刷烧结后的厚膜导体必须和半导体基片形成良好的欧姆接触特性，因此，还添加一些特定的掺杂剂。
浆料由专业制造商制造销售，其制造过程通常是将所需的玻璃变成粉料，再用球磨机研磨到适合丝网印刷的颗粒度，大约1～3微米。
金属粉料用化学方法或超音速喷射制成。
将这些粉末放在搅拌器中与有机载体湿混，然后再用三滚筒研磨机混合。
作为丝网印刷用的浆料需要具有触变性，属于触变混合物。
在加上压力或（搅拌）剪切应力时，浆料的粘度下降，撤除应力后，粘度恢复。
丝网印刷浆料的这种特性叫做触变性。
在丝网印刷过程中，浆料添加到丝网上，由于较高的粘度而“站住”在丝网上；当印刷头在丝网掩模上加压刮动浆料时，浆料粘度降低并透过丝网；刷头停止运动后，浆料再“站住”在丝网上，不再作进一步的流动。
这样的浆料特别适合于印刷细线图形。
因为浆料的流体特性非常复杂，在添加有机载体调节涂料粘度时要特别注意。
粘度容易调到规定值，浆料的其他性质同时也会改变；因此，即使粘度与以前样品相同，也可能会得到不同的参数。
基于分子动力学的丝网印刷柔性传感器电极导电性机理研究
包装工程第45卷第1期·54·PACKAGING ENGINEERING2024年1月基于分子动力学的丝网印刷柔性传感器电极导电性机理研究潘云霄1，李艳1*，王云燕1，蔡子木1，彭拓凯2，许建林1，任铮1（1.北京印刷学院 a.数字化印刷装备北京市重点实验室 b.印刷装备北京市高等学校工程研究中心北京102600；2.北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心，北京100029）摘要：目的研究提高丝网印刷柔性传感器电极的导电性，为提升柔性传感器的电学性能提供参考依据。
方法首先采用分子动力学（Molecular Dynamic，MD）模拟方法，建立在Wenzel模型下导电银浆团簇在不同粗糙因子下的对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate，PET）表面铺展的分子动力学模型，其次分别计算各体系下的结合能，用以表征不同体系下PET表面对导电银浆团簇结合能力，接下来通过丝网印刷实验的方法探究银浆与不同粗糙因子PET的结合能力对传感器电极的导电性的影响。
结果仿真结果表明，导电银浆团簇在不同粗糙因子的PET表面的铺展过程中会陷入粗糙表面的凹陷处，且导电银浆与基材的结合能随着PET粗糙因子的增加而增加。
实验结果表明，使用不同粗糙因子的PET 作为承印物能显著提升电极的导电性。
相比于未处理的PET，随着粗糙因子的增加，导电线条的电导率逐渐升高，电阻率逐渐降低，方块电阻逐渐降低。
电导率最大提升了77%，电阻率最大下降了43%，方块电阻最大下降了38%。
结论导电银浆在粗糙表面铺展的过程中会渗入基材的凹陷处，增加了吸附点位，使得银浆与基材的结合更加紧密，银颗粒之间距离变小导电性增强。
因此为了增加导电线条的导电性可以适当增加基材的粗糙度。
关键词：丝网印刷；柔性压力传感器；分子动力学；粗糙因子；结合能；导电性中图分类号：TS802.3 文献标志码：A 文章编号：1001-3563(2024)01-0054-08DOI：10.19554/ki.1001-3563.2024.01.007Mechanism of Electrode Conductivity in Screen Printing Flexible Sensors Based onMolecular DynamicsPAN Yunxiao1, LI Yan1*, WANG Yunyan1, CAI Zimu1, PENG Tuokai2, XU Jianlin1, REN Zheng1(1. a. Beijing Key Laboratory of Digitization Printing Equipment, b. Engineering Research Center of Printing Equipmentof Beijing Universities, Beijing Institute of Graphic Communication, Beijing 102600, China; 2. Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029, China)ABSTRACT: The work aims to improve the conductivity of the electrode in the screen printing flexible sensor, and provide a reference for improving the electrical properties of the flexible sensor. Firstly, the molecular dynamic (MD) simulation method was used to establish the molecular dynamics model of conductive silver paste spreading on the surface of polyethylene terephthalate (PET) under different roughness factors in Wenzel model. Secondly, the binding收稿日期：2023-08-28基金项目：国家新闻出版署智能与绿色柔版印刷重点实验室招标课题（ZBKT202006）；超弹性现象对柔版印刷质量影响研究（ZBKT202103）*通信作者第45卷第1期潘云霄，等：基于分子动力学的丝网印刷柔性传感器电极导电性机理研究·55·energy of each system was calculated to characterize the binding ability of PET surface to conductive silver paste clusters in different systems. Then, the effect of the binding ability of silver paste and PET with different roughness factors on the conductivity of sensor electrode was explored by screen printing experiment. The simulation results showed that the conductive silver paste fell into the depression of rough surface during the spreading on PET surface with different roughness factors, and the binding energy between conductive silver paste and substrate increased with the increase of PET roughness factors. According to the experimental results, the conductivity of the electrode was significantly improved by PET with different roughness factors as the substrate. Compared with untreated PET, with the increase of roughness factor, the conductivity of conductive lines gradually increased by 77%, the resistivity gradually decreased by 43%, and the block resistance gradually decreased by 38%. Conductive silver paste will penetrate into the depression of the substrate during the spreading on rough surface, which increases the adsorption point, making the combination of silver paste and substrate closer, narrowing the distance between silver particles and enhancing the conductivity. Therefore, in order to increase the conductivity of the conductive lines, the roughness of the substrate can be appropriately increased.KEY WORDS: screen printing; flexible pressure sensor; nolecular dynamics; roughness factor; binding energy; conductivity柔性电子技术是建立在可弯曲或可延伸基材上的新兴的电子技术，产生了柔性通信、柔性显示、柔性医疗、柔性传感等新的应用，要求产品在弯曲，压缩或拉伸状态下仍能正常工作，有着非常广阔的应用前景，受到学术界和产业界的广泛关注[1-5]。
丝网印刷原理及常见问题
铝背场 随着时间的增加，网板张力下降，图形
区由于经常摩擦图形区会有很多洞，而且非图形 区漏浆会增多，网孔增大，浆料致密性降低，此 时需要更换网板。
表现：漏电增大，并阻减小，串阻增大，FF降低。 处理：擦拭网带，更换台面纸，更换网板。
正银浆料污染：污染包括外来物污染和正银干
浆料污染。外来物污染主要控制工艺卫生，比如 浆料瓶、铲刀放置的位置，三道工序员所戴的手 套和擦网版所用的无尘布。为了避免干浆料污染， 可以提醒三道工序员经常将网版内部两侧浆料往 中间铲，更换网版时将回料刀和刮头全部用酒精 清洗干净，如果可以，将刮条换掉，这样会有效 的减少虚印和断栅，提高印刷精度。
表现：开压，短路电流略有下降，漏电正常，串
阻明显增大
处理：更换网版，将刮刀和回料刀洗干净
更换网板
正银极 随着印刷时间的加长，印来自栅线的宽度会增加，高度降低，网版张力下降，图形有时会 发生变形。此时栅线对电流的收集能力下降，在 电性能参数上的表现就是开路电压和短路电流都 会有所下降，效率降低，这时就需要更换网版。
印刷原理及常见问题
生产部丝印------孙斐
印刷原理
丝网印刷由五大要素构成，即丝网、刮刀、 浆料、工作台及硅片。丝网印刷的基本原 理是：利用丝网图形部分网孔透浆料，非 图形部分网孔不透浆料的基本原理进行印 刷。印刷时在丝网一端倒入浆料，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。浆料在移动中被刮板从 图形部分的网孔中挤压到硅片上。由于浆 料的粘性作用而使印迹固着在一定范围之 内，印刷过程中刮刀始终与印刷网版和硅 片呈线接触，接触线随刮刀移动而移动， 由于丝网与硅片之间保持一定的间隙，使 得印刷时的丝网通过自身的张力而产生对 刮刀的反作用力，使丝网与硅片只呈移动 式线接触，而丝网其它部分与硅片为脱离 状态，保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏硅 片。当刮过整个印刷区域后抬起，同时丝 网也脱离基片，工作台返回上料位置，至 此为一个印刷行程。
填充因子FF串联电阻-索比太阳能光伏网
摘要：主要研究太阳电池制作工艺中丝网印刷栅线电极的的设计原理，以及在扩散方阻不变时，丝网印刷栅线对光电转换效率（Eta）、开路电压（Uoc）、短路电流（Isc）、填充因子（FF）、串联电阻（Rs）等各项电池电性能参数的影响。
研究发现在一定范围内Eta随着栅线电极数量的增加先升高后降低，Uoc和FF随着栅线电极数量的增加而增加，Isc和Rs随着栅线电极数量的增加而减小，实验表明在扩散方阻不变时，栅线电极数量有一个最优的数值，并不是栅线越密越好。
关键词：丝网印刷；栅线；电性能中图分类号：TK514 文献标识码：A0引言太阳能电池是将太阳能转换成电能的半导体器件，目前常规产业化晶体硅电池前表面主要是由产生光电流的氮化硅受光区域与收集电流的金属栅线电极组成，栅线是电池的重要组成部分，它负责把电池体内的光生电流输运到电池外部，而由于电池串联电阻引起的电学损失和电极遮光面积引起的光学损失是制约太阳能电池效率提升的主要因素，因此本文针对栅线电极数量对光电转换效率（Eta）、开路电压（Uoc）、短路电流（Isc）、填充因子（FF）、串联电阻（Rs）等各项电池电性能参数的影响进行实验设计与研究，得到最佳的栅线设计方案。
1 网版栅线的设计原理目前丝网印刷制作电极可以实现生产自动化，生产成本低，产量高，该工艺已经很成熟，在太阳电池的生产中得到了广泛应用。
上电极设计优化的一个重要方向是改善上电极金属栅线的设计。
当晶体太阳电池的尺寸增加时，这方面就变得愈加重要。
对于电极设计，设计原则是使电池的输出最大，即电池的串联电阻尽可能小和电池的光照作用面积尽可能大。
金属电极一般由两部分构成如图1所示，主电极是直接将电流输到外部的较粗部分，栅线电极则是为了把电流收集起来传递到主电极上去较细的部分。
太阳电池的最大输出功率可由ABJmpVmp得到，式中AB为太阳电池的表面积，Jmp和Vmp分别为最大功率点的电流密度和电压。
将太阳电池的最大功率输出归一化后[1、2]，得图1太阳电池上表面金属电极示意图Figure 1 The schematic diagram of the metal electrode on tne surface of solar cells.到栅线电极和主电极的电阻功率损耗分别为其中，ρsmf和ρsmb 分别为栅线电极和主电极金属层的薄层电阻，在某些情况下，这两种电阻是相等的，而在另一些情况下（如浸过锡的电池），在较宽的主电极上又盖了一层较厚的锡，ρsmb就比较小。
丝网印刷银线路中电化学迁移的电化学阻抗评价
印 制 电 路 信 息 ２ １ ｏ２ ０ ０Ｎ ．
的测 量 环境 下 外加 直 流 电压 ，测 量其 绝 缘 电 阻 的方 法 。Ｅ ＣＭ发 生时 ，受 到下列参 数 的影响 。 （ ）Ｐ １ ＣＢ的金 属 电极 的原料 （ 、Ｃｕ Ａｇ 和焊 料 容 易引起 ，Ｎｉ ｌ 以 引起 ）。 和Ａ 难 （ ）金属 电极之间的距离（ ２ 距离越短越容 易弓起） Ｉ 。 （ ）基板 的种类 。 ３
（ ）温度和湿度 （ ４ 温度和湿度越高越容易引起 ）。
（ ）偏压 （ ５ 电压越 高越容 易引起 ）。 （ ）杂质 （ ６ 卤素离子 等 ）。 为 了抑 制 和 防止Ｅ ＣＭ产 生 的绝 缘 劣化 故 障 ，检 测 Ｅ Ｍ 的初 期发 生或 者 成长 状 态非 常重 要 。此 外还 Ｃ
的课题 。 根据 发 生 的场 所 ，Ｅ Ｍ有 不 同 的称 呼 。例如 基 Ｃ
ｃ ｅ ｃ ｌ ｇａ ｏ ）而 发生 绝 缘劣 化 。Ｅ Ｍ经 过 以 ｈｍｉ ｒｔ ｎ ａ Ｍｉ ｉ Ｃ 下 过程 发生 电化 学腐蚀 现象 。
（ ）Ｐ １ ＣＢ的 金属 电极 间外 加 偏 压 的 状 态 下 ， 由 于 吸湿 或者 凝结而 生成 水膜 。
印 制 电 路 信 息 ２ １ ｏ２ ０ ０Ｎ ．
丝 网 ｌ ￣ 银 线 路 中
（ 苏 南京 ２ ０ １ 江 １０ ８）
摘
要 概述了采用电化学阻抗光谱研究丝网印刷银线路电极上的电化学迁移过程。
文章 编 号 ：１ ０ — ０ ６ （ ０ ０） — ０ ５ ０ ０９０ ９ ２ １ ２０２—６
ｅ ｅ ｔｏ ｅｕｓｎ ｌｃｒ ｃ ｅ ｉ ａ ｍｐｅ ａ ｅｓ ｃｒ ｓ ｏ ｙ ｌｃｒ ｄ ｉ ｇ ｅｅ ｔｏ ｈ ｍ ｃ ｌ ｉ ｄ ｎｃ ｐｅ ｔｏ ｃ ｐ ．
丝网印刷nano-SiC薄膜阴极的电子特性的研究
（ ０ 目以 上 ） 一 步 对 糊 状 物 进 行 过 滤 ， 滤 过 程 中 ４０ 进 过
关键 词 ： 纳米 碳 化硅 薄膜 ； 电子 场发 射 ； 网 印刷 ； 丝 后
处 理 过 程 中 图分 类 号 ： ＴＮ４ Nhomakorabea２ １
可 作 为 显 示 器 器 件 的 阴极 材 料 。
剂 的粘度 变 小 提 高 分 散 效 果 ， 而 使 团 聚 在 一 起 的 从 ｎ ｎ — ｉ 到 充分 分 拆 。第 二步 是 添 加 制 浆 剂 后 ， ａ ｏＳＣ得 在 ４ ０ 的 温 度 下 搅 拌 ， 之 充 分 溶 解 并 使 ｎ ｎ － ｉ 的 ０Ｋ 使 ａ ｏＳＣ
适合 导 电玻 璃衬底 上 制 备 ｎ ｎ — ｉ ａ ｏＳＣ薄 膜 的 浆料 配 方 ， 摸 索导 电玻 璃衬 底上 ｎ ｎ — ｉ 薄膜 的 烧 结 工 艺 ， 究 ａ ｏＳＣ 研 了不 同 ｎ ｎ －ｉ ａ ｏＳＣ含 量的 薄膜 的场 发 射 特 性 ， 到 了最 得
佳 场 致 发 射 特 性 的 配 方 比 例 。 对 样 品 进 行 微 观 分 析 和
及 漂移 速度 等优 异 特点 ， 高 温 、 在 高频 、 功率 、 电子 大 光 及 抗辐 射 等方 面具 有 巨大 的应 用 潜 力 ］ 。对 因 为各
蓬１ 舌 １
薯
＆
２
种 方法 制备 的 ｎ ｎ — ｉ ａ ｏＳＣ薄 膜 的 场 发 射 性 能 进 行 研 究 发 现 ， ａ ｏＳＣ薄膜 掺 杂 具 有 良好 的 电子 输 运 特 性 和 ｎ ｎ—ｉ
热 过 程 中超声 分散 的时 间一 般 为 ８ ｌ ｈ 待 ｎ ｎ —ｉ ～ Ｏ， ａ ｏＳＣ 在 溶 剂 中充 分 分 散 即 可 。实 验 前 对 所 用 的 ｎ ｎ — ｉ ａ ｏＳＣ 粒 度分 析结 果 如 图 １ 示 。ｎ ｎ — ｉ 所 ａ ｏＳＣ在 通 常情况 下很 容 易 团聚 ， 聚体平 均 粒度 比较 大 ， 团 接近 ６ ０ ｍ。在 配 ８ｎ
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η=
FF =
Pm APin
Pm I SCVOC
(5) (6)
其中 A 为太阳电池面积，所以该文采用德国 Berger 测试仪分别在标准测试条件及 500 W/m2 光照入射功 率下测试 LCC 的输出参数及 I-V 曲线，选取满足条件的点，由式(4)求解得串联电阻。
3. 实验及结果讨论
3.1. 实验流程
Open Access
1. 引言
背面钝化、背面金属局域接触以减少背面复合是提升太阳电池转换效率 (η) 的必要途径。 PERC (Passivated Emitter and Rear Cell)电池[1]是一种背面采用介质膜钝化， 背面金属电极与硅衬底(Si)之间进行 局域接触的电池结构，相较常规(Al-BSF)太阳电池有如下优点：1) 钝化介质膜介于金属和 p 型硅(p-Si) 之间避免两者直接接触，降低表面复合速率；2) 有效地避免电池片翘曲，减少破损和降低成本；3) 介质 膜具有背反射作用，光子在背表面反射回前表面过程中还有一次被吸收的机会，使在硅能隙附近波长部 分的内量子效率增加。通过背面钝化，电极局域接触，转换效率可提高 0.5%以上[2]。 激光是对背面介质膜开口实现局域电极接触制备 PERC 太阳电池的主要手段，有两种实现方式，一 是烧蚀介质膜[3]，二是激光烧结接触(LFC) [2]。但是激光过程会损伤硅基体，不利于太阳电池转换效率 提升。光刻是制备 PERC 的另一途径，但不论是光刻还是激光技术，相对于产业化丝网印刷技术来说， 都需要新增价格高昂的设备，且工序繁复，控制要求高。 为便于产业化应用及成本控制，该文以成本低廉、技术成熟的丝网印刷方式作为研究、制备背面局 域接触电极及电池的技术手段，监测分析串联电阻(Rs)，并研究降低串联电阻的途径和方向。需要指出的 是，除了电极局域接触外，背面抛光、背面钝化介质膜、背面局域电极接触区域尺寸和间距等参数均是 影响 PERC 太阳电池性能的重要变量，但该文主要目的是研究降低丝网印刷制备局域背电极接触电池串 联电阻的途径和方法，对背表面状态及钝化介质膜未作优化，钝化介质膜选用常规钝化减反射氮化硅 (SiNx)膜。为与背表面有良好抛光及钝化的 PERC 太阳电池相区别，该文中将未经良好钝化的背钝化电极 局域接触太阳电池简称为 LCC (Local Contact Cell)。
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(6), 687-693 Published Online June 2018 in Hans. /journal/ms https:///10.12677/ms.2018.86081
I sc ,E Rs + Voc ,E = I sc ,E Rs + Vm
忽略光电导对串联电阻的影响，由式(3)得：
(3)
Rs =
Vm − Vsc ,E I m − I sc ,E
(4)
不同辐照强度双曲线法的测试结果表征了太阳电池在最佳工作点 Pm 附近时的串联电阻， 对于太阳电 池转换效率(η)及填充因子(FF)的衡量至关重要，如式(5)、(6)所示为转换效率及填充因子定义表达式：
−1 dI = R sh dV V =0 −1 dI = R s dV I =0
(2)
因而，并联电阻越大、串联电阻越小，太阳电池 I-V 曲线越接近矩形，则填充因子(FF)越大，其他参 数不变的情况下越有利于提高转换效率。由此，并联电阻、串联电阻是影响填充因子和最大输出功率(Pm) 的直接因素[6]，所谓单曲线法就是在标准条件(AM1.5，25˚C、1000 W/m2)下测试太阳电池 I-V 曲线，根 据式(2)可得串联电阻。 2) 不同辐照强度双曲线法测试串联电阻 标准条件下测试太阳电池短路电流(Isc)、开路电压(Voc)及 I-V 曲线，曲线上最大功率点(Pm)电流、电 压为 Im、 V m； 在光强 E (AM1.5， 25℃， 入射功率 Pin < 1000 W/m2)下测得短路电流及开路电压 Isc,E， Voc,E， 测试曲线上某一点(IE、VE)处太阳电池 pn 结的电流与标准光强下最高输出点处的结电流相等，则两状态 下太阳电池的结电压亦相同[7]，如式(3)所示：
以 156 mm × 156 mm 的 p 型多晶硅(mc，p-Si)为衬底，电阻率约为 1.5 Ω∙cm。首先进行表面清洗， 使前表面织构形成具有减反射效果的结构，烘干后高温磷扩散使前表面薄层反型形成发射极区(n-Si)，扩
DOI: 10.12677/ms.2018.86081 689 材料科学
汤叶华 等
关键词
局域接触，串联电阻，丝网印刷，转换效率
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q(V + IRs ) V − IRs I = I L − I D e nkT − 1 − Rsh
(1)
式中，q——电子电荷；k——玻尔兹曼常数；T——绝对温度；Rsh——并联电阻；Rs——串联电阻；n—— 太阳电池二极管品质因子；ID——太阳电池反向漏电流；IL——光生电流。 由式(1)，在忽略高阶无穷小条件下，太阳电池并联电阻及串联电阻分别为太阳电池电流(I)-电压(V) 曲线上当 V → 0 及 I → 0 处的斜率[5]，如式(2)所示：
Study on Lowering the Series Resistance of Local Contact Cell with Screen Printing Method
Yehua Tang1, Meng Wang2*, Chengjun Shi1, Xinlin Chen1, Zhiwei Han3, Jianming Fei1
1 2
Eoplly New Energy Technology Co., Ltd., Hai’an County Jiangsu Jiatai Engineering & Technology Co., Ltd., Nantong Jiangsu 3 Nantong EOPLLY New Energy Power Engineering CO., Ltd., Nantong Jiangsu Received: May 12 , 2018; accepted: May 26 , 2018; published: Jun. 7 , 2018
收稿日期：2018年5月12日；录用日期：2018年5月26日；发布日期：2018年6月7日
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通讯作者。
文章引用: 汤叶华, 王孟, 施成军, 陈新林, 韩志伟, 费建明. 丝网印刷局域背电极接触低串联电阻研究[J]. 材料科学, 2018, 8(6): 687-693. DOI: 10.12677/ms.2018.86081
Keywords
Local Contact, Series Resistance, Screen Printing, Conversion Efficiency
丝网印刷局域背电极接触低串联电阻研究
汤叶华1，王
1 2
孟2*，施成军1，陈新林1，韩志伟3，费建明1
欧贝黎新能源科技股份有限公司，江苏 海安县 嘉泰工程技术有限公司，江苏 南通 3 南通欧贝黎新能源电力工程有限公司，江苏 南通
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Abstract
Aluminum back surface field (Al-BSF) and local contact cells (LCC) are obtained by screen printing method. The conversion efficiency (η) of Al-BSF solar cells is 17.44%. The conversion efficiency of LCC is only 8.95% because of the poor series resistance (Rs) which is eight times higher than that of Al-BSF. The series resistance is measured under two different incident power of 1000 W/m2 and 500 W/m2 at 25˚C, AM1.5. The results of this paper show that the series resistance decreases with Aluminum (Al) dopant. It reaches the minimum when the Al content is in the vicinity of 60%. It decreases by 11 mΩ. And the conversion efficiency rises 2.59%. Although the open circuit voltage (Voc) is still improved, both the series resistance and the conversion efficiency degrade with Al increasing if Al content is higher than 60%.
3.2. 结果及讨论
Al-BSF 太阳电池及 LCC 标准测试条件下输出参数统计平均值如表 1 所示，Al-BSF 太阳电池转换效 率为 17.44%， 由于串联电阻过大， LCC 的转换效率为 8.95%， Al-BSF 太阳电池串联电阻平均为 2.74 mΩ， LCC 串联电阻为 21.34 mΩ， 是 Al-BSF 太阳电池的 8 倍。 串联电阻过高， 不仅造成 LCC 的短路电流过小， 为 7.792 A，而且会降低 LCC 的填充因子，仅为 48.20%，比 Al-BSF 太阳电池相对降低 38.68%，LCC 实 现的转换效率仅为 Al-BSF 太阳电池的 51.32%。 从表中可以看出， LCC 的开路电压为 579.7 mV， 比 Al-BSF 低 44.9 mV (相对低 7.19%)，其中 LCC 背面未进行良好抛光是原因之一，背面用 SiNx 做钝化介质膜无法 取得良好钝化效果是原因之二。