太阳能电池丝网印刷工艺(ppt 48张)

铝背场
太阳能电池丝网印刷 工艺
丝网印刷的定义
利用丝网图形部分网孔透浆料，非图文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基片上。印刷 过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮 刀移动而移动，而丝网其它部分与承印物为脱离状态，保证 了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。当刮板刮过整个印刷区 域后抬起，同时丝网也脱离基片，并通过回墨刀将浆料轻刮 回初始位置，工作台返回到上料位置，至此为完整 的一个 印刷行程。

丝网印刷—网版

网版是由不锈钢织成不同网目大小的网纱及涂在网纱 上的乳胶装在网框架组成。网版图样设计开孔处则将 乳胶去除，刮刀刷过网纱时可将施放在网版上的浆料 透过图样开孔处印在基材上，主要决定印刷厚度为乳 胶厚度。丝网印刷时根据不同的网版张力、乳胶厚度、 刮刀下压力量、刮刀速度、刮刀下刀及离刀迟滞时间 等等参数可得到不同的印刷厚度。此外，浆料的粘滞 性、基材表面的亲疏水性、烘干温度时间都会影响到 印刷的高度及深度。
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丝网印刷—浆料
浆料是由功能组份、粘结组份和有机载体组成的一种 流体，功能组份一般为贵金属或贵金属的混合物。载 体是聚合物在有机溶剂中的溶液。功能组份决定了成 膜后的电性能和机械性能。载体决定了厚膜的工艺特 性，是印刷膜和干燥膜的临时粘结剂。功能组份和粘 结组份一般为粉末状，在载体中进行充分搅拌和分散 后形成膏状的厚膜浆料。烧结后的厚膜导体是由金属 与粘结组份组成。 有机载体包括有机高分子聚合物、有机溶剂、有机添 加剂等等。它调节了浆料的流变性, 固体粒子的浸润 性, 金属粉料的悬浮性和流动性以及浆料整体的触变 性，决定了印刷质量的优劣。
银与硅形成欧姆接触
有机物挥发 玻璃料在减反射膜表面聚集 玻璃料腐蚀穿过减反射膜 玻璃料通过与Si发生氧化还原反应产生腐蚀坑 PbO+Si Pb+SiO2 Ag晶粒在冷却过程中于腐蚀坑处结晶 ？由于玻璃料对Si表面腐蚀具有各向异性，导致在 Si表面形成了倒三角形的腐蚀坑。因此Ag晶粒在腐 蚀坑处结晶时与Si表面接触的一侧呈倒金字塔状， 而与玻璃料接触的一侧则成圆形。

银电极
电极材料的选择

能与硅形成牢固的接触； 这种接触应是欧姆接触，接触电阻小； 有优良的导电性； 纯度适当； 化学稳定性好； 熔点：961.78℃，电阻率：1.586×10^-8 Ω· m （20℃） 银的特征氧化数为+1，其活动性比铜差，常温下， 甚至加热时也不与水和空气中的氧作用。
银的特性


银电极

正面电极因为要减少电极遮光面积，所以使用导电性 能良好的银浆，因为先前的减反射膜已经形成正面的 电性绝缘，所以银浆一般掺有含铅的硼酸玻璃粉 （PbO-B2O3-SiO glass frit），在高温烧结时玻璃 粉硼酸成分与氮化硅反应并刻蚀穿透氮wenku.baidu.com硅薄膜，此 时银可以渗入其下方并与硅形成此种局部区域性的电 性接触，铅的作用是银-铅-硅共熔而降低银的熔点。
丝网印刷流程
一般电池片结构
银电极
作用：输出电流。 电极就是与电池p-n结两端形成紧密欧姆接触的导电 材料。与p型区接触的电极是电流输出的正极，与n 型区接触的电极是电流输出的负极。 耐高温烧结、良好的导电性能及附着力，以及贵金属 成本等因素，决定了用银而不是其他贵金属； 正面电极由两部分构成，主栅线是直接接到电池外部 引线的较粗部分，副栅线则是为了将电流收集起来传 递到主线去的较细部分，制作成窄细的栅线状以克服 扩散层的电阻。电极图形，例如电极的形状、宽度和 密度等，对于太阳电池转换效率影响较大。
刮刀和回墨刀的拆装

1.刮刀 、回墨刀和螺丝
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2.刮刀螺丝向外（面向自己）
3.将刮刀的孔对准刮刀轴，平 行方向推入。 4.装上螺丝时，注意垫片方向
回墨刀 回墨刀螺丝 刮刀 刮刀螺丝

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刮刀和回墨刀的拆装
○ 1.将刮刀固定螺丝锁上 ○ 2.将回墨刀固定螺丝先 锁至一半 ○ 3.将回墨刀开口朝右方 向装上 ○ 4.将螺丝向右锁上

铝背场
1.背铝作为背电场能够阻挡电子的移动，减小了表面 的复合率，有利于载流子的吸收； 2.减少光穿透硅片,增强对长波的吸收； 3.Al吸杂，形成重掺杂，提高少子寿命； 4.铝的导电性能良好，金属电阻小，而且铝的熔点相 对其他的合适金属来说熔点低，有利于烧结。 5.在烧结时p-type的铝掺杂渗入形成使原本掺杂硼的 p-type Si形成一层数微米厚的p+-type Si作为背场， 以降低背表面复合速度来提高电池的开路电压Voc。 6.因为硅片吸收系数差，当厚度变薄时衬底对入射光 的吸收减少，此时背场的存在对可以抵达硅片深度较 深的长波长光吸收有帮助，所以短路电流密度Jsc的 影响就更明显。
丝网印刷的五个要素
丝网印刷由五大要素构成，即丝网、刮刀、浆料、工 作台以及基片。
刮刀

刮刀的作用是将浆料以一定的速度和角度将浆料压入 丝网的漏孔中，刮刀在印刷时对丝网保持一定的压力， 刃口压强在10～15N／cm之间，刮板压力过大容易 使丝网发生变形，印刷后的图形与丝网的图形不一致， 也加剧刮刀和丝网的磨损，刮板压力过小会在印刷后 的丝网上存在残留浆料。

银晶粒的析出机理？
（1）与PbO和Si发生的氧化还原反应类似，玻璃料 中的Ag2O与Si发生如下反应： Ag2O+Si —— Ag+SiO2 （2）Ag和被腐蚀的Si 同时融入玻璃料中。冷却时， 玻璃料中多余的Si外延生长在基体上，Ag晶粒则在 Si表面随机生长。 （3）在烧结过程中通过氧化还原反应被还原出的金 属Pb呈液态， 当液态铅与银相遇时，根据Pb-Ag 相 图银粒子融入铅中形成 Pb-Ag相。Pb-Ag熔体腐蚀Si 的<100>晶面。冷却过程中, Pb和Ag发生分离，Ag 在<111>晶面上结晶 ，形成倒金字塔形 。