丝网印刷工艺流程及改良方案

-1-丝网印刷工艺流程及改良方案摘要十二五”是我国能源发展的关键时期，在15%的约束目标和战略性新兴产业政策的激励下，我国光伏市场前景广阔。当被问及未来5年的装机规划时，梁志鹏表示，中国光伏产业缺少的不是一个数字，“即使我们规划年增长1~2吉瓦这样一个看似井喷的数字，但是放在整个中国能源行业或全球市场中，仍然是微不足道的。现在最重要的是通过技术进步和模式创新，进一步提高光伏产业的经济竞争力，这样中国光伏产业才能健康、持续地做大做强。”他以备受争议的光伏电站竞标方式为例解释说，国家是希望通过竞争的方式，促进光伏企业的优化升级和强强合作，希望在未来3~5年，出现一个具备低成本、高收益的产业链组合，为行业的大规模经济发展树立信心.太阳电池生产工艺流程一般依次分为：前清洗——扩散——后清洗——PECVD——丝网印刷——烧结——测试分选.硅片的丝网印刷是硅片最后最重要的道工序，直接影响着硅片的转换效率.从整个流程来看丝网印刷的印刷速度和质量都比较重要.首先要改良的还是控制碎片率给机器带的暂停和成本的增加。还有就是浆料的加法，比如丝印的第二道刷背电场的铝浆不能加太多，多了会漏少了会造成印刷不到。关键词：太阳电池；丝网印刷；光伏；十二五-2-ScreenprintingprocessesandimprovedSchemAbstract:1025isthekeyperiodofChinaenergydevelopmentin15%ofconstraints,goalsandstrategicemergingindustrialpolicy,ourpvundertheexcitationofmarketprospect.Whenaskedaboutthenextfiveyears,LiangZhiPenginstalledplanning,saidChinapvindustrydonotlackanumber,evenifweplanninganannualincreaseof1~2auspiciouswattssuchaseeminglyblowoutoftheNumbers,butonthewholeChina'senergyindustryorglobalmarket,isstillinsignificant.Nowthemostimportantisthroughtechnologyprogressandpatterninnovation,furtherimprovethephotovoltaicindustrycompetitivenessoftheeconomy,sothatChinesepvindustrytohealthandconsistentlybiggerandstronger.Inhiscontroversialphotovoltaicpowerstationforexampleexplainsbiddingmode,thestateishopethatthroughcompetitiveway,promotetheoptimizationandupgradingofphotovoltaicenterprisewithqiangqiangcooperation,hopeinthenextthreetofiveyears,theemergenceofahavelowcost,highincomechaincombination,totheindustry'smassiveeconomicdevelopmentbuildupconfidence.Solarcellproductionprocessgenerallyinturndividedinto:formercleaning-diffusion-PECVDaftercleaning--screenprinting-sintering-testsatisfactions.Thescreenprintingsiliconwaferisthemostimportantprocedurelast,thedirectimpactonwafersconversionefficiencyfromthewholeprocess.Seescreenprintingprintingspeedandqualityarequiteimportant.Firsttoimprovedorcontroldebriswithsuspensionofthemachinerateandincreasedcosts.Thereistheaddition,suchasprintingpastethesecond-3-wordbackthealuminumpulpelectricbrushwithtoomuch,muchcanwillleaklessthancancauseprinting.Keywords:solarcell;Silkscreen;Photovoltaic(pv);1025-4-第1章丝网印刷工艺与原理太阳能电池原理主要是以半导体材料硅为基体，利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质：当掺入硼、磷等杂质时，硅晶体中就会存在着一个空穴，形成n型半导体；同样，掺入磷原子以后，硅晶体中就会有一个电子，形成p型半导体，p型半导体与n型半导体结合在一起形成pn结，当太阳光照射硅晶体后，pn结中n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区中的电子往n型区移动，从而形成从n型区到p型区的电流，在pn结中形成电势差，这就形成了电源，见图11工序对印刷电极的要求1.1背面银电极印刷（背银）在电池片的正极面（p区）用银铝浆料印刷两条电极导线（宽约3～4mm）作为电池片的电极（图3）。-5-图3电池片背银及背铝印刷示意图1.2背面铝印刷（背铝）在电池片的正极面采用铝浆料印刷整面（除背银电极外）。1.3正面银印刷（正银）在电池片的正面（喷涂减反射膜的面）同时用银浆料印刷一排间隔均匀的栅线和两条电极（图4），在工艺上要求栅线间距约3mm、宽度约O.10～0.12mm：-6-图4电池片正银印刷示意图2印刷原理图5为丝网印刷原理示意图，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。丝网印刷基本原理是：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。油墨在移动中被刮板从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的黏性作用而使印迹固着在一定范围之内，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，由于丝网与承印物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板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，使丝网与基片只呈移动式线接触，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，工作台返回到上料位置，至此为一个印刷行程。-7-图5印刷原理示意2.1刮刀从图5的印刷原理示意中可以看出，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。刮刀材料一般为聚胺脂橡胶或氟化橡胶，硬度范围为邵氏A60°～A90°，刮板条的硬度越低，印刷图形的厚度越大，刮刀材料必须耐磨，刃口有很好的直线性，保持与丝网的全接触；刮刀一般选用菱形刮刀，它具有4个刃口，可逐个使用，利用率高，见图6。第二章：丝网印刷的常见问题处理-8-2.1常见问题的处理常见问题的处理断栅的处理沾片的处理漏印的处理警报的处理摄相头的校正漏浆的检查检测算帐网版的更换与检查传感器抓手刮刀的检查探针物料的检查急停按钮滚轴搅拌一号机的送片和推片器流程单的填写翻片器薄片滑片的处理铝粉的处理更换印台纸添加浆料增重和温度的测量一.断栅的处理•1.我们在灯光下看下是否有断栅的存在,也可以在敲片的同时观察是否有断栅的存在,若有我们要及时停机擦拭网版。•2.在接班的时候要观察网版是否存在一些问题,若有要及时更换网版。•3在长时间停机的时候我们一定要在网版底部涂一层松油醇,防止浆料变干,但是在印刷的时候要用无尘布擦干净。-9-二.漏印的处理•1.我们在印刷的时候要经常检查片子印刷后的品质,杜绝大面积出现漏印的现象。•2.在印刷片子之前我们也要仔细的观察片子上有没有异物或者上面存在碎片(在经过烧结炉的时候,有可能烧结炉里的碎片落到片子的表面)。•3.要经常擦拭网版,避免浆料堵塞网版。三.漏浆的检查•1.检查网版是否有漏洞•2.在印刷之前要仔细检查是否有异物将网版硌坏•3.在印刷的过程中观察印刷的品质•4.印台上出现碎片时,要及时清理干净,要特别注意检查和观察网版的下面是否有碎片-10-四.网版的更换•将开关打到手动，按F5将网版升至最高位置，拿纤维纸铺到网版下的印台上，按F4解锁。•将刮刀，回料刀和网版依次卸下。•用沾有酒精的无尘布将螺丝和轴承上的浆料擦干净。•把备用网版，刮刀和回料刀换上，按F4上锁。•刚换上网版的刷的速度调为原来的一半，等稳定后调成原来速度。五.网版的检查•无漏洞•网版内无碎片•网版内无干浆料•中间张力18N以上，四边20N以上第3章．太阳能电池对电极浆料的要求为了输出硅太阳电池的电能，必须在电池上制作正、负两个电极。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。习惯上把制作在电池光照面的电极称为上电极，把制作在电池背面的电极称为下电极或者背电极。上电极为-11-负极，选用银浆作为阴极浆料印刷烧结而成。下电极为正极，由铝浆和银铝浆组成，其中铝浆即为硅太阳电池用阳极浆料。3.1银浆的印刷在大规模商业化生产中，可靠的银次栅线的最小宽度需要在150微米。由于一方面要保证线宽要进可能的窄，而另外一方面又要保证线条的横截面要达到一定的数值，因此用于银栅线印刷的网版的乳胶层厚度非常关键。一般当栅线的高度达到20微米的时候才能实现。但是当经过烧结以后银栅线的高度回减少到10微米左右。还有就是经过高温烧结的银栅线的电导特性回减少很多。银浆料与有扩散磷的金属接触是对这个太阳电池的性能有深刻影响的一个步骤。3.1.1印刷过程中出现的一些问题在工作中我还发现一些问题，例如在印刷过程中，会出现一些硅片因为台面问题而出现裂纹，如果裂纹的出现是有规律的那么台面肯定是出现问题了，例如每四片就出现一片有裂纹的，或者是四的倍数就是台面出现问题了，需要更换台面纸了，如果不是很有规律的情况，那么就有可能是印刷机出问题了，这种问题出现的比较少。还有就是在印刷过程中会出现一些片子的印刷不规则，会出现印刷图形不对称的-12-情况，这种情况也分为如果这个片子都是不对称的，那么就是印刷机器的参数问题，可以调节参数是其可以达到很好的效果，这种情况一般是调节印刷机的位置或者是角度，调节位置的情况是这个图形出现整体的偏离，向两边的情况比较多，还有就是图形发生扭曲，就是一边到片子边缘的距离和另外一边到边缘的距离是不一致的，这种情况就需要调节印刷机的角度。在印刷过程中还有就是出现只有一个台面所对应的片子出现印刷图形不对称的情况，这种起来一般是台面出现了问题，很有可能是在印刷过程中片子脱离了原来位置，或者是因为台面过于污染而导致的感应问题是机器的印刷出现困难，所以保持台面的清洁问题也是很重要的。还有就是那种之间印刷的比较窄而两边的比较宽，这可能是因为印刷的压力过大，导致在印刷过程中使网版变形引起的。在这种情况出现的时候也说明丝网间距出现问题，丝网间距过大，要不然不会出现这种问题。还有一种问题就是在印刷银浆的时候回出现弧线，就是在银次栅线上不同位置出现不同的偏离，从整体外观上是一条弧线，这种问题是在印刷过程中有一些小的杂质黏附在网版上而导致的，只要迅速擦拭