太阳能电池-丝网印刷烧结、测试工艺作业指导书

1 设计文件名称 丝网印刷烧结、测试工艺操作规程 T-IS-018 产品型号名称 156× 156 多晶绒面电池 共 6 页一、工艺目的丝网印刷：在硅片上下表面形成电极，以利于电荷的收集。烧 结：使电极合金化，与硅片形成良好的欧姆接触。测 试：测试所生产电池的各项参数。并据此将成品电池分档。二、适用范围Baccini 印刷机， icos 检测仪、 despatch 烧结炉、 Berger 测试仪。三、责任本工艺操作规程由工艺工程师负责四、设备与工具Baccini 印刷烘干机、 Despatch 烧结炉、 Berger 测试仪，自动搅拌机、搅拌器、电子秤、 PVC手套、医用一次性手套、口罩、网版除塞剂、无尘布、刮刀、托盘、游标卡尺、分选桌、塑料垫板，专用包装箱 , 影像测量仪。五、工艺材料镀膜后合格硅片、银浆、铝浆、银铝浆、背电极丝网 A、背场丝网 B、正面丝网 C、无水乙醇。六、工艺描述6.1 丝网印刷：6.1.1 工艺原理首先在硅片背面印刷银铝浆，形成下电极（背电极，正电极） ，有利于组件的焊接。经烘干箱烘干后在硅片背面印刷铝浆，构成铝背场以收集正电荷，经烘干后在硅片正面印刷银浆，形成上电极（正面电极，负电极）以收集电子。印刷结束后，进入 Despatch 烧结炉，在高温下形成铝硅合金、银硅合金，从而烧结形成下电极（背电极） ，上电极（正面电极） ，铝背场（背面） 。6.1.2 工艺条件2 印刷线烘干抽气功率印一为： 30％ -50 ％，印二为 60 ％ -80% 烧结冷却水： PH值 7.2-7.6 入水 16-20℃ , 压力 150PSI, 流量 10GPM 压缩空气 :流量 2700SCFH,压力 60-70PSI 6.1.3.注意事项：在印刷过程中应该调整适当的印刷压力、丝网和电池片之间的间隙和印刷速度。C 丝网更换周期为 16 小时（即隔班更换） 。印刷各项参数必须在规定范围内进行调整，如超出范围，需经技术人员同意，并做好相关记录，不得随意更改。B 丝网更换周期为 24 小时。使用期间，根据铝浆印刷量调整参数，通常是调整丝网间隙、压力和印刷速度。印刷参数必须在规定范围内进行调整，如超出范围，需经技术人员同意，并做好相关记录，不得随意更改。需要使用高精度印刷机进行正银的印刷。正银栅线应该与深扩散区域严格对准，及正银栅线不能偏出深扩散区域。每隔两小时，就要使用显微镜检查正银栅线与深扩散区域对准情况。每次更换 C网，都要进行这项检查，检查合格后方能进行生产。如果检查不合格，需要进行调试，直至合格。其它参数未经技术人员同意，不准随意更改。A 丝网更换周期为 48 小时。印刷参数必须在规定范围内进行调整，如超出范围，需经技术人员同意，并做好相关记录，否则不准随意更改。更换丝网的同时 ,必须更换刮刀。根据公司最新规定，印刷线印一、印三必须适用丝网校准。每班组使用台纸应作好标记，如非意外，不得浪费使用台纸。注：如果未到更换日期，印刷质量出现问题、丝网破损时应及时更换丝网，如果破损位置不在印刷范围内、破损很小时可以用胶带粘补，如果在印刷区域内，则必须更换丝网。同时做好记录，以备抽检和接班班组查阅。6.1.4 质量控制点(1)印刷印刷量（与丝网间隙、印刷速度、压力有关） ，印二印三的印刷量应该每一小时称量一次，如不在工艺规定范围内，即时调整上述有关参数。同时应注意印刷烘干箱温度、传送带速度以及是否漏印、印偏，断栅等。(2)烧结3 烧结各个温区的温度控制，排风量、冷却水温度流量、传输带的带速等。注意设备运行情况，各项报警应及时处理。6.1.5 设备维护设备维护时，应严格按照维护要求与标准。印刷维护时，印刷台上和传输带附近掉落的碎片应该使用工业吸尘器清理干净（包括印刷台下设备内部的碎片） 。烧结炉维护时，应该先停止工艺进行，降温，停止传送带，打开烧结烘箱，重点清理石英棒、风帘等部件（使用无水乙醇、无尘布、百洁布擦拭）目的是清理掉烧结过程中浆料中挥发出的有机物，避免堵塞尾气排放。维护有相应的标准，严格考核。6.2 测试工序：6.2.1 设备组成(1)测试部分：由操作面板、风扇、探针、参考电池、温度感应器、氙灯发生器、 。(2)分选部分：由两组（前、后）主体、机械手 1-4、电池分组仓组成 。6.2.2 工艺原理：待测电池片在模拟太阳光源（氙灯）的照射下，通过改变负载电阻的阻值从而得到电池的开路电压、短路电流，然后通过计算得出电池填充因子、效率、并联电阻、串连电阻等参数。氙灯的光谱在太阳能范围内（ 300nm－ 1050nm）与太阳的光谱非常接近，因此选用氙灯作为模拟光源。由于半导体材料“硅”对温度的变化是非常敏感的，因此，在测试系统中有温度校正电压系数、温度校正电流系数。在测试系统中温度对电压的校正系数为负值（ -0.0032） ，即温度越高电压越低，而温度对电流的校正系数为正值（ 0.0002） 。这些值在校正标准的过程中是不允许修改的。6.2.3 工艺条件测试温度 25± 2℃ 测试光强 1000 ± 50w/m2 七、印刷工艺准备7.1 工艺洁净管理进入电池车间必须穿戴整齐，戴口罩，操作时戴洁净的一次性手套。7.2 设备准备确认设备、压缩空气、工艺参数正常运行 ,运动马达、滑块等运行正常， 无异常声音 ,各排废管道是否打开 ,流量是否正常。4 7.3 原材料准备检查 PECVD 镀膜后的硅片 ,将合格硅片按正确的方向放入载片盒内（下镀膜方式的硅片减反射膜的卡痕与正面主栅线平行）准备生产，不合格片不能投入生产。常见的不合格片包括崩边、缺角、裂纹、锯痕、斑点、斑痕、表面不合格等。准备浆料：印刷前要仔细核对浆料类型，生产日期是否有效。铝浆料使用前至少要搅拌 30 分钟，正银浆、背银可手动搅拌 5 分钟。7.4.工装工具准备准备丝网：准备好已安装的丝网套件。安装丝网参考下面安装丝网方法：新的未用的丝网应按照要求分类放置在指定位置。用完的丝网应擦拭干净，放入指定位置，待外围组统一送回库房，以保证丝网的及时供应。丝网用前要仔细察看丝网图案是否正确，各项参数：目数、线径、膜厚、张力是否符合设计要求。丝网使用前要对光检查有无漏洞或堵塞现象，如有问题应马上处理更换。刮刀条的准备：时刻备好已安装完的备用刮刀套件，以备生产中的刮刀出现问题后及时更换。无水乙醇的准备：将瓶装的无水乙醇倒入洗瓶中，以方便使用。专用保护纸：检查保护纸的洁净情况，将其粘在印刷台上，以防止碎片或其它杂质进入印刷台。7.5 参数记录包括：丝网更换记录、印刷参数记录、铝浆印刷量及生产厂家、生产记录(1)交接班时，交班操作人员应准确记录现用印刷参数(2)接班人员接班后应检查上一班次记录的参数是否与机器运行中的参数一致。(3)印刷参数做更改后，应及时准确做好记录（时间，原因或目的等） 。(4)确认设定的印刷、烘干、烧结工艺程序及其参数。运行过程中注意观察。八 .测试校正程序：8.1 测试将一片标准电池放在探针下，在手动模式下将电池片对准并将探针压下，注意探针要5 完全压在电池主栅线上，不能有偏差。在操作软件中选择“ settings”→ “ operate mode” → “ manager” , 在这个模式下才能进行标准的校正。在标准工具栏内点击黄色三角按钮进行测试，这时测试的结果将保存到相应的数据库内。如果使用绿色按钮，测试结果不会存储到数据库中，为了便于比较数据，建议不要使用这个按钮。在主界面中选择 “ Measurement” → “ Edit monitor cells” 在 Edit monitor cells 界面中 Name 栏里填写 default 或者 填写需要的名称。 然后点击 “ Edit” 按钮， 进入 “ monitor cell” 界面，注意这个界面内的任何参数都不允许改动， 然后点击 “ Calibrate” 按钮， 进入 “ Calibrate monitor cell”界面，选择 Isc 选项，清除掉里面的数据，然后填写上标准电池标称的实际电流值，然后点击 OK 按钮。在主界面的标准工具栏内再次点击黄色三角按钮进行测试，这时这是所显示的数值即为校正过的值，可以多点击几次，直到所测量的结果与标准电池上标称的值一致为止，其误差不应超过所要求的偏差即： Uoc± 0.003V, Isc± (0.02A), FF:± 1%, Eff± 0.2% 。校正结束后将操作模式改回自动，点击红色按钮开始自动测量。将至少 3 片标准片放到传送带上自动测量，观察在自动模式下标准片的电池效率及电学参数是否在误差允许的范围内。如果标准，重复步骤 1 → 6。8.2 测试质量控制点：接班时测试标准片，一致性，重复性等工作，确保测试仪器的正常运行（各项参数数值应在允许误差范围之内） ，才可开始生产。一致性：抽取一定量的电池片，在所有生产线上测试，得出平均电流、电压、填充、效率的横向对比，每条线的参数测量值应控制在误差允许范围内。其目的是使车间不同生产线间的测试分选结果尽量准确一致。重复性：抽取本班组的一定量电池片，按顺序测试两遍，对相关电流，电压，填充、效率等参数进行对比，其值的误差应控制在一定范围内。其目的是检测测试仪器的准确性与稳定性。测试标准片：接班时，领取 3 片标准片，记录器标准参数，在生产线上按顺序测试，对比两组结果，参数值的控制应符合误差范围。其目的是测试检测仪器的准确性。每班组交接班时应严格按以上要求进行对测试仪器的运行检测工作。6 要注意光源的强度范围应该在 950W--1050W 范围内，如果超出了这个范围应当立即停止测试并调整氙灯脉冲发生器的功率 ,使之在这个标准范围之内。如果开路电压偏差较多，首先要检查探针是否直接压在电池的主栅线上，然后检查探针的压缩行程与最大可压缩量之比是否超过 50％，探针是否垂直压在电池主栅线上。同时测试时的温度也对测试结过有一定影响，所以应该尽量控制在规定温度范围之内。九 .丝网印刷工艺操作对于不合格的硅片应挑出，以免不合格硅片的投入影响正常生产。设备自动运行 ,装载机自动将载片盒上的硅片取出，放在印刷机的传送带上，一片一片拿取、传送、印刷、烘干、烧结，直至完成成品电池的测试。9.1 注意事项 : 推进载片盒不能用力过大。工艺过程中应检查设备运行情况，印刷前后硅片是否破损，印刷图案是否符合标准及工艺要求，是否出现漏浆料、栅线断开等情况。经常擦试印刷台，以免印刷台上的碎片影响正常生产。不得用手直接接触硅片和擦拭印刷台，应使用洁净无尘布擦拭。工艺运行过程中不得修改任何未经允许更改的工艺参数。9.2 印刷安全事项(1)员工上岗前必须经过专业培训，要严格按照本工序设备安全操作规程和工艺操作规程进行作业。(2)操作时务必小心，不可损伤或者沾污硅片。(3)印刷所用的浆料、网版除塞剂存在有害因素，要保证良好的通风，操作人员配戴口罩。(4)印刷工序所用的三种浆料银铝浆（或背银） 、铝浆、正面银浆不可混淆。(5)三道印刷所用的刮刀、搅拌器、等物品也不要相互混用。资料来源 编制校准工艺提供部门 审定