丝网印刷和烧结

丝网印刷与 烧结 2 丝网印刷的发展史  丝网印刷技术从本上世纪 70年代开始产生并 发展，由于其相对简单的生产工艺，在市场上确 立了优势。而丝网印刷也有各种不同的制造工艺， 其中我们运用的是一种最简单的工艺，它也被一 些生产厂商和实验室改进并提高。 但是所有的改进和变化都是为了获得更高的 转换效率和更低的成本，所以许多的改进工艺已 经运用于经济生产活动，而更多的还只是停留在 实验室阶段。 3 丝网印刷原理  丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进 行印刷的。通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作 而成。当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网 印刷油墨或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔， 印刷到承印物上（刮刀有手动和自动两种）。丝网上的 模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而 只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有 印迹。换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版 进行印刷的，这就是称它为丝网印刷而不叫蚕丝网印刷 或绢印的原因，因为不仅仅蚕丝用作丝网材料，尼龙、 聚酯纤维、棉织品、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜都 可以作为丝网材料。 4 电池片丝网印刷的三步骤  背电极印刷及烘干 浆料： Ag /Al浆 如 Ferro 3398  背电场印刷及烘干 浆料： Al浆 如 Ferro FX53-038  正面电极印刷及烘干 浆料： Ag浆 如 Ferro CN33-462 5 在整个生产中所处位置 硅 片 去 油 工 艺 去 除 氧 化 层 周 边 刻 蚀 扩 散制 绒 面去 除 损 伤 层 制 氮 化 硅丝 网 印 刷 烧 结 测 试 分 选 6 背面 AgAl浆可焊电极印刷 丝网的材质：不锈钢丝网 1. 目数： 280目 目数的定义： 单位面积（英寸或 cm） 上丝 网孔的数量 。 2. 丝直径： 46～ 53μ m 3. 丝网厚度： 82～ 90μ m 4. 膜厚： 15μ m 5. 静态张力： 25N 7 背面电极印刷参数 在印刷图形完好时，印刷头压力在范围内尽 可能的小。 8 背面 Al浆可焊电极印刷 丝网材质：不锈钢丝网 1. 目数： 320目 2. 丝直径： 23～ 28μ m 3. 丝网厚度： 46μ m 4. 膜厚： 15μ m 5. 膜和丝网总厚度： 60～ 63μ m 9 背面场印刷参数 上述参数会根据浆料的粘稠度、网版性能、背 面场印刷量做出适当调整。而影响所印铝浆的厚 度因素有：丝网目数、网线直径、开孔率、乳胶 层厚度、印刷头压力、印刷头硬度、印刷速度及 浆料粘度。 10 背面电极及电场图示 11 背面图形的优缺点  图 1： 缺点：焊条为长条状，浪费了 AgAl浆 优点：一旦出现碎片后，可以顺利的划成碎片  图 2： 优点：可以大大节省 AgAl浆，降低成本 缺点：一旦出现碎片后，断成小片，利用率大大降低 12 背面图形的优缺点  图 3： 优点：与铝背场形成良好的欧姆接触，铝浆料和银浆料有细 栅线的重叠部分，这样可以大大提高效率和填充因子 。 总结：尽量减少铝浆与银铝浆的重叠部分，在显微 镜下观察两者重叠部分严重发黑，即大量的有机 溶剂没有充分挥发，这样就严重影响电池效率和 填充因子。 13 正面栅线设计 丝网材质：不锈钢丝网 1. 目数： 280目 2. 线直径： 30 μ m 3. 丝厚度： 50 μ m 4. 膜厚： 15 μ m 5. 膜和丝网的总厚度： 65 μ m 6. 静态张力： 26N 14 正面电极的印刷参数 参数的调整以图形完整、线条饱满、印刷浆 料重量适当为基准。 15 正面栅线设计 16 正面栅线设计  细栅线数： 44  最边缘的细栅线到电池边缘的距离为 1.7mm 0.125× 44＋ 1.7× 2＋ 43× 2.7＝ 125  两根细栅线之间的距离为 2.7mm  主栅线的宽度 1.5mm 17 丝网版的存放方式  水平方式：将同一规格的丝网印版，放置在版架 的一层内，可重叠放置。  竖立方式：将丝网印版竖立在版架上的版槽内， 较大的网版最好采用竖立存放方式，以防丝网印 版下垂。  不管采用那种存放方式，都要重视网版的防尘。 18 烧结的动力学原理  烧结可看作是原子从系统中不稳定的高能位置迁移至自由能最 低位置的过程。厚膜浆料中的固体颗粒系统是高度分散的粉末 系统，具有很高的表面自由能。因为系统总是力求达到最低的 表面自由能状态，所以在厚膜烧结过程中，粉末系统总的表面 自由能必然要降低，这就是厚膜烧结的动力学原理。  固体颗粒具有很大的比表面积，具有极不规则的复杂表面状态 以及在颗粒的制造 、细化处理等加工过程中，受到的机械、 化学、热作用所造成的严重结晶缺陷等，系统具有很高自由能 . 烧结时，颗粒由接触到结合，自由表面的收缩、空隙的排除、 晶体缺陷的消除等都会使系统的自由能降低，系统转变为热力 学中更稳定的状态。这是厚膜粉末系统在高温下能烧结成密实 结构的原因。 19 烧结的目的 干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分， 使浆料和硅片形成良好的欧姆接触 。 20 烧结温度的设定  温度可 根据实际情况作出 ± 10℃ 的调试 ，一般很 少做大幅度的调动。除了工艺初始化、更换浆料 型号、特殊规格的硅材料，才采用比较差异的烧 结温度进行烧结。 21 烧结对电池片的影响  相对于铝浆烧结，银浆的烧结要重要很多，对电 池片电性能影响主要表现在串联电阻和并联电阻， 即 FF的变化。  铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发， 并形成完好的铝硅合金和铝层。局部的受热不均 和散热不均可能会导致起包，严重的会起铝珠。 22 烧结对电池片的影响  背面场经烧结后形成的铝硅合金，铝在硅中是作 为 P型掺杂，它可以减少金属与硅交接处的少子 复合，从而提高开路电压和短路电流，改善对红 外线的响应。 23 质量要求  烧结后的氮化硅表面颜色应该均匀，无明显的色 差 .  电极无断线  背场无铝珠  电池最大弯曲度不超过 1mm 24 安全事项  灼热的表面有烫伤的危险  危险电压有电击或烧伤的危险  有害或刺激性粉尘、气体导致人身伤害  设备运转时打开或移动固定件有卷入的危险