6.2　丝网印刷工艺流程

6.2　丝网印刷工艺流程

6.2.1　丝网印刷工艺流程（图 6-4）

（1）背面电极印刷（正极）

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图 6-4　丝网印刷电极制备工艺流程

本步骤是为晶硅太阳电池片制备物理上的正电极，即在电池片的正极面（p 区）用银浆料印刷两条电极导线（宽约 3～4mm）作为电池片的电极。在印刷电极时需满足以下要求：

① 与硅片表面和背场铝形成良好的欧姆接触，形成较低的接触电阻；

② 良好的可焊性，与镀锡带形成良好的接触，对外输出电流 。

印刷背面电极有多种方案，以下为几种常见电极形状及其优缺点。

方案 1：加载中...

缺点：焊条为长条状，浪费了 Ag/Al 浆。

优点：一旦出现碎片，可以顺利地划成碎片。

方案 2：加载中...

优点：可以大大节省 Ag/Al 浆，降低成本。

缺点：一旦出现碎片，断成小片，利用率大大降低。

方案 3：加载中...

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，这样可以提高效率和填充因子。

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，这样会严重影响电池效率和填充因子。

（2）烘干

干燥硅片，保障下步印刷时已印刷的背电极免遭破坏。

（3）背电场印刷

此步骤是通过使用铝浆在电池片背面形成铝背场，即重新掺杂，可在背面扩散形成 p⁺层，从而形成 p⁺p 结，阻止电子向背面运动，减少载流子复合，提高开路电压。

铝背场的形成具备以下几个作用：

① 收集背部载流子，传送到背电极；

② 形成 BSF，在硅片背面形成 p⁺层，可以减少金属与硅交界处的少子复合，从而提高开路电压和增加短路电流。

对于铝背场印刷工艺，需要降低背面载流子复合，控制电池烧结后弯曲度。同时铝背场的厚度对电池片也有较大的影响，若太薄，则与硅形成熔融区域而被消耗，产生较低的横向电导率；若太厚，烧结时不能完全去除有机物，进而浪费浆料或引起弓片。

（4）烘干

干燥硅片铝背场，保障正电极印刷时背电场免遭破坏。

（5）正面电极印刷（负极）

正面电极一方面需要搜集光生电流，提供电池片物理上的负电极；另一方面要尽可能少地遮挡阳光，即正面电极有一个负面效应——电极阻挡了少量阳光，使其无法进入电池的有效区域，从而降低了转化效率，如图 6-5 所示。所以制备正面电极是在电池片的正面（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 2 条或 3 条电极，在工艺上要求栅线间距约 1.5mm、宽度约 50μm。

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图 6-5　电极阻挡光线，使其无法到达电池有效区域

正面电极的作用如下：

① 收集载流子，对外输出光生电流；

② 减少遮光面积，最大面积地实现光电转换。

在制备正面电极时需尽可能做到以下几点：提高电流的收集效率、低金属栅线电阻、低接触电阻、低遮光面积；栅线的高宽比也要尽可能大，因为较小的宽度可以减小遮光面积，进而减少栅线遮光造成的电池功率损失；而较大的高度，又增大栅线横截面，可以降低栅线的体电阻，从而降低栅线电阻引起的功率损失。

6.2.2　典型丝网印刷设备

本任务主要介绍 Micro-tec 丝网印刷设备的基本结构和软件操作。通过本任务的学习，学生能够增加对设备的基本了解，提高操作技能。同时，本任务还讲解了印刷车间丝网印刷设备维修、维护的具体方法与要求，对学生了解如何规范印刷车间设备维护维修工作，提高设备运转效率有着极大的帮助。

（1）设备的基本结构介绍

Micro-tec 丝网印刷设备结构如图 6-6 所示。

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图 6-6　Micro-tec 丝网印刷设备结构图

（2）开机操作

① 打开压缩空气手动阀，检查压力范围在 0.5～0.7MPa 之间（图 6-7）。

② 打开真空手动阀，检查真空度在-0.06～-0.08MPa 之间（图 6-7）。

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图 6-7　压缩空气手动阀和真空手动阀

③ 关闭所有的门，使门锁到位，确认红色急停按钮（图 6-8）拉出。

④ 按下设备电源开关 POWER ON（图 6-8），等待设备启动运行。

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图 6-8　电源开关

⑤ 程序运行后会自动到设备型号和语言栏过程画面（图 6-9），设备自动选择英语运行。

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图 6-9　设备型号和语言栏

⑥ 自动运行到设备复位画面 ALL Searches（图 6-10）。机器为触摸设计，操作时点击屏幕。

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图 6-10　复位画面

⑦Printer 栏下的 All Searches 为印刷机各电机原点复位。按下 Printer 栏的 All Searches 使机器复位（按钮闪烁，直到复位结束变成粉红色）。

⑧Loader Unit 栏的 All Searches 为上料部各电机原点复位。

按下 Loader Unit 栏的 All Searches 复位（按钮闪烁，直到复位结束变成粉红色）。

⑨ 复位好后，按图中任意一个 Cancel 按钮进入 Main 主画面（图 6-11）。

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图 6-11　进入 Main 主画面