晶體硅太陽能電池的絲網印刷技術

安艷龍++劉世元

摘 要

在實施晶硅太陽電池生產制造期間，最為主要的環節就是硅芯片基板的金屬化這一工藝，是晶硅太陽能電池形成電極的過程，也對電池能量的轉換效率具有較大的影響。當前，通過不斷的研究以及大量的實踐經驗表明，針對硅芯片實施金屬化采取絲網印刷技術是最為理想的方案，滿足太陽電池生產的需求，成為首要的重要工藝技術。基于此，本文針對晶體硅太陽能電池的絲網印刷技術展開詳細的分析，并提出科學的質量控制舉措，旨在為實踐工作提供有價值的理論借鑒。

【關鍵詞】晶體硅 太陽能電池 絲網印刷技術 分析及探究

目前對太陽能電池生廠商而言面臨兩極分化的挑戰，首先急需提升太陽能電池的功率，使得單位面積的發電量不斷增加。其次為在不增加有關投資的情況下，利用現有的工藝對總體生產力進行提升。在實施金屬化期間，絲網印刷技術作為一項優化工藝，應用此技術制作太陽電池板的背以及正電極、背電場的生產工藝獲得到了廣泛的應用，并且工藝逐漸完善成熟，在當前以及未來的發展中，成為太陽能電池制作重要的加工方式。

1 絲網印刷技術概述

絲網印刷技術主要是指經刮條擠壓絲網彈性形變，于需要進行印刷的材料上對漿料漏印，作為良好的印刷方式，成為當前應用較為廣泛的電池工藝。通過實施絲網印刷的舉措，把存在金屬的導電漿料經絲網網孔于硅片上展開壓印，進而產生電極或電路，最后把光生電子從電池內導出。將金屬漿料印于已產生p-n結的多晶硅硅片上面，實施背面銀鋁漿印刷以后產生了背電極，進而利于組件的焊接。實施第二道印刷鋁漿，形成重摻雜獲得P+層，由于鋁背場將載流子復合有效減少或者削弱，增加對正電荷的收集進而提升開壓。實施第三道印刷銀漿，主要目的為促進對電子的吸收產生上電極，如圖1所示。

于電池的反面采用銀漿印刷背電極獲得電池片的背電極。對背電極印刷提出的有關的漿料要求包含以下幾方面：背電極是電池的物理正極，必需具備較強的焊接性能。并且采取的背電極漿料，通常應用Ag漿，也可應用Ag/A1漿，應用的優勢為一方面具有較低的成本，另一方面焊接性能較強。其中背電場的功能為，A1是一種P型雜質，在燒結完畢以后能夠于背面擴散產生P+層，利于構建起P+P結，進而有效抑制電子向背面運動，在進行工業化生產期間，常采用的背電場漿料一般為鋁漿。于電池片的正面，采用銀漿料印刷一排間隔均勻的主電極、細柵線。其中電池的物理負極為正面電極，柵線的功能為對電流實施收集，正電極的發展需要將又高又細作為目標。主柵的功能除了針對電流實施有效收集以外，其應具備較強焊接性功能。通常在工業化生產期間，銀漿是正面電極用到的漿料。

2 太陽能電池生產工序中絲網印刷技術的應用價值

硅太陽電池生產包含的工序列舉如下：硅片、前清洗、擴散、后清洗、PECVD、印刷背電極（烘干）、印刷鋁背場（烘干）、印刷正面電極、燒結、測試分選。作為太陽能電池生產環節中必不可缺少的關鍵工序內容，絲網印刷的工作主要有印刷背電極、鋁背場以及正電極。印刷質量的好壞與否，對電池片的性能包括電池片外觀等均可構成直接的影響。因此，充分獲得較高的印刷質量是重要的工作。

經采取絲網印刷形式，推動包含高度化學活性的金屬漿料于硅片上面進行印刷，并且在徹底烘干的情況下，保持金屬漿料處于固化狀態中。采取高溫加快燒結的方式，使活性物質作為輔助渠道，推動在金屬、硅片表面產生合金層，最后獲取有效接觸并產生鋁背場。

3 絲網印刷技術質量控制舉措

在工業化生產期間，為了充分確保電池片印刷具有較高的質量，應該要掌握好電池片抽測印刷漿料的重量，同時保障圖形印刷具備完整性。重點的檢查工作為以下內容，包括背電極印刷圖案完整性、線條流暢性、有無發生偏移或者漏漿問題、是否存在硅片崩邊狀況；背電場印刷圖案完整性，是否存在偏移、漏漿、崩邊情況，有無漏硅、缺失、脫落問題，以及是否具有鋁珠、鋁苞或者鋁刺等情況；正面電極印刷圖案，檢查是否缺損、具有偏移、毛邊或者崩邊和斷線問題，以及主電極缺失和正電極翹曲等現象。加強質量管理，充分提升對每一程序印刷重量以及外觀檢測的重視度。

4 絲網印刷技術未來的發展形勢

伴隨太陽能光伏產業不斷壯大規模的形勢，為了獲得更高的工作效率以及經濟效益，工藝的流程會逐漸增多，對高產量、針對更薄硅片的能力進行處理等內容會具有更高的關注度。當前晶體硅太陽能電池工廠的產量約為每小時1500硅片的效率，業界將每小時最少3000硅片的生產效率定為未來的發展目標，所以需要采取先進機械自動化技術實現最小的破片率針對硅片展開處理工作。基于此，要求絲網印刷相關工藝具備更高的速度，并且充分保障線條的寬度以及對齊方式等具有原有精確度。伴隨硅片越來越薄的發展形勢，也會相繼促進不斷提升軟處理技術，進而從整體上實現對由于硅片越來越薄而出現易碎問題的處理，推動硅片高質高量的制造生產。

5 結語

在太陽能電池生產工序中，絲網印刷技術的應用具有重要的實際意義。作為一種應用在積淀金屬線的重要技術，晶體硅太陽能電池絲網印刷具備較高的成本效益，當前于工業化生產工作期間已經獲得普遍的應用實踐。當前的絲網印刷系統集高度自動化、高產量以及超薄硅片處理能力于一體，通過不斷的應用與實踐，并展開更加深入的研究，會促進晶體硅太陽能電池絲網印刷技術的不斷發展以及完善，進而獲得更高的電池效率以及實現降低太陽能電力成本的更高目標。

參考文獻

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作者單位

衡水英利新能源有限公司 河北省衡水市 053000