電池片工藝流程

1、電池片工藝流程一、電池片工藝流程：制絨(INTEX) 擴散(DIFF)-后清洗(刻邊/去P SG)-鍍減反射膜(PE CVD)絲網(wǎng)、燒結(jié)(PR I NTER)一-測試、分選(TEST E R+SO RTER)包裝(PACK I NG) 二、各工序工藝介紹：(一)前清洗1. REN A前清洗工序的目的：(1) 去除硅片表面的機械損傷層(來自硅棒切割的物理損傷)(2) 清除表面油污(利用HF)和金屬雜質(zhì)(利用HC 1 )(3)形成起伏不平的絨面，利用陷光原理，增加對太陽光的吸收，在某種程度上增加了 PN結(jié)面積，提高短路電流(Is c ),最終提高電池光電轉(zhuǎn)換效率。2、前清洗工藝步驟：制絨?堿洗？酸

2、洗？吹干Etch ba th:刻蝕槽，用于制絨。所用溶液為HF+HN03 ,作用：(1) .去除硅片表面的機械損傷層；(2) 形成無規(guī)則絨面。A 1 ka 1 ine Rinse：堿洗槽。所用溶液為KOH,作用:(1) .對形成的多孔硅表面進行清洗；沖和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液。Ac idic Ri nse :酸洗槽。所用溶液為HC 1+HF,作用：(1).中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液；(2 ) .HF可去除硅片表面氧化層(Si02),形成疏水表面，便于吹干；(3) . HCI中的CI-有攜帶金屬離子的能力，可以用于去除硅片VI 3頁表面金屬離子。3. 酸制絨工藝涉及的反應(yīng)方程式：

3、HNO3 + Si=SiO 2+N 0 x?+H2OS i 02+ 4 HF = S i F4+2H2OS i F44- 2 HF=H 2 SiF6Si+2KOH + H2O?K 2 SiO 3 +2H 24. 前清洗工序工藝要求(1)片子表面5 S控制不容許用手摸片子的表片,要勤換手套，避免擴散后出現(xiàn)臟片。(2) 稱重a. 每批片子的腐蝕深度都要檢測，不允許編造數(shù)據(jù),搞混批次等。b. 要求每批測量4片。c.放測量片時，把握均衡原則。如第一批放在1.3.5.7道,下一批則放在2 .4.6.8道,便于檢 測設(shè)備穩(wěn)定性以及溶液的均勻性。(3) 刻蝕槽液面的注意事項：正常情況下液面均處于綠色，如果一

4、旦在流片過程中顏色改變,立即通知工藝人員。(4) 產(chǎn)線上沒有充足的片源時，工藝要求：a. 停機1小時以上，要將刻蝕槽的藥液排到t ank,減少藥液的揮發(fā)。b. 停機15分鐘以上要用水槍沖洗堿槽噴淋及風刀，以防酸堿形成的結(jié)晶鹽堵塞噴淋I I 及風刀。c. 停機lh以上，要跑假片，至少一批(40 0片)且要在生產(chǎn)前半小時用水槍沖洗風 刀處的滾輪，杜絕制絨后的片子有滾輪印。（5）前清洗到擴散的產(chǎn)品時間：最長不能超過4小時，時間過長硅片會污染氧化，到擴散污染爐”1 3頁管，從而影響后面的電性能及效率5. 前清洗工序常見工藝問題常見故障原因及解決方法前清洗工藝刻蝕深度不穩(wěn)定a觀察來片是否有異常，或者來片

5、一批中是否是不同晶棒組成，因 為不同的片子會對應(yīng)不同的刻蝕速率。b查看溶液顏色，正常的顏色應(yīng)該是灰色偏綠。如果覺得顏色過淺，流假片，一般以40 0片為一個循環(huán)。然后測試4片硅片刻蝕深度。硅片表面有人面積黃斑觀察堿槽溶液是否在循壞,若沒有循壞，于-動打開循環(huán)（若冇循壞則 說明堿濃度不夠，需要補加堿（硅片表面有小白條觀察氣刀是否被堵，通過查看硅片通過氣刀卞方時表面液體有無被吹 干判斷。滾輪速度較低或較高a 一般我們要求滾輪在1.01 .2的速度下流片，因為過低的速 度會影響產(chǎn)量,過高的速度風刀很難將硅片吹干。所以如果滾輪速度小于1. 0 , 需要手動加液，一般按2升HF, 5升HNO3進行補液。同

6、時可以將溫度 提高，以1度為一個單位升高（可在5 8度之間進行調(diào)整）。但是對于 溫度的設(shè)定，我們一般選擇較低的溫度，因為較低的溫度下可以歹13頁得到很穩(wěn)定的化學反應(yīng),所以溫度一般不建議調(diào)高，b如果滾輪速度過高,在溫度降低仍不能滿足要求的情況卜:可以加水，但是僅能以2升為一個單位加入。前清洗工藝堿槽或酸槽不循壞觀察設(shè)備卜面的循壞平衡有沒有冒泡泡原因分析:a：可能風刀堵塞，使溶液跑到水槽2中；b:可能噴淋堵塞；c:可能濾芯堵塞；解決方法:a：先期在初始界面處可以發(fā)現(xiàn)各自對應(yīng)的模板，在“ r ea d y”"not read y "之間閃動,此時需要工藝立即補液（HCL:HF:

7、D|=3： 2:14;KOH:D I =1: 1 0）b:通知設(shè)備通風刀（冒泡泡）或清洗更換濾芯（補加了藥水后還沒循環(huán)，浮標沉到底部不起來）堿槽或酸槽流量變小工藝需要檢查槽中溶液是否滿,如果不滿則添藥液;如果是滿的,則通知設(shè)備檢查濾芯是否需要更換或清洗。流量突變，不能達到工藝設(shè)定流量前清洗流量會突然變?yōu)?,此時設(shè)備會報警，工 藝立即到現(xiàn)場通知生產(chǎn)停止投料，通知設(shè)備人員調(diào)試設(shè)備，然后處理設(shè)備中的硅片，挑出外觀未受影響的硅片繼續(xù)下傳，外觀受影響的隔離處理水紋片用手可以抹去的，檢查出料處滾輪的干凈程度，一般是出料處風刀中間段滾 輪出現(xiàn)污染，需要設(shè)備擦拭，如果不嚴重，流假片也可以將臟東西帶走。VI 3

8、頁(二)擴散1. 擴散工序的目的:形成PN結(jié)2、擴散工藝步驟：LOADING-HEAT UPSTABIL I Z E DEPOSITION-DRIVEINCOOL DOWN -UNLOADING3. 擴散工藝涉及的反應(yīng)方程式：P0CI3是目前磷擴散用得較多的一種雜質(zhì)源。無色透明液體，具有刺激性氣味。如果 純度不高則呈紅黃色。比重為1.67,熔點2?,沸點107?,在潮濕空氣中發(fā)煙。POCI3很 容易發(fā)生水解,POCI3極易揮發(fā)。P0CI3在高溫下(>60 0 ?)分解生成五氯化磷(PC 1 5 )和五氧化二磷(P2O5)生成的P2O5在擴散溫度下與硅反應(yīng),生成二氧化硅(Si0 2)和磷原

9、子由上面反應(yīng)可以看出，P0CI3熱分解時，如果沒有外來的氧(02)參與其分解是不充分 的，生成的PCI5是不易分解的，并且對硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態(tài)。但在有外來 02存在的情況下，PCI5會進一步分解成P2O5并放出氯氣(CI2)生成的P2O5又進一步與硅作用，生成Si02和磷原子，由此可見,在磷擴散時，為了 促使POC 1 3充分的分解和避免PCI 5對硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮氣的同時通入一 定流量的氧氣。P0CI3分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片表面,P2 0 5與硅反應(yīng)生成Si02和磷原子，并在 硅片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進行擴散。P0CI3液態(tài)源擴散方法具

10、有生產(chǎn)效率較高，得到PN結(jié)均勻、平整和擴散層表面良好 等優(yōu)點，這對于制作具有大面積結(jié)的太陽電池是非常重要的。4. 擴散生產(chǎn)流程取片(來料檢查)插片-一上舟擴散-卜舟一-卸片-出片5. 擴散工序影響因素及常見工藝問題管內(nèi)氣體中雜質(zhì)源的濃度;擴散溫度;擴散時間故障表現(xiàn)診斷措施擴散不到1、爐門沒關(guān)緊，有源被抽風抽走。1、由設(shè)備人員將爐門定位，確保石英門和石英管口很好貼合2、攜帶氣體人氮量太小，不能將源帶到管前2、增大攜帶氣體大N2流量3、管口抽風太大3、將石英門旁邊管口抽風減小擴散R?偏高1、擴散溫度偏低1、升高擴散溫度2、源量不夠，不能足夠摻雜2、加人源量3、源溫較低于設(shè)置20? 3、增加淀積溫度

11、4、石英管飽和不夠4、做TCA (4+1) n擴散R?偏低1、擴散溫度偏高1、減小擴散溫度2、源溫較高于2 0?2、減少擴散時間不減少淀積溫度擴散片與片之間R?不均勻1、擴散溫度不均勻1、重新拉擴散爐管恒溫擴散后單片上方塊電阻不均勻擴散氣流不均勻,單片上源沉積不均勻1、調(diào)整擴散 氣流量，加勻流板2、調(diào)整擴散片與片之間距離擴散后硅片有色斑1、甩干機擴散前硅片未甩干1、調(diào)整甩干機設(shè)備及工藝條件6 / 13 頁2、擴散過程中偏磷酸滴落2、長時間擴散后對石英管進行HF浸泡清洗6擴散注意事項(1) 、必須保證擴散間的工藝衛(wèi)生，所有工夾具必須永遠保持干凈的狀態(tài),(包括TEFLON 夾子，石英舟，舟叉，炭化

12、硅槳)擴散間潔凈度小于一萬級.(2) 、任何用具不得直接與人體或者其他未經(jīng)過清洗的表面接觸，石英舟或石英舟叉 應(yīng)放置在清洗干凈的玻璃表面上,sit槳暴露在空氣中的時河應(yīng)越短越好，所有作業(yè)必須在潔 凈窗中完成。(3) 、源瓶要嚴加密封，實施“雙人雙鎖"制，即工藝，制造員工各一把，換源時通知 巡檢，然后才可以更換。PoC 1 3會與水反應(yīng)生成P2O5和HCI,所以發(fā)現(xiàn)PC 1 3出現(xiàn)淡黃色 時就不可以再去使用了。磷擴散系統(tǒng)應(yīng)保持干燥，如果石英管內(nèi)有水氣存在就會使P2O5 水解偏磷酸,使管道內(nèi)出現(xiàn)白色沉積物和在粘滯液體，另外偏磷酸會落到硅片上污染硅片。(4 )、禁止每臺擴散爐四進四出。(5

13、)、在正常運行工藝時，舟在前進，切記不可以開斷點啟動。否則舟會停止, 不再前行進入爐管，但磷擴散卻會繼續(xù)。(6) 、擴散間傳遞窗的里外兩扇門不能同時打開，開門時不能用力過大，防止傳遞窗門破 裂，絕不允許通過傳遞窗進行交談。1絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)印刷由五大要素構(gòu)成，即絲網(wǎng)、刮刀、漿料、工作臺以及基片。刮刀的作用是將漿料以一定的速度和角度將漿料壓入絲網(wǎng)的漏"13頁孔中，刮刀在印刷時對絲網(wǎng)保持一定的壓力，刃I】壓強在10, 1 5N,cm之間，刮板壓力 過人容易使絲網(wǎng)發(fā)生變形，印刷后的圖形與絲網(wǎng)的圖形不一致，也加劇刮刀和絲網(wǎng)的磨損， 刮板壓力過小會在印刷后的絲網(wǎng)上存在殘留漿料。漿料是由功能組份、粘

14、結(jié)組份和有機載體組成的一種流體，功能組份一般為貴金屬或 貴金屬的混合物。載體是聚合物在有機溶劑中的溶液。功能組份決定了成膜后的電性能和機 械性能。載體決定了厚膜的工藝特性，是印刷臉和干燥膜的臨時粘結(jié)劑。功能組份和粘結(jié)組 份一般為粉末狀,在載體中進行充分攪拌和分散后形成膏狀的厚臉漿料。燒結(jié)后的厚膜導體 是由金屬與粘結(jié)組份組成。有機載體包括有機高分子聚合物、有機溶劑、有機添加劑等等。它調(diào)節(jié)了漿料的流變 性，固體粒子的浸潤性，金屬粉料的懸浮性和流動性以及漿料整體的觸變性,決定了印刷質(zhì) 量的優(yōu)劣網(wǎng)版是由不銹鋼織成不同網(wǎng)目大小的網(wǎng)紗及涂在網(wǎng)紗上的乳膠裝在網(wǎng)框架組成。網(wǎng) 版圖樣設(shè)計開孔處則將乳膠去除，刮刀

15、刷過網(wǎng)紗時町將施放在網(wǎng)版上的漿料透過圖樣開孔處 印在基材上，主要決定印刷厚度為乳膠厚度。絲網(wǎng)印刷時根據(jù)不同的網(wǎng)版張力、乳膠厚度、 刮刀下壓力量、刮刀速度、刮刀卞刀及離刀遲滯時間等等參數(shù)可得到不同的印刷厚度。此外, 漿料的粘滯性、基材表面的親疏水性、烘干溫度時間都會影響到印刷的高度及深度。2印刷參數(shù),PRINTING Alterna t e sq u e e gee單程印刷活ij刀向前運動印刷一片片子，向后返回 印刷下一片;Double sque e g e e兩次印刷：對每一塊片子向前印刷一次，再向后印刷一 次;Squ e egee and Flood印刷后回料（常用）;Flood an d

16、s q ueegee回料后印刷;,S C REEN Snapof f網(wǎng)版間距印刷時電池到網(wǎng)板的距離;Par k網(wǎng)版停止位置， 印刷完成后電池到網(wǎng)板的距離;Speed upward網(wǎng)板上升速度;QUEEGEE Down- s t op 刮板高度，這是印刷時刮刀的位置；&13頁Park刮板的停止位置，印刷和回墨完成后，印刷頭的停止位置;Pressure刮刀壓力; ,ADVANCEMENT Posit i on 1刮刀起始位置;Position2印刷后的返回位置;Po s ition3印刷后停止位置Positi o n4印刷后開始返回時位置，機器印刷時扌舌刀后退的開始位 置。,FLOOD S

17、UEEG E E Printing speed 印刷速度;Flood s peed 回料速度,X , Y Theta pie c e offs e t s網(wǎng)板位置在三個方向上偏移量。,Sn ap-off網(wǎng)版間距印刷時電池到網(wǎng)板的距離。這個參數(shù)關(guān)系到Z向電機的運 動，因為向下是正向,所以這個參數(shù)是一個負數(shù)。絲網(wǎng)間距的零點由壓力傳感器來決定,每次照 點時會進行一次零點的尋找。絲網(wǎng)間距的調(diào)節(jié)規(guī)律是設(shè)置值越人，透墨量越高，當?shù)竭_一定 高度時，油墨無法觸及承印物表面時就會造成印刷不全或無法印刷;設(shè)置值越小,透墨量越低, 當?shù)偷揭欢ǜ叨葧r，硅片無法在設(shè)定的脫離速度和真空的帶動下脫離網(wǎng)版而粘黏在網(wǎng)版上就 是

18、粘片；,Park網(wǎng)版停止位置，印刷完成后電池到網(wǎng)板的距離，這個參數(shù)也是個負數(shù)。此值設(shè)定 偏低時會造成網(wǎng)版在印刷完成后由于位置較低而刮花印刷圖形；,Speed u pward網(wǎng)板上升速度，這是Z向電機在印刷完成后從印刷位置向上移動至 停止位置的速度。此值設(shè)定過慢時，會使硅片來不及脫離網(wǎng)版而造成粘片；,QUEEGEE D o wn-s t o p刮刀高度，這是印刷時刮刀的位置，這個參數(shù)的零點以網(wǎng)版 承載漿料的一面為準，由于絲網(wǎng)間距和刮板高度為兩個不同的電機進行控制，所以他們并不與 snape-off相關(guān)聯(lián)，如果操作人員改變了 sn a p-o ff, 定要同步修改這個參數(shù)，但一般在 壓力模式下，此

19、值變更的意義不大；,Park刮刀的停止位置,印刷和回墨完成后，印刷頭的停止位置。Pressure刮刀壓力，印刷時括刀下降到Downst op位置，這9 /13 頁個位置的參數(shù)必須設(shè)置得比電池稍低（0.3-0.4mm應(yīng)該足夠了），這樣實際的壓力（左邊顯 示的數(shù)值）才能達到設(shè)置值。單位是牛頓，在壓力模式卞，印刷壓力越人，瞬時刮刀下降的位 置就會越低，很可能會遠超過0.3-0 .4mm,對網(wǎng)版和印刷質(zhì)量造成比較大的損害，所以在口 常設(shè)定印刷壓力時需以小為宜。實際參數(shù)設(shè)定時，壓力越人,承印量越小，壓力越小,承印量 越大，壓力的變化實際是刮刀位置的變化。3印刷工序注意點1、第一道背面銀電極，第二道背面鋁

20、背場的印刷和烘干，主要監(jiān)控印刷后的濕重;第三 道正面銀電極的印刷，主要監(jiān)控印刷后的濕重和次柵線的寬度。第二道道濕重過人，一方面浪 費漿料，同時還會導致其不能在進高溫區(qū)之前充分干燥，甚至不能將其中的所有有機物趕出 從而不能將整個鋁漿層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘黉X，另外濕重過大可能造成燒結(jié)后電池片弓片。濕重過小, 所有鋁漿均會在后續(xù)的燒結(jié)過程中與硅形成熔融區(qū)域而被消耗，而該合金區(qū)域無論從橫向電 導率還是從可焊性方面均不適合于作為背面金屬接觸，另外還有可能出現(xiàn)鼓包等外觀不良。 第三道道柵線寬度過大，會使電池片受光面積較少，效率下降,2、隱裂片:保持電池片背面和印刷臺面平整，注意各道印刷臺面和網(wǎng)版內(nèi)不要有碎片 等犬的

21、異物，必要時更換臺面紙，清洗網(wǎng)版并處理混有異物的漿料；,3、粘片:按照形式來分可以分為連續(xù)的粘片和非連續(xù)的粘片。對于連續(xù)的粘片，往 往是由于印刷參數(shù)設(shè)置不合理導致的，主要有s nap-of設(shè)置太低或者網(wǎng)版的PARK位置太 低，印刷壓力過人等原因，有時臺面真空不足也會造成此類問題,也有些情況下如果漿料的粘 度過大也會造成粘片，特別是對于攪拌不足的漿料尤其容易發(fā)生粘片;對于非連續(xù)粘片，一般 是正對某個臺面的問題，一般可能是由于臺面紙透氣性比較差，或者某個臺面的真空有問題;,4、結(jié)點和斷線:發(fā)生在3道，一般是由于漿料在網(wǎng)版內(nèi)停留時間較長，漿料變干, 聚集成大的顆粒，或者漿料內(nèi)有大的異物，刮 條經(jīng)過時

22、，人顆粒將網(wǎng)孔撐人，該部位印刷的漿料比其他部位多，形成所謂結(jié)點，而嚴重時 這些顆?；虍愇飼氯W(wǎng)孔，漿料無法透過，造成斷柵。一般用無塵布籠取松油醇擦拭網(wǎng)版。 頻繁出現(xiàn)時需要檢查漿料粘度是否過人，若漿料正常，則需更改相關(guān)工藝參數(shù)以解決，必要 時清洗或更換網(wǎng)版。4絲網(wǎng)印刷注意事項,1、保持印刷平臺的清潔，隨時清除平臺上的任何碎片和異物，防止產(chǎn)生碎片或 損壞網(wǎng)版。,2、及時清理行走臂和烘箱里的碎片，防止堵塞電機或產(chǎn)生新的碎片。,3、印刷臺上的貼紙要平整、干凈，否則易引起碎片或報警。,4、根據(jù)具體情況，及時調(diào)整印刷參數(shù)。,5、出現(xiàn)報警時應(yīng)首先查看報警信息顯示,然后采取相應(yīng)措施。,6、機器自動運行時不要打開或調(diào)用需手動狀態(tài)卞運行的軟件功能(如攝像校正，輸 入輸出顯示控制等)，否則會造成死機。,7、設(shè)備運行中禁止修改系統(tǒng)時間，否則會造成死機。5叩刷品質(zhì)，漿料本身的性質(zhì)對產(chǎn)品有很大的影響：1(1 )因為材料熱膨脹系數(shù)的差異，漿料成分的不同也會造成太陽能電池的翹彎問題；1(2)燒結(jié)后漿料的附著性也是一個問題，要通過拉力測試；1( 3)背場有鋁球形成，原因：? ?硅片表面織構(gòu)化過程時造成表面高低差過人；? ?干燥時間太短；1 "13 頁?在燒結(jié)時