太阳能电池片丝网印刷知识点汇总

出现过一种降级的电池片，是由于刮刀有缺口，造成三根主栅上都有一条突起的刮痕，容易引起包装碎片和焊接碎片，希望各班引以为戒，发现相似的问题，及时更换刮条。

G档分类

1、扩散面放反：

Uoc:0.57—0.60 Isc：1左右 Rs:100-200左右 Rsh:10以内，约为1 FF：50以内（30-40） Irve1:12（也有正常的） Ncell:2%左右 主要参数特征：Irev1>12,Rs>100,Isc=1左右。

解释：扩散时下面和背面都成N型，但背面N型扩散的结浅，扩散面放反后，原下面的N型被Al掺杂为P型，原背面的浅结很容易被烧穿。 2、部分扩散：

Uoc:0.58—0.60 Isc:3—4 Rs:10—20 Rsh:10以内 FF：50-60左右 Irev1接近12 Ncell:10%左右 主要参数特征：Isc减小，Rsh<5,η=10

解释：与上一个情况类似，下面有很多浅的结（被遮住的部分），形成局部烧穿漏电。 3、正面粘有铝浆

Uoc 0.1左右 Isc:3左右 Rs负的 Rsh:0 Irev1>12 Ncell<1% FF:24—25

主要参数特征：Rs=-30mΩ, Rsh=0, Irve1>12 4、N型片或高度补偿

Uoc 0.02-0.06 Isc:5左右 Rs-20左右 Rsh:0 Ncell：2-3% FF:100—200

主要参数特征：Rs<0, Rsh=0, FF>100, Irev1=0.03

解释：N型片背面印刷铝浆后成为P+型，下面扩散后形成N+型，从而产生电流。 5、方块电阻偏大

Uoc 0.60-0.61 Isc:4左右 Rs:20左右 Rsh:10-20 Ncell：10%左右 FF:50—60 Irev1接近1

主要参数特征：Rs偏大, Isc偏小, Rsh偏小

解释：方块电阻不均的直接影响就是薄层电阻，此外应为方块电阻偏大，致使薄层电阻偏大，串联电阻增大。

6、方块电阻偏小

Uoc 0.2左右 Isc:3左右 Rs:-0.07左右 Rsh:0.2以下 Ncell：1%左右 FF:24多一点 Irev1>12 7、没有扩散

Uoc 0.0002左右 Isc:0.03左右（正常偏低） Rs=0或为负 Rsh<10或为0 Ncell：为0 FF:300-800 Irev1接近12或大于12

主要参数特征：电压和电流基本为0，串联电阻为0. 解释：没有P-N结。 8、银浆混合不均匀

Uoc 0.62左右 Isc:4.8左右 Rs=3-6 Rsh：60-90 Ncell：10%左右 FF:50左右 Irev1<0.2

主要参数特征：串联电阻偏大，短路电流偏小，并联电阻偏大

解释：玻璃粉偏少，银不能与硅充分结合，从而增大了串联电阻。并联电阻的增大是由于复合中心的减少（一般在金属电极与硅接触的地方会形成复合中心）。 9、刻蚀未刻透

Uoc 0.57左右 Isc:1左右 Rs=0左右 Rsh：1-2 Ncell：1-2%左右 FF:30-40 Irev1>12 10、刻过，将PN结腐蚀掉了。Irev1很大。 11、不明原因

Uoc 0.4-0.5 Isc:0.6-0.8 Rs:-2000左右 Rsh：1-4 Ncell：1左右 FF:30-40 Irev1>12 主要参数特征：Rs<1000mΩ, Irve1>12

解释：应为严重烧穿。 特殊：Uoc,Isc,Rs,Rsh,η,FF,Irve1>12

12、测试异常：Rs值达到数千，这应该是软件问题。重装软件时，DB和DATA不用拷贝，其它文件直接覆盖，Irev1=0，应该是反向偏压设臵错了。

13、周边未刻蚀。Rsh<1,Irev1>12

排查G档片原因的步骤：

1、看电性能参数，然后对照G档片原因分析表，看一下是否以前曾出现过类似情况，不过G档片分析表只能做为参考，不应当作证据指证任何工序。

2、观察外观是否有异常，如下： ①背场是否有滚轮印（4条），判断是否为RENA刻蚀不透。 ②观察是否为击穿和隐裂。 ③观察是否有边缘漏浆的现象。 ④观察是否背电极印偏的现象。

⑤观察是否有微晶现象（1厘米内的晶粒数多于10个）。 ⑥观察是否有手指印现象。 ⑦观察是否有断栅的现象。

⑧观察背场是否有特殊的图形和印迹。

⑨观察是否有刻蚀线，若没有可以尝试打磨。

3、观察烧结炉是否炉温存在异常波动，若Rs偏大的片子较多可以重烧。 4、观察测试是否有异常，将G档片放入其他线进行测试。

5、若为Rs偏大，可以更换网版刮刀浆料，有可能为浆料搅拌不均匀，或被污染或干浆料瓶料瓶底料。 6、片源是否为试验片，是否为板P，是否为返工片，是否前面有流程卡混乱的情况。

烧结炉进水压力和出水压力都在4-6之间，若有异常通知设备人员放水，同时观察过滤网是否有杂质附着，若堵塞，会进水，压力>6.5，出水压<4.

在做板式PECVD出来的硅片，将会有4个对边分布挂痕，在丝网印刷的第一台背极印刷，放片时，要尽可能将挂痕压在主栅线上，这样使PECVD尽可能不影响硅片的外观。

烘干炉停下以后，降温以后，再启动容易在炉顶上凝结，有机物液滴，有可能滴到片子或托盘上，需要事先擦一下，特别是背场烘干炉。

排查G档片原因和步骤：

一、扩散面放反和未扩散电池片的区分（多晶）

1、电性能上，放反和未扩散是没有差别的，均为无Uoc,Isc,Irev1>12，这里的无Uoc,Isc是指Uoc

原因：因为无论是未扩散还是放反，在电池片的正面都没有形成有效的N层，即没有PN结，所以没有Uoc,Isc，又因为电池片为基片，姑子一个P型半导体，是可以导电的，所以正面和反面短接，Irev1>12.

2、外观上，放反的电池片是在二次清洗完成以后至PE镀膜之前，由于特殊原因造成扩散面（N型）向下，非扩散面（P型）向上，在非扩散面镀膜，当测试时光线照在非扩散面时，根本没有电流产生，所以效率接近0.在外观上，放反的电池片扩散工艺正常，二次刻蚀也正常，所以在扩散面的边缘会有刻蚀痕迹出现，当扩散面放反时，这些刻蚀痕迹会出现在电池片的背面，但是背面我们会印刷上背电场，在背电场的边缘会有刻蚀痕迹。

而未扩散的电池片，由于没有进行扩散，所以没有形成磷硅玻璃，而磷硅与玻璃具有亲水性，能够吸附HF和磷硅玻璃以及磷硅玻璃以下的硅层反应，进而把PN结去除，如果没有磷硅玻璃，电池片的表面呈现钝化效果，所以阻碍了HF和硅层反应，所以此时，从外观上看，电池片的正面和背面都没有刻蚀痕迹。

3、P-N型。通过使用万用表测量电池片的P-N型，也可以断定为何种G档片，未扩散的电池片，正反面都没有PN结，即都不存在N型导电区域，所以在使用万用表测量其表面电阻时，它的值应在104Ω左右。而扩散面放反的电池片，其正面也是P型区域，表面电阻为104Ω左右，但背面应该存在N型区域，用万用表测量表面电阻时，就在10Ω左右。

引起Rs偏大的原因：1、若发现某个时间以后，突然整体偏大，或是间断性出现Rs偏大，是很有可能为印刷效果不好造成栅线和硅片之间没有形成合金层，有空隙，造成Rs偏大，而此时的印刷效果与压力很相关，将压力增大，然后再等一会，观察效果，一般会好转。2、一般Uoc,Isc偏低的Rs大的G档片，有可能为烧结原因造成的。而Uoc,Isc偏高的Rs大的G档片有可能为方块电阻偏高的原因造成的。

高串联电阻片：

烧结后的电池片，经测试，串联电阻高达10uΩ以上。

原因：一是烧结温度与正电极浆料不匹配；二是正电极浆料被污染；三是由于正电极印刷不良；四是方块电阻异常。

处理方法：首先停止正电极印刷后硅片的流出，检查烧结工艺是否有报警，然后用调墨刀把正电极网版底部的浆料铲出去，添加新浆料试印刷5片流下去看效果，如果串联电阻还是比较高，重新换掉网版试印刷5片流下去看效果，问题还没有解决的话重新开一瓶新浆料。测方块电阻，取3片Rs>10mΩ，再取Rs正常的2片电池片去测量方块电阻进行对比，若有差异（即Rs偏大与方块电阻的数值偏大正相关），则说明这是由于方块电阻异常偏大所导致的Rs偏大，通知扩散工艺员。

需要我们对前道工艺有所了解。（比如各个中心方阻控制在多少，是双面扩还是单面扩，大绒面和小绒面，酸制绒和碱制绒，干刻和湿刻都需要了解清楚）

如果测试机有问题，先走标片，再走重复性，最后互测，观察是哪一个参数有异常，如果是串联电阻互测偏差较大（大于0.5mΩ）引起填充因子的偏差，就需要通知设备人员到场解决。

如果烧结炉有问题，炉温波动较大（温度波动超过6℃）升高炉温或是降低炉温观察一下效果。

第三台丝印机有问题，先更换浆料观察效果，再调节印刷参数观察效果。然后再排查一下前两台印刷机是否有问题。 工艺员的处理原则：

先搞清楚问题是否真的发生。 问题为什么发生。

善后和避免此类问题再次发生

排查异常情况的原因时最常用的，最有说服力的方法就是对比实验： 测试系统的互测（10片） 烧结炉的精确对比（20片） 丝印+烧结的精确对比（20片）

丝印整条线的精确对比（100-200片）

在遇到突发的异常情况时：

先看一下从其他线拿几片电池片在出现异常的生产线测试一下，排查一下测试 在看一下烧结炉温图像是否有异常 再看一下正电极是否刚加入浆料。

分析异常电池的方法有：

电性能/数据趋势分析

外观（包括测试栅线宽度） EL测试 方块电阻 PN型测试 打磨/重烧

电性能/数据趋势分析：

开路电压、短路电流和漏电是实测的值，即便是异常电池片这三个值也是可以反映电池片的性能。 而串联值和填充因子是通过IV曲线来模拟近似计算出来的结果，在测试异常的电池片时IV曲线可能是较特殊的曲线，而此时模拟近似处理的结果有可能就不准确了，例如：串联成百上千，或是负数等，只能作为参考值。 常见的问题可以通过数据趋势的分析大概得到结论，从而节省了排查时间，提高准确性。

常见问题：

理论上每一片电池的电性能都是不同的，他们的温度和光强也是不同的。如果发现他们的测试结果有一项一直是相同的，这就极有可能是测试机出现了问题。

例如测试温度一直是一样的，那就有可能是测温探头失灵了。

光强一直是一样的，那就有可能标片上有异物盖上了，或是氙灯坏了。 无开压和短流，而且漏电很大的情况极有可能为放反或是未扩散。 开压短路低一些，而且串联电阻偏低的情况有可能为片源问题。 短路电流偏高而串联电阻偏高，有可能是栅线印刷过窄造成的。 短路电流偏低有可能是栅线印刷过宽造成的。

开压和短流偏高，串联很高，有可能是方阻扩散较大造成。

开压短流正常，只有串联很大时，有可能是浆料问题也有可能是烧结炉的问题。

如果一条线和另一条线相比串联很稳定，只是稍大1mΩ左右，有可能是测试串联偏大，有可能是烧结炉温设定的问题，也有可能是栅线宽度的问题，也有可能是浆料轻微污染。

外观排查：

观察电池片的边缘是否有漏浆（漏电大） 观察电池片是否有印裂（漏电大） 观察电池片是否有击穿（漏电大） 观察电池片是否有边框拉毛（漏电大）

观察电池片是否严重的网纹（效率低，漏电大） 观察电池片是否有微晶（效率低，漏电大）

观察电池片是否有黑边（黑边很重，有可能漏电大；没有刻蚀痕迹，也可能漏电大，但打磨有效） 观察电池片背面是否有滚轮印（有可能漏电大） 观察电池片背面是否有铝刺

观察电池片背面是否有鼓包（温度过高，印刷不均匀或浆料搅拌不均匀） 观察电池片背面是否有脱落和掉粉

观察电池片背面边缘是否发白（PE绕射）

观察电池片是否有正电极脱落背电极（印刷过厚） 测量电池片的细栅线宽度是否超过范围（120μm）

外观排查总的原则是：不影响电性能，不影响包装碎片，不影响焊接

EL测试：

EL正偏发亮的区域表示此区域结特性正常，发暗的区域表明一种可能是这个区域的少子寿命很低，载流子无法起到传送电流的作用，另一种可能是这个区域电极和电池片之间的接触电阻很大，还有一种可能是没有形成pn结。 EL反偏发亮的区域的区域表明该区域有漏电，发暗的区域表明该区域没有漏电。

方块电阻

使用四探针测试未烧结之前的电池片更有说服力。单晶方阻45±5 多晶方阻54±6是目前扩散的正常方阻。 但是如果在烧结之后测试到方阻为70以上的时候，这就说明方阻有问题。

pn型测试

使用万用表的KΩ档，测量其表层的电阻值。

1，如果电池片表层有氮化硅层，而氮化硅层不会导电，将会影响其测量的阻值。所以需要使用探头将电池片表层反复磨蚀，去掉氮化硅的颜色才可以进行测量。 2，两个探头间相距0.5cm左右

3，当测得的结果为10~100Ω左右时，即为N型导电层； 当测得的结果为10000Ω左右时，即为P型导电层。

N型导电层导电电阻值低的原因：

1，在扩磷的过程中，扩散面相对与基底为重掺杂，所以产生的导电离子较多，所以电阻值会降低。 2，N型导电粒子比P型导电粒子更为活泼，导电能力更强。

正常情况下电池片正面为n型，电池片的背面为p型，如果测试到电池片的正面为p型则说明正面没有扩散进入磷，或者是扩散的磷被刻蚀掉了。

打磨/重烧

针对漏电较大的电池片，而且外观上没有看到刻蚀痕迹，EL图像显示漏电发生在电池片边缘，可以进一步进行打磨，但是要注意一下几点：

使用细砂纸进行打磨，否者容易蹦边。

电池片的每一个边缘都必须要打磨到，导角处也一定要打磨干净。 丝印的返工片不需要打磨，它肯定没有效果。

针对怀疑没有烧结透的电池片，可以重烧一下。重烧之前需要测试电性能，以便和重烧后的电性能对比。重烧的时候需要在电池片下面垫上假片，防止背场铝珠。如果重烧以后串联降低，则有可能是未烧透；如果重烧后串联增加，漏电增大，则有可能是过烧了。

漏电原因

1、印刷铝浆时网版的漏浆及承印面感光纸没有及时更换所致。2、表面杂质：主要是生产过程中环境因素影响，在镀膜面上留下杂质，印刷时如果和电极重合，在高温烧结时进入PN结导致漏电。3、浆料污染：银浆长期暴露在空气中，多次印刷过程中有杂质混入，最终表现出来漏电。4、烧结温度的控制，如果烧结温度过高或是硅片本身某个区域有很深的制绒深洞，在烧结时则会造成烧穿，Irev1增加。5、扩散时，某些区域扩散的P很薄，或是没有扩散，则会造成正极和背场导通造成Irev1很大。6、在硅片的生产传递的任何一个环节，对硅片的污染（即便戴上乳胶手套或是吸笔的碰触）均会引起Irev1偏大。单晶更为明显，板P更为明显。7、微晶片（1厘米内晶粒数目达到或超过10个），在有微晶的位臵，杂质C和O含量较高，更容易造成Irev1很大。8、网纹存在的位臵氧含量较高，更容易被腐蚀，绒面更深，所以外观上发暗，也更容易击穿或是Irev1偏大。9、硅片本身的杂质含量较高的硅片强烈依赖背场的钝化和吸杂，若存在背场或是背电极印偏的情况有背面没有被背场Al浆所覆盖的话，这个区域由于没有经过钝化和吸杂容易出现Irev1偏大。

烧结炉温度波动较大：

10-30度属于炉温异常波动，在有电池片在炉内的情况之下，一般炉温波动在5度以内，基本是直线，高功率的加热区所使用的加热管易出现这种问题，烧结炉长期关闭冷却，重新使用时和新换上高功率的加热管时易出现这问题。

原因：当烧结区温度过高时，达到温度控制的上限时，加热管所显示的功率逐渐接近0%，表示加热管停止工作。此时，炉温开始下降，烧结区的温度急剧下降，降到烧结温度的控制下限以下，此时加热管全速启动来加热升温，加热管所显示的功率由0%上升到最大值（一般设定为70%），很快烧结区的温度又变得过高，达到和越过温度控制的上限，如此循环往复，炉温记录曲线图象接近正弦波，周期为4.5min.

解决方案：1、炉温波动过在大的本质是，加热管功率剧烈起伏，接近于共振，而解决共振的一个方法便是扰动，将烧结炉彻底关闭冷却，再重新启动，相当于一次彻底的巨大的干搅，但不是一定会好转。2、在烧结区的炉温超过下界时，加热管的功率加大，正在全速加热时，通过减小加热管输出功率的方法，减缓炉温上升的速度，使炉温慢慢上升到平均值，进而达到稳定，但是容易造成炉温剧烈波动，引起G档和DE档片，同增，要谨慎使用。3、通过控制输出功率的大小的将炉温维持在比较稳定的水平，维持一段时间炉温比较稳定。

炉温急停的处理方法：

1、通知设备尽快将传送带启动，将所有烧结炉内的电池片取出。在取出的过程中要注意，接近出口的3-5片可以正常流入测试，背场发黄，变色或是部分发黄变色，为过烧，过烧的电池片也不必截下，都可以交给质量组长进行外观判断。

2、将其它所有烧结炉内的电池片尽快取出（保证正面对正面，背面对背面，防止将正面污染，造成Irve1档），如果烧结停顿时间过长，取出未烧透的电池片，流出时会有背电场脱落，正电场部分脱落的现象，将这两类片子取出待处理，将其它片子取出，再次流入烧结炉，取出后交给质量组长进行外观判定。

3、将栅线脱落的电池片交给质量组长进行外观判定。

4、将背场脱落严重的电池片，背场刮净待以后重新印上背场，背场部分脱落，又无法刮净的电池片交给质量。

5、统计由于烧结急停造成的碎片，由栅线脱落背场脱落，铝珠，弯曲等造成碎片，以及印残（栅线脱落等造成的印残）。

6、重新开线，确认炉温，冷却水等。取片子时，针对那些背场未烧透，发白的电池片，要用泡沫盒或用插片盒装盛，此时的背场极易脱落和划伤，小心拿取，且不益存放时间过长，应及时处理。

7、烧结炉报警灯的顶端红灯若是亮起，代表烧结炉在2分钟以内肯定会停止工作，要通知丝印，停止生产。

加热管的结构形式：

为实现烧结段的温度尖峰，需在很短的炉膛空间内布臵足够的加热功率，目前，有短波孪管和短波单管两种结构可以选择，其线性功率密度均达到60KW/m2。虽然短波孪管拥有更高的单根功率（相当于两根单管并联），但由于其制造工艺复杂，对石英玻璃管的质量要求更高，制造成本约是单管的2.5倍。因此，在实际使用中，大多采用单管。

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