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隨著 EL (電致發(fā)光)檢測技術(shù)在電池片和組件的生產(chǎn)過程中的普及應(yīng)用,以及終端客戶對光伏電池組件的外觀和性能要求不斷加嚴(yán),電池片的斷柵、虛印不良已成為重要的異常反饋項目。虛印、斷柵不僅影響外觀,而且降低了電池片效率,因此要從印刷的原理入手,充分考慮現(xiàn)場作業(yè)的方式,做好各關(guān)鍵點的控制。

在印刷baccni機(jī)臺進(jìn)行印刷和測試的規(guī)?；a(chǎn),有不同目數(shù)膜厚線徑的網(wǎng)版供選擇實驗,刮條分條形刮條和板刮供實驗,印刷參數(shù)可根據(jù)要調(diào)節(jié)。絲網(wǎng)印刷的原理是通過刮條擠壓特定圖形的絲網(wǎng)彈性形變后將漿料滲透在要印刷的材料上的一種印刷方式。常見的正極圖形由主柵線和副柵線組成,柵線的重要用途是收集電流,虛印、斷柵區(qū)域的電流沒有被收集到,電池的效率會降低,在 EL 測試時則更能準(zhǔn)確地體現(xiàn)。外觀斷柵、虛印的重要表現(xiàn)是柵線印跡中斷或模糊,如圖1和2,

而絲網(wǎng)參數(shù)設(shè)置不正確,網(wǎng)版線寬與漿料不匹配,網(wǎng)版堵塞,刮條磨損,漿料粘度過高或變干,硅片線痕等均會不同程度地造成斷柵、虛印。本文從涉及絲網(wǎng)印刷的印刷參數(shù)、網(wǎng)版、刮條、漿料等方面進(jìn)行實驗。

設(shè)置合理的印刷參數(shù):絲網(wǎng)段的重要質(zhì)量控制點有圖形印刷的完整性和漿料濕重滿足工藝要求兩個方面。而絲網(wǎng)參數(shù)的設(shè)置對這兩個方面均有重要的影響。

第一,印刷高度過高可能會導(dǎo)致絲網(wǎng)版破損、虛印,過低可能會造成虛印、斷柵、毛邊等現(xiàn)象。所以印刷高度要在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),一般來說在硅片穩(wěn)定、網(wǎng)版彈性固定的時間內(nèi),印刷間距越高,漿料印刷的越厚,濕重越大。

第二,印刷壓力 P 過小,會導(dǎo)致虛印、斷柵;過大會導(dǎo)致網(wǎng)版及刮刀變形,使用壽命縮短,電池片隱裂,所以選擇合適的壓力值可以提高印刷質(zhì)量、降低成本。在印刷高度、硅片穩(wěn)定、絲網(wǎng)彈性固定、刮刀硬度一定的條件下,在可調(diào)范圍內(nèi),印刷壓力越大,印刷厚度越薄,濕重越輕。在 BACCNI 設(shè)備上印刷壓力建議值70-90N。

第三,印刷速度是指印刷過程中的刮刀移動的速度,速度過小,會降低印刷效率;過大會出現(xiàn)毛邊、虛印。印刷速度建議在190mm/ s 至220mm/ s 之間。因此在日常的印刷中要尋找合適的印刷參數(shù)才能取得效率提升和外觀良好的雙重效果。這里使用比較好的一組參數(shù)是絲網(wǎng)間距設(shè)置在1.2mm,壓力在80N左右,印刷速度為220mm/ s 。

是取得較大的高寬比,即柵線既高又細(xì),這要網(wǎng)版與漿料有效配合。之前存在一種現(xiàn)象是為降低印刷重量,一味降低網(wǎng)版線寬,而搭配的漿料較黏,頻繁出現(xiàn)斷柵和虛印現(xiàn)象,而部分虛印電池片在正面垂直檢驗時又很難發(fā)現(xiàn),極易漏檢。

實驗前使用的網(wǎng)版為400目18膜厚37線徑,現(xiàn)優(yōu)化為360目16um膜厚37線徑網(wǎng)版,過墨性提高,漿料固定為杜邦18H,配以合適的絲印參數(shù)及產(chǎn)線的有效監(jiān)控,明顯地改善了絲印外觀質(zhì)量。同時由于之前使用的條形刮條易磨損,且要6小時更換一次,現(xiàn)引進(jìn)一種新型刮條,由于接觸面大,耐磨損,不僅降低了斷柵、虛印出現(xiàn)幾率,并且其壽命為一般刮條的10倍左右,,上方為常規(guī)條形刮條,下方為改用的板式刮條。

形成標(biāo)準(zhǔn)的印刷作業(yè)規(guī)程:首先要做好網(wǎng)版的清潔和漿料的粘度管控,操作人員在生產(chǎn)一定數(shù)量的電池片時需抬高網(wǎng)版進(jìn)行擦拭,擦拭的時候注意手法:由中間由四周擦拭,再繞四周擦拭,確認(rèn)網(wǎng)版清潔后先進(jìn)行1-3片的試生產(chǎn),通過45O觀察電池片柵線是否有虛印、斷柵現(xiàn)象。同時在更換新網(wǎng)版時,在參數(shù)調(diào)整合適后,進(jìn)行5片左右的外觀檢查,同時進(jìn)行 EL 測試。漿料使用需按照少量多次的原則進(jìn)行添加,若周邊漿料變干,應(yīng)及時鏟出進(jìn)行處理后再行使用。其次新增對燒結(jié)后的 EL 測試監(jiān)控,建議每小時至少10片以上,如有異常立即停止生產(chǎn)進(jìn)行異常批次隔離并排查解決。另外在新材料新工藝驗證期間應(yīng)適當(dāng)新增抽測頻率。

片的體電阻,薄層電阻,金屬電極電阻,歐姆接觸電阻。正常單晶電池片的Rs值在1.00毫歐姆左右,可以在程序中設(shè)置將 Rs 大于一定值(建議1.5毫歐姆)的分選到某個檔位,這樣通過對該檔位的比例監(jiān)控即可快速預(yù)警虛印等異常問題。Rs 偏大通常有以下表現(xiàn)情況:

1.若發(fā)現(xiàn)某個時間段開始,整體偏大或間斷性出現(xiàn) Rs 偏大,很可能是因為印刷效果不好造成柵線和硅片沒有形成合金層,有空隙導(dǎo)致歐姆接觸不好。

2.伴隨開路電壓和短路電流偏低的 Rs 偏大,可能為燒結(jié)原因造成,而伴隨開路電壓和短路電流偏高的 Rs 偏大,可能為方塊電阻偏高。一般前制程比較穩(wěn)定,若某段時間持續(xù)出現(xiàn) Rs 偏高的一般均為 EL 虛印造成,顯示了一段時間 Rs 偏高,效率下降,測試對應(yīng)電池片 EL 圖片虛印嚴(yán)重。通過以上4個方面對應(yīng)措施的執(zhí)行,實驗后成品檢出的斷柵、虛印外觀不良率由原來的0.47%的降級不良率將至0.21%,降低了一半以上,改善明顯。

結(jié)論：通過對絲網(wǎng)參數(shù)的研究,絲網(wǎng)物料的搭配,絲網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)規(guī)程的建立, Rs 的監(jiān)控能大幅度地減少絲網(wǎng)印刷出現(xiàn)的斷柵、虛印問題。各項措施要按規(guī)定執(zhí)行,預(yù)防為主,減少批量不良。同時加裝自動檢測設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)控已成為智能制造的趨勢。

原標(biāo)題：電池片斷柵虛印改善