硅太陽能電池的金屬化過程中,銀作為漿料的主要成分,降低銀消耗且不影響電池效率是重要目標。通過絲網印刷銀電極的表征等實驗,由此得知網版開口寬度的減小會導致電阻增加、柵線寬度變化等,這些都說明了網版線寬對印刷結果和太陽能電池性能的重要性。美能網版智能檢測儀AVT-4030集四大檢測功能為一體,用于檢測太陽能電池網版的各項特征包括:尺寸、缺陷、張力、膜厚,通過測量檢測,幫助客戶分析及改善制程,以提高電池片印刷質量。
絲網印刷銀電極的表征
從電阻、柵線寬度、光電縱橫比等多個方面對絲網印刷銀電極的表征進行了分析,揭示了印刷速度、網版開口寬度等因素對電池片柵線性能的影響。
平均橫向柵線電阻
對于每種漿料(A、B、C)展示了12個單獨的子組,每個子組對應不同的網版開口寬度和印刷速度。對于每個組,展示了中位數、最小-最大值范圍以及平均橫向柵線電阻在8-10個太陽能電池的120根柵線上的25-75% 四分位數(取決于制造過程中的硅片損耗)
平均橫向柵線電阻
比較兩種不同絲印網版的網格架構(380/0.014和480/0.011),當超過一定閾值時,網格架構的差異對電阻的影響較小。網版開口寬度的減小會導致印刷結構的橫截面積減小,從而限制橫向導電性,使平均橫向柵線電阻增加。印刷速度的增加會導致柵線幾何形狀受到更大的擴展,從而增加平均橫向手指電阻。
印刷速度對柵線寬度的影響
不同漿料(A、B、C)12個單獨的子組呈現出網孔,范圍從15到24 μm,印刷速度范圍從100到600 mms-1。通過比較不同漿料(A、B、C)的復剪切模量比值,可以解釋印刷速度對柵線寬度的影響。
不同漿料與印刷柵線寬度和相對擴展系數的關系
印刷速度對不同漿料印刷柵線寬度的影響不同。漿料A 的柵線寬度在印刷速度增加時無明顯變化;漿料 B 開始出現明顯相關性,柵線寬度隨印刷速度增加而增加;漿料 C 在印刷速度增加時導致過度擴展。
相對擴展系數與漿料特性有一定關聯,且較小的網版開口寬度會導致相對擴展增加。印刷速度、漿料的特性以及網版開口寬度大小等因素共同影響著印刷柵線的寬度和擴展行為。
印刷速度對光學和電學縱橫比的影響
不同的漿料(A、B、C)以及不同網格架構(380/0.014 和 480/0.011),三種不同的印刷速度(100到600 mm s-1)對應的光學縱橫比和電學縱橫比。
(a)光學縱橫比 ARo(b)電學縱橫比 ARel
漿料A 的縱橫比偏差比漿料 C 明顯增大,這表明縱橫比的偏差依賴于漿料的特性。上圖的數據結果表明,縱橫比受到漿料的屈服應力、印刷速度以及漿料特性產生影響,另外網格架構差異對縱橫比的影響較小。
絲網印刷的可重復性與穩定性
圖a柵線高度的相對偏差與柵線寬度的相對偏差之間的關系,來展示過程的可重復性。圖b中每個點代表一個顯微鏡圖像,點的分布形成的數據用于評估過程的穩定性。
(a)漿料-網版界面的粘附功與印刷柵線高度的偏差(b)橫截面積的偏差之間的關系
柵線高度的平均偏差與從網版表面分離漿料所需的功密切相關。隨著每通道網版表面面積上的粘附功增加,印刷柵線高度的偏差也增大。粘附功與柵線高度偏差呈現較為一致的變化趨勢,說明在一定程度上絲網印刷過程中某些因素的影響具有可重復性。觀察圖b數據點的分布情況,如果數據點分布較為集中,形成較為緊密的數據集合,說明在不同的實驗條件下,柵線高度和寬度的變化具有一定的規律性,即絲網印刷過程在這兩個方面具有較好的可重復性。
絲網印刷工藝
絲網印刷模型示意圖
進行絲網印刷時,設計印刷圖案并制作成網版。印刷時,在網版上鋪展漿料,刮刀的刀刃緊貼網版的絲網表面橫向刮動漿料,并施加適當的壓力使網版與硅片接觸,將漿料擠出網孔后黏附在硅片上。因為網版與硅片之間留有間隙,網版將利用自身的張力與硅片瞬間接觸后立即脫離硅片回彈,擠出網孔的漿料與絲網分離,在硅片表面按照網版的圖形限定區域黏附漿料。
網版開口寬度和柵線寬度在絲網印刷硅太陽能電池金屬化過程中起著至關重要的作用。通過優化這兩個參數,并結合漿料的特性和印刷速度等因素,可以提高絲網印刷的性能和穩定性,為硅太陽能電池的高效生產提供有力支持。
美能網版智能檢測儀
美能網版智能檢測儀AVT-4030集四大檢測功能為一體,用于檢測太陽能電池網版的各項特征包括:尺寸、缺陷、張力、膜厚。采用0.1μm光柵尺,實現線寬測量精度0.3μm,PT值測量精度2μm,提升網版質量。
- 尺寸、缺陷、膜厚、張力檢測集成化
- 網版檢測規格:≤220*220mm(尺寸可定制)
- 高分辨光學系統,精度高、連續性強、成本低、靈活性好
網版作為太陽能電池片柵線印刷工藝環節的重要模具,網版開口寬度對印刷過程有著顯著影響。不同的網版開口寬度與柵線寬度相互作用,影響著漿料在絲網印刷過程中的流動和轉移特性。網版的質量好壞直接影響電池片柵線質量,從而對太陽能電池片產生影響。「美能光伏」網版智能檢測儀配置豐富,一機多用,將尺寸、缺陷、膜厚、張力檢測集成化,通過測量及數據統計分析功能,幫助客戶分析及改善制程。
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