丝印知识点汇总 分析方法

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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。