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XINYU UNIVERSITY毕业设计（论文）（ 2012 届）题目多晶硅太阳能电池丝网印刷工艺二级学院太阳能科学与工程学院专业新能源科学与工程班级材料工程班学号**********学生姓名严回春指导教师詹长军新余学院教务处制目录目录............................................................. I I 摘要 . (I)Abstract (II)第1章丝网印刷的发展 (1)1.1 丝网印刷的起源。
(1)1.2 丝网印刷在世界各国的发展。
(1)1.3 我国现代丝网印刷的发展 (2)第2章丝网印刷概述 (4)2.1 多晶硅太阳能电池丝网印刷原理 (4)2.2 丝网印刷的特点 (5)2.3 有关丝网的术语 (7)2.4 丝网印刷对丝网性能的要求 (9)2.5 丝网印刷的应用 (10)第3章多晶硅太阳能电池丝网印刷的三步骤及各图形的优缺点 (13)3.1 背电极印刷及烘干 (13)3.2 背电场印刷 (14)3.3 正电极印刷 (14)第4章多晶硅太阳能电池丝网印刷常出现的问题及处理方法 (16)4.1 一道背电极印刷： (16)4.2 二道背场印刷： (16)4.3 三道正电极印刷 (17)4.4 烧结 (18)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)多晶硅太阳能电池丝网印刷工艺摘要太阳能是一种清洁的可再生能源，以光伏效应为基础的太阳电池有着美好的应用前景，其中，丝网印刷太阳电池的制作工艺在高效，低成本太阳电池的研究和生产中有着重要的地位。
丝网印刷技术从本上世纪70年代开始产生并发展，由于其相对简单的生产工艺，在市场上确立了优势。
而丝网印刷也有各种不同的制造工艺，其中我们运用的是一种最简单的工艺，它也被一些生产厂商和实验室改进并提高。
但是所有的改进和变化都是为了获得更高的转换效率和更低的成本，所以许多的改进工艺已经运用于经济生产活动，而更多的还只是停留在实验室阶段。
丝网印刷和烧结工序介绍对于晶体硅太阳电池来说，丝网印刷和烧结是最后两个工序。
为输出电池光电转换所获得的电能，必须在电池上制作正、负两个电极。
所谓电极，就是与电池p-n结形成紧密欧姆接触的导电材料。
一般用丝网印刷的方法制作电极，然后再经过烧结工艺，干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。
电极与硅基体粘接的牢固程度，是太阳能电池性能的主要指标之一。
这两个工序对于太阳能电池的效率以及成本有着重要的影响，网版浆料的选择在整个太阳能电池的生产中都有着重要的低位。
下面我们针对丝网印刷和烧结工序进行一下基本的介绍：一、丝网印刷基本介绍1.丝网印刷的原理丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。
通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。
当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上。
丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。
换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的。
对太阳能电池而言，丝网印刷是通过刮刀的运动将浆料印刷到硅片上的一种印刷方式，是太阳能电池制造过程中最常用的制作正负电极的方式。
相比较其他的方式（如溅射等）具有以下优点：①设备简单，易于实现②成本较低2.丝网印刷的设备及作用丝网印刷中，每道都使用不同的网版，网版的设计对银浆的耗量以及效率的影响有着重要的作用，下面针对网版的各项参数做一下重点介绍。
二、丝网印刷网版参数介绍一般情况下，太阳能电池使用网版的外形如下图所示，是由不锈钢丝网编织而成。
丝网印刷网版主要参数指标包括以下几个方面：1.网版目数：网版目数的是每平方厘米(cm2)丝网所具有的网孔数目。
用来表征网版网孔的大小，目数越大，网孔越小，其他条件相同情况下下墨量越小。
同时目数大小对应网版的疏密程度，影响网版的使用寿命。
太阳能电池片工艺流程及原理一、简介太阳能电池片，作为太阳能光伏发电系统的核心组成部分，能够将太阳能转换为直流电能。
其工艺流程涉及多个复杂步骤，每个步骤都对最终的性能和效率有着重要影响。
了解太阳能电池片的工艺流程及工作原理，有助于更好地优化生产过程，提高光电转换效率。
二、太阳能电池片工艺流程1.硅片准备：首先，通过切割硅锭得到硅片，并进行清洗，去除表面的杂质和尘埃。
硅片的品质和厚度对电池片的性能有着至关重要的影响。
2.磷掺杂：在硅片上施加磷元素，通过扩散技术将磷元素掺入硅片中，形成n型半导体。
磷的掺杂浓度决定了电池片的导电性能。
3.镀膜：在硅片表面镀上一层减反射膜，以减少表面反射，提高光吸收效率。
常用的减反射膜材料包括二氧化硅和氮化硅。
4.印刷电极：使用丝网印刷技术在硅片背面印刷电极，并烘干。
电极的形状和尺寸影响电池片的电流收集能力。
5.烧结：通过高温烧结使电极材料与硅片紧密结合，提高电极的导电性能。
6.测试和分选：对电池片进行电性能测试，并根据测试结果进行分选。
合格的电池片进入下一道工序，不合格的则进行回收处理。
7.包装：将合格的电池片进行包装，以保护其在运输和存储过程中的性能。
包装材料一般选用防潮、防震的材料。
三、工作原理太阳能电池片的工作原理基于光伏效应，即光子照射到半导体材料上时，光子能量使电子从束缚状态进入自由状态，从而产生电流。
具体来说，当太阳光照射到硅片上时，光子能量激发硅中的电子，使电子从价带跃迁到导带，从而在价带和导带之间产生电子-空穴对。
在电场的作用下，电子和空穴分别向电池片的负极和正极移动，形成光生电流。
此时，如果将电池片的正负极短路，则会有电流流过电路，从而实现光电转换。
四、发展趋势随着技术的不断进步和应用需求的增长，太阳能电池片的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.高效率：通过改进生产工艺、研发新型材料和优化电池结构，不断提高太阳能电池的光电转换效率，以满足日益增长的能源需求。
太阳能电池制造中的丝网印刷技术【天意数字快印】一太阳能电池制作工艺1．太阳能电池的精密丝网印刷从太阳能电池制作工艺流程(图一)中我们可以清楚地看到：太阳能电池的主要制作工艺为五次精密丝网印刷。
流程图中的1为CdS膜的精密丝网印刷；4为CdTe膜的精密丝网印刷；5为C电极的精密丝网印刷；7为Ag+In电极的精密丝网印刷；8为Ag电极的精密丝网印刷。
2．特种功能性油墨在丝网印刷的功能性油墨中，太阳能电池油墨(姑且如此称谓)又是一种新颖的别具一格的功能性油墨，应该说这些特种功能性油墨的研究、开发和商品化是太阳能电池制造技术中最基本也是最关键的因素。
它们是：(1)CdS油墨主剂：CdS高纯度粉末(5N)，粉末粒径为2～3μm。
助剂：CdCl2粉末9.1%(wt)。
粘结剂：丙烯、乙二醇(适量)。
(2)CdTe油墨主剂：Cd粉末(5N)与Te粉末(6N)等量加入，其粉末粒径为0.5μm。
助剂：CdCl2粉末0.5%(wt)。
粘结剂：丙烯、乙二醇(适量)。
(3)碳(C)油墨在碳油墨中加入10～50ppm的铜杂质。
(4)Ag+In油墨在Ag油墨中加入20%(wt)的In粉末。
(5)Ag油墨Ag油墨市场有售，购买时特别需要关心其金属银含量。
二、有关高科技丝网印刷的思考1.从太阳能研究发展趋势看高科技丝网印刷根据太阳能研究开发计划，太阳能电池的发展趋势是，从地面用大规模集中型向小规模分散型发展，进而开发宇宙发电站用太阳能电池。
据太阳能电池研究专家的权威意见，开发太阳能电池的关键是降低成本，为此，他们提出三条意见：(1)降低硅材料的生产成本；(2)继续新技术、新工艺、新材料的研究与开发，大幅度降低生产成本；(3)提高特种印刷的技术水平，实现大批量、高质量印刷。
从专家提出的这三点意见中，作为丝网印刷工作者，我们应该很高兴同时也很自豪地告诉从事太阳能电池研究的朋友们，所谓“特种印刷”(即丝网印刷)，今天无论从设备、工艺和技术上已经具备了高速度、大批量、高质量完成各种高精度丝网印刷(当然包括太阳能电池丝网印刷)的能力。
太阳能电池片烧结工艺烧结方式：高温快速烧结加热方式：红外线加热烧结过程1、烧结是一个扩散、流动和物理化学反应综合作用的过程。
在印刷状况稳定的前提下，温区温度、气体流量、带速是烧结的三个关键参数。
2、由于要形成合金必须达到一定的温度，Ag、Al与Si形成合金的稳定又不同，所以必须设定不同的温度来分别实现合金化。
3、将印刷好的上,下电极和背场的硅片经过网印刷机的传送带传到烧结炉中,经过烘干排焦、烧结和冷却烘干排焦、烘干排焦烧结和冷却过程来完成烧结工艺最终达到上下电极和电池片的欧姆接触。
①烘干排焦一在网带的上、下都装有加热带，由温控仪控制其温度。
目的是将印刷有浆料硅片烘干，并使浆料内绝大部分焦油挥发出来。
如果温度设置不合理，不能使大部分焦油从浆料中挥发出来，剩下的焦油在进入下一区域时会对烧结的效果影响很严重，对转换率有高达0.2%的影响。
为了保证设备安全，在每个区域都设有2个热电偶，一个用于温度控制，一个用于过温保护。
①烘干排焦二为了减少腔室内热量的损失，在设备强势内部的四周安装上隔热板，并在腔室外的两边装上了铝的隔热反射板，让整个腔室始终保持一个稳定的温度，有利于工艺的稳步进行。
对流器：对流器：为了能让从浆料中挥发的焦油全部从抽风管道中抽走，设计了一个对流加热器。
从烘干区上部的对流加热器中吹出温度受控的气体，吹到腔室中，在从烘干区的两头将气体抽出，保证从硅片挥发出来的焦油被对流加热器吹出的热气带出腔室内，而不会导致硅片挥发出来的热焦油在机器出口处冷凝而回流到设备里。
对流盒子内置在加热盒子里，经过过滤的大气被热空气风扇吸入到一个温度可控的加热器中，最后进入到腔室内。
但为保证安全操作，如果吸入的空气总量在增加，相应离开的总量必须是合适的。
②快速加热烧结根据工艺要求，需要此腔室的灯管能提供很高（高到1000℃）的温度，并且能在高温下工作。
一般用石英玻璃管加热器。
此种设备用气流把快速加热箱分成4独立的加热系统，以保证每个腔室温度的独立性，可形成一个一个的温度阶梯，从而使最后一个温区的温度在很短时间达到一个很高的温度。
1. 丝网印刷、烧结工序的作用：在晶体硅太阳能电池制造工艺中，有通过用丝网印刷的方法，将金属浆料按照预先设计好的图案移印到硅片表面。
烧结是将印刷好浆料的电池片，通过快速烧结的方法使金属浆料固化并与硅片表面形成良好的欧姆接触，形成太阳能电池的电极。
2. 质控点：印刷烧结工艺流程如下：（1）背电极印刷需要控制：1）印刷偏移(新换网版或网版被复位后，需要重新测量印刷图形的偏移，并进行校正)2）印刷湿重（多晶背极湿重0.05~0.08g，超出此范围为异常，需要排除）（2）1#、2#烘干炉温度在设定温度的±10℃范围内。
（3）背电场印刷湿重，125单晶0.8~1.1g，156多晶1.4~1.7g，因为湿重会影响形成背场合金层厚度，从而对电池性能产生影响，而且背场厚度会对电池弯曲度产生影响，烧结后电池片的弯曲程度要求为:125电池的弯曲度＜2.3mm（200μm厚度），＜2.4mm（180μm厚度）;156电池的弯曲度＜2.5mm（200μm厚度），＜2.6mm（180μm厚度）。
（4）正电极印刷需要控制印刷湿重和烧结后线宽，而烧结后的线宽尤为重要，因为其对电池效率影响做大。
烧结后细栅线线宽范围要求70μm~100μm，监控频率为每2小时一次，监控设备为金相显微镜。
（5）烧结炉主要监控项目为：温度、废气压力、网带速度和热空气流量等。
温度监控有2种，设备自带监控，实际温度与设定温度偏差±2.5℃。
datapaq炉温仪每15天测试烧结过程中硅片表面实际温度，要求重要参数峰值在760±5℃；废气压力differential pressure>100pa；belt speed :5600±100mm/min；hot air flow 3.0±2m/s。
[post]。
太阳能丝网印刷烧结原理-介绍太阳能丝网印刷烧结原理-介绍太阳能丝网印刷烧结原理介绍一、丝网印刷的定义利用丝网图形部分网孔透浆料，非图文部分网孔不透浆料的基本原理进行印刷。
印刷时在丝网一端倒入浆料，用刮刀在丝网的浆料部分施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。
浆料在移动中被刮板从图形部分的网孔中挤压到基片上。
印刷过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮刀移动而移动，而丝网其他部分与承印物为脱离状态，保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。
当刮板刮过整个印刷区域后抬起，同时丝网也脱离基片，并通过回墨刀将浆料清刮回初始位置，工作台返回到上料位置，至此为完整的一个印刷行程。
二、丝网印刷的五个要素丝网印刷由五大要素构成，即丝网、刮刀、浆料、工作台以及基片。
三、刮刀刮刀的作用是将浆料以一定的速度和角度将浆料压入丝网的漏孔中，刮刀在印刷时对丝网保持一定的压力，刃口压强在10～15N/cm 之间，刮板压力过大容易使丝网发生变形，印刷后的图形与丝网的图形不一致，也加剧刮刀和丝网的磨损，刮板压力过小会在印刷后的丝网上存在残留浆料。
四、刮刀和回墨刀的拆装1．刮刀、回墨刀和螺丝2.刮刀螺丝向外（面向自己）3.将刮刀的孔对准刮刀轴，平行方向推入。
4.装上螺丝时，注意垫片方向。
5.将刮刀固定螺丝锁上6.将回墨刀固定螺丝先锁至一半7.将回墨刀开口朝右方向装上8.将螺丝向右锁上五、丝网印刷——浆料浆料是由功能组份、粘结组份和有机载体组成的一种流体，功能组份一般为贵金属或贵金属的混合物。
载体是聚合物在有机溶剂中的溶液。
功能组分决定了成膜后的电性能和机械性能。
载体决定了厚膜的工艺特性，是印刷膜和干燥膜的临时粘结剂。
功能组份和粘结组份一般为粉末状，在载体中进行充分搅拌和分散后形成膏状的厚膜浆料。
烧结后的厚膜导体是由金属与粘结组份组成。
有机载体包括有机高分子聚合物、有机溶剂、有机添加剂等等。
它调节了浆料的流变性，固体粒子的浸润性，金属粉料的悬浮性和流动性以及浆料整体的触变性，决定了印刷质量的优劣。
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1. 基板制备。
选择具有适当尺寸、厚度和电气特性的硅片作为基板。
