摘要:隨著光伏市場的變化，光伏企業(yè)為贏得生存不得不進(jìn)行技術(shù)改革，本文從網(wǎng)版制作到網(wǎng)版參數(shù)對印刷的影響方面，通過常規(guī)網(wǎng)版和無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版的實驗對比，發(fā)現(xiàn)無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版可印刷出較理想的印刷線型，以及具有良好的電性能參數(shù)。
1.引言
太陽能電池組件是新能源產(chǎn)業(yè)中重要的產(chǎn)品之一。但隨著630搶裝之后，國家補貼下降，組件售價急劇下跌，出現(xiàn)市場倒逼光伏行業(yè)必須做出技術(shù)改革的局面，光伏生產(chǎn)廠家降本提效迫在眉睫，如目前市場上興起了黑硅技術(shù)，PERC技術(shù)，N型電池技術(shù)，以及雙玻組件研究推廣，但以上工藝改進(jìn)均離不開金屬化處理，而金屬化普遍采用絲網(wǎng)印刷的方式，因為絲網(wǎng)印刷技術(shù)工藝成熟，工藝簡單且精度容易控制。但常規(guī)網(wǎng)版同時存在印刷線型均勻性差，對追求高效率下更高更窄的線型已到瓶頸，而二次印刷技術(shù)的對準(zhǔn)和成本控制問題以及效率提升又無法令更多的客戶滿意。因此無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版應(yīng)運而生，無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版只需網(wǎng)版廠家對制版工藝稍做調(diào)整，不需要增加設(shè)備，便能得到良好的印刷線型，不但消除了線型高低不平的現(xiàn)象，而且可以滿足客戶線寬做窄的需求，進(jìn)一步減少遮光面積[1]，對產(chǎn)線工藝優(yōu)化和效率的提升起到至關(guān)重要的作用。
2.實驗原理
實驗采用常規(guī)P型單晶生產(chǎn)線進(jìn)行實驗，生產(chǎn)工藝流程為：制絨→擴散→去PSG→PECVD→絲網(wǎng)印刷→燒結(jié)→分選
實驗選取160ｍｍ×160ｍｍ單晶硅片，厚度為200μm電阻率為１-3Ω.㎝同批次硅片400片，首先通過堿制絨在硅片兩面形成隨機的金字塔結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)入下一工序用三氯氧磷擴散形成PN結(jié)，通過化學(xué)藥液進(jìn)行背面拋光并去掉邊緣玻璃層，然后用鍍膜設(shè)備制備表面氮化硅膜，最后將400片隨機分成兩組各200片，選用同一條印刷線分別更換無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版和常規(guī)網(wǎng)版進(jìn)行印刷，再經(jīng)同一臺燒結(jié)爐和測試儀進(jìn)行燒結(jié)測試。
2.1絲網(wǎng)重要參數(shù)介紹與影響
線經(jīng)（μm）、網(wǎng)孔寬度（μm）不銹鋼絲網(wǎng)最基本最重要的特征參數(shù)[2]就是線經(jīng)（d）和網(wǎng)孔寬度（W），如圖1，其他參數(shù)基本上由它們衍生出來。
絲網(wǎng)目數(shù)：絲網(wǎng)目數(shù)指的是每平方厘米(cm2)絲網(wǎng)所具有的網(wǎng)孔數(shù)目。目數(shù)一般可以說明絲網(wǎng)的絲與絲之間的密疏程度。目數(shù)越高絲網(wǎng)越密，網(wǎng)孔越小。反之，目數(shù)越低絲網(wǎng)越稀疏，網(wǎng)孔越大。網(wǎng)孔越小，油墨通過性越差，網(wǎng)孔越大，油墨通過性就越好。
絲網(wǎng)開口率：絲網(wǎng)開口率亦稱絲網(wǎng)通孔率、有效篩濾面積，網(wǎng)孔面積百分率等，即單位面積的絲網(wǎng)內(nèi)，網(wǎng)孔面積所占的百分率。參考前圖所示，開口率可以下式計算：開口率=(a×b）／（C×D)×100%
式中：a×b—網(wǎng)孔面積；C×D—絲網(wǎng)面積過墨量[3]：在實際印刷中，通過絲網(wǎng)的油墨量受絲網(wǎng)的材質(zhì)、性能、規(guī)格，油墨的粘度及其它成分，承印物的種類，刮板的硬度、壓力、速度，以及版與承印物的間隙等多種條件影響。
2.2無網(wǎng)結(jié)絲網(wǎng)制作
無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版避開絲網(wǎng)經(jīng)線與緯線交叉點對過墨量的影響，如圖2，在第一步加網(wǎng)角度將常規(guī)的22.5°或45°變成了90°，如圖3，在不需要增加任何設(shè)備的前提下，大大改善了網(wǎng)版的印刷性能，增加了過墨量，但無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版必須使用低目數(shù)網(wǎng)布且需要大量人力對準(zhǔn)和90°張網(wǎng)易變性的難點。但隨著技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，定制網(wǎng)布技術(shù)的出現(xiàn)將有效的避免以上問題。無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版制作工藝流程如下：感光漿配制已繃網(wǎng)——脫脂——烘干——涂膜——烘干——曝光——顯影——烘干——修版——最后曝光——封網(wǎng)
3.結(jié)果與討論
1.無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版與常規(guī)網(wǎng)版對電池電性能參數(shù)對比，如表一所示：
從表中明顯可以看出，采用無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版印刷的Uoc、Isc、FF均高于常規(guī)網(wǎng)版，因而效率較常規(guī)網(wǎng)版有0.13%的提高。
2.無網(wǎng)結(jié)絲網(wǎng)印刷柵線線型較常規(guī)網(wǎng)版飽滿充實，拓寬小且高低起伏小，印刷線型如圖4所示：
3.相同線寬同條件印刷下，無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版線高的平整性和連續(xù)性均好于常規(guī)網(wǎng)版，網(wǎng)版高寬對比如圖5所示：
通過網(wǎng)版印刷電性能參數(shù)，線型，高寬對比，發(fā)現(xiàn)無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版明顯優(yōu)于常規(guī)網(wǎng)版，不改變網(wǎng)版使用條件，實現(xiàn)了30um以下線寬印刷，印刷后線條平整度及線型更好，通過高寬比提升及線型優(yōu)化，電池片短路電流得到較大提升，故對晶硅電池效率的貢獻(xiàn)顯而易見。同時各漿料廠商也針對無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版積極推出了匹配的漿料，效率提升將在0.15%以上。
4.結(jié)論
為了減少柵線對太陽能電池板的遮擋，提高電池板的轉(zhuǎn)換率以及降低電池板柵線串聯(lián)電阻，印刷的銀漿寬度應(yīng)盡量小，厚度盡量大。無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版改善了傳統(tǒng)絲網(wǎng)版在印刷過程中，待印刷區(qū)域與硅片接觸要求緊密的問題，從而能更好的控制漿料的拓寬，保持線條的平直性。且無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版匹配漿料能獲得更好的電性能參數(shù)，故無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版在晶硅電池中的應(yīng)用和發(fā)展將大勢所趨。
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