【学习天地】光伏大业,质量为本.电池片丝网印刷异常处理

生产过程中出现过一种降级的电池片，是由于刮刀有缺口，造成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。

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，应该是反向偏压设置错了。

13、周边未刻蚀。Rsh<1,Irev1>12

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。

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<o.1V,Isc<1mA.

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。

光强一直是一样的，那就有可能标片上有异物盖上了，或是氙灯坏了。

无开压和短流，而且漏电很大的情况极有可能为放反或是未扩散。

开压短路低一些，而且串联电阻偏低的情况有可能为片源问题。

短路电流偏高而串联电阻偏高，有可能是栅线印刷过窄造成的。

短路电流偏低有可能是栅线印刷过宽造成的。

开压和短流偏高，串联很高，有可能是方阻扩散较大造成。

开压短流正常，只有串联很大时，有可能是浆料问题也有可能是烧结炉的问题。

如果一条线和另一条线相比串联很稳定，只是稍大1mΩ左右，有可能是测试串联偏大，有可能是烧结炉温设定的问题，也有可能是栅线宽度的问题，也有可能是浆料轻微污染。

外观排查：

观察电池片的边缘是否有漏浆（漏电大）

观察电池片是否有印裂（漏电大）

观察电池片是否有击穿（漏电大）

观察电池片是否有边框拉毛（漏电大）

观察电池片是否严重的网纹（效率低，漏电大）

观察电池片是否有微晶（效率低，漏电大）

观察电池片是否有黑边（黑边很重，有可能漏电大；没有刻蚀痕迹，也可能漏电大，但打磨有效）

观察电池片背面是否有滚轮印（有可能漏电大）

观察电池片背面是否有铝刺

观察电池片背面是否有鼓包（温度过高，印刷不均匀或浆料搅拌不均匀）

观察电池片背面是否有脱落和掉粉

观察电池片背面边缘是否发白（PE绕射）

观察电池片是否有正电极脱落背电极（印刷过厚）

测量电池片的细栅线宽度是否超过范围（120μm）

外观排查总的原则是：不影响电性能，不影响包装碎片，不影响焊接

EL测试：

EL正偏发亮的区域表示此区域结特性正常，发暗的区域表明一种可能是这个区域的少子寿命很低，载流子无法起到传送电流的作用，另一种可能是这个区域电极和电池片之间的接触电阻很大，还有一种可能是没有形成pn结。

EL反偏发亮的区域的区域表明该区域有漏电，发暗的区域表明该区域没有漏电。

方块电阻：

使用四探针测试未烧结之前的电池片更有说服力。单晶方阻45±5  多晶方阻54±6是目前扩散的正常方阻。

但是如果在烧结之后测试到方阻为70以上的时候，这就说明方阻有问题。

pn型测试：

使用万用表的KΩ档，测量其表层的电阻值。

1，如果电池片表层有氮化硅层，而氮化硅层不会导电，将会影响其测量的阻值。所以需要使用探头将电池片表层反复磨蚀，去掉氮化硅的颜色才可以进行测量。

2，两个探头间相距0.5cm左右

3，当测得的结果为10~100Ω左右时，即为N型导电层；

当测得的结果为10000Ω左右时，即为P型导电层。

N型导电层导电电阻值低的原因：

1，在扩磷的过程中，扩散面相对与基底为重掺杂，所以产生的导电离子较多，所以电阻值会降低。

2，N型导电粒子比P型导电粒子更为活泼，导电能力更强。

正常情况下电池片正面为n型，电池片的背面为p型，如果测试到电池片的正面为p型则说明正面没有扩散进入磷，或者是扩散的磷被刻蚀掉了。

打磨/重烧

针对漏电较大的电池片，而且外观上没有看到刻蚀痕迹，EL图像显示漏电发生在电池片边缘，可以进一步进行打磨，但是要注意一下几点：

使用细砂纸进行打磨，否者容易蹦边。

电池片的每一个边缘都必须要打磨到，导角处也一定要打磨干净。

丝印的返工片不需要打磨，它肯定没有效果。

针对怀疑没有烧结透的电池片，可以重烧一下。重烧之前需要测试电性能，以便和重烧后的电性能对比。重烧的时候需要在电池片下面垫上假片，防止背场铝珠。如果重烧以后串联降低，则有可能是未烧透；如果重烧后串联增加，漏电增大，则有可能是过烧了。

漏电原因

1、印刷铝浆时网版的漏浆及承印面感光纸没有及时更换所致。2、表面杂质：主要是生产过程中环境因素影响，在镀膜面上留下杂质，印刷时如果和电极重合，在高温烧结时进入PN结导致漏电。3、浆料污染：银浆长期暴露在空气中，多次印刷过程中有杂质混入，最终表现出来漏电。4、烧结温度的控制，如果烧结温度过高或是硅片本身某个区域有很深的制绒深洞，在烧结时则会造成烧穿，Irev1增加。5、扩散时，某些区域扩散的P很薄，或是没有扩散，则会造成正极和背场导通造成Irev1很大。6、在硅片的生产传递的任何一个环节，对硅片的污染（即便戴上乳胶手套或是吸笔的碰触）均会引起Irev1偏大。单晶更为明显，板P更为明显。7、微晶片（1厘米内晶粒数目达到或超过10个），在有微晶的位置，杂质C和O含量较高，更容易造成Irev1很大。8、网纹存在的位置氧含量较高，更容易被腐蚀，绒面更深，所以外观上发暗，也更容易击穿或是Irev1偏大。9、硅片本身的杂质含量较高的硅片强烈依赖背场的钝化和吸杂，若存在背场或是背电极印偏的情况有背面没有被背场Al浆所覆盖的话，这个区域由于没有经过钝化和吸杂容易出现Irev1偏大。

烧结炉温度波动较大：

10-30度属于炉温异常波动，在有电池片在炉内的情况之下，一般炉温波动在5度以内，基本是直线，高功率的加热区所使用的加热管易出现这种问题，烧结炉长期关闭冷却，重新使用时和新换上高功率的加热管时易出现这问题。

原因：当烧结区温度过高时，达到温度控制的上限时，加热管所显示的功率逐渐接近0%，表示加热管停止工作。此时，炉温开始下降，烧结区的温度急剧下降，降到烧结温度的控制下限以下，此时加热管全速启动来加热升温，加热管所显示的功率由0%上升到最大值（一般设定为70%），很快烧结区的温度又变得过高，达到和越过温度控制的上限，如此循环往复，炉温记录曲线图象接近正弦波，周期为4.5min.

解决方案：1、炉温波动过在大的本质是，加热管功率剧烈起伏，接近于共振，而解决共振的一个方法便是扰动，将烧结炉彻底关闭冷却，再重新启动，相当于一次彻底的巨大的干搅，但不是一定会好转。2、在烧结区的炉温超过下界时，加热管的功率加大，正在全速加热时，通过减小加热管输出功率的方法，减缓炉温上升的速度，使炉温慢慢上升到平均值，进而达到稳定，但是容易造成炉温剧烈波动，引起G档和DE档片，同增，要谨慎使用。3、通过控制输出功率的大小的将炉温维持在比较稳定的水平，维持一段时间炉温比较稳定。

炉温急停的处理方法：

1、通知设备尽快将传送带启动，将所有烧结炉内的电池片取出。在取出的过程中要注意，接近出口的3-5片可以正常流入测试，背场发黄，变色或是部分发黄变色，为过烧，过烧的电池片也不必截下，都可以交给质量组长进行外观判断。

2、将其它所有烧结炉内的电池片尽快取出（保证正面对正面，背面对背面，防止将正面污染，造成Irve1档），如果烧结停顿时间过长，取出未烧透的电池片，流出时会有背电场脱落，正电场部分脱落的现象，将这两类片子取出待处理，将其它片子取出，再次流入烧结炉，取出后交给质量组长进行外观判定。

3、将栅线脱落的电池片交给质量组长进行外观判定。

4、将背场脱落严重的电池片，背场刮净待以后重新印上背场，背场部分脱落，又无法刮净的电池片交给质量。

5、统计由于烧结急停造成的碎片，由栅线脱落背场脱落，铝珠，弯曲等造成碎片，以及印残（栅线脱落等造成的印残）。

6、重新开线，确认炉温，冷却水等。取片子时，针对那些背场未烧透，发白的电池片，要用泡沫盒或用插片盒装盛，此时的背场极易脱落和划伤，小心拿取，且不益存放时间过长，应及时处理。

7、烧结炉报警灯的顶端红灯若是亮起，代表烧结炉在2分钟以内肯定会停止工作，要通知丝印，停止生产。

加热管的结构形式：

为实现烧结段的温度尖峰，需在很短的炉膛空间内布置足够的加热功率，目前，有短波孪管和短波单管两种结构可以选择，其线性功率密度均达到60KW/m2。虽然短波孪管拥有更高的单根功率（相当于两根单管并联），但由于其制造工艺复杂，对石英玻璃管的质量要求更高，制造成本约是单管的2.5倍。因此，在实际使用中，大多采用单管。

加热管的固定形式：

烧结段的温度峰值在850度左右，此时灯管的表面温度将达到1100度，接近石英管的使用极限，稍微过热产生气孔就会立刻烧毁灯管。而在灯管的引出导线部位，由于焊接导线的金属片和石英玻璃密封在一起，二者热膨胀系数不一致，如果此处温度过高就会产生应力裂纹，造成灯管漏气。因此，灯管在炉膛中的固定方式十分重要。

炉管结构设计：

太阳能电池片的烧结工艺决定了相邻两个温区的温度会有300度以上的落差。虽然辐射加热具有很好的定向性，但是在灯管和基本之间由于炉膛气氛的存在，在一部分能量会因对流和空气的冷却作用而损失，同时，高温区的热量有向相邻低温区扩散的趋势，这种热扩散会抬高相邻温区的实际温度，阻碍温度尖峰的形成。因此，如何减少空气的热损失和相邻温区的热扩散是炉膛结构设计的重点。

整个炉膛采取大加热腔小通道的结构，大加热腔可以提供足够的热量，减少热震荡，提高炉膛的温度均匀性；小通道可以使每个温区的空间相对独立，减少对流，降低相邻温区间热扩散干扰，由于硅基片厚度曲线测量器件从炉膛通过，一般有效高度在30mm左右。

气氛布置：

1、烘干炉的气氛布置。辐射加热迅速烘干浆料中的有机溶剂和水分，为有效地将废气排出，需领先合理的气氛流向。外界的冷空气由鼓风机送入加热器，被加热到约200度，从顶部进入炉膛，分成左右两段，通过对流将烘干过程产生的废气携带至废气收集管，在抽气烟囱的作用下排出炉膛。通过这种强制热风对流循环，炉膛内的废气定向有序地排出，减少了对基片的污染。

2、预烧段的气氛布置。辐射加热在迅速提高基本温度的同时，也会因灯管布置间距，电流通断时间，辐射角度变化而造成基本受热不均匀。而在炉膛内通入一定量的热空气，巧妙利用对流搅拌作用，使温度分布更加均匀，消除了基片产生热应力的隐患。此外，预热时随着温度升高，浆料中的铝离子开始扩散挥发，为防止基片正反两面金属离子交叉污染，如何形成上下温区互不干扰的气氛流向是设计的重点。

3、烧结段的气氛布置。烧结段灯管的表面温度极高，此处气氛布置的主要目的是利用空气的冷却效应，使灯管保持在安全的使用温度以内。冷压缩空气自炉膛两侧的连接嘴通入，从灯管与安装孔的空隙吹进炉膛，一方面冷空气经过耐火层时被逐渐加热，不会对温区温度产生扰动；另一方面，冷空气在灯管表面形成一层很薄的冷却层，防止灯管过烧，并给冷端降温。

4、降温段的气氛布置。降温段的气氛布置相对简单，主要作用是阻隔烧结段的热量扩散，因此，在烧结段与降温段之间的过度区，布置数道垂直的压缩空气气幕，并结合水冷钢套的作用使热能被完全阻隔在烧结段内。

金属化工艺烧结过程

下面Ag-Si合金---背面Al-Si合金----H扩散进入Si体相，钝化缺陷和杂质。

优化接触需三个过程有机协作：1、正表面形成均一，低电阻和高分流电阻的欧姆接触，以提高Uoc和FF。2、H深入扩散进入材料体相并钝化杂质和缺陷，以产生高Isc和Uoc。3、背面Al-Si合金区需形成大的P+-P场，降低背面复合，提高Uoc.

烧结对三个过程的影响方式不同：温和烧结能得到较好的正面接触，但是H无法深度扩散入体相；强力烧结虽可得到好的背电场，但导致正面结合的分流-即并联电阻减小及H的溢出。使电池效率最大化的一种方法是Tailor三个参数：氮化硅层，正面的银浆，背面的铝刺，使它们的功能在同一个温度时间过程中达到极大值。Al-Si合金共熔温度835度，Ag的熔化温度961.9度，而现在的温度均低于这两个值。

烧结对电池片的影响：

相对于铝浆烧结，银浆的烧结更重要很多，对电池片电性能影响主要体现在串联电阻和并联电阻，即FF的变化。

铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发，并形成完好的铝硅合金和铝层，局部的受热不均和散热不均可能会导致起包，严重的会起铝珠。

背场经烧结后形成的铝硅合金，铝在硅片中是作为P型掺杂，它可以减少金属与硅交接处的少子复合，从而提高开路电压和短路电流，改善对红外线的影响。

一、 Rs偏大

1、 将Rs偏大的电池片取出重新测试，检查是否为测试偏差导致的Rs偏大。

2、 测试Rs偏大的电池片的栅线高宽，确认是否为印刷（只指印刷状态）导致。

3、 测试Rs偏大的电池片和正常的电池片的方块电阻，看两者之间是否存在差异。

4、 做交叉对比试验，确认为印刷工序（包括印刷状态和浆料）或烧结工序的问题。

5、 拉炉温检测炉温是否在正常范围内，如超出范围可适当调整。

二、Irev1偏大

1、取磨砂纸打磨电池边缘，使边缘露出亮亮的硅本色。重新测试观测漏电是否改善。

2、统计两条线数据，检查Irev1是否有差异

3、检查烘干炉托盘和印刷轨道是否清理干净

三、 两条线效率差异

1、检查两条线同一片源差异大小。如数据较稳定，可通过500片以上数据来判断差异。如数据波动较大，必须通过2000片以上的数据来确认差异大小。

2、取10片电池片（单晶取B3-1，多晶取C3-1档），分别在两线测试，检查测试有无差异。

3、统计两条线数据，检测产生效率差异的参数为哪个。根据相关参数来调节。

4、确认非丝印烧结情况下，可安排PECVD交换对比试验。

四、电池片弯曲

1、 检查背电场印刷重量是否正常

125单晶：0.9±0.05g

156多晶：1.5±0.10g

2、 检查电池片厚度（重量）是否正常

125单晶：重量应大于5.3g

156多晶：重量应大于9g

3、印刷重量调节方法：

①适当减慢印刷速度可降低过墨量，但调节后务必记录《丝网印刷参数更改表》，正常后应恢复印刷速度。

②加大印刷压力可降低过墨量

③使用高目数网版可降低过墨量

粘片：在印刷硅片的时候，硅片脱离工作台而粘到丝网上导致印刷故障。

原因：硅片与工作台之间的力小于丝网与硅片之间的力，原因是浆料变稠，有可能是网版的张力变小，也有可能是印刷工艺参数的零点漂移造成的。

处理方法：首先确定浆料是否太稠，如果不是很稠，用调墨刀把网版底部的浆料铲出去，添加新浆料试印刷，不能解决更换新网版，新网版也不能解决可以调节工艺参数snap off和down stop；如果网版上的浆料很稠，重新换网版和浆料。

弯曲片：烧结后出来的电池片的弯曲度大于1.5.

原因：一是由于本身硅片太薄；二是烧结温度过高；三是由于印刷的背场过厚。

处理方法：首先检查烧结工艺是否正常，正常的情况下测量下镀膜后硅片的厚度，如果厚度小于180um，不适合做，厚度在180-200um之间，调下背电极的Snap off和down stop,增大压力，调慢印刷速度。

主栅线脱落的原因：主栅太厚，PV159浆料易出现这种主栅线脱落的现象，将压力增加，大于80N，保证刮刀平整，一般不会有主栅线脱落的问题，日本浆料也出现过这种情况。

一般为刮条不平整有弯曲现象，而在弯曲的位置，易造成印厚或是虚印，但是把压力加大，又易造成爆版。

方块电阻：单位厚度单位面积上的电阻值称为方块电阻，单位为欧姆/平方/密耳。单位厚度为密耳。1密耳=25um，用Ω/口（25um厚度下）表示，计算方法：1、测出被测线路的长度L，线路的宽度W和线路T（密耳）。2、用欧姆表测出线路两端的电阻读数R（欧姆）。3、L/W=被测线路的方块数n。R/n=每平方块上的电阻值。4、方块电阻Ω口=R/n/T.

银浆R口增大的原因是什么？

1、烘干不彻底，即烘干的温度不够，时间不够或干燥方式欠佳。

2、印刷厚度不满足银浆要求的温度，印刷厚度薄，银与银连接不结实。

3、缸子打开时搅拌不彻底，造成缸子上层银含量低，油墨方阻增大，下层银含量高，附着力降低，因为银的比重很大，是水的十几倍所以容易沉在底部，所以应彻底搅拌。

背场烧结后鼓包的处理：

1、浆料搅拌时间过度和浆料温度过高。

浆料搅拌时间过长导致浆料发热，浆料中的有机溶剂挥发使浆料中产生很多气泡。

措施：控制浆料搅拌时间，同时浆料搅拌完以后静置一段时间才能上线使用。

2、绒面过大而且不均匀

绒面角锥过大同时不均匀，印刷后铝浆没有完全接触硅片表面，硅片和浆料之间留有空气，烧结后产生鼓包。

措施：增大印刷量，尽量使印刷层与硅片表面接触良好。

调节间距参数：丝网间距超大，背电场越厚，刮刀高度越低，背电场越厚。印刷速度越快，背电场越厚，但速度超过一定量时，背电场又会变薄，印刷压力越小，背电场越厚。背场鼓包最主要的原因还是在于浆料中的有机溶剂或者气体在烧结过程中挥发不完全形成的。可以升高几个温区会有效果。烧结温度过高，则会在背场形成密密麻麻的鼓包，降低5，6区的炉温会有好转，特别是5区的炉温效果会更好。

为何高方阻的Uoc,Isc较高？

扩散的深度较浅，表面的空穴较多，所以方块电阻较高，但是Uoc,Isc较高的原因有以下几点：1、方块电阻较高，表面表面的P浓度较少，杂质也较少，少子寿命较高，所以Uoc,Isc也就较高。2、方块电阻较高表示形成的P-N结较浅，载流子移动到表面的路更短，损耗也就更少，Uoc,Isc也就会更高。3、光谱响应。

Berger测试系统

1、测试原理：Pulse长度超过16ms，其中主要包括两个部分，光强1000W/m2部分和500W/m2部分。通过两条IV曲线，可以用IEC61215标准提供的公式计算Rs.

2、Moniter  Cell的作用。其功能只是用来确定光强。其电流输出到一定值电阻上，通过测量该电阻上的电压，确定Moniter Cell的短路电流，进而确定光强。

3、测试点的分配。对于每一规格的电池，Berger系统需要知道电池的面积和大致电流密度，计算出Isc，并以此值为基础分配IV曲线各段的测试点数量。其具体做法是：a.在坐标系上找到（Isc,Uoc）(Uoc一般变化不大)，连接此点与原点；b.找到(Isc,Uoc/3),连接此点与原点；c.找到（Isc,2Uoc/3），连接此点与原点；d.找到（Isc/2,Uoc）,连接此点与原点；e.这4条线，加上两条坐标轴，把IV曲线分割成5个部分，Berger系统分配给每个部分20个测试点，以保证测试点在IV曲线上分布均匀。

4、IV曲线不完整的问题。IV曲线不在Isc端出现不完整，最可能是曲高接触电阻造成的，测试探针（Pin）损坏，电阻偏高，或测试线内部出现损伤等。

Berger的系统在电路中设置了一个正向的补偿电压（offset voltage）来补偿由于电路中寄生电阻造成的电压降。寄生电阻主要来自三个部分。一是探针和电池片的接触电阻，其典型值在100-150mΩ之间；二是可变负载，其最小值也不精确为零，因此需要补偿；三是电池的电阻。为了确保IV曲线与I轴有交点。在测试的初始时刻，即T=0时，测量电压应小于0，若寄生电阻过大，电压降超过补偿电压，则会造成测试电压初始值大于0，反应在IV曲线上就是IV曲线不完整，在Isc端出现缺口（V从一开始就大于0）。

5、为了计算补偿电压，系统需要知道太阳电池的Isc，并默认寄生电阻为一恒定值，二者的乘积即为补偿电压。这个短路电流是指系统测量得到和未加光强修正的电流，因此为了确保补偿电流设置准确，测试的光强应为950-1050之内。

6、反向暗电流。Berger系统最大反向电压15V，在测量反向暗电流的电路中，可变负载的范围是0到400Ω.

有关漏浆的讨论。

结栅线上印粗的漏浆，也有员工称之为细栅线印粗。1、有可能是网版老化。生产过程中会不断擦拭网版，而网版又很容易在细栅线处磨损，所以造成漏浆，但这种情况下，漏浆的位置很固定，很容易发现。2、浆料中有杂质，而且是很细碎的杂质，但一般会将网版磨坏，或者是断栅，很少出现。3、硅片表面和毛屑，有时在第一次印刷时，毛屑就粘在细栅线上，造成这个位置相应的印粗，而且以后印刷的几片电池片也都会在相应的位置印粗，但可印几片就会又正常。印粗的位置在显微镜下观察会发现呈葫芦状，中间细，两边很粗，处理方法是擦干净第二台烘干炉内的托盘，并用干净的无尘布擦掉硅片表面的毛屑。4、刮刀老化，钝化也会造成漏浆点较多。5、回料刀过高或过低都有可能出现漏浆点。回料刀过高时，留给刮刀的浆料就较多，刮刀在行进过程中阻力较大，更易将浆料挤到网版以下漏在硅片上，回料刀过低，那么回料刀在回料过程中对浆料的力就会增大，可能将浆料挤到网版下，所以在印刷过程中造成栅线的印粗。

边缘漏浆，将会影响电池片的漏电，由于Al是重掺杂质，在烧结过程中会扩散进入电池片表层3-6um片，若铝浆较多，且连成一片，极有可能将正面的N层和背面的P层导通，从而造成边缘漏电。

不过要更正一种思想，边缘只有一个小点的漏浆且很模糊不连贯，这样的漏浆不会影响到电池片的电性能，因为Al在烧结过后，Al离子会扩散进入到3-6um，而电池片边缘被刻蚀掉的距离有1mm，差将近两个数量级，所以根本没有影响。

微晶区域对电池片电性能的影响。

1、在多晶硅片上，作为晶界，位错和杂质三者聚集的微晶区域，是少数载流子的强复合中心，会严重影响硅片的少子寿命。

2、微晶区域，尤其是晶界处垂直PN结的长条状导电型，SiC的存在，会造成多晶硅电池的严重漏电甚至PN结局部短路，使电性能严重下降甚至报废。

用万用表测量PN型。

使用万用表的KΩ档测量其表层电阻值，由于电池片表层有氮化硅层，而氮化硅层不导电，将会影响其测量的阻值，所以需要使探头将电池片表层反复磨无下，去掉氮化硅的颜色才可以进行测量（但有的电池片在不磨损氮化硅的情况下也可以测量PN型）。两个探头间相距0.5cm左右，当测得的结果为10Ω左右是为N型导电。当为10000Ω时为P型导电。原因是在扩磷的过程中，扩散面相对于基底为重掺杂，所以产生的导电离子较多，所以电阻值会降低。N型导体粒子比P型导电粒子更为活泼，导电能力更强。

EL原理

场致发光，又称电致发光（EL）electroluminescent，是固体发光材料在电场激发下发光的现象。

仪器说明:

万用表与PN型检测仪---测量表面电阻和PN型    金相显微镜，3D显微镜----测试栅线调试和宽度

Suns-Voc----判断结与原材料                   光谱仪----测试膜厚与折射率

WT-200----测试方块电阻，少子寿命及整面QE     OL-750----测试单点QE

EL----测试漏电区域                           Correscan----测试漏电及接触电阻

SEM----测试绒面及印刷情况

丝网印刷机是意大利BSCCINI公司制造，有光学定位，印刷头旁的CCD数码相机检测丝网基准。

影响Uoc的参数

1、材料-光伏有源材料：电阻率，少子寿命，其它杂质    2、表面发射极掺杂层。

3、背面电场（BSF：Back surface field）      4、漏电流-反向饱和电流I0

5、理想因子n          6、并联电阻      7、钝化技术-电池材料的表面和内部的钝化。

提高效率的路径

1、绒面结构；2、正面减反射膜；3、表面发射极掺杂层-高或低的磷浓度；4、减少遮光损失；5、串联电阻；6、背面反射；7、钝化技术。

影响FF的因素

1、表面发射极掺杂层-高或低的磷浓度；2、去除周边PN结和去磷玻璃；3、串联电阻；4、下面减反射膜；5、金属电极接触的烧结；6、并联电阻。

太阳能电池能量转换效率由Uoc,Isc,FF确定

1、为了获得高的Uoc，电池必须有低的正向暗电流I0，高的并联电阻Rsh;

2、为了获得高的Isc，电池材料和结构应该在紫光，可见光和近红外光谱范围有高的宽的和平坦的光谱响应，内量子效率接近于1.

3、为了获得高的填充因子FF，电池必须有低的正向暗电流I0，理想因子n接近于1，串联电阻必须低（<1），并联电阻必须大（>102 Ω.cm2）

太阳能电池的理想因子n

二极管理想因子n是一个处于1-2之间的数值，n是衡量PN结好坏的最重要标志，它由半导体材料和制造技术决定。

1、理想情况，如果P区和N区的扩散电流起支配作用，那么，理想因子n=1.

2、非理想情况，PN结空间电荷耗尽区的复合电流起支配作用，那么因子n=2.

浆料问题

太阳电池电极浆料通常由金属粉末与玻璃粘合剂混合并悬浮于有机液体或载体中，其中金属粉末所占的比例决定了厚膜电极的可焊性，电阻率，成本，玻璃粘合剂影响着膜电极对硅基片的附着力，这种粘合剂通常由硼硅酸玻璃以及铅，鉍一类的重金属占很大比例的低熔点，活性强的玻璃组成。另外，太阳电池电极浆料印刷烧结后的厚膜导体必须和半导体基片形成良好的欧姆接触特性，因此，还添加一些特定的掺杂剂。

浆料的生产过程是将所需要的玻璃变成粉料，再用球磨机研磨到适合丝网印刷的颗粒度，大约1-3微米。金属粉料用化学方法或超音速喷射制成，将这些粉末放在搅拌器中与有机载体湿混，然后再用一滚微研磨机混合。

作为丝网印刷用的浆料需要具有触变性，属于触变混合物。在加上压力式（搅拌）剪切应力时，浆料的粘度下降，撤除应力后，粘度恢复，在丝网印刷过程中，浆料添加到丝网上，由于较高的粘度而"站住"在丝网上；刷头停止运动后，浆料再"站住"在丝网上，不再作进一步流动，这样的浆料特别适合于印刷细线图形。

因为浆料的流动特性非常复杂，在添加有机载体调节涂料粘度时要特别注意，粘度容易调到规定值，浆料的其它性质同时也会改变。

有关主栅线脱落的处理步骤和几点理论解释

1、在测试时发现有主栅脱落的情况，先要让丝网印刷工序停下来，初步统计有多少主栅落，以及脱落的位置，有的是在主栅的两端，有的是在一端，有的是在中间通常在离刀的一侧出现脱落，用肉眼即可看出有主栅边缘有很细微的裂纹延伸。

2、更换刮刀，查看刮条是否平整，是否有"漏光"现象，出现"漏光"现象的位置是否与出现脱落的位置吻合，在更换刮刀前仔细检查刮条，并看压力是否调在80N以上。

3、再做5片，查看是否还有脱落现象，若有脱落现象，再次更换刮刀，若刮刀查看过没有问题，革命家更换网版，浆料。

4、若还有脱落现象，则通知设备人员，调零点。

5、统计共产生多少主栅脱落的电池片，通知主管。

解释：1、浆料中的玻璃成份的比例决定了栅线和硅表面的附着力，在PV159等银含量较高的正电极浆料中，玻璃成份含量较少，一量浆料搅拌不均匀或在网版上停留的时间过长或受到污染，造成局部玻璃成份过少，就会造成主栅脱落的现象。2、如果刮刀不平整或是压力过小造成主栅线的厚度过厚，资料在烘干过程中收缩程度较大，造成与硅表面脱离，浆料在高温过后的冷却断，较大程度的收缩易造成连带硅共同脱落。所以我们工艺上要求时间监控主栅线的厚度，不可超过35um.3、虚印也会造成主栅线的脱落，在我们加大了主栅线厚度监控的高度之后，主栅线脱落的现象在为减少，但仍有时会出现，而且大多出现在离刀的位置。

小绒面的电池片和大绒面的电池片相比，具有外观好，水纹、花片、色差较少，Irev1小等优点。

酸洗制绒的电池片，Hcl对杂质金属有络合作用，将杂质清除得更为彻底，所以Irev1更小，效率更高。