絲網(wǎng)印刷工藝對于太陽能電池生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的重要性

太陽能電池經(jīng)過制絨、擴(kuò)散及PECVD等工序后，已經(jīng)制成PN結(jié)，可以在光照下產(chǎn)生電流，為了將電流導(dǎo)出，需要在電池表面上制備電極。絲網(wǎng)印刷，是目前制備太陽能電池的接觸電極最普遍的一種工藝技術(shù)。柵線的高寬、柵線間隙，對于光學(xué)遮陽損耗、電阻以及銀的損耗至關(guān)重要。美能3D共聚焦顯微鏡是專用于光伏行業(yè)對光伏電池片表面的柵線及絨面進(jìn)行質(zhì)量檢測的光學(xué)儀器，通過系統(tǒng)軟件對光伏電池片上的柵線的高度與寬度、絨面上的金字塔數(shù)量進(jìn)行定量檢測，以反饋光伏電池片清洗制絨、絲網(wǎng)印刷工藝質(zhì)量。

絲網(wǎng)印刷技術(shù)的發(fā)展趨勢

根據(jù)太陽能電池的概念，工業(yè)化生產(chǎn)需要一系列特定的工藝步驟，并在高度自動(dòng)化的生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)。工藝鏈可分為前端部分和后端部分，前端部分包括濕化學(xué)蝕刻、熱擴(kuò)散和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）等工藝步驟，后端部分包括金屬化印刷、燒結(jié)爐和測試/分選單元。工藝環(huán)節(jié)外，還需要各種質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)來發(fā)現(xiàn)電池外觀、性能上的等問題。

自20世紀(jì)80年代以來，絲網(wǎng)印刷技術(shù)已經(jīng)成為太陽能電池正面金屬化的標(biāo)準(zhǔn)和成熟工藝，并一直在不斷的優(yōu)化和改進(jìn)。同時(shí)，近年來的電鍍銅技術(shù)有望克服絲網(wǎng)印刷的幾個(gè)困問題，如銀漿材料成本高、接觸電阻率較高以及印刷細(xì)柵困難等。然而，粘附性差、模塊可靠性差、電鍍?nèi)芤何廴?、金屬廢物處理等挑戰(zhàn)使得電鍍銅技術(shù)在工業(yè)環(huán)境中不太得利。

絲網(wǎng)印刷技術(shù)的不斷優(yōu)化改進(jìn)在很大程度上擴(kuò)大了對于太陽能電池效率的潛力，因此從絲網(wǎng)印刷過渡到電鍍銅的速度比市場預(yù)期要慢得多，在可預(yù)見的未來，絲網(wǎng)印刷技術(shù)仍然主導(dǎo)太陽能電池的金屬化。

柵線寬度對于太陽能電池性能的影響

目前工業(yè)PERC太陽能電池的絲網(wǎng)印刷細(xì)柵寬度在35-40μm之間，這導(dǎo)致了2%-3%的光學(xué)遮蔽損失。如下圖所示，盡管接觸電阻和線電阻的損失略有增加，但通常將柵線寬度從40μm減少到20μm，遮光損失減少1.3%rel，仍然導(dǎo)致總功率損失下降約1%rel。

需要注意的是，減小觸點(diǎn)覆蓋面積會(huì)導(dǎo)致接觸電阻的增加，因此減少前接觸面積的同時(shí)，必須仔細(xì)平衡觸點(diǎn)和接觸電阻之間的權(quán)衡。并且，開發(fā)具有較低接觸電阻率的新型絲網(wǎng)印刷漿料對于太陽能電池性能的提升也至關(guān)重要。

硅片表面金字塔形貌對柵線印刷的影響

太陽能電池的正面通常會(huì)有細(xì)小的紋理，以減少進(jìn)入的光反射和光在半導(dǎo)體內(nèi)部的路徑長度。紋理由隨機(jī)分布的金字塔（Cz-Si）或深度為幾微米的凹陷（mc-Si）組成。雖然絨面金字塔結(jié)構(gòu)有利于太陽能電池的光學(xué)性能，但表面粗糙度的增加不利于使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行正面金屬化。在絲網(wǎng)印刷過程中，絲網(wǎng)上覆蓋銀漿的一面通過刮板的傳送被壓在晶硅片表面上。用小的隨機(jī)金字塔對晶硅片表面進(jìn)行紋理處理，或使用等離子刻蝕等新方法，有助于提高金屬化的質(zhì)量，同時(shí)不會(huì)降低光學(xué)性能。邊緣密封的效果還受到銀漿的材料特性（柔軟度）和表面粗糙度（通常用 Rz 值指定）以及印刷參數(shù)（主要是刮刀壓力）的影響。根據(jù)銀漿的特性和印刷參數(shù)，每一步印刷都會(huì)在微觀尺度上逐漸損壞邊緣，因此密封質(zhì)量會(huì)隨著絲網(wǎng)壽命的延長而下降。

美能3D共聚焦顯微鏡

美能3D共聚焦顯微鏡是以光學(xué)技術(shù)為原理、結(jié)合精密Z向掃描模塊、3D建模算法等對器件表面進(jìn)行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，通過系統(tǒng)軟件對柵線的高度與寬度、絨面上的金字塔數(shù)量進(jìn)行定量檢測，以反饋其中的清洗制絨、絲網(wǎng)印刷工藝質(zhì)量。

• 精確可靠的3D測量，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共聚焦顯微圖像

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全自動(dòng)?xùn)啪€絨面測量，快速生成數(shù)據(jù)

美能3D共聚焦顯微鏡-柵線測量視頻

ME-PT3000 3D共聚焦顯微鏡專用于光伏行業(yè)對光伏電池片表面的柵線及絨面進(jìn)行質(zhì)量檢測的光學(xué)儀器。以光學(xué)技術(shù)為原理、結(jié)合精密Z向掃描模塊、3D建模算法等對器件表面進(jìn)行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，通過系統(tǒng)軟件對光伏電池片上的柵線的高度與寬度、絨面上的金字塔數(shù)量進(jìn)行定量檢測，以反饋光伏電池片清洗制絨、絲網(wǎng)印刷工藝質(zhì)量。