摘要：丝网印刷线在【zài】生【shēng】产过程中产生了间歇性串阻偏高【gāo】、效【xiào】率偏低的【de】现象，EL测试【shì】图像部【bù】分【fèn】区域呈现【xiàn】黑雾状，针对此问题从烧【shāo】结炉和【hé】丝网工艺【yì】2个方【fāng】面进行分析，解决了【le】该问题。
烧结是太阳能多晶电池片成为成【chéng】品的最后【hòu】一【yī】道关键工【gōng】序，其决定着太阳能多晶电池片的效率和合格率【lǜ】，而烧【shāo】结【jié】炉直接影响【xiǎng】着烧结工【gōng】艺的【de】成败。本文着【zhe】重分析【xī】研【yán】究【jiū】了由于烧结炉引起的【de】烧结EL不【bú】良现象。
烧结就是将印刷【shuā】了浆料【liào】的硅片经【jīng】过烘干排焦过【guò】程后，使浆料中【zhōng】的【de】大部分有机溶【róng】剂挥发，然后在高温下烧结【jié】成电池片【piàn】，最【zuì】终【zhōng】使电极【jí】和硅片本身形成欧姆接触【chù】，从而【ér】提高电池片【piàn】的开【kāi】路电【diàn】压和填充因【yīn】子这【zhè】2个关【guān】键因素参数，使电极的接触具有电阻特性，达到生产高转化效率【lǜ】电【diàn】池【chí】片的目的。烧结过程中有利【lì】于PECVD工艺所引入【rù】的－H向体内扩散，可以起到良好的体钝【dùn】化作用。烧结【jié】是一个【gè】扩散、流动【dòng】和物理化学【xué】反应综合作用【yòng】的过程。在【zài】印刷状况稳定的前【qián】提【tí】下，温区温度【dù】、气【qì】体流量、带速是【shì】烧结的3个关【guān】键参数［1－3］。
丝网印刷段由于烧结【jié】炉外围【wéi】维【wéi】护不到位，间歇性【xìng】的【de】产生【shēng】串【chuàn】阻偏高【gāo】、效率偏低现象【xiàng】。在对【duì】效率低的电池【chí】片【piàn】进行EL测试后发现，EL图像部分区域呈现【xiàn】黑雾状（见图1、图2），此类现象主要是因【yīn】为烧结异常导致【zhì】的［4－5］。
3．1设备方面
设备方面主要从烧结炉排风和灯管2个方面考虑。
3．1．1烧结炉排风问题
对多晶【jīng】车间和单晶【jīng】车间烧结炉进行比对发现，多晶【jīng】产【chǎn】线烧结炉排风【fēng】较低，只有300m3／h左右，初步【bù】怀疑烧结排风较【jiào】低，导致烧结【jié】炉内部挥发的有【yǒu】机物排不出去【qù】，在烧【shāo】结炉内部积存，从【cóng】而【ér】使有机【jī】物与硅片接【jiē】触污染了电池片，导致烧【shāo】结异常、效率低。加强【qiáng】烧结【jié】炉有机【jī】溶【róng】剂的抽【chōu】排能力主要通过以下
几个方面进行：
1）动力车间提高有机排风风机频率；
2）清理【lǐ】HTO冷凝器过【guò】滤网，清【qīng】理【lǐ】FF文丘里系统，检查【chá】炉腔内部【bù】情况，如图3所示。
3）对FF烧结区工艺气体补【bǔ】偿和冷却【què】区风扇转速【sù】进行调【diào】整，确【què】保炉腔内负【fù】压【yā】状态。
4）对5线和6线【xiàn】有机排风管道进【jìn】行【háng】改造，将5线【xiàn】和6线有机排风管道连接到【dào】丝【sī】网【wǎng】普通排【pái】风管道【dào】，7线、8线和9线不变。
针对【duì】以上几项对烧结炉进行处【chù】理后【hòu】，烧结炉有机排【pái】风【fēng】B102从【cóng】300m3／h增加到500m3／h，压差B112和B113从10Pa左右增加到20Pa左右【yòu】（如图4所示），极【jí】大地【dì】加【jiā】强了烧结炉的有机抽排【pái】能力。
3．1．2烧结炉灯管老化问题
对效率低的电池片进行EL检测后发现，正向EL图【tú】像表【biǎo】面发【fā】黑【hēi】，怀疑灯管【guǎn】老【lǎo】化，达不到烧结温度要求【qiú】。
对5线、6线和8线烧结炉【lú】烧结区灯管【guǎn】进行了更【gèng】换，并对烧结区【qū】上【shàng】、下灯管的【de】功【gōng】率进行了【le】调整【zhěng】，将烧【shāo】结区灯管的trimtop／bottom从100％降低到70％，效率提【tí】升了0．03％左右。
3．2工艺方面
3．2．1电池表面污染
对【duì】效率低的电池进行【háng】EL检【jiǎn】测，发现【xiàn】有【yǒu】边缘或整【zhěng】面【miàn】发【fā】黑的现象，怀疑浆料污【wū】染或电池正面在生产过程中被与履带接【jiē】触的地方污染或烧【shāo】结炉内部有【yǒu】污染点与电池正面有接触【chù】，污染了电池片【piàn】。针对此问题，一方面，清【qīng】洗烘【hōng】干炉履带和机台传【chuán】送带，另一方面，打开烧结【jié】炉烘干【gàn】区【qū】和冷【lěng】却区炉腔，清理灰尘和碎片，保【bǎo】证烧结【jié】炉的洁净度【dù】。如图5所示。
3．2．2烧结内部气流问题
多晶电池产线是双【shuāng】轨产线【xiàn】，在生产时发现有一条轨效率【lǜ】正【zhèng】常，另一条轨效率异常【cháng】的现象，或单轨【guǐ】生【shēng】产时【shí】正【zhèng】常【cháng】、双轨生产时异常的现象。初步怀疑烧结炉在【zài】双轨【guǐ】生产时烧【shāo】结【jié】炉内【nèi】部气流紊乱【luàn】，使烧结温度不稳定，导致烧【shāo】结异【yì】常、效率低【dī】。
针对烧结【jié】炉内部【bù】气流问题，主【zhǔ】要针【zhēn】对烧结炉烧结区【qū】的气路【lù】流量和烘干区的【de】新风量进行【háng】了调整。
1）烧结炉烧【shāo】结【jié】区的【de】气路流【liú】量调整，如图6所示【shì】。调整烧结炉烧结区气路流量（如【rú】图【tú】7），将【jiāng】Y323L／Y324R、Y326L／Y327R、Y329L／Y330R调【diào】整为50m／s～60m／s，将Y325／Y328调整【zhěng】为100m／s，调整方向为将烧结【jié】区左进气量要比【bǐ】右进【jìn】气【qì】量小10m／s。
2）烘干区的新风量
烘干【gàn】区新风进【jìn】风量从160m3／h左右降低到100m3／h左右，如图8所示【shì】。
1）烧结炉有机排风B102从【cóng】300m3／h增加到500m3／h以上，压差B112和B113从10Pa左右【yòu】增【zēng】加到20Pa左右，极大地【dì】加强了【le】烧结炉的【de】有【yǒu】机抽排【pái】能力，并将【jiāng】B102、B112、和【hé】B113的【de】值进【jìn】行日常点检。
2）将烧结【jié】炉烧结区【qū】气路流【liú】量【liàng】Y323L／Y324R、Y326L／Y327R、Y329L／Y330R调整为50m／s～60m／s，将Y325／Y328调整为100m／s，调【diào】整【zhěng】方【fāng】向为将烧【shāo】结区左进气量要比【bǐ】右进气量小10m／s，有效地改善了烧结炉内部气流紊乱现【xiàn】象。
3）烘干【gàn】区新风进【jìn】量从【cóng】160m3／h左【zuǒ】右降低【dī】到100m3／h左右。
4）对5线【xiàn】、6线和8线烧结炉【lú】烧结区【qū】灯管【guǎn】进行了【le】更【gèng】换，并对【duì】烧【shāo】结区上下灯管的功率进行了调【diào】整【zhěng】，将烧结区灯【dēng】管的trimtop／bottom从【cóng】100％降低到【dào】70％，效率提升了0．03％左右。
通过对烧结炉设备工艺的改【gǎi】进（包【bāo】括排风、灯管、内【nèi】部气流等方【fāng】面），保证【zhèng】了烧结炉温区温度、气体流量等关键参数的【de】稳定性，从而提高了烧【shāo】结炉工艺稳定性，消【xiāo】除烧【shāo】结【jié】异常【cháng】现象【xiàng】，使产线效率和产量【liàng】恢复到【dào】正常水【shuǐ】平。
［1］Glunz S，Schneiderlochner E，Kray D，et al．Laser 2firedcontact silicon solar cells on p2and n2substrates［C］．Paris：19th European Photovolatic SO2 Lar EnergyConference，2004．
［2］Jerome Moyerl，张伟铭，韩晶肄．高效无铅太【tài】阳能电池背银浆料的研究［C］．常【cháng】州：第十【shí】届中国太阳能光会议，2008：132．
［3］Cole A，Roberts S，Bruton T，et al．Optimisation of thefront contact for low to medium concentrations in LGBC silicon solar cells［C］．Shanghai：Techniccal Digestof 15th International Photorolatic Science and Engineering
Conference，2005．
［4］刘恩【ēn】科，朱秉升，罗晋生，等．半导体物理学［M］．北京：国防工业出版【bǎn】社【shè】，2004：120－128．
［5］任驹【jū】，郭文阁【gé】，郑建【jiàn】邦．基于【yú】P2N结的太阳电池伏安【ān】特性的分【fèn】析与模【mó】拟［J］．光子【zǐ】学报，2006，35（2）：171－174．
［6］Adelmo O．New method to ext ract the model parameters of solar cells f rom the explicit illuminated I2Vcharacteristics［J］．Solar Energy Materials ＆ SolarCells，2006，90：3522361．
赵丽敏 张雁东
山西潞安太阳能科技有限责任公司
山西化工
来源：摩尔光伏
