意大利Baccini的太阳能电池丝网印刷设备-solarbe文库

资源描述：

意大利 Baccini 的太阳能电池丝网印刷设备（ 1 ）公司简介Baccini 公司成立于 1967 年，总部位于意大利 Treviso 。厂房面积为 5000 平方米，拥有员工 50 人，年销售收入为 1300 万欧元，专门从事微电子技术设备的制造商，广泛应用于太阳能电池、集成技术、多层陶瓷和 TFT 技术。 Baccini spa 在 1972 年开发了第一台丝网印刷，设备在全球 PV 市场份额占 90 ，平均每年安装 50 条设备生产线。（ 2 ）设备介绍带旋转台全自动印刷烘干分档 / 测试设备由硅片上料装置、下料装置、三次印刷、二次烘干、分档 / 测试等组成。（ 3 ）设备特点带旋转台装置高效对准全自动生产线适用于大规模生产（ 4 ）主要客户国际 95 应用国内无锡尚德、南京中电、上海太阳能、保定英利、云南半导体、中国轻工、河北宁晋、江阴浚鑫等（ 5 ）主要技术指标电池片尺寸 156 156mm ； 125 125mm处理能力 1200 片 / 小时对准和重复精度 ± 0.015mm硅片最高破损率 0.5正常工作时间 95外形尺寸 29445 2540 1860mm （长宽高）1 引言随着全球能源的日趋紧张，太阳能以无污染、市场空间大等独有的优势受到世界各国的广泛重视，国际上众多大公司投入太阳能电池研发和生产行业。从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电变换来实现，硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳能辐射并使之转化为电能的半导体电子器件，广泛应用于各种照明及发电系统中。2 硅太阳能电池的生产工序太阳能电池原理主要是以半导体材料硅为基体，利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质当掺入硼、磷等杂质时，硅晶体中就会存在着一个空穴，形成 n 型半导体；同样，掺入磷原子以后，硅晶体中就会有一个电子，形成 p 型半导体， p 型半导体与 n 型半导体结合在一起形成 pn 结，当太阳光照射硅晶体后， pn 结中 n 型半导体的空穴往 p 型区移动，而 p型区中的电子往 n 型区移动，从而形成从 n 型区到 p 型区的电流，在 pn 结中形成电势差，这就形成了电源，见图 1 。图 2 为硅太阳能电池生产的主要工序，从中可以看出丝网印刷是生产太阳能电池的重要工序，其印刷质量厚度，宽度，膜厚一致性影响电池片的技术指标。3 工序对印刷电极的要求3.1 背面银电极印刷背银在电池片的正极面 p 区用银铝浆料印刷两条电极导线宽约 3 ～ 4 mm 作为电池片的电极图 3 。3.2 背面铝印刷背铝在电池片的正极面采用铝浆料印刷整面除背银电极外。3.3 正面银印刷正银在电池片的正面喷涂减反射膜的面同时用银浆料印刷一排间隔均匀的栅线和两条电极图 4 ，在工艺上要求栅线间距约 3mm 、宽度约 O.10 ～ 0.12mm 4 印刷原理图 5 为丝网印刷原理示意图，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。丝网印刷基本原理是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位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。油墨在移动中被刮板从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的黏性作用而使印迹固着在一定范围之内，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，由于丝网与承印物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，使丝网与基片只呈移动式线接触，而丝网其它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，工作台返回到上料位置，至此为一个印刷行程。4.1 刮刀从图 5 的印刷原理示意中可以看出，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。刮刀材料一般为聚胺脂橡胶或氟化橡胶，硬度范围为邵氏 A60 ° ～ A90 ° ，刮板条的硬度越低，印刷图形的厚度越大，刮刀材料必须耐磨，刃口有很好的直线性，保持与丝网的全接触；刮刀一般选用菱形刮刀，它具有 4 个刃口，可逐个使用，利用率高，见图 6 。刮刀速度刮刀速度是决定效率的最大因素，以半自动印刷机为例，印刷所占时间一般为总循环的 2 ／ 3 ；印刷速度的设定由印刷图形和印刷用浆料的黏度决定，速度越高，刮刀带动浆料进入丝网漏孔的时间越短，浆料的填充性会差，出现图 7 所示现象，如果印刷线条精细，速度应低一些，图 4 所示的正银工序中栅线的线宽在 0.1 ～ 0.12 nun ，一般速度设定在 200 ～ 250 mm ／ s ，图 3 所示的背铝和背银工序因印刷线条宽速度设定在 300 mm ／ s ；印刷用浆料因不同工序而不同，相应黏度不同，但总体黏度比较低，所以印刷速度较快；在实际的印刷中速度的恒定同样很重要，如果在印刷过程中速度出现波动，会导致图形厚度的不一致