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解決太陽(yáng)能電池制造問(wèn)題的印刷技術(shù)

2011-09-19 10:51 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 責(zé)編:江佳

摘要:
太陽(yáng)電池制造商必須提高每平方米表面積的效率和生產(chǎn)能力又不增加投資�,,F(xiàn)在,,SMT組裝中的細(xì)間距絲網(wǎng)印刷技術(shù)是金屬化技術(shù)的新進(jìn)展。制造下一代太陽(yáng)電池面臨的問(wèn)題,,對(duì)于電子制造行業(yè)并不陌生,。
  【CPP114】訊:太陽(yáng)電池制造商必須提高每平方米表面積的效率和生產(chǎn)能力又不增加投資�,,F(xiàn)在,SMT組裝中的細(xì)間距絲網(wǎng)印刷技術(shù)是金屬化技術(shù)的新進(jìn)展。制造下一代太陽(yáng)電池面臨的問(wèn)題,,對(duì)于電子制造行業(yè)并不陌生,。
  
  DarrenBrown,DEK國(guó)際公司
  
  影響制造太陽(yáng)電池組件的生產(chǎn)率和成本效益的因素很多,,金屬化工藝也許是解決這些問(wèn)題的最好方法,。硅芯片基板的金屬化是制造晶硅(cSi)太陽(yáng)電池的關(guān)鍵連接工藝。收集太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電流,,這是很重要的,,它直接影響電池的能量轉(zhuǎn)換效率。用絲網(wǎng)印刷技術(shù)對(duì)硅芯片進(jìn)行金屬化,,最適合太陽(yáng)電池生產(chǎn),,是下一代太陽(yáng)電池生產(chǎn)商首選的工藝技術(shù)(圖1)。
  絲網(wǎng)印刷是一種精密的印刷技術(shù),,應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中,,從產(chǎn)品標(biāo)簽到埋入式無(wú)源電子組件和導(dǎo)電油墨,導(dǎo)電油墨和制造cSi太陽(yáng)電池密切相關(guān),。制造晶硅太陽(yáng)電池已有幾十年的歷史,,很久以來(lái)和不太久之前,這個(gè)快速增長(zhǎng)的行業(yè)就已經(jīng)在挑戰(zhàn)絲網(wǎng)印刷技術(shù),,要求以很小的,、可以忽略不計(jì)的誤差把纖細(xì)的導(dǎo)體精確和可重復(fù)地印到基板上。制造太陽(yáng)電池時(shí)還要考慮一些材料特性,,如觸變性和流變性,。
  
  目前,絲網(wǎng)印刷技術(shù)和太陽(yáng)電池工藝的關(guān)系十分密切,,從而促使絲網(wǎng)印刷技術(shù)提高了印刷的精度和重復(fù)性,,超過(guò)了摻雜劑硅芯片上印刷導(dǎo)電圖案的一般要求。例如,,表面貼裝電路板組件經(jīng)常要求超細(xì)間距印刷,,把焊膏印刷到很多間距為0.3毫米或小于0.3毫米,直徑為0.3毫米的焊盤(pán)上,。焊膏中包含的化學(xué)物質(zhì)比使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行太陽(yáng)電池硅芯片金屬化的材料中包含的化學(xué)物質(zhì)更多,。最早的焊膏由懸浮在助焊劑中的微小錫球和鉛球組成,現(xiàn)在的無(wú)鉛焊膏則包含銅,、銀和銦等,。焊膏一般印刷在裸電路板的導(dǎo)電銅焊盤(pán)上,然后把電子器件或組件的引線或引腳精確放到印刷了焊膏的銅焊盤(pán)上,,再把電路板進(jìn)入焊爐進(jìn)行再流焊,,形成牢固的電氣和機(jī)械連結(jié),。
  人們探討了其他的金屬化工藝和材料,例如熱熔融技術(shù),,但是大多數(shù)太陽(yáng)電池制造商還是選擇絲網(wǎng)技術(shù)作為首選的方法,,使用的材料的選擇范圍很小,用銀膏形成硅芯片正面的指狀導(dǎo)電條,,用鋁膏形成硅芯片背面的表面涂層,。
  
  制造商面臨的挑戰(zhàn)
  
  制造新一代太陽(yáng)電池給制造工藝的每個(gè)部分都帶來(lái)一系列新挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)對(duì)類(lèi)似行業(yè),,例如對(duì)電子組件制造業(yè)來(lái)說(shuō)并不陌生,。
  
  生產(chǎn)太陽(yáng)電池的公司的要求中,關(guān)鍵的是對(duì)金屬化的兩個(gè)要求:一是提高硬件和設(shè)備的性能,,一是加強(qiáng)工藝開(kāi)發(fā),,提高太陽(yáng)電池本身的效率。提高硬件和設(shè)備的性能關(guān)系到增加產(chǎn)量和提高成品率,,這是制造商熟悉的問(wèn)題——通過(guò)減少芯片破損和控制工藝使從生產(chǎn)線出來(lái)的每塊芯片時(shí)都是合格的,。加強(qiáng)工藝開(kāi)發(fā)則要求提高對(duì)設(shè)備提供商的要求。設(shè)備供應(yīng)商不再是簡(jiǎn)單地提供有生產(chǎn)效率的機(jī)器,。設(shè)備的設(shè)計(jì)人員必須了解太陽(yáng)電池制造商對(duì)設(shè)備的要求和工藝技術(shù)水平,,開(kāi)發(fā)新技術(shù),使太陽(yáng)電池制造商既能保持高成品率和高產(chǎn)量,,生產(chǎn)出更好的太陽(yáng)電池,。
  
  注重生產(chǎn)率的太陽(yáng)電池制造商要求每條金屬化生產(chǎn)線的產(chǎn)量超過(guò)2400芯片/小時(shí)。目前,,典型的金屬化生產(chǎn)線的產(chǎn)量在1200到1400芯片/小時(shí)之間,,把產(chǎn)量提高一倍是很高的要求,更不用說(shuō)提高易碎基板的運(yùn)送和在傳送速度而不增加破損,。太陽(yáng)電池制造商還希望較小的廠房空間有更大的生產(chǎn)量、降低總體成本,。
  
  絲網(wǎng)印刷技術(shù)要向金屬化生產(chǎn)線發(fā)展,,要求它超過(guò)太陽(yáng)電池生產(chǎn)商的產(chǎn)量目標(biāo),又要滿(mǎn)足制造商對(duì)生產(chǎn)車(chē)間實(shí)際面積的考慮,。為滿(mǎn)足這些要求開(kāi)發(fā)的一種技術(shù),,一條生產(chǎn)線每小時(shí)能生產(chǎn)3000塊芯片,它的長(zhǎng)度和1200塊/小時(shí)的生產(chǎn)線一樣,,寬度只比常規(guī)生產(chǎn)線寬25%,。這種技術(shù)使用多個(gè)印刷頭并行操作,這對(duì)生產(chǎn)是有利,,如果生產(chǎn)線上有印刷頭停下,,其它印刷頭繼續(xù)工作,。
  
  如果常規(guī)的1200塊/小時(shí)生產(chǎn)線停下,生產(chǎn)完全停止,,暫停5分鐘就意味著少生產(chǎn)100塊芯片,,相當(dāng)于生產(chǎn)率每小時(shí)損失8.3%。如果一條常規(guī)生產(chǎn)線每小時(shí)生產(chǎn)3000塊芯片,,生產(chǎn)線暫停5分鐘就少生產(chǎn)250片芯片,。使用多印刷頭技術(shù),每小時(shí)印刷3000塊芯片,,只有一個(gè)印刷頭暫停工作,,但其他印刷頭繼續(xù)印刷,暫停5分鐘少生產(chǎn)84塊芯片,。因此,,只有一個(gè)印刷頭暫停工作時(shí)一小時(shí)的產(chǎn)量是2916塊芯片,生產(chǎn)率只損失2.8%,,還是可以接受的,。
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