【摘要】：生產過程中,PERC電池鈍化膜損傷及各種EL缺陷等造成成品率下降頗為嚴重。本文通過對PERC電池片生產工藝、設備、生產管理上探究一定優化解決方案。
1PERC電池片與常規電池片簡介
常規電池採用常規背場電池(BSF)結構，具有先天侷限性，隨電池效率提高，侷限性越發明顯。應用於BSF電池背場金屬鋁薄膜不能降低背面複合速度，如降至200cm/s以下。達到金屬鋁背層紅外輻射光僅60%-70%能反射回去。
PERC電池採用PERC技術需在常規背電場(BSF)技術基礎上增加背面鈍化解決方案。在具體實施中，需要沉積一層背面鈍化膜，然後在這層膜上開槽實現背面接觸。通過在電池背部附上介質鈍化層，可減少光電損失，提高電池效率。
2 PERC電池EL缺陷分析
2.1局部劃傷
在PERC電池製備工程中，難免存在局部劃傷痕跡，對於背表面非常好的鈍化膜來說，劃傷痕跡使得背表面複合速率局部下降，這些劃痕可能不影響整體效率，但從EL照片看會出現劃痕陰影，歸為次品，有些企業這種因劃傷造成的EL次品會達20%～30%。劃痕產生原因與在工藝過程中蹭片，工人操作手法，操作工序設備等有關，較難避免。
2.2工藝汙染
在PERC電池製備工程中，由於電池片清洗不乾淨、吸盤接觸、導條接觸、花籃接觸、人員接觸、粉塵沾汙等等。
3 PERC電池EL缺陷成因分析
3.1PERC電池工藝流程及相關設備
PERC電池主要工藝流程包括9個方面:一是去切割損傷和制絨生成金絨面，在此工藝環節所用到的主要設備為捷佳創單晶槽式制絨;二是擴散生成PN結，在此工藝中所涉及設備為Tempress擴散爐、R2D自動化、捷佳創低壓擴散爐;三是邊緣刻蝕和去磷硅玻璃，此環節需要儀器SCHMID刻蝕機、SCHMID自動動化儀器;四是背鈍化在硅片背面沉積三氧化二鋁膜和氮化硅膜，此環節需儀器MeyerBurger的一體機式鍍膜機、羅博特科自動化儀器;五是PECVD正面沉積氮化硅膜，在該工藝流程中所使用到主要儀器包括CT管式鍍膜機、Baumann自動化;六是背面激光開孔實現背面漿料與硅材料局部接觸，該工藝用到為帝爾激光儀;七是絲網印刷，此工藝採用ASYS印刷機;八是烘乾、燒結、光照加退火工藝，此工藝用到Despatch燒結退火爐;九是測試分析，主要儀器為ASYS分選機、BERGER測試機。
3.2造成劃傷、汙染主要成因
通過實踐操作分析可知，造成PERC電池劃傷、汙染原因為，一是制絨工序:去損傷不完全、清洗殘留、人員接觸、烘乾汙染、粉塵汙染、油汙等;插片、倒片工序:皮帶接觸、導條接觸、花籃接觸、人員接觸、粉塵汙染等;擴散工序:吸片、舟卡槽及硅片間摩擦;刻蝕工序:滾輪劃傷、清洗殘留、皮帶接觸、導條接觸、花籃接觸、人員接觸、烘乾汙染、粉塵汙染、油汙等;背鈍化工序:吸盤接觸、皮帶接觸、導條接觸、花籃接觸、人員接觸、粉塵汙染等;PECVD工序:吸盤接觸、皮帶接觸、導條接觸、花籃接觸、舟片接觸、人員接觸、粉塵汙染等;激光開孔工序:吸盤接觸、皮帶接觸、導條接觸、花籃接觸、粉塵汙染、人員接觸等;絲網印刷:皮帶接觸、導條接觸、花籃接觸、人員接觸、粉塵汙染、漿料汙染等;烘乾、燒結、退火工序:人員接觸、粉塵汙染、爐帶汙染、油汙等;測試分析:吸盤接觸、皮帶接觸、導條接觸、人員接觸、粉塵汙染等。總之，造成劃傷、汙染主要成因可歸結為工藝因素、設備因素和人員因素。
4 降低PERC電池EL缺陷措施探究
針對PERC電池EL缺陷，需要針對具體問題分析，並採取針對性措施。
①去損傷不完全缺陷，嚴格控制原始硅片檢驗工作，減少嚴重缺陷片流入;優化藥液配比及工藝時間，去除硅片損傷。
②針對滾輪劃傷缺陷，定期檢查錐形齒輪磨損情況、上下滾輪位置、滾輪活動部件鬆緊程度，如有異常及時維修維護;定期檢查、優化導向輪部件位置。
③在殘留清洗方面:優化清洗槽噴淋流量;定期清洗槽濾芯。
④針對皮帶接觸方面:刻蝕下料加裝翻片器，減少硅片背面與皮帶接觸;定期檢查硅片進盒位置、感應器位置，減少皮帶與硅片摩擦;定期清潔、更好皮帶，減少皮帶硅粉、漿料沾汙。
⑤導條接觸:優化導體位置，減少硅片接觸頻率;定期清潔，減少導體硅粉、漿料沾汙;定期更換耐磨膠帶，減少與硅片摩擦。
⑥花籃接觸:定期清洗花籃，減少花籃沾汙;定期優化自動化位置，減少硅片與花籃齒摩擦;定期檢查花籃尺寸，及時清退變形花籃。
⑦吸盤接觸:定期清潔吸盤，減少吸盤沾汙;定期優化自動化位置，減少吸盤與硅片摩擦。
⑧舟片接觸:定期清洗石墨舟、框，減少吸盤沾汙;定期優化自動化位置，減少石墨舟、框與硅片摩擦。
⑨人員接觸:加強產線管理，避免一切接觸片、沾汙片流入下道工序;加強操作管理，減少人員搬運、檢查時造成的硅片劃傷、沾汙。
⑩烘乾汙染:是定期清理烘乾區域碎片，減少顆粉塵汙染;定期更換濾芯，清潔管道、風刀、滾輪等。
11爐帶汙染:定期清洗爐帶、減少路帶油汙;定期檢查路帶變形情況，隨時對其調整、更換。
12粉塵汙染:刻蝕後硅片運輸背鈍化工序時採用密封運輸，減少運輸過程中硅片汙染;尚未進行背鈍化硅片，必須存儲至恆溫、正壓氮氣密封櫃內，且時間不宜過長;一體式鍍膜機，保養要徹底、完全，避免腔室內粉塵滯留;加強車間管理，降低車間空氣粉塵顆粒，確保潔淨度穩定、達標。
5結論
為降低PERC電池鈍化膜損傷及各種EL缺陷出現，PERC電池生產過程中必須從細節入手，通過制定詳細、完善、科學工藝方案、設備管理、保養制度，以及對人員操作、工藝製成的細緻化、嚴格化管理、高效執行力，最終確保PERC電池片生產工藝、生產設備、生產環境規範化、穩定化、潔淨化得以實現。
李有忠
國家電投集團西安太陽能電力有限公司西寧分公司
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