多晶电池片烧结不良问题分析

引 言

近年来组件厂商对于多晶电池的EL品质要求越来越高，很多电池厂为了满足客户的需求加装了在线EL检测设备，对电池进行EL全检，把EL黑丝、黑斑、断栅等不良全部挑出，提升电池出货品质。本文重点研究了EL不良中的烧结不良问题。

1 太阳能多晶电池EL不良

分析2017年6月至10月份EL不良类别，可以看出烧结不良比例占比在22%(见图1)，是各类EL不良片中最多的。

烧结不良主要是在丝网印刷经过烧结炉处理的过程中产生的。烧结就是将印刷了浆料的硅片经过烘干排焦过程后，使浆料中的大部分有机溶剂挥发，然后在高温下烧结成电池片,最终使电极和硅片本身形成欧姆接触，从而提高电池片的开路电压和填充因子这两个关键因素参数，使电极的接触具有电阻特性,达到生产高转效率电池片的目的。在烧结过程中若出现污染源或温度异常就会导致出现烧结不良。

图1 EL不良类型分布图

2 太阳能多晶电池烧结不良分析

烧结不良分两种情况，一是在日常生产中会偶发轻度的烧结不良现象，对效率影响不大，但是会影响到A级率。二是重度和中度的烧结不良，这种烧结不良需要停线处理(见图2～图5)。

图2 正常片 图3 重度烧结不良

图4 中度烧结不良 5 轻度(边角)烧结不良

经过分析认为，多晶电池片烧结不良可能由以下几方面原因造成。

1) 烧结炉温度参数不合理；

2) 外围压缩空气不干净。

3 实验验证

针对可能造成的原因尝试进行调整，查看效果。

3.1 烧结炉参数调整

1) 优化烧结炉HTO区温度

烘干区温度初始温度1～6区设定到400 ℃，各温度区间之间没有温度变化，在调整后将各温区的温度形成一个梯度变化，使浆料烘干时更有效果如表1所示。

表1 HTO区温度调整前后对比 ℃

2) 优化烧结炉FF区温度

将烧结炉HTO区和FF区温度调整后，烧结不良比例有所下降，如表2所示。

表2 FF区温度调整前后对比 ℃

3) 及时更换损坏的灯管。

在正常生产过程中，经常会由于外围晃电或其他原因，导致烧结炉灯管损坏，这时对于有报警的烧结炉灯管要及时进行更换，避免出现烧结温度波动而引起烧结不良。

图6是调整完烧结炉参数后的2017年11月到2018年2月份的烧结不良比例，正面调整烧结炉温度对烧结不良比例的降低有明显效果。

3.2 压缩空气问题

1) 切换不常用的空压机。在年初产线经常会爆发大面积严重烧结不良的情况，经调查发现主要是由于动力切换了空压机，这就证明了压缩空气的纯净度对于烧结不良存在较大的影响。

图6 烧结不良比例图

2) 不同车间的压缩空气管道连接，组件车间压缩空气压力富余，电池车间压缩空气压力不足，尝试将两个车间的管道联通后，产线出现大面积烧结不良，证明不同车间由于车间环境要求不一样，压缩空气管道是不能随意联通的。

4 结语

通过实验分析可知，解决太阳能多晶电池烧结不良问题可以通过两个途径来解决。

1) 调整烧结炉温度参数，使各温区的温度更为合理。

2) 保证外围压缩空气的洁净度。