CN112768365B - 一种激光掺杂se电池图形精度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种激光掺杂SE电池图形精度的检测方法，包括如下步骤：步骤S1，分别测量待测电池片的激光线PT值、激光线间距值、边距偏移值、对角线差值、激光线的单侧偏移值、激光线的中线偏移值；步骤S2，分别判断上个步骤所测量的六种参数是否满足各自对应的精度要求；所述精度要求是根据SE电池图形的设计尺寸确定的。本申请的方案通过检测激光线的单侧偏移值、激光线的中线偏移值，能够精确地反映所有激光线的分布，在印刷工序之前及时发现SE电池图形异常的硅片，防止精度不够的硅片进入印刷工序从而在印刷对位时造成批量套印不良，有效避免丝网印刷图形与SE图形套印不良品的产生，提高经济效益。
Description
技术领域
本申请涉及SE(Selective Emitter，选择性发射极)晶体硅电池生产制造技术领域，具体涉及一种激光掺杂SE电池图形精度的检测方法。
背景技术
SE结构的特点是在接收光照的区域浅扩散形成低掺杂区，而在金属电极下形成高掺杂区域，这种结构的发射极表面少子的复合减少，而金属电极和发射极之间又能形成良好的欧姆接触，从而获得更高的短路电流、开路电压和填充因子，提高太阳电池转换效率。
激光掺杂是制备SE电池的一种有效手段，激光具有能量集中和非接触性等优点，有选择性熔融和扩散的特点。激光掺杂的优点是工艺步骤少，除激光外无需增加其他设备，但需要解决的主要问题是，激光掺杂的工艺控制和丝网印刷二次对位精度要求。为了同时达到减小接触电阻和避免漏电的目的，激光掺杂重掺区域对掺杂均匀性要求较高。
相关技术中，现有的检测方法可以作为激光掺杂有无重大异常的监控，但是不能精确反映所有激光线的分布，无法精确识别激光线掺杂偏移程度。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种激光掺杂SE电池图形精度的检测方法。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种激光掺杂SE电池图形精度的检测方法，包括如下步骤：
步骤S1，分别测量待测电池片的激光线PT值、激光线间距值、边距偏移值、对角线差值、激光线的单侧偏移值、激光线的中线偏移值；
步骤S2，分别判断上个步骤所测量的六种参数是否满足各自对应的精度要求；所述精度要求是根据SE电池图形的设计尺寸确定的。
进一步地，所述待测电池片为经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜、激光掺杂工序的电池片。
进一步地，所述激光线PT值为：硅片两侧的最外侧激光线之间的距离；
所述激光线间距值包括：任意相邻的两条激光线之间的距离；
所述边距偏移值包括：激光线最外侧与电池片四周边部之间距离的测量值与理论值的差值；
所述对角线差值为：四个定位点所形成的两条对角线的长度之差；
所述激光线的单侧偏移值包括：所有激光线与第一条激光线之间距离的测量值与理论值的差值；所述第一条激光线为待测硅片一侧的起始位置的激光线；
所述激光线的中线偏移值包括：所有激光线与定位点平分线之间距离的测量值与理论值的差值；所述定位点平分线为四个定位点所形成的四边形的平分线。
进一步地，测量待测电池片的激光线PT值，包括如下步骤：
在激光线上选取五个点位，分别在五个点位上测量激光线PT值；
相应地，所述激光线PT值所对应的精度要求为：五个点位的测量值与理论值之间的差值均不超过20微米，且五个点位的测量值中的最大值与最小值之差不超过30微米。
进一步地，所述激光线间距值所对应的精度要求为：测量值与理论值相差不超过30微米。
进一步地，所述边距偏移值所对应的精度要求为：不超过0.2毫米。
进一步地，所述对角线差值所对应的精度要求为：不超过35微米。
进一步地，测量激光线的单侧偏移值，包括如下步骤：
测量起始位置的第一条激光线与第i+1条激光线之间的距离Li；其中i＝1，2，3，…，n；激光线的总数为n+1条；
根据第一条激光线与第i+1条激光线之间距离的理论值Di，计算单侧偏移值D1-L1，D2-L2，D3-L3，…，Dn-Ln；
所述单侧偏移值所对应的精度要求为：任意∣Di-Li∣不超过15微米。
进一步地，测量激光线的中线偏移值，包括如下步骤：
测量所有激光线与定位点平分线之间的距离Mj；其中j＝1，2，3，…，n，n+1；激光线的总数为n+1条；
根据每一条激光线与定位点平分线之间距离的理论值Nj，计算中线偏移值Nj-Mj；
所述中线偏移值所对应的精度要求为：任意∣Nj-Mj∣不超过15微米。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种电池片的制备方法，包括：
电池片经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜、激光掺杂工序；
采用如上任意一种实施例所述的检测方法检测电池片的SE电池图形精度；
对于满足精度要求的电池片，其对应的激光机台生产的电池片正常下传到产线的下一工序；对于不满足精度要求的电池片，其对应的激光机台需进行检修。
本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：
本申请的方案通过检测激光线的单侧偏移值、激光线的中线偏移值，能够精确地反映所有激光线的分布，在印刷工序之前及时发现SE电池图形异常的硅片，防止精度不够的硅片进入印刷工序从而在印刷对位时造成批量套印不良，有效避免丝网印刷图形与SE图形套印不良品的产生，提高经济效益。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一种激光掺杂SE电池图形精度的检测方法的流程图。
图2是电池片的激光线PT值、激光线间距值、边距偏移值、对角线差值的示意图。
图3是本申请方案检测所有激光线与起始位置的距离示意图。
图4是本申请方案检测所有激光线与上下定位点平分线的距离示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种激光掺杂SE电池图形精度的检测方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：
步骤S1，分别测量待测电池片的激光线PT值、激光线间距值、边距偏移值、对角线差值、激光线的单侧偏移值、激光线的中线偏移值。
其中，所述待测电池片为经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜、激光掺杂工序的电池片。电池片经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜、激光掺杂工艺后，具有激光图形轮廓更加清晰的特性；本方案利用这一特性来检测电池片的SE电池图形精度。
步骤S2，分别判断上个步骤所测量的六种参数是否满足各自对应的精度要求。
需要说明的是，所述精度要求是根据SE电池图形的设计尺寸确定的；对于不同的电池片产品来说，相应的精度要求可能是不同的，需要根据实际的设计尺寸来确定。
本申请的方案通过检测激光线的单侧偏移值、激光线的中线偏移值，能够精确地反映所有激光线的分布，在印刷工序之前及时发现SE电池图形异常的硅片，防止精度不够的硅片进入印刷工序从而在印刷对位时造成批量套印不良，有效避免丝网印刷图形与SE图形套印不良品的产生，提高经济效益。
下面结合具体的应用场景，对本申请的方案进行拓展说明。首先具体解释步骤S1中所测量的六种参数的具体定义。
如图2所示，所述激光线PT值5为：硅片两侧的最外侧激光线之间的距离。一些实施例中，测量待测电池片的激光线PT值，包括如下步骤：
在激光线上选取五个点位，分别在五个点位上测量激光线PT值。
相应地，所述激光线PT值所对应的精度要求为：五个点位的测量值与理论值之间的差值均不超过20微米，且五个点位的测量值中的最大值与最小值之差不超过30微米。
参照图2，所述激光线间距值6包括：任意相邻的两条激光线之间的距离。图中示出了最外侧激光线2与相邻的内侧激光线4之间的间距。一些实施例中，所述激光线间距值所对应的精度要求为：测量值与理论值相差不超过30微米。
边距偏移值8包括：激光线最外侧与电池片四周边部3之间距离的测量值与理论值的差值。一些实施例中，所述边距偏移值所对应的精度要求为：不超过0.2毫米。
对角线差值为：四个定位点1所形成的两条对角线7的长度之差。一些实施例中，所述对角线差值所对应的精度要求为：不超过35微米。
如图3所示，激光线的单侧偏移值包括：所有激光线与第一条激光线9之间距离的测量值与理论值的差值；所述第一条激光线为待测硅片一侧的起始位置的激光线。如图中所示，可以在电池片两侧最外侧的激光线9中任选一条，作为第一条激光线，然后测量其它所有激光线到第一条激光线的距离。
一些实施例中，测量激光线的单侧偏移值，包括如下步骤：
测量起始位置的第一条激光线与第i+1条激光线之间的距离Li；其中i＝1，2，3，…，n；激光线的总数为n+1条；
根据第一条激光线与第i+1条激光线之间距离的理论值Di，计算单侧偏移值D1-L1，D2-L2，D3-L3，…，Dn-Ln。
所述单侧偏移值所对应的精度要求为：任意∣Di-Li∣不超过15微米。
如图4所示，激光线的中线偏移值包括：所有激光线12与定位点平分线11之间距离的测量值与理论值的差值。所述定位点平分线11为四个定位点10所形成的四边形的平分线。
一些实施例中，测量激光线的中线偏移值，包括如下步骤：
测量所有激光线与定位点平分线之间的距离Mj；其中j＝1，2，3，…，n，n+1；激光线的总数为n+1条；
根据每一条激光线与定位点平分线之间距离的理论值Nj，计算中线偏移值Nj-Mj。
所述中线偏移值所对应的精度要求为：任意∣Nj-Mj∣不超过15微米。
本方案可以使用轮廓仪对SE电池片进行测量，以获得上述的六种参数。可见，本方案测量所有激光线与起始位置激光线的距离，测量所有激光线与上下定位点平分线的距离，以及测量激光线PT(Pitch)值、Mark点(定位点)对角线距离、线间距、激光线距离硅片边缘上下左右的偏移量，这些参数能够精确地反映所有激光线的分布。
本方案根据硅片尺寸和网版图形规格设定相应检测标准，可以精确描述激光线图形分布情况，及时发现卡控激光图形异常片产生，防止在印刷对位时造成批量套印不良，可以在SE晶体硅电池生产制造领域广泛推广使用。
为进一步详述本申请的技术方案，以某型号的电池片产品为例，对本申请的方案的具体实施步骤进行说明。
步骤1、电池片为P型电池，尺寸规格为158.75±0.05mm，经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜，用镀膜片测试激光图形轮廓更加清晰。
步骤2、将镀膜电池片经过激光掺杂工序；检测片需要经过制绒、扩散、湿刻去除表面PSG工序，再经过激光掺杂工艺，保证轮廓图形清晰度。
步骤3、采用市售轮廓仪对激光掺杂SE电池图形精度进行测量。
步骤4、丝网印刷图形栅线根数为120根，网版PT值为157.29mm，丝网印刷栅线宽度为30μm。
步骤5、根据SE电池图形的设计尺寸确定，PT值为157.29mm，激光栅线宽度为120μm，定位点直径0.65mm，两个定位点之间距离，在平行细栅方向上间距为116.9mm，在垂直细栅方向上间距为142.75mm。
步骤6、激光线PT值误差≤20μm，单片PT值极差≤30μm；其中激光线PT值测量时可选取五个点位进行测量，获得五个测量值；任意点位的测量值都需要满足精度要求，单片PT值极差为五个点位的测量值中的最大值与最小值之差。
步骤7、通过计算，激光线间距值的理论值为1.32176mm；实际测量值和理论值之间的偏差要求≤30μm。
步骤8、上下左右偏移要求(边距偏移值)≤0.2mm。
步骤9、四个Mark点，两个对角线长度的差值要求≤35μm。
步骤10、检测所有激光线与起始位置激光线的距离L1、L2、L3……，计算所得理论距离值为D1、D2、D3……，计算偏差D1-L1，D2-L2，D3-L3……，偏差(激光线的单侧偏移值)要求≤15μm。理论值是根据金属化图形网版设计尺寸计算而得知。
步骤11、检测所有激光线与上下定位点平分线的距离M1，M2，M3……，已知理论计算距离值N1、N2、N3……，计算偏差N1-M1，N2-M2，N3-M3……，偏差(激光线的中线偏移值)要求≤15μm；
步骤12、满足以上测试要求表明激光图形精度良好，激光线均匀分布，在印刷时能够实现精准对位，防止套印不良产生。
步骤13、不满足以上测试要求，根据具体的数据表现，对激光掺杂设备进行检修及相应调试后，再次使用检测方法对图形精度进行确认。因而能够发现卡控激光图形异常片产生，防止在印刷对位时造成批量套印不良。
本申请的技术方案具有如下有益效果：(1)测量所有激光线与起始位置激光线的距离，能够监控到每根激光线的偏移程度；(2)测量所有激光线与上下定位点平分线的距离，将定位点与激光线进行结合分析，将测量值与标准分布进行比较，差值越小代表偏离越小，可精确反映每根激光线偏离原来标准位置的值。
应用本申请的检测方法后，能够有效避免丝网印刷图形与SE图形套印不良品的产生，减少套印不良EL发黑比例，提升A品率约0.1％，季度A类片提升数量118766片，158SR-SE9B单片平均瓦数5.70W，A类片单瓦售价0.84元/瓦，B类片单瓦售价0.62元/瓦，则季度效益为118766×5.70×(0.84-0.62)＝148932.564元。
本申请的实施例还提供一种电池片的制备方法，包括：
电池片经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜、激光掺杂工序；
采用如上任意一种实施例所述的检测方法检测电池片的SE电池图形精度；
对于满足精度要求的电池片，其对应的激光机台生产的电池片正常下传到产线的下一工序；对于不满足精度要求的电池片，其对应的激光机台需进行检修。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种激光掺杂SE电池图形精度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，分别测量待测电池片的激光线PT值、激光线间距值、边距偏移值、对角线差值、激光线的单侧偏移值、激光线的中线偏移值；
步骤S2，分别判断上个步骤所测量的六种参数是否满足各自对应的精度要求；所述精度要求是根据SE电池图形的设计尺寸确定的；
所述激光线PT值为：硅片两侧的最外侧激光线之间的距离；
所述激光线间距值包括：任意相邻的两条激光线之间的距离；
所述边距偏移值包括：激光线最外侧与电池片四周边部之间距离的测量值与理论值的差值；
所述对角线差值为：四个定位点所形成的两条对角线的长度之差；
所述激光线的单侧偏移值包括：所有激光线与第一条激光线之间距离的测量值与理论值的差值；所述第一条激光线为待测硅片一侧的起始位置的激光线；
所述激光线的中线偏移值包括：所有激光线与定位点平分线之间距离的测量值与理论值的差值；所述定位点平分线为四个定位点所形成的四边形的平分线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测电池片为经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜、激光掺杂工序的电池片。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，测量待测电池片的激光线PT值，包括如下步骤：
在激光线上选取五个点位，分别在五个点位上测量激光线PT值；
相应地，所述激光线PT值所对应的精度要求为：五个点位的测量值与理论值之间的差值均不超过20微米，且五个点位的测量值中的最大值与最小值之差不超过30微米。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激光线间距值所对应的精度要求为：测量值与理论值相差不超过30微米。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边距偏移值所对应的精度要求为：不超过0.2毫米。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对角线差值所对应的精度要求为：不超过35微米。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量激光线的单侧偏移值，包括如下步骤：
测量起始位置的第一条激光线与第i+1条激光线之间的距离Li；其中i＝1，2，3，…，n；激光线的总数为n+1条；
根据第一条激光线与第i+1条激光线之间距离的理论值Di，计算单侧偏移值D1-L1，D2-L2，D3-L3，…，Dn-Ln；
所述单侧偏移值所对应的精度要求为：任意∣Di-Li∣不超过15微米。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量激光线的中线偏移值，包括如下步骤：
测量所有激光线与定位点平分线之间的距离Mj；其中j＝1，2，3，…，n，n+1；激光线的总数为n+1条；
根据每一条激光线与定位点平分线之间距离的理论值Nj，计算中线偏移值Nj-Mj；
所述中线偏移值所对应的精度要求为：任意∣Nj-Mj∣不超过15微米。
9.一种电池片的制备方法，其特征在于，包括：
电池片经过制绒、扩散、湿刻、正面镀氮化硅减反射膜、激光掺杂工序；
采用如权利要求1-7中任一项所述的检测方法检测电池片的SE电池图形精度；
对于满足精度要求的电池片，其对应的激光机台生产的电池片正常下传到产线的下一工序；对于不满足精度要求的电池片，其对应的激光机台需进行检修。
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