CN114256386B - 适用于双面电池背面的套印方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于双面电池背面的套印方法，包括如下步骤：在所述双面电池的背面采用激光开设位置定位点，采用相机抓取所述位置定位点并进行套印；所述双面电池的背面具有叠层钝化减反膜，当所述叠层钝化减反膜的厚度为110nm‑170nm时，设置所述位置定位点的颜色为黑色；当所述叠层钝化减反膜的厚度为75‑100nm时，设置所述位置定位点的颜色为白色。本发明的太阳能电池片的制备方法，根据不同的叠层钝化减反膜的厚度及颜色，匹配不同的位置定位点以及不同的相机光源，能够明显提升叠层钝化减反膜与位置定位点的色阶对比度，减少误抓或漏抓，其能够降低背面套印过程中相机抓取激光mark点的报警率，提高一次通过率，从而提高套印产能、效率和良率。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件生产制造技术领域，具体涉及一种适用于双面电池背面的套印方法以及其在制备太阳能电池片过程中的应用。
背景技术
PERC电池的背面为全Al层，背面入射光线无法穿透该全Al层，因此PERC单晶单面电池只有正面可以吸收入射光进行光电转换。为了使PERC电池均有双面光电转换功能，行业改变了PERC电池的印刷工艺，将背面全Al层印刷工艺修改为背面局部Al层印刷工艺。该工艺是尽量保证背面Al浆印刷在激光开孔点处，以使光生电流仍然可以通过激光开孔点的Al层导出。
PERC单晶双面电池背面由全Al层改为局部Al层，因此背面的入射光可由未被Al层遮挡的区域进入电池，实现双面光电转换功能。由于激光开孔点仍然需要Al浆来疏导光生电流，因此背面的大部分区域仍然覆盖了Al浆，因此和电池正面超过20％的光电转换效率相比，PERC单晶双面电池背面可吸收光线的区域有限，背面的光电转换效率在10-15％。双面电池背面局部Al层替代全Al层，铝浆耗量大大减少，降低了成本，所以双面电池成新一代电池的必然趋势。
由于双面电池背面依然需要用Al栅线覆盖激光开槽处，也就是说背面用的是套印的方法，将Al栅线套印在激光开槽线上。目前行业里面普遍使用的是激光mark点(位置识别点)定位的方法来进行套印对准。具体方法是在背面激光开槽的过程中，除了正常用于电极接触的开槽外，在硅片的四个角上额外添加4个一定形状的激光mark点，比如圆点，圆环，十字架等等。然后在丝网印刷Al背面电极时，通过相机识别抓取4个激光mark点确定硅片中心点，使其与网版上的四个mark点确定的网版中心点相对应，从而实现套印的对准。
上述套印的方法在实际操作过程中常常受相机光源种类、硅片背面抛光面膜色和激光mark点的颜色等因素影响，如果各因素之间搭配不好，会导致套印报警率高，通过率低，大大影响套印产能、效率和良率。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于双面电池背面的套印方法，能够提高晶硅太阳电池背面套印抓取激光mark点通过率。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种适用于双面电池背面的套印方法，包括如下步骤：在所述双面电池的背面采用激光开设位置定位点，采用相机抓取所述位置定位点并进行套印；所述双面电池的背面具有叠层钝化减反膜，当所述叠层钝化减反膜的厚度为110nm-170nm时，设置所述位置定位点的颜色为黑色；当所述叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm时，设置所述位置定位点的颜色为白色。
当所述叠层钝化减反膜的厚度为110nm-170nm时，通过设置激光参数，使得位置定位点的颜色为黑色。其中，内部激光参数为：速度500～700mm/s，功率30～50％，频率15～25KHz；外部激光参数为：频率500～700KHz，功率90～100％。在一些实施例中，优选内部激光参数为速度600mm/s、功率40％、频率20KHz；外部激光参数为频率600KHz、功率100％。
当所述叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm时，通过设置激光参数，使得位置定位点的颜色为白色。其中，内部激光参数为：速度1300～1700mm/s，功率4～15％，频率30～50KHz；外部激光参数为：频率500～700KHz，功率90～100％。在一些实施例中，优选内部激光参数为速度1500mm/s、功率5％、频率40KHz；外部激光参数为频率600KHz、功率100％。内部激光和外部激光共同影响开设的位置定位点。
通过上述参数可以看出，用于开设白色位置定位点的内部激光参数中的功率小于用于开设黑色位置定位点的内部激光参数中的功率，使得激光的烧蚀深度不同，最终使得形成的位置定位点呈现的颜色不同。
根据本发明的一些优选实施方面，所述位置定位点呈黑色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源为红光。在红光照射下，激光mark点呈黑色，硅片呈淡灰色或白色，mark点与硅片形成明显的色阶对比度。
根据本发明的一些优选实施方面，所述位置定位点呈黑色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源的波长范围为600～760nm，人眼可见。
根据本发明的一些优选实施方面，当所述叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm时，所述位置定位点呈白色。
根据本发明的一些优选实施方面，所述位置定位点呈白色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源为红外光。在红外光照射下，激光mark点呈白色，硅片呈灰色或黑色，mark点与硅片形成明显的色阶对比度。
根据本发明的一些优选实施方面，所述红外光为近红外光。
根据本发明的一些优选实施方面，所述位置定位点呈白色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源的波长范围为780nm～2526nm。红外光为非可见光，人眼不可见，位于可见光波段的右侧，波长比红光长。
根据本发明的一些优选实施方面，所述叠层钝化减反膜由氧化铝膜层、二氧化硅膜层、氮氧化硅膜层、氮化硅膜层中的一层或多层叠加组成，如AlOx/SiO2/SiOxNy/SiNx叠层。
叠层钝化减反膜的厚度会影响膜层的颜色，当叠层钝化减反膜的厚度为110nm-170nm时，叠层钝化减反膜呈黄色，通过调整激光参数，使黄膜上所打的激光mark点损伤较重，使激光击入到硅基底内部形成凹陷，陷光呈黑色，mark点颜色呈黑色，抓取激光mark点所用的相机光源为红光；当叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm时，叠层钝化减反膜呈蓝色，通过调整激光参数，使蓝膜上所打的激光mark点损伤较轻，使激光只打穿硅片上膜层，露出硅基底表面，显出硅本色，mark点颜色呈白色，抓取激光mark点所用的相机光源为红外光。激光mark点的图形，可以为圆点、圆环、十字架形、方形、菱形等等。
在红光照射下，黄膜在与黑点在相机成像时呈现明显色阶差异，相机可识别；在红外光照射下，因为红外光具有较强的穿透能力，不会在硅片表面形成反光，所以蓝膜与白点在相机成像时呈现明显色阶差异，相机可识别。
本发明还提供了一种如上所述的适用于双面电池背面的套印方法在太阳能电池片制备过程中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的太阳能电池片的制备方法，根据不同的叠层钝化减反膜的厚度及颜色，匹配不同的位置定位点以及不同的相机光源，能够明显提升叠层钝化减反膜与位置定位点的色阶对比度，减少误抓或漏抓，其能够降低背面套印过程中相机抓取激光mark点的报警率，提高一次通过率，从而提高套印产能、效率和良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的太阳能双面电池的结构示意图；
图2为黄色背钝化膜硅片；
图3为本发明实施例中在黄色背钝化膜硅片上开设的黑色激光mark点；
图4为黑色激光mark点的放大图；
图5为蓝色背钝化膜硅片；
图6为本发明实施例中在蓝色背钝化膜硅片上开设的白色激光mark点；
图7为白色激光mark点的放大图；
其中，附图标记包括：1-P型硅片；2-扩散层；3-叠层钝化减反膜；4-SiNx减反射层；5-局部Al层；6-Ag；7-位置定位点(激光mark点)。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-4所示，本实施例中的太阳能电池片的制备方法包括了传统的清洗制绒、沉积等步骤以及如下的适用于双面电池背面的套印方法。本实施例中的适用于双面电池背面的套印方法包括如下步骤：在已经制备好叠层钝化减反膜的双面电池的背面采用激光开设位置定位点，位置定位点开设在硅片的四个角上，之后采用相机抓取位置定位点并进行套印。位置定位点为圆点、圆环、十字架形、方形或菱形等。
本实施例中双面电池背面的叠层钝化减反膜由氧化铝膜层、二氧化硅膜层、氮氧化硅膜层、氮化硅膜层中的一层或多层叠加组成，其厚度为110nm-170nm，开设位置定位点的激光参数为：内部激光速度600mm/s，功率40％，频率20KHz；外部激光频率600KHz，功率100％。如图4所示，内部激光和外部激光共同影响开设的位置定位点。激光重重地打在硅材料上，位置定位点呈黑色，抓取位置定位点的相机所使用的光源为红光，其波长范围为600～760nm。在红光照射下，激光mark点呈黑色，硅片呈淡灰色或白色，mark点与硅片形成明显的色阶对比度。
实施例2
如图1和5-7所示，本实施例与实施例1具有如下区别：本实施例中的叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm，开设位置定位点的激光参数为：内部激光速度1500mm/s，功率5％，频率40KHz；外部激光频率600KHz，功率100％，如图7所示，内部激光和外部激光共同影响开设的位置定位点。激光轻轻地打在硅材料上，位置定位点呈白色，抓取位置定位点的相机所使用的光源为红外光，光源的波长范围为780nm～2526nm。在红外光照射下，激光mark点呈白色，硅片呈灰色或黑色，mark点与硅片形成明显的色阶对比度。
对比例
叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm的蓝膜采用黑色的位置定位点，则相机报警率达25％以上。
叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm的蓝膜采用白色的位置定位点，但是用于抓取位置定位点的相机光源为红光，则相机报警率达75％以上。
通过调整激光参数改变激光的开设深度，使得位置定位点呈现不同的颜色，进而使得位置定位点与叠层钝化减反膜形成高的色阶对比度，并匹配不同相机的光源，减少误抓或漏抓，降低背面套印过程中相机抓取激光mark点的报警率。
叠层钝化减反膜的厚度会影响膜层的颜色，当叠层钝化减反膜的厚度为110nm-170nm时，叠层钝化减反膜呈黄色，通过调整激光参数，使黄膜上所打的激光mark点损伤较重，使激光击入到硅基底内部形成凹陷，陷光呈黑色，mark点颜色呈黑色，抓取激光mark点所用的相机光源为红光；当叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm时，叠层钝化减反膜呈蓝色，通过调整激光参数，使蓝膜上所打的激光mark点损伤较轻，使激光只打穿硅片上膜层，露出硅基底表面，显出硅本色，mark点颜色呈白色，抓取激光mark点所用的相机光源为红外光。本发明的适用于双面电池背面的套印方法，为不同的背钝化膜色搭配不同颜色的激光mark点及不同颜色的相机光源，黄色背钝化膜搭配黑色激光mark点及红光相机光源，蓝色背钝化膜搭配白色激光mark点及红外相机光源，使背面套印抓取mark点时能达到一个最佳匹配度，即硅片背钝化膜色与mark点颜色在相机光源照射下，，使位置定位点与背钝化膜颜色形成高对比度，减少误抓或漏抓，其能够降低背面套印过程中相机抓取激光mark点的报警率，提高一次通过率，从而提高套印产能、效率和良率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于双面电池背面的套印方法，其特征在于，包括如下步骤：在所述双面电池的背面采用激光开设位置定位点，采用相机抓取所述位置定位点并进行套印；所述双面电池的背面具有叠层钝化减反膜，所述叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm或110nm-170nm；当所述叠层钝化减反膜的厚度为110nm-170nm时，设置所述位置定位点的颜色为黑色；当所述叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm时，设置所述位置定位点的颜色为白色；
所述位置定位点呈黑色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源为红光；所述位置定位点呈白色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源为红外光。
2.根据权利要求1所述的套印方法，其特征在于：所述位置定位点呈黑色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源的波长范围为600~760nm。
3.根据权利要求1所述的套印方法，其特征在于：当所述叠层钝化减反膜的厚度为110nm-170nm时，用于开设所述位置定位点的内部激光参数为：功率30~50%，频率15~25KHz。
4.根据权利要求1所述的套印方法，其特征在于：所述红外光为近红外光。
5.根据权利要求4所述的套印方法，其特征在于：所述位置定位点呈白色时，抓取所述位置定位点的相机所使用的光源的波长范围为780nm~2526nm。
6.根据权利要求1所述的套印方法，其特征在于：当所述叠层钝化减反膜的厚度为75-100nm时，用于开设所述位置定位点的内部激光参数为：功率4~15%，频率30~50KHz。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的套印方法，其特征在于：所述叠层钝化减反膜由氧化铝膜层、二氧化硅膜层、氮氧化硅膜层、氮化硅膜层中的一层或多层叠加组成。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的适用于双面电池背面的套印方法在太阳能电池片制备过程中的应用。
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