用于光伏電池制造的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)可采用以下工藝步驟：

晶片光刻檢驗 — 系統(tǒng)將晶片傳送到檢測區(qū)域，并對晶片表面的至少兩個基準點（對準標記）進行成像。

圖像處理 — 使用圖像處理軟件確定每個基準點的精確位置數(shù)據(jù)，并在內(nèi)存中定期更新這些數(shù)據(jù)，以提高多個印刷層的印刷準確度。

晶片對準 — 在X、Y和θ方向?qū)脚_進行精細調(diào)整（見圖3）以修正偏置，然后轉(zhuǎn)移到絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版（模板）的下方。這些調(diào)整可使晶片上的基準點與存儲的參考基準點重疊。直線光柵和圓光柵可提供必要的位置反饋，以驅(qū)動每個軸精確地將晶片與絲網(wǎng)對準。

印刷 — 在對準之后，將晶片夾持到位，然后使用傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷工藝直接噴涂銀和鋁漿。

圖3：太陽能電池絲網(wǎng)印刷流程

運動控制技術要求

當前，單晶光伏電池的能量轉(zhuǎn)換效率接近20%，而硅單結電池的最大理論極限效率約為29%。轉(zhuǎn)換效率的提高可降低每千瓦時的發(fā)電成本，并減少太陽能發(fā)電裝置的物理尺寸，因此制造商一直不斷致力于改進制造工藝以提高效率。

典型的硅太陽能電池生產(chǎn)流程需要完成多次絲網(wǎng)印刷操作：電池的正反面至少有兩次單獨的印刷工序。為了提高轉(zhuǎn)換效率，必須在不降低導電性的前提下盡可能精細印刷電池正面的接觸線，這需要以極高精度和重復性完成多層疊加印刷。

通過使接觸線變得更細更厚，可使更多電池面積參與太陽能轉(zhuǎn)換（圖4）。例如，將接觸指的線寬從120 μm縮減至70 μm，同時將厚度提升一倍，則轉(zhuǎn)換效率可潛在增加0.5%。另一項提高電池性能的技術則是使用選擇性發(fā)射極 — 即對太陽能電池的硅晶片進行差異化摻雜處理。通過在金屬觸指正下方的區(qū)域進行重摻雜，而僅在其他區(qū)域進行輕摻雜，可提高光線的短波響應，從而提高電池轉(zhuǎn)換效率（圖5）。

圖4：減少金屬接觸指線寬可提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率

目前有多種技術可用于制造選擇性發(fā)射極，其中大部分都涉及各印刷層的高精度對準和沉積。由于后續(xù)印刷層必須精確置于前一層之上，因此絲網(wǎng)對準精度是確保多層印刷觸指質(zhì)量優(yōu)良最為重要的指標。配有高分辨率攝像頭的先進對準系統(tǒng)如今已能夠?qū)崿F(xiàn)達±10 μm的對準精度。高精度位置編碼器，例如雷尼紹RESOLUTE絕對式光柵系統(tǒng)，是提高印刷絲網(wǎng)重疊精度和控制性能的關鍵。RESOLUTE光柵的工作速度高達100 m/s，分辨率可達1 nm，周期誤差低至±40 nm。
 

總結

太陽能在未來數(shù)十年內(nèi)很可能成為人類最主要的電力來源，其發(fā)電方式可分為集中式和分布式，后者如屋頂安裝的太陽能電池板（圖6）。在蓬勃發(fā)展的背景下，光伏產(chǎn)業(yè)鏈的參與者擁有著諸多商機。運動控制技術可應用到光伏電池制造流程的所有階段，對于高精度絲網(wǎng)印刷工藝而言尤為重要。雷尼紹在運動控制領域的專業(yè)技術以及種類豐富的光柵產(chǎn)品系列可為OEM廠商與最終用戶提供最前沿的測量解決方案，滿足他們的運動控制需求。