制绒和丝网印刷
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1、硅片切割,材料准备:工业制作硅电池所用的单晶硅材料,一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒,原始的形状为圆柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的边长一般为10~15cm,厚度约200~350um,电阻率约1Ω.cm的p型(掺硼)。
2、去除损伤层:硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷,这就会产生两个问题,首先表面的质量较差,另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。
因此要将切割损伤层去除,一般采用碱或酸腐蚀,腐蚀的厚度约10um。
3、制绒:制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。
对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀,利用单晶硅的各向异性腐蚀,在表面形成无数的金字塔结构,碱液的温度约80度,浓度约1~2%,腐蚀时间约15分钟。
对于多晶来说,一般采用酸法腐蚀。
4、扩散制结:扩散的目的在于形成PN结。
普遍采用磷做n型掺杂。
由于固态扩散需要很高的温度,因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要,要求硅片在制绒后要进行清洗,即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。
(3)扩散、老化、蚀刻扩散的作用是在硅片上载入P元素以形成P-N结,扩散过程需加入POCl3和O2;老化采用电加热高温老化线,将硅片加热至一定温度后,使之表面产生抗氧化层,防止在使用过程中老化;扩散时间约为90分钟。
其反应方程式如下:4POCl3+3O2→P4O10+6Cl2↑P4O10+5Si→5SiO2+4P在扩散室,硅片的正面、背面和周边都形成了P-N结,为了减少漏电流、提高效率,要把硅片周边的P-N结刻蚀掉。
其原理为以四氟化碳为蚀刻剂,在高频电场的作用下与硅反应形成四氟化硅,把周边的PN结刻蚀掉。
刻蚀在专门刻蚀机中进行,将硅片边角刻蚀,以便电路板的连通,刻蚀时间约为60分钟,其与硅单质反应方程式为:CF4+Si→SiF4+C5、边缘刻蚀、清洗:扩散过程中,在硅片的周边表面也形成了扩散层。
xbc电池片工艺(原创实用版)目录一、xbc 电池片工艺概述二、xbc 电池片工艺的步骤三、xbc 电池片工艺的注意事项四、xbc 电池片工艺的优化和提高五、总结正文一、xbc 电池片工艺概述xbc 电池片工艺是一种生产太阳能电池片的技术,其全称为“x 射线束化学气相沉积电池片工艺”。
这种工艺具有许多优点,例如生产效率高、能耗低、成本低等,因此在太阳能电池片制造行业中得到了广泛的应用。
二、xbc 电池片工艺的步骤xbc 电池片工艺主要包括以下几个步骤:1.制绒:这一步的目的是在硅片表面形成一层绒状的硅,以增加表面积,提高电池片的吸收效率。
2.扩散:扩散是将硼或磷等杂质扩散到硅片中,以形成 p 型和 n 型区域。
3.酸洗:酸洗是为了去除硅片表面的杂质和氧化物,以保证电池片的质量。
4.水洗:水洗是为了去除酸洗后残留在硅片表面的杂质。
5.镀减反射膜:这一步的目的是在电池片表面镀上一层减反射膜,以减少光在电池片表面的反射,提高光吸收效率。
6.丝网印刷:丝网印刷是将电极材料印刷到电池片表面的过程,以形成太阳能电池片的电极。
7.烧结:烧结是将电极材料烧结到硅片表面的过程,以提高电极的导电性和稳定性。
三、xbc 电池片工艺的注意事项在 xbc 电池片工艺过程中,需要注意以下几点:1.硅片的质量:硅片的质量直接影响电池片的质量,因此在工艺过程中需要对硅片进行严格的质量控制。
2.酸洗和清洗:酸洗和清洗是去除硅片表面杂质的重要步骤,需要严格控制酸洗和清洗的浓度、温度和时间。
3.镀减反射膜:镀减反射膜需要严格控制镀膜的厚度和均匀性,以保证电池片的光吸收效率。
4.丝网印刷:丝网印刷需要保证电极材料的均匀性和覆盖率,以提高电池片的转换效率。
四、xbc 电池片工艺的优化和提高为了提高 xbc 电池片的转换效率和降低成本,可以对工艺进行以下优化:1.改进硅片加工技术:采用更先进的硅片加工技术,如金刚线切割、黑硅等,可以提高硅片的质量和降低成本。
光伏电池片各种工艺代名词
1.清洗制绒:通过化学腐蚀的方法,在硅片表面形成金字塔状绒面,
增加硅片对太阳光的吸收。
2.扩散制结:在硅片表面扩散磷原子,形成 P-N 结,从而将光能转
化为电能。
3.刻蚀:利用化学溶液或物理方法,将硅片表面的扩散层去除,形
成电池片的正负电极。
4.去磷硅玻璃:去除硅片表面的磷硅玻璃,以提高电池片的表面质
量和转换效率。
5.PECVD 镀膜:在硅片表面沉积氮化硅薄膜,以提高电池片的抗反
射性能和表面钝化效果。
6.丝网印刷:通过丝网印刷技术,在硅片表面印刷银浆或铝浆,形
成电池片的正负电极。
7.烧结:将印刷好的硅片放入烧结炉中进行烧结,使电极与硅片形
成良好的欧姆接触。
8.测试分选:对电池片进行电性能测试和外观检查,将合格的电池
片进行分选和包装。
异质结太阳能电池工艺流程分为以下四步:
1.制绒清洗。
通过腐蚀去除表面损伤层,并在表面进行制绒,以
形成绒面结构达到陷光效果,减少反射损失。
2.非晶硅镀膜。
可以采用Cat-CVD和PECVD两种设备。
其中Cat-
CVD主要由日本爱发科提供,PECVD海外供应商包括应用材
料和梅耶博格,国内供应商主要是理想万里晖。
3.TCO镀膜。
可以选用PVD和RPD两类设备。
RPD专利归属于
日本住友,授权给台湾精曜和捷佳伟创,RPD效率更高,但是
价格更贵,同时材料主要依赖进口。
相比而言,PVD在产能、价格、稳定性等方面优于RPD,被更多厂商采纳。
4.丝网印刷。
是生产光伏电池片最后一道工序,通常包括丝网印
刷、烧结和分选三道工序,分别需要用到丝网印刷机、烧结炉
和太阳模拟器三类设备。
太阳能电池生产工艺太阳能电池生产工艺一般分为:制绒、扩散、扩散后清洗、刻蚀、PECVD,丝网印刷,烧结,分类检测和封装。
制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过强酸和强碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。
相关设备有无锡瑞宝,德国RENA,深圳捷佳创,这些设备中最好的是RENA,因为他不光卖设备,还卖制绒工艺的专利。
所使用的介质有HF,HCL,HNO3,NaOH,Na2SiO3和乙醇等。
动力源有自来水,纯水,压缩空气,氮气,工艺冷却水,废水,热排风和酸排风。
扩散的目的在于形成PN结。
硅片含硼,是P型结物质,需要往里面掺杂磷,使电子发生移动,形成PN结空穴。
所使用的介质有POCL3,N2,O2。
动力源有压缩空气,氮气,工艺冷却水,热排风和有机排风。
使用的设备是高温扩散炉,厂商有SVCS,TEMPRESS,长沙48所等。
该道工艺有洁净要求,需要在洁净室内运行。
因为扩散炉内的石英管需要清洗,所以需要增加一种石英管清洗机。
扩散后清洗的目的在于洗去扩散时形成的磷硅玻璃,即SiO2和 P2O5的混合物,所以扩散后清洗机又叫做去磷硅玻璃清洗机。
动力源有氮气,压缩空气,纯水,HF,热排风,酸排风,废水等。
设备有深圳捷佳创。
刻蚀的目的在于把硅片的边缘PN结断开,防止短路。
目前国内所使用的设备几乎都是长沙48所的。
动力源有CF4,N2,NH3,热排风,有机排风。
PECVD的目的在于镀氮化硅薄膜,增加折射率,同时掺杂H元素,使缺陷减少,还可以保护硅片。
所用设备有德国的ROTH&RAW平板式PECVD设备,还有CENTROTHERMO的管式PECVD设备。
动力源有SiH4,NH3,氮气,压缩空气,工艺冷却水,热排风,硅烷排风等。
丝网印刷的目的在于印刷导电电极。
先印背面,再印正面。
目前国内大多数厂家使用设备是意大利的BACCINI印刷线。
动力源有真空,压缩空气,热排风,有机排风等。
太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测——表面制绒——扩散制结——去磷硅玻璃——等离子刻蚀——镀减反射膜——丝网印刷——快速烧结等。
具体介绍如下:一、硅片检测硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。
该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。
该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。
其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数;微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹;另外还有两个检测模组,其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。
在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。
硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。
二、表面制绒单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。
由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。
硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。
大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。
为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。
制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。
经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。
三、扩散制结太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。
管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。
植绒印刷工艺流程和发展前景植绒工艺简单的说,就是在需要植绒的物体(布料、玩具、陶瓷、塑料、金属等)上先做处理、然后涂上胶水,再用植绒机器将绒毛喷到胶层上,接着进行烘干,最后清除浮绒,大概就是这个流程,是个生产加工的过程。
它跟丝网工艺流程基本上是一样的,只是油墨改为胶粘剂而已了,然后经过烘干,在然后在经过热转印机将植绒纸的表面植上一层绒毛植在承印物上,比丝网印刷就多了后面的工程。
从广义上说植绒的原理是利用电荷同性相斥异性相吸的物理特性 ,使绒毛带上负电荷 , 把需要植绒的物体放在零电位或接地条件下 , 绒毛受到异电位被植物体的吸引 , 呈垂直状加速飞升到需要植绒的物体表面上 , 由于被植物体涂有胶粘剂 , 绒毛就被垂直粘在被植物体上 , 静电植绒是利用电荷的自然特性产生的一种生产新工艺。
这种产品主要用于工艺品、包装盒、年画、对联、圣诞节用品、文具、礼品上。
在纸张植绒的作用,有的是起装饰作用,有的是起防震作用,也有的是因为植绒特柔顺的手感而用。
一航纸品植绒厂长期接洽纸品纸张植绒加工业务,在这方面有较好的技术力量,价格优惠,出货快捷,引进国内先进的流水线生产,质量稳定。
植绒基本工艺流程,一般要经过原稿的选择或设计、原版制作、印版晒制、印刷、印后加工等五个工艺过程。
也就是说,首先选择或设计适合印刷的原稿,然后对原稿的图文信息进行处理,制作出供晒版或雕刻印版的原版(一般叫阳图或阴图底片),再用原版制出供印刷用的印版,最后把印版安装在印刷机上,利用输胶黏剂统将胶涂敷在印版表面,由压力机械加压,胶黏剂便从印版转移到承印物上,如此复制的大量印张,经印后加工,便成了适应各种使用目的成品。
现在,人们常常把原稿的设计、图文信息处理、制版统称为印前处理,而把印版上的胶黏剂向承印物上转移的过程叫做印刷,这样一件印刷品的完成需要经过印前处理、印刷、印后加工等过程。
原稿设计就是自己想做的主题,然后用硫酸纸打印出来。
包括理念:所用的材料,油墨的选择,后期的加工。
TOPCon工艺流程详细解读一、清洗制绒1.1 清洗目的去除硅片表面的污垢和杂质,保证硅片表面的洁净度和均匀性,以便后续工艺的正常进行。
1.2 制绒原理利用硝酸和氢氟酸的混合溶液对硅片进行腐蚀,形成绒面结构,以增加硅片表面的陷光效应,提高太阳能电池的光电转换效率。
二、正面硼扩散2.1 硼扩散目的将硼元素注入硅片正面,形成P型半导体层,为后续的电极接触和钝化层沉积做准备。
2.2 硼扩散原理利用高温条件下的硼源扩散作用,将硼元素注入硅片正面。
三、BSG去除3.1 BSG去除目的去除硅片正面和背面的BSG(硼硅酸盐玻璃),以暴露出硅片的晶体结构,便于进行后续的工艺处理。
3.2 BSG去除原理利用化学腐蚀或机械研磨的方式,去除硅片正面和背面的BSG。
四、背面刻蚀4.1 背面刻蚀目的对硅片的背面进行机械研磨或化学腐蚀,以形成背面场结构,降低电池片的串联电阻,提高电池片的电流输出。
4.2 背面刻蚀原理利用机械研磨或化学腐蚀的方式,对硅片的背面进行减薄处理,形成背面场结构。
五、氧化层钝化接触制备5.1 氧化层钝化接触制备目的在硅片的正面形成氧化层,以钝化接触表面,同时增加一层绝缘层,防止电流短路。
5.2 氧化层钝化接触制备原理利用高温氧化作用,在硅片的正面形成一层氧化层,实现钝化接触表面的目的。
六、正面氧化铝沉积6.1 正面氧化铝沉积目的在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜,以提高硅片的抗反射能力和耐候性,同时保护硅片不受环境因素的影响。
6.2 正面氧化铝沉积原理物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)的方式,在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜。
七、正背面氮化硅沉积 7.1 正背面氮化硅沉积目的在硅片的正面和背面沉积一层氮化硅薄膜,以提高硅片的抗反射能力和耐候性八、丝网印刷8.1 丝网印刷目的利用丝网印刷技术将电极材料印涂在硅片表面,形成电极结构九、烧结 9.1 烧结目的通过高温烧结过程使电极材料与硅片表面形成良好的欧姆接触十、测试分选10.1 测试分选目的对太阳能电池片进行电性能测试和分选,保证产品的质量和性能一致性十一、其他注意事项在整个TOPCon工艺流程中,需要注意以下几点:1.严格控制各道工序的工艺参数和环境条件,确保工艺的稳定性和重复性;2.对于关键工艺步骤需进行严格的质量控制和检测,防止出现质量问题;3.不断优化工艺流程和设备配置,提高生产效率和产品质量;4.重视环境保护和安全生产,确保生产过程对环境不产生污染,同时保证员工的健康和安全。
硅片的绒面处理和丝网印刷电极一、硅片的绒面处理清洗通常,由单晶棒所切割的硅片表面可能污染的杂质大致可归纳为三类:1、油脂、松香、蜡等有机物质。
2、金属、金属离子及各种无机化合物。
3、尘埃以及其它可溶性物质。
通过一些化学清洗剂可以达到去污的目的。
如有机溶剂、硫酸、酸性和碱性过氧化氢溶液等。
1、 有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合超声波清洗技术来去除。
2、 金属离子沾污:必须采用化学的方法才能清洗其沾污,硅片表面金属杂质沾污有两大类:a.一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。
b.另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如"电镀")到硅片表面。
硅抛光片的化学清洗目的就在于要去除这种沾污,一般可按下述办法进行清洗去除沾污。
a. 使用强氧化剂使"电镀"附着到硅表面的金属离子、氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。
b.用无害的小直径强正离子(如H+)来替代吸附在硅片表面的金属离子,使之溶解于清洗液中。
c.用大量去离水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。
3、 颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径 ≥ 0.4μm 颗粒,利用兆声波可去除 ≥ 0.2 μm 颗粒。
硅片清洗(微电子)去损伤层硅片经过初步清洗去污后,要进行表面腐蚀,这是由于机械切片后,在硅片表面留下的平均为30~50μm 厚的损伤层,腐蚀液有酸性和碱性两类。
酸性腐蚀法硝酸和氢氟酸的混合液可以起到很好的腐蚀作用,其溶液配比为浓硝酸:氢氟酸=10:1到2:1。
硝酸的作用是使单质硅氧化为二氧化硅,其反应为3Si+4HNO 3=3SiO 2+2HO 2+4NO ↑而氢氟酸使在硅表面形成的二氧化硅不断溶解,使反应不断进行,其反应为[]O H SiF H HF SiO 262226+=+生成的络合物六氟硅酸溶于水,通过调整硝酸和氢氟酸的比例,溶液的温度可控制腐蚀速度,如在腐蚀液中加入醋酸作缓冲剂,可使硅片表面光亮。
一般酸性腐蚀液的配比为硝酸:氢氟酸:醋酸=5:3:3或5:1:1碱性腐蚀法(20%)硅可与氢氧化钠、氢氧化钾等碱的溶液起作用,生成硅酸盐并放出氢气,化学反应为:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑出于经济上的考虑,通常用较廉价的NaOH溶液,图1.1为100︒C下不同浓度的NaOH 溶液对(100)晶向硅片的腐蚀速度。
图1.1 硅片在不同浓度NaOH溶液中的腐蚀速率碱腐蚀的硅片表面虽然没有酸腐蚀光亮平整,但制成的电池性能完全相同,目前,国内外在硅太阳电池生产中的应用表明,碱腐蚀液由于成本较低,对环境污染较小,是较理想的硅表面腐蚀液。
硅表面绒面的制备由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,其反射率很低,故绒面电池也称为黑电池或无反射电池。
各向异性腐蚀即腐蚀速度随单晶的不同结晶方向而变化,硅片的各向异性腐蚀最终导致在表面产生许多密布的表面为(111)面的四面方锥体,由于腐蚀过程的随机性,方锥体的大小不等,以控制在3~6μm为宜。
硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,如氢氧化钠,氢氧化钾,氢氧化锂,联氨和乙二胺等,商品化电池的生产中,通常使用廉价的氢氧化钠稀溶液(浓度为1~2%)来制备绒面硅,腐蚀温度为80︒C左右,为了获得均匀的绒面,还应在溶液中添加醇类(如无水乙醇或异丙醇等)作为络合剂,加快硅的腐蚀。
制绒过程中的影响因素:碱液浓度、异丙醇浓度;溶液温度、制绒时间长短;槽体密封程度、IPA挥发程度;制绒槽内硅酸钠的累积量。
二、丝网印刷制作电极制作电极的方法真空蒸镀和化学镀镍制作电极的方法是一种传统的制作方法,但存在工艺成本较高,耗能量大,批量小,不适宜于自动化生产,为了降低生产成本和提高产量,人们将厚膜集成电路的丝网漏印工艺引入太阳电池的生产中。
目前,该工艺已走向成熟,使线条的宽度可降到50μm,高度达到10~20μm。
上电极的设计的一个重要方向是上电极金属栅线的设计。
当单体电池的尺寸增加时,这方面就变得愈加重要。
对于普通的电极设计,设计原则是使电池的输出最大,即电池的串联电阻尽可能小和电池的光照作用面积尽可能大。
对于下电极的要求是尽可能布满背面,对于丝网印刷,覆盖面积将影响到填充因子。
丝网印刷原理丝网印刷由五大要素构成,即丝网、刮刀、浆料、工作台以及基片。
丝网印刷基本原理是:利用丝网图形部分网孔透浆料,非图文部分网孔不透浆料的基本原理进行印刷。
印刷时在丝网一端倒入浆料,用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力,同时朝丝网另一端移动。
油墨在移动中被刮板从图形部分的网孔中挤压到基片上。
由于浆料的黏性作用而使印迹固着在一定范围之内,印刷过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触,接触线随刮刀移动而移动,由于丝网与承印物之间保持一定的间隙,使得印刷时的丝网通过自身的张力而产生对刮板的反作用力,这个反作用力称为回弹力。
由于回弹力的作用,使丝网与基片只呈移动式线接触,而丝网其它部分与承印物为脱离状态,保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。
当刮板刮过整个印刷区域后抬起,同时丝网也脱离基片,工作台返回到上料位置,至此为一个印刷行程。
刮刀从图5的印刷原理示意中可以看出,刮刀的作用是将浆料以一定的速度和角度将浆料压入丝网的漏孔中,刮刀在印刷时对丝网保持一定的压力,刃口压强在10~15N/cm之间,刮板压力过大容易使丝网发生变形,印刷后的图形与丝网的图形不一致,也加剧刮刀和丝网的磨损,刮板压力过小会在印刷后的丝网上存在残留浆料。
刮刀材料一般为聚胺脂橡胶或氟化橡胶,硬度范围为邵氏A60°~A90°,刮板条的硬度越低,印刷图形的厚度越大,刮刀材料必须耐磨,刃口有很好的直线性,保持与丝网的全接触;刮刀一般选用菱形刮刀,它具有4个刃口,可逐个使用,利用率高,见图6。
刮刀速度:刮刀速度是决定效率的最大因素,以半自动印刷机为例,印刷所占时间一般为总循环的2/3;印刷速度的设定由印刷图形和印刷用浆料的黏度决定,速度越高,刮刀带动浆料进入丝网漏孔的时间越短,浆料的填充性会差,出现图7所示现象,如果印刷线条精细,速度应低一些,正银工序中栅线的线宽在0.1~0.12mm,一般速度设定在200~250mm/s,背铝和背银工序因印刷线条宽速度设定在300mm/s;印刷用浆料因不同工序而不同,相应黏度不同,但总体黏度比较低,印刷速度较快;在实际的印刷中速度的恒定同样很重要,如果在印刷过程中速度出现波动,会导致图形厚度的不一致。
刮刀角度:刮刀角度的设定与浆料有关;浆料黏度值越高,流动性越差,需要刮刀对浆料的向下的压力越大,刮刀角度小;刮刀角度调节范围为45°~75°。
在印刷过程中起关键作用的是刮刀刃口2~3mm的区域,在印刷压力下刮刀与丝网摩擦,在开始印刷时近似直线,刮刀刃口对丝网的局部压力很大,见图5所示,随着刮刀刃口的磨损,刃口形状呈圆弧形,它对浆料朝丝网方向的分力急剧增加,丝网作用于丝网单位面积的压力明显减小,刮刀刃口处与丝网的实际角度远小于45°,印刷后丝网表面会有残余浆料,易发生渗漏,同时印刷线条边缘模糊。
见图7,这时需要更换刮刀。
丝网常用的丝网材料有不锈钢和尼龙2种。
不锈钢丝网的特点是丝径细、目数多,耐磨性好,强度高,尺寸稳定,拉伸性小,由于丝径精细,油墨的通过性能好,尺寸精度稳定,适于太阳能电池片的印刷。
尼龙丝网是由化学合成纤维制作而成,具有很高的强度,耐磨性、耐化学药品性、耐水性、弹性都比较好,由于丝径均匀,表面光滑,故油墨的通过性也极好。
其不足是尼龙丝网的拉伸性较大。
这种丝网在绷网后的一段时间内,张力有所降低,使丝网印版松驰,精度下降,在太阳能电池片的印刷中采用不锈钢丝网。
图8为丝网的外形。
制作丝网:制作丝网图形由专业厂商订做,要根据印刷图形的精度选择丝网目数的高低、丝径的粗细、丝网开口面积的大小、丝网伸缩率的大小等,表1为日本特殊织物会社的部分丝网技术规格。
丝网的目数及丝径决定可印刷图形的宽度;对于背银和背铝这2道工序印刷由于实际印刷图形不复杂,所以对丝网要求不高,主要考虑印刷厚度即可,一般选用250~280目即可满足要求;正银印刷是对印刷要求最高的一道印刷工序,主要是保证栅线的宽度要求及印刷膜厚的均匀性,一般选用300~330目,印刷后栅线的宽度值取决于丝网的线径及网孔的宽度,有如下计算公式:K=2s+R,式中:K为线条的宽度,S为丝网丝径宽度值,R表示网孔的宽度,如选用330目丝网,查表1:s=30μm,R=44μm则K=2×30+44=102μm,可满足栅线的宽度要求。
丝网的张力设定:丝网的张力与丝网的材料与目数有关,不同材料、不同丝径的丝网承受的张力不同,目数越低,丝径越粗,丝网承受的张力越大;丝网生产厂商在技术指标中有一个丝网最大张力的建议值,见表1。
如果丝网张力太低或印刷过程丝网张力不稳定,在刮板压力下会出现网点扩大和网点丢失,影响印刷精度,对于背铝和背银工序一般选取30N /cm,正银工序则选取27N/cm。
印刷厚度:丝网和感光膜的厚度决定印刷后图形的厚度即线条的厚度,在一般情况下,丝网目数越低,丝经越粗,印刷后的浆料层就越高,所用丝网目数较高时,印刷后浆料层就低一些。
感光膜的厚度与丝网目数和线条的宽度有关:目数越高,丝径越细,感光膜与丝网的接触面积越小,二者的附着力减小,如果印刷线条变窄,增加感光膜的厚度易造成脱落,所以感光膜较薄,感光膜的厚度约为丝网厚度的15%~25%;对于背铝和背银工序,选取250目丝网,其厚度为58um,感光膜厚度为10~15um,则印后厚度为68~73μm,这里计算出来的厚度时浆料的湿厚度(wetthickness).需经过烘干(dry)和烧结(fire)才是最终厚度(干厚度),干厚度是湿厚度的30%~40%;对于正银工序,选取330目丝网,其厚度为44um,感光膜厚度为5~10μm,则印后湿厚度约为49~54μm。
选择丝网丝径及目数时,要求网格的孔长为浆料粉体粒径的2.5~5倍;目数越低丝网越稀疏,网孔越大,油墨通过性就越好;网孔越小,油墨通过性越差。
网框:网框大多采用硬铝及铝合金以承受绷网所产生的力,连接丝网的底面需要较高的平面度,约为0.04mm×150mm×150mm;网框规格一般为承印物的2倍:以150mm电池片为例,承印物面积为150mm×150mm,网框内口的面积应为300mm×300mm,。
浆料浆料是由功能组份、粘结组份和有机载体组成的一种流体,浆料有导体浆料、电阻浆料、介质浆料和包封浆料等。
在背银,背铝及正银工序中所用浆料为导体浆料。
在导体浆料中,功能组份一般为贵金属或贵金属的混合物。