1 引言
隨著全球能源的日趨緊張，太陽能以無污染、市場空間大等獨有的優(yōu)勢受到世界各國的廣泛重視，國際上眾多大公司投入太陽能電池研發(fā)和生產(chǎn)行業(yè)。從太陽能獲得電力，需通過太陽能電池進行光電變換來實現(xiàn)，硅太陽能電池是一種有效地吸收太陽能輻射并使之轉(zhuǎn)化為電能的半導體電子器件，廣泛應(yīng)用于各種照明及發(fā)電系統(tǒng)中。
2 硅太陽能電池的生產(chǎn)工序 太陽能電池原理主要是以半導體材料硅為基體，利用擴散工藝在硅晶體中摻入雜質(zhì)：當摻入硼、磷等雜質(zhì)時，硅晶體中就會存在著一個空穴，形成n型半導體；同樣，摻入磷原子以后，硅晶體中就會有一個電子，形成p型半導體，p型半導體與n型半導體結(jié)合在一起形成pn結(jié)，當太陽光照射硅晶體后，pn結(jié)中n型半導體的空穴往p型區(qū)移動，而p型區(qū)中的電子往n型區(qū)移動，從而形成從n型區(qū)到p型區(qū)的電流，在pn結(jié)中形成電勢差，這就形成了電源。
硅太陽能電池生產(chǎn)的主要工序，從中可以看出絲網(wǎng)印刷是生產(chǎn)太陽能電池的重要工序，其印刷質(zhì)量（厚度，寬度，膜厚一致性）影響電池片的技術(shù)指標。
3 工序?qū)τ∷㈦姌O的要求
3.1 背面銀電極印刷（背銀）
在電池片的正極面（p區(qū)）用銀鋁漿料印刷兩條電極導線（寬約3～4mm）作為電池片的電極。
3.2 背面鋁印刷（背鋁）
在電池片的正極面采用鋁漿料印刷整面（除背銀電極外）。
3.3 正面銀印刷（正銀）
在電池片的正面（噴涂減反射膜的面）同時用銀漿料印刷一排間隔均勻的柵線和兩條電極，在工藝上要求柵線間距約3mm、寬度約O.10～0.12mm：
4 印刷原理
絲網(wǎng)印刷由五大要素構(gòu)成，即絲網(wǎng)、刮刀、漿料、工作臺以及基片。絲網(wǎng)印刷基本原理是：利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透漿料，非圖文部分網(wǎng)孔不透漿料的基本原理進行印刷。印刷時在絲網(wǎng)一端倒入漿料，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力，同時朝絲網(wǎng)另一端移動。油墨在移動中被刮板從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上。由于漿料的黏性作用而使印跡固著在一定范圍之內(nèi)，印刷過程中刮板始終與絲網(wǎng)印版和承印物呈線接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，由于絲網(wǎng)與承印物之間保持一定的間隙，使得印刷時的絲網(wǎng)通過自身的張力而產(chǎn)生對刮板的反作用力，這個反作用力稱為回彈力。由于回彈力的作用，使絲網(wǎng)與基片只呈移動式線接觸，而絲網(wǎng)其它部分與承印物為脫離狀態(tài)，保證了印刷尺寸精度和避免蹭臟承印物。當刮板刮過整個印刷區(qū)域后抬起，同時絲網(wǎng)也脫離基片，工作臺返回到上料位置，至此為一個印刷行程。
4.1 刮刀
從印刷原理示意中可以看出，刮刀的作用是將漿料以一定的速度和角度將漿料壓入絲網(wǎng)的漏孔中，刮刀在印刷時對絲網(wǎng)保持一定的壓力，刃口壓強在10～15N／cm之間，刮板壓力過大容易使絲網(wǎng)發(fā)生變形，印刷后的圖形與絲網(wǎng)的圖形不一致，也加劇刮刀和絲網(wǎng)的磨損，刮板壓力過小會在印刷后的絲網(wǎng)上存在殘留漿料。
刮刀材料一般為聚胺脂橡膠或氟化橡膠，硬度范圍為邵氏A60°～A90°，刮板條的硬度越低，印刷圖形的厚度越大，刮刀材料必須耐磨，刃口有很好的直線性，保持與絲網(wǎng)的全接觸；刮刀一般選用菱形刮刀，它具有4個刃口，可逐個使用，利用率高。
刮刀速度：刮刀速度是決定效率的最大因素，以半自動印刷機為例，印刷所占時間一般為總循環(huán)的2／3；印刷速度的設(shè)定由印刷圖形和印刷用漿料的黏度決定，速度越高，刮刀帶動漿料進入絲網(wǎng)漏孔的時間越短，漿料的填充性會差，出現(xiàn)圖7所示現(xiàn)象，如果印刷線條精細，速度應(yīng)低一些，圖4所示的正銀工序中柵線的線寬在0.1～0.12nun，一般速度設(shè)定在200～250mm／s，圖3所示的背鋁和背銀工序因印刷線條寬速度設(shè)定在300mm／s；印刷用漿料因不同工序而不同，相應(yīng)黏度不同，但總體黏度比較低，所以印刷速度較快；在實際的印刷中速度的恒定同樣很重要，如果在印刷過程中速度出現(xiàn)波動，會導致圖形厚度的不一致。
刮刀角度：刮刀角度的設(shè)定與漿料有關(guān)；漿料黏度值越高，流動性越差，需要刮刀對漿料的向下的壓力越大，刮刀角度??；刮刀角度調(diào)節(jié)范圍為45°～75°。在印刷過程中起關(guān)鍵作用的是刮刀刃口2～3mm的區(qū)域，在印刷壓力下刮刀與絲網(wǎng)摩擦，在開始印刷時近似直線，刮刀刃口對絲網(wǎng)的局部壓力很大，隨著刮刀刃口的磨損，刃口形狀呈圓弧形，它對漿料朝絲網(wǎng)方向的分力急劇增加，絲網(wǎng)作用于絲網(wǎng)單位面積的壓力明顯減小，刮刀刃口處與絲網(wǎng)的實際角度遠小于45°，印刷后絲網(wǎng)表面會有殘余漿料，易發(fā)生滲漏，同時印刷線條邊緣模糊。
4.2 絲網(wǎng)
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