CN102555445A - 一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法 - Google Patents

Abstract

一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，将特制的测试网版正确安装在印刷机上，然后安装刮条、刮刀；将实验浆料轻铺在图形区域与网框之间，调整实验参数印刷间距、刮刀压力、印刷速度等后，即可进行印刷；印刷后，经过常规烘干烧结，以四探针法测试印刷区方块电阻，并在光学显微镜下进行观察，获得相关参数及实验结论。本发明的有益效果：测试简便，无需特殊设备辅助和特殊工艺要求，仅需常规工艺印刷即可实现测试，且所有图形在一块网版上一次成型，无需多步操作；结果直观，通过显微镜直接观察图形、通过四探针法测量方块电阻即可；根据测试结论可以更好地指导产线选用适合设备的网版规格，极大地降低了传统网版选择实验的人力和物力。

Description

一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法

技术领域

本发明涉及一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，用于测试印刷机的印刷精度、方向性、印刷极限以及实验浆料的印刷性能、局部电性能特点，可以对实际生产中网版及浆料的选用起到指导作用。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种利用晶体硅作为材料制作的将光能转化为电能的发电装置。晶体硅太阳能电池丝网印刷所用浆料通常为银浆、铝浆等。

现有的丝网印刷是一种利用浆料透过丝网在承印物表面形成模板图形的印刷方式。

丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附在丝网上进行印刷的。当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上(刮刀有手动和自动两种)。丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得浆料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的。

一般情况下对于网版的选择采取多次测试法，即选用多种不同规格(主要是线宽、目数)的网版分别放置在印刷机上进行常规印刷实验以确定最适合的网版型号。此方式不但费时费力，而且更容易对网版、浆料造成浪费，同时每次实验由于环境等因素的影响偏差较大，不具备直观可比性。

本发明可以通过多种简单图形的分布及配合实现单片印刷后即可测试印刷机的印刷精度、方向性及极限等功能的目的。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，首先将测试网版正确安装在印刷机上，安装刮条、刮刀；

将实验浆料轻铺在图形区域与网框之间，调整实验参数(印刷间距、刮刀压力、印刷速度等)后，即可进行印刷；

印刷后，经过常规烘干烧结，以四探针法测试印刷区方块电阻，并在光学显微镜下进行观察，获得相关参数及实验结论；

含有以下步骤：

步骤1；阵列栅线宽度变化测试：在测试网版图形区域以由大到小(或由小到大)顺序将不同宽度的栅线分布形成阵列，以对于印刷的极限宽度进行评估；

步骤2；阵列栅线双方向测试：步骤1的阵列中同一栅线采用双方向结构，即同一宽度栅线由两段相连通的子栅线组成，两子栅线间成一定的角度(如水平方向与竖直方向相垂直)，用于测试印刷图形与印刷刮条行程方向的关系以及拐点连接处的印刷效果；

步骤3；五点方块电阻测试：在测试网版边缘及中央位置设置五个相同图形，以测试印刷后各位置方块电阻的大小及一致性，评估浆料性能及印刷均匀性；

步骤4；渐变直线栅线测试：与步骤1相配合，在阵列栅线的基础上通过设置同一栅线的宽度变化进一步验证待测试设备及材料的印刷极限，更加直观的获得实际栅线高宽的变化趋势；

步骤5；均匀环形栅线测试：在步骤2设置两方向直线栅线的基础上根据环形多方向均匀变化的特点设定此区域，以更高的精度检验印刷的方向性变化；

步骤6；渐变环形栅线测试：此设计结合步骤4、5的设计及结论可以更加综合的对于印刷极限及印刷方向性进行测试。

本发明的有益效果：

1.测试简便：无需特殊设备辅助和特殊工艺要求，仅需常规印刷即可实现测试，且所有图形在一块网版上一次成型，无需多步操作；

2.结果直观：通过显微镜直接观察图形、通过四探针法测量方块电阻即可；

3.指导意义重大：根据测试结论可以更好地指导产线选用适合设备的网版规格，评价浆料质量，极大地降低了传统网版浆料选择实验的人力和物力。

附图说明

图1为本发明结构分布示意图。

图2为本发明功能分布示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

实施例1：如图2所示，图中标号与功能名称的对应关系如下：

图中：光学对焦孔1、圆形印刷区2、栅线阵列区3、渐变栅线4、均匀圆环5、渐变圆环6；

一.网版图形构成：

测试网版用于156mm*156mm晶体硅太阳能电池丝网印刷阶段使用，基本外形尺寸与常规网版相同，网框规格为380mm*380mm。丝网采用不锈钢材质，表面涂有感光乳胶、菲林试剂等。

首先将网版正确安装在印刷机上，然后安装刮条、刮刀。

待设备调整完成后将实验浆料轻铺在图形区域与网框之间，调整实验参数(印刷间距、刮刀压力、印刷速度等，此处无特殊要求)后，即可进行印刷。

印刷后，经过常规烘干烧结，以四探针法测试印刷区方块电阻，并在光学显微镜下进行观察，获得相关参数及实验结论。

二.结构功能简介：

图2中：光学对焦孔1、圆形印刷区2、栅线阵列区3、渐变栅线4、均匀圆环5、渐变圆环6；

光学对焦孔1：4个对称分布，印刷对焦(常规设计，直径为2μm)；

圆形印刷区2：用于测试方块电阻。圆的直径在15μm-35μm之间。通过四探针法测试印刷后电池片表面的方块电阻，得出各点数据作为参考以确定银浆性能，并可以比较各点阻值的差异以评估印刷机及银浆分布的均匀性；

栅线阵列区3：多条折线，宽度从左到右130μm-40μm依次减小。如条数为10，折线为直角，宽度分别为：130μm、120μm、110μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm。拐点成直线排列，各拐点连线与水平方向成45°角。折线设计主要是对比相对于刮条行程的水平与竖直方向银浆的印刷差异，拐点可以测试各宽度栅线在连接处的印刷效果；

渐变栅线4：倾斜的渐变栅线(宽度由左起第一及最后一条栅线宽度决定)用于观察宽度直线变化所导致的线宽线高的变化趋势，在同一直线上以不同的宽度印刷可以更好地验证各设计栅线宽度实际印刷后的效果差异，同时对于栅线阵列区的功能有一定的辅助作用；

均匀圆环5：圆环设计宽度为80μm-110μm之间，用于测试相同宽度下不同圆周方向上的印刷线型高宽变化。由于实际印刷时印刷机刮条是沿一个方向运动，因此网版表面各个方向上受力并不均匀。圆环的设计很好的将方向分布更加细致化，可以更好地分析各方向上的印刷差异；

渐变圆环6：圆环设计宽度为0-150μm，用于测试不同宽度下不同圆周方向上的印刷线型高宽变化。此设计是将渐变栅线和均匀圆环的功能做以整合和验证。

实施例2：一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，含有以下步骤：

步骤1；阵列栅线宽度变化测试：在测试网版图形区域以由大到小(或由小到大)顺序将不同宽度的栅线分布形成阵列，以对于印刷的极限宽度进行评估；

栅线阵列区3：多条折线，宽度从左到右130μm-40μm依次减小。如条数为10，折线为直角，宽度分别为：130μm、120μm、110μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm。拐点成直线排列，各拐点连线与水平方向成45°角。折线结构主要是对比相对于刮条行程的水平与竖直方向银浆的印刷差异，拐点可以测试各宽度栅线在连接处的印刷效果；

步骤2；阵列栅线双方向测试：步骤1的阵列中同一栅线采用双方向结构，即同一宽度栅线由两段相连通的子栅线组成，两子栅线间成一定的角度(如水平方向与竖直方向相垂直)，以测试印刷图形与印刷刮条行程方向的关系以及拐点连接处的印刷效果；

步骤3；五点圆形方块电阻测试：在测试网版边缘及中央位置设置五个相同圆形印刷区2，以测试印刷后各位置方块电阻的大小及一致性，评估浆料性能及印刷均匀性；

由方块电阻具体测试数据，比较各点间阻值的差异，根据常规或实验工艺对于印刷后方块电阻大小和片内极差(该组数据最大值与最小值之差)的具体要求(例如设计要求印刷后方阻为60Ω，片内极差在3Ω以内)，评估印刷机的印刷均匀性及银浆的特性，同时可以在一定程度上反映太阳能电池扩散工艺的均匀性，并且可以比较印刷后方块电阻的变化趋势；

步骤4；渐变直线栅线测试：与步骤1相配合，在阵列栅线的基础上通过设置同一栅线的宽度变化进一步验证待测试设备及材料的印刷极限，更加直观的获得实际栅线高宽的变化趋势；

渐变栅线4：倾斜的渐变栅线(宽度由左起第一及最后一条栅线宽度决定)用于观察宽度直线变化所导致的线宽线高的变化趋势，在同一直线上以不同的宽度印刷可以更好地验证各设计栅线宽度实际印刷后的效果差异，同时对于栅线阵列区的功能有一定的辅助作用；

步骤5；均匀环形栅线测试：在步骤2设置两方向直线栅线的基础上根据环形多方向均匀变化的特点测试此区域，以更高的精度检验印刷的方向性变化；

均匀圆环5：圆环设计宽度为80μm-110μm之间，用于测试相同宽度下不同圆周方向上的印刷线型高宽变化。由于实际印刷时印刷机刮条是沿一个方向运动，因此网版表面各个方向上受力并不均匀。圆环的结构很好的将方向分布更加细致化，可以更好地分析各方向上的印刷差异；

步骤6；渐变环形栅线测试：此设计结合步骤4、5的设计及结论可以更加综合的将印刷极限及印刷方向性进行测试。

渐变圆环6：圆环宽度为0-150μm，用于测试不同宽度下不同圆周方向上的印刷线型高宽变化。此设计是将渐变栅线和均匀圆环的功能做以整合和验证。

Claims (7)

1.一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，其特征是首先将测试网版正确安装在印刷机上，然后安装刮条、刮刀；

将实验浆料轻铺在图形区域与网框之间，调整实验参数印刷间距、刮刀压力、印刷速度后，即可进行印刷；

印刷后，经过常规烘干烧结，以四探针法测试印刷区方块电阻，并在光学显微镜下进行观察，获得相关参数及实验结论。

2.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，其特征是含有以下步骤：

步骤1；阵列栅线宽度变化测试：在测试网版图形区域以由大到小(或由小到大)顺序将不同宽度的栅线分布形成阵列，对于印刷的极限宽度进行评估；

步骤2；阵列栅线双方向测试：步骤1的阵列中同一栅线采用双方向结构，即同一宽度栅线由两段相连通的子栅线组成，两子栅线间成一定的角度(如水平方向与竖直方向相垂直)，用于测试印刷图形与印刷刮条行程方向的关系以及拐点连接处的印刷效果；

步骤3；五点方块电阻测试：在测试网版边缘及中央位置设置五个相同图形，以测试印刷后各位置方块电阻的大小及一致性，评估浆料性能及印刷均匀性；

步骤4；渐变直线栅线测试：与步骤1相配合，在阵列栅线的基础上通过设置同一栅线的宽度变化进一步验证待测试设备及材料的印刷极限，更加直观的获得实际栅线高宽的变化趋势；

步骤5；均匀环形栅线测试：在步骤2设置两方向直线栅线的基础上根据环形多方向均匀变化的特点设定此区域，以更高的精度检验印刷的方向性变化；

步骤6；渐变环形栅线测试：结合步骤4、5的设计及结论可以更加综合的对于印刷极限及印刷方向性进行测试。

3.根据权利要求2所述的一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，其特征是测试网版用于156mm*156mm晶体硅太阳能电池丝网印刷阶段使用，基本外形尺寸与常规网版相同，网框规格为380mm*380mm；丝网采用不锈钢材质，表面涂有感光乳胶、菲林试剂。

4.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，其特征是步骤3含有以下步骤：圆形印刷区：用于测试方块电阻；圆的直径在15μm-35μm之间；通过四探针法测试印刷后电池片表面的方块电阻，得出各点数据作为参考以确定银浆性能，并可以比较各点阻值的差异以评估印刷机及银浆分布的均匀性。

5.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，其特征是步骤1含有以下步骤：栅线阵列区：多条折线，宽度从左到右130μm-40μm依次减小；条数为10，折线为直角，宽度分别为：130μm、120μm、110μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm；拐点成直线排列，各拐点连线与水平方向成45°角；折线设计主要是对比相对于刮条行程的水平与竖直方向银浆的印刷差异，拐点可以测试各宽度栅线在连接处的印刷效果。

6.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，其特征是步骤4含有以下步骤：渐变栅线：倾斜的渐变栅线(宽度由左起第一及最后一条栅线宽度决定)用于观察宽度直线变化所导致的线宽线高的变化趋势，在同一直线上以不同的宽度印刷可以更好地验证各设计栅线宽度实际印刷后的效果差异，同时对于栅线阵列区的功能有辅助作用。

7.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法，其特征是步骤5含有以下步骤：均匀圆环：圆环设计宽度为80μm-110μm之间，用于测试相同宽度下不同圆周方向上的印刷线型高宽变化；

步骤6含有以下步骤：渐变圆环：圆环设计宽度为0-150μm，用于测试不同宽度下不同圆周方向上的印刷线型高宽变化。

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