CN103522761B - 一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头。为解决传统的丝网印刷电极制备工艺受印刷浆料颗粒大小和印刷网孔的限制，烧结后的细栅线宽度很难低于50μm，高宽比很难控制的问题，所述喷墨打印头包括固定座，装在在固定座底面的喷墨头座；所述喷墨头座包括多个由微变横壁和微变侧壁构成的小墨室，每个小墨室具有一个进墨孔和喷墨孔；每个小墨室一侧均设有一个用于调整喷墨孔大小的第一压电陶瓷，每个小墨室上方均设有一个驱动墨滴从喷墨孔内喷出的第二压电陶瓷。本发明实现了超细栅的制备，形成比传统丝网印刷技术精细的电极结构和更优越的高宽比，减少了遮挡面积，提高了光电转换效率。

Description

一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头
技术领域
本发明涉及一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，用于太阳能电池栅线的制备，属于太阳能光伏设备领域。
背景技术
喷墨打印头通常具有这样的结构：将电信号转换成机械力，以便通过细小的喷嘴以微液滴的形式来喷射墨滴。近年来，喷墨打印已近广泛的被运用到很多领域，然而在太阳能电池片制作超细栅电极中运用的很少。传统的方法是采用丝网印刷电极制备工艺，烧结后的细栅线宽度很难低于50μm。
针对前面所述的传统丝网印刷技术制备栅线所存在的缺点，发明了一种应用于超细栅太阳能电池的不锈钢喷墨打印头，以满足制备超细栅线，提高光电转换效率的要求，为太阳能电池片生产线的全自动化打下基础。
发明内容
为解决传统的丝网印刷电极制备工艺受印刷浆料颗粒大小和印刷网孔的限制，烧结后的细栅线宽度很难低于50μm，高宽比很难控制的问题，本发明旨在提供一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，该喷墨打印头墨滴的大小和形态可控，且占用空间小、定位准确。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，包括固定座，装在在固定座底面的喷墨头座；其结构特点是，所述喷墨头座包括多个由微变横壁和微变侧壁构成的小墨室，每个小墨室具有一进墨孔和一喷墨孔；每个小墨室一侧均设有一个用于调整喷墨孔大小的第一压电陶瓷，每个小墨室上方均设有一个驱动墨滴从喷墨孔内喷出的第二压电陶瓷。
本发明所述的微变横壁和微变侧壁是指横壁和侧壁在相应的压电陶瓷驱动力的驱动下可以产生微米级的变形，以调整小墨室的容积或喷墨孔横截面大小，横壁或侧壁的变形方向垂直于横壁或侧壁的表面方向。
采用本发明的喷墨打印头可以使栅线宽度小于30μm，实现了超细栅的制备，形成比传统丝网印刷技术精细的电极结构和更优越的高宽比，减少了遮挡面积，提高了光电转换效率。
以下为本发明的进一步改进的技术方案：
为了避免小墨室之间相互影响，多个小墨室相互独立，相邻两个小墨室之间通过微变侧壁隔开，每个微变侧壁内装有一个所述第一压电陶瓷。更进一步地，为了保证微变效果，所述微变侧壁上开有多个平行于喷墨孔长度方向的凹槽，每个第一压电陶瓷竖直安装在相应的微变侧壁凹槽内。
所述第二压电陶瓷安装在喷墨头座的微变横壁与固定座之间。更进一步地，为了保证微变效果，所述喷墨头座的微变横壁上表面开有多个位于各小墨室上方的凹槽，每个第二压电陶瓷水平安装在相应的微变横壁凹槽内。
所述喷墨孔的孔长大于所述第一压电陶瓷的长度。当第一微压电陶瓷通电时产生的驱动力使微变侧壁发生微变形，从而改变喷墨孔的大小，从而实现满足制备不同宽度栅线的需求。
在所述第一压电陶瓷的驱动下，所述微变侧壁为变形量在2μm~5μm的壁面，从而实现喷墨孔尺寸的调整范围为4μm~10μm。
所述喷墨头座通过紧固件固定在所述固定座的底面上。
所述喷墨孔为方孔，方孔宽度为20μm ~30μm，更优选为25μm。
藉由上述结构，本发明所述应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头包括喷墨头座、微压电陶瓷、喷墨孔、进墨孔、小墨室、微变侧壁、微变横壁、固定座和内六角螺钉。
所述的喷墨头座，采用不锈钢制作，由多个喷墨孔、进墨孔、小墨室、微变侧壁和微变横壁组成，亦可为喷墨孔阵列，其中每个进墨孔、小墨室和喷墨孔相互组成一个独立体，若某个通道发生堵塞时，不会影响其它通道喷墨打印的功能。
所述的喷墨孔为方形孔，其长度略大于第一微压电陶瓷的长度，可使第一微压电陶瓷的有效变形量可控。
所述的微压电陶瓷包括第一微压电陶瓷和第二微压电陶瓷，第一微压电陶瓷竖直安装在喷墨孔相隔的凹槽中，提供改变喷墨孔大小的驱动力，第二微压电陶瓷水平安装在小墨室微变横壁的上方，提供把墨滴从喷墨孔喷出的驱动力。
所述的微变侧壁在第一微压电陶瓷作用下可以产生2μm ~5μm的微变形，从而改变喷墨孔的尺寸大小，以满足太阳能电池制备不同栅线宽度的需求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明保证墨滴的大小和形态可控，多次往复喷墨打印，可形成高的高宽比，减少了太阳能电池的遮挡面积，提高了光电转换效率；满足无需后续的电镀处理工艺，减少了银材料消耗，降低了碎片率。
附图说明
图1为本发明的喷墨打印头二维结构示意图；
图2为本发明的喷墨打印头喷墨孔的左视图。
具体实施方式
下面结合附图1和2具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。
一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，如图1和2所示，包括喷墨孔1、微变侧壁2、第一微压电陶瓷3、第二微压电陶瓷4、小墨室5、微变横壁6、固定座7、内六角螺钉8、喷墨头座9和进墨孔10。第一微压电陶瓷3安装在喷墨头座9的竖直凹槽中，提供改变喷墨孔大小的横向驱动力；第二微压电陶瓷4安装在喷墨头座9的水平凹槽中，提供小墨室5体积发生变化的竖直驱动力，产生瞬时挤压，墨水受压从喷墨孔1喷出，实现太阳能电池超细栅线的制备。
喷墨打印的实现过程如下：若打印25μm的超细栅线时，墨水从进墨孔10进入小墨室5，此时第二微压电陶瓷4通电，产生的挤压力推动微变横壁6向下运动，微变横壁6产生的微变行使得小墨室5体积发生变化，墨滴受到挤压从喷墨孔1喷射而出，从而完成一次喷墨过程，小墨室5中重新充入墨水，第二微压电陶瓷4再次通电，墨水再次喷射而出，即可完成多次重叠喷射。若打印20μm ~23μm的超细栅线时，首先第一微压电陶瓷3按所需的电压大小通电，实现喷墨孔1尺寸（20μm ~23μm）的控制，然后墨水从进墨孔10进入小墨室5，此时第二微压电陶瓷4通电，产生的挤压力推动微变横壁6向下运动，微变横壁6产生的微变形使得小墨室5体积发生变化，墨滴受到挤压从喷墨孔1喷射而出，从而完成一次喷墨过程，小墨室5中重新充入墨水，第二微压电陶瓷4再次通电，墨水再次喷射而出，即可完成多次重叠喷射。
本发明的特定实施例已对发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (9)

1. 一种应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，包括固定座（7），装在固定座（7）底面的喷墨头座（9）；其特征在于，所述喷墨头座（9）包括多个由微变横壁（6）和微变侧壁（2）构成的小墨室（5），每个小墨室（5）具有一进墨孔（10）和一喷墨孔（1）；每个小墨室（5）一侧均设有一个用于调整喷墨孔（1）大小的第一压电陶瓷（3），每个小墨室（5）上方均设有一个驱动墨滴从喷墨孔（1）内喷出的第二压电陶瓷（4）。
2. 根据权利要求1所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，所述微变侧壁（2）的变形量为2μm~5μm。
3. 根据权利要求1所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，多个小墨室（5）相互独立，相邻两个小墨室（5）之间通过微变侧壁（2）隔开，每个微变侧壁（2）内装有一个所述第一压电陶瓷（3）。
4. 根据权利要求3所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，所述微变侧壁（2）上开有多个平行于喷墨孔（1）长度方向的凹槽，每个第一压电陶瓷（3）竖直安装在相应的微变侧壁（2）凹槽内。
5. 根据权利要求1所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，所述第二压电陶瓷（4）安装在喷墨头座（9）的微变横壁（6）与固定座（7）之间。
6. 根据权利要求5所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，所述喷墨头座（9）的微变横壁（6）上表面开有多个位于各小墨室（5）上方的凹槽，每个第二压电陶瓷（4）水平安装在相应的微变横壁（6）凹槽内。
7. 根据权利要求1~6之一所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，所述喷墨孔（1）为方孔，方孔宽度为20μm ~30μm。
8. 根据权利要求1~6之一所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，所述喷墨孔（1）的孔长大于所述第一压电陶瓷（3）的长度。
9. 根据权利要求1~6之一所述的应用于超细栅太阳能电池的喷墨打印头，其特征在于，所述喷墨头座（9）通过紧固件固定在所述固定座（7）的底面上。
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