CN103770452A - 一种金属丝网 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属丝网，包括第一网格区、第二网格区和中间图案区，中间图案区包括图案网格区和图案栅线区，第一网格区、第二网格区及图案网格区是由多边形网格阵列相互连接而成的网格结构，图案栅线区是由连接相邻两个图案网格区的线段阵列组成，构成第一网格区多边形的面积大于构成第二网格区多边形的面积，中间图案区、第二网格区、第一网格区由金属丝网中心向边缘依次设置，金属丝网为一体成型结构，无编织型的经纬节点。图案栅线区的线段阵列的线段的线径尺寸较小，可以减小图案栅线区线段对浆料的阻挡作用，第二网格区及图案网格区网格线的线径相对较大可以提高金属丝网的寿命。

Description

一种金属丝网

技术领域

本发明涉及一种金属丝网，具体而言，涉及一种印刷太阳能电池正电极的金属丝网。

背景技术

太阳能具有无害、能源巨大（每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源）、可长久利用等优点，加之地球能源短缺，煤和石油等不可再生资源的储存量日益减少，太阳能成为人们近年来广泛利用的能源之一。太阳能电池是太阳能应用的核心代表之一。

印刷太阳能电池正电极需要用到掩模板，传统掩模板是在编织型的金属丝网或聚酯网等丝网的表面涂覆或压贴一层感光乳剂形成的复合掩模板，但此类编织型丝网形成的复合掩模板具有编织型的节点，印刷时会导致下浆不均，从而影响太阳能电池的转化效率。

另外，金属丝网是通过胶水将边缘直接或间接的固定在外框上，胶水固定的稳定性严重影响最终太阳能网版的寿命，应此要求业界需要设计出综合性能更好的金属丝网。

本发明主要是针对以上问题提出一种丝网，较好的解决以上所述问题。

 

发明内容

有鉴于此，需要克服上述现有技术缺陷中的至少一个。

本发明提供了一种金属丝网，包括第一网格区、第二网格区和中间图案区，所述中间图案区包括图案网格区和图案栅线区，其特征在于：

所述第一网格区、所述第二网格区及所述图案网格区是由多边形网格阵列相互连接而成的网格结构，所述图案栅线区是由连接相邻两个所述图案网格区的线段阵列组成，构成所述第一网格区多边形的面积大于构成所述第二网格区多边形的面积，所述中间图案区、所述第二网格区、所述第一网格区由所述金属丝网中心向边缘依次设置，所述金属丝网为一体成型结构，无编织型的经纬节点，能够克服传统丝网编织型经纬节点所带来的缺陷。

根据本专利背景技术中现有技术所述，传统用的掩模板是在编织型的金属丝网或聚酯网等丝网的表面涂覆或压贴一层感光乳剂形成的复合掩模板，但此类编织型丝网形成的复合掩模板具有编织型的节点，印刷时会导致下浆不均，从而影响电池的转化效率。本发明提供的金属丝网具有一体成型的结构，无编织型的经纬节点，能够克服传统丝网编织型经纬节点所带来的缺陷，金属丝网的图案栅线区线段阵列的线径尺寸小于图案网格区和第二网格区网格线的线径尺寸，可以减小图案栅线区线段对浆料的阻挡，提高印刷质量, 第一网格区多边形的面积大于构成所述第二网格区多边形的面积，提高第一网格区的开口率，使胶水能够很好地将金属丝网固定于外框，从而提高太阳能网版的寿命。

另外，根据本发明公开的金属丝网还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述多边形为矩形或正六边形。

进一步地，构成所述网格阵列的多边形为矩形，所述第二网格区及所述图案网格区的矩形网格阵列中所述矩形的长度尺寸d3范围为40μm≤d3≤100μm，所述矩形的宽度尺寸d4范围为30μm≤d4≤90μm。

进一步地，所述第一网格区包括横向和纵向两组网格阵列，其中构成所述横向网格阵列的矩形长度尺寸与构成所述第二网格区的矩形长度尺寸相等，构成所述横向网格阵列的矩形宽度尺寸d5范围为60μm≤d5≤180μm；其中构成所述纵向网格阵列的矩形长度尺寸d6范围为80μm≤d6≤200μm，构成所述纵向网格阵列的矩形宽度尺寸与构成所述第二网格区的矩形宽度尺寸相等；构成所述横向和纵向两组网格阵列交叠区的网格阵列的矩形的长度尺寸与宽度尺寸分别为d6、d5。

进一步地，构成所述第一网格区的矩形长度尺寸d6范围为80μm≤d6≤200μm， 矩形宽度尺寸d5范围为60μm≤d5≤180μm。 

进一步地，所述金属丝网还包括外边，所述外边为设置在所述第一网格区周边的非网格区。

进一步地，所述外边的宽度为0.04mm~2mm,所述外边起到加固第二网格区、防止第二网格区的周边出现变形甚至破裂现象，所述外边与所述第一网格区一体成型，且与所述第一网格区具有相同的材质。

由于丝网很薄，其厚度一般在10μm ~30μm范围，所以成型的丝网很容易变形甚至破裂，在丝网第一网格区的周边设计外边后可以很好地防止丝网变形甚至破裂。   

可选地，所述外边为与第一网格区具有相同的厚度的实体结构（即为一层镍或镍基合金）。

进一步地，所述第二网格区网格线的线径尺寸r3、所述图案网格区网格线的线径尺寸r2、所述图案栅线区线段阵列的线段的线径尺寸r1三者的关系及尺寸范围为：8μm≤r1≤r2≤r3≤35μm。

优选地，所述图案栅线区线段阵列的线段的线径尺寸r1范围为8μm≤r1≤25μm；所述图案网格区网格线的线径尺寸r2范围为12μm≤r2≤30μm；所述第二网格区网格线的线径尺寸r3范围为15μm≤r3≤35μm。

进一步地，所述图案栅线区线段阵列的相邻线段之间的间距d1范围为40μm≤d1≤100μm；所述图案栅线区线段阵列的线段长度尺寸d2范围为60μm≤d2≤180μm。

进一步地，所述金属丝网为通过电铸工艺或蚀刻工艺形成。

图案栅线区线段阵列的线段的线径尺寸小于或等于图案网格区网格线的线径尺寸，其目的是减小图案栅线区的线段对印刷浆料的阻挡作用，以达到良好的下浆效果；第二网格区及图案网格区网格线的线径尺寸相对较大，可以提高金属丝网的机械强度，从而提高金属丝网的寿命；第一网格区多边形网格阵列的多边形的面积大于第二网格区及图案网格区网格阵列中多边形的面积，可以提高第一网格区的胶水通过量，使金属丝网很好地固定在外框上，从而提高太阳能网版的使用寿命。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1所示为一种金属丝网整体结构示意图；

图2所示为图1中14部分放大结构示意图；

图3所示为图1中15部分放大结构示意图；

图4所示为图3中31部分放大结构示意图；

图5所示为图1中17部分放大结构示意图；

图6所示为图1中17部分另一种放大结构示意图；

图7~图8所示为图1中15部分放大结构示意图；

图9所示为太阳能网版局部放大结构示意图。

图1中，11为第一网格区，12为第二网格区，13为图案栅线区，14、15、17为待放大观测部分，16为外边；

图2中，21为图案网格区；

图3中，31为待放大观测部分；

图4中，41为图案栅线区的线段， 42为图案网格区的网格线，43为第二网格区的网格线，r1为图案栅线区线段41的线径尺寸，r2为图案网格区网格线42的线径尺寸，r3为第二网格区网格线43的线径尺寸，d1为相邻线段41之间的间距，d2为线段41的长度尺寸,d3为第二网格区及图案网格区矩形网格阵列中矩形的长度尺寸,d4为第二网格区及图案网格区矩形网格阵列中矩形的宽度尺寸；

图5中，111为纵向网阵列，112为横向网格阵列，110为横向和纵向两组网格阵列交叠区（即纵向网格阵列111与横向网格阵列112的交叠区）；

图9中，91为细栅线图案区，92为主栅线图案区。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下面将参照附图来描述本发明的印刷用的金属丝网，其中图1所示为一种金属丝网整体结构示意图，图2~图8所示为金属丝网的局部结构放大示意图。

根据本发明的实施例，如图1~图5所示，本发明提供了一种金属丝网，包括第一网格区11、第二网格区12和中间图案区，中间图案区包括图案网格区21和图案栅线区13， 第一网格区11、第二网格区12及图案网格区21是由多边形网格阵列相互连接而成的网格结构，图案栅线区13是由连接相邻两个图案网格区21的线段阵列组成，构成第一网格区11多边形的面积大于构成第二网格区12多边形的面积(如图6所示，构成第一网格区11矩形的面积大于构成第二王区12矩形的面积)，中间图案区、第二网格区12、第一网格区11由所述金属丝网中心向边缘依次设置，金属丝网为一体成型结构，无编织型的经纬节点。

另外，根据本发明公开的金属丝网还具有如下附加技术特征：

根据本发明的实施例，多边形为矩形（如图2~图8所示）或正六边形（图中未示出）。

根据本发明的一些实施例，如图4所示，构成网格阵列的多边形为矩形，第二网格区12及图案网格区21的矩形网格阵列中矩形的长度尺寸d3范围为40μm≤d3≤100μm，矩形的宽度尺寸d4范围为30μm≤d4≤90μm。

根据本发明的一些实施例，如图1、图5所示，构成网格阵列的多边形为矩形，第一网格区11包括横向和纵向两组网格阵列（图1所示位置中，金属丝网上下边缘区域沿X方向的一组网格阵列为横向网格阵列，金属丝网左右边缘区域沿Y方向的一组网格阵列为纵向网格阵列），其中构成横向网格阵列112的矩形长度尺寸与构成第二网格区12的矩形长度尺寸相等，构成横向网格阵列112的矩形宽度尺寸d5范围为60μm≤d5≤180μm；其中构成纵向网格阵列11的矩形长度尺寸d6范围为80μm≤d6≤200μm，构成纵向网格阵列111的矩形宽度尺寸与构成第二网格区12的矩形宽度尺寸相等；构成横向和纵向两组网格阵列交叠区110的网格阵列的矩形长度尺寸与宽度尺寸分别为d6、d5，即构成交叠区110网格阵列的矩形长度尺寸与构成纵向网格阵列111的矩形长度尺寸相等，构成交叠区110网格阵列的矩形宽度尺寸与构成横向网格阵列112的矩形宽度尺寸相等。

根据本发明的实施例，如图6所示，构成第一网格区11的矩形长度尺寸d6范围为80μm≤d6≤200μm， 矩形宽度尺寸d5范围为60μm≤d5≤180μm。 

根据本发明的实施例，如图1所示，金属丝网还包括外边16，外边16为设置在第一网格区11周边的非网格区。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，外边的宽度为0.04mm~2mm，外边16起到防止第一网格区11的周边出现变形甚至破裂现象，外边16与第一网格区11一体成型，且与第一网格区具有相同的材质。

由于丝网很薄，其厚度一般在10μm～30μm范围，所以成型的丝网很容易变形甚至破裂，在第一网格区11的周边设计外边16后可以很好地防止金属丝网变形甚至破裂，外边16为与第二网格区11具有相同的厚度的实体结构（即为一层镍或镍基合金，如图1所示）。

根据本发明的一些实施例，如图4所示，第二网格区12网格线43的线径尺寸r3、图案网格区42网格线的线径尺寸r2、图案栅线区13线段阵列的线段41的线径尺寸r1三者的关系及尺寸范围为：8μm≤r1≤r2≤r3≤35μm。

优选地，图案栅线区13线段阵列的线段41的线径尺寸r1范围为8μm≤r1≤25μm；图案网格区21网格线42的线径尺寸r2范围为12μm≤r2≤30μm；第二网格区12网格线43的线径尺寸r3范围为15μm≤r3≤35μm。

根据本发明的一些实施例，如图4所示，图案栅线区13线段阵列的相邻线段41之间的间距d1范围为40μm≤d1≤100μm；图案栅线区13线段阵列的线段41长度尺寸d2范围为60μm≤d2≤180μm。

根据本发明的一些实施例，金属丝网为通过电铸工艺或蚀刻工艺形成。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，图案栅线区13线段阵列的线段41的线径尺寸r1、图案网格区21网格线42的线径尺寸r2、第二网格区14网格线43的线径尺寸r3、图案栅线区11线段阵列的相邻线段41之间的间距d1、图案栅线区11线段阵列的线段41长度尺寸d2、第二网格区12及图案网格区21的矩形网格阵列的矩形长度尺寸d3、第二网格区12及图案网格区21的矩形网格阵列中矩形的宽度尺寸d4、纵向网格区111的矩形网格阵列中矩形的宽度尺寸d5、横向网格区112的矩形网格阵列中矩形的宽度尺寸d6分别为：r1=15μm、r2=20μm、r3=25μm、d1=d3 =80μm、d2=2d4=130μm，d5=130μm,d6=160μm。

根据本发明的一个实施例，上述尺寸分别为：r1=10μm、r2=r3=20μm、d1=d3 =70μm、d2=2d4=120μm，d5=120μm,d6=140μm。

第一网格区11的网格线的线径尺寸与第二网格区12的网线的线径尺寸相近。

优选地，第一网格区11的网格线的线径尺寸与第二网格区12的网线的线径尺寸相等。

图7~图8所示为图1中13局部区域的放大结构示意图。

如图7所示，图案栅线区13线段阵列中的线段41的长度尺寸相对较大，如此可以保证在太阳能电池电极印刷过程中的下浆量。

如图8所示，图案栅线区13的线段阵列中相邻线段之间的间距相对较宽，如此可以更有效的减小图案栅线区13的线段对浆料的阻挡。

印刷太阳能电池电极之前还包括金属丝网的固定步骤和涂覆感光乳剂步骤及曝光显影步骤，具体步骤如下：

固定步骤：将金属丝网用胶水直接固定在外框或通过聚酯网间接的固定在外框上；

涂覆感光乳剂步骤：在固定步骤之后，将金属丝网表面涂覆一层感光乳剂；

曝光显影步骤：将涂覆有感光乳剂的金属丝网通过曝光工艺及显影工艺处理，使得金属丝网的图案栅线区13及其它预设区域（对应于传统太阳能网板的主栅线等区域）的金属网格裸露出来。在印刷银浆时银浆能通过图案栅线区13漏印到半导体硅片表面上，形成太阳能电池电极。

如图9所示，为图1中14部分涂覆感光乳剂并进行曝光显影步骤后的放大结构示意图，细栅线图案区91的宽度R1范围为30～80μm，主栅线图案区92的宽度为1～2mm，图9中阴影区域为先影后继续存留的乳剂。

构成第一网格区11多边形的面积大于构成第二网格区12多边形的面积，即第一网格区的开口率大于第二网格区的开口率，如此可以使粘接用的胶水很好的通过第一网格区，从而很好的将丝网固定于网框的聚酯网。

本发明所提供的金属丝网能够克服传统丝网编织型经纬节点所带来的缺陷。图案栅线区13的线段阵列的线段的线径尺寸r1相对较小，可以有效地减小栅线对浆料的阻挡作用；第二网格区12及图案网格区21的网格线的线径尺寸相对较大可以增强金属丝网的强度，在绷网后及印刷过程中不易破裂，从而提高金属丝网的寿命；第一网格区11网格阵列中多边形的面积大于第二网格区12以及图案网格区21的面积，可以提高胶水通过量，使丝网很好的固定于外框，从而提高金属丝网的使用寿命。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种金属丝网，包括第一网格区、第二网格区和中间图案区，所述中间图案区包括图案网格区和图案栅线区，其特征在于：

所述第一网格区、所述第二网格区及所述图案网格区是由多边形网格阵列相互连接而成的网格结构，所述图案栅线区是由连接相邻两个所述图案网格区的线段阵列组成，构成所述第一网格区多边形的面积大于构成所述第二网格区多边形的面积，所述中间图案区、所述第二网格区、所述第一网格区由所述金属丝网中心向边缘依次设置，所述金属丝网为一体成型结构。

2.根据权利要求1所述的金属丝网，其特征在于，所述多边形为矩形或正六边形。

3.根据权利要求2所述的金属丝网，其特征在于，构成所述网格阵列的多边形为矩形，所述第二网格区及所述图案网格区的矩形网格阵列中所述矩形的长度尺寸d3范围为40μm≤d3≤100μm，所述矩形的宽度尺寸d4范围为30μm≤d4≤90μm。

4.根据权利要求3所述的金属丝网，其特征在于，所述第一网格区包括横向和纵向两组网格阵列，其中构成所述横向网格阵列的矩形长度尺寸与构成所述第二网格区的矩形长度尺寸相等，构成所述横向网格阵列的矩形宽度尺寸d5范围为60μm≤d5≤180μm；其中构成所述纵向网格阵列的矩形长度尺寸d6范围为80μm≤d6≤200μm，构成所述纵向网格阵列的矩形宽度尺寸与构成所述第二网格区的矩形宽度尺寸相等；构成所述横向和纵向两组网格阵列交叠区的网格阵列的矩形的长度尺寸与宽度尺寸分别为d6、d5。

5.根据权利要求3所述的金属丝网，其特征在于，构成所述第一网格区的矩形长度尺寸d6范围为80μm≤d6≤200μm， 矩形宽度尺寸d5范围为60μm≤d5≤180μm。

6.根据权利要求1所述的金属丝网，其特征在于， 所述金属丝网还包括外边，所述外边为设置在所述第一网格区周边的非网格区。

7.根据权利要求6所述的金属丝网，其特征在于，所述外边的宽度为0.04mm~2mm。

8.根据权利要求1所述的金属丝网，其特征在于，所述第二网格区网格线的线径尺寸r3、所述图案网格区网格线的线径尺寸r2、所述图案栅线区线段阵列的线段的线径尺寸r1三者的关系及尺寸范围为：8μm≤r1≤r2≤r3≤35μm。

9.根据权利要求1所述的金属丝网，其特征在于，所述图案栅线区线段阵列的相邻线段之间的间距d1范围为40μm≤d1≤100μm；所述图案栅线区线段阵列的线段长度尺寸d2范围为60μm≤d2≤180μm。

10.根据权利要求1所述的金属丝网，其特征在于，所述金属丝网为通过电铸工艺或蚀刻工艺形成。

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