CN105252915B - 太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，包括控制器以及与其连接的喷墨打印头、喷头冷却板和空气吸取装置；所述喷头冷却板固定于喷墨打印头下方，用于对喷墨打印头进行冷却；冷却空气吸取装置置于传送带两侧，用于吸取冷却喷墨打印头后的空气。方法包括喷墨打印头将墨滴打印在基材上后，冷却空气流入喷头冷却板，通过冷却板内部通道，从出气口喷出，对已打印的墨滴进行加速固化，同时空气吸取装置吸取热空气和墨滴散发的烟气。本发明在打印间隔对喷墨打印头进行冷却，利用冷却喷墨打印头带走的热量加速沉积在基材上墨滴的固化过程，同时吸取墨滴固化产生的烟气，有利于防止喷孔堵塞，延长喷墨打印头的使用寿命，显著提高打印质量和效率。

Description

太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置及方法

技术领域

本发明涉及一种喷印冷却装置及方法,具体地说是一种太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置及方法。

背景技术

传统太阳能电池栅线丝网印刷为接触式，碎片率较高，且容易因为浆料的粘度大、印刷压力不够或气体未及时排出在浆料与硅片表面之间形成气孔，从而在该处造成电阻骤增，极大地影响电池转换效率。而喷墨打印技术是非接触式印刷工艺，印刷过程中印刷头与硅片之间无任何接触，故而基本上不会由于印刷过程产生碎片。该技术难点在于如何实现多层打印，喷墨打印银墨水是以墨滴的形式飞溅到硅片表面，墨滴的质量很小，需要多达几十次的多层打印才能实现。

现有技术通常是把墨滴沉积在一经加热的基材表面，通过热基材热量使墨滴固化。热基材距离喷嘴距离较近，长时间地加热喷嘴可能使喷孔处的墨滴蒸发，造成喷孔堵塞，影响打印质量。通过热基材的热量使墨滴固化的方法速度较慢，可能出现上层墨滴打印在未完全固化的下层墨滴的现象，造成栅线坍塌。此外，蒸发墨滴形成的烟气可能以小液滴形式凝结于喷嘴底板，负面地影响喷墨打印头的操作。

发明内容

本发明提供一种应用于喷墨打印太阳能电池片栅线电极的冷却装置，该装置能快速冷却打印喷墨打印头，利用冷却喷墨打印头带走的热量加速沉积在基材上墨滴的固化过程，同时装置中的空气吸取单元吸走墨滴固化过程中产生的烟气，提高打印效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，包括控制器以及与其连接的喷墨打印头、喷头冷却板和空气吸取装置；所述喷头冷却板固定于喷墨打印头下方，用于对喷墨打印头进行冷却；冷却空气吸取装置置于传送带两侧，用于吸取冷却喷墨打印头后的空气。

喷头冷却板内设有两套通道，分别位于喷头冷却板的前后部；每套通道的进气口位于喷头冷却板的侧面，通道的出气口位于喷头冷却板底面；喷头冷却板中间设有安装槽，与喷墨打印头固定连接，喷墨打印头的喷孔与喷头冷却板的底面位于同一平面。

通道包括若干平行的气道以及接通气道的连接通道；与安装槽相邻的至少一个气道的两端为进气口，通过控制器与气泵连接；与喷头冷却板前/后端相邻的至少一个气道的两端为出气口，用于排出空气。

气道垂直于传送带的运动方向，且与连接通道垂直。

两套通道相对于安装槽对称。

冷却空气吸取装置位于相邻的两个喷头冷却板之间，吸气口与传送带位于同一高度。

喷头冷却板之间的间隔等于相邻两个基材之间的距离。

太阳能电池片栅线电极喷印冷却方法，包括以下步骤：

传送带上的基材前端沿运动方向到达喷墨打印头的喷孔下方时，控制器控制喷墨打印头喷墨至经加热的基材上；

当该基材的喷印完毕时，控制器通过控制气泵的开启使冷却空气冷却当前喷墨打印头和下一个喷墨打印头，同时开启空气吸取装置吸取墨水固化过程中产生的烟气和从喷头冷却板中流出的冷却空气；

当传送带带动该基材到达下一个喷墨打印头的喷孔下方时，控制器通过控制气泵切断冷却空气供应同时停止空气冷却装置。

冷却当前喷墨打印头和下一个喷墨打印头具体为：

冷却空气从当前喷头冷却板前部和下一个喷头冷却板后部的进气口进入，分别经当前喷头冷却板前部和下一个喷头冷却板后部的通道出气口流出。

切断冷却空气供应同时停止空气冷却装置具体为：切断当前喷头冷却板前部和下一个喷头冷却板后部的冷却空气供应，同时停止两个喷头冷却板之间的空气冷却装置。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明的喷头冷却板有若干进气口，分别对喷墨打印头两侧进行冷却，有若干出气口，覆盖了基材的整个宽度，对整个基材范围内的墨滴都有加速固化的效果。喷头冷却板长度为基材两倍，基材从一个喷墨打印头运动到下一个喷墨打印头的过程中，基材上的墨滴能得到充分固化。

2.本发明采用无风扇冷却喷墨打印头技术，在打印间隔对喷墨打印头进行冷却，减小了热基材对喷墨打印头的影响，保证了打印质量，能有效延长喷墨打印头寿命。同时利用冷却喷墨打印头形成的热空气对打印的栅线电极进行固化，加速了墨滴的固化过程，有利于提高打印质量和打印效率。从喷墨打印头冷却支架喷出的热空气能阻止墨滴固化过程中产生的烟气朝喷墨打印头散发，同时位于传送带两侧的空气吸取装置吸取热空气和墨滴散发的烟气，进一步减小烟气对喷嘴的影响。

附图说明

图1是本发明的冷却装置结构示意图。

图2是图1中圆圈部分的局部放大示意图。

图3是喷头冷却板俯视图。

图4是喷墨打印头的冷却和墨水固化过程示意图一；

图5是喷墨打印头的冷却和墨水固化过程示意图二；

其中，100传送带，110基材，120喷墨打印头,130喷头冷却板,140空气吸取装置，150控制器，200运动方向，210进气口，220出气口，230喷孔，300冷却空气通道，320安装槽，210A第一组进气口，210B第二组进气口，310空气吸收方向，110A喷印完毕的基材，110B移动后的基材，120A当前喷墨打印头，120B下一个喷墨打印头；130A当前喷头冷却板，130B下一个喷头冷却板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

太阳能电池片栅线电极通常要求一定的高宽比，需要多达几十次的多层打印才能实现。经加热的打印基材通常需要加热到150℃以上才能使墨滴固化，打印基材和喷孔相距1～2毫米，喷孔长时间被打印基材烘烤会造成喷孔堵塞等一系列问题，必须对喷墨打印头进行冷却。

本发明的装置主要包括：喷墨打印头、喷头冷却板、空气吸取装置、控制器。喷墨打印头的冷却和墨水固化方法为喷墨打印头将墨滴打印在基材上后，冷却空气流入喷头冷却板，并通过冷却板内部通道，从出气口喷出，对已打印的墨滴进行加速固化，同时空气吸取装置吸取热空气和墨滴散发的烟气。本发明在打印间隔对喷墨打印头进行冷却，利用冷却喷墨打印头带走的热量加速沉积在基材上墨滴的固化过程，同时吸取墨滴固化过程中产生的烟气，有利于防止喷孔堵塞，延长喷墨打印头的使用寿命，能显著提高打印质量和效率。

如图1、2所示，传送带100带动经加热的基材110沿运动方向200运动；喷头冷却板130有进气口210和出气口220(图2)，冷却空气通过喷头冷却板内部通道，其对喷墨打印头进行冷却后带有一定温度，出气口朝向打印基材，从出气口喷出的热空气可以加速墨滴的固化过程；空气吸取装置140，其位于传送带两侧，相邻两组喷头冷却板之间，吸收冷却板排出的热空气和墨滴固化过程中产生的烟气；控制器150，其控制喷墨打印头120、冷却板以及空气吸取装置的相互作用，保证打印质量。本实施中，在传送带运动方向上，相邻的两个喷头冷却板130的间距等于相邻两个基材的间距，喷头冷却板130的长度为基材长度的二倍。

图3为喷头冷却板俯视图，喷墨打印头位于安装槽320处，并与安装槽320固定连接，喷墨打印头的喷孔外露于安装槽320并与安装槽320底面位于同一平面。每个喷头冷却板有4个进气口(210A和210B)，进气口通过控制器与气泵相连，在喷墨打印头需要冷却时，冷却空气分别从210A和210B进入喷头冷却板内部通道300，在喷墨打印头两侧对喷墨打印头进行冷却，冷却完喷墨打印头的空气继续沿通道300前进，从朝向打印基材的若干出气口220流出冷却板。本实施中，喷头冷却板130含有通道的部分可根据传送带运动方向分为前后部，图3中安装槽320右侧即前部，左侧为后部。

冷却装置可以包含更多的喷墨打印头、喷头冷却板、空气吸取装置，由太阳能电池片栅线电极所需的打印层数确定，传动带带动打印基材依次通过各喷墨打印头，完成打印过程。

本发明还提供一种喷墨打印头的冷却和墨水固化方法。如图4所示，传送带100带动打印基材110沿运动方向200通过喷墨打印头120A，基材前端到达喷孔230处时，控制器控制喷墨打印头开始把墨水喷印到经加热的基材110上，当需要的图案喷印完毕，控制器控制冷却空气开始冷却喷墨打印头并开启空气吸取装置140开始吸取墨水固化过程中产生的烟气和从冷却板中流出的冷却空气。冷却空气从进气口210进入喷头冷却板，经过冷却板中的通道300，从出气口220流出冷却板，对墨水进行加速固化，并沿310方向被空气吸取装置140吸收。

如图5所示，当图案在基材110A上喷印完毕时，控制器控制冷却空气对喷墨打印头进行冷却，同时开启空气吸取装置。传送带100带动基材110A运动到110B位置(即基材前端到达下一个喷墨打印头的喷孔下方)时，控制器切断冷却空气供应同时停止空气冷却装置，避免空气流动对打印过程的影响。基材110A运动到110B过程中，冷却板130A和130B对两个喷墨打印头进行冷却，两组喷头冷却板各有一组冷却管道中的热空气对基材110A上已打印的墨滴加速固化，保证已打印的墨滴在喷墨打印头120B进行喷印时已完全固化，喷墨打印头120B打印完后，继续对刚打印的墨滴进行加速固化，为后续的打印做好准备。

通过在打印间隔对喷墨打印头进行冷却，有利于防止喷孔堵塞，能有效延长喷墨打印头的使用寿命，同时利用冷却喷墨打印头后的热空气对刚打印好的墨滴进行加速固化，能保证下次打印前已打印的部分已经完全固化，保证了打印质量。冷却板出气口朝向打印基材，喷出的热空气能阻止墨滴固化时产生的烟气朝喷孔挥发，空气吸取装置的抽取进一步减小了烟气对喷孔的影响，有效地保护喷墨打印头。同时墨滴固化时间的缩短允许传送带以更快的速度运行，能显著提高打印效率。

Claims (9)

1.太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，其特征在于：包括控制器(150)以及与其连接的喷墨打印头(120)、喷头冷却板(130)和空气吸取装置(140)；所述喷头冷却板(130)固定于喷墨打印头(120)下方，用于对喷墨打印头(120)进行冷却；空气吸取装置(140)置于传送带(100)两侧，用于吸取冷却喷墨打印头(120)后的空气；

所述喷头冷却板(130)内设有两套通道(300)，分别位于喷头冷却板(130)的前后部；每套通道(300)的进气口位于喷头冷却板(130)的侧面，通道(300)的出气口位于喷头冷却板(130)底面；喷头冷却板(130)中间设有安装槽(320)，与喷墨打印头(120)固定连接，喷墨打印头(120)的喷孔(230)与喷头冷却板(130)的底面位于同一平面。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，其特征在于所述通道(300)包括若干平行的气道以及接通气道的连接通道；与安装槽(320)相邻的至少一个气道的两端为进气口，通过控制器(150)与气泵连接；与喷头冷却板(130)前/后端相邻的至少一个气道的两端为出气口，用于排出空气。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，其特征在于所述气道垂直于传送带(100)的运动方向，且与连接通道垂直。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，其特征在于所述两套通道(300)相对于安装槽(320)对称。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，其特征在于所述空气吸取装置(140)位于相邻的两个喷头冷却板(130)之间，吸气口与传送带(100)位于同一高度。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池片栅线电极喷印冷却装置，其特征在于所述喷头冷却板(130)之间的间隔等于相邻两个基材(110)之间的距离。

7.太阳能电池片栅线电极喷印冷却方法，其特征在于包括以下步骤：

传送带(100)上的基材(110)前端沿运动方向(200)到达喷墨打印头(120)的喷孔(230)下方时，控制器(150)控制喷墨打印头(120)喷墨至经加热的基材(110)上；

当该基材的喷印完毕时，控制器(150)通过控制气泵的开启使冷却空气冷却当前喷墨打印头(120A)和下一个喷墨打印头(120B)，同时开启空气吸取装置(140)吸取墨水固化过程中产生的烟气和从喷头冷却板(130)中流出的冷却空气；

当传送带(100)带动该基材(110)到达下一个喷墨打印头(120B)的喷孔下方时，控制器(150)通过控制气泵切断冷却空气供应同时停止空气吸取装置(140)。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池片栅线电极喷印冷却方法，其特征在于所述冷却当前喷墨打印头(120A)和下一个喷墨打印头(120B)具体为：

冷却空气从当前喷头冷却板(130A)前部和下一个喷头冷却板(130B)后部的进气口(210)进入，分别经当前喷头冷却板(130A)前部和下一个喷头冷却板(130B)后部的通道出气口(220)流出。

9.根据权利要求7所述的太阳能电池片栅线电极喷印冷却方法，其特征在于所述切断冷却空气供应同时停止空气吸取装置(140)具体为：切断当前喷头冷却板(130A)前部和下一个喷头冷却板(130B)后部的冷却空气供应，同时停止两个喷头冷却板(130A、130B)之间的空气吸取装置(140)。