DE102011016453A1 - Process for producing a screen printing form and solar cell produced therewith - Google Patents

Process for producing a screen printing form and solar cell produced therewith Download PDF

Info

Publication number
DE102011016453A1
DE102011016453A1 DE201110016453 DE102011016453A DE102011016453A1 DE 102011016453 A1 DE102011016453 A1 DE 102011016453A1 DE 201110016453 DE201110016453 DE 201110016453 DE 102011016453 A DE102011016453 A DE 102011016453A DE 102011016453 A1 DE102011016453 A1 DE 102011016453A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
template
screen printing
printing form
screen
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201110016453
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Saueressig
Renate Zapf-Gottwick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Stuttgart
Original Assignee
Universitaet Stuttgart
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Stuttgart filed Critical Universitaet Stuttgart
Priority to DE201110016453 priority Critical patent/DE102011016453A1/en
Priority to PCT/EP2012/055381 priority patent/WO2012136512A2/en
Publication of DE102011016453A1 publication Critical patent/DE102011016453A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/12Production of screen printing forms or similar printing forms, e.g. stencils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433Particular geometry of the grid contacts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Printing Methods (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckform (10) angegeben, insbesondere für den Vorderseitendruck auf Solarzellen (20), bei dem auf der Oberfläche eines Siebes (14) zunächst eine erste Schablonenstruktur (34) erzeugt wird, die eine zu druckende Struktur definiert, und bei dem anschließend auf der ersten Schablonenstruktur (34) zumindest eine weitere Schablonenstruktur (42) erzeugt wird, die mit der vorherigen Schablonenstruktur (34) ausgerichtet ist und gemeinsam damit die Siebdruckform bildet.The invention relates to a method for producing a screen-printing form (10), in particular for front-side printing on solar cells (20), in which a first template structure (34) which defines a structure to be printed is first produced on the surface of a screen (14), and subsequently forming on the first template structure (34) at least one further template structure (42) which is aligned with the previous template structure (34) and together forms the screen printing form.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckform, die insbesondere dazu geeignet ist, um beim Vorderseitendruck auf Solarzellen besonders feine Strukturen zu erzeugen. Ferner betrifft die Erfindung eine solchermaßen hergestellte Siebdruckform und eine insbesondere auf der Vorderseite bedruckte Solarzelle.The invention relates to a method for producing a screen printing form, which is particularly suitable for producing particularly fine structures in front side printing on solar cells. Furthermore, the invention relates to a screen printing form produced in this way and a solar cell printed in particular on the front side.

Bei der Herstellung von kristallinen Silizium-Solarzellen erfolgt die Metallisierung an der Vorderseite in der industriellen Fertigung überwiegend mittels eines Siebdruckverfahrens, wobei es sich um eine kostengünstige Technologie mit hohem Durchsatz handelt.In the manufacture of crystalline silicon solar cells, metallization on the front side in industrial manufacturing is predominantly by means of a screen printing process, which is a low-cost, high-throughput technology.

Die Struktur einer Solarzelle auf der Vorderseite entspricht einem H-förmigen Gitter mit schmalen Fingerleitern (fingers), die den auf der Zelle gesammelten Strom auf breitere Stromsammelschienen (bus bars) leiten. Da die Leiterbahnen auf der Vorderseite der Solarzelle zur Abschattung beitragen und somit den Wirkungsgrad der Solarzelle verschlechtern, sollten die Leiterbahnen auf der Vorderseite so schmal wie möglich sein, andererseits eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen.The structure of a solar cell on the front corresponds to an H-shaped grid with narrow fingers which direct the current collected on the cell to wider busbars. Since the tracks on the front of the solar cell contribute to the shading and thus deteriorate the efficiency of the solar cell, the tracks should be as narrow as possible on the front, on the other hand have a good electrical conductivity.

Ein Nachteil beim Siebdruck ist der immer größer werdende Einfluss des Siebgewebes, je kleiner die Strukturen werden. Bei Strukturen in der Größe von 100 Mikrometer oder darunter rückt das sogenannte ”mesh marking” durch das Siebgewebe mehr und mehr in den Vordergrund. Es ergibt sich eine wellenförmige Abbildung sowohl in der Breite, als auch in der Höhe der Strukturen. Als Folge davon ergeben sich hohe Finger- und Kontaktwiderstände und ein unnötigen Verbrauch der Silberleitpaste für die Vorderseitenkontaktierung.A disadvantage of screen printing is the increasing influence of the screen mesh, the smaller the structures become. With structures as small as 100 microns or less, so-called "mesh marking" through the mesh becomes more and more prominent. This results in a wave-shaped image both in the width, as well as in the height of the structures. As a result, there are high finger and contact resistances and unnecessary consumption of the silver conductive paste for the front-side contacting.

Ein weiteres Anwendungsproblem beim Siebdruck auf der Vorderseite von Solarzellen besteht in der Bedruckung von Kontaktfingern mit reflektierender Farbe. Liegt das Kontaktgitter auf der Vorderseite der Solarzelle, kann an dieser Stelle kein Licht in die Solarzelle eindringen. Jedoch kann das auf das Gitter auftreffende Licht durch Mehrfachreflexion vom Gitter auf das Modulglas wieder auf die Zelle gelenkt werden, wozu das Aufdrucken einer reflektierenden Farbe, etwa einer weißen Farbe, erforderlich ist. Allerdings ist die Viskosität bei derartigen Farben in der Regel sehr niedrig. Die Farbe verläuft beim Siebdruck von den vorhandenen Finger auf die freie Fläche der Solarzelle und führt somit zu Abschattungsverlusten, die den Wirkungsgrad des Moduls reduzieren.Another application problem with screen printing on the front side of solar cells is the printing of contact fingers with reflective paint. If the contact grid on the front of the solar cell, no light can penetrate into the solar cell at this point. However, the light incident on the grating may be redirected to the cell by multiple reflection from the grating onto the modulus glass, which requires the printing of a reflective color, such as a white color. However, the viscosity of such colors is usually very low. During screen printing, the ink runs from the existing fingers onto the free surface of the solar cell and thus leads to shading losses, which reduce the efficiency of the module.

Mit der bisherigen Siebdrucktechnologie für Solarzellen können Finger in der Breite von etwa 80 bis 100 Mikrometer und einer Höhe von etwa 20 bis 25 Mikrometer hergestellt werden, wobei sich also ein Aspektverhältnis von Höhe zu Breite von höchstens etwa 0,31 ergibt. Vorteilhaft waren jedoch schmalere Finger mit einem dennoch geringen elektrischen Widerstand, was ein höheres Aspektverhältnis voraussetzt.With previous screen printing technology for solar cells, fingers can be made in the width of about 80 to 100 microns and a height of about 20 to 25 microns, so that there is an aspect ratio of height to width of at most about 0.31. However, narrower fingers with nevertheless low electrical resistance were advantageous, which requires a higher aspect ratio.

Um einen Feinliniendruck zu verwirklichen, könnte ein Mehrfachdruck der elektrisch leitfähigen Paste ausgeführt werden, was bislang jedoch industriell wenig verwendet wird. Hierzu wäre ein größerer apparativer Aufwand erforderlich, nämlich eine weitere Siebdruckeinrichtung und ein weiterer Trockner.In order to realize a fine line printing, a multiple printing of the electrically conductive paste could be carried out, which has been used industrially but little so far. For this purpose, a greater amount of equipment would be required, namely another screen printing device and another dryer.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckform anzugeben, womit insbesondere Feinstrukturen gedruckt werden können, die insbesondere für den Vorderseitendruck von Solarzellen geeignet sind. Hierbei sollen möglichst gleichmäßige Querschnitte mit hohem Aspektverhältnis insbesondere im Feinliniendruck erzeugt werden können.The invention is therefore based on the object to provide a method for producing a screen printing form, which in particular fine structures can be printed, which are particularly suitable for the front side printing of solar cells. In this case, as uniform as possible cross-sections with a high aspect ratio, especially in fine line printing should be able to be generated.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckform gelöst, insbesondere für den Vorderseitendruck auf Solarzellen, bei dem auf der Oberfläche eines Siebes zunächst eine erste Schablonenstruktur erzeugt wird, die eine zu druckende Struktur definiert, und bei dem anschließend auf der ersten Schablonenstruktur zumindest eine weitere Schablonenstruktur erzeugt wird, die mit der vorherigen Schablonenstruktur ausgerichtet ist und gemeinsam damit die Siebdruckform bildet.This object is achieved by a method for producing a screen printing form, in particular for the front side printing on solar cells, in which on the surface of a screen, first a first template structure is generated, which defines a structure to be printed, and then at least one on the first template structure another stencil structure is created, which is aligned with the previous template structure and forms together with it the screen printing form.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object of the invention is completely solved in this way.

Erfindungsgemäß wird durch die Erzeugung einer zwei- oder mehrstufigen Schablonenstruktur eine größere EOM (Emersion Over Mesh) ermöglicht. Hiermit ist der Teil der Schablonenschicht gemeint, der sich auf dem Schablonenträger, das heißt auf dem Sieb, aufbaut und dessen Dicke sich als Differenz zwischen Siebdruckform-Dicke und Siebdicke darstellt. Mit einem größeren EOM lässt sich ein gleichmäßigerer Druck verwirklichen und das mesh marking lässt sich insbesondere beim Drucken von feinen Strukturen reduzieren.According to the invention, a larger EOM (Emersion Over Mesh) is made possible by the creation of a two-stage or multi-level stencil structure. By this is meant that part of the stencil layer which builds up on the stencil carrier, ie on the screen, and whose thickness is the difference between the screen printing plate thickness and the screen thickness. With a larger EOM, a more consistent print can be achieved and mesh marking can be reduced, especially when printing fine textures.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist bei einer nachfolgenden Schablonenstruktur eine Ausnehmung für eine zu erzeugende Linienstruktur des Druckbildes eine größere Breite als bei einer vorherigen Schablonenstruktur auf.In a preferred embodiment of the invention, in a subsequent template structure, a recess for a line structure of the printed image to be generated has a greater width than in a previous template structure.

Hierbei kann die Breite etwa mindestens um 5%, insbesondere mindestens 10%, bevorzugt um höchstens 30%, weiter bevorzugt um höchstens 20% vergrößert sein.In this case, the width may be increased by at least about 5%, in particular at least 10%, preferably at most 30%, more preferably at most 20%.

Mit einer derartigen Form einer Schablonenstruktur lassen sich auch beim Feinliniendruck durchgehende Linien unter Vermeidung des mesh markings erzeugen. Gleichfalls kann das Aspektverhältnis verbessert werden. Insgesamt führt eine so erzeugte Schablonenstruktur zu einer deutlichen Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit beim Fingerdruck auf der Vorderseite von Solarzellen bzw. zur Vermeidung des mesh markings. Gleichzeitig wird der Druck von schmaleren Fingern ermöglicht, wobei ein höheres Aspektverhältnis erreicht werden kann. Eine Linienstruktur in einer vorhergehenden und einer nachfolgenden Schablonenstruktur können somit pyramidenartig verbreitert sein. With such a form of a template structure, continuous lines can also be produced during fine-line printing while avoiding the mesh markings. Likewise, the aspect ratio can be improved. Overall, a stencil structure thus produced leads to a significant improvement in the electrical conductivity of the finger pressure on the front of solar cells or to avoid the mesh markings. At the same time, the pressure of narrower fingers is made possible, whereby a higher aspect ratio can be achieved. A line structure in a preceding and a subsequent template structure can thus be widened in a pyramid-like manner.

Mit einer derartigen Ausgestaltung einer Siebdruckform kann gleichzeitig das Problem des sogenannten ”bleedings”, das heißt des Ausbluten der Druckstruktur an den Rändern reduziert werden.With such a configuration of a screen printing form, the problem of the so-called "bleeding", that is, the bleeding of the printed structure at the edges, can be reduced at the same time.

Die erste Schablonenstruktur kann etwa mit den folgenden Schritten erzeugt werden:

  • (a) Auftragen einer lichtempfindlichen Kopierschicht auf die Oberfläche eines Trägers, das heißt eines Siebes;
  • (b) Trocknen der Kopierschicht;
  • (c) Belichten der Kopierschicht mit einer zu druckenden Struktur;
  • (d) Entwickeln der Kopierschicht.
The first template structure can be created using the following steps:
  • (a) applying a photosensitive copy layer to the surface of a support, ie, a screen;
  • (b) drying the copy layer;
  • (c) exposing the copy layer to a structure to be printed;
  • (d) developing the copy layer.

Bei der nachfolgenden Herstellung einer weiteren Schablonenstruktur müssen die übereinander zu erzeugenden Schablonenstrukturen vor der Belichtung genau ausgerichtet werden. Sodann können die Schritte (a) bis (d) wiederholt werden, wobei die vorherige Schablonenstruktur als Träger für die nachfolgende Schablonenstruktur dient.In the subsequent production of a further stencil structure, the stencil structures to be produced on top of each other must be precisely aligned before the exposure. Then, steps (a) to (d) may be repeated with the previous template structure serving as a support for the subsequent template structure.

Der Schritt (c) umfasst hierbei vorzugsweise das Abdecken der Kopierschicht mit einer Filmvorlage und die Belichtung.In this case, step (c) preferably comprises covering the copy layer with a film original and the exposure.

Anstelle der Variante der Herstellung der Siebdruckform im Direktverfahren, bei dem eine Emulsion direkt auf das Sieb appliziert wird, kann auch ein sogenannter Kapillarfilm appliziert werden, woran sich dann die üblichen Schritte der Trocknung, Belichtung und Entwicklung anschließen, um eine nachfolgende Schablonenstruktur zu erzeugen.Instead of the variant of the production of the screen printing plate in a direct process in which an emulsion is applied directly to the screen, a so-called capillary film can be applied, followed by the usual steps of drying, exposure and development followed to produce a subsequent stencil structure.

Bei einem Kapillarfilm handelt es sich um eine Trägerfolie, auf die eine vorgefertigte Emulsionsschicht mit konstanter Dicke appliziert ist Der Kapillarfilm kann auf die vorherige Schablonenstruktur aufgetragen werden, wobei durch Befeuchtung oder durch Auftragen einer geringen Emulsionsmenge eine ausreichende Haftung erzeugt werden kann. Die Trägerfolie wird nach der Applikation entfernt.A capillary film is a carrier film to which a prefabricated emulsion layer with a constant thickness is applied. The capillary film can be applied to the previous template structure, whereby sufficient adhesion can be produced by moistening or by applying a small amount of emulsion. The carrier film is removed after the application.

In alternativer Weise wird die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckform, insbesondere für den Vorderseitendruck auf Solarzellen, mit den folgenden Schritten gelöst

  • (a) Applizieren einer lichtempfindlichen Kopierschicht auf die Oberfläche eines Siebes;
  • (b) Trocknen der Kopierschicht;
  • (c) Abdecken der Kopierschicht mit einer Filmvorlage, die eine zu druckende Struktur definiert;
  • (d) Abdecken der Kopierschicht mit einer zweiten Filmvorlage seitlich versetzt zur ersten Filmvorlage;
  • (e) Belichten der Kopierschicht in einem ersten Belichtungsschritt mit einem in Bezug auf die Kopierschicht gegenüber einem senkrechten Einfallswinkel um einen ersten Neigungswinkel zu einer ersten Seite hin geneigten Einfallswinkel;
  • (f) Verschieben der zweiten Filmvorlage zur anderen Seite hin;
  • (g) Belichten der Kopierschicht in einem zweiten Belichtungsschritt mit einem gegenüber einem senkrechten Einfallswinkel um einen zweiten Neigungswinkel zu einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite hin geneigten Einfallswinkel;
  • (h) Entwickeln der Kopierschicht.
Alternatively, the invention is achieved by a method for producing a screen printing form, in particular for the front side printing on solar cells, with the following steps
  • (a) applying a photosensitive copy layer to the surface of a screen;
  • (b) drying the copy layer;
  • (c) covering the copy layer with a film original defining a structure to be printed;
  • (D) covering the copy layer with a second film original laterally offset from the first film original;
  • (e) exposing the copying layer in a first exposure step with an angle of incidence inclined with respect to the copying layer from a normal angle of incidence by a first angle of inclination to a first side;
  • (f) moving the second film original to the other side;
  • (g) exposing the copying layer in a second exposure step with an angle of incidence inclined to a vertical angle of incidence by a second angle of inclination to a second side opposite the first side;
  • (h) developing the copy layer.

Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen gelöst.Also in this way the object of the invention is completely solved.

Erfindungsgemäß werden nämlich durch die Belichtung der Kopierschicht in zwei Belichtungsschritt mit schrägen Einfallswinkeln, die gegenüber der Senkrechten zu unterschiedlichen Seiten hin geneigt sind, in der Kopierschicht schräge Kanten erzeugt. Nach dem Entwickeln und nachfolgendem Auswaschen verbleiben so geneigte Seitenränder.Namely, by the exposure of the copy layer in two exposure step with oblique angles of incidence, which are inclined with respect to the perpendicular to different sides, oblique edges are produced in the copying layer. After development and subsequent washing left as inclined side edges.

Beim nachfolgenden Drucken unter Benutzung einer solchen Siebdruckform kann die Thixotropie der Druckpaste genutzt werden, d. h. die Eigenschaft, sich unten Druckeinwirkung zu verflüssigen. Es kann so durch die trichterförmige Erweiterung auf der Rakelseite lokal mehr Paste durch die Öffnung auf die zu bedruckende Substratoberfläche gelangen.In the subsequent printing using such a screen printing form, the thixotropy of the printing paste can be utilized, i. H. the property of liquefying down pressure action. It can thus reach more paste through the opening on the substrate surface to be printed through the funnel-shaped extension on the doctor side locally.

Dies erlaubt es insbesondere im Feinliniendruck sehr feine Strukturen unter Vermeidung von mesh marking zu erzeugen.This makes it possible, in particular in fine line printing, to produce very fine structures while avoiding mesh marking.

Vorzugsweise beträgt hierbei der erste Neigungswinkel im ersten Belichtungsschritt +α und der zweite Neigungswinkel im zweiten Belichtungsschritt –α.In this case, the first inclination angle in the first exposure step is preferably + α and the second inclination angle in the second exposure step is -α.

Damit ergibt sich auf beiden Seiten eine symmetrische Aufweitung der Kopierschicht von der Druckseite zur Rakelseite hin.This results in a symmetrical widening of the copy layer from the pressure side to the squeegee side on both sides.

Bevorzugt beträgt der Neigungswinkel α mindestens 5°, insbesondere mindestens 10°, bevorzugt mindestens 20°, weiter bevorzugt mindestens 30°. The angle of inclination α is preferably at least 5 °, in particular at least 10 °, preferably at least 20 °, more preferably at least 30 °.

Weiter bevorzugt beträgt der Neigungswinkel α höchstens 70°, insbesondere höchstens 60°, besonders bevorzugt höchstens 50°.More preferably, the inclination angle α is at most 70 °, in particular at most 60 °, particularly preferably at most 50 °.

Mit einem derartigen Neigungswinkel gegenüber der Senkrechten ergeben sich besonders günstige Verhältnisse beim späteren Siebdruck.With such an inclination angle relative to the vertical, particularly favorable conditions result in the later screen printing.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäß hergestellte Siebdruckform zur Herstellung von Kontakten, insbesondere von Finger, auf der Vorderseite von Solarzellen verwendet.The screen printing form produced according to the invention is preferably used for producing contacts, in particular fingers, on the front side of solar cells.

Wie bereits vorstehend erläutert, können hiermit besonders feine Finger mit einer Breite von weniger als 80 Mikrometer, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 60 Mikrometer, oder noch geringer, und mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und einem hohen Aspektverhältnis erzeugt werden.As already explained above, particularly fine fingers with a width of less than 80 micrometers, preferably in the range of 50 to 60 micrometers, or even lower, can be produced with high electrical conductivity and a high aspect ratio.

Gleichzeitig kann hierbei das bleeding, d. h. das Ausfransen der Finger an den Rändern weitgehend reduziert werden und der Pastenverbrauch minimiert werden.At the same time the bleeding, d. H. the fraying of the fingers at the edges are largely reduced and the paste consumption is minimized.

Eine erfindungsgemäß hergestellte Siebdruckform weist ein Sieb auf, auf dem eine Schablone vorgesehen ist, bei der sich eine Ausnehmung in der Schablone an einem zu druckenden Merkmal ausgehend vom Sieb zur Druckseite hin verbreitert oder verjüngt. Bei einer ersten Variante kann sich hierbei die Ausnehmung der Schablone an einem zu druckenden Merkmal zur Druckseite hin pyramidenartig verbreitern. Diese Ausführung ergibt sich, wenn die Siebdruckschablone zweischichtig oder mehrschichtig hergestellt istA screen printing plate produced according to the invention has a screen on which a template is provided, in which a recess in the template widens or tapers on a characteristic to be printed, starting from the screen to the printing side. In a first variant, in this case the recess of the template can widen in a pyramid-like manner on a feature to be printed to the pressure side. This embodiment results when the screen printing stencil is made in two layers or in multiple layers

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung verjüngt sich eine Ausnehmung in der Schablone an einem zu druckenden Merkmal schräg zur Druckseite hin.According to a further embodiment of the invention, a recess in the template tapers at a feature to be printed obliquely to the print side.

Diese Ausführung ergibt sich, wenn die Siebdruckform unter Ausnutzung von zweifacher Belichtung mit verschiedenen Richtungen hergestellt wird, wie vorstehend beschrieben.This embodiment results when the screen printing plate is made by utilizing double exposure in different directions as described above.

Eine erfindungsgemäß hergestellte Solarzelle weist Finger mit einer Fingerbreite von höchstens 70 Mikrometern auf, die ein Aspektverhältnis von Höhe zu Breite von mindestens 1:3 aufweisen.A solar cell produced according to the invention has fingers with a finger width of at most 70 micrometers, which have an aspect ratio of height to width of at least 1: 3.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner eine Solarzelle hergestellt werden, bei der die Finger mit einer Farbe, insbesondere mit einer reflektierenden Farbe, bedruckt sind.With the method according to the invention, furthermore, a solar cell can be produced, in which the fingers are printed with a color, in particular with a reflective color.

Durch die erfindungsgemäße Siebdruckform wird hierbei gewährleistet, dass die Farbe im Wesentlichen nur auf die Oberfläche der Finger appliziert wird und dass ein Verlaufen weitgehend vermieden wird.In this case, it is ensured by the screen printing form according to the invention that the ink is essentially applied only to the surface of the fingers and that bleeding is largely avoided.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung der Erfindung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the features of the invention to be explained below and those to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation of the invention, without departing from the scope of the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Siebdruckform; 1 a view of a screen printing form according to the invention;

2 eine perspektivische Teildarstellung einer Silizium-Solarzelle; 2 a partial perspective view of a silicon solar cell;

3a) bis c)
einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Siebdruckform in verschiedenen Phasen der Herstellung;
3a) to c)
a section through a screen printing form according to the invention in different stages of production;

4a) bis d)
einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß hergestellte Siebdruckform in verschiedenen Phasen der Herstellung, in leicht abgewandelter Ausführung gegenüber 3;
4a) to d)
a section through a screen printing plate produced according to the invention in different stages of production, in a slightly modified version opposite 3 ;

4e)
einen zugeordneten Finger auf einem Wafer zur Solarzellenherstellung, der mittels der Siebdruckform gedruckt wurde;
4e)
an associated finger on a wafer for solar cell production printed by the screen printing form;

5 eine Teilansicht der Kontakte auf der Vorderseite einer Silizium-Solarzelle gemäß 2, wobei im unteren Teil ein Querschnitt durch einen Finger in vergrößerter Form dargestellt ist, woraus das Aspektverhältnis ersichtlich ist; 5 a partial view of the contacts on the front of a silicon solar cell according to 2 , wherein in the lower part a cross-section through a finger is shown in enlarged form, from which the aspect ratio is apparent;

6a, b)
einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform einer Siebdruckform unter Auflage einer Filmvorlage mit Andeutung von zwei verschiedenen Belichtungsschritten gemäß 6a) und 6b);
6a , b)
a section through an alternative embodiment of a screen printing form with a copy of a film original with an indication of two different exposure steps according to 6a) and 6b) ;

7 die Siebdruckform gemäß 6 nach dem Entwickeln; 7 the screen printing form according to 6 after developing;

8 einen Finger auf einem zugeordneten Wafer zur Solarzellenherstellung, der mit der Siebdruckform gemäß 7 herstellbar ist und 8th a finger on an associated wafer for solar cell production, the with the screen printing form according to 7 can be produced and

9 eine Ansicht einer herkömmlichen Siebdruckform mit Sieb und einer schlitzförmigen Öffnung zur Erzeugung eines Fingers, wobei in der rechten Hälfte ein hiermit erzeugter Finger dargestellt ist, wobei das mesh marking ersichtlich ist. 9 a view of a conventional screen printing form with sieve and a slot-shaped opening for generating a finger, wherein in the right half of a hereby produced finger is shown, the mesh marking is visible.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Siebdruckform schematisch dargestellt und insgesamt mit Ziffer 10 bezeichnet Die Siebdruckform 10 weist einen Siebdruckrahmen 12 auf, der der Befestigung eines Siebdruckschablonenträgers dient. Während des Druckprozesses entstehen durch das Rakeln hohe mechanische Belastungen auf das Sieb und den Rahmen. Deshalb wird der Rahmen in Abhängigkeit des verwendeten Siebes, der Siebspannung und des Druckmotivs gewählt. Die Größe des Rahmens 12 hängt unmittelbar von der Größe des Druckmotivs ab. Mit einem gewissen Abstand von in der Regel mindestens 150 Millimeter zum Rahmen befindet sich die Rakelfläche 16. Innerhalb der Rakelfläche 16 ist schließlich die Schablone 18 aufgenommen, die das Druckmotiv wiedergibt. Der Abstand zwischen der Rakelfläche 16 und dem Rahmen 12 wird auch Farbruhe genannt.In 1 a screen printing form according to the invention is shown schematically and in total with numeral 10 Denotes the screen printing form 10 has a screen frame 12 on, which serves to attach a screen printing stencil carrier. During the printing process, high mechanical stress on the screen and the frame is caused by the doctoring. Therefore, the frame is chosen depending on the screen used, the screen tension and the print motif. The size of the frame 12 depends directly on the size of the print motif. With a certain distance of usually at least 150 millimeters to the frame is the doctor blade surface 16 , Within the doctor blade area 16 is the template after all 18 recorded, which reproduces the print motif. The distance between the doctor blade surface 16 and the frame 12 is also called color rest.

Das Sieb 14 kann aus einem Gewebe, etwa einem PET-Gewebe oder aus Stahldraht (Edelstau) bestehen. Im technischen Siebdruck werden meist Stahlgewebe verwendet, da sich hiermit feinere Strukturen erzielen lassen, da sie mit einer geringeren Fadenstärke auskommen und mit einer höheren Gewebespannung eingesetzt werden können.The sieve 14 may consist of a fabric, such as a PET fabric or steel wire (Edelstau). In technical screen printing usually steel fabrics are used, since this finer structures can be achieved because they work with a lower thread size and can be used with a higher fabric tension.

In 2 ist eine perspektivische Teilansicht einer Silizium-Solarzelle gezeigt, die insgesamt mit 20 bezeichnet ist, Die Solarzelle 20 weist an ihrer Vorderseite einen Emitter 22 (n-Typ) auf, gefolgt von einer Basisschicht 24 (p-Typ), auf die ein Rückseitenkontakt 26 bestehend aus Aluminium flächig aufgebracht ist. Auf dem Emitter 22 sind an der Vorderseite Vordezseitenkontakte 28 angeordnet, die eine H-förmige Struktur bilden, mit zwei zueinander parallelen bus bars 30 mit größerem Querschnitt, von denen ausgehend sich zu beiden Seiten hin Finger 32 mit deutlich kleinerem Querschnitt erstrecken. Die Vorderseitenkontakte 28 bestehen aus einer Silberlegierung. Sie sollten zwecks einer Vermeidung von Abschattungsverlusten eine so geringe Fläche wie möglich einnehmen, jedoch eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweisen.In 2 is a partial perspective view of a silicon solar cell shown in total with 20 is called, the solar cell 20 has an emitter on its front 22 (n type) followed by a base layer 24 (p-type), to which a backside contact 26 consisting of aluminum is applied flat. On the emitter 22 At the front are front side contacts 28 arranged, which form an H-shaped structure, with two mutually parallel bus bars 30 with a larger cross section, from which starting on both sides fingers 32 extend with a significantly smaller cross-section. The front side contacts 28 consist of a silver alloy. They should be as small as possible to avoid shading losses, but have sufficient electrical conductivity.

Mit herkömmlichen Siebdruckformen können bislang Finger mit einer Breite von etwa 80 bis 100 Mikrometer und einer Höhe von 20 bis 25 Mikrometer hergestellt werden.With conventional screen printing forms so far fingers with a width of about 80 to 100 microns and a height of 20 to 25 microns can be produced.

Wird versucht, mit herkömmlichen Siebdruckformen schmalere Finger zu drucken, so tritt mesh marking auf, wie dies in 9 verdeutlicht ist, was bis zu Fingerunterbrechungen und hohen elektrischen Widerständen führen kann.If attempts are made to print narrower fingers with conventional screen printing forms, then mesh marking occurs, as in 9 is clear, which can lead to finger interruptions and high electrical resistance.

Mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckform 10 können nunmehr deutlich schmalere Finger 32 mit einer Breite von 60 Mikrometer oder weniger und einem Aspektverhältnis von 0,3 oder mehr hergestellt werden. Gleichzeitig kann das mesh marking vermieden werden.With a screen printing form according to the invention 10 can now significantly narrower fingers 32 having a width of 60 microns or less and an aspect ratio of 0.3 or more. At the same time, the mesh marking can be avoided.

3 zeigt die verschiedenen Phasen bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Siebdruckform. 3 shows the various phases in the production of a screen printing form according to the invention.

Gemäß 3a) wird zunächst eine erste Schablonenstruktur 34 auf einem Sieb 14 in herkömmlicher Weise erzeugt. Hierzu wird eine UV-empfindliche Emulsion auf das Sieb 14 aufgetragen und anschließend getrocknet Die so erzeugte Kopierschicht 36 wird dann unter Zwischenlage einer Filmvorlage, die das Druckmuster wiedergibt, mit UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 350 bis 450 Nanometer bestrahlt. Hierbei verbinden sich die Monomere zu langkettigen Polymeren und die Kopierschicht 36 verliert ihre Löslichkeit im Sinne von Lösemittel (Wasser). Die Kopierschicht 36 wird somit im Auftreffbereich der Strahlung wasserunlöslich, während die Stellen, die von der Filmvorlage abgedeckt sind, also die Bildebenenstellen, wasserlöslich bleiben.According to 3a) first becomes a first template structure 34 on a sieve 14 produced in a conventional manner. For this purpose, a UV-sensitive emulsion on the sieve 14 applied and then dried The thus produced copying layer 36 is then irradiated with the interposition of a film original, which reproduces the print pattern, with UV radiation in the wavelength range of 350 to 450 nanometers. In this case, the monomers combine to form long-chain polymers and the copy layer 36 loses its solubility in the sense of solvent (water). The copy layer 36 Thus, in the impingement of the radiation is insoluble in water, while the places covered by the film original, ie the image plane locations, remain water-soluble.

Nach der Belichtung werden diese Stellen mit einem kräftigen Wasserstrahl ausgewaschen, so dass die Siebdruckform verbleibt. Bei diesem Schritt spricht man auch von der Entwicklung. Eine so hergestellte Siebdruckform mit einer ersten konventionell hergestellten Siebdruckschicht 34 ist in 3a) im Querschnitt dargestellt.After exposure, these areas are washed out with a powerful jet of water so that the screen printing form remains. This step is also called development. A screen printing plate thus produced with a first conventionally prepared screen printing layer 34 is in 3a) shown in cross section.

Auf diese erste Schablonenstruktur 34 wird anschließend eine zweite Schablonenstruktur appliziert. Bei einer manuellen Herstellung kann hierzu beispielsweise an beiden Seiten ein Abstandshalter 38 randseitig aufgelegt werden, um die gewünschte Auftragungsdicke beim Auftrag einer Emulsion vorzugeben. Im vorliegenden Fall beträgt die Auftragsdicke 60 Mikrometer.On this first template structure 34 Subsequently, a second template structure is applied. In a manual production can this example, on both sides of a spacer 38 placed on the edge to specify the desired application thickness when applying an emulsion. In the present case the order thickness is 60 Micrometers.

Im nachfolgenden Schritt gemäß 3b) wird mit einem Rakel 40 wiederum UV-empfindliche Emulsion aufgetragen, so dass sich eine zweite Kopierschicht 43 ergibtIn the following step according to 3b) is done with a squeegee 40 again applied UV-sensitive emulsion, so that a second copy layer 43 results

Die Siebdruckform wird anschließend mit der Druckseite nach oben in einem Trockenschrank getrocknet.The screen printing form is then dried with the print side up in a drying oven.

Nach der Trocknung hat die zweite Kopierschicht 43 eine Dicke von etwa 25 Mikrometer, wie in 3c) dargestellt. Anschließend erfolgt eine Belichtung wiederum mit energiereicher UV-Strahlung unter Zwischenlage einer Filmvorlage 44, die präzise im Hinblick auf die zuvor in der ersten Schablonenstruktur 34 erzeugte Struktur ausgerichtet sein muss.After drying, the second copy layer has 43 a thickness of about 25 microns, as in 3c) shown. Subsequently, a Exposure in turn with high-energy UV radiation with the interposition of a film original 44 that is precise in terms of previously in the first template structure 34 generated structure must be aligned.

Mit einer so hergestellten Siebdruckform kann ein größere EOM-Dicke erzeugt werden, was einen feineren Druck und gleichmäßigere Strukturen erlaubt.With a screen printing plate thus produced, a larger EOM thickness can be produced, allowing finer printing and more uniform structures.

Während zuvor anhand von 3 die grundsätzlichen Schritte der Erzeugung einer Siebdruckform mit zweischichtigem Aufbau erläutert wurden, wird im Folgenden anhand von 4 der bevorzugte Aufbau zur Herstellung von Fingern auf Silizium-Solarzellen 20 gemäß 2 näher erläutert.While previously based on 3 the basic steps of producing a screen printing form with two-layer structure have been explained below, with reference to 4 the preferred structure for producing fingers on silicon solar cells 20 according to 2 explained in more detail.

Die grundsätzliche Herstellung entspricht dem zuvor anhand von 3 erläuterten Schritten.The basic production corresponds to the previously based on 3 explained steps.

4a) zeigt einen Querschnitt durch eine Siebdruckform, bei der auf dem Sieb 14 eine erste Schablonenstruktur 34 in der zuvor beschriebenen herkömmlichen Weise erzeugt wurde. 4a) shows a cross section through a screen printing form, in which on the screen 14 a first template structure 34 was generated in the conventional manner described above.

Im nachfolgenden Schritt gemäß 4b) wird hierauf eine zweite Schablonenstruktur 42 aufgetragen, die eine zweite Kopierschicht 43 bildet. Anschließend wird gemäß 4c) eine zweite Filmvorlage 44 präzise ausgerichtet und anschließend mit UV-Strahlung belichtet. Hierbei ist die zweite Filmvorlage 44 vorzugsweise so gestaltet, dass diese bei einer linienförmigen Ausnehmung 52 eine etwas größere Breite hat als die zugeordnete Ausnehmung 50 in der ersten Schablonenstruktur 34. So könnte etwa die erste Ausnehmung 50 eine Breite von 50 Mikrometer haben, während die zweite Ausnehmung 52 eine Breite von etwa 60 Mikrometer hat, wie gestrichelt in den 4c) und 4d) angedeutet ist.In the following step according to 4b) is then a second template structure 42 applied, which is a second copy layer 43 forms. Subsequently, according to 4c) a second movie template 44 precisely aligned and then exposed to UV radiation. Here is the second movie template 44 preferably designed so that these at a linear recess 52 has a slightly greater width than the associated recess 50 in the first template structure 34 , For example, the first recess could be 50 have a width of 50 microns while the second recess 52 has a width of about 60 microns, as dashed in the 4c) and 4d) is indicated.

4e) zeigt eine mit einer solchen Siebdruckform 10' hergestellte Fingerstruktur 48 auf einem Substrat 46, Es ergibt sich eine an den Rändern scharf definierte Struktur unter Vermeidung von bleeding mit einem guten Aspektverhältnis. 4e) shows one with such a screen printing form 10 ' manufactured finger structure 48 on a substrate 46 The result is a sharply defined structure at the edges, avoiding bleeding with a good aspect ratio.

In 5 ist im oberen Teil ein Ausschnitt der Vorderseitenkontaktierung schematisch dargestellt, mit einem bus bar 30 und davon ausgehenden Finger 32. Die Finger haben eine Breite w. Im unteren Teil von 5 ist ein Querschnitt durch einen der Finger 32 vergrößert dargestellt. Die Breite des Fingers beträgt w, während die Höhe h ist.In 5 is a section of the front side contact shown schematically in the upper part, with a bus bar 30 and outgoing finger 32 , The fingers have a width w. In the lower part of 5 is a cross section through one of the fingers 32 shown enlarged. The width of the finger is w, while the height is h.

Das Aspektverhältnis a ist als das Verhältnis von Höhe h zu Breite w definiert: a = h/w.The aspect ratio a is defined as the ratio of height h to width w: a = h / w.

Mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckform 10' gemäß 4 lässt sich für eine Ist-Fingerbreite von 50 Mikrometer ein Aspektverhältnis von etwa 0,4 erzielen. Dies stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Siebdruck mit herkömmlichen Siebdruckformen dar.With a screen printing form according to the invention 10 ' according to 4 For example, an aspect ratio of about 0.4 can be achieved for an actual finger width of 50 microns. This represents a significant improvement over screen printing with conventional screen printing forms.

Mit herkömmlichen Siebdruckformen lässt sich im einstufigen Siebdruck infolge des mesh markings (vergleiche 9) keine Fingerbreite unterhalb von 80 Mikrometer realisieren. Das Aspektverhältnis ist deutlich geringer als 0,4.Conventional screen printing forms can be produced in single-stage screen printing as a result of the mesh marking (cf. 9 ) realize no finger width below 80 microns. The aspect ratio is significantly lower than 0.4.

Außerdem wird der Pastenverbrauch gegenüber dem herkömmlichen einstufigen Siebdruck durch die dünneren Fingerbreiten und das größere Aspektverhältnis reduziert, was zu einer deutlichen Kosteneinsparung führt.In addition, the paste consumption is reduced compared to the conventional single-stage screen printing by the thinner finger widths and the larger aspect ratio, resulting in a significant cost savings.

Gleichzeitig wird durch die verringerte Abschattung an der Vorderseite einer Solarzelle der Wirkungsgrad merklich verbessert.At the same time the efficiency is significantly improved by the reduced shading on the front of a solar cell.

Bei dem hier an Hand von 3 und 4 beschriebenen Verfahren handelt es sich um ein manuelles Verfahren unter Verwendung eines Rakels. Bei industrieller Umsetzung wird der Prozess in der Regel vollautomatisch durchgeführt. Es versteht sich, dass sich hiermit eine noch höhere Präzision und eine weitere Verbesserung erzielen lässt.At the hand here by 3 and 4 described method is a manual method using a doctor blade. In industrial implementation, the process is usually carried out fully automatically. It is understood that this can achieve even higher precision and further improvement.

Anhand der 6 bis 8 wird im Folgenden ein alternatives Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Siebdruckform 10'' erläutert.Based on 6 to 8th In the following, an alternative manufacturing method for producing a screen printing form will be described 10 '' explained.

Die Siebdruckform 10'' wird im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Siebdruckform einstufig hergestellt The screen printing form 10 '' is produced in one stage, in contrast to the screen printing form described above

Auf einem Sieb 14 bestehend aus Stahldraht wird zunächst in der üblichen Weise eine UV-empfindliche Emulsion aufgetragen, um eine Kopierschicht 36'' zu erzeugen. Anschließend erfolgt der übliche Trocknungsschritt im Trockenofen.On a sieve 14 consisting of steel wire is first applied in the usual manner, a UV-sensitive emulsion to a copy layer 36 '' to create. Subsequently, the usual drying step in the drying oven.

Nachfolgend wird eine erste Filmvorlage 44'' auf die Oberfläche der Kopierschicht 36'' aufgelegt. Im Unterschied zum im Stand der Technik üblichen Verfahren erfolgt die Belichtung nachfolgend jedoch nicht mit einem einzigen Belichtungsschritt mit senkrecht auftreffendem Licht, sondern in zwei aufeinanderfolgenden Belichtungsschritten mit schräg einfallender UV-Strahlung.Below is a first movie template 44 '' on the surface of the copy layer 36 '' hung up. However, in contrast to conventional methods in the prior art, the exposure is not subsequently effected with a single exposure step with vertically incident light, but in two successive exposure steps with obliquely incident UV radiation.

In einem ersten Belichtungsschritt wird die UV-Strahlung schräg von rechts her einfallend auf die erste Filmvorlage 44'' gerichtet, so dass sich ein Neigungswinkel α von etwa 45° nach rechts gegenüber der Senkrechten ergibt. Auf die erste Filmvorlage wird versetzt eine zweite, breitere Filmvorlage 44''' aufgelegt (6a)). Die zweite Filmvorlage 44''' verhindert die UV-Einstrahlung in den später zu entwickelnden Bereich auf der einen Seite. Die einfallende Strahlung ist durch ausgezogene Linien angedeutet.In a first exposure step, the UV radiation obliquely from the right incident on the first film original 44 '' directed, so that there is an inclination angle α of about 45 ° to the right with respect to the vertical. On the first film template is offset a second, wider film template 44 ''' hung up ( 6a) ). The second movie template 44 ''' Prevents UV radiation in the area to be developed later on one side. The incident radiation is indicated by solid lines.

Anschließend wird die zweite Filmvorlage 44''' zur anderen Seite hin verschoben, um den Strahlungseinfall auf der anderen Seite zu verhindern. In einem nachfolgenden zweiten Belichtungsschritt wird die einfallende UV-Strahlung an dem Winkel –α. gegenüber der Senkrechten geneigt, also um 45° in die entgegengesetzte Richtung (6b)). Hinter der Filmvorlage 44'' ergibt sich somit hinter einer Ausnehmung 54 in der Filmvorlage 44'' ein V-förmiger Bereich der Kopiervorlage 36'', der nicht bestrahlt wurde.Subsequently, the second film template 44 ''' shifted to the other side to prevent radiation on the other side. In a subsequent second exposure step, the incident UV radiation at the angle -α. inclined to the vertical, ie by 45 ° in the opposite direction ( 6b) ). Behind the movie template 44 '' thus results behind a recess 54 in the movie template 44 '' a V-shaped area of the master copy 36 '' which was not irradiated.

Nach der Entwicklung ergibt sich eine Siebdruckform 10'' gemäß 7, die eine V-förmige Ausnehmung aufweist, die sich von der Druckseite zur Rakelseite hin vergrößert.After development, a screen printing form results 10 '' according to 7 having a V-shaped recess which increases from the pressure side to the doctor side.

Wird mm eine solche Siebdruckform 10'' genutzt, um eine Feinstruktur zu erzeugen, so wird die thixotrope Eigenschaft insbesondere beim Drucken von Silberpasten auf Solarzellen vorteilhaft dazu ausgenutzt, um besonders feine Strukturen erzeugen zu können, da im Bereich der trichterförmig aufgeweiteten Öffnung sich eine Verflüssigung der Siebdruckpaste ergibt, was zu einem höheren Materialaustrag in diesem Bereich führt und somit ein Drucken von feinen Strukturen mit großem Aspektverhältnis ermöglicht.Will mm such a screen printing form 10 '' used to produce a fine structure, the thixotropic property is advantageously utilized, in particular when printing silver pastes on solar cells, in order to be able to produce particularly fine structures, since liquefaction of the screen printing paste results in the area of the funnel-shaped widened opening, resulting in a higher density Material discharge in this area and thus allows printing of fine structures with high aspect ratio.

Claims (19)

Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckform (10), insbesondere für den Vorderseitendruck auf Solarzellen (20), bei dem auf der Oberfläche eines Siebes (12) zunächst eine erste Schablonenstruktur (34) erzeugt wird, die eine zu druckende Struktur definiert, und bei dem anschließend auf der ersten Schablonenstruktur (34) zumindest eine weitere Schablonenstruktur (42) erzeugt wird, die mit der vorherigen Schablonenstruktur (34) ausgerichtet ist und gemeinsam damit die Siebdruckform (10) bildet.Method for producing a screen printing form ( 10 ), in particular for the front side printing on solar cells ( 20 ), in which on the surface of a screen ( 12 ) first a first template structure ( 34 ), which defines a structure to be printed, and in which subsequently on the first template structure ( 34 ) at least one further template structure ( 42 ) generated with the previous template structure ( 34 ) and together with it the screen printing form ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Schablonenstruktur (34) mit den folgenden Schritten erzeugt wird: (a) Auftragen einer lichtempfindlichen Kopierschicht (36) auf die Oberfläche eines Trägers (12); (b) Trocknen der Kopierschicht (36); (c) Belichten der Kopierschicht (36) mit einer zu druckenden Struktur; (d) Entwickeln der Kopierschicht (36).Method according to Claim 1, in which the first template structure ( 34 ) is produced by the following steps: (a) applying a photosensitive copying layer ( 36 ) on the surface of a carrier ( 12 ); (b) drying the copying layer ( 36 ); (c) exposing the copying layer ( 36 ) with a structure to be printed; (d) developing the copy layer ( 36 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zur Erzeugung einer weiteren Schablonenstruktur (42) die Schritte (a) bis (d) wiederholt werden, wobei die vorherige Schablonenstruktur (34) als Träger für die nachfolgende Schablonenstruktur (42) dient.Method according to Claim 1 or 2, in which, in order to produce a further template structure ( 42 ) steps (a) to (d) are repeated, the previous template structure ( 34 ) as support for the following template structure ( 42 ) serves. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Schritt (c) das Abdecken der Kopierschicht (43) mit einer Filmvorlage (44) und das Belichten umfasst.Method according to Claim 2 or 3, in which the step (c) comprises covering the copy layer ( 43 ) with a movie template ( 44 ) and exposing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf eine zuvor erzeugte Schablonenstruktur (34) ein Kapillarfilm appliziert wird, gefolgt von einer Trocknung, Belichtung und Entwicklung, um eine nachfolgende Schablonenstruktur (42) zu erzeugen.Method according to one of the preceding claims, in which a previously generated template structure ( 34 ) is applied to a capillary film followed by drying, exposure and development to form a subsequent stencil structure ( 42 ) to create. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer nachfolgenden Schablonenstruktur (42) eine Ausnehmung (52) für die zu erzeugende Linienstruktur eine größere Breite (50) als bei einer vorhergehenden Schablonenstruktur (34) aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which in a subsequent template structure ( 42 ) a recess ( 52 ) for the line structure to be generated has a greater width ( 50 ) than in a previous template structure ( 34 ) having. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Breite mindestens um 5%, insbesondere um mindestens 10%, bevorzugt um höchstens 30%, weiter bevorzugt um höchstens 20% vergrößert ist.Process according to Claim 6, in which the width is increased by at least 5%, in particular by at least 10%, preferably by at most 30%, more preferably by at most 20%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Linienstruktur in einer vorhergehenden (34) und einer nachfolgenden (42) Schablonenstruktur pyramidenartig verbreitert ist.Method according to one of the preceding claims, in which a line structure in a preceding ( 34 ) and a subsequent ( 42 ) Template structure is widened pyramidal. Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckform (10), insbesondere für den Vorderseitendruck auf Solarzellen (20), mit den folgenden Schritten; (a) Applizieren einer lichtempfindlichen Kopierschicht (36'') auf die Oberfläche eines Siebes (14); (b) Trocknen der Kopierschicht (36''); (c) Abdecken der Kopierschicht (36'') mit einer ersten Filmvorlage (44''), die eine zu druckende Struktur definiert; (d) Abdecken der Kopierschicht (36'') mit einer zweiten Filmvorlage (44''') seitlich versetzt zur ersten Filmvorlage; (e) Belichten der Kopierschicht (36'') in einem ersten Belichtungsschritt mit einem in Bezug auf die Kopierschicht gegenüber einem senkrechten Einfallswinkel um einen ersten Neigungswinkel zu einer ersten Seite hin geneigten Einfallswinkel; (f) Verschieben der zweiten Filmvorlage (44''') zur anderen Seite hin; (g) Belichten der Kopierschicht (36'') in einem zweiten Belichtungsschritt mit einem gegenüber einem senkrechten Einfallswinkel um einen zweiten Neigungswinkel zu einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite hin geneigten Einfallswinkel; (h) Entwickeln der Kopierschicht (36'').Method for producing a screen printing form ( 10 ), in particular for the front side printing on solar cells ( 20 ), with the following steps; (a) applying a photosensitive copying layer ( 36 '' ) on the surface of a sieve ( 14 ); (b) drying the copying layer ( 36 '' ); (c) covering the copy layer ( 36 '' ) with a first film template ( 44 '' ) defining a structure to be printed; (d) covering the copy layer ( 36 '' ) with a second film template ( 44 ''' ) laterally offset from the first film original; (e) exposing the copying layer ( 36 '' in a first exposure step, with an angle of incidence inclined with respect to the copy layer from a normal angle of incidence by a first inclination angle to a first side; (f) moving the second movie template ( 44 ''' ) to the other side; (g) exposing the copying layer ( 36 '' ) in a second exposure step with an angle of incidence inclined to a vertical angle of incidence by a second inclination angle to a second side opposite the first side; (h) developing the copy layer ( 36 '' ). Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der erste Neigungswinkel im ersten Belichtungsschritt +α beträgt und der zweite Neigungswinkel im zweiten Belichtungsschritt –α beträgt.The method of claim 9, wherein the first tilt angle in the first exposure step is + α and the second tilt angle in the second exposure step is -α. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Neigungswinkel (α) mindestens 5°, insbesondere mindestens 10°, bevorzugt mindestens 20°, weiter bevorzugt mindestens 30° beträgt. Method according to Claim 10, in which the angle of inclination (α) is at least 5 °, in particular at least 10 °, preferably at least 20 °, more preferably at least 30 °. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem der Neigungswinkel (α) höchstens 70°, insbesondere höchstens 60°, bevorzugt höchstens 50° beträgtThe method of claim 10 or 11, wherein the inclination angle (α) is at most 70 °, in particular at most 60 °, preferably at most 50 ° Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Siebdruckform (10, 10'') zur Herstellung von Kontakten, insbesondere von Finger (32), auf der Vorderseite von Solarzellen (20) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the screen printing form ( 10 . 10 '' ) for making contacts, in particular fingers ( 32 ), on the front of solar cells ( 20 ) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Siebdruckform (10, 10'') zum Bedrucken von Finger (32) auf der Vorderseite von Solarzellen (20) mit Farbe verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the screen printing form ( 10 . 10 '' ) for printing on fingers ( 32 ) on the front of solar cells ( 20 ) is used with color. Siebdruckform mit einem Sieb (14), auf dem eine Schablone (18) vorgesehen ist, bei der eine Ausnehmung in der Schablone (18) an einem zu druckenden Merkmal ausgehend vom Sieb (14) zur Druckseite hin verbreitert oder verjüngt ist.Screen printing form with a sieve ( 14 ), on which a stencil ( 18 ) is provided, in which a recess in the template ( 18 ) on a feature to be printed, starting from the screen ( 14 ) is widened or tapered towards the pressure side. Siebdruckform nach Anspruch 15, bei der sich die Ausnehmung in der Schablone (18) an einem zu druckenden Merkmal zur Druckseite hin pyramidenartig verbreitert.Screen-printing form according to claim 15, in which the recess in the template ( 18 ) widened in a pyramid-like manner on a feature to be printed on the pressure side. Siebdruckform nach Anspruch 15, bei der sich die Ausnehmung in der Schablone (18) an einem zu druckenden Merkmal zur Druckseite hin schräg verjüngt.Screen-printing form according to claim 15, in which the recess in the template ( 18 ) tapers obliquely on a feature to be printed on the pressure side. Solarzelle, vorzugsweise hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Fingerkontakten (32) mit einer Fingerbreite von höchstens 60 Mikrometern, die ein Aspektverhältnis von Höhe zu Breite von mindestens 1:3 aufweisen.Solar cell, preferably produced according to one of the preceding claims, with finger contacts ( 32 ) having a finger width of at most 60 micrometers, having a height-to-width aspect ratio of at least 1: 3. Solarzelle nach Anspruch 18, bei der die Fingerkontakte (32) mit einer Farbe, insbesondere mit einer reflektierenden Farbe, bedruckt sind.Solar cell according to Claim 18, in which the finger contacts ( 32 ) are printed with a color, in particular with a reflective color.
DE201110016453 2011-04-08 2011-04-08 Process for producing a screen printing form and solar cell produced therewith Ceased DE102011016453A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110016453 DE102011016453A1 (en) 2011-04-08 2011-04-08 Process for producing a screen printing form and solar cell produced therewith
PCT/EP2012/055381 WO2012136512A2 (en) 2011-04-08 2012-03-27 Method for producing a screen printing mold and solar cell produced therewith

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110016453 DE102011016453A1 (en) 2011-04-08 2011-04-08 Process for producing a screen printing form and solar cell produced therewith

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011016453A1 true DE102011016453A1 (en) 2013-01-17

Family

ID=45954630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110016453 Ceased DE102011016453A1 (en) 2011-04-08 2011-04-08 Process for producing a screen printing form and solar cell produced therewith

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011016453A1 (en)
WO (1) WO2012136512A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015200770A1 (en) 2014-02-20 2015-08-20 Gallus Ferd. Rüesch AG Screen printing stencil and method for its illustration
DE102014114362A1 (en) * 2014-10-02 2016-04-07 Hanwha Q Cells Gmbh Printing screen for screen printing of a solar cell electrode structure and method for screen printing a solar cell electrode structure with such a printing screen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002512124A (en) * 1998-04-21 2002-04-23 プレジデント・アンド・フェローズ・オブ・ハーバード・カレッジ Use in the manufacture of devices including elastomeric masks and pixelated electroluminescent displays
US7749883B2 (en) * 2007-09-20 2010-07-06 Fry's Metals, Inc. Electroformed stencils for solar cell front side metallization
DE102009024873A1 (en) * 2009-06-09 2010-12-16 Nb Technologies Gmbh Screen printing form has layer as screen printing stencil carrier, where layer is provided with recesses that are formed such that they reach from upper side to lower side of layer
CN102712193B (en) * 2009-09-21 2016-06-01 Dtg国际有限公司 Printing screen and manufacture method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015200770A1 (en) 2014-02-20 2015-08-20 Gallus Ferd. Rüesch AG Screen printing stencil and method for its illustration
WO2015124230A1 (en) 2014-02-20 2015-08-27 Gallus Ferd. Rüesch AG Screen printing stencil and method for imaging it
US9707793B2 (en) 2014-02-20 2017-07-18 Gallus Ferd. Rueesch Ag Printing screen
DE102014114362A1 (en) * 2014-10-02 2016-04-07 Hanwha Q Cells Gmbh Printing screen for screen printing of a solar cell electrode structure and method for screen printing a solar cell electrode structure with such a printing screen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012136512A2 (en) 2012-10-11
WO2012136512A3 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202008012829U1 (en) screen printing forme
DE69019521T2 (en) Method of making a plasma screen.
DE102009024877A1 (en) screen printing forme
DE102018004838A1 (en) ECRAN DE SERIGRAPHIE ET PROCEDE D'OBTENTION DE VITRAGES MUNIS DE MOTIFS ELECTROCONDUCTEURS
DE3200670C2 (en)
EP4014256A1 (en) Screen printing mould for use in a screen printing method, screen printing device, and screen printing method
EP2668040A1 (en) Printing stencil for applying a printing pattern to a substrate, and method for producing a printing stencil
DE2432993B2 (en) Process for the production of a gravure form
DE2214728C3 (en) Process for the direct photomechanical production of screen printing forms
DE102011016453A1 (en) Process for producing a screen printing form and solar cell produced therewith
DE102009052647A1 (en) Printing block system for use in screen printing machine for metallization of solar cells, has printing block with openings representing part of metallization pattern, where openings sectionally overlap other openings of another block
DE102005003183B4 (en) Process for producing semiconductor structures on a wafer
EP2750891B1 (en) Method for producing a printing stencil for technical printing, and printing stencil for technical printing
DE1932926A1 (en) Device for adjusting the electron beam of a microprobe
DE60005354T2 (en) CIRCUIT BOARD PRODUCTION
DE102011082240B4 (en) Printing screen for technical screen printing
DE112009004340T5 (en) A method of forming a pattern on a workpiece, a method of shaping a beam of electromagnetic radiation for use in the method, and an aperture for shaping a beam of electromagnetic radiation
DE2001535A1 (en) Method and device for the production of metallic patterns
DE3150056A1 (en) "MASK FOR USE IN LITHOPRAPHIC PROCESSES"
DE2511205C3 (en) A method of making a pair of mating reproduction masks used in the manufacture of a color selection electrode for color picture tubes, and apparatus for carrying out this method
DE112011106010T5 (en) Process for manufacturing a solar cell
DE102011052902A1 (en) Method for printing metal contact on solar cell substrate for solar cell module, involves imprinting metalliferous paste on contact finger by printing device such that height of contact finger section is enlarged
DE10240403A1 (en) Mask for projecting a structural pattern onto a semiconductor substrate in an exposure device comprises a substrate, a first structural element on the substrate, and an arrangement of second structural elements
DE69606215T2 (en) Manufacturing process of a plasma display panel
WO1998015159A1 (en) Method for building at least two wiring levels on electrically insulated supports

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140627