JP2015519223A - 金属メッシュクロス - Google Patents

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Abstract

金属メッシュクロスであって、メッシュ領域が設けられ、前記メッシュ領域は2組の互いに垂直なメッシュ線からなり、前記金属メッシュクロスにおけるメッシュ領域の中央領域にはパターン領域が設けられ、前記パターンは金属メッシュクロスが横方向又は縦方向にメッシュ線を欠損することで構成される。前記金属メッシュクロスの綱目は100〜600個であり、線径寸法は10〜100umであり、厚さは10〜45umである。前記金属メッシュクロスは、従来の精密印刷技術で用いられるメッシュはウィーブ型の交点があり、成形されるマスクの印刷の抜けムラを招来してしまうとの課題を主に解決しようとしており、精密印刷の工業生産に適用することができる。

Description

本発明は、具体的に金属メッシュクロスに関する。
経済の急速な発展に伴い、エネルギー消耗量がますます増加し、石炭や石油といった非再生資源の埋蔵量が日々減少していることから、人々は新エネルギー(例えば、原子力、太陽エネルギー、風力エネルギー、バイオマスエネルギー、地熱エネルギー、海洋エネルギー、水素エネルギー等)の模索に駆り立てられている。地球上の数あるエネルギー源として、太陽エネルギーは新エネルギー研究の重要な部分を占めており、太陽電池はその応用の代表格である。
太陽電池の変換効率の向上は、現在のところ太陽電池研究における主要な目標となっており、電池基板材料の選択、基板制作技術の改良のほか、適切なスクリーン印刷板の選択によっても電池の変換効率の向上は可能である。
エレクトロニクス産業及び各関連産業の躍進に伴って、精密印刷や小型パッケージングの応用もますます拡大している。精密印刷や小型パッケージングの過程は一般的にマスクの応用と関連している。従来のマスクには、金属マスク、複合マスクが含まれる。現在、金属マスクの材質は一般的にニッケル基合金であるのに対し、複合マスクの構成はやや複雑であり、メッシュ及びメッシュ表面に塗布された感光物質を含む。
特許文献1は、大面積ナノシート太陽電池の製造方法について、以下の特徴を開示している。即ち、DSSC単体を長尺状に形成し、耐腐食接続帯で長尺状のDSSC単体を大面積の太陽電池となるよう直列接続する。耐腐食接続帯の両側にはそれぞれ保護隔離層、或いはスクリーン印刷法で作製された低抵抗グリッド電極が設けられており、低抵抗グリッド電極の表面は保護膜で覆われている。そして、保護膜で覆われた低抵抗グリッド電極を用いて複数の長尺状のDSSC単体を大面積の太陽電池となるよう並列接続する。大面積の太陽電池における一方のガラスとTCOの接触面には流入槽が設けられ、大面積の太陽電池における一端の流入槽において、流入槽から電解質と染料を汲み入れた後に流入槽を切断し、密封する。
特許文献2は、スキージ、補助スキージ、回送ブレード、スクリーン印刷版を含む太陽電池のスクリーン印刷装置について、以下の特徴を開示している。即ち、スクリーン印刷版上に、スキージの辺縁両側に密接して2つのじゃま板構造を装着する。じゃま板構造は、主にじゃま板面、じゃま板フレーム及び装着ホルダから構成される。じゃま板面の底部とスクリーン面は、分離可能に接触していてもよいし、可撓性材料によって接着されていてもよい。回送ブレードとスキージ及び補助スキージの辺縁は、じゃま板面と隙間なく接触している。印刷機ヘッドはスキージと回送ブレードをじゃま板面に接触させつつスライドさせて、ペーストを両側のじゃま板面、スキージ及び回送ブレードで囲まれてなる範囲で運動させることで、ペーストが両側へ流動しないようにしている。
特許文献3は、結晶シリコン太陽電池のスクリーン印刷用純銀スクリーン版について以下を開示している。即ち、シリコン、主グリッド線、面取り角、副グリッド線を含み、前記シリコンに主グリッド線と副グリッド線が設けられ、前記主グリッド線と副グリッド線は垂直に設けられ、前記シリコンに面取り角が設けられている。これにより、正面の電極グリッド線をシリコン表面において有効に拡張し、被覆面積を拡大可能なことから、光電流を有効に収集することができるため、電池効率が改善される。
特許文献4は、2度のスクリーン印刷と溝加工を組み合わせた太陽電池作製工程を開示しており、当該工程は電極を2度印刷する太陽電池を作製するために用いられ、溝加工工程及び2度の印刷工程を含む。溝加工工程とは、シリコン表面の電極グリッド線領域に溝加工して、電極グリッド線領域にエッチング溝を形成する工程である。2度の印刷工程とは、(a)印刷する電極のペーストをエッチング溝に充填して乾燥させ、エッチング溝内に第1層電極を形成する一次電極印刷と、(b)第1層電極の外面に電極を印刷し、シリコン表面の電極グリッド線領域に第2層電極を形成する二次電極印刷とをいう。
従来の複合マスクを構成するメッシュは、ウィーブ(weave)型ワイヤメッシュやポリエステルメッシュ等である。この種類のメッシュは、ウィーブ型における縦横の交点特性から、最終的に成形されるマスクのペースト抜けへの影響、例えばペーストの抜けムラを招来してしまう。そこで、実際のマスク作製過程では、往々にして予めメッシュを押圧することで、ウィーブ型メッシュにおけるこのような影響を可及的に低減させる必要がある。しかし、このような操作では、縦横の交点によりもたらされる不具合を完全には回避できない。
本発明は、主として当該課題に対するメッシュを提供し、上述のような課題を良好に解決するものである。
中国特許公開公報第CN101241956号 中国特許公開公報第CN102336051A号 中国実用新案第CN202058761U号 中国特許公開公報第CN101969082A号
本発明は、従来の精密印刷技術で用いられるメッシュはウィーブ型の縦横の交点があり、成形されるマスクの印刷の抜けムラを招来してしまうとの一つの技術的課題を解決するものであり、ウィーブ型のような交点がなく、表面が平滑であり、印刷の均一性に優れるとの利点を有する新たな金属メッシュクロスを提供する。
本発明は、更に、上記金属メッシュクロスを用いて作製された、印刷の均一性に優れるとの利点を有するマスクを提供することをもう一つの技術的課題としている。
上記一つの技術的課題を解決するために、本発明は以下の技術方案を用いる。即ち、メッシュ領域が設けられている金属メッシュクロスであって、前記メッシュ領域は2組の互いに垂直なメッシュ線からなり、前記金属メッシュクロスにおけるメッシュ領域の中央領域にはパターン領域が設けられ、前記パターンは金属メッシュクロスが横方向又は縦方向にメッシュ線を欠損することで構成され、前記金属メッシュクロスの綱目は100〜600個であり、線径寸法は10〜100umであり、厚さは10〜45umである。
上記技術方案において、好ましくは、前記金属メッシュクロスにおけるメッシュ領域を構成するメッシュ線の線径は均一であり、非メッシュ領域の外周には応力緩和帯及び緩和帯に連なる辺縁孔帯が設けられており、前記金属メッシュクロスの網目は200〜450個、線径寸法は15〜30um、厚みは15〜30umであり、金属メッシュクロスにおけるパターン領域に残るメッシュ線の線径は、非パターン領域のメッシュ線の線径以下であり、前記金属メッシュクロスにおけるパターンの領域に残るメッシュ線の線径は均一であるか、或いは、両端が太く中央が細い。好ましい技術方案として、前記金属メッシュクロスメッシュ線は連続する非ウィーブ型であり、前記金属メッシュクロスは一体成形構造であって、表面が平滑であり、ウィーブ型のような縦横の交点がない。前記金属メッシュクロスは電鋳工程によって得られ、純ニッケル材料又はニッケル基合金材料を材質とする。
上記もう一つの技術的課題を解決するために、本発明は以下の技術方案を用いる。即ち、上記金属メッシュクロスを用いて作製されたマスクであって、前記マスクのパターン領域における開口寸法は、前記金属メッシュクロスにおけるパターンに対応したメッシュ線欠損領域の寸法以下である。
上記技術方案において、好ましくは、金属メッシュクロスにおける前記メッシュ線の欠損により構成されるパターンは、一組の互いに平行なラインからなり、マスクにおけるグリッド細線に対応する。
本発明が提供する金属メッシュクロスは、以下の点において優れている。
(1)前記金属メッシュクロスは電鋳工程によって得られ、表面が平滑で、ウィーブ型のような縦横の交点を有さないとの特性があるため、これを用いて作製される太陽電池電極用スクリーン印刷板は、印刷時にペーストの抜けが均一となる。
(2)前記金属メッシュクロスは、適応する太陽電池電極用スクリーン印刷板のグリッド細線に対応する領域において、グリッド細線の所在方向にはメッシュ線を有していないため、金属メッシュクロスによる印刷ペーストの阻害が低減される。
非ウィーブ型のワイヤメッシュはメッシュ表面が平滑であることから、これにより作製されたマスクは、拭き取り過程において表面の凹凸に起因して損傷することがない。メッシュは、必要に応じて別の開孔率、メッシュ線径寸法及びメッシュ線形状で設計してもよく、メッシュの良好なペースト抜け効果のほか、メッシュ寿命をも保証可能である。
以上の点より、前記金属メッシュクロスによって作製される太陽電池電極用スクリーン印刷板は、「アスペクト比」に優れたシリコン太陽電池の電極グリッド線構造を印刷可能である。これにより、太陽電池による電流の収集及び伝達に有利となることから、太陽電池の変換効率が向上する。
図1は、金属メッシュクロスの構造を示す図であり、そのうち、Iは、メッシュ領域で、IIは、応力緩和帯領域である。 図2は、実施例1のワイヤメッシュを部分的に拡大して示す図である。 図3は、金属メッシュクロスにおける応力緩和帯の一部を拡大して示す図であり、そのうち、r1<r2<r3となっている。 図4は、メッシュ線の欠損により構成されるパターンを有する金属メッシュクロスを示す図であり、そのうち、IIIはメッシュ領域である。 図5は、図4のIII部分を拡大して示す図であり、そのうち、IVは横方向のメッシュ線が欠損しているメッシュ領域である。 図6は、図5のIV部分を拡大して示す図であり、そのうち、r1>r4>r5。 図7は、メッシュ線が欠損したパターン領域に残るメッシュ線の線径を示す図であり、そのうち、r1≧r6である。 図8は、金属メッシュクロスにマスキング物質を塗布したマスクを部分的に示す図であり、そのうち、R1≧R2である。
以下に、具体的な実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。
金属メッシュクロスであって、図1に示すように、メッシュ領域が設けられ、前記メッシュ領域は2組の互いに垂直なメッシュ線からなり、前記金属メッシュクロスにおけるメッシュ領域の中央領域にはパターン領域が設けられ、前記パターンは金属メッシュクロスが横方向又は縦方向にメッシュ線を欠損することで構成される。前記金属メッシュクロスはウィーブ型のような縦横の交点がなく、一体成形構造であって、表面が平滑である。即ち、前記金属メッシュクロスを構成するメッシュ線は連続する非ウィーブ型である。
図2は、前記ワイヤメッシュを部分的に拡大して示す図であって、前記ワイヤメッシュは互いに交錯するメッシュ線Iaからなる。本実施例における前記金属メッシュクロスの網目は330個、メッシュクロス線径は20um、メッシュクロスの厚さは25umである。
図3は、前記金属メッシュクロスにおける応力緩和帯の一部を拡大して示す図である。当該緩和帯の線径寸法は一定の変化規則に基づいて変化している。本実施例において、当該規則は図3に示すように、金属メッシュクロスの中央から辺縁に向かって線径寸法が徐々に拡大している。即ち、r1<r2<r3となっており、例えば、r1=20um,r2=30um,r3=40umである。図1に示すように、線径が40umである外辺縁はメッシュクロスの辺縁孔領域に連なっている。このように設計することで、メッシュクロスは張設された状態で力を受けた場合に、外部からの張力により良好に耐えることが可能となる。
金属メッシュクロスであって、基本構造は実施例1と同じであるが、メッシュクロスの網目を400個に、メッシュクロスの線径を25umに、メッシュクロスの厚さを20umに変更している。
これを基本として、前記金属メッシュクロスは、更に次のように構造を変更している。
前記金属メッシュクロスにはパターンが設けられており、本実施例におけるパターンは図4に示すように、互いに平行なライン4aからなる。図5は図4のIII部分を拡大して示す図であり、図5の5aは図4に示されるライン4aであり、5a箇所には横方向のメッシュ線が欠損している。
図6は図5のIV部分を拡大して示す図であり、メッシュ線が欠損したパターン領域に残るメッシュ線の線径には、金属メッシュクロス本体の線径r1>パターン領域内部のメッシュ線両端の線径r4>パターン領域内部のメッシュ線中央領域の線径r5、との規則があり、平滑な構造である。また、前記メッシュ線が欠損したパターン領域に残るメッシュ線の線径には、図7に示すように、パターン領域内部のメッシュ線の線径寸法は均一であり、且つ、金属メッシュクロス本体の線径r1≧パターン領域内部のメッシュ線の線径r6である、との規則があってもよい。
図8は、当該金属メッシュクロスにマスキング物質を塗布したマスクを部分的に示す図である(図5に示す部分に対応する)。図示するように、前記マスクの開口には一方向のメッシュ線8aしか存在しておらず、これが架橋の役割を果たしている。図5と図8を比較すると、金属メッシュクロスメッシュ線欠損領域の開口寸法R1≧マスクパターン対応領域の開口寸法R2、となっている。このような設計によれば、マスクにおけるマスキング物質の塗布難易度係数が低下するほか、開口箇所のメッシュ線が一方向に限られることから架橋部が少なくなり、印刷ペーストへの影響が低減するため、マスクによる良好なペースト抜け効果が保証される。
金属メッシュクロスであって、基本構造は実施例1及び実施例2と同じであるが、前記金属メッシュクロスの網目を200〜450個に、線径寸法を15〜30umに、厚さを15〜30umに変更している。
金属メッシュクロスであって、基本構造は実施例1及び実施例2と同じであるが、前記金属メッシュクロスの網目、線径寸法、厚さは、実施例3の前記範囲内の数値の任意の組み合わせであってもよい、に変更している。
以上、本発明の実施例について提示及び記載したが、当業者は、本発明の原理と趣旨を逸脱せずに、これら実施例について様々な変更、修正、代替及び変形が可能であることを理解できる。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物によって限定される。
Ia メッシュ線
4a 横方向のメッシュ線が欠損している領域
5a 横方向のメッシュ線が欠損している領域
8a マスクの開口箇所のメッシュ架橋
R1 金属メッシュクロスメッシュ線欠損領域の開口寸法
R2 マスクパターン対応領域の開口寸法
r1 異なるメッシュ領域のメッシュ線の線径寸法(金属メッシュクロス本体の線径)
r2 異なるメッシュ領域のメッシュ線の線径寸法
r3 異なるメッシュ領域のメッシュ線の線径寸法
r4 パターン領域内部のメッシュ線両端の線径
r5 パターン領域内部のメッシュ線中央領域の線径
r6 パターン領域内部のメッシュ線の線径

Claims (9)

  1. メッシュ領域が設けられている金属メッシュクロスであって、
    前記メッシュ領域は2組の互いに垂直なメッシュ線からなり、前記金属メッシュクロスにおけるメッシュ領域の中央領域にはパターン領域が設けられ、前記パターンは金属メッシュクロスが横方向又は縦方向にメッシュ線を欠損することで構成され、
    前記金属メッシュクロスの綱目は100〜600個であり、線径寸法は10〜100umであり、厚さは10〜45umである、ことを特徴とする金属メッシュクロス。
  2. 前記金属メッシュクロスにおけるメッシュ領域を構成するメッシュ線の線径は均一である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュクロス。
  3. メッシュ領域の外周には応力緩和帯及び緩和帯に連なる辺縁孔帯が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュクロス。
  4. 前記金属メッシュクロスは一体成形構造であって、表面が平滑であって、ウィーブ型のような交点がなく、
    前記金属メッシュクロスメッシュ線は連続する非ウィーブ型である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュクロス。
  5. 前記金属メッシュクロスの網目は200〜450個、線径寸法は15〜30um、厚みは15〜30umである、ことを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュクロス。
  6. 金属メッシュクロスにおけるパターン領域のメッシュ線の線径は、非パターン領域のメッシュ線の線径以下である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュクロス。
  7. 前記金属メッシュクロスにおけるパターンの領域に残るメッシュ線の線径は均一であるか、或いは、両端が太く中央が細い、ことを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュクロス。
  8. 前記金属メッシュクロスは電鋳工程によって得られ、純ニッケル材料又はニッケル基合金材料を材質とする、ことを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュクロス。
  9. マスクであって、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の金属メッシュクロスを用いて作製され、前記マスクのパターン領域における開口寸法は、前記金属メッシュクロスにおけるパターンに対応したメッシュ線欠損領域の寸法以下である、ことを特徴とするマスク。
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