KR101893306B1 - 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 및 그 제조방법 - Google Patents

솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 솔라셀의 표면전극을 구성하는 버스바전극 및 핑거전극을 스크린인쇄를 통해 형성하기 위한 것으로써, 정밀성과 효율성이 뛰어남은 물론 우수한 내구성도 겸비하여 스크린제판 제작이나 교체에 대하여 비교적 짧은 주기를 갖는 종래의 불합리성을 개선한 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)으로 이루어지는 표면전극을 인쇄하기 위하여 은페이스트가 1차 관통되는 공간으로써, 일정형태의 관통된 구멍인 개별인쇄공(31)이 일정간격을 두고 일렬로 배열되어 형성되는 1차인쇄영역(P)이 다수 열로 형성되는 1차금속박판(30); 및, 1차 관통된 은페이스트가 연속하여 2차 관통되는 공간으로써, 연속된 직선형태의 표면전극과 동일한 형태와 폭의 직선형태로 형성되고 일정두께를 갖는 2차인쇄영역(T)이 형성되는 2차금속박판(40);으로 구성되는 것이 특징이다.

Description

솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 및 그 제조방법{Screen printing plate for forming surface electrode of solar cell and manufacturing method thereof}
본 발명은 솔라셀의 표면전극형성을 위한 스크린 인쇄제판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔라셀의 표면전극을 구성하는 버스바전극 및 핑거전극을 스크린인쇄를 통해 형성하기 위한 스크린제판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적인 솔라셀의 표면에는 광생성된 전하를 수집하기 위한 목적으로 표면전극이 그리드 형태로 형성되는데, 넓은 폭의 버스바전극과 상대적으로 좁은 폭의 핑거전극이 서로 교차되게 형성된다.
상기 핑거전극은 셀의 전면적에서 발생하는 전자를 효율적으로 수집하기 위하여 가로방향으로 가늘고 촘촘하게 셀 표면에 전체적으로 형성되고, 상기 버스바전극은 핑거전극으로부터 수집된 전자들을 모아서 축전지로 보내는 역할을 하는 것으로 세로방향으로 굵게 형성되어 인접한 셀들의 버스바전극과 직,병렬로 연결된다.(도 1 참조)
이러한 표면전극은 폭이 넓을수록 전자를 모으기가 유리할 수 있으나, 반대로 폭이 커질수록 셀 표면에 받는 빛 입사가 방해를 받게되어 전자생성이 불리해지게 된다. 따라서, 폭은 최대한 작게하면서 높이는 크게하여 그 단면적을 최대화시키는 것이 가장 이상적이라 할 수 있다.
이와 같은 표면전극은 스크린제판을 이용하여 실버페이스트를 일정 패턴으로 스크린인쇄함으로써 형성하는 것이 일반적인데, 스크린제판으로써 가장 보편적으로 사용되고 있는 것은 폴리재질 또는 스테인레스재질의 망사형태를 이루는 스크린제판(이하 망사형 스크린제판이라 함)이라 할 수 있다.
망사형 스크린제판을 이용하여 스크린인쇄된 전극(표면전극)은, 도 2에서 나타나는 바와 같이 전극의 연속성이 낮아 결국에는 솔라셀의 효율성이 떨어지게 되며, 이러한 전극의 비연속성은 망사와 전극이 교차되는 부분에서 발생되는데, 특히 전극의 가장자리와 망사가 교차되는 부분에서 더욱 심각하게 발생하게 된다. 도 2에서는 전극 중 주변보다 극히 작은 면적의 점형태를 이루는 부분에 해당된다.
위와 같은 망사형 스크린제판의 비효율성을 개선하고자 압연의 방법으로 제조된 압연금속박에 에칭의 방법으로 패턴을 형성하여 제조되는 압연금속박 에칭형 스크린제판이 스크린 인쇄용 메쉬 부재라는 명칭으로 제안된 바 있으나, 제안된 종래의 압연금속박 에칭형 스크린제판은 압연의 방법으로 금속박을 제조하는 과정에서 수없이 반복되는 압연공정에 소요되는 공정시간이 비효율적으로 많이 소모되었으며, 또한 에칭시에 패턴에 포함되지 않는 부분의 압연금속박은 어쩔수 없이 떨어져나오게 되어 원자재의 손실이 제조시마다 지속적으로 발생됨은 물론 이에 대한 처리과정(폐기과정이나 재생과정)에 대한 낭비도 발생하게 되는 문제점이 지적된다.
한편, 종래의 압연금속박 에칭형 스크린제판은 실버페이스트가 통과하여 실제 인쇄되는 영역인 인쇄패턴 형성시에, 압연금속박 일면에 유제를 도포하거나 라미네이팅한 다음 인쇄패턴을 노광, 현상, 박리하여 최종 인쇄패턴을 형성하게 되는데, 인쇄시에 최종 인쇄패턴을 형성하는 유제부분이 피인쇄면과 마찰된 상태에서 스퀴즈가 가압하게 되면서 인쇄패턴이 마모되는 문제점이 있다. 특히, 실제 실버페이스트(솔라셀의 전극을 형성하기 위한 잉크)가 인쇄대상 방향으로 통과하는 부분에 해당하는 구멍인 인쇄패턴의 인쇄공(印刷孔)의 단부나 엣지부분이 마모되기도 하며, 또한 시간이 경과됨에 따라 유제부분이 변형되면서 결국에는 인쇄된 인쇄선폭에도 변형이 발생되는 문제가 생기게 된다.
이와 같이 인쇄패턴(또는 인쇄선폭)이 마모되거나 변형되는 문제점은 인쇄불량을 야기시키는 원인이 되므로, 결국에는 스크린제판을 일정횟수 사용한 후에는 스크린제판을 다시 제작하고 교체하여야하며 교체시에는 장비셋팅도 다시 정밀하게 이루어져야 할 수밖에 없다.
따라서, 위와 같은 문제점은, 스크린제판의 수명을 단축시킴은 물론 연속반복되는 공정의 흐름을 방해하게 되고, 스크린제작에 소요되는 시간과 인력의 낭비도 클 수밖에 없으며, 스크린제판 교체시에는 공정을 중단할 수밖에 없으므로 공정에 로스 타임(loss time)도 발생하게 되는 등의 문제점으로 확산되기 때문에, 효율성이 낮을 수밖에 없었다.
한국등록특허 제10-1420040호
본 발명은 전술한 바와 같이 종래의 망사형 또는 압연금속박 에칭형 스크린제판에서 제반되었던 문제점을 일소하기 위해 안출된 것으로, 특히 정밀성과 효율성이 뛰어남은 물론 우수한 내구성도 겸비하여 스크린제판 제작이나 교체에 대하여 비교적 짧은 주기를 갖는 종래의 불합리성을 개선한 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판 및 그 제조방법을 제공함에 그 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 금속프레임(11)에 외곽테두리부분이 접착고정되고 일정한 텐션을 가지되 내부 중앙이 일정 형태로 절개된 망사(12)와; 상기 망사(12)의 절개된 내부 중앙 테두리에 외곽테두리가 본딩결합되는 금속박판(20);으로 구성되되,
상기 금속박판(20)은 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)으로 구성되고,
상기 1차금속박판(30)에는, 상기 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)으로 이루어지는 표면전극을 인쇄하기 위하여 은페이스트가 1차 관통되는 공간으로써, 일정형태의 관통된 구멍인 개별인쇄공(31)이 일정간격을 두고 일렬로 배열되어 형성되는 1차인쇄영역(P)이 다수 열로 형성되고,
상기 2차금속박판(40)에는, 상기 1차 관통된 은페이스트가 연속하여 2차 관통되는 공간으로써, 연속된 직선형태의 표면전극과 동일한 형태와 폭의 직선형태로 형성되고 일정두께를 갖는 2차인쇄영역(T)이 형성되는 스크린제판을 제조할 수 있으며,
모재금속판(101)의 일면에 1차감광제(102)를 일정두께로 형성한 다음 1차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상하여 1차감광제패턴(103)을 형성하는 1-1단계와;
상기 1차감광제패턴(103)에 1차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층하여 일정 두께(높이)의 1차적층도금패턴(104)을 형성하는 1-2단계와;
상기 1차적층도금패턴(104)의 상부면에 2차감광제(106)를 일정두께로 형성한 다음 2차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상함으로써, 2차인쇄영역을 제외한 나머지 부분의 2차감광제를 제거시킨 2차감광제패턴(107)을 형성하는 1-4단계와;
상기 2차감광제패턴(107)에 2차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층하여 일정 두께(높이)의 2차적층도금패턴(108)을 형성하는 1-5단계와;
상기 1차 및 2차적층도금패턴(104, 108)으로부터 불필요한 1차 및 2차감광제 부분을 제거/박리시킴으로써, 상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 제1금속박판패턴(105)을 형성하고 2차적층도금패턴(108)으로부터 제2금속박판패턴(109)을 형성하는 1-6단계;를 포함하여 최종 금속박판패턴(100)을 형성할 수 있도록 이루어지는 금속박판 형성단계를 포함하는 것이 특징이다.
이상과 같은 해결 수단을 갖는 본 발명은 솔라셀의 표면전극을 인쇄하기 위한 스크린제판을 보다 정밀하게 제조할 수 있는 효과가 있고, 제조된 스크린제판의 내구성이 뛰어나 수명이 길기 때문에 스크린제판에 대한 사용기간이 길고 교체 주기가 대폭 향상되는 효과가 있고, 스크린인쇄된 표면전극의 정밀도 및 품질이 우수한 효과가 있고, 금속박판의 유연성을 향상시켜 스퀴즈의 가압력에 대한 대응도 뛰어난 효과가 있으며, 표면전극(특히 핑거전극)의 연속성이 뛰어나 솔라셀의 표면에 광생성되는 전하를 효과적으로 수집할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 실로 유익한 발명이다.
도 1은 솔라셀을 나타낸 참고도.
도 2는 종래의 망사형 스크린제판에 의해 표면전극이 인쇄된 상태를 보인 참고도.
도 3은 본 발명에 따른 스크린제판을 나타낸 참고도.
도 4는 본 발명에 따라 스크린제판이 제조되는 과정을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따라 1차금속박판패턴이 형성되는 과정을 설명하기 위한 참고개략도.
도 6은 본 발명에 따라 2차금속박판패턴이 형성되는 과정을 설명하기 위한 참고개략도.
도 7의 [A]는 종래의 금속박판 일면에 유제를 형성한 스크린제판을 나타낸 참고개략도.
도 7의 [B]는 본 발명에 따라 제조되어진 금속박판만으로 이루어진 스크린제판을 나타낸 참고개략도.
도 8은 본 발명에 따른 스크린제판의 일부를 확대하여 도시한 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 1,2차 인쇄영역을 나타낸 참고예시도.
도 10은 본 발명에 따른 유연성부여공을 설명하기 위한 참고예시도.
도 11은 본 발명의 따른 개별인쇄공의 다른 형태를 나타낸 예시도.
이하 첨부되는 도면과 함께 본 발명 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
후술되는 본 발명 스크린제판 제조방법에 따라 제조를 하게 되면,
금속프레임(11)에 외곽테두리부분이 접착고정되고 일정한 텐션을 가지되 내부 중앙이 일정 형태로 절개된 망사(12)와; 상기 망사(12)의 절개된 내부 중앙 테두리에 외곽테두리가 본딩결합되는 금속박판(20);으로 구성되되,
상기 금속박판(20)은 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)으로 구성되고,
상기 1차금속박판(30)에는, 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)으로 이루어지는 표면전극을 인쇄하기 위하여 은페이스트가 1차 관통되는 공간으로써, 일정형태의 관통된 구멍인 개별인쇄공(31)이 일정간격을 두고 일렬로 배열(나열)되어 형성되는 1차인쇄영역(P)이 다수 열로 형성되고,
상기 2차금속박판(40)에는, 상기 1차 관통된 은페이스트가 연속하여 2차 관통되는 공간으로써, 연속된 직선형태의 표면전극과 동일한 형태와 폭의 직선형태로 형성되고 일정두께를 갖는 2차인쇄영역(T)이 형성되어 구성되는,
스크린제판을 제조할 수 있게 된다.
도 4에 본 발명에서 제시하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판 제조방법을 나타낸 블록도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 본 발명은 솔라셀모재(1)에 가로,세로방향으로 교차되는 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)을 스크린인쇄하기 위하여, 금속박판패턴 형성단계 및 스크린제판 형성단계를 포함하여 이루어짐을 알 수 있다.
상기 금속박판패턴형성단계를 살펴보면, 크게는 제1금속박판패턴(105)을 형성하는 과정과 제2금속박판패턴(109)을 형성하는 과정으로써 최종 금속박판패턴(100)을 형성할 수 있는데,
상기 제1금속박판패턴(105)을 형성하는 과정은 도 5에 도시된 바와 같이,
모재금속판(101)의 일면에 1차감광제(102)를 일정두께로 형성한 다음 1차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상하여 1차감광제패턴(103)을 형성하는 1-1단계와;
상기 1차감광제패턴(103)에 1차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층하여 일정 두께(높이)의 1차적층도금패턴(104)을 형성하는 1-2단계와;
후술되는 2차적층도금패턴(108)을 형성하는 1-5단계를 거친후에 실시되는 단계로써, 상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 불필요한 1차감광제 부분을 제거/박리시켜, 상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 제1금속박판패턴(105)을 형성하는 1-6a단계;로 이루어질 수 있으며,
상기 제2금속박판패턴(109)을 형성하는 과정은 도 6에 도시된 바와 같이,
상기 1차적층도금패턴(104)의 상부면에 2차감광제(106)를 일정두께로 형성한 다음 2차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상함으로써, 2차인쇄영역을 제외한 나머지 부분의 2차감광제를 제거시킨 2차감광제패턴(107)을 형성하는 1-4단계와;
상기 2차감광제패턴(107)에 2차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층하여 일정 두께(높이)의 2차적층도금패턴(108)을 형성하는 1-5단계와;
상기 2차적층도금패턴(108)으로부터 불필요한 2차감광제 부분을 제거/박리시킴으로써, 2차적층도금패턴(108)으로부터 제2금속박판패턴(109)을 형성하는 1-6b단계;로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1금속박판패턴(105)을 형성하는 과정의 1-6a단계 및 상기 제2금속박판패턴(109)을 형성하는 1-6b단계는 동시에 실시함이 바람직하다.
상기 금속박판패턴(100)은 니켈(Ni)과 코발트(Co) 합금으로 구성함이 바람직하며, Ni 80% + Co 20% 로 구성될 수 있다.
상기 1차 및 2차 감광제패턴(103,107)은 감광제를 반복 도포하거나 라미네이팅시키는 과정을 통해 일정두께로 형성할 수 있는데, 이는 결국 1,2차감광제패턴(103,107)으로부터 전주도금방법으로써 적층되어 제조되는 1,2차금속박판패턴(105,109)의 두께를 정밀하게 형성할 수 있음은 물론, 형태적인 측면(특히 단부나 엣지부분)에서도 에칭방법에 비해 정밀할 수 있게 된다.
부연설명하자면, 화학약품에 의해 불필요한 부분을 식각하는 에칭은 단면상에서 모서리부분의 형태나 전체적인 높이(두께)가 고르지 못하여 정밀성이 떨어지는데 비해, 전주도금시에는 시간에 따라 일정한 높이(두께)로 금속전주도금재가 적층되면서 모서리부분(단부나 엣지부분)의 형태가 말끔하게 형성될 수 있고 전체적인 높이도 고르게 형성될 수 있어 정밀성이 향상될 수 있다.
상기 스크린제판형성단계를 살펴보면, 망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 단계와; 상기 망사제판의 중앙부에 최종 금속박판패턴(100)을 올려놓은 상태에서 금속박판패턴(100)의 테두리 부분을 망사(12)와 본딩결합하여 제1베이스제판을 형성하는 단계와; 상기 제1베이스제판의 본딩결합된 부분의 내측에 위치한 망사(12)를 제거하여 제2베이스제판을 형성하는 단계;를 거쳐 이루어지게 된다.
도 7은 유제형성과 비교한 유제가 사용되지 않고 금속박판만으로 이루어진 금속박판의 장점을 설명하기 위한 첨부도면인데, [A]는 금속박판의 일면에 유제를 형성한 스크린제판을 나타낸 단면도이고, [B]는 유제가 사용되지 않고 금속박판만으로 이루어진 스크린제판을 비교설명하기 위한 참고도이다.
도 7의 [A]에 도시된 바와 같이 유제를 형성(특히 라미네이팅)시킨 스크린제판은, 금속박판과 유제 상의 실제 인쇄되는 패턴의 폭이 차이가 있기 때문에 상호 간에 '凸'형태와 같은 턱이 형성된 인쇄 패턴을 갖게 된다.
이러한 턱은 계속되는 스크린인쇄시에 턱의 가장 가까운 후방에서부터 은페이스트가 와류되면서 서서히 굳어지게 되고, 굳어진 은페이스트가 발생하게되면 시간이 지날수록 지속적으로 굳은 은페이스트의 영역이 넓어지면서 인쇄상태가 원활하지 못하게 되는 불량을 야기시킬 수 있다.
이에 비해, 본 발명에 따라 유제가 없이 금속박판만으로 이루어진 스크린제판의 경우에는, 표면전극의 실제형태와 동일한 형태의 인쇄영역 패턴을 가질 수 있어 말끔하고 정밀한 인쇄가 가능하다.
전술한 바와 같은 단계들을 포함하는 스크린제판 제조방법에 따라 제조된 스크린제판을 이용하여 최종적으로 인쇄를 실시할 수 있게 되는데, 솔라셀모재(1)의 일정 높이 상방에 본 발명에 따른 스크린제판을 위치시킨 다음 스크린제판 위에 은페이스트를 올려놓고 스퀴즈로 밀어서 솔라셀에 표면전극을 인쇄할 수 있게 된다.
도 8 내지 도 11에 본 발명에 따른 스크린제판을 나타낸 예시도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 본 발명 스크린제판은,
솔라셀모재(1)에 가로,세로방향으로 교차되는 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)을 스크린인쇄하는 스크린제판에 있어서,
금속프레임(11)에 외곽테두리부분이 접착고정되고 일정한 텐션을 가지되 내부 중앙이 일정 형태로 절개된 망사(12)와;
상기 망사(12)의 절개된 내부 중앙 테두리에 외곽테두리가 본딩결합되는 금속박판(20);으로 구성되되,
상기 금속박판(20)은 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)으로 구성되고,
상기 1차금속박판(30)에는, 상기 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)으로 이루어지는 표면전극을 인쇄하기 위하여 은페이스트가 1차 관통되는 공간으로써, 일정형태의 관통된 구멍인 개별인쇄공(31)이 일정간격을 두고 일렬로 배열되어 형성되는 1차인쇄영역(P)이 다수 열로 형성되고,
상기 2차금속박판(40)에는, 상기 1차 관통된 은페이스트가 연속하여 2차 관통되는 공간으로써, 연속된 직선형태의 표면전극과 동일한 형태와 폭의 직선형태로 형성되고 일정두께를 갖는 2차인쇄영역(T)이 형성되는 것을 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.
상기 1차인쇄영역(P)은 1차금속박판(30)에 형성되고 상기 2차인쇄영역(T)은 2차금속박판(40)에 형성되는 것으로, 실제로는 관통되어 뚫어져 있는 빈 공간에 해당하는 영역이며, 은페이스트가 관통되는 공간이라 할 수 있다.
상기 1차금속박판(30)에 형성되는 1차인쇄영역(P)은 실제 표면전극(특히 핑거전극)과 동일하게 형성하는 것이 질적으로 뛰어날 수 있으나, 표면전극이 미세한 폭의 직선형태로 구성되기 때문에 1차금속박판(30)에도 미세한 폭의 직선형태로 1차인쇄영역(P)을 형성하게되면, 장력에 의해 금속박판이 벌어지거나 울렁거릴 수도 있고 찢어질 수도 있게 된다.
따라서, 1차금속박판(30)에 형성되는 1차인쇄영역(P)은 일정 형태의 관통된 구멍에 해당하는 개별인쇄공(31)을 표면전극의 방향을 따라 일정간격을 가지면서 일렬로 배열(나열)하여 형성시키게 된다.
상기 2차인쇄영역(T)은 표면전극과 동일한 형태와 폭의 직선형태로 형성되는 것으로, 상기 개별인쇄공(31)의 폭과 동일한 폭으로 형성됨이 이상적이나, 제조상의 오차가 발생될 수 있음은 물론 개별인쇄공(31)의 폭보다 미세하게 좁게 형성하는 것도 가능하다.
표면전극을 인쇄하는 스크린제판의 인쇄 영역을 살펴보면 하기와 같다.
표면전극은 일정 폭을 가진 연속된 직선형태로 형성되는데, 2차금속박판(40)에서의 인쇄영역은 표면전극과 동일한 형태로 형성될 수 있지만, 1차금속박판(30)에서의 인쇄 영역은 개별인쇄공(31)을 일정간격으로 일렬로 배열시켜 형성되는 것이기 때문에 개별인쇄공(31) 사이사이에는 실제로 잉크(은페이스트)가 통과될 수는 없게 된다.(이하 은페이스트가 통과되지 못하는 개별인쇄공(31) 사이사이 부분은 '개별비인쇄부(32)'라 칭함)
이와 같은 상태에서만 인쇄를 하게되면 - 즉 1차금속박판(30)만으로 인쇄를 하게 되면 - 표면전극은 직선방향으로 비연속적으로 나열되는 도트형태로 형성될 수밖에 없으나, 1차금속박판(30) 상에 일정두께로 층을 이루도록 형성되는 2차금속박판(40)에 표면전극과 동일한 형태의 - 즉 연속된 직선형태의 - 인쇄영역이 형성되어 있으므로, 인쇄시에 잉크(은페이스트)가 개별인쇄공(31)을 수직으로 완전히 통과하게 되면서부터 좌우측의 개별비인쇄부(32) 측으로 밀려들어갈 수 있게 된다. 즉, 개별비인쇄부(32) 자체는 막혀있지만 개별비인쇄부(22) 후방의 2차금속박판(40) 층에는 그 두께만큼 빈 공간이 형성되기 때문에 이 빈 공간으로 은페이스트가 밀려들어갈 수 있게 되고, 이는 연속된 직선형태의 표면전극을 형성할 수 있게 되는 것이다.
또한, 1차전주도금되어 형성되는 상기 1차금속박판(30)의 일면(인쇄 대상물인 솔라셀이 위치하는 방향의 면)에 2차전주도금되어 형성되는 2차금속박판(40)의 두께는, 현재 많이 사용되고 있는 통상적인 솔라셀의 크기와 두께로 제조하는 경우 5 내지 25㎛로 형성하는 것이 표면전극을 직선형태로 형성시키기에 이상적인 두께이다.
이때, 상기 1차금속박판(30)의 두께도 5 내지 25㎛로 형성하는 것이 바람직하며, 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)으로 구성되는 금속박판(20)의 두께는 15 내지 50㎛ 정도가 바람직하다.
전주도금된 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)으로 구성되는 상기 금속박판(20)은 실제 인쇄시에 스퀴즈로부터 가압되어 눌려지게 되는데, 구체적으로 살펴보면,
스퀴즈가 하강하면서 일정 압력으로 가압하게 되면 금속박판의 선단부가 스퀴즈와 맞닿는 가로방향 직선상으로 눌려지게 되고,
이와 같이 가로선상으로 눌려진 상태에서 인쇄를 위해 스퀴즈가 이동하게 되면, 그에 따라 금속박판 선단의 가로선상으로 눌려진 부분이 후방의 끝단으로 이동하면서 전체면이 지속(연속)적으로 눌려지게 된다. 즉, 금속박판의 전체면이 스퀴즈의 이동속도에 따라 연속적으로 눌려지게 되는 것이다.
금속재질의 금속박판은 폴리재질의 망사형 스크린제판에 비해서 유연성이 떨어지기 때문에, 앞서 살펴본 스퀴즈의 가압력에 최대한 유연하게 대응할 수 있도록 금속박판(20)을 구성하게 되면 인쇄가 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 1차 및 2차 인쇄영역(P,T)들의 사이사이 부분에 해당하는 비인쇄영역(N)의 1차금속박판(30) 또는 2차금속박판(40) 중 어느 한 쪽에 일정크기로 관통되는 구멍인 유연성부여공(43)을 다수 형성하는 것으로써, 금속박판에 유연성을 부여할 수 있다.
상기 유연성부여공(43)은 일정 간격을 두고 직선상으로 배열하여 열 단위로 구성할 수 있는데, 2열 이상의 다수 열로 구성되는 경우, 각 열 간의 유연성부여공(43)은 서로 지그재그형태로 형성되도록 구성함이 바람직하다.
또한, 상기 개별인쇄공(31)은 기본적으로 사각 형태의 관통된 구멍으로 형성될 수 있는데, 직사각 형태의 관통된 구멍으로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 개별인쇄공(31)의 한 변을 직선의 표면전극과 일정 각도를 이루도록 구성할 수도 있는데, 이러한 각도는 인쇄시에 스퀴즈가 은페이스트를 밀고 나가는 방향과 비스듬하게 형성시키게 되면 은페이스트가 개별비인쇄부(32) 후방의 빈 공간으로 원활하게 밀려들어갈 수 있도록 유도 또는 안내하는 역할을 기대할 수 있다.
바람직하게는 10 내지 35도 또는, 55 내지 80도의 각도를 이루는 변을 갖는 평행사변형 형태로 구성할 수 있는데, 65 내지 70도 또는 20 내지 25도의 각도가 이상적이다.
1 : 솔라셀모재 2 : 버스바전극
3 : 핑거전극 11 : 금속프레임
12 : 망사 20 : 금속박판
30 : 1차금속박판 31 : 개별인쇄공
32 : 개별비인쇄부 40 : 2차금속박판
43 : 유연성부여공 100 : 금속박판패턴
101 : 모재금속판 102 : 1차감광제
103 : 1차감광제패턴 104 : 1차적층도금패턴
105 : 1차금속박판패턴 106 : 2차감광제
107 : 2차감광제패턴 108 : 2차적층도금패턴
109 : 2차금속박판패턴

Claims (8)

  1. 솔라셀모재(1)에 가로,세로방향으로 교차되는 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)을 스크린인쇄하기 위하여, 금속박판패턴 형성단계 및 스크린제판 형성단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 스크린제판 형성단계는,
    망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 단계와; 상기 망사제판의 중앙부에 금속박판패턴(100)을 올려놓은 상태에서 금속박판패턴(100)의 테두리 부분을 망사(12)와 본딩결합하여 제1베이스제판을 형성하는 단계와; 상기 제1베이스제판의 본딩결합된 부분의 내측에 위치한 망사(12)를 제거하여 제2베이스제판을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 제조방법에 있어서,

    상기 금속박판패턴 형성단계는,
    모재금속판(101)의 일면에 1차감광제(102)를 일정두께로 형성한 다음 1차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상하여 1차감광제패턴(103)을 형성하는 1-1단계와;
    상기 1차감광제패턴(103)에 1차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층하여 일정 두께(높이)의 1차적층도금패턴(104)을 형성하는 1-2단계와;
    상기 1차적층도금패턴(104)의 상부면에 2차감광제(106)를 일정두께로 형성한 다음 2차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상함으로써, 2차인쇄영역을 제외한 나머지 부분의 2차감광제를 제거시킨 2차감광제패턴(107)을 형성하는 1-4단계와;
    상기 2차감광제패턴(107)에 2차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층하여 일정 두께(높이)의 2차적층도금패턴(108)을 형성하는 1-5단계와;
    상기 1차 및 2차적층도금패턴(104, 108)으로부터 불필요한 1차 및 2차감광제 부분을 제거/박리시킴으로써, 상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 제1금속박판패턴(105)을 형성하고 2차적층도금패턴(108)으로부터 제2금속박판패턴(109)을 형성하는 1-6단계;를 포함하여 최종 금속박판패턴(100)을 형성할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1차감광제(102) 및 2차감광제(106)를 형성하는 것은 감광필름을 이용하여 라미네이팅의 방법으로 형성하는 것임을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1금속박판패턴(105) 및 제2금속박판패턴(109)은 5 내지 25㎛의 두께로 이루어지되, 상기 최종 금속박판패턴(100)은 15 내지 50㎛의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 금속박판 스크린제판 제조방법
  4. 솔라셀모재(1)에 가로,세로방향으로 교차되는 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)을 스크린인쇄하는 스크린제판에 있어서,
    금속프레임(11)에 외곽테두리부분이 접착고정되고 일정한 텐션을 가지되 내부 중앙이 일정 형태로 절개된 망사(12)와;
    상기 망사(12)의 절개된 내부 중앙 테두리에 외곽테두리가 본딩결합되는 금속박판(20);으로 구성되되,
    상기 금속박판(20)은 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)으로 구성되고,
    상기 1차금속박판(30)에는, 상기 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)으로 이루어지는 표면전극을 인쇄하기 위하여 은페이스트가 1차 관통되는 공간으로써, 일정형태의 관통된 구멍인 개별인쇄공(31)이 일정간격을 두고 일렬로 배열되어 형성되는 1차인쇄영역(P)이 다수 열로 형성되고,
    상기 2차금속박판(40)에는, 상기 1차 관통된 은페이스트가 연속하여 2차 관통되는 공간으로써, 연속된 직선형태의 표면전극과 동일한 형태와 폭의 직선형태로 형성되고 일정두께를 갖는 2차인쇄영역(T)이 형성되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 인쇄영역(P,T)들의 사이사이 부분에 해당하는 비인쇄영역(N)의 1차금속박판(30) 또는 2차금속박판(40) 중 어느 한 쪽에는 일정크기로 관통되는 구멍인 유연성부여공(43)이 다수 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 개별인쇄공(31)은 사각 형태의 관통된 구멍으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)은 5 내지 25㎛의 두께로 구성되되, 상기 금속박판(20)은 15 내지 50㎛의 두께로 구성되는 것임을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 개별인쇄공(31)은 직선의 표면전극과 10 내지 35도 또는, 55 내지 80도의 각도를 이루는 변을 갖는 평행사변형인 것을 특징으로 하는 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판.
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