TW201318186A - 用於印刷太陽能電池電極的網布 - Google Patents

Abstract

一種用於印刷太陽能電池電極的網布，包含：一框體、一金屬網，以及一金屬表層。該金屬網與該框體結合，並包括數條彼此交織排列成網狀的網線，以及數個由所述網線界定出並位於網線之間的網目。該金屬表層披覆在該金屬網的網線表面，並用於提高網線的表面粗糙度、降低光反射，進而提升披覆在該金屬網表面的一光阻層的附著力、曝光解像性及顯影品質，且該金屬表層能增強該金屬網的結構強度。

Description

用於印刷太陽能電池電極的網布

本發明是有關於一種網布，特別是指一種用於印刷太陽能電池電極的網布。

參閱圖1、2，已知太陽能電池的電極是利用網版印刷成型，由於電池為大量量產製造，通常一塊網版1會重複使用以印刷數千片電池的電極，加上印刷過程必須使用刮刀刮壓網版1，以在電池表面塗佈用於形成電極的導電漿料，因此網版1的網布10要具有足夠強度，尤其是網線11與網線11交錯處所構成的網結12，要能耐刮、不易變形，才能提升網版1的印刷次數和印刷圖形的精準度，所以該網版1的網線11材質使用金屬，以提供較佳的結構強度。但實際上已知網版1的結構強度還有向上提升的空間。

而且該網布10上設有一層具有特定孔洞圖案的光阻層2，在印刷電極的過程中，電極漿料通過該光阻層2的孔洞20而落在該電池表面，使印刷形成的電極圖案對應於該光阻層2的孔洞圖案。而該光阻層2的成型方式，是先在該網版1表面塗佈光阻材料，並經過曝光顯影而製成該圖案化的光阻層2。但由於網布10的網線11是經過拉伸後，成為長度長、直徑極小的長絲線，因此網線11表面非常平整光滑，網線11的光滑表面加上金屬材質本身具有良好的光反射性，造成該網布10易於將光線反射，進而影響該光阻層2的顯影品質，使光阻層2圖案與預定圖案有落差。

而本案發明人研究發現，可以透過額外電鍍的一層金屬表層來增加該金屬網的表面粗糙度，以降低光反射性。另外，雖然台灣專利第494063號專利案揭露一種表面電鍍有金屬層的網版，但該網版的本體為塑膠網，與印刷太陽能電池電極所使用的金屬網版是完全不同的，而且塑膠網的結構強度不足，無法應用在大量電池的電極印刷上。此外，該專利案是先在塑膠網線上披覆一層金屬製的包覆層，再於該包覆層表面電鍍一個金屬塗層，因此必須進行兩次加工以形成該包覆層及該金屬塗層，製程較繁雜。而且塑膠網線與金屬包覆層為不同材料，由於塑膠與金屬的材料差異性較大，導致該塑膠網線與該包覆層的結合性不佳，使該包覆層有易於脫落的疑慮。

又，台灣專利M407832號專利案，揭露一種由高彈性網布及金屬絲網布結合而形成複合式網版，此種網版目前多用於正面指狀電極(finger bar)的雙層印刷(double printing)上，能印刷出較大「高寬比」的電極，以降低遮光面積與接觸電阻，提升電池效率。其中，該網版的介質層(相當於前述的光阻層)是形成於該金屬絲網布上，該介質層在曝光顯影時，同樣會面臨前述問題，也就是表面光滑的金屬絲網布容易反射光線，導致曝光顯影的解像性不佳、影響顯影品質等問題，徒增製造成本之浪費，亦不利於提升印刷電極的「高寬比」。

因此，本發明之目的，即在提供一種具有較佳的結構強度、能降低金屬網線光反射性以提升光阻層的顯影品質，並且用於印刷太陽能電池電極的網布。

於是，本發明用於印刷太陽能電池電極的網布，包含：一金屬網，以及一金屬表層。該金屬網包括數條彼此交織排列成網狀的網線，以及數個由所述網線界定出並位於網線之間的網目，且任意兩條網線的交會處形成一網結。該金屬表層披覆在該金屬網的網線表面，並用於提高所述網線的表面粗糙度，該金屬表層具有數個各別包覆每一網結的網結包覆部。

本發明還提供另一種用於印刷太陽能電池電極的網布，進一步還包含一個連接且圍繞在該金屬網周緣的外圍網。藉由該外圍網配合該金屬網而形成複合材料網，使該金屬網在多次印刷後仍能維持不變形，從而使該金屬網上的一個光阻層維持原來的圖案精度，使電極印刷品質良好。

本發明之功效：該金屬表層使網線表面非平整，進而提升網線的表面粗糙度、降低光反射，能提升光阻層曝光解像性及顯影品質，並且藉由該金屬表層與網線配合能增強該金屬網的強度。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在本發明被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3、4、5，本發明用於印刷太陽能電池電極的網布之第一較佳實施例，與一框體3結合而構成一網版，本實施例之框體3為四方形的鋁框。而該網布包含：一個與該框體3結合的金屬網4、一金屬表層5，以及一光阻層6。

該金屬網4包括數條彼此交織排列成網狀的網線41，以及數個由所述網線41界定出並位於網線41之間的網目42。所述網線41為不銹鋼網線41，但不限於此。部分的網線41是由左後方往右前方延伸，另一部分的網線41是由右後方往左前方延伸，任意兩條網線41的交會處形成一網結43。本實施例的網線41的線徑為16μm~60μm，此線徑大小乃為適用於印刷太陽能電池電極的設計。

該金屬表層5披覆在該金屬網4的網線41表面，所述金屬表層5的表面粗糙度大於所述網線41的表面粗糙度。該金屬表層5具有數個各別包覆在網線41的大部分表面上的覆線部51，以及數個連接在所述覆線部51之間並各別包覆每一網結43的網結包覆部52。

所述金屬表層5的形成方式，是將已預先結合的該框體3及該金屬網4置於一電鍍槽中，利用電鍍方式將金屬表層5鍍著於網線41表面，該金屬表層5的材料為鎳、銅或鉻等等，可利用電鍍方式披覆形成。由於形成該金屬表層5的目的在於提高網線41的表面粗糙度，所以該金屬表層5不需要具有非常平整的表面，而是具有粗糙表面即可，因此電鍍速率可以加快。另外，因為本發明各元件的材質皆為耐高溫的金屬，所以還可以透過回火處理(tempering)消除應力，並藉此提升金屬表層5與網線41之間的附著性。

該光阻層6是以感光乳劑披覆在該金屬表層5上，並且經過曝光顯影製程而形成。該光阻層6是對應該金屬網4地位於該金屬表層5上，並具有一個鄰近該金屬表層5的第一面61、一個相反於該第一面61的第二面62，以及至少一個自該第一面61朝該第二面62貫穿的落墨孔63。所述落墨孔63的尺寸大小與形狀，會影響成型出的電極大小與形狀，因此該光阻層6上的孔洞圖案設計，與欲成型的電極圖案有關，圖5的孔洞數量及形態僅為示意，不應以此為限制。

一般而言，電池電極包含位於電池正面的正面電極，以及位於電池背面的背面電極，其中，正面電極又包含線寬較大的匯流電極(bus bar)，以及線寬較小且橫向連結匯流電極的指狀電極(finger bar)。參閱圖6，以用於印刷該正面電極所使用的網布的光阻層6’為例，其中兩個落墨孔63’為前後長向延伸，並且左右間隔地排列，其它的落墨孔63”的孔徑較小，並且橫向連結所述兩落墨孔63’。當然，背面電極的形狀及材料也可以依其功能、使用需求而設計，用於印刷背面電極所使用的網布上的光阻層圖案也會有不同的設計。

參閱圖5，因此，本實施例之光阻層6的落墨孔63具有一個位於該第一面61上的上開口631，該上開口631的尺寸a較佳地為20μm~100μm，當然，可依據欲成型出的匯流電極或指狀電極型態而設計適當尺寸的上開口631。

由於本發明該金屬表層5使網線41表面非平整，進而提升網線41的表面粗糙度、降低光反射，因此在該已形成有金屬表層5的金屬網4上進行光阻層6的曝光時，能降低光線的反射而避免影響曝光效果，使光阻層6的顯影效果佳形成的圖案與預定圖案較接近。此外，選用適當的金屬表層5材料，可以增加該光阻層6與金屬網4間的附著性，使光阻層6不易脫落。而且該金屬表層5的粗糙表面相對於網線41的平滑表面而言，較不易黏著電極漿料，此乃因為金屬表層5的粗糙凹陷部位較不易與電極漿料直接接觸而黏著，所以該金屬表層5能減少電極漿料的沾黏量，進而增加印刷落墨量。

值得一提的是，該金屬表層5能與網線41配合而增強該金屬網4的結構強度，尤其是該金屬表層5的網結包覆部52包覆住每一個網結43，進而使任意兩條相交織的導線41在其網結43處一起被包覆結合，形成更緊密、更牢固的結合力量，有效地提升網結43強度，使金屬網4結構更加牢固、不易變形，進而提升網版的可印刷數量及使用壽命。

需要說明的是，因為該金屬表層5具有粗糙表面，初步已具有降低光反射的效果，當然，如果配合選用光反射性小於網線41的材質時，更能有效降低光反射。該金屬網4及金屬表層5都是由純金屬製成，不包含任何非金屬材料，兩者的材料性質接近、結合性佳，該金屬表層5從而能牢固地附著於該金屬網4上。

綜上所述，藉由該金屬表層5使本發明具有創新結構，並且能提升光阻層6曝光解像性及顯影品質、增強該金屬網4的結構強度、增加金屬網4與光阻層6之間的附著性，以及增加印刷落墨量。而且本發明只需要進行一次電鍍加工即可形成該金屬表層5，具有製作簡單、快速的優點。

參閱圖5、7、8，本發明用於印刷太陽能電池電極的網布之第二較佳實施例，與該第一較佳實施例的結構大致相同，不同的地方在於：本實施例還包含一個連接且圍繞在該金屬網4周緣的外圍網7，而且本實施例是以該外圍網7的外周緣與該框體3結合，該金屬網4則未與該框體3接觸。需要說明的是，圖8僅為簡單的示意圖，主要顯示該光阻層6對應該金屬網4的位置。至於該金屬網4、該金屬表層5及該光阻層6之間的詳細關係，則如圖5所示，本實施例的金屬表層5同樣包覆該金屬網4，該光阻層6同樣是對應該金屬網4而位於該金屬表層5上。

該外圍網7的材料不同於該金屬網4，該外圍網7是由非金屬材料製成，例如塑膠網、尼龍網…等等，該外圍網7具有優於該金屬網4的伸縮彈性。該外圍網7的中央部位具有一安裝口71，供該金屬網4設置，並可透過黏膠8將該金屬網4固定地黏結在該外圍網7的中央。

藉由該外圍網7連結該框體3，而該金屬網4未與該框體3接觸，因此該金屬網4不會受到該框體3的牽制。當刮刀刮壓該網布時，該外圍網7具有彈性而能上下移動，使該金屬網4隨著該外圍網7上下移動，而該金屬網4的網線41不被該框體3牽制，因此較不會變形，進而能減緩多次印刷所造成的光阻層6圖案的變形問題，從而確保該光阻層6的品質。本實施例之網布設計有利於應用在精密的印刷製程，例如用於正面指狀電極的雙層印刷，使印刷出的電極具有較大的高寬比。而且因為金屬材料的成本較高，因此將該網布的外圍部位以該非金屬的外圍網7來取代，可降低網布成本。

當然，本實施例一方面藉由兩種材料形成複合網，另一方面同樣透過該金屬表層5(圖5)來提升該光阻層6曝光解像性及顯影品質、增強該金屬網4的結構強度、增加金屬網4與光阻層6之間的附著性，以及增加印刷落墨量。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3．．．框體

4．．．金屬網

41．．．網線

42．．．網目

43．．．網結

5．．．金屬表層

51．．．覆線部

52．．．網結包覆部

6、6’．．．光阻層

61．．．第一面

62．．．第二面

63、63’、63”．．．落墨孔

631．．．上開口

7．．．外圍網

71．．．安裝口

8．．．黏膠

a．．．上開口的尺寸

圖1是一種已知網版的示意圖；

圖2是一局部側視剖視示意圖，顯示圖1網版的下方披覆一層光阻層；

圖3是本發明用於印刷太陽能電池電極的網布之一第一較佳實施例的俯視示意圖，同時顯示該網布與一框體結合而構成一網版，但圖中未示意該第一較佳實施例之一光阻層；

圖4是該第一較佳實施例的局部立體剖視圖；

圖5是該第一較佳實施例的局部剖視圖；

圖6是一俯視示意圖，顯示一種用於印刷正面電極所使用的網布的光阻層；

圖7是本發明用於印刷太陽能電池電極的網布之一第二較佳實施例的俯視示意圖，同時顯示該網布與一框體結合而構成一網版，但圖中未示意該第二較佳實施例之一光阻層；及

圖8是該第二較佳實施例的局部剖視示意圖。

4．．．金屬網

41．．．網線

42．．．網目

43．．．網結

5．．．金屬表層

51．．．覆線部

52．．．網結包覆部

Claims (11)

1. 一種用於印刷太陽能電池電極的網布，包含：一金屬網，包括數條彼此交織排列成網狀的網線，以及數個由所述網線界定出並位於網線之間的網目，且任意兩條網線的交會處形成一網結；及一金屬表層，披覆在該金屬網的網線表面，並用於提高所述網線的表面粗糙度，該金屬表層具有數個各別包覆每一網結的網結包覆部。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，還包含一個對應該金屬網而位於該金屬表層上的光阻層，該光阻層具有一個貫穿其表面的落墨孔。
3. 依據申請專利範圍第1或2項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，其中，所述網線的線徑為16μm~60μm。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，其中，該金屬表層的材料為鎳、銅或鉻。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，其中，所述網線為不銹鋼網線。
6. 一種用於印刷太陽能電池電極的網布，包含：一金屬網，包括數條彼此交織排列成網狀的網線，以及數個由所述網線界定出並位於網線之間的網目，且任意兩條網線的交會處形成一網結；一金屬表層，披覆在該金屬網的網線表面，並用於提高所述網線的表面粗糙度，該金屬表層具有數個各別包覆每一網結的網結包覆部；及一外圍網，連接且圍繞在該金屬網的周緣。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，還包含一個對應該金屬網而位於該金屬表層上的光阻層，該光阻層具有一個貫穿其表面的落墨孔。
8. 依據申請專利範圍第6或7項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，其中，所述網線的線徑為16μm~60μm。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，其中，該金屬表層的材料為鎳、銅或鉻。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，其中，所述網線為不銹鋼網線。
11. 依據申請專利範圍第10項所述之用於印刷太陽能電池電極的網布，其中，該外圍網之外周緣與一框體結合。