TW201739628A - 應用於太陽能電池的印刷網版及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明主要提供一種應用於太陽能電池的印刷網版，包括：一網布以及一乳劑層，網布係包括複數經線及複數緯線，複數經線及複數緯線構成複數網布開口，且乳劑層係包複網布；其中一太陽能電池具有複數指狀式結構電極以及複數整片方型結構電極，當複數指狀式結構電極與網布進行對位並藉由乳劑層圖案化於網布開口中時，設置複數指狀式結構電極的每一個的圖案與網布的複數經線的每一個平行，以在複數網布開口中形成複數平行開口線路；再者，本發明亦提供一種應用於太陽能電池的印刷網版製作方法。

Description

應用於太陽能電池的印刷網版及其製作方法

本發明係為一種印刷網版，特別是指一種應用於太陽能電池的印刷網版及其製作方法。

太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，也是乾淨能源，不產生任何的環境污染。太陽能電池技術是近些年來發展最快，最具活力的研究領域。生產晶體矽太陽能電池最關鍵的步驟之一，是在矽晶片的正面和背面製造非常精細的電極，將光電子匯出電池，這個金屬鍍膜工藝通常是由印刷網版技術來完成的。印刷過程從矽晶片放置到印刷檯上開始，非常精細的印刷網布固定在網框上，放置在矽晶片上方，印刷網布藉由高分子材料封閉了除太陽能電池電極圖案以外的其他區域，以便導電漿料能夠通過。矽晶片和印刷網板的距離要嚴格地控制。由於太陽能電池正面需要更加纖細的金屬線，因此用於太陽能電池正面印刷的網版其網孔(由複數經線、緯線構成)通常比用於背面印刷的要細小得多，之後把適量的漿料放置於網版之上，用刮刀塗抹漿料，使其均勻填充於網孔之中，刮刀在移動的過程中把漿料通過網版網孔擠壓到矽晶片上。

圖1為一示意圖，用以說明習知技術中太陽能電池的電極結構。請參照圖1，大多數太陽能電池1的設計都採用非常精細的「指狀式結構電極11」，以把有效區域採集到的光電子傳遞到更大的「整片式電極12」 上，接著再傳遞到元件的電路系統中，而為了要增加太陽能電池的效率，指狀式結構電極11在設計上要細且高，這樣在太陽能電池結構中高寬比較好，能量轉換效率高。在現有技術中，其指狀式結構電極11圖型都與整片式電極12互相垂直且以等距離的方式分佈於矽晶片(晶圓)上，隨著製網技術提高，指狀式結構電極11也越來越細。

圖2為一示意圖，用以說明習知技術中指狀式結構電極於網版上的印刷圖案。請參照圖2，然而，在傳統的應用於太陽能電池的網版技術中，網布2由複數經線21及複數緯線23構成，指狀式結構電極的設計印刷方式是將網布2與複數指狀式結構電極圖案25、複數指狀式結構電極圖案27成一定角度25、30或45度不等，形成塗佈於網布2上的乳劑層(為便於示意，圖2中未示出乳劑層，但應了解的是，網布2上塗佈有乳劑層，而於複數指狀式結構電極圖案25、複數指狀式結構電極圖案27處將乳劑層移除)，以減少經線21、緯線23交錯節點部分影響開口透墨，而複數指狀式結構電極圖案25、複數指狀式結構電極圖案27本身具有各自的線徑，如區域A的複數指狀式結構電極圖案25是以45度成形於網布2上，區域B的複數指狀式結構電極圖案27是以30度成形於網布2上，以目前要印刷到50微米、40微米、30微米或是更小至20微米的指狀式結構電極圖案，其網布通常會使用360目數、線徑16微米，或380目數、線徑14微米，如此結構的網布其經線、緯線交叉結點部分容易阻擋透墨造成斷線、影響品質，造成太陽能轉換效率低下，變成是一個需要克服的瓶頸。

基於上述理由，如何能減少太陽能電池電極圖案與網布結構中經線、緯線交叉結點的接觸，乃是待解決的問題。

鑒於上述習知技術之缺點，本發明之主要目的為提供一種應用於太陽能電池的印刷網版，包括：一網布，係包括複數經線及複數緯線，複數經線及複數緯線構成複數網布開口；以及一乳劑層，係包複該網布；其中一太陽能電池具有複數指狀式結構電極以及複數整片方型結構電極，當複數指狀式結構電極與網布進行對位並藉由該乳劑層圖案化於複數網布開口中時，設置複數指狀式結構電極的每一個的圖案與網布的複數經線的每一個平行，以在複數網布開口中形成複數平行開口線路。

較佳地，複數平行開口線路的開口大小為複數網布開口的開口大小的90%，或複數平行開口線路的開口大小小於複數網布開口的開口大小的90%。

較佳地，複數網布開口為正方形。

較佳地，複數網布開口為長方形。

較佳地，複數網布開口為正方形及長方形混合的形式。

較佳地，複數指狀式結構電極藉由底片對位、雷射切割對位或紫外光曝光線路對位其中之一者與網布進行對位，並藉由乳劑層圖案化於複數網布開口中。

另一方面，本發明亦提供一種應用於太陽能電池的印刷網版製作方法，係包括以下步驟：編織複數經線及複數緯線以形成一網布，複數經線及複數緯線構成複數網布開口；網布塗佈一乳劑層；一太陽能電池的複數指狀式結構電極與網布進行對位並藉由乳劑層圖案化於複數網布開 口中；以及設置複數指狀式結構電極的每一個的圖案與網布的複數經線的每一個平行，以在複數網布開口中形成複數平行開口線路。

此外，本發明之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法進一步包括以下步驟：計算太陽能電池的複數指狀式結構電極的每一個之間的平均間距，再藉由平均間距編織複數經線及複數緯線以形成網布，或是計算該等網布開口大小，再藉由該等網布開口大小設計該太陽能電池的該等指狀式結構電極的每一個之間的平均間距，進而使複數平行開口線路的開口大小為複數網布開口的開口大小的90%，或使複數平行開口線路的開口大小小於複數網布開口的開口大小的90%。

再者，本發明之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法進一步包括以下步驟：藉由治具撐開複數網布開口，使複數平行開口線路的開口大小為複數網布開口的開口大小的90%，或使複數平行開口線路的開口大小小於複數網布開口的開口大小的90%。

較佳地，複數指狀式結構電極藉由底片對位、雷射切割對位或紫外光曝光線路對位其中之一者與網布進行對位並藉由乳劑層圖案化於複數網布開口中。

本發明之其它目的、好處與創新特徵將可由以下本發明之詳細範例連同附屬圖式而得知。

1‧‧‧太陽能電池

11‧‧‧指狀式結構電極

12‧‧‧整片式電極

2、3、4‧‧‧網布

21、31、41‧‧‧經線

23、33、43‧‧‧緯線

25、27‧‧‧指狀式結構電極圖案

35‧‧‧網布開口

37、49‧‧‧平行開口線路

39、411‧‧‧乳劑層

45‧‧‧正方形網布開口

47‧‧‧長方形網布開口

A、B‧‧‧區域

D1、D2‧‧‧長度

S10、S20、S30、S40、S50‧‧‧步驟

當併同各隨附圖式而閱覽時，即可更佳瞭解本發明較佳範例之前揭摘要以及上文詳細說明。為達本發明之說明目的，各圖式中繪有現屬較佳之各範例。然應瞭解本發明並不限於所繪之精確排置方式及設備裝 置。

圖1為說明習知技術中太陽能電池的電極結構示意圖；圖2為說明習知技術中指狀式結構電極於網布上的印刷圖案示意圖；圖3為說明本發明一實施例的應用於太陽能電池的印刷網版的結構示意圖；圖4為說明本發明圖3中的A-A剖面示意圖；圖5為說明本發明另一實施例的應用於太陽能電池的印刷網版的結構示意圖；圖6為說明本發明一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法流程圖；圖7為說明本發明另一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法流程圖；以及圖8為本發明又一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法流程圖。

現將詳細參照本發明附圖所示之範例。所有圖式盡可能以相同元件符號來代表相同或類似的部份。請注意該等圖式係以簡化形式繪成，並未依精確比例繪製。

圖3為一示意圖，用以說明本發明一實施例的應用於太陽能電池的印刷網版的結構。請參照圖3，本發明一實施例的應用於太陽能電池的印刷網版係包括一網布3，網布3包括複數經線31及複數緯線33，複數 經線31及複數緯線33構成複數網布開口35，網布3塗佈有一乳劑層39(斜線處，乳劑層39包覆網布3)，複數網布開口35的每一個具有長度D1的第一邊及長度D2的第二邊，其中一太陽能電池具有複數指狀式結構電極以及複數整片方型結構電極，當複數指狀式結構電極與網布3進行對位並藉由乳劑層39圖案化於複數網布開口35中時(意即在網布3的複數平行開口線路37處將乳劑層39移除)，設置複數指狀式結構電極的每一個的圖案與網布3的複數經線31的每一個平行，以在複數網布開口中形成複數平行開口線路37(即為指狀式結構電極圖案)。另一方面，在本發明一實施例中，複數平行開口線路37是位於複數網布開口35中且與複數經線31的每一個平行；而在本發明其他實施例中，複數平行開口線路37可以是位於複數網布開口35的間隔中，但未必與複數經線31的每一個平行，例如有可能是位於複數網布開口35的間隔中，且以傾斜的形式(與複數經線31的每一個成一夾角)設置。

在本發明一實施例中，複數平行開口線路37的開口大小為複數網布開口35的開口大小的90%(意即當複數網布開口35的開口大小為100微米時，複數平行開口線路37的開口大小為90微米)，或是複數平行開口線路37的開口大小小於複數網布開口35的開口大小的90%(意即當複數網布開口35的開口大小為100微米時，複數平行開口線路37的開口大小可以小於90微米)，以避免張網誤差與對位準度；而在本發明其他實施例中，複數平行開口線路37的開口大小可為複數網布開口35的開口大小的80%-95%的範圍內任一數值(意即當複數網布開口35的開口大小為100微米時，複數平行開口線路37的開口大小為80-95微米範圍內任一數值)；再者， 圖3所示的複數經線31與複數緯線33構成的開口為一樣的，以形成正方形複數網布開口，而在本發明其他實施例中，複數經線31與複數緯線33構成的開口可以不一樣，以形成長方形複數網布開口(未示出)。

圖4為一示意圖，用以說明圖3中的A-A剖面結構。請參照圖4，在圖3的A-A剖面中可看出，網布3包括複數經線31、複數平行開口線路37及乳劑層39，而複數平行開口線路37的每一個與複數經線31的每一個平行。

圖5為一示意圖，用以說明本發明另一實施例的應用於太陽能電池的印刷網版的結構。請參照圖5，本發明另一實施例的應用於太陽能電池的印刷網版係包括一網布4，網布4包括複數經線41及複數緯線43，且網布4塗佈有一乳劑層411，複數經線41及複數緯線43的開口線數不一樣，以構成複數正方形網布開口45以及複數長方形網布開口47混和的複合式網布開口，其中，複數正方形網布開口45以及複數長方形網布開口47的每一個具有各自的第一邊及第二邊，而一太陽能電池具有複數指狀式結構電極以及複數整片方型結構電極，當複數指狀式結構電極與網布4進行對位並藉由乳劑層411圖案化於複數長方形網布開口47中時(意即在網布4的複數平行開口線路49處將乳劑層411移除)，設置複數指狀式結構電極的每一個的圖案與網布4的複數經線41的每一個平行，以在複數網布開口中形成複數平行開口線路49(即為指狀式結構電極圖案)。另一方面，在本發明另一實施例中，複數平行開口線路49是位於複數長方形網布開口47中且與複數經線41的每一個平行；而在本發明其他實施例中，複數平行開口線路49可以是位於複數長方形網布開口47的間隔中，但未必與複數經線 41的每一個平行，例如有可能是位於複數長方形網布開口47的間隔中，且以傾斜的形式(與複數經線41的每一個成一夾角)設置。

同樣地，複數平行開口線路49的開口大小為複數長方形網布開口47的開口大小的90%(意即當複數長方形網布開口47的開口大小為100微米時，複數平行開口線路49的開口大小為90微米)，或是複數平行開口線路49的開口大小小於複數長方形網布開口47的開口大小的90%(意即當複數長方形網布開口47的開口大小為100微米時，複數平行開口線路49的開口大小可以小於90微米)，以避免張網誤差與對位準度，而在本發明其他實施例中，複數平行開口線路49的開口大小可為複數長方形網布開口47的開口大小的80%-95%的範圍內任一數值(意即當複數長方形網布開口47的開口大小為100微米時，複數平行開口線路49的開口大小為80-95微米範圍內任一數值)；此外，在本發明另一實施例中，複數平行開口線路49形成於複數長方形網布開口47中，而在本發明其他實施例中，複數平行開口線路49可以形成於複數正方形網布開口45中，當複數平行開口線路49形成於複數正方形網布開口45中時，類似地，複數平行開口線路49的開口大小為複數正方形網布開口45的開口大小的90%(意即當複數正方形網布開口45的開口大小為100微米時，複數平行開口線路49的開口大小為90微米)，或是複數平行開口線路49的開口大小小於複數正方形網布開口45的開口大小的90%(意即當複數正方形網布開口45的開口大小為100微米時，複數平行開口線路49的開口大小可以小於90微米)，以避免張網誤差與對位準度，而在本發明其他實施例中，複數平行開口線路49的開口大小可為複數正方形網布開口45的開口大小的80%-95%的範圍內任一數值 (意即當複數長方形網布開口47的開口大小為100微米時，複數平行開口線路49的開口大小為80-95微米範圍內任一數值)。

再者，不論是圖3或圖5所示的網布，複數指狀式結構電極可以藉由在塗佈有一乳劑層之網布上，利用底片對位、雷射切割對位或紫外光曝光線路對位的其中之一者與圖3或圖5所示中的網布3或網布4進行對位並圖案化於複數網布開口中。其中，底片對位為一般習知技術之印刷網版技術中之對位、顯影方法；雷射切割對位為藉由擁有一功率之雷射在塗佈有一乳劑層之網布上直接切割(藉由雷射去除乳劑層中欲設置複數指狀式結構電極圖案之圖案位置之乳劑)出複數指狀式結構電極圖案，雷射切割對位不需再進行顯影處理；紫外光曝光對位則是直接藉由一紫外光在塗佈有一乳劑層之網布上對欲設置複數指狀式結構電極圖案之圖案位置進行紫外光曝光對位及顯影。

另一方面，本發明亦提供一種應用於太陽能電池的印刷網版製作方法，圖6為一流程圖，用以說明書本發明一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法。請參照圖6，本發明一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法係包括步驟S10、步驟S20及步驟S30，步驟S10為：編織複數經線及複數緯線以形成一網布，該等經線及該等緯線構成複數網布開口，並在該網布上塗佈一乳劑層，而在編織複數經線及複數緯線時，需將經線拉直不可歪斜，再調整緯線張力，使其達到所需張力，且為減少網布變形量，可先塗佈高分子(乳劑層)，再拉網，使其經線、緯線不因為拉住而變形；步驟S20為：一太陽能電池的複數指狀式結構電極與該網布進行對位並圖案化於該等網布開口中，而在進行對位時，可藉由點對位或對 位機台進行對位；步驟S30為：設置該等指狀式結構電極的每一個的圖案與該網布的該等經線的每一個平行，以在該等網布開口中形成複數平行開口線路，而複數平行開口線路可藉由曝光顯影形成。

圖7為一流程圖，用以說明本發明另一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法。請參照圖7，本發明另一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法基本上與圖6所示的流程步驟相同，差別在於，在步驟S10之前進一步包括一步驟S40，步驟S40為：計算該太陽能電池的該等指狀式結構電極的每一個之間的平均間距，再藉由該平均間距計算出所需經線、緯線的總數量並編織該等經線及該等緯線以形成該網布，使該等平行開口線路的開口大小為該等網布開口的開口大小的90%(意即當該等網布開口的開口大小為100微米時，該等平行開口線路的開口大小為90微米)，或是使該等平行開口線路的開口大小小於該等網布開口的開口大小的90%(意即當該等網布開口的開口大小為100微米時，該等平行開口線路的開口大小可以小於90微米)，以避免張網誤差與對位準度；而在本發明其他實施例中，可以使該等平行開口線路的開口大小為該等網布開口的開口大小的80%-95%的範圍內任一數值(意即當該等網布開口的開口大小為100微米時，該等平行開口線路的開口大小為80-95微米範圍內任一數值)。此外，在本發明另一實施例中，是先計算該太陽能電池的該等指狀式結構電極的每一個之間的平均間距，再調整該等網布開口大小，而在本發明其他實施例中，可以先計算該等網布開口大小，再藉由該等網布開口大小設計該太陽能電池的該等指狀式結構電極的每一個之間的平均間距，進而使該等平行開口線路的開口大小為該等網布開口的開口大小的90%。

圖8為一流程圖，用以說明本發明又一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法。請參照圖8，本發明又一實施例之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法基本上與圖6所示的流程步驟相同，差別在於，在步驟S20前進一步包括一步驟S50，步驟S50為：藉由一治具撐開該等網布開口，使該等平行開口線路的開口大為該等網布開口的開口大小的90%(意即當該等網布開口的開口大小為100微米時，該等平行開口線路的開口大小為90微米)，或是使該等平行開口線路的開口大小小於該等網布開口的開口大小的90%(意即當該等網布開口的開口大小為100微米時，該等平行開口線路的開口大小可以小於90微米)，以避免張網誤差與對位準度；而在本發明其他實施例中，可以使該等平行開口線路的開口大小為該等網布開口的開口大小的80%-95%的範圍內任一數值(意即當該等網布開口的開口大小為100微米時，該等平行開口線路的開口大小為80-95微米範圍內任一數值)。

而不論是圖6、圖7或圖8所示的任何一個應用於太陽能電池的印刷網版製作方法的實施例中，該等指狀式結構電極藉由底片對位、雷射切割對位或紫外光曝光線路對位其中之一者與該網布進行對位並藉由該乳劑層圖案化於該等網布開口中。其中，底片對位為一般習知技術之印刷網版技術中之對位、顯影方法；雷射切割對位為藉由擁有一功率之雷射在已塗佈一乳劑層之網布上直接切割(藉由雷射去除乳劑層中欲設置複數指狀式結構電極圖案之圖案位置之乳劑)出複數指狀式結構電極圖案，雷射切割對位不需再進行顯影處理；紫外光曝光對位則是直接藉由一紫外光在已塗佈一乳劑層之網布上對欲設置複數指狀式結構電極圖案之圖案位置進行 紫外光曝光對位及顯影。

再者，不論是圖6、圖7或圖8所示的任何一個應用於太陽能電池的印刷網版製作方法的實施例中，該等經線與該等緯線構成的開口一樣，以形成正方形複數網布開口，或是該等經線與該等緯線構成的開口不一樣，以形成長方形複數網布開口，又或者是該等經線與該等緯線的開口線數不一樣，以形成正方形及長方形混合的複數網布開口。

由上述內容可知，本發明提供一種應用於太陽能電池的印刷網版及其製作方法，本發明成功地將應用於太陽能電池之複數指狀式結構電極圖案與複數網布經線平行地圖案化於網布上，如此可避免複數指狀式結構電極圖案經過網布經線、緯線之交叉結點處，更可減少印製出來的複數指狀式結構電極的波峯、波谷落差，而高低落差少，電性效率會較高。

在說明本發明之代表性範例時，本說明書已經提出操作本發明之該方法及/或程序做為一特定順序的步驟。但是，某種程度上該方法或程序並不會依賴此處所提出的特定順序的步驟，該方法或程序不應限於所述之該等特定的步驟順序。如本技藝專業人士將可瞭解，其它的步驟順序亦為可行。因此，在本說明書中所提出之特定順序的步驟不應被視為對於申請專利範圍之限制。此外，關於本發明之方法及/或程序之申請專利範圍不應限於在所提出順序中之步驟的效能，本技藝專業人士可立即瞭解該等順序可以改變，且仍維持在本發明之精神及範圍內。

熟習此項技藝者應即瞭解可對上述各項範例進行變化，而不致悖離其廣義之發明性概念。因此，應瞭解本發明並不限於本揭之特定範例，而係為涵蓋歸屬如後載各請求項所定義之本發明精神及範圍內的修飾。

3‧‧‧網布

31‧‧‧經線

33‧‧‧緯線

35‧‧‧網布開口

37‧‧‧平行開口線路

39‧‧‧乳劑層

D1、D2‧‧‧長度

Claims (10)

1. 一種應用於太陽能電池的印刷網版，係包括；一網布，係包括複數經線及複數緯線，該等經線及該等緯線構成複數網布開口，以及一乳劑層，係包覆該網布；其中一太陽能電池具有複數指狀式結構電極以及複數整片方型結構電極，當該等指狀式結構電極與該網布進行對位並藉由該乳劑層圖案化於該等網布開口中時，設置該等指狀式結構電極的每一個的圖案與該網布的該等經線的每一個平行，以在該等網布開口中形成複數平行開口線路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽能電池的印刷網版，其中該等平行開口線路的開口大小為該等網布開口的開口大小的90%，或該等平行開口線路的開口大小小於該等網布開口的開口大小的90%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽能電池的印刷網版，其中該等網布開口為正方形。
4. 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽能電池的印刷網版，其中該等網布開口為長方形。
5. 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽能電池的印刷網版，其中該等網布開口為正方形及長方形混合的形式。
6. 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽能電池的印刷網版，其中該等指狀式結構電極藉由底片對位、雷射切割對位或紫外光曝光線路對位的 其中之一者與該網布進行對位，並藉由該乳劑層圖案化於該等網布開口中。
7. 一種應用於太陽能電池的印刷網版製作方法，係包括以下步驟：編織複數經線及複數緯線以形成一網布，該等經線及該等緯線構成複數網布開口；該網布塗佈一乳劑層；一太陽能電池的複數指狀式結構電極與該網布進行對位，並藉由該乳劑層圖案化於該等網布開口中；以及設置該等指狀式結構電極的每一個的圖案與該網布的該等經線的每一個平行，以在該等網布開口中形成複數平行開口線路。
8. 如申請專利範圍第7項所述之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法，進一步包括以下步驟：計算該太陽能電池的該等指狀式結構電極的每一個之間的平均間距，再藉由該平均間距編織該等經線及該等緯線以形成該網布，或是計算該等網布開口大小，再藉由該等網布開口大小設計該太陽能電池的該等指狀式結構電極的每一個之間的平均間距，進而使該等平行開口線路的開口大小為該等網布開口的開口大小的90%，或使該等平行開口線路的開口大小小於該等網布開口的開口大小的90%。
9. 如申請專利範圍第7項所述之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法，進一步包括以下步驟：藉由治具撐開該等網布開口，使該等平行開口線路的開口大小為該等網布開口的開口大小的90%，或使該等平行開口線路的開口大小小於該等網布開口的開口大小的90%。
10. 如申請專利範圍第7-9項中任一項所述之應用於太陽能電池的印刷網版製作方法，其中該等指狀式結構電極藉由底片對位、雷射切割對位或紫外光曝光線路對位其中之一者與該網布進行對位並藉由該乳劑層圖案化於該等網布開口中。