絲網印刷工藝所用網版是光伏行業的關鍵耗材,其主要用于??電極成形與導電性能提升,通過絲網印刷將漿料(如銀、鋁等)精確壓涂在硅片上形成電極結構,該部件會極大影響電池片柵線印刷后的線寬線貌以及銀漿使用量,進而影響電池片的成本以及光電轉化效率。
隨著技術的不斷進步和市場需求的多樣化發展,不同規格型號的太陽能電池對網版和工藝的要求也各不相同。歷經多年,傳統網版結構及工藝材料組合已非常成熟固定,這也導致其升級空間有限,故已逐漸無法滿足光伏行業新浪潮的需求。
為改變此現狀,光伏企業自2022年起開始基于納米壓印和微納米電鑄工藝,開發了一種顛覆性的全開口網版并獲得巨大成功:與行業目前普遍使用的傳統網版相比,全開口網版每GW可節省銀漿耗用量約2,000萬元或提升轉換效率0.1%~0.5%。全開口網版的概念
“全開口”通常是指網版的設計特點,即網版的孔洞完全貫通,沒有遮擋部分。這種設計是為了優化印刷過程中導電漿料的沉積效果,使印刷圖案更加清晰和一致。全開口網版特點
01 完全貫通網版上的開口區域直接穿透材料,形成一個完全開放的通道,導電漿料(如銀漿)可以完全通過這些開口,無需刮擦或額外擠壓。
02 無堵塞設計
開口邊緣光滑,無部分遮擋或殘余材料,避免漿料堆積或堵塞。
03 高精度制造
開口的形狀和位置非常精確,以確保導電線路的寬度、厚度和間距符合設計要求。
全開口網版的核心優勢
傳統絲網印刷是利用圖案區域網孔透過漿料、非圖案區域阻擋漿料的原理進行的印刷方式。傳統網版由鋼絲網、PI膠膜和感光膠構成,鋼絲網是編織而成的縱橫交錯的網狀結構,負責支撐PI膠膜;PI膠膜上鏤刻須印刷的柵線圖案。與傳統絲網網版技術相比,全開口網版印刷技術在以下方面有著明顯區別與優勢。
01 材料不同
傳統網版采用鋼絲托底,上面覆著一層感光劑或PI(聚酰亞胺)膜的復合結構,如圖1 的所示,傳統網版結構會使漿料下落受阻,影響線寬線貌和漿料用量;而全開口鋼板以平整、超強材質的合金鋼片為原材料,鋼板材料本身的高強度、高穩定性、高耐磨性、高耐腐蝕性等特性,可以確保鋼板網版尺寸的穩定性,以及鋼板的印刷壽命高于目前市場主流的PI網版。
值得一提的是,全開口網版印刷技術,與傳統的網版技術也有所不同。傳統網版是通過電鑄方法堆積鎳形成鎳合金板;而新一代網版是在合金鋼片的基礎上通過物理、化學等加工手段形成均勻副柵,在材料強度上更具優勢。
印刷形貌差異 左:全開口鋼板+低溫銀漿 右:常規網版+低溫銀漿
02 結構不同傳統網版的細柵附著在絲網上,絲網的網節或鋼絲會阻擋網版透漿料,導致印刷后柵線高低起伏、拓寬,影響電性能。
而全開口鋼板的細柵部分是100%的無遮擋結構,網版透漿料更順暢、柵線更平整、均勻,從而電池柵線的形貌得以優化、電性能得以提升。
網版結構差異
全開口網版的核心優勢
01 減少漿料消耗,降低金屬化成本全開口網版可大幅提高漿料透過率,減少高達20%的漿料使用量,顯著節約金屬化成本。根據頭部光伏企業的實測數據,每GW可節省銀漿用量約達2,000萬元。02 高精度印刷,提升光電轉換效率經客戶反饋,全開口網版技術在HJT電池片上的印刷線寬已實現約24μm;在TOPCON電池片上已可實現13μm-15μm。而經測試,全開口網版的自身印刷極限可以達到10μm線寬。更細的柵線使電池表面遮光面積減少,增益光電轉換效率。根據多家光伏企業驗證結果,可提升光電轉換效率0.10%至0.50%不等。
左:傳統網版印刷下的柵線截面 右:全開口網版印刷下的柵線截面
03 改善印刷質量,降低電阻如示意圖所示,全開口網版印刷后柵線高度均勻平整,相比傳統絲網,表面更平滑,從而可降低柵線電阻,提升電池的填充因子(FF)。更高的填充因子使電池在應用中可輸出更穩定的功率,整體性能獲得進一步提升。
傳統網版印刷下柵線多毛刺且線型高低不一,多起伏
全開口網版印刷下柵線毛刺少且線型平整不見起伏
美能網版智能檢測儀AVT-4030集四大檢測功能為一體,用于檢測太陽能電池網版的各項特征包括:尺寸、缺陷、張力、膜厚。采用0.1μm光柵尺,實現線寬測量精度0.3μm,PT值測量精度2μm,提升網版質量。
- 尺寸、缺陷、膜厚、張力檢測集成化
- 網版檢測規格:≤220*220mm(尺寸可定制)
- 高分辨光學系統精度高、連續性強、成本低、靈活性好
AI智能識別缺陷圖紙比對
網版缺陷分類
網版作為太陽能電池片柵線印刷工藝環節的重要模具,網版開口寬度對印刷過程有著顯著影響。不同的網版開口寬度與柵線寬度相互作用,影響著漿料在絲網印刷過程中的流動和轉移特性。網版的質量好壞直接影響電池片柵線質量,從而對太陽能電池片產生影響。「美能光伏」網版智能檢測儀配置豐富,一機多用,將尺寸、缺陷、膜厚、張力檢測集成化,通過測量及數據統計分析功能,幫助客戶分析及改善制程。美能3D共聚焦顯微鏡
美能3D共聚焦顯微鏡ME-PT3000,在光伏電池的制造過程中扮演著不可或缺的角色,尤其是在清洗和制絨步驟后的質量檢測階段。運用尖端的光學技術,可以非常精確地測量光伏電池片上的陡峭斜面和復雜的表面結構,實時提供詳盡的高度和寬度分布數據。通過這種方式,制絨過程中形成的微結構細節——如金字塔形絨面的數量和維度——得以詳細分析,確保它們能有效地增加硅片內的光反射和折射,從而延長光路徑,增加光生載流子的產生,提高光電轉換效率。
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全面反饋清洗制絨和絲網印刷工藝
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