光伏玻璃網(wǎng)版制作技術(shù)要點(diǎn)

谷永華 賀杰 胡壯 李全良

（中建材（宜興）新能源有限公司 宜興 214200）

0 引言

隨著傳統(tǒng)化石能源的減少和污染的加重，各國開始大力發(fā)展光伏發(fā)電?！?030年中國建材工業(yè)“創(chuàng)新提升、超越引領(lǐng)”發(fā)展戰(zhàn)略》強(qiáng)調(diào)“全面掌握太陽能光熱發(fā)電玻璃、超薄基板玻璃等新型、特種功能玻璃先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平與領(lǐng)先水平”［1］。在光伏組件封裝用的背板材料中，由于玻璃相比其它高分子背板材料具有生命周期更長、功率衰減率低、水蒸氣透過率接近零、耐磨性超好、PID衰減可能性小等優(yōu)點(diǎn)［2］，雙玻組件得到越來越廣泛的應(yīng)用。在組件的背板玻璃上印上一個網(wǎng)格狀的高反射白色釉層（反射率超過80%），可以使電池組件的功率提高2%。因此絲網(wǎng)印刷受到各光伏玻璃廠的廣泛關(guān)注。但就目前情況來看，絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版對于光伏玻璃背板產(chǎn)質(zhì)量影響較大，故研究光伏背板玻璃絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版具有非常重要的意義。

我司采用的是直接制版法，即感光乳劑直接制版法。其工藝流程為：感光乳劑配制→繃網(wǎng)→脫脂→烘干→涂膜→烘干→曝光→顯影→烘干→修版→曝光。

1 生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)

（1）繃網(wǎng)

繃網(wǎng)是將絲網(wǎng)繃緊并使其牢固地和網(wǎng)框結(jié)合的工序。它是絲網(wǎng)印版制作的關(guān)鍵，其張力大?。ㄋ删o程度）直接影響刮涂感光膠液的平整程度，而且關(guān)系到印刷質(zhì)量的優(yōu)劣（如套印的準(zhǔn)確等）。所以要求繃好的網(wǎng)應(yīng)達(dá)到一定的張力。為了保證網(wǎng)版的耐印率，首先網(wǎng)框選擇的是變形小、體積輕、不易生銹、移動方便的鋁框。建議不要選擇強(qiáng)度低的木框、易生銹的鐵框。

常規(guī)的拉網(wǎng)方式使得網(wǎng)版張力不均勻，造成絲印尺寸偏差，嚴(yán)重影響網(wǎng)版的上機(jī)使用。為了保證網(wǎng)版張力的均勻性，我司使用了輔助裝置進(jìn)行拉網(wǎng)，如圖1所示。

圖1 拉網(wǎng)輔助裝置

該裝置位于網(wǎng)版中部，通過該裝置縮短網(wǎng)版中部間距，中部間距一般比網(wǎng)版端部短2～4 mm。處理后網(wǎng)版張力更為均勻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，張力過大會使得網(wǎng)版使用壽命縮短，張力過小網(wǎng)版離網(wǎng)困難，印刷出來的玻璃會有重影。我司網(wǎng)版張力一般為18～20 N（使用張力計(jì)進(jìn)行測定）。

如果繃網(wǎng)時采取一次拉網(wǎng)的方法，時間長久網(wǎng)版會越用越松，存在著張力下降的問題，嚴(yán)重影響網(wǎng)版的使用。產(chǎn)生這種問題的原因很多，其中兩點(diǎn)與繃網(wǎng)有關(guān)，即網(wǎng)框變形和絲網(wǎng)的張力松弛，如圖2所示。

圖2 絲網(wǎng)張力

為了減小繃網(wǎng)后的張力衰減，我司采取了“持續(xù)拉網(wǎng)”和“反復(fù)拉緊”的繃網(wǎng)方法（四次拉網(wǎng)）, 使一部分張力松弛于固網(wǎng)前完成，前三次均在張力達(dá)到試驗(yàn)要求后，靜置20 min，最后一次張力達(dá)到要求后刷膠水，將網(wǎng)紗粘在網(wǎng)框上面。

做絲印網(wǎng)版初期，我司采用的是正繃網(wǎng)，正繃網(wǎng)做出的網(wǎng)版會有鋸齒，印刷時鋸齒明顯，嚴(yán)重影響了絲網(wǎng)印刷的質(zhì)量。我司改用斜交繃網(wǎng)，斜交繃網(wǎng)后網(wǎng)版線條清晰無鋸齒，漏墨量也有所增加，其不足是絲網(wǎng)浪費(fèi)較大。

我司網(wǎng)框與拉網(wǎng)機(jī)的布置方式如圖3所示。

圖3 網(wǎng)框與拉網(wǎng)機(jī)的布置方式

其中的單位長度均為mm，從圖3（b）中可以看出，此種拉網(wǎng)布置方式空白較多，造成了網(wǎng)布的浪費(fèi)（繃網(wǎng)角度約45°）。圖3（c）將網(wǎng)布的寬度加到3400 mm并改變其拉網(wǎng)布置方式（繃網(wǎng)角度約30°），單張網(wǎng)框所需網(wǎng)布長度從3.3 m降低到2.4 m，印刷效果不變。僅此一項(xiàng)變革每月為公司節(jié)省網(wǎng)布約200 m。

（2）脫脂、烘干

脫脂是用軟海綿蘸脫脂劑先后在網(wǎng)版的刮墨面和印刷面上磨擦，而后用高壓水槍沖洗絲網(wǎng)，沖洗后的網(wǎng)版用氣槍吹掃一遍，將網(wǎng)紗上水滴除去，然后放置在45 ℃的烤箱中烘烤網(wǎng)版20 min，將網(wǎng)紗表面的水分烤干。脫脂清洗方法可有效地去除絲網(wǎng)表面油污、灰塵等物質(zhì)，使絲網(wǎng)與感光膠粘接牢固。絲網(wǎng)清洗不凈或有油污會使感光膠與絲網(wǎng)脫離，導(dǎo)致印刷缺陷，所以在制版前要做好絲網(wǎng)的清潔處理工作。

（3）涂膜

手動涂膠通常使用刮膠斗，刮膠斗的刃口必須十分圓滑，并在整個長度上向上翹起，這樣能確保整個涂層均勻，即便是在網(wǎng)版的中心部位。每一次涂布后對網(wǎng)版進(jìn)行烘干，烘干后可根據(jù)承印品的要求反復(fù)幾次涂布，直到印刷面達(dá)到厚度要求（釉層厚度與膜層厚度與絲印工藝相關(guān)）。如感光膠一次涂布到設(shè)計(jì)厚度會造成膜層厚度不平整，進(jìn)而出現(xiàn)鋸齒，漏光等一系列缺陷。

（4）曝光

曬版和顯影曬版也稱為曝光，是指將準(zhǔn)備好的圖文陽片與涂過感光膠的網(wǎng)版選擇好正確位置緊密貼合在一起放人曬版機(jī)中進(jìn)行曬版。曬版機(jī)類型很多，采用光源也各不相同，有箱式曬版機(jī)和架式曬版機(jī)，可根據(jù)需要選用。曬版機(jī)密合后，開動真空抽氣系統(tǒng)，抽空壓實(shí)后，打關(guān)光源進(jìn)行曝光。曝光的目的是使非圖文部分的感光膠膜在光的作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，失去親水基，形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)而不被水溶解，顯影沖洗后仍然保留在絲網(wǎng)上。圖文區(qū)域因受圖形的遮擋未受到光的照射，此處膠膜不發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)水顯影沖洗后，膠層脫離，在絲網(wǎng)上形成通孔的圖形。

曝光時間應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定，曝光好的線條應(yīng)清晰無鋸齒。曝光時間過短則感光膠容易脫落，曝光時間過長會出現(xiàn)“光衍射”現(xiàn)象，影響了網(wǎng)版圖像邊緣清晰度和解像力。如果光源與感光膠膜表面的間距很小，會造成版面中心部位曝光過度，使版面中心與版面四周邊緣曝光不均勻；反之，間距過大，會產(chǎn)生曝光不足或產(chǎn)生暈影。控制辦法為：光源與感光膠表面的距離與感光膠表面形成圖文的形狀和尺有直接關(guān)系，可用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式F≥1.5D來控制，其中，F(xiàn)表示光源與感光膠膜之間的距離、D表示底片上圖像的對角線尺寸或直徑。如能較好地掌握兩者間關(guān)系，就可避免曝光過量或曝光不足的缺陷。

（5）顯影

將曬好的網(wǎng)版用自來水將兩面浸泡5 min，然后用高壓水槍重點(diǎn)沖洗圖案部分，洗干凈后用氣槍將水分吹干，檢查有無問題及瑕疵。顯影程度的控制原則是：在顯透的前提下，時間愈短愈好。時間過長，膜層濕膨脹嚴(yán)重，影響圖像的清晰性；時間過短，顯影不徹底，會留有一層薄薄的感光膠，堵塞網(wǎng)孔，造成廢版。蒙翳是一層極薄的感光膠殘留膜，易在圖像細(xì)節(jié)處出現(xiàn)，高度透明，難與水膜分辨，常誤認(rèn)為顯透。為便于觀察，可采用燈光顯影水槽，也可采用自制燈光觀察臺［3］。

（6）修版

檢查網(wǎng)版圖案部分是否有沙眼及針孔，有針孔用感光膠填補(bǔ)，有沙眼用工具蘸脫膜水除去。這一步需要工作人員費(fèi)心去找，沙眼及針孔都非常小，但對印刷質(zhì)量影響很大。

（7）二次曝光

為了進(jìn)一步提高經(jīng)過曬版后制成的絲網(wǎng)印版的耐水性、耐摩擦性、耐溶劑性以及增加絲網(wǎng)印版的強(qiáng)度、牢度，提高耐印力，通常采用二次曝光法對絲網(wǎng)印版進(jìn)行硬化處理。

2 結(jié)語

根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在光伏玻璃絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版制作過程中，只有嚴(yán)格對工藝方法中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行有效的過程控制，才能最大限度地提高網(wǎng)版生產(chǎn)的效率和良率，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。