隨著傳統(tǒng)化石能源的減少和污染的加重，各國(guó)開(kāi)始大力發(fā)展光伏發(fā)電。如《2030年建材工業(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(yáng)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(guó)際先進(jìn)水平與領(lǐng)先水平”。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(zhǎng)、功率衰減率低、水蒸氣透過(guò)率接近零、耐磨性超好、PID衰減可能性小等優(yōu)點(diǎn)，雙玻組件得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在組件的背板玻璃上印上一個(gè)網(wǎng)格狀的高反射白色釉層(反射率超過(guò)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廳的廣泛關(guān)注。絲網(wǎng)印刷工藝對(duì)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)印刷工藝具有非常重要的意義。
絲網(wǎng)印刷是指用絲網(wǎng)作為版基，并通過(guò)感光制版方法，制成帶有圖案的絲印網(wǎng)版。利用網(wǎng)版圖案部分網(wǎng)孔可透過(guò)釉料，非圖案部分網(wǎng)孔不能透過(guò)油墨的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時(shí)在網(wǎng)版的一端倒入釉料，用刮板對(duì)絲網(wǎng)印版上的釉料部位施加一定壓力，同時(shí)朝絲網(wǎng)印版另一端勻速移動(dòng)，油墨在移動(dòng)中被刮板從圖文部分的網(wǎng)孔中擠壓到玻璃上。
工藝技術(shù)要點(diǎn)
1油墨
太陽(yáng)能玻璃由于安裝在室外，長(zhǎng)期受到自然界的侵蝕，因此要求油墨附著力強(qiáng)、耐腐蝕、耐磨刷。必須使用高溫?zé)o機(jī)鋼化油墨，絲印后進(jìn)行鋼化。通過(guò)鋼化爐的高溫烘烤使顏料和玻璃體結(jié)合在一起，油墨固結(jié)在玻璃表面，從而達(dá)到要求。
將釉料按照一定的比例進(jìn)行稀釋?zhuān)♂寗┦褂昧堪闶?%~3%(稀釋劑使用量過(guò)少則油墨過(guò)于粘稠，會(huì)造成堵網(wǎng)，使玻璃出現(xiàn)針孔類(lèi)缺陷;稀釋劑過(guò)多則油墨流動(dòng)性增強(qiáng)，會(huì)造成溢釉等缺陷。具體添加量還與環(huán)境溫濕度、與玻璃接觸面的粗糙度、油墨的固含量等相關(guān))。用攪拌機(jī)攪拌40min(攪拌時(shí)間過(guò)短則油墨不容易攪勻，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)浪費(fèi)時(shí)間且使得油墨溫度升高），測(cè)量釉料的粘度。攪挫好的釉料靜置5min后方可上機(jī)生產(chǎn)(剛攪拌好的油墨溫度較高，直接使用容易溢釉):粘度測(cè)量溫度20~25°C，濕度40%~60%，油墨黏度應(yīng)控制在(180+20)Pa·s。攪拌好的油墨可以利用網(wǎng)版同目數(shù)的網(wǎng)紗(一般使用制作網(wǎng)版時(shí)所剩余的邊角料)進(jìn)行過(guò)濾，除去油墨中的雜質(zhì)，避免出現(xiàn)針孔、扎破網(wǎng)版、損壞刮刀等問(wèn)題。
2溫濕度
絲印車(chē)間的溫度、濕度一定要控制好，溫度一般控制在(20+5)℃，濕度控制在45%~60%。溫度過(guò)高濕度過(guò)低在印刷的過(guò)程中，伴隨著溶劑的揮發(fā)，油墨的黏度逐漸變大，干燥速度加快，造成油墨干皮結(jié)網(wǎng)堵塞網(wǎng)版，印品印跡缺墨或出現(xiàn)網(wǎng)紋及鋸齒狀現(xiàn)象溫度過(guò)低濕度過(guò)高在印刷的過(guò)程中，油墨的黏度逐漸變小，流動(dòng)速度加快，印品出現(xiàn)溢釉現(xiàn)象。天氣溫度高、濕度不夠的時(shí)候可往地面多灑水、勤拖地、多加幾臺(tái)加濕器的方式來(lái)增加濕度。
3刮刀
刮板也叫刮刀、刮膠。在絲網(wǎng)印刷中，發(fā)揮根本作用的有兩個(gè)部分:一是絲網(wǎng)，作用是承載網(wǎng)版圖像，調(diào)節(jié)油墨流和油墨附著;二是刮板，起著使印料通過(guò)網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到玻璃上的作用。由于太陽(yáng)能壓延玻璃是硬質(zhì)物體，且其表面粗糙，平整度較差，我司選用的是硬度75度的聚氨酷刮板。新購(gòu)來(lái)的刮板刃口平直可直接使用，但網(wǎng)版使用壽命會(huì)縮短。為了使網(wǎng)版壽命更長(zhǎng)可以用砂紙打磨刃口，使刃口帶點(diǎn)弧度。另外刮板使用一段時(shí)間后會(huì)有磨損可以用磨刀機(jī)進(jìn)行打磨，并在過(guò)程中進(jìn)行加水冷卻。一般可以打磨4次，打磨刮板有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。
印刷壓力是刮板在刮釉方向移動(dòng)時(shí)作用于網(wǎng)版上的壓力，也是由于刮板的形狀、網(wǎng)版的張力、刮板的彎曲程度而產(chǎn)生的作用在刮板刃口的力。由于刮板的彎曲，刮板施于網(wǎng)版上的力與刮板移動(dòng)方向上的力構(gòu)成印刷壓力，它決定印刷質(zhì)量。
在一定的印刷條件下，正確掌握印刷壓力，對(duì)正確實(shí)施印刷，保證印刷產(chǎn)品的質(zhì)量是非常重要的。因?yàn)榻z印網(wǎng)版只有在刮板的一定壓力才能與玻璃表面接觸，且呈線接觸。如果印刷壓力小，網(wǎng)版就接觸不到玻璃表面，就無(wú)法進(jìn)行印刷；而印刷壓力過(guò)大，會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大、圖像模糊、刮板膠刮變形過(guò)度的情況影響印刷質(zhì)量，也會(huì)加快膠刮、網(wǎng)版的磨損，降低其使用壽命，導(dǎo)致絲網(wǎng)印版松弛、印刷圖案變形。因此控制刮板壓力是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。
刮板的刮印速率與印刷效果有很大關(guān)系。板在刮印時(shí)使油墨均勻位移并保證整個(gè)圖文部分均勻地通過(guò)油墨。所以，刮印速率對(duì)油墨的轉(zhuǎn)移量以及對(duì)油墨的轉(zhuǎn)移均勻程度都有一定的影響，因而對(duì)印刷質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生很大影響。刮板要盡量保持勻速移動(dòng)，如果刮板移動(dòng)速度不均勻，忽快忽慢，承印物上就會(huì)產(chǎn)生墨杠。如果在刮印時(shí)雖然速率均勻，但移動(dòng)速度太慢，圖文邊緣就會(huì)油墨滲透，致使圖文擴(kuò)大。反之，如果速度過(guò)快，會(huì)出現(xiàn)圖文部分墨量不足，墨色太淡，所以在印刷時(shí)，特別是手工印刷時(shí)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定合適的刮印速率。
4網(wǎng)版
絲網(wǎng)目數(shù)是指一定長(zhǎng)度內(nèi)絲網(wǎng)網(wǎng)孔的個(gè)數(shù)。目數(shù)可以說(shuō)明絲網(wǎng)之間的疏密程度，目數(shù)越高，絲網(wǎng)越密網(wǎng)孔越小。絲網(wǎng)越小,油墨通過(guò)性差，容易造成針孔、印不透等問(wèn)題;網(wǎng)孔越大，油墨通過(guò)性越好，容易出現(xiàn)溢釉現(xiàn)象。根據(jù)使用的油墨結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，于般選用120~150月網(wǎng)紗。
網(wǎng)框應(yīng)選擇操作輕便、強(qiáng)度高、不生銹、不易變形、便于加工的鋁質(zhì)網(wǎng)框，盡量避免選擇易變形的木框，笨重的鋼框網(wǎng)版張力是影響絲印精度的重要因素之一，繃網(wǎng)張力越大，易撕破絲網(wǎng)，張力過(guò)小，網(wǎng)版離網(wǎng)困難，印刷出來(lái)的玻璃會(huì)有重影。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不斷調(diào)試，網(wǎng)版張力大小一般為18~20N(使用張力計(jì)進(jìn)行測(cè)定)。如果繃網(wǎng)時(shí)采取一次拉網(wǎng)的方法，時(shí)間長(zhǎng)后網(wǎng)版會(huì)變松或越用越松，存在著張力下降的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響網(wǎng)版的使用。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因很多，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。為了減小繃網(wǎng)后的張力衰減，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20min，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。其次繃網(wǎng)時(shí)應(yīng)選擇斜交繃網(wǎng)，斜交繃網(wǎng)后網(wǎng)版線條清晰無(wú)鋸齒，不足之處是絲網(wǎng)浪費(fèi)較大。
5網(wǎng)距
網(wǎng)距是絲印網(wǎng)版與承載物(玻璃基片)之間的距離網(wǎng)距在印刷過(guò)程中主要有兩大作用，即調(diào)整絲網(wǎng)的張力和拉伸率以及保證釉料的轉(zhuǎn)移效率。網(wǎng)距的設(shè)定必須適中。有時(shí)為了彌補(bǔ)網(wǎng)版張力的不足，會(huì)采用增加網(wǎng)距的方法。由于網(wǎng)距的增加只有較大的刮印壓力才能使網(wǎng)版與玻璃基片接觸。刮壓過(guò)大又導(dǎo)致了絲網(wǎng)的磨損嚴(yán)重，從而影響網(wǎng)版的使用壽命，這種情況對(duì)于大批量的生產(chǎn)訂單表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。如果網(wǎng)距過(guò)小絲網(wǎng)沒(méi)有足夠的張力回彈，使網(wǎng)版與釉料的分離、釉料的轉(zhuǎn)移效率、圖案清晰度等受到影響。網(wǎng)距一般控制在8~11mm之間，有時(shí)可以微調(diào)網(wǎng)距印刷尺寸，根據(jù)相關(guān)測(cè)試，網(wǎng)版抬高0.5mm，印刷尺寸會(huì)小0.2~0.3mm。
光伏玻璃絲網(wǎng)印刷沒(méi)有固定的工藝，實(shí)際操作中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如粗糙度大的玻璃刮刀壓力應(yīng)變小，稀釋劑應(yīng)少加，工藝最終應(yīng)該以產(chǎn)品的性能來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。
結(jié)論
根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，介紹光伏玻璃絲網(wǎng)印刷過(guò)程中的技術(shù)要點(diǎn)，只有嚴(yán)格對(duì)以上工藝方法中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行有效的過(guò)程控制，才能最大限度地提高絲網(wǎng)印刷的效率和良率，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。