光伏玻璃丝网印刷技术要点
胡 壮
(中建材(宜兴)新能源有限公司，宜兴 214200)
随着传统化石能源的减少和污染的加重，各国开始大力发展光伏发电。如《2030年建材工业“创新提升、超越引领”发展战略》强调“全面掌握太阳能光热发电玻璃、超薄基板玻璃等新型、特种功能玻璃先进生产技术，产品质量达到国际先进水平与领先水平”[1]。在光伏组件封装用的背板材料中，由于玻璃相比其它高分子背板材料具有生命周期更长、功率衰减率低、水蒸气透过率接近零、耐磨性超好、PID衰减可能性小等优点[2]，双玻组件得到越来越广泛的应用。在组件的背板玻璃上印上一个网格状的高反射白色釉层(反射率超过80%)可以使电池组件的功率提高2%。因此丝网印刷受到各光伏玻璃厂的广泛关注。丝网印刷工艺对于光伏玻璃背板产质量影响较大，故研究光伏背板玻璃丝网印刷工艺具有非常重要的意义。
丝网印刷是指用丝网作为版基，并通过感光制版方法，制成带有图案的丝印网版。利用网版图案部分网孔可透过釉料，非图案部分网孔不能透过油墨的基本原理进行印刷。印刷时在网版的一端倒入釉料，用刮板对丝网印版上的釉料部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端匀速移动，油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到玻璃上。
1.1 油墨
太阳能玻璃由于安装在室外，长期受到自然界的侵蚀，因此要求油墨附着力强、耐腐蚀、耐磨刷。必须使用高温无机钢化油墨，丝印后进行钢化。通过钢化炉的高温烘烤使颜料和玻璃体结合在一起，油墨固结在玻璃表面，从而达到要求。
将釉料按照一定的比例进行稀释，稀释剂使用量一般是1%～3%(稀释剂使用量过少则油墨过于粘稠，会造成堵网，使玻璃出现针孔类缺陷；
稀释剂过多则油墨流动性增强，会造成溢釉等缺陷。具体添加量还与环境温湿度、与玻璃接触面的粗糙度、油墨的固含量等相关)。用搅拌机搅拌40 min(搅拌时间过短则油墨不容易搅匀，时间过长浪费时间且使得油墨温度升高)，测量釉料的粘度。搅拌好的釉料静置5 min后方可上机生产(刚搅拌好的油墨温度较高，直接使用容易溢釉)；
粘度测量温度20～25 ℃，湿度40%～60%，油墨黏度应控制在(180±20)Pa·s。搅拌好的油墨可以利用网版同目数的网纱(一般使用制作网版时所剩余的边角料)进行过滤，除去油墨中的杂质，避免出现针孔、扎破网版、损坏刮刀等问题。
1.2 温湿度
丝印车间的温度、湿度一定要控制好，温度一般控制在(20±5)℃，湿度控制在45%～60%。温度过高湿度过低在印刷的过程中，伴随着溶剂的挥发，油墨的黏度逐渐变大，干燥速度加快，造成油墨干皮结网，堵塞网版，印品印迹缺墨或出现网纹及锯齿状现象。温度过低湿度过高在印刷的过程中，油墨的黏度逐渐变小，流动速度加快，印品出现溢釉现象。天气温度高、湿度不够的时候可往地面多洒水、勤拖地、多加几台加湿器的方式来增加湿度。
1.3 刮刀
刮板也叫刮刀、刮胶。在丝网印刷中，发挥根本作用的有两个部分：一是丝网，作用是承载网版图像，调节油墨流和油墨附着；
二是刮板，起着使印料通过网孔转移到玻璃上的作用。由于太阳能压延玻璃是硬质物体，且其表面粗糙，平整度较差，我司选用的是邵氏硬度75度的聚氨酯刮板。
新购来的刮板刃口平直，可直接使用，但网版使用寿命会缩短。为了使网版寿命更长可以用砂纸打磨刃口，使刃口带点弧度。另外刮板使用一段时间后会有磨损可以用磨刀机进行打磨，并在过程中进行加水冷却。一般可以打磨4次，打磨刮板有利于节约生产成本。
印刷压力是刮板在刮釉方向移动时作用于网版上的压力，也是由于刮板的形状、网版的张力、刮板的弯曲程度而产生的作用在刮板刃口的力。由于刮板的弯曲，刮板施于网版上的力与刮板移动方向上的力构成印刷压力，它决定印刷质量。
在一定的印刷条件下，正确掌握印刷压力，对正确实施印刷，保证印刷产品的质量是非常重要的。因为丝印网版只有在刮板的一定压力才能与玻璃表面接触，且呈线接触。如果印刷压力小，网版就接触不到玻璃表面，就无法进行印刷；
而印刷压力过大，会出现网点扩大、图像模糊、刮板胶刮变形过度的情况，影响印刷质量，也会加快胶刮、网版的磨损，降低其使用寿命，导致丝网印版松弛、印刷图案变形。因此，控制刮板压力是保证产品质量的关键因素之一。
刮板的刮印速率与印刷效果有很大关系。板在刮印时使油墨均匀位移并保证整个图文部分均匀地通过油墨。所以，刮印速率对油墨的转移量以及对油墨的转移均匀程度都有一定的影响，因而对印刷质量也会产生很大影响。刮板要尽量保持匀速移动，如果刮板移动速度不均匀，忽快忽慢，承印物上就会产生墨杠。如果在刮印时虽然速率均匀，但移动速度太慢，图文边缘就会油墨渗透，致使图文扩大。反之，如果速度过快，会出现图文部分墨量不足，墨色太淡，所以在印刷时，特别是手工印刷时，要通过实验确定合适的刮印速率[3]。
1.4 网版
丝网目数是指一定长度内丝网网孔的个数。目数可以说明丝网之间的疏密程度，目数越高，丝网越密，网孔越小。丝网越小，油墨通过性差，容易造成针孔、印不透等问题；
网孔越大，油墨通过性越好，容易出现溢釉现象。根据使用的油墨结合现场经验，一般选用120～150目网纱。
网框应选择操作轻便、强度高、不生锈、不易变形、便于加工的铝质网框，尽量避免选择易变形的木框，笨重的钢框。
网版张力是影响丝印精度的重要因素之一，绷网张力越大，易撕破丝网，张力过小，网版离网困难，印刷出来的玻璃会有重影。根据现场经验不断调试，中建材(宜兴)新能源有限公司网版张力大小一般为18～20 N(使用张力计进行测定)。
如果绷网时采取一次拉网的方法，时间长后网版会变松或越用越松，存在着张力下降的现象，严重影响网版的使用。产生这种现象的原因很多，其中两点与绷网有关，即网框变形和丝网的张力松弛。为了减小绷网后的张力衰减，中建材(宜兴)新能源有限公司采取了“持续拉网”和“反复拉紧”的绷网方法(四次拉网),使一部分张力松弛于固网前完成，前三次均在张力达到试验要求后，静置20 min，最后一次张力达到要求后刷胶水，将网纱粘在网框上面。其次绷网时应选择斜交绷网，斜交绷网后网版线条清晰无锯齿，不足之处是丝网浪费较大。
1.5 网距
网距是丝印网版与承载物(玻璃基片)之间的距离。网距在印刷过程中主要有两大作用，即调整丝网的张力和拉伸率以及保证釉料的转移效率。网距的设定必须适中。有时为了弥补网版张力的不足，会采用增加网距的方法。由于网距的增加只有较大的刮印压力才能使网版与玻璃基片接触。刮压过大又导致了丝网的磨损严重，从而影响网版的使用寿命，这种情况对于大批量的生产订单表现得尤为严重。如果网距过小，丝网没有足够的张力回弹，使网版与釉料的分离、釉料的转移效率、图案清晰度等受到影响。网距一般控制在8～11 mm之间，有时可以微调网距印刷尺寸，根据相关测试，网版抬高0.5 mm,印刷尺寸会小0.2～0.3 mm。
光伏玻璃丝网印刷没有固定的工艺，实际操作中应根据现场情况来进行调节，如粗糙度大的玻璃刮刀压力应变小，稀释剂应少加，工艺最终应该以产品的性能来进行检验。
根据多年的生产经验，介绍光伏玻璃丝网印刷过程中的技术要点，只有严格对以上工艺方法中的技术要点进行有效的过程控制，才能最大限度地提高丝网印刷的效率和良率，从而降低生产成本，提高经济效益。
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