光伏玻璃网版制作技术要点

谷永华 贺杰 胡壮 李全良

（中建材（宜兴）新能源有限公司 宜兴 214200）

0 引言

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。《2030年中国建材工业“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。但就目前情况来看，丝网印刷网版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网版具有非常重要的意义。

我司采用的是直接制版法，即感光乳剂直接制版法。其工艺流程为：感光乳剂配制→绷网→脱脂→烘干→涂膜→烘干→曝光→显影→烘干→修版→曝光。

1 生产技术要点

（1）绷网

绷网是将丝网绷紧并使其牢固地和网框结合的工序。它是丝网印版制作的关键，其张力大小（松紧程度）直接影响刮涂感光胶液的平整程度，而且关系到印刷质量的优劣（如套印的准确等）。所以要求绷好的网应达到一定的张力。为了保证网版的耐印率，首先网框选择的是变形小、体积轻、不易生锈、移动方便的铝框。建议不要选择强度低的木框、易生锈的铁框。

常规的拉网方式使得网版张力不均匀，造成丝印尺寸偏差，严重影响网版的上机使用。为了保证网版张力的均匀性，我司使用了辅助装置进行拉网，如图1所示。

图1 拉网辅助装置

该装置位于网版中部，通过该装置缩短网版中部间距，中部间距一般比网版端部短2～4 mm。处理后网版张力更为均匀。根据经验，张力过大会使得网版使用寿命缩短，张力过小网版离网困难，印刷出来的玻璃会有重影。我司网版张力一般为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，时间长久网版会越用越松，存在着张力下降的问题，严重影响网版的使用。产生这种问题的原因很多，其中两点与绷网有关，即网框变形和丝网的张力松弛，如图2所示。

图2 丝网张力

为了减小绷网后的张力衰减，我司采取了“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。

做丝印网版初期，我司采用的是正绷网，正绷网做出的网版会有锯齿，印刷时锯齿明显，严重影响了丝网印刷的质量。我司改用斜交绷网，斜交绷网后网版线条清晰无锯齿，漏墨量也有所增加，其不足是丝网浪费较大。

我司网框与拉网机的布置方式如图3所示。

图3 网框与拉网机的布置方式

其中的单位长度均为mm，从图3（b）中可以看出，此种拉网布置方式空白较多，造成了网布的浪费（绷网角度约45°）。图3（c）将网布的宽度加到3400 mm并改变其拉网布置方式（绷网角度约30°），单张网框所需网布长度从3.3 m降低到2.4 m，印刷效果不变。仅此一项变革每月为公司节省网布约200 m。

（2）脱脂、烘干

脱脂是用软海绵蘸脱脂剂先后在网版的刮墨面和印刷面上磨擦，而后用高压水枪冲洗丝网，冲洗后的网版用气枪吹扫一遍，将网纱上水滴除去，然后放置在45 ℃的烤箱中烘烤网版20 min，将网纱表面的水分烤干。脱脂清洗方法可有效地去除丝网表面油污、灰尘等物质，使丝网与感光胶粘接牢固。丝网清洗不净或有油污会使感光胶与丝网脱离，导致印刷缺陷，所以在制版前要做好丝网的清洁处理工作。

（3）涂膜

手动涂胶通常使用刮胶斗，刮胶斗的刃口必须十分圆滑，并在整个长度上向上翘起，这样能确保整个涂层均匀，即便是在网版的中心部位。每一次涂布后对网版进行烘干，烘干后可根据承印品的要求反复几次涂布，直到印刷面达到厚度要求（釉层厚度与膜层厚度与丝印工艺相关）。如感光胶一次涂布到设计厚度会造成膜层厚度不平整，进而出现锯齿，漏光等一系列缺陷。

（4）曝光

晒版和显影晒版也称为曝光，是指将准备好的图文阳片与涂过感光胶的网版选择好正确位置紧密贴合在一起放人晒版机中进行晒版。晒版机类型很多，采用光源也各不相同，有箱式晒版机和架式晒版机，可根据需要选用。晒版机密合后，开动真空抽气系统，抽空压实后，打关光源进行曝光。曝光的目的是使非图文部分的感光胶膜在光的作用下发生交联反应，失去亲水基，形成网状交联结构而不被水溶解，显影冲洗后仍然保留在丝网上。图文区域因受图形的遮挡未受到光的照射，此处胶膜不发生反应，经水显影冲洗后，胶层脱离，在丝网上形成通孔的图形。

曝光时间应经试验确定，曝光好的线条应清晰无锯齿。曝光时间过短则感光胶容易脱落，曝光时间过长会出现“光衍射”现象，影响了网版图像边缘清晰度和解像力。如果光源与感光胶膜表面的间距很小，会造成版面中心部位曝光过度，使版面中心与版面四周边缘曝光不均匀；反之，间距过大，会产生曝光不足或产生晕影。控制办法为：光源与感光胶表面的距离与感光胶表面形成图文的形状和尺有直接关系，可用经验关系式F≥1.5D来控制，其中，F表示光源与感光胶膜之间的距离、D表示底片上图像的对角线尺寸或直径。如能较好地掌握两者间关系，就可避免曝光过量或曝光不足的缺陷。

（5）显影

将晒好的网版用自来水将两面浸泡5 min，然后用高压水枪重点冲洗图案部分，洗干净后用气枪将水分吹干，检查有无问题及瑕疵。显影程度的控制原则是：在显透的前提下，时间愈短愈好。时间过长，膜层湿膨胀严重，影响图像的清晰性；时间过短，显影不彻底，会留有一层薄薄的感光胶，堵塞网孔，造成废版。蒙翳是一层极薄的感光胶残留膜，易在图像细节处出现，高度透明，难与水膜分辨，常误认为显透。为便于观察，可采用灯光显影水槽，也可采用自制灯光观察台［3］。

（6）修版

检查网版图案部分是否有沙眼及针孔，有针孔用感光胶填补，有沙眼用工具蘸脱膜水除去。这一步需要工作人员费心去找，沙眼及针孔都非常小，但对印刷质量影响很大。

（7）二次曝光

为了进一步提高经过晒版后制成的丝网印版的耐水性、耐摩擦性、耐溶剂性以及增加丝网印版的强度、牢度，提高耐印力，通常采用二次曝光法对丝网印版进行硬化处理。

2 结语

根据多年的生产经验，在光伏玻璃丝网印刷网版制作过程中，只有严格对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网版生产的效率和良率，从而降低生产成本，提高经济效益。