KR102044014B1 - 서로 다른 폭을 갖는 솔라셀 표면전극을 형성하기 위한 이중 스크린인쇄 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가로, 세로 방향으로 교차되고 서로 다른 폭을 갖는 버스바전극 및 핑거전극으로 이루어지는 솔라셀의 표면전극을 형성하기 위한 것으로서, 서로 다른 폭을 갖는 상기 버스바전극 및 핑거전극을 전도성을 갖는 금속잉크로써 각각 스크린인쇄하여 효율적으로 표면전극을 형성하기 위한 이중 스크린인쇄 방법에 관한 것이다.
본 발명은 버스바전극용망사제판형성단계와 버스바전극인쇄패턴형성단계를 거쳐 버스바전극용 스크린제판을 형성하고, 상기 버스바전극용 스크린제판을 이용하여 상기 버스바전극을 1차로 먼저 형성한 다음,
핑거전극용망사제판형성단계와 핑거전극인쇄패턴형성단계를 거쳐 핑거전극용 스크린제판을 형성하고, 상기 핑거전극용 스크린제판을 이용하여 상기 핑거전극을 2차로 형성하여서 솔라셀의 표면전극을 형성하는 것이 특징이다.
본 발명은 세로라인을 형성하는 버스바전극 및 가로라인을 형성하는 핑거전극을 각각 분리하여 이중으로 스크린인쇄가 가능하도록 이루어져, 솔라셀의 표면전극(특히 핑거전극)을 일정 두께와 폭의 연속된 직선형태로 제조하는 것이 용이한 효과가 있다.
본 발명은 버스바전극용망사제판형성단계와 버스바전극인쇄패턴형성단계를 거쳐 버스바전극용 스크린제판을 형성하고, 상기 버스바전극용 스크린제판을 이용하여 상기 버스바전극을 1차로 먼저 형성한 다음,
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본 발명은 세로라인을 형성하는 버스바전극 및 가로라인을 형성하는 핑거전극을 각각 분리하여 이중으로 스크린인쇄가 가능하도록 이루어져, 솔라셀의 표면전극(특히 핑거전극)을 일정 두께와 폭의 연속된 직선형태로 제조하는 것이 용이한 효과가 있다.
Description
본 발명은 가로, 세로 방향으로 교차되고 서로 다른 폭을 갖는 버스바전극 및 핑거전극으로 이루어지는 솔라셀의 표면전극을 형성하기 위한 것으로서, 서로 다른 폭을 갖는 상기 버스바전극 및 핑거전극을 전도성을 갖는 금속잉크로써 각각 스크린인쇄하여 효율적으로 표면전극을 형성하기 위한 이중 스크린인쇄 방법에 관한 것이다.
통상적으로 솔라셀의 표면에는 광생성된 전하를 수집하기 위한 목적으로 표면전극이 그리드 형태로 형성되는데, 넓은 폭의 버스바전극과 상대적으로 좁은 폭의 핑거전극이 서로 교차되게 형성된다.(도 1 참조)
상기 핑거전극은 셀의 전면적에서 발생하는 전자를 효율적으로 수집하기 위하여 가로방향으로 가늘고 촘촘하게 셀 표면에 전체적으로 형성되고, 상기 버스바전극은 핑거전극으로부터 수집된 전자들을 모아서 축전지로 보내는 역할을 하는 것으로 세로방향으로 굵게 형성되어 인접한 솔라셀들의 버스바전극과 직,병렬로 연결된다.
이러한 표면전극은 폭이 넓을수록 전자를 모으기가 유리할 수 있으나, 반대로 폭이 커질수록 셀 표면에 받는 빛 입사가 방해를 받게 되어 전자생성이 불리해지게 된다. 따라서, 폭은 최대한 작게하면서 높이는 크게하여 그 단면적을 최대화시키는 것이 가장 이상적이라 할 수 있다.
이와 같은 표면전극은 스크린제판을 이용하여 은페이스트(금속잉크)를 일정 패턴으로 스크린인쇄함으로써 형성하는 것이 일반적인데, 스크린제판으로써 가장 보편적으로 사용되고 있는 것은 폴리재질 또는 스테인레스재질의 망사형태를 이루는 스크린제판(이하 망사형 스크린제판이라 함)이라 할 수 있다.
망사형 스크린제판을 이용하여 스크린인쇄된 솔라셀의 표면전극은, 도 2에서 나타나는 바와 같이 표면전극의 연속성이 낮아 수집된 광전하의 이동이 원활하지 못하므로 결국에는 솔라셀의 효율성이 떨어진다. 이러한 비효율성은 특히 망사와 전극이 교차되는 부분에서 발생되는데, 전극의 가장자리와 망사가 교차되는 부분에서 더욱 심각하게 발생되며, 도 2에서는 전극 중 주변보다 극히 작은 면적의 점형태를 이루는 부분에 해당된다.
이와 같은 비효율성은 수 배 이상의 넓은 폭을 갖는 버스바라인에서는 크게 문제가 되지 않을 수 있으나, 대략 30~40㎛정도의 좁은 폭을 갖는 핑거라인에서는 심각한 문제가 된다.
위와 같은 망사형 스크린제판의 비효율성을 개선하고자 압연의 방법으로 제조된 압연금속박에 에칭의 방법으로 패턴을 형성하여 제조되는 압연금속박 에칭형 스크린제판이 스크린 인쇄용 메쉬 부재라는 명칭으로 제안된 바 있으나, 제안된 종래의 압연금속박 에칭형 스크린제판은 압연의 방법으로 금속박을 제조하는 과정에서 수없이 반복되는 압연공정에 소요되는 공정시간이 비효율적으로 많이 소모되었으며, 또한 에칭시에 패턴에 포함되지 않는 부분의 압연금속박은 어쩔수 없이 떨어져나오게 되어 원자재의 손실이 제조시마다 지속적으로 발생됨은 물론 이에 대한 처리과정(폐기과정이나 재생과정)에 대한 낭비도 발생하게 되는 문제점이 지적된다.
본 발명은 전술한 바와 같이 종래의 망사형 또는 압연금속박 에칭형 스크린제판에서 제반되었던 문제점을 일소하기 위해 안출된 것으로, 정밀성과 효율성이 뛰어난 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판 및 그 제조방법을 제공함에 그 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 솔라셀모재(1)에 가로,세로방향으로 교차 형성되고, 상대적으로 수 배 이상의 넓은 폭을 갖는 다수의 버스바전극(2) 및 상대적으로 좁은 폭을 갖는 다수의 핑거전극(3)을 전도성을 갖는 은페이스트로 스크린인쇄하여 형성하기 위한 스크린인쇄 방법에 있어서,
망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 버스바전극용망사제판형성단계(1-1)와; 상기 망사제판의 중앙부에 넒은 폭을 갖는 상기 버스바전극과 대응되는 버스바전극인쇄패턴을 형성하는 버스바전극인쇄패턴형성단계(1-2);를 거쳐 버스바전극용 스크린제판(200)을 형성하고,
상기 버스바전극용 스크린제판을 이용하여 전도성을 갖는 은페이스트로써 상기 솔라셀모재(1)에 스크린인쇄하여 상대적으로 넓은 폭을 갖는 상기 버스바전극(2)을 먼저 1차로 형성한 다음,
망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 핑거전극용망사제판형성단계(2-1)와; 상기 망사제판의 중앙부에 상대적으로 좁은 폭을 갖는 상기 핑거전극과 대응되는 핑거전극인쇄패턴을 형성하는 핑거전극인쇄패턴형성단계(2-2);를 거쳐 핑거전극용 스크린제판(300)을 형성하고,
상기 핑거전극용 스크린제판을 이용하여 전도성을 갖는 은페이스트로써 상기 버스바전극이 형성된 솔라셀모재(1)에 스크린인쇄하여 좁은 폭을 갖는 상기 핑거전극을 2차로 형성하여서 솔라셀의 표면전극을 형성하되,
상기 버스바전극용 스크린제판(200)에 형성되는 버스바전극인쇄패턴은, 세로방향으로 직선형태로 형성되는 버스바라인(2a)이 일정간격을 가지면서 다수가 가로방향으로 배열되는 형태로 이루어져, 인접한 버스바라인(2a)의 사이사이에 핑거전극형성공간(21)이 마련되고,
상기 핑거전극용 스크린제판(300)에 형성되는 핑거전극인쇄패턴은, 상기 핑거전극형성공간(21)에 가로방향으로 직선형태로 형성되는 핑거라인(3a)이 일정간격을 가지면서 다수가 세로방향으로 배열되는 형태로 이루어지되, 각 핑거라인(3a)의 양측단에 위치한 버스바라인(2a)을 전기전자적으로 연통되도록 연결하여 이루어지며,
상기 핑거전극용 스크린제판(300)에 형성되는 각 핑거라인(3a)은 양측단의 버스바라인(2a)에 이르기까지 완전히 관통된 일직선형태로 이루어지는 것이 특징이다.
이상과 같은 해결 수단을 갖는 본 발명은 세로라인을 형성하는 버스바전극 및 가로라인을 형성하는 핑거전극을 각각 분리하여 하나씩 이중으로 스크린인쇄가 가능하도록 이루어져, 솔라셀의 표면전극(특히 핑거전극)을 일정 두께와 폭의 연속된 직선형태로 제조하는 것이 용이한 효과가 있고, 정해진 폭범위 내에서 두께를 최대한 높게 하고 동시에 완변한 연속된 직선형태의 핑거전극을 용이하게 형성할 수 있어서 솔라셀 표면에서 생성된 광전하의 수집이 용이하고 수집된 전자를 버스바라인으로 이동시키기도 용이하며 결국에는 보다 많은 양의 태양광에너지를 효율적으로 축적할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 솔라셀을 나타낸 참고도.
도 2는 종래의 망사형 스크린제판에 의해 표면전극이 인쇄된 상태를 보인 참고도.
도 3은 본 발명에 따른 스크린제판의 일 실시예를 나타낸 참고도.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따라 스크린인쇄된 표면전극의 다양한 실시 형태를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 버스바전극용 스크린제판이 제조되는 과정을 나타낸 블록도
도 9는 본 발명에 따른 핑거전극용 스크린제판이 제조되는 과정을 나타낸 블록도
도 10은 본 발명에 따른 버스바전극용 스크린제판의 일 실시 형태를 나타낸 예시도.
도 11 내지 도 14는 발명에 따른 핑거전극용 스크린제판의 다양한 실시 형태를 나타낸 예시도.
도 2는 종래의 망사형 스크린제판에 의해 표면전극이 인쇄된 상태를 보인 참고도.
도 3은 본 발명에 따른 스크린제판의 일 실시예를 나타낸 참고도.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따라 스크린인쇄된 표면전극의 다양한 실시 형태를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 버스바전극용 스크린제판이 제조되는 과정을 나타낸 블록도
도 9는 본 발명에 따른 핑거전극용 스크린제판이 제조되는 과정을 나타낸 블록도
도 10은 본 발명에 따른 버스바전극용 스크린제판의 일 실시 형태를 나타낸 예시도.
도 11 내지 도 14는 발명에 따른 핑거전극용 스크린제판의 다양한 실시 형태를 나타낸 예시도.
이하 첨부되는 도면과 함께 본 발명의 서로 다른 폭을 갖는 솔라셀 표면전극을 형성하기 위한 이중 스크린인쇄 방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서는 솔라셀모재(1)에 가로, 세로방향으로 교차 형성되고, 상대적으로 수 배 이상의 넓은 폭을 갖는 버스바전극(2) 및 상대적으로 좁은 폭을 갖는 핑거전극(3)을 전도성을 갖는 은페이스트로 스크린인쇄하여 형성하기 위하여, 상대적으로 넓은 폭의 버스바전극(2)을 상기 솔라셀모재(1)에 1차로 먼저 인쇄한 다음, 상대적으로 좁은 폭의 핑거전극(3)은 전주도금의 방법을 통해 금속박판으로 이루어지고 각 핑거라인(3a)이 완전히 관통된 일직선형태로 이루어져 연속성이 뛰어난 전주도금형 금속박판 스크린제판으로써 2차로 나중에 인쇄하는 이중 스크린인쇄 방법에 관해 제안하고자 하는 것이다.
상기 버스바전극(2)은 핑거전극에 비해 상대적으로 2~4배정도로 폭이 넓기 때문에 망사형 스크린제판 또는 에칭형 압연금속박 스크린제판 또는 전주도금형 금속박판 스크린제판 중 비용이나 생산성 등을 감안하여 유리하다고 판단되는 어느 하나를 이용하여 스크린인쇄할 수 있다.
솔라셀모재(1)에 먼저 1차로 형성되는 상기 버스바전극(2)은,
망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 버스바전극용망사제판형성단계(1-1)와; 상기 망사제판의 중앙부에 넒은 폭을 갖는 상기 버스바전극(2)과 대응되는 버스바전극인쇄패턴을 형성하는 버스바전극인쇄패턴형성단계(1-2);를 거쳐 버스바전극용 스크린제판(200)을 형성하고,
상기 버스바전극용 스크린제판(200)을 이용하여 전도성을 갖는 은페이스트로써 스크린인쇄하여 형성된다.
상기 버스바전극인쇄패턴은, 세로방향의 버스바라인(2a)들이 가로방향으로 다수가 배열형성되어 있는데, 핑거전극(3)과 전기전자적으로 연통될 수 있도록 이루어진다.
상기 버스바전극인쇄패턴형성단계(1-2)에서 형성되는 버스바전극인쇄패턴은, 망사형 스크린제판 또는 에칭형 압연금속박 스크린제판 또는 전주도금형 금속박판 스크린제판 중 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있는데,
망사형 스크린제판은, 일 예로써 상기 버스바전극용망사제판형성단계(1-1)에서 형성된 망사제판에 유제를 일정두께로 코팅한 다음, 버스바전극인쇄패턴을 노광한 다음 현상하여 제조될 수 있고,
에칭형 압연금속박 스크린제판은, 일 예로써, 압연의 방법으로 일정두께의 압연금속박을 만든 다음 압연금속박에 에칭의 방법으로 버스바전극인쇄패턴을 형성하여 만들어진 버스바전극용 압연금속박패턴을, 상기 버스바전극용망사제판형성단계(1-1)에서 형성된 망사제판의 중앙부에 올려놓은 상태에서, 상기 압연금속박패턴의 테두리 부분을 망사와 본딩결합시킨 후, 본딩결합된 부분의 내측에 있는 망사를 제거하여 제조될 수 있으며,
전주도금형 금속박판 스크린제판은, 일 예로써 모재금속판의 일면에 감광제를 일정두께로 형성한 다음 버스바전극과 대응되는 패턴을 노광시키고 현상하여 감광제패턴을 형성하는 단계와; 상기 감광제패턴에 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층도금하여 일정 두께(높이)의 적층도금패턴을 형성하는 단계와; 상기 적층도금패턴으로부터 불필요한 감광제 부분을 제거/박리시킴으로써, 버스바전극인쇄패턴을 형성하는 단계;를 거쳐 제조될 수 있다.
또한, 전주도금형 금속박판 스크린제판의 경우에는 도 10의 일 실시예에서와 같이,
금속박판(20)은 1차금속박판(30) 및 2차금속박판(40)으로 구성되고,
상기 1차금속박판(30)에는, 상기 버스바전극(2)을 인쇄하기 위하여 은페이스트가 1차 관통되는 공간으로써, 일정형태의 관통된 구멍인 개별인쇄공(31)이 일정간격을 두고 일렬로 배열되어 형성되는 버스바 1차인쇄영역(P)이 다수 열로 형성되고,
상기 2차금속박판(40)에는, 상기 1차 관통된 은페이스트가 연속하여 2차 관통되는 공간으로써, 연속된 직선형태의 표면전극과 동일한 형태와 폭의 직선형태로 형성되고 일정두께를 갖는 버스바 2차인쇄영역(T)이 형성되도록 구성하여 본 발명에 따른 버스바전극용 스크린제판(200)을 구성할 수 있다.
상기 버스바 1차인쇄영역(P)은 1차금속박판(30)에 형성되고 상기 2차인쇄영역(T)은 2차금속박판(40)에 형성되는 것으로, 실제로는 관통되어 뚫어져 있는 빈 공간에 해당하는 영역이며, 은페이스트가 관통되는 공간이라 할 수 있다.
상기 1차금속박판(30)에 형성되는 버스바 1차인쇄영역(P)은 실제 버스바전극과 동일하게 길이가 긴 일직선형태로 형성하는 것이 질적으로 뛰어날 수 있으나, 장력에 의해 금속박판이 벌어지거나 울렁거리거나 찢어지는 불량현상이 발생할 수 있기 때문에, 1차금속박판(30)에 형성되는 버스바 1차인쇄영역(P)은 일정 형태의 관통된 구멍에 해당하는 개별인쇄공(31)을 버스바전극의 방향을 따라 일정간격을 가지면서 일렬로 배열(나열)하여 형성시키고 상기 버스바 2차인쇄영역(T)은 버스바전극과 동일한 형태의 길이가 긴 일직선형태로 형성시켜, 스크린제판의 불량현상은 방지하면서 동시에 스크린인쇄되는 버스바전극은 뛰어난 연속성을 가질 수 있도록 하여, 결국에는 솔라셀의 전자(광전하) 이동 및 수집이 효율적으로 이루어질 수 있는 것이다.
솔라셀모재(1)에 2차로 나중에 형성되는 상기 핑거전극(3)은,
망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 핑거전극용망사제판형성단계(2-1)와; 상기 망사제판의 중앙부에 상대적으로 좁은 폭을 갖는 상기 핑거전극과 대응되는 핑거전극인쇄패턴을 형성하는 핑거전극인쇄패턴형성단계(2-2);를 거쳐 핑거전극용 스크린제판(300)을 형성하고,
상기 핑거전극용 스크린제판(300)을 이용하여 전도성을 갖는 은페이스트로써 스크린인쇄하여 형성된다.
상기 핑거전극(3)은 대략 30~40㎛정도로 좁은 폭으로 이루어지는 것이 일반적이기 때문에, 솔라셀 표면에서 생성된 광전하를 효과적으로 수집하고 버스바라인(2a)으로 이동시키기 위해서는 정해진 폭범위 내에서 두께를 최대한 높게 하고 동시에 완변한 연속된 직선형태로 구성하여야 보다 많은 양의 태양광에너지를 효율적으로 축적할 수 있으므로, 전주도금형 금속박판 스크린제판을 이용하여 스크린인쇄를 하는 것이 품질면에서 상당히 유리할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 구성으로써,
상기 핑거전극인쇄패턴형성단계(2-2)는, 모재금속판(101)의 일면에 1차감광제(102)를 일정두께로 형성한 다음 핑거전극과 대응되는 패턴을 노광시키고 현상하여 1차감광제패턴(103)을 형성하는 A단계와; 상기 1차감광제패턴(103)에 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층도금하여 일정 두께(높이)의 1차적층도금패턴(104)을 형성하는 B단계와; 상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 불필요한 1차감광제 부분을 제거/박리시킴으로써, 핑거전극인쇄패턴(105)을 형성하는 C단계와; 상기 핑거전극인쇄패턴을 상기 핑거전극용망사제판형성단계(2-1)에서 형성된 망사제판의 중앙부에 올려놓은 상태에서, 상기 핑거전극인쇄패턴의 테두리 부분을 망사와 본딩결합시키는 D단계와; 상기 본딩결합된 핑거전극인쇄패턴의 테두리 부분의 내측에 있는 망사를 제거하는 E단계;를 포함하여 상기 핑거전극용 스크린제판(300)이 제조되는 것이 특징이다.
이때, 상기 핑거전극용 스크린제판(300)을 이용하여 스크린인쇄되어지는 핑거전극(3)의 두께를 보다 높게(두껍게) 형성하여 광전하(전자) 수집 및 이동을 보다 효과적으로 하는 구성도 가능한데, 상기 핑거전극용 스크린제판(300)의 두께를 보다 높게 형성하기 위하여, 상기 핑거전극인쇄패턴형성단계(2-2)는 하기의 단계를 추가로 더 거칠 수 있다.
그 일 실시예로써, 상기 B단계를 통해 형성된 상기 1차적층도금패턴(104)의 상부면에 2차감광제(106)를 일정두께로 형성한 다음 핑거-2차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상함으로써, 핑거-2차인쇄영역을 제외한 나머지 부분의 2차감광제를 제거시킨 2차감광제패턴(107)을 형성하는 B-1단계와;
상기 2차감광제패턴(107)에 2차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층도금하여 일정 두께(높이)의 2차적층도금패턴(108)을 형성하는 B-2단계;가 추가로 더 이루어지되,
상기 C단계는, 상기 1차 및 2차적층도금패턴(104, 108)으로부터 불필요한 1차 및 2차감광제 부분을 동시에 제거/박리시킴으로써, 상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 제1박판패턴(105)을 형성하고 2차적층도금패턴(108)으로부터 제2박판패턴(109)을 일시에 형성하는 단계로 이루어지도록 하여 최종 핑거전극용 스크린제판(300)이 형성될 수 있다(도 15 참조).
또한, 다른 실시예로써, 상기 핑거전극용 스크린제판(300)에 유제(50)를 일정두께로 코팅하되,
상기 유제(50) 코팅은, 액상의 유제를 도포 및 건조하는 과정을 반복실시하여 일정두께의 유제(50)를 형성하는 도포단계; 또는 일정두께의 필름형 유제(50)를 이용하여 라미네이팅방법으로 형성시키는 라이네이팅단계; 또는 액상의 유제를 스프레이방식으로 분사하여 일정두께의 유제(50)를 형성하는 분사단계; 중 선택된 어느 하나의 단계로 이루어질 수 있으며(도 16 참조),
유제(50) 코팅이 이루어진 후에는, 인쇄패턴을 노광(60)한 다음 현상(70)하는 과정을 거쳐 최종 핑거전극용 스크린제판(300)이 제조될 수 있다.
유제코팅의 경우에는, 전주도금의 방법을 통해 제조되는 금속박판의 경우에 비하여 인쇄 스퀴즈와의 마찰력이 우수하기 때문에, 미끄럼이 방지되면서 인쇄시 스퀴즈의 유동을 최소화시켜 인쇄성이 뛰어날 수 있다.
상기 핑거전극인쇄패턴에는 가로방향의 핑거라인(3a)들이 세로방향으로 다수가 배열형성되어 있는데, 버스바전극(2)과 전기전자적으로 연통될 수 있도록 이루어진다.
상기 가로방향의 각 핑거라인(3a)들은 버스바라인(2a)과 서로 연통(연결)될 수 있도록 구성하면 되는 것이므로 전체적으로는 도 11 내지 도 14의 실시예에서와 같이 다양한 형태로 구성될 수 있다.
도 11과 같이 하나의 핑거라인(3a)이 각 버스바라인(2a)들을 전체적으로 연결할 수 있도록 하나의 장(長)직선 형태의 경우에는, 이를 스크린인쇄를 하기 위한 핑거전극인쇄패턴에 형성되는 각 핑거라인과 대응되는 패턴도 마찬가지로 하나의 장(長)직선 형태로 이루어져야 하기 때문에 세로방향의 양측 및 가로방향의 양측에서 잡아당기는 인장력에 의해 찢어지거나 또는 긴 직선형태가 고정되지 못하고 출렁거리거나 울렁거리는 현상이 발생될 우려가 있다.
따라서, 도 12 내지 도 14에서와 같이 단(短)직선이 일정 간격을 두고 배열되는 형태로 구성함이 바람직하다.
이를 위한 구성으로써, 상기 버스바전극용 스크린제판(200)에 형성되는 버스바전극인쇄패턴은, 세로방향으로 형성되는 버스바라인(2a)이 일정간격을 가지면서 다수가 가로방향으로 배열되는 형태로 이루어져, 인접한 버스바라인(2a)의 사이사이에 핑거전극형성공간(21)이 마련되고,
상기 핑거전극용 스크린제판(300)에 형성되는 핑거전극인쇄패턴은, 상기 핑거전극형성공간(21)에 가로방향으로 형성되는 핑거라인(3a)이 일정간격을 가지면서 다수가 세로방향으로 배열되는 형태로 이루어지되, 각 핑거라인(3a)의 양측에 위치한 버스바라인(2a)을 전기전자적으로 연통되도록 연결하여 구성할 수 있다.
상기 핑거라인(3a)은 그 양측단부가 상기 버스바라인(2a)에 일부만 겹쳐지도록 하여 스크린인쇄된 후의 핑거전극(2)이 버스바전극(3)과 서로 연결되도록 구성할 수 있다.(도 4 및 도 6 참조)
또한, 상기 핑거라인(3a)은, 상기 버스바라인(2a)을 3개 이상 연결시킬 수 있도록 구성할 수도 있으며(도 7 및 도 14 참조), 하나의 핑거전극형성공간(21) 내에서 세로방향으로 다수가 배열되되, 각 핑거전극형성공간(21) 간에서는 서로 교호로 배열되도록 구성할 수도 있다(도 6 및 도 13 참조).
이상과 같이 구성된 본 발명은 세로라인을 형성하는 버스바전극(2) 및 가로라인을 형성하는 핑거전극(3)을 각각 분리하여 이중으로 스크린인쇄가 가능하도록 이루어지는 것인데, 이는 솔라셀의 표면전극(특히 핑거전극)을 일정 두께와 폭의 연속된 직선형태로 제조하는 것이 효과적이고 용이할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 서로 교차하는 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)을 한 번에 스크린인쇄하기 위해서는, 스크린인쇄를 위한 스크린제판에 형성된 인쇄패턴도 버스바전극(2) 및 핑거전극(3)에 해당되는 패턴이 서로 교차하도록 형성되어야 하는데, 이때 연속된 직선형태로 형성하게되면 망사형 스크린제판이 아닌 에칭형 압연금속박 스크린제판 또는 전주도금형 금속박판 스크린제판으로는 물리적으로 불가능하게 된다. 즉, 망사형 스크린제판의 경우에는 망사의 상부에 유제를 코팅한 다음 일정 패턴을 노광하고 현상하여 인쇄패턴을 형성하기 때문에 망사 자체가 지지역할을 하고 있는 상태에서 그 사이사이로 은페이스트가 통과되면서 인쇄가 이루어질 수 있게 되지만, 에칭형 압연금속박 스크린제판 또는 전주도금형 금속박판 스크린제판에 서로 교차하는 버스바전극 및 핑거전극과 대응되는 일정 패턴을 연속된 직선형태로 형성하게 되면 가장 외곽의 패턴을 제외한 안쪽의 모든 패턴은 유지되지 못하고 떨어져 나갈 수밖에 없게 되기 때문이다.
그러나, 본 발명에 따라서 세로방향의 버스바전극(2)과 가로방향의 핑거전극(3)을 각각 분리하여 제판(200, 300)을 형성한 다음, 이를 각각 인쇄하게 되면 연속된 직선형태로 이루어지는 표면전극을 용이하게 제조할 수 있게 되는 것이다.
1 : 솔라셀모재 2 : 버스바전극
2a : 버스바라인 3 : 핑거전극
3a : 핑거라인 11 : 금속프레임
12 : 망사 20 : 금속박판
21 : 핑거전극형성공간 30 : 1차금속박판
31 : 개별인쇄공 40 : 2차금속박판
101 : 모재금속판 102 : 감광제
103 : 감광제패턴 104 : 적층도금패턴
105 : 핑거전극인쇄패턴 200 : 버스바전극용 스크린제판
300 : 핑거전극용 스크린제판 P : 1차인쇄영역
T : 2차인쇄영역
2a : 버스바라인 3 : 핑거전극
3a : 핑거라인 11 : 금속프레임
12 : 망사 20 : 금속박판
21 : 핑거전극형성공간 30 : 1차금속박판
31 : 개별인쇄공 40 : 2차금속박판
101 : 모재금속판 102 : 감광제
103 : 감광제패턴 104 : 적층도금패턴
105 : 핑거전극인쇄패턴 200 : 버스바전극용 스크린제판
300 : 핑거전극용 스크린제판 P : 1차인쇄영역
T : 2차인쇄영역
Claims (8)
- 솔라셀모재(1)에 가로,세로방향으로 교차 형성되고, 상대적으로 수 배 이상의 넓은 폭을 갖는 다수의 버스바전극(2) 및 상대적으로 좁은 폭을 갖는 다수의 핑거전극(3)을 전도성을 갖는 은페이스트로 스크린인쇄하여 형성하기 위한 스크린인쇄 방법에 있어서,
망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 버스바전극용망사제판형성단계(1-1)와; 상기 망사제판의 중앙부에 넒은 폭을 갖는 상기 버스바전극과 대응되는 버스바전극인쇄패턴을 형성하는 버스바전극인쇄패턴형성단계(1-2);를 거쳐 버스바전극용 스크린제판(200)을 형성하고,
상기 버스바전극용 스크린제판을 이용하여 전도성을 갖는 은페이스트로써 상기 솔라셀모재(1)에 스크린인쇄하여 상대적으로 넓은 폭을 갖는 상기 버스바전극(2)을 먼저 1차로 형성한 다음,
망사(12)를 사방에서 일정한 힘으로 잡아당겨 망사(12)가 일정 텐션을 갖도록 견장장치에 견장한 상태에서 금속프레임(11)을 망사(12)에 접착고정하여 망사제판을 형성하는 핑거전극용망사제판형성단계(2-1)와; 상기 망사제판의 중앙부에 상대적으로 좁은 폭을 갖는 상기 핑거전극과 대응되는 핑거전극인쇄패턴을 형성하는 핑거전극인쇄패턴형성단계(2-2);를 거쳐 핑거전극용 스크린제판(300)을 형성하고,
상기 핑거전극용 스크린제판을 이용하여 전도성을 갖는 은페이스트로써 상기 버스바전극이 형성된 솔라셀모재(1)에 스크린인쇄하여 좁은 폭을 갖는 상기 핑거전극을 2차로 형성하여서 솔라셀의 표면전극을 형성하되,
상기 버스바전극용 스크린제판(200)에 형성되는 버스바전극인쇄패턴은, 세로방향으로 직선형태로 형성되는 버스바라인(2a)이 일정간격을 가지면서 다수가 가로방향으로 배열되는 형태로 이루어져, 인접한 버스바라인(2a)의 사이사이에 핑거전극형성공간(21)이 마련되고,
상기 핑거전극용 스크린제판(300)에 형성되는 핑거전극인쇄패턴은, 상기 핑거전극형성공간(21)에 가로방향으로 직선형태로 형성되는 핑거라인(3a)이 일정간격을 가지면서 다수가 세로방향으로 배열되는 형태로 이루어지되, 각 핑거라인(3a)의 양측단에 위치한 버스바라인(2a)을 전기전자적으로 연통되도록 연결하여 이루어지고,
상기 핑거전극인쇄패턴형성단계(2-2)는,
모재금속판(101)의 일면에 1차감광제(102)를 일정두께로 형성한 다음 핑거전극과 대응되는 패턴을 노광시키고 현상하여 1차감광제패턴(103)을 형성하는 A단계와;
상기 1차감광제패턴(103)에 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층도금하여 일정 두께(높이)의 1차적층도금패턴(104)을 형성하는 B단계와;
상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 불필요한 1차감광제 부분을 제거/박리시킴으로써, 박판패턴(105)을 형성하는 C단계와;
상기 박판패턴을 상기 핑거전극용망사제판형성단계(2-1)에서 형성된 망사제판의 중앙부에 올려놓은 상태에서, 상기 박판패턴의 테두리 부분을 망사와 본딩결합시키는 D단계와;
상기 본딩결합된 박판패턴의 테두리 부분의 내측에 있는 망사를 제거하는 E단계;를 포함하여 상기 핑거전극용 스크린제판(300)이 형성되고,
상기 B단계를 통해 형성된 상기 1차적층도금패턴(104)의 상부면에 2차감광제(106)를 일정두께로 형성한 다음 핑거-2차인쇄영역 패턴을 노광시키고 현상함으로써, 핑거-2차인쇄영역을 제외한 나머지 부분의 2차감광제를 제거시킨 2차감광제패턴(107)을 형성하는 B-1단계와;
상기 2차감광제패턴(107)에 2차 전주도금의 방법으로 금속전주도금재를 일정시간 적층도금하여 일정 두께(높이)의 2차적층도금패턴(108)을 형성하는 B-2단계;가 추가로 더 이루어지되,
상기 C단계는, 상기 1차 및 2차적층도금패턴(104, 108)으로부터 불필요한 1차 및 2차감광제 부분을 동시에 제거/박리시킴으로써, 상기 1차적층도금패턴(104)으로부터 제1박판패턴(105)을 형성하고 2차적층도금패턴(108)으로부터 제2박판패턴(109)을 일시에 형성하여 최종 핑거전극용 스크린제판(300)이 형성되는 단계로 이루어지며,
상기 핑거전극용 스크린제판(300)에 형성되는 각 핑거라인(3a)은, 그 양측단부가 상기 버스바라인(2a)의 일부만 겹쳐지도록 구성되어, 단(短)직선이 일정 간격을 두고 배열되는 형태로 구성되되,
상기 핑거라인(3a)의 양측단부는 서로 인접한 버스바라인(2a)에 각각 연결되도록 이루어지거나; 또는 상기 핑거라인(3a)은 상기 버스바라인(2a)을 3개 이상 연결시킬 수 있도록 이루어지거나; 또는 상기 핑거라인(3a)은 하나의 핑거전극형성공간(21) 내에서 세로방향으로 다수가 배열되되 각 핑거전극형성공간(21) 간에서는 서로 교호로 배열되도록 이루어지는 것 중 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 서로 다른 폭을 갖는 솔라셀 표면전극을 형성하기 위한 이중 스크린인쇄 방법.
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- 제 1항에 있어서,
상기 핑거전극용 스크린제판(300)에 유제(50)를 일정두께로 코팅하되,
상기 유제(50) 코팅은,
액상의 유제를 도포 및 건조하는 과정을 반복실시하여 일정두께의 유제(50)를 형성하는 도포단계; 또는,
일정두께의 필름형 유제(50)를 이용하여 라미네이팅방법으로 형성시키는 라이네이팅단계; 또는,
액상의 유제를 스프레이방식으로 분사하여 일정두께의 유제(50)를 형성하는 분사단계; 중 선택된 어느 하나의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서로 다른 폭을 갖는 솔라셀 표면전극을 형성하기 위한 이중 스크린인쇄 방법.
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JP2015112832A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 信越化学工業株式会社 | スクリーン印刷用メタルマスク及び太陽電池の製造方法 |
KR101799727B1 (ko) * | 2017-03-21 | 2017-11-21 | 주식회사 원일아이엠 | 솔라셀의 표면전극 형성을 위한 스크린제판 및 그 제조방법 |
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2018
- 2018-08-22 KR KR1020180098256A patent/KR102044014B1/ko active IP Right Grant
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