光伏背板玻璃作为双玻组件必不可少的关键材料,将随之迎来广阔的市场空间。双玻组件以耐候性、耐腐蚀性更好的光伏背板玻璃替代传统组件背板材料PVDF薄膜(可燃物),提高组件防火等级、防水等级,降低PID衰减,延长组件的使用寿命。
光伏背板玻璃通常需要印刷白色油墨,以提高背板对光的反射率,从而提高整个光伏组件的电转换率和功率,增加发电收益。丝网印刷具有成本低、附着力强、墨层厚实等特点,因此广泛应用于光伏背板玻璃的生产。
但是,丝网印刷工艺对光伏背板玻璃产品的质量影响较大,间接影响到双玻组件的推广应用,因此研究光伏背板玻璃丝网印刷工艺对双玻光伏发电具有非常重要的意义。
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油墨边缘缺陷主要是承印在玻璃上的油墨边缘处出现的锯齿状缺陷(如图1)和直线度不够(如图2)。出现油墨层边缘缺陷会影响印刷成品的外观,严重的会造成背板玻璃成品的报废。
①在制作网版时,曝光时间过长或者过短,印刷图案还未完全显影,导致印刷版面图案周围产生锯齿状;
②感光胶的分辨力达不到要求,造成部分精细的线条出现残缺;
③在制作网版的过程中,由于是人工操作,涂覆感光胶时下手轻重不同造成感光胶厚度不均匀,进而导致网版的版面有细微不平,在印刷时网版与玻璃之间存在间隙造成油墨悬空渗透;
④在版面的短边上极容易出现感光胶掉落造成的糊版现象;
①严格控制合适的曝光时间来保证丝印网面的平整光滑以及网版线条边缘的整齐;
③制版涂覆感光胶时着力要保持均匀,要选择膨胀系数小的感光胶;
④在短边上印刷处的边缘贴上胶带保护网版,防止感光胶刮落;
针孔是丝网印刷过程中极易出现的问题,因其缺陷大小如针般大小而得名,通常是一个或者几个出现在印刷版面的某一区域,如图3、图4所示。
①丝印房中洁净措施没有做好造成有较大的灰尘或者颗粒落入油墨桶或者网版上;
②油墨在调配过程中没有搅拌均匀或者油墨桶盖干燥的墨皮混入油墨中,在印刷过程中将网孔堵住;
③由于经济上考量而使用了没有清洗干净的旧网版,旧网版本身附着的油墨会导致印刷过程中油墨的通过量不够;
④回油刀有损伤或者缺失,在回油过程中损伤对应的版面上会出现刮痕,导致在印刷过程中此刮痕处油墨通过量减少;
②正常搅拌后的油墨不要重新使用网筛进行过滤,将一些杂质筛选出去;
③在保存使用后的网版时,一定要多次清洗,以保证完全清洗干净;
④使用砂纸认真仔细打磨回油刀,来保证其表面没有划痕以及损伤;
附着力是光伏玻璃测试中的一项重要指标,通常采用百格法来进行测试。
①被印刷的玻璃未清洗干净,其表面上有灰尘、水、胶带等杂质,造成油墨与玻璃接触不良;
①定期地保养及调整丝印房入口处的清洗机,保证进入丝印房的玻璃完全被清洗干净;
糊版也叫做堵版,指的是网版通孔部分未能使油墨通过,导致印刷版面上局部的丝印缺失。糊版不仅会影响印刷的质量,严重的时候,还会造成产品的不合格。
图5为印刷成品上因为糊版造成的缺陷,图6为网版上相对应位置上的糊版现象。
③玻璃表面没有清洗干净,存在灰尘、胶带印、手印等脏污;
⑥网版在放在仓库保存的过程中没有做好密封措施,让灰尘或者其他杂质附着在上面,在印刷前没有处理掉;
⑦印刷过程中,印刷压力过大而导致刮墨刀弯曲,刮墨刀与版面呈面接触而非线接触,油墨通过网版的量变少,导致油墨容易残留在网版上,逐渐积累在一起形成结块;
⑧网版与玻璃之间的网距较小,在印刷完成后网版的回弹力也较小,回弹速度变慢,回弹的过程中不能及时脱离玻璃,油墨粘附网版上,造成糊版。
①检查油墨内是否有杂质,必要时使用滤网过滤一次油墨或者选用粒径更小的油墨;
④严格控制车间内温度20℃,湿度在45%~60%左右;
⑤避免长时间停机,停机处理时要快速准确地解决问题;
图像变形一般会对产品的留白造成影响,使某条边的留白偏大而对应的边上的留白偏小,因此引起产品的报废。
①刮墨刀的压力太大,在印刷过程中刮墨刀与网版呈面接触,使丝网伸缩,造成印刷图像变形;
①将刮墨刀的压力调低,使刮板在印刷时与网版呈线接触;
印刷成品的印刷边缘与玻璃边缘的距离是有一定要求的,但是在印刷过程中容易超过要求,主要原因有两点:①磨边工艺不完善,造成玻璃的对角线偏差大(超过3mm以上);②丝网印刷机的定位装置出现问题或者没有准确定位。解决的方法:①完善磨边工艺,控制玻璃的对角线在1mm以内;②丝网印刷机在开机前必须校准定位装置,玻璃在试生产过程中一定要定位准确。
①在搅拌油墨时,加入的稀释剂的量不正确,或者虽然油墨与稀释剂的配比是正确的,但是在油墨中混入了墨皮或者其他杂质,在印刷时将网版堵住,使油墨无法正常通过;
②对于旧网版的处理不恰当,并未对其清洗干净并进行保存,导致在印刷时其印刷部分有残余油墨;
③刮墨刀的刀刃有损伤,在印刷时会沿刮墨刀的移动的方向出现条纹,这些条纹上对应的印刷部位容易出现明显的着墨不匀现象;
④印刷台平整度不够,凸部对应的玻璃印刷后墨层薄,凹部对应的玻璃印刷后墨层厚。
①使用正确配比的油墨,调配后的油墨一定要用滤网过滤一次;
③在拿取刮墨刀的时候,必须要注意很好地保护刮墨刀的前端,不要碰到或者磕到,出现损伤后,及时地用研磨机进行重新研磨;
太阳能光伏玻璃丝网印刷容易出现的问题很多,要采取“具体问题,具体分析”的方法对出现的问题进行判断和解决。
该文结合笔者实际生产经验,对容易出现的油墨层边缘缺陷、针孔、附着力不够、糊版、图像变形、尺寸(留白)偏差、着墨不均匀等问题以及原因进行了探究,并给出了相应的解决方案,希望能对行业其他公司的生产有一定到指导作用。
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原文始发于微信公众号（光伏产业通）：光伏背板玻璃生产过程存在的问题和解决方法
