光伏背板玻璃生產過程存在的問題和解決方法

章 榕，張加玉，張亞明，王怡馨

(中建材(合肥)新能源有限公司，合肥 230088)

在我國裝機需求以及海外市場的帶動下，光伏產業呈現穩定增長的發展態勢[1]。近日，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》發布，國家對光伏等新能源的重視又提升到了新的高度，光伏產業有望迎來新一輪爆發式增長。特別是雙玻光伏組件，具有發電量高、抗PID(電勢誘導衰減)性強、可靠性高等優異性能，是晶硅光伏組件的重要發展方向，同時因其重量輕、防火等級高，更適用于戶用屋頂等荷載能力和防火要求較高的分布式電站[2]。

光伏背板玻璃作為雙玻組件必不可少的關鍵材料，也將隨之迎來廣闊的市場空間。雙玻組件以耐候性、耐腐蝕性更好的光伏背板玻璃替代傳統組件背板材料PVDF薄膜(可燃物)，提高組件防火等級、防水等級，降低PID衰減，延長組件的使用壽命。

光伏背板玻璃通常需要印刷白色油墨，以提高背板對光的反射率，從而提高整個光伏組件的電轉換率和功率，增加發電收益[3]。絲網印刷具有成本低、附著力強、墨層厚實等特點，因此廣泛應用于光伏背板玻璃的生產。但是，絲網印刷工藝對光伏背板玻璃產品的質量影響較大，間接影響到雙玻組件的推廣應用，因此研究光伏背板玻璃絲網印刷工藝對雙玻光伏發電具有非常重要的意義。筆者從實際生產經驗出發，探討了絲網印刷過程中常見問題原因及解決方法。

1 常見問題及其解決方法

1.1 油墨層邊緣缺陷

油墨邊緣缺陷主要是承印在玻璃上的油墨邊緣處出現的鋸齒狀缺陷(如圖1)和直線度不夠(如圖2)。出現油墨層邊緣缺陷會影響印刷成品的外觀，嚴重的會造成背板玻璃成品的報廢。

一般出現油墨層缺陷的原因有：①在制作網版時，曝光時間過長或者過短，印刷圖案還未完全顯影，導致印刷版面圖案周圍產生鋸齒狀；②感光膠的分辨力達不到要求，造成部分精細的線條出現殘缺；③在制作網版的過程中，由于是人工操作，涂覆感光膠時下手輕重不同造成感光膠厚度不均勻，進而導致網版的版面有細微不平，在印刷時網版與玻璃之間存在間隙造成油墨懸空滲透；④在版面的短邊上極容易出現感光膠掉落造成的糊版現象[4]；⑤網版松弛張力小或者印刷時設置的網距過大；⑥刮板壓力過大。

相應的，該文采取六點措施來解決這個問題：①嚴格控制合適的曝光時間來保證絲印網面的平整光滑以及網版線條邊緣的整齊；②選擇解象性優異的感光膠；③制版涂覆感光膠時著力要保持均勻，要選擇膨脹系數小的感光膠；④在短邊上印刷處的邊緣貼上膠帶保護網版，防止感光膠刮落；⑤更換張力足夠的網版，適當地減小網距；⑥減小刮板的壓力，印刷時適當地減小網距。

1.2 針孔

針孔是絲網印刷過程中極易出現的問題，因其缺陷大小如針般大小而得名，通常是一個或者幾個出現在印刷版面的某一區域，如圖3、圖4所示。

造成針孔的原因可能是多方面的：①絲印房中潔凈措施沒有做好造成有較大的灰塵或者顆粒落入油墨桶或者網版上；②油墨在調配過程中沒有攪拌均勻或者油墨桶蓋干燥的墨皮混入油墨中，在印刷過程中將網孔堵住；③由于經濟上考量而使用了沒有清洗干凈的舊網版，舊網版本身附著的油墨會導致印刷過程中油墨的通過量不夠；④回油刀有損傷或者缺失，在回油過程中損傷對應的版面上會出現刮痕，導致在印刷過程中此刮痕處油墨通過量減少[5]；⑤玻璃的厚度不均勻。

解決方案如下：①進出絲印房要隨手關門，保證絲印房內的潔凈度；②正常攪拌后的油墨不要重新使用網篩進行過濾，將一些雜質篩選出去；③在保存使用后的網版時，一定要多次清洗，以保證完全清洗干凈；④使用砂紙認真仔細打磨回油刀，來保證其表面沒有劃痕以及損傷；⑤選用厚度一致的玻璃進行印刷。

1.3 附著力不夠

附著力是光伏玻璃測試中的一項重要指標，通常采用百格法來進行測試。造成附著力不夠的原因一般有三點：①被印刷的玻璃未清洗干凈，其表面上有灰塵、水、膠帶等雜質，造成油墨與玻璃接觸不良[6]；②油墨本身粘結力不夠或未選用合適的稀釋劑；③玻璃鋼化溫度不夠。

解決附著力不夠的方案：①定期地保養及調整絲印房入口處的清洗機，保證進入絲印房的玻璃完全被清洗干凈；②更換粘結力更高的油墨或選用恰當的稀釋劑；③適當調整鋼化溫度。

1.4 糊版

糊版也叫做堵版，指的是網版通孔部分未能使油墨通過，導致印刷版面上局部的絲印缺失。糊版不僅會影響印刷的質量，嚴重的時候，還會造成產品的不合格。圖5為印刷成品上因為糊版造成的缺陷，圖6為網版上相對應位置上的糊版現象。

造成糊版問題一般有以下原因：① 油墨的顆粒度過大或者有雜質；②網版孔徑太小；③玻璃表面沒有清洗干凈，存在灰塵、膠帶印、手印等臟污；④車間溫度和濕度控制不當；⑤停機時間過長；⑥網版在放在倉庫保存的過程中沒有做好密封措施，讓灰塵或者其他雜質附著在上面，在印刷前沒有處理掉；⑦印刷過程中，印刷壓力過大而導致刮墨刀彎曲，刮墨刀與版面呈面接觸而非線接觸，油墨通過網版的量變少，導致油墨容易殘留在網版上，逐漸積累在一起形成結塊[7]；⑧網版與玻璃之間的網距較小，在印刷完成后網版的回彈力也較小，回彈速度變慢，回彈的過程中不能及時脫離玻璃，油墨粘附網版上，造成糊版。

糊版問題的解決方案：①檢查油墨內是否有雜質，必要時使用濾網過濾一次油墨或者選用粒徑更小的油墨；②更換較粗的網版；③保證進入絲印房內玻璃的潔凈度；④嚴格控制車間內溫度20 ℃，濕度在45%～60%左右；⑤避免長時間停機，停機處理時要快速準確地解決問題；⑥網版在上機前進行清洗，除去表面灰塵及雜物；⑦ 適當調整刮刀壓力；⑧調整合適的網版間隙參數。

1.5 圖像變形

圖像變形一般會對產品的留白造成影響，使某條邊的留白偏大而對應的邊上的留白偏小，因此引起產品的報廢。

造成圖像變形的原因主要有：①刮墨刀的壓力太大，在印刷過程中刮墨刀與網版呈面接觸，使絲網伸縮，造成印刷圖像變形；②網距間隙過大，造成刮膠壓力太大，引起圖像變形[8]。

解決的辦法：①將刮墨刀的壓力調低，使刮板在印刷時與網版呈線接觸；②將網距調低。

1.6 尺寸(留白)偏差

印刷成品的印刷邊緣與玻璃邊緣的距離是有一定要求的，但是在印刷過程中容易超過要求，主要原因有兩點：①磨邊工藝不完善，造成玻璃的對角線偏差大(超過3 mm以上)；②絲網印刷機的定位裝置出現問題或者沒有準確定位。

解決的方法：①完善磨邊工藝，控制玻璃的對角線在1 mm以內；②絲網印刷機在開機前必須校準定位裝置，玻璃在試生產過程中一定要定位準確。

1.7 著墨不均勻

著墨不均勻，會造成外觀上的一些影響。一般造成著墨不均勻的原因有：①在攪拌油墨時，加入的稀釋劑的量不正確，或者雖然油墨與稀釋劑的配比是正確的，但是在油墨中混入了墨皮或者其他雜質，在印刷時將網版堵住，使油墨無法正常通過[9]；②對于舊網版的處理不恰當，并未對其清洗干凈并進行保存，導致在印刷時其印刷部分有殘余油墨；③刮墨刀的刀刃有損傷，在印刷時會沿刮墨刀的移動的方向出現條紋，這些條紋上對應的印刷部位容易出現明顯的著墨不勻現象；④印刷臺平整度不夠，凸部對應的玻璃印刷后墨層薄，凹部對應的玻璃印刷后墨層厚[10]。

對應的解決方法：①使用正確配比的油墨，調配后的油墨一定要用濾網過濾一次；②使用舊網版之前要對其進行全面徹底的清洗；③ 在拿取刮墨刀的時候，必須要注意很好地保護刮墨刀的前端，不要碰到或者磕到，出現損傷后，及時地用研磨機進行重新研磨；④ 重新校準印刷平臺的平整度。

2 結 論

太陽能光伏玻璃絲網印刷容易出現的問題很多，要采取“具體問題，具體分析”的方法對出現的問題進行判斷和解決。該文結合筆者實際生產經驗，對容易出現的油墨層邊緣缺陷、針孔、附著力不夠、糊版、圖像變形、尺寸(留白)偏差、著墨不均勻等問題以及原因進行了探究，并給出了相應的解決方案，希望能對行業其他公司的生產有一定到指導作用。