1. 太陽電池セル 1.太陽電池セルの情報マークについて 太陽電池セルの生産ラインは、同一ロットで1日あたり約20,000個生産できるため、同一生産ラインの製品には製造工程でロゴが直接印刷されており、将来の製品品質問題の管理が容易になり、問題を発見できるようになります。どの生産ラインで、どの日に、どのチームが太陽電池を生産したかに問題がある。上記の理由を考慮すると、生産プロセス中に太陽電池にこれらの情報をマーキングするための印刷技術を見つけることが急務となっています。この情報が生産ラインでランダムにマークされる場合、現時点ではインクジェット印刷が唯一の方法です。その理由は、 ① 太陽電池は面照明によりエネルギーを得ることから、受光面積をできるだけ大きく確保する必要がある。したがって、太陽電池にラベル情報をラベルするプロセスでは、ラベル情報が太陽電池の表面に占める面積をできるだけ小さくし、日付、製造バッチなどの 4 つのデジタル情報を含むことが求められます。約 2 ～ 3 mm の距離内にマークを付ける必要があります。② マークされた情報は、記録すべき情報の変化に応じて継続的に変化し、コンピュータシステムにより直接制御できることが要求される。③上記2つの要件に加えて、組立ラインでの生産を実現するために、ラベル情報の速度と太陽電池の生産速度を調整する必要があります。④印刷ロゴについては、太陽電池を800℃の高温で焼成し、機器で容易にロゴを識別できることも求められます。⑤太陽電池の情報マークに使用する色材は、製造工程で電極ラインの印刷に使用する銀ペーストを使用することが望ましい。銀ペーストの粒径が合えば使用可能です。2. 太陽電池の電極ラインの新印刷方法 現在使用されているスクリーン印刷はコンタクト印刷であり、必要な電極ラインを印刷するにはある程度の印圧が必要です。技術の向上により太陽電池の薄膜化が進む中、この従来のスクリーン印刷法をそのまま使用すると、製造工程中に太陽電池が潰れてしまい、製品の品質に影響を与える可能性があります。保証されていません。したがって、太陽電池の電極配線の要求に応える、印圧なし、非接触の新たな印刷方法の開発が求められています。電極線の要件：15cm×15cmの正方形の中に多数の電極線を張り出し、その電極線の太さは90μm、高さは20μm、一定の断面積が必要です。電流の流れを確保します。また、太陽電池の電極ラインの印刷も1秒以内に完了することが求められます。2. インクジェット印刷技術 1. インクジェット印刷方式 インクジェット印刷方式には 20 種類以上あります。基本原理は、最初に小さなインク滴を生成し、それを設定位置に誘導することです。大きく分けて連続印刷と断続印刷に分けられます。いわゆる連続インクジェットは、印刷か非印刷かに関係なく連続的にインク滴を生成し、非印刷インク滴を再利用または分散します。一方、間欠インクジェットでは印刷部分にのみインク滴が生成されます。。①連続インクジェット印刷 インク滴を偏らせて印刷したインク流に加圧、吐出、振動を与え、小さなインク滴に分解します。電界を通過した後、静電効果により、小さなインク滴は、電界上を飛行した後の帯電の有無に関係なく、前方に真っ直ぐに飛行します。偏向した電磁場を通過すると、大きな電荷を持ったインク滴が強く引き付けられるため、より大きな振幅まで曲がります。そうしないと、たわみが小さくなります。帯電していないインク滴はインク回収溝に蓄積され、再利用されます。ずれのないインク滴による印刷は、上記のタイプと非常によく似ています。唯一の違いは、逸脱した電荷はリサイクルされ、逸脱していない電荷は直接印刷されて印刷されることです。未使用のインク滴は帯電して分割され、インクの流れは依然として加圧されてノズルから噴射されますが、チューブの穴はより細く、直径は約 10 ～ 15 μm です。チューブの穴は非常に細かいため、噴射されたインク滴は自動的に非常に小さなインク滴に分解され、その後、これらの小さなインク滴は同じ電極の帯電リングを通過します。これらのインク滴は非常に小さいため、同じ電荷が互いに反発し、これらの帯電したインク滴が再び霧に分裂します。このとき方向性が失われ、印刷できなくなります。対照的に、非帯電インクは分割されてインプリントを形成しないため、連続階調印刷に使用できます。②インクジェット間欠印刷。静電気で引っ張られる。インク吐出時の静電引力により、ノズル孔のインクは凸状の半月状となり、電極板と重ね合わされます。平行電極板にかかる高電圧により、凸インクの表面張力が損傷します。その結果、インク滴は静電力によって引き抜かれます。これらのインク滴は静電気を帯びており、垂直または水平に偏向したり、設定位置に発射したり、遮蔽板上に回収したりすることができます。サーマルバブルインクジェット方式。インクは瞬間的に加熱され、抵抗器付近の気体が膨張し、少量のインクが水蒸気となり、ノズルからインクが押し出され、紙に飛んで印刷されます。インク滴が吐出されるとすぐに温度が下がり、インクカートリッジ内の温度も急激に下がり、はみ出したインクは毛細管現象によりインクカートリッジ内に引き戻されます。2. インクジェット印刷の応用 インクジェット印刷は、非接触、無圧力、無版のデジタル印刷方法であるため、従来の印刷に比べて比類のない利点があります。基板の材質や形状には関係ありません。紙や印刷版のほか、金属、陶磁器、ガラス、シルク、繊維などにも使用でき、高い適応力を持っています。一方、インクジェット印刷は、フィルム、焼き付け、面付け、印刷等の工程が不要であり、印刷分野で広く使用されている。3. インクジェット印刷におけるインク制御 インクジェット印刷では、確実な結果を得るために、印刷インクのパラメータを適切に制御する必要があります。印刷時に制御する条件には以下のようなものがあります。①インクジェットヘッドを目詰まりさせないために、0.2μmのフィルターを通過させる必要があります。②塩化ナトリウム含有量が100ppm以下であること。塩化ナトリウムは染料を沈降させますが、塩化ナトリウムは腐食性があります。特にバブルインクジェットシステムでは、ノズルが腐食しやすくなります。ノズルはチタン金属でできていますが、高温では塩化ナトリウムによって腐食されます。③粘度コントロールは1～5cp（1cp=1×10-3Pa・S）です。マイクロ圧電インクジェット システムにはより高い粘度要件があり、バブル インクジェット システムにはより低い粘度要件があります。④表面張力は30～60dyne/cm(1dyne=1×10-5N)です。マイクロ圧電インクジェット システムの表面張力要件は低く、バブル インクジェット システムの表面張力要件は高くなります。⑤乾燥速度は適度であること。速すぎると、インクジェットヘッドが詰まったり、インクが破損したりしやすくなります。遅すぎると広がりやすくなり、深刻なドットの重なりが発生します。⑥安定性。バブル インクジェット システムではインクを 400°C の高温に加熱する必要があるため、バブル インクジェット システムで使用される染料の熱安定性はより優れています。染料が高温に耐えられない場合、分解したり変色したりしてしまいます。コストを削減するために、太陽電池メーカーは、太陽電池に使用されるシリコンウェーハをますます薄くすることを要求しています。従来のスクリーン印刷を使用すると、圧力によりシリコンウェハーが潰れてしまいます。インクジェット印刷技術は圧力のない印刷であり、インクジェット ヘッドを追加することで生産速度を向上させることができます。近い将来、この分野でインクジェット印刷技術がさらに発展することは間違いありません。
投稿日時: 2023 年 12 月 14 日