KR101138097B1

KR101138097B1 - 태양 전지 생산 방법

Info

Publication number: KR101138097B1
Application number: KR1020107004975A
Authority: KR
Inventors: 클라우스 메쯔너
Original assignee: 만쯔 아우토마티온 아게
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2012-04-24
Anticipated expiration: 2028-08-27
Also published as: KR20100054820A; EP2193548A2; CN101803034A; WO2009030409A3; WO2009030409A2; DE102007041057A1

Abstract

태양 전지(10, 11)를 생산하는 방법으로, 태양 전지(10, 11)는 다수의 생산 단계에서 스크린 프린팅 방법에 따라 프린팅되며, 제1프린팅 작업을 위한 태양 전지(10, 11)는 닥터의 프린팅 방향(18)에 대해 제1방위로 정렬되고, 제2프린팅 작업에서는 프린팅 방향에 대해 다른 방위로 정렬된다. 이로 인해, 태양 전지(10, 11)는 사각형 구조물의 프린팅을 위해 항상 최적으로 정렬된다.

Description

태양 전지 생산 방법{METHOD FOR PRODUCING A SOLAR CELL}

본 발명은 다수의 생산 단계에서 스크린 프린팅 방법에 따라 태양 전지가 프린팅되는 태양 전지를 생산하는 방법에 관한 것이다.

생산시 스크린 프린팅 방법을 사용하여 태양 전지의 전면 뿐만 아니라 후면도 프린팅하는 것으로 알려져 있으며, 상기 전면은 수광측(light receiving side)이다. 종래 기술에 있어서, 프린팅되는 태양 전지 및 프린팅 방향은 서로에 대해 고정된 설정의 불변의 방향을 갖는다.

오늘날 스크린 프린팅에는 두가지 형태의 프린팅 유니트, 즉 플랫 스크린 프린팅 유니트 및 로터리 스크린 프린팅 유니트가 사용되고 있다. 플랫 스크린 프린팅 유니트에서, 프린팅 방향은 일반적으로 기판상의 닥터(doctor)의 이동 방향을 나타낸다. 로터리 스크린 프린팅 유니트에서, 프린팅 방향은 기판의 이송 방향에 의해 한정된다.

스크린 프린팅의 중요한 기준은 닥터가 스크린 위로 이동한 후, 이른바 스크린 점프후 기판으로부터의 스크린 방출이다.

하기의 논의는 원칙적으로 로터리 프린팅 유니트에도 적용되는 플랫 스크린 프린팅에 의한 관계를 설명하고 있다.

프린팅 반죽물(paste)은 점도가 높은 액체이기 때문에, 프린팅될 영역 위로 닥터가 이동하면 초기에 스크린을 기판(태양 전지)상에 제지하는 강력한 점착력이 활성적으로 된다. 방출은 스크린의 매우 강한 인장을 통해 이루어질 수 있다. 그러나, 스크린 점프는 다양한 프린팅 변수(반죽물, 스크린 조건, 프린트 영상)에 의존하는 시간을 필요로 한다. 스크린 점프에 필요한 시간은 중요한 양(quantity) 이다. 이러한 이유로 인해, 오늘날에는 기판이 더 이송되기 전에 스크린을 상향으로(기판으로부터) 이동하는 것이 일반적인데, 이것은 스크린 점프를 선호한다. 상기 스크린 점프는 예를 들어 전체 영역 후면 프린트 또는 도전체 레일 등과 같은, 태양 전지의 경우 이른바 핑거 또는 버스 바아(사각형 구조물) 등과 같이, 만일 프린트 영상이 방해없이 물체의 전체 폭에 프린팅되어야만 할 경우 언제나 어려운 것으로 판명되었다. 태양 전지 전면의 프린팅시 각각의 수많은 핑거 등과 같은 프린팅 구조물의 각각의 방해는 만일 이들이 닥터 이동 방향으로 프린팅되면, 스크린 점프를 단순화한다.

전면 접촉을 위한 버스 바아 및 핑거의 프린팅, 즉 태양 전지 전면의 프린팅은 기술적으로 가장 위대한 도전을 구성하고 있다. 따라서, 가능하다면 닥터 이동 방향 또는 프린팅 스크린의 방향(orientation)을 향한 태양 전지의 위치조정은 이러한 처리 단계를 위해 최적으로 선택된다. 이것은 태양 전지 전면의 핑거가 닥터의 이동 방향으로 프린팅된다는 것을 의미한다. 그러나, 태양 전지 후면상의 버스 바아는 태양 전지 전면의 핑거에 대해 횡방향으로 향하게 된다. 만일 태양 전지가 태양 전지 전면의 최적 프린팅이 가능하도록 향하게 되면, 이것은 태양 전지에 대한 닥터 이동의 정밀한 정렬로 인해 태양 전지 후면의 프린팅이 열약한 조건하에서 발생된다는 것을 의미하는데, 그 이유는 태양 모듈의 전체 폭이 방해없이 닥터 이동 방향에 대해 횡방향으로 프린팅되어야 하기 때문이다. 이것은 스크린 점프가 가장 어렵고 적절한 처리 세팅을 통해 보장되어야 하는 것이다.

가능한 해결책으로는 대기 시간을 실행하는 것이다. 그러나, 이것은 프린팅 사이클을 연장시킨다. 선택적으로, 스크린은 프린팅의 말단에서 상향으로 이동될 수도 있다. 이것은 프린팅 사이클도 연장시킨다. 또한, 스크린 인장을 증가시킬 수도 있다. 그러나, 이것은 스크린의 수명을 단축시킨다.

본 발명의 목적은 프린팅 사이클이 단축되고 스크린의 수명이 증가될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 적어도 제1프린팅 작업을 위한 프린팅 방향 및 태양 전지는 서로에 대해 제1방향으로 향하고 적어도 또 다른 프린팅 작업에서는 서로에 대해 다른 방향으로 향하는, 서두에 언급한 형태의 방법을 통해 매우 간단하면서도 놀라운 방식으로 달성된다. 따라서, 태양 전지는 닥터의 닥터 이동 방향에 대해 제1방향으로 또는 태양 전지의 이송 방향으로 적어도 하나의 제1프린팅 작업을 위해 정렬되며, 또한 닥터의 이동 방향 또는 태양 전지의 이송 방향에 대해 다른 방향으로 적어도 하나의 다른 프린팅 작업을 위해 정렬된다. 이러한 수단을 통해, 태양 전지는 모든 프린팅 작업을 위해, 양호하기로는 사각형 프린팅 구조물을 위해 닥터 이동 방향 또는 이송 방향에 대해 최적으로 정렬되는 것이 보장되므로; 상술한 스크린 점프시의 단점을 대부분 피할 수 있다. 이것은 프린팅 스크린이 적은 부하에 노출되며 이에 따라 프린팅 스크린의 장기간 내구성이 달성된다는 것을 의미한다. 이와 함께, 프린팅 사이클이 실질적으로 단축된다. 상기 방법이 실행되는 플랜트의 생산성이 증가된다. 또한, 각각의 프린팅 작업의 품질이 향상된다. 이러한 새로운 방법의 장점은 로터리 스크린 프린팅 유니트와 동일한 방식으로 플랫 스크린 프린팅 유니트에도 적용된다.

특히 선호되는 방법에 의해, 프린팅될 태양 전지는 적어도 하나의 프린팅 작업 이전에 90°회전된다. 이로 인해, 이전의 프린팅 작업과 비교하였을 때, 태양 전지는 닥터 이동 방향 또는 이송 방향에 대해 다른 방위를 갖는다. 따라서, 이미 프린팅된 구조물과 직교하도록 배치된 사각형 구조물은 이전의 프린팅 작업에서 적용된 사각형 구조물과 동일한 닥터 이동 방향 또는 이송 방향으로 적용될 수 있다. 원칙적으로, 태양 전지를 90°회전하는 대신에 닥터의 이동 방향을 90°변화시키거나 또는 90°옵셋된 이동 방향을 갖는 제2닥터를 사용하는 것도 고려될 수 있다. 각각의 경우에 있어서, 본 발명에 따른 태양 전지는 2개의 상이한 프린팅 작업을 위해 닥터 이동 방향 또는 이송 방향에 대해 상이한 방위를 포함한다.

만일 각각의 프린팅 작업에서 적어도 일부의 사각형 구조물이 프린팅 방향으로, 즉 닥터의 이동 방향 또는 태양 전지의 이송 방향으로 프린팅된다면, 스크린 점프에 대한 또 다른 최적화가 얻어진다.

이러한 방법에 의해, 제1프린팅 작업에서 전류 레일(current rail)(버스 바아)은 예를 들어 은 반죽물 등과 같은 프린팅 반죽물로 태양 전지 후면에 프린팅될 수 있다. 이러한 방법은 공지의 종래 기술과는 정반대이며, 태양 전지 후면상의 버스 바아는 닥터 이동 방향에 대해 횡방향으로 향하며, 그 결과, 스크린 점프중 상술한 바와 같은 단점이 유발된다. 플랫 스크린 프린팅 유니트에 의해, 이것은 프린팅중 닥터는 프린팅될 버스 바아의 신장 방향으로 이동되는 것을 의미한다.

또한, 제2프린팅 작업에서, 태양 전지 후면은 예를 들어 알루미늄 반죽물 등과 같은 프린팅 반죽물로 양호하게 프린팅되며, 프린팅 방향은 이미 프린팅된 버스 바아의 신장 방향이 된다. 플랫 스크린 프린팅 유니트로, 이것은 닥터가 이미 프린팅된 버스 바아의 신장 방향으로 이동되는 것을 의미한다. 이것은 제1 및 제2프린팅 작업이 프린팅 방향에 대응하는, 동일하게 남아 있는 전지의 이송 방향 또는 닥터 이동 방향에 대해 태양 전지의 방향으로 실행되는 것을 의미한다.

제3프린팅 작업에 있어서, 버스 바아 및 핑거는 예를 들어 은 반죽물 등과 같은 프린팅 반죽물로 태양 전지 전면에 프린팅되며, 프린팅 방향은 프린팅될 핑거의 신장 방향이 된다. 플랫 스크린 프린팅 유니트로, 이것은 프린팅중 닥터가 프린팅될 핑거의 신장 방향으로 이동되는 것을 의미한다. 이를 통해, 매우 얇은 핑거가 최적의 정밀도로 프린팅되고 방해없이 작동되는 것이 보장된다. 또한, 초기에 태양 전지 전면을 프린팅하고 이어서 태양 전지 후면을 프린팅할 수도 있다. 이 경우, 태양 전지는 태양 전지 전면의 프린팅에 이어 닥터 이동 방향에 대해 재지향되어야만 한다. 따라서 "제1 내지 제3프린팅 작업" 의 프린트 아웃(print-out)은 프린팅 작업의 시간 시퀀스에 관련될 수 있지만, 이것이 필수적인 것은 아니다.

만일 적어도 하나의 프린팅 작업 이전에 태양 전지가 파지기에 의해 파지되어 프린팅 방향으로 지향하였다면 특별한 장점을 얻을 수 있다. 상기 파지기로는 베르누이 파지기가 양호하게 사용될 수 있다. 태양 전지 전면이 프린팅되는 제3프린팅 작업 이전에, 태양 전지는 파지기에 의해 90°회전된다.

상기 방법이 실행되는 플랜트의 생산성은 만일 적어도 하나의 프린팅 작업에서 다수의 태양 전지가 동시에 프린팅될 수 있다면 증가될 수 있다. 다수의 태양 전지는 모든 프린팅 작업에서 동시에 프린팅되는 것이 바람직하다. 이것은 적어도 하나의 프린팅 작업 이전에, 다수의 태양 전지가 베르누이 파지기를 통해 재지향되는 것을 의미한다.

상기 방법을 실행하기 위해 파지기, 양호하기로는 베르누이 파지기를 갖는 스크린 프린팅 플랜트도 본 발명의 범주에 포함된다. 스크린 프린팅 플랜트는 플랫 스크린 프린팅 유니트를 포함할 수 있으며, 프린팅 방향은 닥터 이동 방향 또는 로터리 스크린 프린팅 유니트에 대응하고, 프린팅 방향은 기판(태양 전지)의 이송 방향에 대응한다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도1은 제1프린팅 작업후 2개의 태양 전지의 후면의 평면도.
도2는 제2프린팅 작업 이후의 2개의 태양 전지의 후면의 평면도.
도3은 제3프린팅 작업 이후의 태양 전지의 전면의 평면도.

도1은 2개의 태양 전지(10, 11)를 도시하고 있으며, 그 후면(12, 13)이 도시되어 있다. 그 후면(12, 13)상에서 태양 전지(10, 11)는 제1프린팅 작업에서 스크린 프린팅 방법에 따라 동시에 프린팅되는 이른바 버스 바아(14 내지 17)를 각각 갖는다. 프린팅 방향, 즉 플랫 스크린 프린팅 유니트의 경우 닥터 이동 방향 또는 로터리 스크린 프린팅 유니트의 경우 이송 방향은 화살표(18)로 도시되어 있다. 이것은 버스 바아(14 내지 17)가 프린팅 방향(18)으로 프린팅되었다는 것을 의미한다. 이로 인해, 스크린 점프가 촉진된다. 은 반죽물이 프린팅된 버스 바아(14 내지 17)가 생산되었다.

도2는 알루미늄 반죽물(19, 20)이 동시에 프린팅된 태양 전지(10, 11)를 도시하고 있다. 프린팅 방향은 화살표(21)로 도시되었다. 이것은 프린팅 방향(18, 21) 및 태양 전지(10, 11)의 방위가 두개의 프린팅 작업과 동일하다는 것을 의미한다.

도3은 태양 전지(10, 11)의 전면(25, 26)의 정면도를 도시하고 있다. 태양 전지(10, 11)는 도1 및 도2에 대해 90°회전되었다. 따라서, 핑거(27, 28)는 제3프린팅 작업에서 프린팅 방향(29)으로 적용될 수 있고, 은 반죽물로 프린팅된 핑거(27, 28)는 태양 전지 후면의 버스 바아(14 내지 17)에 대해 90°옵셋되었다. 전면(25, 26)의 버스 바아(30, 31)는 제3프린팅 작업과 마찬가지로 프린팅 방향(29)에 횡방향으로 프린팅된다. 따라서, 프린팅 방향(18, 21, 29)은 모든 프린팅 작업과 동일하다. 그러나, 프린팅 방향(29)에 대한 태앙 전지(10, 11)의 방위는 태양 전지 전면(25, 26)의 프린팅을 위해 변화되었다.

10, 11: 태양 전지 14 내지 17: 버스 바아
27, 28: 핑거

Claims

태양 전지(10, 11)가 다수의 생산 단계에서 스크린 프린팅 방법에 따라 프린팅되는 태양 전지(10, 11) 생산 방법에 있어서,
태양 전지(10, 11)와 프린팅 방향(18, 21, 29)은 적어도 하나의 제1프린팅 작업중에는 서로에 대해 제1방향으로 향하고, 적어도 하나의 다른 프린팅 작업중에는 서로에 대해 다른 방향으로 향하며; 제1프린팅 작업에서 버스 바아(14 내지 17)는 태양 전지면(12, 13)상에 프린팅되고, 프린팅 방향은 프린팅될 버스 바아(14 내지 17)의 신장 방향이며; 또 다른 프린팅 작업에서 버스 바아 및 핑거(27, 28)는 태양 전지 전면(수광측)(25, 26)상에 프린팅되고, 프린팅 방향은 프린팅될 핑거(27, 28)의 신장 방향인 것을 특징으로 하는 태양 전지 생산 방법.
제1항에 있어서, 프린팅될 태양 전지(10, 11)는 적어도 하나의 프린팅 작업 이전에 90°회전되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 생산 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 프린팅 작업에서 적어도 일부의 사각형 구조물은 프린팅 방향(18, 21, 29)으로 프린팅되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 생산 방법.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2프린팅 작업에서 태양 전지 후면(12, 13)이 프린팅되고, 프린팅 방향은 이미 프린팅된 버스 바아(14 내지 17)의 신장 방향이 되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 생산 방법.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 프린팅 작업 이전에, 태양 전지(10, 11)는 파지기로 파지되고, 프린팅 방향(18, 21, 29)에 대해 정렬되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 생산 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 프린팅 작업에서, 다수의 태양 전지(10, 11)는 동시에 프린팅되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 생산 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 방법을 실행하기 위한 스크린 프린팅 플랜트.
제9항에 있어서, 프린팅 유니트는 플랫 스크린 프린팅 유니트이며, 프린팅 방향은 닥터 이동 방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 플랜트.
제9항에 있어서, 프린팅 유니트는 로터리 스크린 프린팅 유니트이며, 프린팅 방향은 태양 전지의 이송 방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 플랜트.