丝网印刷电极生产.
丝网印刷电极在电化学生物传感器上的应用研究
丝网印刷电极在电化学生物传感器上的应用研究丝网印刷技术是一种历史悠久的传统实用技术，随着微电子技术的发展，丝网印刷已成为电子产品应用领域中最常用的印刷方法，广泛地应用于印刷电路板、集成电子模块、各种薄膜电池线路等方面。
本文主要探讨了丝网印刷电极在电化学生物传感器中的具体应用。
丝网印刷电极的发展丝网印刷电极是将丝网印刷技术与介体酶电极相结合制成的一次性酶电极，它的厚度在几微米至100微米之间，又被称为厚膜电极。
丝网印刷电极具有制作成本低、响应速度快、重复性好、样品用量少以及制作自动化等优点，因此已成功商业化[1]。
目前，丝网印刷电极在生物传感器中已经广泛应用。
图1 几种常见的丝网印刷电极丝网印刷电极基质必须是电惰性的，并且符合价格低廉、容易加工的要求，常用的有高分子材料如聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等软性材质和陶瓷、玻璃等硬性材质。
在早期，丝网印刷电极多采用硬性材质作为基底，但硬性材质与如今的电子设备兼容性不好，现在多采用软性材质作为基底。
在基质板材表面上所使用的印刷油墨主要由色料、连接料和油墨助剂组成。
丝网印刷电极所用的色料有石墨粉、金粉、银粉等，还包括电子媒介体以及导电材料等功能性色料。
连接料主要起连接作用，主要有有机溶剂、树脂、油和辅助材料等。
助剂有稀释剂、消泡剂、分散剂、减粘剂和防干剂等。
按照印刷油墨是否导电可分为导电油墨和绝缘油墨两类。
绝缘油墨是用于印制传感器的绝缘层，而导电油墨则是用于印制传感器的导电条和电极。
目前用到的丝网印刷油墨有碳油墨、银油墨、绝缘油墨等。
电化学生物传感器的发展电化学生物传感器是结合电分析化学和生物传文 王永秋DOI：10.19436/ki.1007-2160.2018.03.01感的一类新兴电子设备，它是以生物材料作为敏感元件，以固体电极、气敏电极或者离子选择性电极等基础电极作为转换元件所构成的一类生物传感器。
它的具体原理是，当待测物扩散进入敏感膜层后，进行分子识别后产生的反应信号经过换能器转换成可处理的电信号，再经二次仪表检测放大器放大后输出。
3.丝网印刷和烧结工序介绍
丝网印刷和烧结工序介绍对于晶体硅太阳电池来说，丝网印刷和烧结是最后两个工序。
为输出电池光电转换所获得的电能，必须在电池上制作正、负两个电极。
所谓电极，就是与电池p-n结形成紧密欧姆接触的导电材料。
一般用丝网印刷的方法制作电极，然后再经过烧结工艺，干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。
电极与硅基体粘接的牢固程度，是太阳能电池性能的主要指标之一。
这两个工序对于太阳能电池的效率以及成本有着重要的影响，网版浆料的选择在整个太阳能电池的生产中都有着重要的低位。
下面我们针对丝网印刷和烧结工序进行一下基本的介绍：一、丝网印刷基本介绍1.丝网印刷的原理丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。
通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。
当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上。
丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。
换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的。
对太阳能电池而言，丝网印刷是通过刮刀的运动将浆料印刷到硅片上的一种印刷方式，是太阳能电池制造过程中最常用的制作正负电极的方式。
相比较其他的方式（如溅射等）具有以下优点：①设备简单，易于实现②成本较低2.丝网印刷的设备及作用丝网印刷中，每道都使用不同的网版，网版的设计对银浆的耗量以及效率的影响有着重要的作用，下面针对网版的各项参数做一下重点介绍。
二、丝网印刷网版参数介绍一般情况下，太阳能电池使用网版的外形如下图所示，是由不锈钢丝网编织而成。
丝网印刷网版主要参数指标包括以下几个方面：1.网版目数：网版目数的是每平方厘米(cm2)丝网所具有的网孔数目。
用来表征网版网孔的大小，目数越大，网孔越小，其他条件相同情况下下墨量越小。
同时目数大小对应网版的疏密程度，影响网版的使用寿命。
丝网印刷电极制备流程
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丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池碳对电极
丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池碳对电极李璞;胡志强;苏岩;巩翠翠【摘要】以廉价的炭黑掺杂石墨粉,氯化聚乙酸乙烯酯为胶黏剂制成导电浆料,在柔性基底上用丝网印刷技术制备薄膜,低温热处理后即得碳对电极.通过黏度计研究了料浆的流变性能,通过四探针测试仪、扫描电镜,太阳电池测试仪,分别测试了碳对电极的方块电阻、表面形貌及其光电性能.实验表明,以叔丁醇作为分散剂,导电浆料与石墨的质量比为2:1时,料浆的流变性能最佳,以此料浆制备的碳对电极具有较好的电性能,通过对比发现在料浆中加入石墨一定程度上提高了碳电极的性能.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2009(028)004【总页数】3页(P274-276)【关键词】太阳能电池;碳对电极;丝网印刷;石墨【作者】李璞;胡志强;苏岩;巩翠翠【作者单位】大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034【正文语种】中文【中图分类】TB6110 引言当前，染料敏化太阳能电池的研究主要集中在染料合成、电子输运过程理论、固态(或准固态)电解液等方面，针对对电极的专项研究较少，对电极作为纳晶敏化太阳能电池的重要组成部分，通常由载铂催化剂的导电玻璃构成。
铂使对电极/电解液界面上的电荷迁移快速高效进行，减小了与TiO2导带中的电子发生复合的几率，抑制了暗电流，提高了电池的开路电压。
但是由于铂等贵金属催化剂的使用成本高，因此人们尝试采用其他材料替代铂作电池的对电极材料。
碳材料由于具有较好的电子传导率、性能稳定、高催化活性、低成本等特点[1-2]，成为催化剂研究的一个热点。
Imoto等[3]用活性炭在FTO玻璃基底上制备的碳对电极，电池性能为：Jsc=7.93 mA/cm2，Voc=808 mV，ff=0.607，η=3.89%，性能低于磁控溅射制备的铂对电极(η=4.3%)。
丝网印刷电极生产-PPT资料51页PPT共53页
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到Байду номын сангаас 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
丝网印刷电极制作
第五章丝网印刷电极制作丝网印刷技术是一种广泛应用的实用技术。
在电子技术领域应用方面，对丝网印刷的要求很高。
要求尺寸精度高、分辨率高、工艺稳定性好、可靠性好。
丝网印刷技术包括丝网制版技术和印刷技术。
丝网版及其制作技术是丝网印刷技术的关键技术，也是丝网印刷技术区别于其他技术之处。
丝网印刷技术在太阳电池电极制作工艺上的应用，从制造工艺学原理来看，其特点在于浆料对半导体基片的非平衡少数载流子寿命、表面复合速率、欧姆接触电阻率等物理特性有着重要的影响。
因此，在实践中，对电极浆料及其烧结工艺要给予特别的注意。
5.1可印材料和丝网印刷制作太阳电池电极的厚膜材料称为太阳电池电极浆料。
太阳电池电极浆料通常由金属粉末与玻璃粘合剂混合并悬浮于有机液体或载体中。
其中金属粉末所占的比例决定了厚膜电极的可焊性、电阻率、成本。
玻璃粘合剂影响着厚膜电极对硅基片的附着力。
这种粘合剂通常由硼硅酸玻璃以及铅、铋一类的重金属占很大比例的低熔点、活性强的玻璃组成。
另外，太阳电池电极浆料印刷烧结后的厚膜导体必须和半导体基片形成良好的欧姆接触特性，因此，还添加一些特定的掺杂剂。
浆料由专业制造商制造销售，其制造过程通常是将所需的玻璃变成粉料，再用球磨机研磨到适合丝网印刷的颗粒度，大约〜微米。
金属粉料用化学方法或超音速喷射制成。
将这些粉末放在搅拌器中与有机载体湿混，然后再用三滚筒研磨机混合。
作为丝网印刷用的浆料需要具有触变性，属于触变混合物。
在加上压力或（搅拌）剪切应力时，浆料的粘度下降，撤除应力后，粘度恢复。
丝网印刷浆料的这种特性叫做触变性。
在丝网印刷过程中，浆料添加到丝网上，由于较高的粘度而“站住”在丝网上；当印刷头在丝网掩模上加压刮动浆料时，浆料粘度降低并透过丝网；刷头停止运动后，浆料再“站住”在丝网上，不再作进一步的流动。
这样的浆料特别适合于印刷细线图形。
因为浆料的流体特性非常复杂，在添加有机载体调节涂料粘度时要特别注意。
粘度容易调到规定值，浆料的其他性质同时也会改变；因此，即使粘度与以前样品相同，也可能会得到不同的参数。
印刷 电极
印刷电极
印刷电极是一种用于电子设备和电化学应用中的电极制备方法。
它采用印刷技术将电极材料直接印刷在基底或载体上。
印刷电极通常使用导电墨或导电材料作为电极材料。
常见的导电墨包括金属浆料、碳墨水和导电聚合物等。
这些导电墨料具有良好的导电性能和粘附性，可以通过印刷技术将它们精确地印刷在所需的位置上。
常见的印刷技术包括：
1.喷墨打印：使用喷墨技术将导电墨水喷射到基底或载体上，
形成所需的电极图案。
2.丝网印刷：使用丝网印刷技术，将导电墨料通过丝网覆盖
在基底或载体上形成电极图案。
3.柔性印刷：采用柔性印刷技术，如卷筒式印刷、凹版印刷
或胶印等，将导电墨料印刷到柔性基底上。
通过印刷电极制备方法，可以实现简便、快速和成本效益的电极制备。
它适用于大规模生产、柔性电子器件和低温加工的应用，如有机太阳能电池、柔性显示器件、传感器和电化学储能设备等。
需要注意的是，印刷电极制备方法对于特定应用可能需要优化和定制。
具体的印刷材料、工艺参数和设备选择等因素可能因应用需求和目标而有所不同。
丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)的方法[发明专利]
![丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/eeab967ee418964bcf84b9d528ea81c758f52e2c.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101359741A [43]公开日2009年2月4日[21]申请号200710025554.7[22]申请日2007.08.02[21]申请号200710025554.7[71]申请人江苏新源动力有限公司地址214203江苏省宜兴市宜城街道荆邑路8号[72]发明人徐洪峰 纪志勇 刘常福 张茂锋 [74]专利代理机构宜兴市天宇知识产权事务所代理人史建群 李妙英[51]Int.CI.H01M 8/02 (2006.01)H01M 4/88 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 3 页[54]发明名称丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)的方法[57]摘要本发明是对丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)方法的改进，其特征是承载印刷基膜的平板载体为微孔板，并由负压使基膜吸附于该微孔板载体表面。
本发明方法有效克服了丝网印刷膜易绉折及印刷时膜会移动的两大技术缺陷，带来的涂载催化层不均匀，影响CCM膜性能的缺陷，可以直接丝网印刷，不必采用多步骤转移方法，具有工艺简单，可操作性强，可以确保薄膜不绉折平铺，及印刷过程膜不移位、不变形、使印刷催化层均匀。
200710025554.7权 利 要 求 书第1/1页 1、丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)的方法，包括制备钠型膜，平铺放于平板载体上丝网印刷催化剂与固体聚合物电解质混合溶液，烘干脱除溶剂，其特征在于所述平板载体为微孔板，并由负压使基膜吸附于该微孔板载体表面。
2、根据权利要求1所述丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)的方法，其特征在于微孔板孔径为0.01-5微米。
3、根据权利要求2所述丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)的方法，其特征在于微孔板孔径为0.5-2微米。
4、根据权利要求1所述丝网印刷制备质子交换膜燃料电池膜电极(CCM)的方法，其特征在于微孔板厚度为5-10毫米。
丝网印刷作业指导书
1.目的将PE镀膜好的硅片进行印刷背面电极、背面电场、正面电极2.范围自动印刷机印刷背面电极、背面电场、正面电极3.定义4.职责1.所有操作人员都必须严格按照本文件进行操作；2.在操作过程中遇到问题应及时向工艺人员反应，工艺人员及时提供帮助。
5.作业内容5.1操作前准备工作：5.1.1正确穿好净化服、鞋，戴好手套、口罩（如图1）戴好口罩穿好净化服穿好工作鞋戴好手套（图1）5.1.2 生产前工具的准备电子天平、内六角扳手、台面纸、网版、浆料、刮胶、手套、无尘布、酒精卡尺、内六角手套刮胶酒精 网板 无尘布 卡尺浆料 天平5.1.3 设备状态检查 5.1.3.1烧结炉冷却水，气体流量，温度设置正常5.1.3.2各道烘箱无漏油现象5.1.3.3传送带功能正常，能正常传送5.1.4 5S5.1.3.1确保工作台面无碎硅片或其他物品5.1.3.2印刷台面白纸干净，无浆料残留5.1.3.3每日工作前对设备工作台面，传送带，网带，翻转台，硅片托架用酒精擦拭。
5.1.5 操作前的准备工作流程：5.1.5.1 接班后仔细清理机台卫生，操作区域卫生，要做到印刷机台上无干涸结块的浆料颗粒。
5.1.5.2 将浆料放在搅拌机上搅拌（如图2），确认所用浆料型号，生产日期是否合格。
（图2）5.1.5.3检查完刮胶是否能用后检查机器的印刷速度、板间距、印刷压力参数是否为规定值：5.2 实际操作5.2.1 按照《丝网印刷机开关机流程》开启丝网印刷机。
背极、背场浆料搅拌 正极浆料搅拌①按下辅助电源按扭辅助开关按扭AUXILIARES STARTING复位开关按钮CYCLE②按下印刷机和烘箱上的复位开关按扭复位开关按钮CYCLE5.2.2 按照网板更换程序换上新网板，并按照网板校准程序校准网板（在网版已到使用寿命的情况下）5.2.3 启动开始键，当硅片传动到2号机印刷台时，按下停止键。
停止键stop5.2.4 将适量的已搅拌均匀的浆料加在网板的印刷区域内。
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铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发，并形成完好的铝 硅合金和铝层。局部的受热不均和散热不均可能会导致起包，严 重的会起铝珠。
背面场经烧结后形成的铝硅合金，铝在硅中是作为P型掺杂，它可
以减少金属与硅交接处的少子复合，从而提高开路电压和短路电 流，改善对红外线的响应。
烧结工艺控制要求
丝网刮条调整参考
Down-stop (刮条深度) Park (刮条正常停止位置) （5000）μm Pressure (印刷压力) （50~70）N
在保证印刷质量的前提下,刮条下降深度和压力越小越好 刮条深度一般为 (-900~~ -1300)μm 刮条下降过深或压力过大,易碎片和损坏网版 刮条下降深度不够或压力太小易印刷不良或粘版
任务1、认识硅片的丝网印刷
1、掌握制备电极的方法 2、掌握丝网印刷的工艺流程 3、知道烧结的作用
1.晶体硅太阳电池片的电极
正面电极 主栅线
背电场 背电极 正面电极 子栅线
正面电极（负电极）
背面电极（正电极）
2、电极制作的方法
1、真空蒸镀法 2、化学镀镍法 3、丝网印刷法
印刷烧结目的
一号印刷机
一号印刷机是印刷背极的设备，它主要是在硅片的背面用银浆印刷上背极， 再经过烘干炉烘干后将硅片送入下道工序
第一道印刷
背面电极印刷（正极） 作用： （1）与硅片表面和背场铝形成良好的欧姆接触,形成较低 的接触电阻； （2）良好的可焊性，与镀锡带形成良好的接触，对外输 出电流 。
所用浆料：Ag/Al浆
1 号 烘 箱：干燥硅片，保障下步印刷时已印刷的背电极免遭破坏。 所谓欧姆接触，是指金属与半导体的接触，而其接触面的电 阻远小于半导体本身的电阻。
二号印刷机
二号印刷机主要是在硅片上通过铝浆的印刷形成背场，再通过烘干炉 烘干后将硅片送入下道工序。
第二道印刷
背电场印刷
作用：
（1）收集背部载流子，传送到背电极 （2）形成BSF，在硅片背面形成p+层可以减少金属与硅交界处 的少子复合，从而提高开路电压和增加短路电流。
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烧结曲线
较低温度（200℃左右）将金属浆料中的有机物挥发。 较高温度（350℃左右) 将有机物燃烧。 高温快烧（900℃左右）浆料穿透SiNx层与硅片形成良好的欧姆接触。
烧结对电池片的影响
相对于铝浆烧结，银浆的烧结要重要很多，对电池片电性能影响 主要表现在串联电阻和并联电阻，即FF的变化。
D 浆料从网孔中挤压到基片上 E 丝网张力而产生反作用力-回弹力
F 丝网与基片只呈移动式线接触
G 刮板抬起，丝网脱离基片 H 工作台返回到上料位置，完成一 个印刷行程
印刷车间岗位：接片，背电极印刷和烘干， AL(铝）背场印刷和烘干， 正栅印刷和烘干，烧结。 印刷工艺：印刷和烧结工艺的作用是制作太阳能电池的正负两个电极， AL背场除收集电流外，还有对光的反射作用，进一步提高对入射光的利用 率。
丝网印刷主要目的：在形成pn结和镀膜后的硅片的两面印刷正
负电极和背场。 印刷基本的要求是保证印刷图形的完整和对称，印
迹饱满。 烧结的目的：在高温下让印刷的浆料中的有机物挥发，同时让电
极和硅片实现欧姆接触，并具有牢固的电极附着力与良好的可焊性，
从而使由于光照产生的载流子被顺利的导出，实现太阳电池的光电转 化。
最优的电性能参数
烧结后硅片氮化硅表面颜色均匀,无玷污 背场无铝珠 电池最大弯曲度要求 烧结温度的控制 温度过低导致烧结不足——串联电阻过大 温度过高导致烧穿——并联电阻过小
所用浆料：Al浆
2 号 烘 箱：保障正电极印刷时背电场免遭破坏。
三号印刷机
三号印刷机是在硅片的表面用银浆印上正栅，在此工序我们 必须特别要注意断栅的发生。
第三道印刷
正面电极印刷（负电极）
作用： （1)收集载流子，对外输出光生电流 (2)减少遮光面积，最大面积实现光电转换。
所用浆料：Ag浆
背电场印刷图案的设计
设计理念：
降低背面载流子复合，控制电池烧结后弯曲度。
厚度控制： 太薄：与硅形成熔融区域而被消耗，较低的横向电导率。 太厚：烧结时不能完全去除有机物；浪费浆料；引起弓片。
正面电极印刷图案的设计
设计理念： 提高电流的收集效率、低金属栅线电阻、低接触电阻、 低遮光面积。
图案到电池边缘的距离L 主栅线的距离C 细栅线的宽度W 细栅线的条数N 主栅线的形状 栅线的封闭性 C L
背电极印刷图案的设计
方案1 缺点：焊条为长条状，浪费了Ag/Al浆 优点：一旦出现碎片后，可以顺利的划成碎片 方案2 优点：可以大大节省Ag/Al浆，降低成本 缺点：一旦出现碎片后，断成小片，利用率大大降低 总结： 尽量减少铝浆与银铝浆的重叠部分，在显微镜下观察两者重 叠部分严重黑，即大量的有机溶剂没有充分挥发，这样就严重影 响电池效率和填充因子。
正面电极印刷图案的设计
正面电极工艺要求 栅线高宽要求： 尽可能大的高宽比
目的： 较小的宽度，减小遮光面积。较大的高度，增
大的栅线横截面。 意义： 减少由于栅线遮光造成的电池功率失，同时线电阻引
起的功率损失。
烧结炉
烧结炉分两个部分： 1、烘干：将在三号机印刷号的正栅烘干，在它的外侧有一个显 示器，可以直观的观察到烧结炉里面各部分温度； 2、烧结：将印刷的整个硅片烧结成一个成品电池片，之前烘干 并不能使各种浆料与硅片形成共晶体。
丝网印刷概念
把带有图案的模版附着于丝网上进行印刷 通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制 作而成
承印物直接放在带有模版的丝网下面，浆
料在刮刀的挤压下穿过丝网间的网孔 只有图像部分能穿过，印刷到承印物上
丝网印刷步骤
A 加入浆料 B 刮刀施加压力朝丝网另一端移动
C 丝网与承印物之间保持一定的间隙
丝网外观
丝网印刷的结构
网版
背电极
背电场
正电极
丝网网版调整参考
Snap-off (网版间距) Park (网版正常停止位置) （-3000）μm Speed upward (网版向上运动速度) （35）mm/s
在保证印刷质量的前提下,网版间距越小越好 一般为（-900~ -1300）μm 太小易粘版或模糊不清,过大易印刷不良和损坏网版 印第二道时可适当加大间距