TW201840014A - 用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備、太陽能電池生產設備、以及將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法 - Google Patents

Abstract

提供了用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板(10)上的設備(100)。所述設備(100)包括製程頭部組件(110)和驅動裝置(140)。所述製程頭部組件包括：一個或更多個沉積裝置(120)，所述一個或更多個沉積裝置被配置為用於將所述材料從絲網(154)傳送到所述基板(10)；和一個或更多個材料處理裝置(130)，所述一個或更多個材料處理裝置用於處理所述絲網(154)上的所述材料。所述驅動裝置被配置為用於沿著基板支撐件(20)在第一方向(1)上移動所述製程頭部組件(110)，以便在沉積製程過程中傳送和處理所述材料。

Description

用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備、太陽能電池生產設備、以及將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法

本揭示案的實施方式涉及用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備、太陽能電池生產設備、以及將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法。

太陽能電池是將陽光直接轉換成電力的光電裝置。在這個領域內，已知使用沉積技術、具體地是印刷技術在晶體矽基底上生產太陽能電池，從而在太陽能電池的前表面上實現選擇性發射器結構。處理循環可包括至少一個印刷操作和任選的另一材料處理操作，在所述印刷操作過程中，通過沉積裝置將材料沉積在基板上。設備的生產率和/或生產量可能受到該處理循環的循環時間的限制。

鑒於以上內容，克服了本領域中的至少一些問題的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的新設備、太陽能電池生產設備、以及將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法是有益的。本揭示案的目標尤其在於提供能夠減少處理循環的循環時間以增加生產率和生產量中的至少一個的設備。

鑒於以上內容，提供用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備、太陽能電池生產設備、以及將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法。本揭示案的另外的態樣、益處以及特徵從權利要求書、說明書以及附圖中顯而易見。

根據本揭示案的一個態樣，提供用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備。所述設備包括製程頭部組件和驅動裝置。所述製程頭部組件包括：一個或更多個沉積裝置，所述一個或更多個沉積裝置被配置為用於將所述材料從絲網傳送到所述基板；和一個或更多個材料處理裝置，所述一個或更多個材料處理裝置用於處理所述絲網上的所述材料。所述驅動裝置被配置為用於沿著基板支撐件在第一方向上移動所述製程頭部組件，以便在沉積製程過程中傳送和處理所述材料。刮板刮板薄膜

根據本揭示案的另一態樣，提供一種太陽能電池生產設備。所述太陽能電池生產設備包括一個或更多個沉積站，以及根據本文所述實施方式用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備。

根據本揭示案的另一態樣，提供一種用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法。所述方法包括沿著基板支撐件在第一方向上將具有一個或更多個沉積裝置和一個或更多個材料處理裝置的製程頭部組件至少從第一位置移動到第二位置，以便使用所述一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置將所述材料從所述絲網傳送到所述基板並且使用所述一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置執行對所述絲網上的所述材料的處理，其中材料的傳送和處理在所述製程頭部組件從所述第一位置移動到所述第二位置過程中執行。

實施例亦針對用於實行所揭示方法的設備並包括用於執行每個所述方法態樣的設備部件。此等方法態樣可藉由硬體元件、適當軟體程式化的電腦，兩個或以任何其他方式的任何組合執行。此外，根據本揭示案的實施例亦針對操作所述設備的方法。用於操作所述設備的方法包括用於實行設備的每個功能的方法態樣。

現將詳細參照本揭示案的各種實施方式，所述實施方式的一個或更多個示例在附圖中示出。在以下對附圖的描述內，相同的附圖標記是指相同的部件。一般來說，僅描述了各個實施方式之間的差異處。每個示例以解釋揭示案內容的方式提供，而不意在作為本揭示案的限制。另外，例示或描述為一個實施方式的部分的特徵可以用於其它實施方式或與其它實施方式結合來產生另一實施方式。預期的是，說明書包括此類修改和變化。

用於在基板上形成導電線路圖案的處理循環可包括使用沉積裝置來將材料沉積在基板上的至少一個沉積製程和使用材料處理裝置的至少另一製程。至少一個沉積製程和至少另一製程可以順序地執行，即，通過使用具有沉積裝置和附接到其上的材料處理裝置的製程頭部執行兩個行程進行。沉積製程和另一製程的雙重行程增加了處理循環的循環時間。設備的生產率和/或生產量減少。

根據本揭示案的用於將材料網印於基板上的設備使用可移動的製程頭部組件，所述可移動的製程頭部組件被配置為使用沉積裝置在基板上執行材料沉積，並且同時使用材料處理裝置執行材料處理。作為一個示例，可以在製程頭部組件的同一行程或移動過程中進行沉積和材料處理。可以減少處理循環的循環時間，並且可以增加設備的生產率和/或生產量。具體地講，可以在絲網上提供一層材料。可使用沉積裝置（可為刮板（squeegee））將材料從絲網傳送到基板。材料處理裝置可以跟隨沉積裝置，並且在絲網上提供另一層的材料，以供沉積在例如後續基板上。

圖1示出了根據本文所述實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板10上的設備100的示意圖。材料可以是適於在基板10的表面12上形成導電線路圖案（諸如指狀物和/或匯流條（busbar））的材料。作為一個示例，材料可為膏劑，諸如銀膏。

設備100包括製程頭部組件110和驅動裝置。製程頭部組件110包括：一個或更多個沉積裝置120，所述一個或更多個沉積裝置120被配置為用於將材料從絲網154傳送到基板10；和一個或更多個材料處理裝置130，所述一個或更多個材料處理裝置130用於處理絲網154上的材料。驅動裝置被配置為用於沿著基板支撐件20在第一方向1上移動製程頭部組件110或製程頭部組件110的部分（諸如所述製程頭部組件的製程頭部）來將材料從絲網154傳送到基板10並且在沉積製程過程中處理絲網154上的材料。在一些實現方式中，一個或更多個沉積裝置120可為一個或更多個印刷裝置，諸如刮板。材料處理也可稱為「覆墨階段（flood phase）」，其可在絲網上提供基本上均勻的材料層，所述基本上均勻的材料層被傳送到例如跟隨於經處理的基板的後續基板。

沉積（諸如印刷）和材料處理在一個行程或週期中執行。換句話說，可以同時執行沉積和材料處理。在沉積製程期間的組合覆墨移動可以減少製程時間，諸如關鍵路徑時間。作為一個示例，關鍵路徑時間可減少約三分之一。

在圖1的示例中，製程頭部組件110包括製程頭部140，例如一個單一製程頭部，其中一個或更多個沉積裝置120中的至少一個沉積裝置和一個或更多個材料處理裝置130中的至少一個材料處理裝置附接到製程頭部140。然而，本揭示案並不限於此，並且製程頭部組件可包括兩個或更多個製程頭部，所述兩個或更多個製程頭部具有附接到其上的相應沉積裝置和/或材料處理裝置。具有兩個製程頭部的製程頭部組件的示例在圖4A和圖4B中示出。

在一些實現方式中，在使用一個或更多個沉積裝置而執行的沉積製程的持續時間的至少一部分期間同時執行沉積和材料處理。作為一個示例，可在沉積製程的持續時間的50%或更多，具體地70%或更多，以及更具體地90%或更多期間執行材料處理。根據一些實施方式，沉積和材料處理在沉積製程的基本整個持續時間（諸如沉積製程的持續時間的100%）期間同時執行。沉積製程可對應於由製程頭部執行的一個行程或移動，例如在第一位置A與第二位置B之間。第一位置A與第二位置B之間的距離可等於或大於基板10或導電線路圖形的延伸度（extension），使得導電線路圖案或其一層可以在一個行程過程中沉積在基板10上。

設備100可包括絲網裝置150，所述絲網裝置150設置在基板支撐件20與製程頭部組件110之間。絲網裝置150可包括框架152和絲網154，絲網154附接到框架152。根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，一個或更多個沉積裝置120可為一個或更多個印刷裝置。一個或更多個印刷裝置可各自包括刮板。刮板可以被配置為接觸絲網154以便進行印刷。在一些實施方式中，所述刮板的尖端接觸絲網154並且推動材料穿過絲網154印刷到基板10上。刮板可為金剛石刮板或成角度的刮板。

絲網154可包括網、印刷遮罩、薄片、金屬薄片、塑膠薄片、板材、金屬板材和塑膠板材中的至少一個。在一些實施方式中，絲網154限定對應於待印刷在基板上的結構的圖案，其中圖案可包括孔洞、狹槽、切口或其它孔隙中的至少一個。圖案可對應於待印刷在基板10上的導電線路圖案，諸如太陽能電池的指狀物和/或匯流條。作為一個示例，絲網154可具有限定導電線路圖案的開口和設置在開口內的金屬絲網（wire mesh）。通過使用一個或更多個材料處理裝置130，可將待沉積在基板10上的材料作為基本上均勻的層提供在絲網154上。由於存在金屬絲網，材料不會流過開口。在沉積製程過程中，沉積裝置，例如刮板，會對材料施加力或壓力並且推動材料穿過開口，使得材料被傳送到基板10（即，沉積在基板10上）。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，一個或更多個材料處理裝置130被配置為用於在絲網154上提供基本上均勻的材料薄膜。在一些實現方式中，材料處理可使材料以最佳的方式傳送到基板10上。任選地或替代地，一個或更多個材料處理裝置130被配置為用於回收基板10和/或絲網154上的多餘材料。在一些實現方式中，一個或更多個材料處理裝置130可為覆墨刀（flood bar）。材料處理可被稱為「覆墨(flooding)」。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，驅動裝置被配置為用於在第一方向1上將製程頭部組件110至少從第一位置A移動到第二位置B，以便至少在從第一位置A移動到第二位置B的過程中執行材料在絲網154上的沉積/傳送和處理（例如，分佈）。從第一位置A到第二位置B或反之亦然的移動可分別對應於由製程頭部組件110或其製程頭部執行的一個行程（諸如第一行程和第二行程）。第一方向1可為垂直於垂直方向4的水準方向3。

第一位置A和第二位置B可被限定為製程頭部組件110（例如，製程頭部140）相對於基板10、基板支撐件20和/或絲網154中的至少一個的相應位置。製程頭部組件110的位置可以繼而限定一個或更多個沉積裝置120和一個或更多個材料處理裝置130相對於基板10、基板支撐件20和/或絲網154中的至少一個的相應位置。

作為一個示例，當製程頭部組件110或製程頭部140處於第一位置A並且沿著第一方向1（「移動方向」）移動時，一個或更多個材料處理裝置130中的一個材料處理裝置可以在位置(a)處並且一個或更多個沉積裝置120中的一個沉積裝置可以在位置(b)處。同樣，當製程頭部組件110或製程頭部140處於第二位置B並且沿著第二方向2（「移動方向」）移動時，材料處理裝置可以在位置(c)處並且沉積裝置可以在位置(d)處。當製程頭部組件110從第一位置A到達第二位置B時，材料處理裝置從位置(a)移動到位置(c)，並且沉積裝置從位置(b)移動到位置(d)。在一些實現方式中，如果沉積在兩個方向上同等地操作，那麼沉積裝置不會改變位置。作為一個示例，在非對稱的沉積裝置（諸如成角度的刮板）的情況下，一個沉積裝置升高，並且另一沉積裝置下降。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，驅動裝置被配置為用於在與第一方向1相反的第二方向上移動製程頭部組件110，以便在沿第二方向的移動過程中執行沉積和材料處理。製程頭部組件110沿第二方向的移動可對應於製程頭部組件110從第二位置B到第一位置A的移動。第二方向可為垂直於垂直方向4的水準方向3。

在一些實現方式中，製程頭部組件110在第一位置A和第二位置B之間的移動，諸如第一行程和/或第二行程可對應於400 mm或更小，具體地300 mm或更小並且更具體地200 mm或更小的行程距離。作為一個示例，行程距離可以在150 mm至300 mm之間的範圍內，並且可以具體地為約220 mm。行程距離可等於或大於基板10或導電線路圖案的延伸度。第一位置A和第二位置B可相對於第一位置A與第二位置B之間的中心點（並且具體地是作為當製程頭部組件110處於第一位置A時沉積裝置的位置(b)與當製程頭部組件110處於第二位置B時沉積裝置的位置(d)之間的中心點）進行限定。作為一個示例，當第一位置A和第二位置B之間的行程距離為220 mm時，當製程頭部組件110處於第一位置A時，沉積裝置的位置(b)可以為-110 mm，並且當製程頭部組件110處於第二位置B時，沉積裝置的位置(d)可以為+110 mm。在一些實施方式中，提供一個或更多個參考位置。所述一個或更多個參考位置例如可為基板中心（零點位置）、在行程開始時的沉積裝置的位置（例如，-110 mm）以及在行程完成時的沉積裝置的最終位置（例如，+110 mm）。膏卷可以從-110 mm位置到+110 mm位置來回移動。由於處理裝置可與沉積裝置設有偏移（例如，30mm），因此製程頭部組件110可以執行額外運作以使膏卷返回準確位置。

根據一些實施方式，在一個或更多個沉積裝置與一個或更多個材料處理裝置之間可以設有距離或間距。具體地講，在相鄰或鄰近的沉積裝置與材料處理裝置之間可以設有距離或間距。作為一個示例，在第一方向1上、在沉積裝置與相鄰的材料處理裝置之間的距離或間距可為50 mm或更小，具體地是40 mm或更小，並且可以更具體地為約30 mm。距離或間距可為材料積聚（「膏卷」）提供空間。

在一些實施方式中，設備100被配置為至少進行雙重印刷。作為一個示例，導電線路圖案（諸如太陽能電池的指狀物和/或匯流條）可包括兩個或更多個材料層。第一材料層可以印刷在基板10上，並且第二材料層可至少部分地印刷在第一材料層的頂部上，以便形成導電線路圖案。在一些實現方式中，設備100可以在第一沉積製程過程中印刷第一材料層，第一沉積製程包括從第一位置A到第二位置B的移動或第一行程。在一些實施方式中，設備100可以在第二沉積製程過程中印刷第二材料層，第二沉積製程包括從第二位置B到第一位置A的移動或第二行程。然而，本揭示案並不限於此，並且可以利用沿相同方向（例如，第一方向1或第二方向）移動的製程頭部組件110執行沉積製程。在一些實施方式中，基板被交替地印刷，例如，一個基板使用第一方向1，另一基板使用第二方向2等等（例如，對於每個處理或印刷站）。

在一些實現方式中，第一方向1和第二方向2可為實質上水準的方向。術語「水準方向」被理解為區別於「垂直方向」。也就是說，「水準方向」涉及例如製程頭部組件110的實質上水準的移動，其中與準確水準方向的幾度偏差（例如，達到5°或甚至達到10°）仍然被認為是「實質上水準的方向」。垂直方向4可以實質上平行於重力。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，設備100，並且具體地是製程頭部組件110，還包括致動器組件，所述致動器組件被配置為用於移動一個或更多個沉積裝置120和/或一個或更多個材料處理裝置130。作為一個示例，致動器組件包括一個或更多個第一致動器，所述一個或更多個第一致動器被配置為調整一個或更多個材料處理裝置130中的至少一個材料處理裝置與絲網154和/或基板支撐件20之間的距離和至少一個材料處理裝置相對於絲網154和/或基板支撐件20的角度中的至少一個。另外地或替代地，所述致動器組件包括一個或更多個第二致動器，所述一個或更多個第二致動器被配置為調整一個或更多個沉積裝置120中的至少一個沉積裝置與絲網154和/或基板支撐件20之間的距離和至少一個沉積裝置相對於絲網154和/或基板支撐件20的角度中的至少一個。

在一些實現方式中，在製程頭部組件110例如在第一位置A與第二位置B之間移動的過程中，可調整或控制一個或更多個材料處理裝置130中的至少一個材料處理裝置與絲網154和/或基板支撐件20之間的距離（例如，在垂直方向上）。作為一個示例，可以通過調整至少一個材料處理裝置的垂直位置來調整距離。即時調整垂直位置可以確保至少一個材料處理裝置不會幹擾絲網154，特別是在絲網154因絲網154與一個或更多個沉積裝置120接觸而變形時。根據一些實施方式，可以將一個或更多個材料處理裝置130中的至少一個材料處理裝置與絲網154和/或基板支撐件20之間的距離調整為遵循絲網輪廓（screen profile）。具體地，可將至少一個材料處理裝置的垂直位置控制或調整為遵循所述絲網輪廓。作為一個示例，在製程頭部組件110的移動過程中，可調整或控制至少一個材料處理裝置與絲網154和/或基板支撐件20之間的距離，以便使其將是基本上恆定的。

圖2A和圖2B示出了根據本文所述實施方式的用於進行沉積（諸如印刷）和材料處理的製程頭部組件220的示意圖，所述製程頭部組件220在第一方向1上和在第二方向2上移動。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，一個或更多個材料處理裝置至少包括第一材料處理裝置230和第二材料處理裝置232。當製程頭部組件110（例如，製程頭部140）處於第一位置A時，第一材料處理裝置230處於位置(a)，沉積裝置處於位置(b)，並且第二材料處理裝置232處於位置(a')。當製程頭部組件110處於第二位置B時，第一材料處理裝置230處於位置(c)，沉積裝置處於位置(d)，並且第二材料處理裝置232處於位置(c')。

在一些實現方式中，一個或更多個沉積裝置120中的至少一個沉積裝置定位在第一材料處理裝置230與第二材料處理裝置232之間。雖然圖2A和圖2B示例性地示出第一材料處理裝置230與第二材料處理裝置232之間的一個沉積裝置，但是本揭示案不限於此。具體地，在第一材料處理裝置230與第二材料處理裝置232之間可以設有多於一個沉積裝置，諸如兩個沉積裝置。

在另外實施方式中，一個或更多個沉積裝置120至少包括第一沉積裝置和第二沉積裝置。一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置可以定位在第一沉積裝置與第二沉積裝置之間。作為一個示例，兩個材料處理裝置可以定位在第一沉積裝置與第二沉積裝置之間。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，當製程頭部組件220在第一方向1上移動時，第一材料處理裝置230被定位在一個或更多個沉積裝置120後方。當製程頭部組件220在第二方向2上移動時，第二材料處理裝置232可以定位在一個或更多個沉積裝置120後方。換句話說，相應材料處理裝置在移動方向（諸如第一方向或第二方向）上跟隨一個或更多個沉積裝置120。

如圖2A所示，在製程頭部組件110在第一方向1上移動的過程中，製程頭部組件110使用一個或更多個材料處理裝置中的第一材料處理裝置230進行材料處理。另外，如圖2B所示，在製程頭部組件110在第二方向2上移動的過程中，製程頭部組件110使用第二材料處理裝置232進行材料處理。在製程頭部組件110移動過程中用於材料處理的材料處理裝置可以被定位成足夠靠近絲網154，以便允許材料處理，諸如在絲網154上提供基本上均勻的材料層。作為一個示例，用於進行材料處理的材料處理裝置與絲網154之間的距離（例如，以下段落中描述的第一距離d1或第二距離d2）可以根據沉積在絲網154上的材料的層厚度、材料（例如，膏劑）的流變性以及材料的組成中的至少一個進行選擇。

根據一些實施方式，在製程頭部組件220在第一方向1上移動的過程中，絲網154與第一材料處理裝置230之間的第一距離d1小於絲網154與第二材料處理裝置232之間的第二距離d2。在製程頭部組件220在第二方向2上移動的過程中，絲網154與第二材料處理裝置232之間的第二距離d2可以小於絲網154與第一材料處理裝置230之間的第一距離d1。第一距離d1和第二距離d2可以限定在垂直方向上。

在一些實現方式中，第一距離d1和第二距離d2中的較大距離（即，圖2A中的第二距離d2和圖2B中的第一距離d1）可以在5 mm與25 mm之間的範圍內，具體地是在10 mm與20 mm之間的範圍內，並且更具體地可以為約15 mm。第一距離d1和第二距離d2中的較小距離（即，圖2A中的第一距離d1和圖2B中的第二距離d2）可以在0.01 mm與2 mm之間的範圍內，具體地是在0.05 mm與1.5 mm之間的範圍內，並且更具體地可為在0.1 mm與1 mm之間的範圍內。

在一些實現方式中，在第一位置A和第二位置B之間移動過程中，可調整或控制第一距離d1和/或第二距離d2。即時調整第一距離d1和/或第二距離d2可以確保至少一個材料處理裝置不會幹擾絲網154。根據一些實施方式，可將第一距離d1和/或第二距離d2調整為遵循絲網輪廓。根據一些實施方式，僅調整正使用的材料處理裝置的距離。可以使未使用的材料處理裝置的距離保持恆定。作為一個示例，可以對正使用中的材料處理裝置的距離做出調整，以便將所述材料處理裝置與絲網154之間的距離（諸如第一距離d1或第二距離d2）保持為基本上恆定的。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，設備100，並且具體地是製程頭部組件220（例如，製程頭部140）還包括致動器組件，所述致動器組件被配置為用於移動一個或更多個沉積裝置120和/或一個或更多個材料處理裝置。作為一個示例，致動器組件包括一個或更多個第一致動器，所述一個或更多個第一致動器被配置為調整一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置與絲網154和/或基板支撐件20之間的距離（例如，第一距離d1和/或第二距離d2）和至少一個材料處理裝置相對於絲網154和/或基板支撐件20的角度中的至少一個。作為一個示例，一個或更多個第一致動器可包括第一致動器單元和第二致動器單元，第一致動器單元被配置為調整第一材料處理裝置230與絲網154和/或基板支撐件20之間的第一距離d1，第二致動器單元被配置為調整第二材料處理裝置232與絲網154和/或基板支撐件20之間的第二距離d2。

致動器組件中的致動器，諸如一個或更多個第一致動器和/或一個或更多個第二致動器，可從由以下項組成的組選擇：步進電機（stepper motor）、線性電機、氣動電機以及它們的任何組合。

圖3示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料沉積於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的示意圖。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，一個或更多個沉積裝置120被配置為用於在沉積製程過程中接觸絲網154。用於在沉積製程過程中進行材料處理的一個或更多個材料處理裝置130可以被配置為在所述沉積製程過程中不與絲網154接觸。具體地，一個或更多個材料處理裝置130可以與絲網154間隔開例如關於圖2A和圖2B說明的第一距離和/或第二距離。

在一些實現方式中，一個或更多個沉積裝置120與基板支撐件20之間的距離可以小於一個或更多個材料處理裝置130與基板支撐件20之間的距離。在圖3的示例中，一個或更多個沉積裝置120與基板支撐件20之間的距離可以基本上對應於絲網154和基板10的組合厚度。沉積裝置可對絲網施加力。絲網發生變形，並且由沉積裝置施加的小於絲網阻力的力被傳遞到基板。

在圖3中，示出一個或更多個沉積裝置120與基板10之間的距離和一個或更多個材料處理裝置130與基板10之間的距離之間的差值d。差值d可相對於基板10或替代地可相對於基板支撐件20（諸如基板支撐件的支撐表面，所述支撐表面被配置成用於在沉積製程過程中支撐基板）和/或水準平面限定。水準平面可由支撐表面限定。在一些實現方式中，差值d可對應於一個或更多個沉積裝置120的尖端與一個或更多個材料處理裝置130的尖端之間的高度差值（例如，在垂直方向上）。差值d可以在5 mm與25 mm之間的範圍內，具體地在10 mm與20 mm之間的範圍內，並且更具體地可為約15 mm。可通過線性移動一個或更多個材料處理裝置130來改變距離d，如用箭頭5指示。

圖4A和圖4B示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料沉積於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的製程頭部組件的示意圖。

根據可以與本文所述的實施方式組合的其它實施方式，設備並且具體地是製程頭部組件，包括兩個或更多個製程頭部。所述兩個或更多個製程頭部可彼此獨立地控制和/或移動。作為一個示例，製程頭部組件包括第一製程頭部和第二製程頭部。第一驅動裝置可以被配置為用於例如在第一方向和/或第二方向上移動第一製程頭部，並且第二驅動裝置可以被提供來例如在第一方向和/或第二方向上移動第二製程頭部。一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置可附接到第一製程頭部，並且一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置附接到第二製程頭部。

在圖4A的示例中，製程頭部組件410包括第一製程頭部412和第二製程頭部414。一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置附接到第一製程頭部412。一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置附接到第二製程頭部414。在當前示例中，沉積裝置或材料處理裝置附接到相應的製程頭部。換句話說，每個製程頭部具有附接到其上的沉積裝置或材料處理裝置。雖然示出一個沉積裝置和一個材料處理裝置，但是應當理解，本揭示案不限於此，並且兩個或更多個沉積裝置可附接到第一製程頭部412。同樣，兩個或更多個材料處理裝置可附接到第二製程頭部414。

關於圖4B，製程頭部組件420包括第一製程頭部422和第二製程頭部424。一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置和一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置附接到第一製程頭部422。一個或更多個沉積裝置中的至少另一沉積裝置和一個或更多個材料處理裝置中的至少另一材料處理裝置附接到第二製程頭部424。在當前示例中，沉積裝置和材料處理裝置兩者都附接到相應的製程頭部。

雖然在每個製程頭部處示出一個沉積裝置和一個材料處理裝置，但是應當理解，本揭示案不限於此，並且兩個或更多個沉積裝置和/或兩個或更多個材料處理裝置可附接到第一製程頭部422。同樣，兩個或更多個沉積裝置和/或兩個或更多個材料處理裝置可附接到第二製程頭部424。

圖5示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料沉積於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的製程頭部組件510的示意圖。製程頭部組件510可包括或可以是製程頭部540。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，設備並且具體地是製程頭部組件510包括致動器組件，所述致動器組件被配置為用於移動一個或更多個沉積裝置520和/或一個或更多個材料處理裝置（諸如第一材料處理裝置530和第二材料處理裝置532）。一個或更多個沉積裝置520可為刮板，諸如矩形刮板。刮板可以具有尖端522，諸如矩形狀的尖端。根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，一個或更多個沉積裝置可為基本上對稱的。作為一個示例，一個或更多個沉積裝置可以具有基本上對稱的尖端，使得相同的（例如，單個）沉積裝置可以用於在第一方向和第二方向上進行印刷。

在一些實施方式中，致動器組件包括一個或更多個第一致動器562，所述一個或更多個第一致動器562被配置成調整一個或更多個材料處理裝置與絲網和/或基板支撐件之間的距離，並任選地調整一個或更多個處理裝置相對於絲網和/或基板支撐件的角度。作為一個示例，一個或更多個第一致動器562可包括第一致動器單元，所述第一致動器單元被配置為調整第一材料處理裝置530與絲網之間的距離（例如第一距離）和第一材料處理裝置530相對於絲網和/或基板支撐件的角度（諸如第一角度）中的至少一個。一個或更多個第一致動器562可包括第二致動器單元，所述第二致動器單元被配置為調整第二材料處理裝置532與絲網之間的距離（諸如第二距離）和第二材料處理裝置532相對於絲網和/或基板支撐件的角度（諸如第三角度）中的至少一個。在一些實現方式中，一個或更多個第一致動器562可僅線性移動處理裝置。可以提供另一致動器，所述另一致動器被配置為改變整個製程頭部組件的角度。

在一些實現方式中，一個或更多個第一致動器562被配置為調整一個或更多個材料處理裝置與絲網之間的距離。作為一個示例，一個或更多個第一致動器562使得一個或更多個材料處理裝置（諸如第一材料處理裝置530和第二材料處理裝置532）可相對於彼此基本上平行地移動。一個或更多個第一致動器562可為線性致動器，諸如線性電機。

另外地或替代地，致動器組件包括一個或更多個第二致動器564，所述一個或更多個第二致動器564被配置為調整一個或更多個沉積裝置520與絲網和/或基板支撐件之間的距離，並任選地調整一個或更多個沉積裝置520相對於絲網和/或基板支撐件的角度（諸如第二角度）。作為一個示例，一個或更多個第二致動器564可以被配置為將一個或更多個沉積裝置520朝絲網移動，以便接觸絲網。一個或更多個第二致動器564可進一步被配置為調整一個或更多個沉積裝置520對絲網施加的壓力。一個或更多個第二致動器564可以被配置為在基本上平行於由一個或更多個第一致動器562提供的移動方向的方向上移動一個或更多個沉積裝置520。可通過插置一個或更多個第一致動器562和一個或更多個第二致動器564來控制處理裝置的尖端與絲網之間的距離（例如，圖2B中的「d1」）。

一個或更多個材料處理裝置和一個或更多個沉積裝置520相對於絲網和/或基板支撐件之間的距離可以在垂直平面中限定。同樣，可相對於垂直平面限定相應的材料處理裝置和沉積裝置相對於絲網和/或基板支撐件的角度，諸如第一角度至第三角度。

在一些實現方式中，設備包括一個或更多個旋轉致動器，所述一個或更多個旋轉致動器被配置為旋轉製程頭部組件510，具體地將是其製程頭部。一個或更多個旋轉致動器可以被配置為調整製程頭部組件或製程頭部相對於絲網和/或基板支撐件的角度。在圖5中，可相對於垂直平面限定絲網和/或基板支撐件與製程頭部之間的角度α。當在第一方向上移動時，製程頭部組件510可以具有角度+α，這個角度可對應於製程頭部組件510沿順時針方向的傾斜。

當在第二方向上移動時，製程頭部組件510可以具有角度-α，這個角度可對應於製程頭部組件510沿逆時針方向的傾斜。角度+α和-α可相對於垂直平面或方向成70°或更小，具體地是60°或更小，更具體地40°或更小，並且甚至更具體地20°或更小。作為一個示例，角度+α和-α可以在20°與70°之間的範圍內，並且更具體地在40°與70°之間的範圍內。

在一些實施方式中，製程頭部組件510的一種配置可包括一個或更多個第一致動器562和一個或更多個第二致動器564，以便線性地且基本上平行於彼此地驅動一個或更多個處理裝置和一個或更多個沉積裝置，並且可進一步包括一個或更多個旋轉致動器，所述一個或更多個旋轉致動器被配置為旋轉製程頭部組件510。製程頭部組件510的另一配置可包括一個或更多個第一致動器562和一個或更多個第二致動器564，所述一個或更多個第一致動器562用於線性地且基本上平行於彼此地驅動一個或更多個處理裝置，所述一個或更多個第二致動器564用於線性地（例如，垂直地）驅動一個或更多個沉積裝置，並且旋轉一個或更多個沉積裝置。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，設備被配置為例如在沉積製程之前、期間和/或之後調整一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置的一個或更多個處理參數。一個或更多個處理參數選自由以下項組成的組：至少一個材料處理裝置與絲網和/或基板支撐件之間的距離（諸如第一距離和/或第二距離）、和至少一個材料處理裝置相對於絲網和/或基板支撐件的角度。

根據可以與本文所述的其它實施方式組合的一些實施方式，設備被配置為例如在沉積製程之前、期間和/或之後調整一個或更多個沉積裝置520的一個或更多個沉積參數。一個或更多個沉積參數可以選自由以下項組成的組：一個或更多個沉積裝置520中的至少一個沉積裝置與絲網和/或基板支撐件之間的距離、一個或更多個沉積裝置520中的至少一個沉積裝置相對於絲網和/或基板支撐件的的角度、製程頭部組件（例如，製程頭部）相對於絲網和/或基板支撐件的移動速度，以及一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置例如作用於沉積製程中使用的絲網上的壓力。

在一些實現方式中，在沉積製程過程中，尤其在材料處理過程中，調整一個或更多個處理參數中的至少一個處理參數。另外地或替代地，在沉積製程過程中，調整一個或更多個沉積參數中的至少一個沉積參數。對處理參數和/或沉積參數的即時調整可以提高導電線路圖案的品質。根據一些實施方式，可基於或根據一個或更多個沉積參數調整一個或更多個處理參數中的至少一個處理參數。

圖6示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備600的示意圖。

根據可以與本文所述的實施方式組合的一些實施方式，設備並且具體地是製程頭部組件包括兩個或更多個製程頭部（也被稱為「分組」或「製程分組」）。所述兩個或更多個製程頭部可彼此獨立地控制和/或移動。作為一個示例，製程頭部組件包括第一製程頭部610和第二製程頭部620。一個或更多個沉積裝置中的第一沉積裝置612附接到第一製程頭部610，並且一個或更多個沉積裝置中的第二沉積裝置622附接到第二製程頭部620。同樣，一個或更多個材料處理裝置中的第一材料處理裝置614附接到第一製程頭部610，並且一個或更多個材料處理裝置中的第二材料處理裝置624附接到第二製程頭部620。

一個或更多個沉積裝置可為成角度的沉積裝置，諸如成角度的刮板或精密刮板。每個成角度的沉積裝置可以被配置為用於僅在一個方向上進行印刷（這不同於先前所描述的金剛石刮板，金剛石刮板是實質上對稱的，並且被配置為用於沿向前和向後兩個方向進行印刷）。為了能夠在兩個方向上執行印刷，製程頭部組件包括在材料處理裝置（例如，第一材料處理裝置614和第二材料處理裝置624）之間的兩個角度沉積裝置（例如，第一沉積裝置612和第二沉積裝置622）。

在沿第一方向1執行的沉積製程過程中，可以提升具有第二沉積裝置622和第二材料處理裝置624的第二製程頭部620。換句話說，在沿第一方向1執行的沉積製程過程中，並不使用第二製程頭部620。第一製程頭部610下降，使得第一沉積裝置612接觸絲網154以將材料30傳送到基板（未示出）上。在第一材料處理裝置614與絲網154之間設有一定距離，使得跟隨於第一沉積裝置612的第一材料處理裝置614在絲網154上提供基本上均勻的材料30的薄膜或層。

在沿與第一方向1相反的第二方向執行的後續沉積製程過程中，第一製程頭部610升高，並且第二製程頭部620下降。第二沉積裝置622接觸絲網154以將絲網上的材料（即，先前由第一材料處理裝置614提供到基板的薄膜或層）傳送到基板上，所述基板可與先前基板為同一基板（例如，如果執行雙重印刷）或另一/後續基板。

雖然在每個製程頭部處示出一個沉積裝置和一個材料處理裝置，但是應當理解，本揭示案不限於此，並且兩個或更多個沉積裝置和/或兩個或更多個材料處理裝置可附接到第一製程頭部610。同樣，兩個或更多個沉積裝置和/或兩個或更多個材料處理裝置可附接到第二製程頭部620。

根據一些實施方式，兩個或更多個製程頭部（例如第一製程頭部610和第二製程頭部620）可以在垂直方向上移動或升降。另外地或替代地，兩個或更多個製程頭部可被配置為移動一個或更多個沉積裝置和/或一個或更多個材料處理裝置，如本文中先前所述的。

圖7示出了根據本文所述實施方式的太陽能電池生產設備700的示意圖。

太陽能電池生產設備700包括一個或更多個沉積站720，以及根據本文所述實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備725。可將設備725設置在一個或更多個沉積站720中的至少一個沉積站中。

太陽能電池生產設備700可包括在一個或更多個沉積站720上游和/或下游的一個或更多個其它站。作為一個示例，太陽能電池生產設備700可包括第一檢查站（first inspection station）710，第一檢查站710用於檢查要輸入到一個或更多個沉積站720中的基板。太陽能電池生產設備700可包括乾燥站730，乾燥站730用於乾燥在一個或更多個沉積站720中沉積於基板上的材料。在一些實施方式中，太陽能電池生產設備700可包括第二檢查站740，第二檢查站740用於檢查在一個或更多個沉積站720中沉積於基板上的導電線路圖案。

太陽能電池生產設備700，具體地是具有根據本揭示案的設備的一個或更多個沉積站720，可以是用於生產太陽能電池的較大生產系統（諸如串聯(in-line)生產系統）的部分。

圖8示出了根據本文所述實施方式將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法800的流程圖。可根據本文所述實施方式使用用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備來實施方法800。

方法800包括在方塊810中，沿著基板支撐件在第一方向上將具有一個或更多個沉積裝置和一個或更多個材料處理裝置的製程頭部組件至少從第一位置移動到第二位置，以便使用一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置將材料從絲網傳送到基板，並且使用一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置執行對絲網上的材料的處理，其中至少在製程頭部組件從第一位置移動到第二位置的過程中執行材料的傳送和處理。在一些實現方式中，方法800包括在方塊820中，在與第一方向相反的第二方向上移動製程頭部組件，以便在沿第二方向的移動過程中執行材料的傳送（諸如印刷）和處理。

材料的傳送和處理可在沉積製程的持續時間的至少一部分期間，並且具體地是在沉積製程的基本整個持續時間期間同時執行。一個或更多個材料處理裝置可以例如在絲網上提供基本上均勻的材料薄膜或層。任選地，一個或更多個材料處理裝置可從絲網回收過量的材料。

根據本文所述的實施方式，將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法可使用電腦程式、軟體、電腦軟體產品以及相關控制器執行，所述控制器可具有CPU、記憶體、使用者介面，以及與用於將材料沉積於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的相應元件通訊的輸入和輸出設備。

本揭示案使用可移動的製程頭部組件，所述可移動的製程頭部組件被配置為同時執行以下操作：使用沉積裝置在基板上沉積材料和使用材料處理裝置進行材料處理。作為一個示例，可以在製程頭部組件的同一行程期間進行沉積和材料處理。可以減少處理循環的循環時間，並且可以增加設備的生產率和/或生產量。具體地講，可以在絲網上提供一層材料。可使用沉積裝置（可為刮板）將材料從絲網傳送到基板。材料處理裝置可以跟隨沉積裝置，並且在絲網上提供另一層的材料，以便在後續基板上進行沉積。

儘管上述內容針對本揭示案的實施方式，但是也可在不脫離本揭示案的基本範圍的情況下設計出本揭示內容的其他和進一步的實施方式，並且本揭示案的範圍由隨附的權利要求書確定。

1‧‧‧第一方向

2‧‧‧第二方向

3‧‧‧水準方向

4‧‧‧垂直方向

5‧‧‧箭頭

10‧‧‧基板

12‧‧‧表面

20‧‧‧基板支撐件

30‧‧‧材料

100‧‧‧設備

110‧‧‧製程頭部組件

120‧‧‧沉積裝置

130‧‧‧材料處理裝置

140‧‧‧製程頭部

150‧‧‧絲網裝置

152‧‧‧框架

154‧‧‧絲網

220‧‧‧製程頭部組件

230‧‧‧第一材料處理裝置

232‧‧‧第二材料處理裝置

410‧‧‧製程頭部組件

412‧‧‧第一製程頭部

414‧‧‧第二製程頭部

420‧‧‧製程頭部組件

422‧‧‧第一製程頭部

424‧‧‧第二製程頭部

510‧‧‧製程頭部組件

520‧‧‧沉積裝置

522‧‧‧尖端

530‧‧‧第一材料處理裝置

540‧‧‧製程頭部

562‧‧‧第一致動器

564‧‧‧第二致動器

610‧‧‧第一製程頭部

612‧‧‧第一沉積裝置

614‧‧‧第一材料處理裝置

620‧‧‧第二製程頭部

622‧‧‧第二沉積裝置

624‧‧‧第二材料處理裝置

700‧‧‧太陽能電池生產設備

710‧‧‧第一檢查站

720‧‧‧沉積站

725‧‧‧設備

730‧‧‧乾燥站

740‧‧‧第二檢查站

800‧‧‧方法

810‧‧‧方塊

820‧‧‧方塊

A‧‧‧第一位置

B‧‧‧第二位置

d‧‧‧差值

d1‧‧‧第一距離

d2‧‧‧第二距離

α‧‧‧角度

因此，為了能夠詳細理解本揭示案的上述特徵，上文所簡要概述的本揭示案的更具體的描述可以參照實施方式進行。附圖涉及本揭示案的各個實施方式，並且描述如下：

圖1示出了根據本文所述實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的示意圖；

圖2A和圖2B示出了根據本文所述實施方式的用於進行印刷和材料處理的製程頭部組件的示意圖，所述製程頭部組件分別在第一方向上和在第二方向上移動；

圖3示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的示意圖；

圖4A和圖4B示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的製程頭部組件的示意圖；

圖5示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的製程頭部組件的示意圖；

圖6示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的設備的示意圖；

圖7示出了根據本文所述實施方式的太陽能電池生產設備的示意圖；以及

圖8示出了根據本文所述的另外實施方式的用於將材料網印於用於太陽能電池製造中的基板上的方法的流程圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (20)

1. 一種用於將一材料網印於用於一太陽能電池製造中的一基板上的設備，該設備包括： 一製程頭部組件，該製程頭部組件包括：一個或更多個沉積裝置，該一個或更多個沉積裝置被配置為用於將該材料從一絲網傳送到該基板；和一個或更多個材料處理裝置，該一個或更多個材料處理裝置被配置為用於處理該絲網上的該材料；一驅動裝置，該驅動裝置被配置為用於沿著一基板支撐件在一第一方向上移動該製程頭部組件，以便在一沉積製程過程中傳送和處理該材料。
2. 如請求項1所述的設備，其中該絲網設置在該基板支撐件與該製程頭部組件之間，其中該一個或更多個沉積裝置包括一刮板，並且其中該刮板被配置為與該絲網接觸以進行印刷。
3. 如請求項1或2所述的設備，其中該一個或更多個材料處理裝置至少包括一第一材料處理裝置和一第二材料處理裝置，其中該一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置定位在該第一材料處理裝置與該第二材料處理裝置之間。
4. 如請求項1或2所述的設備，進一步包括一個或更多個第一致動器，該一個或更多個第一致動器被配置為調整該一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置與該絲網之間的距離。
5. 如請求項4所述的設備，其中該一個或更多個第一致動器包括一第一致動器單元和一第二致動器單元，該第一致動器單元被配置為調整該第一材料處理裝置與該絲網之間的一第一距離，該第二致動器單元被配置為調整該第二材料處理裝置與該絲網之間的一第二距離。
6. 如請求項1或2所述的設備，其中該材料處理可被稱為覆墨。
7. 如請求項1或2所述的設備， 其中該製程頭部組件包括一第一製程頭部和一第二製程頭部，其中該一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置附接到該第一製程頭部，並且該一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置附接到該第二製程頭部，或者其中該製程頭部組件包括一製程頭部，其中該一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置和該一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置附接到該製程頭部。
8. 一種太陽能電池生產設備，該太陽能電池生產設備包括： 一個或更多個沉積站， 如請求項1至2中之一項所述的設備，該設備在該一個或更多個沉積站中的至少一個沉積站中。
9. 一種用於將一材料網印於用於一太陽能電池製造中的一基板上的方法，該方法包括以下步驟： 沿著一基板支撐件在一第一方向上將具有一個或更多個沉積裝置和一個或更多個材料處理裝置的一製程頭部組件至少從一第一位置移動到一第二位置，以便使用該等一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置將該材料從一絲網傳送到該基板並且使用該等一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置執行對該絲網上的該材料的處理，其中該傳送和該處理在該製程頭部組件從該第一位置移動到該第二位置過程中執行。
10. 如請求項9所述的方法，其中在一沉積製程的持續時間的至少一部分期間同時執行該材料的傳送和處理。
11. 如請求項9或10所述的方法，其中該等一個或更多個材料處理裝置被配置為用於在該絲網上提供該材料的基本上均勻薄膜。
12. 如請求項9或10所述的方法，進一步包括以下步驟： 在與該第一方向相反的一第二方向上移動該製程頭部組件，以便在沿該第二方向的移動過程中執行所述材料的傳送和處理。
13. 如請求項9所述的方法，其中沿著該第一方向移動該製程頭部組件使用該等一個或更多個材料處理裝置中的一第一材料處理裝置。
14. 如請求項13所述的方法，其中沿著該第二方向移動該製程頭部組件使用該等一個或更多個材料處理裝置中的一第二材料處理裝置。
15. 如請求項13所述的方法，其中當該製程頭部組件在該第一方向上移動時，該第一材料處理裝置被定位在該一個或更多個沉積裝置後方。
16. 如請求項14所述的方法，其中當該製程頭部組件在該第二方向上移動時，該第二材料處理裝置被定位在該一個或更多個沉積裝置後方。
17. 如請求項13或16中任一項所述的方法，其中在該製程頭部組件在該第一方向上的移動過程中，該絲網與該第一材料處理裝置之間的一距離小於該絲網與該第二材料處理裝置之間的一距離，並且其中在該製程頭部組件在該第二方向上的移動過程中，該絲網與該第二材料處理裝置之間的一距離小於該絲網與該第一材料處理裝置之間的一距離。
18. 如請求項9或10所述的方法，進一步包括以下步驟： 調整該等一個或更多個材料處理裝置中的至少一個材料處理裝置的一個或更多個處理參數，其中該等一個或更多個處理參數選自由以下項組成的組： 該至少一個材料處理裝置與該絲網和該基板支撐件中的至少一個之間的一距離；以及 該至少一個材料處理裝置相對於該絲網和該基板支撐件中的至少一個的一角度。
19. 如請求項9或10中任一項所述的方法，進一步包括以下步驟： 調整該等一個或更多個沉積裝置中的至少一個沉積裝置的一個或更多個沉積參數，其中該等一個或更多個沉積參數選自由以下項組成的組： 該至少一個沉積裝置與該基板支撐件之間的一距離； 該至少一個沉積裝置相對於該基板支撐件的一角度； 該製程頭部組件相對於該基板支撐件的一移動速度；以及該至少一個沉積裝置作用於該絲網上的一壓力。
20. 如請求項18所述的方法，其中應用以下至少一個： 該等一個或更多個處理參數中的至少一個處理參數在該材料處理過程中進行調整，以及該等一個或更多個沉積參數中的至少一個沉積參數在該傳送過程中進行調整。