CN102131950B - 光感应图案 - Google Patents

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Abstract

一种在接受基板上沉积材料的方法，该方法包括：提供具有背面和正面的源基板，该背面载有至少一块涂层材料；提供接受基板，该接受基板位于邻近该源基板并面向该涂层材料；以及朝着该源基板的正面发射光，以便从源基板移除至少一块涂层材料，并作为整体将所述移除的至少一块沉积到该接受基板之上。

Description

光感应图案
相关申请
本申请要求2008年6月19日提交的以色列申请号192291、2008年10月12日提交的以色列申请号194665、和2009年5月7日提交的以色列申请号198629的优先权。
所有上述文件的内容通过引用被合并好像在本文中彻底阐述。
技术领域和背景技术
本发明，它的一些实施方式，涉及用于从源或目标基板沉积材料到接受基板之上的装置和方法，更特别地是但不唯一地，从目标基板沉积图案化的材料到接受基板之上。
在一些产品的制作过程期间，希望以图案化的形式沉积材料，比如导体，到接受基板之上。这样的产品可以包括例如半导体集成电路(IC)、半导体IC封装连接、印刷电路板(PCB)、PCB部件装配、太阳能光伏电池(PV电池)、光学生物的、化学的和环境传感器和检测器、RFID天线、OLED显示器(无源或有源矩阵)、OLED照明板、印刷电池以及更多。
先前技术已经使用了铺设这样的材料的若干方法的一个，该若干方法包括蒸发、掩蔽和蚀刻、喷墨书写和丝网印刷。一种方法是通过以激光选择性地加热面向基板的层的一侧，从被连续的材料层涂覆的目标基板将导体材料条沉积到基板上。
例如，Chrisey等人的美国专利6,177,151揭露了包括脉冲激光能量源，接受基板和目标基板的设备。该目标基板包括具有背面和正面的激光透明支座。该背面有连续的涂层，该涂层包括要被沉积的传输材料和基质材料的混合物。该基质材料是具有这样性质的材料：当被曝露于脉冲激光能量时，它的一些成份是挥发性的。该脉冲激光能量源位于与目标基板有关的位置，以便脉冲激光能量被引导为穿过该目标基板的背面并穿过该激光透明支座，来在定义好的位置以足够的能量碰击该涂层，并以足够的力量挥发在该位置的挥发性材料，以使该涂层部分从该位置解吸，从周围材料中分离并从支座的表面升起。该接受基板位于与目标基板隔开的位置，以便在被解吸的涂层中的传输材料部分被沉积到接受基板的上的定义好的位置。
Piqué等人的美国专利7,001,467揭露了使用两个激光器的系统。第一激光器位于与目标基板有关的位置，以便激光束被引导为穿过该目标基板的背面并穿过该激光透明支座，来在定义好的位置以足够的能量碰击该连续的涂层，从该支座的表面移除并升起该源材料的至少非挥发性部分，并将它从该周围材料中分离出来。此外，第二激光器被放置为在碰击该被沉积的源材料，将该源材料转换成感兴趣的材料，例如作为导电体。
在生产一些产品的过程中，例如晶体太阳能电池，接受基板涂覆有钝化层。希望在钝化层中创建将材料沉积到其中的开口。先前技术已经以两个阶段完成了它。首先，在钝化层中创建这些开口。然后，通过使用直接的书写(例如，使用两个先前描述的专利的方法)，该材料被沉积至该基板的钝化层中的开口内。通常，该图案是一组平行线。这种类型的直接书写需要激光和接受基板的精密对准，因为该材料不得不从被连续涂覆的基板沉积到已经预先在钝化层中形成的开口内。另一选择是使用会穿透该钝化层的材料。
Birrell等人的美国专利申请2008/0139075，描述了使用光学透镜将激光束聚焦在目标基板和接受基板上，从而提供二者的精密对准。Birrell解释了因为在目标基板上的涂层是相对薄的，在接受基板上的单个位置要求两个或更多个涂层的沉积。因为该目标基板具有连续的涂层，该目标基板相对于该接受基板移动，以便可以在同一点获得两个或更多个材料沉积。第一透镜被用来回顾该目标基板用于可获得的涂层材料目标基板。第二透镜被用来为了该基板需要的材料沉积的位置，回顾该接受基板。
Fork等人的美国专利申请2007/0169806使用基于激光的或粒子束图案化系统来定义穿过钝化层的接触开口，以暴露下面的晶片的掺杂部分，然后使用直接书写金属化装置，例如喷墨型印刷装置或挤压型沉积装置来将接触材料沉积到每个接触开口之内。
附加的背景技术包括Auyeung等人的美国专利6,805,918、Young等人的美国专利6,815,015、Gee等人的美国专利7,335,555、Duignan的美国专利6,649,861、Slaker的美国专利4,265,545、Retschke等人的美国专利7,046,266、Gross等人的美国专利申请2004/0056009、Mummerlyn等人的美国专利6,331,177、Green等人的美国专利5,654,975、Cheung等人的美国专利4,701,592、Terashima等人的美国专利4,469,430、Kim等人的美国专利4,970,196、Foley等人的美国专利5,156,938以及Schneiderlocher，E.等人的“Scanning ND：Yag LaserSystem for Industrially Applicable Processing in Silicon Solar CellManufacturing”。
发明内容
根据本发明一些实施方式的某方面，提供在其上载有图案化的涂层的源或目标基板，接受基板和适于发射光束到源基板的光源，从而将该图案化的涂层从源基板沉积到接受基板上。根据本发明的示范实施方式，该图案化的涂层包括至少一块涂层材料并且材料的沉积是逐块完成的。可选择地，每一块作为整体被沉积到接受基板之上，而不用将块的部分从它们的周围涂层材料中分离出来。
根据本发明一些实施方式的方面，提供一种在接受基板上沉积材料的方法，该方法包括：
提供具有背面和正面的源基板，该背面载有至少一块涂层材料；
提供接受基板，该接受基板位于邻近该源基板并面向该涂层材料；以及
朝着该源基板的正面发射光，以便从源基板移除至少一块涂层材料，并作为整体将所述移除的至少一块沉积到该接受基板之上。
根据本发明的一些实施方式，沉积所述移除的至少一块包括沉积所述移除的至少一块，无需从它的周围涂层材料中分离所述至少一块的一部分。
根据本发明的一些实施方式，朝着该源基板的正面发射光包括加热该涂层材料从而挥发在该源基板的背面和该涂层材料之间的挥发材料，这提供了用以从该源基板的背面移除该涂层材料的力。
根据本发明的一些实施方式，沉积至少一块该涂料层，包括沉积具有大于0.1的高宽比的块。
根据本发明的一些实施方式，沉积至少一块该涂料层，包括沉积具有高度大于5μm的块。
根据本发明的一些实施方式，朝着该源基板的正面发射光，以便从源基板移除至少一块该材料包括照射该涂层材料一次，以便从源基板将至少一块材料作为整体移除。
可选择地，发射光包括发射激光束。可选择地，发射光包括以连续的激光发射进行发射。可选择地，发射光包括以高重复脉冲激光器进行发射。可选择地，发射光包括发射宽波段闪光光束。可选择地，发射光包括发射线。可选择地，发射光包括以少于3W的功率发射光。
根据本发明的一些实施方式，发射光包括发射遵照该至少一块涂层材料的图案的光束。可选择地，发射光包括发射覆盖由该源基板载有的该至少一块涂层材料的光。
根据本发明的一些实施方式，该方法进一步包括在从此处将涂层材料沉积到该接受基板的部分增加涂层材料至该源基板。
根据本发明的一些实施方式，该方法进一步包括在从此处将涂层材料沉积到该接受基板的部分清洁该源基板。
根据本发明的一些实施方式，该方法进一步包括：朝着该接受基板发射光，以便在接受基板内烧蚀开口。
根据本发明的一些实施方式，该方法进一步包括对准该源和接受基板，使得发射被发射朝着该源基板的光将造成该移除的涂层材料块被沉积在该接受基板内的烧蚀的开口里。
根据本发明的一些实施方式，提供源基板包括提供其中所述涂层材料包含当被光照射时挥发的挥发性混合物的源基板。可选择地，提供源基板包括提供载有至少两块涂层材料的源基板，其中该至少两块互相之间不连接。
本发明一些实施方式的某方面涉及由硅晶片制成的太阳能电池，该晶片在所述晶片的至少一侧上载有导体线，该导体线根据所述方法被沉积。
根据本发明的一些实施方式，太阳能平面板包括多个电气连接的太阳能电池。
本发明一些实施方式的某方面涉及用于制造接受基板的系统，该系统包括：
源基板，载有图案化的涂层材料，该图案化的涂层材料涂覆不超过该源基板的全部表面；
接受基板，位于邻近源基板并面向该涂层材料；以及
沉积光源，适合于朝着该源基板发射光，使得涂层材料将被沉积到该接受基板之上。
可选择地，该源基板对发射的光是透明的。
根据本发明的一些实施方式，该源基板包括该涂层材料位于其中的沟槽。可选择地，所述沟槽包括底面和两个侧壁，其中该沟槽的侧壁涂覆有低表面能量材料。可选择地，所述沟槽形成为制作在涂覆该源基板的金属层中的开口。可选择地，该沟槽的底面是有纹理的。
根据本发明的一些实施方式，该源基板载有至少两块由不同材料制成的涂层材料。
根据本发明的一些实施方式，该涂层材料包括多个分离的材料块。可选择地，该分离的材料块成线。可选择地，该线是直线。可选择地，该涂层材料成螺旋形。
根据本发明的一些实施方式，该涂层材料的高度和宽度的高宽比约等于或高于0.1。
根据本发明的一些实施方式，该涂层材料的高度大于5μm。
根据本发明的一些实施方式，该系统进一步包括烧蚀光源，适合于发射光用于在接受基板内烧蚀开口。可选择地，该烧蚀光源和沉积光源包括单一光源。可选择地，该烧蚀光源和沉积光源是以不同的能量发射光的两个不同的光源。
根据本发明的一些实施方式，该系统进一步包括控制器，适合于对准该源和接受基板，使得该涂层材料被沉积至该接受基板内的该开口里。
根据本发明的一些实施方式，该系统包括在发射光之下移动的多个接受基板。
根据本发明的一些实施方式，所述系统进一步包括填充台，其适合于用涂层材料填充该源基板。
根据本发明的一些实施方式，所述系统进一步包括清洁台，其适合于在材料由源基板沉积之后清洁该源基板。
根据本发明的一些实施方式，该沉积光源适合于发射宽波段闪光光束。可选择地，该沉积光源适合于发射激光束。
根据本发明的一些实施方式，该系统进一步包括适合于将激光束转换成扫描线的光束扫描仪。
根据本发明的一些实施方式，该沉积光源适合于提供光栅线扫描。
根据本发明的一些实施方式，该涂层材料包括适合于当被光照射时挥发的挥发性混合物。
根据本发明的一些实施方式，在源基板与涂层材料之间提供挥发性混合物。
根据本发明的一些实施方式，该接受基板位于该源基板下面。
除非另外被定义，本文所使用的所有技术的和/或科学术语具有如被本发明所属的本领域一个普通技术人员通常所理解的相同的意思。虽然与本文描述的那些方法和材料相似或等同的方法和材料可以在本发明的实施方式的实践或试验中使用，示范性的方法和/材料将在以下描述。如果发生矛盾，本专利说明书，包括定义，将起支配作用。而且，该材料、方法和范例仅作为说明而不打算作为必要的限制。
附图说明
本发明的一些实施方式在本文仅通过范例，并参考附图来描述。现在详细地具体参考附图，重点在于显示的细节是通过举例和为了本发明实施方式的说明性讨论的目的。就这一点而言，本说明书结合附图使得本发明实施方式如何可以实现对于那些本领域技术人员是明显的。
图中：
图1是根据本发明的示范性实施方式的扫描系统的示意图；
图2A-图2C是根据本发明的示范性实施方式的载有涂层材料的源基板的后视图和侧视图；
图3A和图3B是根据本发明的示范性实施方式的接受基板的示意图；
图4是根据本发明的另一示范性实施方式的扫描系统的示意图；
图5A-图5D是根据本发明的示范性实施方式用于接受基板成批生产的扫描系统的示意图；
图6是根据本发明的再一示范性实施方式的源基板的示意图；
图7是与图6中所示的源基板一起使用的扫描系统的示意图；
图8A-图8C是根据本发明的示范性实施方式的适合于与非直线图案化的涂层一起使用的扫描系统的示意图；
图9A-图9D是根据本发明的示范性实施方式载有不同的涂层和发射在其上的激光点的源基板的示意图；及
图10图示说明了根据本发明的示范性实施方式载有不同的涂层材料的源基板。
具体实施方式
本发明，在其一些实施方式中，涉及用于从源基板沉积涂层材料，比如导体材料，到接受基板(receiving substrate)之上的装置和方法，更特别地，但不唯一地，涉及通过向源基板照射光束从源基板沉积图案化的涂层材料到接受基板之上，从而将该图案化的涂层从源基板沉积到接受基板之上。
本发明的一些实施方式的一方面涉及源基板，包括背面和正面，该背面载有图案化的涂层材料，比如导体材料。在本发明的一些实施方式中，该图案化的涂层包括在该被涂覆的部分之间的间隙或开口，使得该涂层材料不会涂覆源基板的整个背面。可选择地，该图案是包括多个不连接的涂层材料块的非连续的涂层。可替换地，该图案包括连续的材料条或材料区域，其涂覆不超过源基板的整个背面。可选择地，该涂层材料涂覆不超过该源基板背面的70％、50％或30％。在本发明的示范性实施方式中，源基板是透明的且可以看穿在该涂层材料的开口之间的源基板。
为了解释本发明，在下列范例中的涂层被形成为在源基板上的分离的线，其形成为平行线或从点照射出的线，例如从圆的源基板的中心。然而，应注意的是该涂层能够具有任何其他形式，比如例如正方形、矩形或螺旋形。进一步要注意的是，该涂层能够包括单个区域或若干个不连接的区域。
根据本发明的一些实施方式的一方面，所涂覆的材料的每一条线具有比宽度大的高度。也就是说，所涂覆的线的高宽比(aspect ratio)约等于或大于0.1、0.2或1。可选择地，该所涂覆的材料的高度在10μm-300μm之间，例如在10μm-150μm之间。可选择地，该所涂覆的线的宽度在10μm-150μm之间。
在本发明的示范性实施方式中，该所涂覆的材料的高度大于3μm、4μm、5μm或7μm。在示范性实施方式中，具有所述高度和/或高宽比的线通过单个照射或扫描被沉积到接受基板之上，且不必在同一点上被照射多次。
在本发明的示范性实施方式中，提供材料作为在源基板的顶部上的涂层。可选择地，在形成源基板上的突出物上提供材料。可替换地，在源基板内的沟槽之内提供材料。当在沟槽内提供材料时，比起当在基板的表面上(或其上的突出物上)进行涂覆时，需要来自光束的更多的能量来将涂层材料从源基板上分离，因为也需要将沟槽内的材料从沟槽的侧壁以及从沟槽的底部分离。当提供材料作为在源基板的顶部上的涂层时，该材料不得不仅从该基板的表面分离。然而，该沟槽用涂层材料提供了更简单快速的源基板的填充。沟槽额外的优点是，当在沟槽内提供涂层材料时，更容易地产生具有相对厚的涂层(如，具有超过1的高度)以及更精确的尺寸的源基板。
因此，在本发明的示范性实施方式中，沟槽的侧壁涂覆有低粘合或低表面能材料，以便降低涂层材料与侧壁的粘合，以确保当从源基板释放该涂层材料的背面时，从源基板沉积材料。在本发明的示范性实施方式中，沟槽的背面涂覆有高粘合材料或是有纹理的(如粗糙的)，以便提供对在沟槽中的涂层材料的好的粘合，较佳地，是在填充的沟槽中消除气泡。纹理表面增加了该表面的表面能量，且确保该材料被填充到沟槽内，尽管在侧壁上有低表面能量材料。可选择地，该沟槽成梯形，其窄面面向该源基板的背面。由于在梯形边处的扩展形式，该梯形在光照射后进行沉积该涂层材料形成帮助。此外，比起侧壁，即使以较弱的通量(fluence)，该梯形形状使侧壁也被光照射。光照射也帮助从沟槽移除该涂层材料。
本发明一些实施方式的一方面涉及扫描系统，其包括光源，该光源适合照射穿过源基板的背面朝着涂层材料的光束，从而将材料从源基板分离。在示范性实施方式中，该材料被沉积到接受基板上，该接受基板位于源基板的下面并面向该涂层材料。
在本发明的示范性实施方式中，所涂覆的材料的每条线作为整体被沉积至接受基板之上，而不用将线的部分从它所附着的涂层材料上分离。可选择地，该涂层材料在被光束或光线的单一照射照射之后从源基板上分离。该部分涂层材料没有从它们的周围的涂层材料中分离的事实帮助降低涂层材料与接受基板之间的粘合，因为没有碎屑的散布，否则通过将该部分涂层材料从它们的周围材料中分离将造成碎屑。此外，这通常比先前技术系统需要较低的功率，该先前技术系统必须选择性地将涂层材料从连续的涂层中分离。这允许涂层材料比先前技术的涂层材料厚，因为仅需要足够的能量来将涂层材料从源基板分离，而不需要从连续的涂层分离涂层材料块。
在本发明的一些实施方式中，从基板分离涂层材料线起始于线的一端，且分离继续进行直到整条线被分离，优选地，在分离过程中不会断开该线。可以通过高重复脉冲扫描或通过以单光束照射整个涂覆的线来提供这样的分离。在一些实施方式中，该线被按段分离和沉积。然而，既然只是从每一段的一端分离(而不是从三边)，因此需要低得多的能量/功率。
根据本发明的示范性实施方式，在源基板和涂层材料之间提供中间层。该中间层可选择地比涂层材料具有较低的蒸发温度。光束照射中间层，其被光加热、蒸发从而产生过压及涂层材料从源基板的分开。由于中间层的低蒸发温度，该涂层材料将不用足够加热来蒸发或从它的周围涂层材料中分离。
可选择地，该中间层对光束是透明的，且从它被加热的周围吸收热。例如，从位于中间层下方的源基板的不透明部分。中间层可以被提供为仅在涂层材料下面，或在源基板的整个背面，包括涂层材料中的开口。由于中间层的透明性，中间层将不会影响穿过所述开口的烧蚀。
可选择地，例如当没有提供中间层时，该涂层材料包括蒸发材料，使得当以相对低能量的光束向涂层材料照射时，该蒸发材料将蒸发，造成压力使涂层材料从源基板分离，而该涂层材料保持它的形状。
在以下说明中，光源将被称为激光源。然而，应注意到任何其它合适的光源，诸如例如闪光灯或其他非相干光的高能量源，如本文所描述的范例，能够根据本发明的示范性实施方式被使用，且这样的光源，若适合于把导电材料从被涂覆的源基板上分离，也被包括在术语“激光源”和“激光束”的定义中。
在本发明的示范性实施方式中，导体材料应该被沉积至接受基板的正面和背面两者之上。当接受基板适合于用作晶体太阳能电池，该基板通常是大块类型(bulk type)的基板(例如p型)，且在它的正面和背面涂覆有发射极(例如n型)。可选择地，该接受基板也在它的正面和背面涂覆有钝化层。该导体材料应该被沉积在正面处在钝化层中开口之上，接触n型层。可选择地，该涂覆材料可以位于在接受基板的正面的钝化层的顶部上，并经由此穿透。认为该导体材料通常比钝化层厚且突出。在背面，该导体材料较佳地应该不接触n型硅，且因此应该被沉积至穿过钝化层和基板本身的开口内，到达该p型基板。
根据本发明一些实施方式的一方面，扫描激光同样适合于在将涂层材料沉积到它们之上的钝化层和/或接收基板内烧蚀(创建开口)。
根据本发明一些实施方式，该扫描激光首先在钝化层和/或接收基板内烧蚀图案(如线)，然后，使用基本上相同的设置，激光照射源基板上的被涂覆的块，从而将涂层材料从源基板转移至接受基板，并用涂层材料填充接受基板的烧蚀出的图案。
在本发明的示范性实施方式中，激光源(或多个源)适合于以同样的设置或运行(run)烧蚀接受基板并将材料从源基板沉积到被烧蚀的开口之中。根据这个实施方式，激光源基本上在同一时间照射两个激光束。第一照射激光束用来烧蚀接受基板。第二激光束用来照射源基板上的涂层以在开口创建不久之后将该涂层沉积至创建的开口内。根据这个实施方式，接受基板上的一些开口在创建所有开口之前将被涂层材料填充。
在示范性实施方式中，第一激光束穿过透明的源基板照射到在涂层材料之间的开口内。可选择地，在源基板上创建缝隙，第一激光束将穿过缝隙照射。可选择地，该缝隙基本上比烧蚀的开口要大，以便提供向相对着移动的源基板的激光束的对准的不精确的容许。
在本发明的示范性实施方式中，扫描激光仅以一个方向扫描且该基板以交叉扫描方向(cross scan direction)移动。例如，当激光扫描线时，源基板和接受基板连续地在激光束下面以基本上垂直于该扫描线的方向移动。可选择地，该扫描线以相对该基板移动轴的小角度被定向，以便在激光扫描期间补偿基板的移动。周期性地重复进行烧蚀和沉积以在接受基板上形成多个被烧蚀和填充的线。
较佳地，被烧蚀的图案基本上与源基板的涂层材料的图案是同样的。使用相同的激光设置有助于提供材料到被烧蚀的图案中的精确沉积。另外，在一些实施方式中，在不连续的涂层材料之间具有开口的透明源基板同样有助于对准该源基板和接受基板如同能看穿该源基板，以确保该涂层材料与在接受基板中烧蚀的开口对准。可替换地，源基板上的涂层材料的图案比接受基板中所烧蚀的图案要窄或宽。较宽的涂层图案通常用作接受基板的正面，其中可以容许一些材料在被烧蚀的图案的边缘的溢出。在接受基板的背面，被涂覆的图案较佳地比烧蚀开口窄，使得被沉积材料将不会接触烧蚀开口的侧壁且不会在边上接触n型层。随后可以通过在钝化开口的暴露部分增加另一钝化层来修理缺陷。
在本发明的示范性实施方式中，两个或更多个涂层材料块由不同的材料形成，使得不同的涂层材料作为不同的块被沉积至接受基板上。例如，根据本发明的示范性实施方式，平行导线被沉积，并且汇流排(busbar)垂直于导线地被沉积到它们上面。该汇流排由不同的材料制成。
可选择地，在同一源基板上提供两个或更多个涂层材料。可选择地，该两个材料分别地被沉积至接受基板之上，可替换地，该两个材料可以用相同的系统运行来被沉积，例如使用不同的光束。可替换地，提供两个或更多个具有不同涂层的源基板，且该两个或更多个源基板的涂层材料被沉积至同一接受基板之上。
可选择地，使用单一激光源。可选择地，单一激光源被分束器或调制装置分成多个激光束。可替换地，例如当相同的系统在同一运行中既烧蚀开口又沉积材料，利用调制多个源的调制机构来使用两个或更多个激光源。该两个或更多个激光源能够被聚焦于分离的点，在它们之间有横向的(垂直于线)和/或纵向的(沿着线)位移。该多个激光源的波长、功率、光点直径、光点形状、定时等可以不同。在本发明的示范性实施方式中，激光束被照射到旋转的镜面化的多面体(rotating mirrored polygon)来提供光栅线扫描。在本发明的示范性实施方式中，扫描激光以相对低的能量操作。例如，光源可以以1.5-3W或以0.03J-0.06J每脉冲的功率被操作。光源也可以具有不同的光点直径。
本发明一些实施方式的一方面，涉及接受基板的成批生产(通过材料放样和/或钝化层烧蚀)。在这个实施方式中，当材料被沉积到接受基板上以后用涂层材料再次填充源基板，并产生新的源基板。在一些实施方式中，在源基板的一部分更新该源，当来自另一部分的材料被转移到接受基板上时。
根据本发明的示范性实施方式，产生的接受基板作为太阳能电池，并且通过电连接多个电池可以产生太阳能电池平板。
在详细解释本发明的至少一个实施方式之前，应该理解在本申请中本发明不必受限于部件的构造和布置的细节，和/或在下列说明书中阐述的和/或在附图和/或范例中显示的方法。本发明可以是其他的实施方式或以不同的方式被实行或执行。
现在参考附图的图1-图3。图1示出了根据本发明示范性实施方式的扫描系统100。系统100包括激光源12、具有多个面4的多面体3、和扫描透镜5。系统100由控制器39控制，且适合于将涂层材料从源基板6沉积到接受基板1之上。此处源基板6被定位为邻近透镜5或在透镜5下面且接受基板被定位为邻近源基板6或在源基板6下面，基本上平行于基板6。
在本发明的示范性实施方式中，材料应该被沉积到接受基板的正面和背面的两者。材料被沉积到表面上，当该表面面对源基板上的涂层材料时。
源基板6和接受基板1之间的距离可选择地为100μm或更多，例如在200μm和250μm之间。为了提供材料的精确沉积，该距离通常少于300μm或400μm。源基板和接受基板常常不是完全平的，在它们的平面上常有微小的弯曲。基板6和1之间的相对大的距离确保基板即使在基板平面的弯曲处不会碰到彼此，且确保基板彼此之间不会接触。
图2A-图2C是根据本发明示范性实施方式的源基板6的近视图(closer view)。基板6包括正面15和背面16。图2A是基板6的背面16的正视图，背面16上载有旨在于要沉积到接受基板1上的涂层材料的多个分离直线23。可选择地，线23互相之间不连接。在本发明的示范性实施方式中，涂层材料的线具有超过3μm、5μm、7μm或9μm的高度，可选择地，在10μm-300μm之间，或10μm-150μm之间。可选择地，该涂覆的线的宽度在10μm-150μm之间。在本发明的示范性实施方式中，该涂覆的线的高宽比约等于或大于0.1、0.2、0.5或1。
源基板6可选择地载有多个涂料线23。例如，源基板6可载有100条长40-50μm的涂料线，其中线之间的距离大约1.5mm。
基板6优选地是透明的，以便可以看穿线23之间的开口21。该透明性是有利的，因为在扫描过程中，它有助于控制源基板相对于接受基板的对准。例如，透明性有助于如图1所示的基板1和6在扫描系统100中的定位。而且，源基板的透明性有助于照射穿过基板，如烧蚀所需要的并且以下详细介绍的那样。
图2B和图2C是根据本发明的示范性实施方式的基板6的侧视图。可选择地，如图2C所示，在基板6的上面提供涂覆线23。同样，如图2C所示，也可以在基板6的可选择的突出物113上提供涂覆线。可替换地，在源基板背面的沟槽内提供涂覆线23，如图2B所示。这样的沟槽包括侧壁17和底面18。当在沟槽内提供材料时，需要来自激光束更多的能量来分离涂层材料，因为需要从沟槽的侧壁17和底面18两者分离材料。当提供材料作为在源基板上面或在之上的突出物的上面的涂层时，该材料不得不仅从源基板的背面被分离。
然而，沟槽提供更简单的以涂层材料填充源基板。因此，根据本发明的示范性实施方式，沟槽的侧壁17涂覆有低粘合或低表面能量材料，为了确保涂层材料不会粘附表面。由于在侧壁17处的低表面能量，应该注意当填充涂层材料时，涂层材料会粘附到底面18，并且当填充材料时消除材料中的气泡。可选择地，沟槽的底面18将涂覆高表面能量材料(或由它做成)。这将确保涂层材料稳定地被定位于沟槽内，且当从沟槽的底面释放涂层材料时，从源基板沉积该涂层材料，而不会粘附沟槽的侧壁。可替换地或额外地，底面18是有纹理的，可选择地是提供粗糙的纹理，来提供涂层材料与底面18的好的粘着度和高表面能量，并为了在沟槽中填充材料时消除材料中的气泡。
沟槽额外的优点是，比起在平的基板上面，在沟槽内易于产生具有相对厚的涂层(如超过5μm)的源基板。
可选择地，形为沟槽作为在源基板背面之上的涂料层(未示出)，其中以沟槽形状创建开口。该层优选地由低表面能量材料制成，例如诸如镍的金属。该镍层可以具有例如100μm的厚度、或被涂覆的传导材料所需要的任何其他厚度。
根据本发明的示范性实施方式，沟槽具有梯形的形状，如图2B所示。当被照射时，由于梯形边加宽的形状，梯形形状容易引起涂层材料的移除。此外，梯形形状在侧壁17将引起一些照射，即使以与在底面18处相比较弱的通量。该弱通量同样有助于从侧壁移除材料。应该注意的是由于梯形的形状，面向背面16的梯形宽边将覆盖接受基板相对大的区域，并造成阴影(shading)。而面向沟槽底面18、也受梯形窄边影响的材料的相对小的总的截面将提供相对低的传导性。因此，梯形应该被形成为尽可能地与矩形相似，以便不伤害被沉积在接受基板上材料的传导性。
在本发明的一些实施方式中，在基板6和涂层材料23之间提供中间层。可选择地，中间层是高挥发性的，并且在相对涂层材料23的蒸发要低的能量处将蒸发。这将造成中间层蒸发并造成在底面18处的压力及材料23从源基板的分离。由于使用的相对低的能量，当材料23被沉积到接受基板1上时，材料23将不会蒸发并保持它的形状，使得涂料线23将作为整体被沉积至接受基板之上。
可选择地，该中间层对照射光是透明的，并且从它被加热的周围吸收热，比如从涂层材料23。中间层的透明性有助于基板的对准。
例如，在本发明的示范性实施方式中，提供酒精，如甲醇或乙醇，作为源基板和涂层材料之间的中间层。酒精对于激光照射是透明的，然而，激光照射加热酒精周围的材料，从而加热酒精。酒精具有相对低的蒸发温度(如乙醇大约为78℃)。因此，酒精蒸发而涂层材料将保持它的形状。酒精蒸发引起在源基板背面(或沟槽)的过压，使涂层材料作为整体被沉积。
可选择地，仅在涂层材料下方提供中间层。可替换地，整个源基板涂覆有中间层。
在本发明的示范性实施方式中，源基板的在中间层下面的部分，例如沟槽底面18，由大约1μm的不透明材料形成。这是优选地，例如当涂层材料对于照射光也是透明的。该不透明层将吸收热以及从而加热中间层并使之蒸发。
可替换地，当不使用中间层，涂层材料包括低能量蒸发材料，以便在以低能量加热时，提供低能量蒸发材料蒸发而留下稳定的涂层材料相似的效果。
该涂层材料可以是现有技术已知的任何涂层材料。例如，基于银的金属膏。通常，用于太阳能应用的金属膏是四种不同材料的组合物：金属粉、玻璃粉和改性剂、挥发性溶剂和非挥发性聚合物或树脂。
图3A是根据本发明示范性实施方式的接受基板1的示意图。接受基板1，优选地是硅片，包括内层26、正面28和背面29。可选择地，例如当基板1适合于作为晶体太阳能电池(如在它的正面附近形成二极管)，内层26是大块基板(如p型硅)并在它的正面和背面涂覆有发射极(如n型层)。可选择地，接受基板也在它的正面和背面涂覆有钝化层25。
优选地应该穿过正面中的钝化层插入涂层材料，使得涂层材料将接触n型层。因此现有技术已知有两种选择。第一种现有技术已知选择是把涂层材料沉积到钝化层上面，并使涂层材料穿透钝化层。为此，涂层材料优选地应该包含当加热基板时能使涂层材料穿透钝化层的玻璃粉。玻璃粉同样提高涂层材料与硅接受基板的粘合。
图3B绘示第二选择。在正面28的钝化层内创建开口27，其中涂层材料将被沉积。开口27形成于钝化层中，并且沉积到开口27中的材料将接触n型层。在背面29，涂层材料优选地应该被沉积至开口22中，该开口22基本上比开口27更深，且穿过钝化层25及内表面26，经过n型层使得沉积到开口22中的材料将接触p型基板。例如，在示范性实施方式中，当n型层具有大约300-500nm的厚度时，开口27具有大约85nm的深度，而开口22具有在1-1.5μm之间的深度。
在接受基板上创建开口22与27需要对准沉积材料，该沉积材料应该基本上仅沉积到开口27上。本发明的源基板有助于提供精确对准，因为基板优选是透明的且可以穿过开口看到涂层材料以便在涂料线23下定位开口22和27。注意到在线被沉积以后，涂层材料将从开口中突出，因为开口可选择地没有被沉积的涂层材料厚度那么深。此外，沉积到接受基板正面28的开口27上的涂层材料，优选地比该开口宽，且该材料覆盖开口的边缘，密封该开口并保护p-n结。被沉积到接受基板背面22上的开口22上的涂层材料，优选地比开口窄，使得在开口22侧壁该涂层材料将不会接触n型层。开口22中剩下的间隙可选择地可以以钝化材料填充。
示范性接受基板(或晶片)的设计在2008年10月12日申请的以色列申请号194665，和2009年5月7日申请的以色列申请号198629中详细描述，其通过引用被包含在本文中。
可以以现有技术中已知的任何方法创建开口22和27，诸如例如激光或机械烧蚀或通过蚀刻技术。可选择地，当涂层材料被插入到开口27上时，该涂层材料可以没有玻璃粉，通常要求玻璃粉穿透钝化层。玻璃粉的缺乏允许超过835℃加热在其上沉积有涂层材料的接受基板，以便改进基板和涂层材料之间的粘合。无玻璃粉的导电膏的例子是由DuPont制造的P/N146A或PV167。
再参考图1，控制器39控制激光源12来朝着多面体发射激光束7。多面体3绕着轴13旋转，且多面体面4将激光束偏转到相对透镜5的不同角度，从而以多个方向扫描激光束7，如8a、8b和8c，其被导向透镜5并被转移成不同的激光束9a、9b和9c。在多面体3旋转期间，激光束9a、9b和9c提供以方向10的线型的扫描线，朝着源基板6的正面15沿着涂层材料线照射该扫描线，从而将涂料线23从源基板6沉积到接受基板1上。可选择地，已经被照射一次以后，涂层材料线将被沉积。与先前技术相反，在本发明的一些实施方式中，一次照射之后沉积涂层材料，不需要在涂层材料单一点处多次照射，而在先前技术中，具有相对大的厚度(如超过5μm)的涂层材料被照射不止一次，每次照射沉积薄的涂层材料层。
控制器39优选地控制多面体3的旋转速度和激光源12的功率，使得涂料线23作为整体被沉积，不必被切割成块。优选地，多面体的旋转速度是稳定的，且控制器(或现有技术已知的其他装置)控制基板的移动速度。
当激光束照射源基板6时，激光束经过透明层并且被涂层材料23(或被在基板6和涂层材料23之间的中间层)吸收，照射材料的激光束在图2A中显示为点24。这引起涂层23中的溶剂挥发，在源基板背面和涂层材料之间的分界面造成气压。涂层材料将从源基板释放并被转移至位于源基板下面的接受基板1。
在本发明的示范性实施方式中，在源基板6上提供传感器(未示出)。该传感器与控制器39通信并将源基板的准确位置和对准提供给控制器。控制器将确保激光束将照射涂层材料以便涂层材料将被沉积到接受基板上。此外，控制器39可以控制接受基板的移动和方向，以确保涂层材料将被沉积到需要的位置。
另外，接受基板1应该与源基板6对准，使得材料将被沉积到期望的位置。注意到当不需要将材料沉积到接受基板中的开口内时，对准可以不那么精确。涂层材料通常位于离基板的边缘一定距离，例如离边缘0.2mm、0.5mm或1mm，因此，接受基板的对准能够容许大约0.2mm或0.5mm的误差，而不会损害所制造的接受基板的可操作性。而且，对于所制造的接受基板的可操作性，也不要求精确的被沉积的涂料线之间的距离。
优选地由控制器39执行对准，控制器39可选择地接受来自激光源和基板的输入来获知它们的位置。可选择地，可以利用光学器件来协调基板的位置和/或对准，其取决于基板上的标记来光学地对准该基板。基板6的透明性有助于对准基板，如同能看穿所涂覆的图案的开口。
在图1所示的实施方式中，可选择地在从源基板上沉积涂层材料之前形成接受基板中的开口22和/或27。可替换地，也利用扫描系统100创建开口22和/或27，且基本上使用相同的激光设置，其有助于开口中的涂层材料适当对准。源基板的所涂覆的图案优选地应该基本上与接受基板的钝化层中所图案化的烧蚀相同。
如本文所使用地，术语“设置”指的是扫描系统在处理接受基板期间的配置。在处理基板期间，可选择地，激光点的尺寸和/或其操作的功率和/或点的焦平面可以改变。如本文所使用的术语，这样的改变不构成设置的改变。
如本文所使用地，术语“基本上相同的图案”指的是具有基本上相同形状的图案。接受基板上的图案特征与源基板上的图案特征宽度上可以相差不超过10％，如上面参考图3详细说明地。可选择地，涂覆线比钝化层中的开口宽，这可以造成涂层材料覆盖到在钝化层上的开口之上。可替换地，涂覆线比钝化层中的开口窄。如果是这种情况，接受基板可选择地在没有填充的间隙中用钝化材料进行再填充。此外，涂覆线通常比烧蚀的开口深度厚，使得涂覆线将从开口突出。
图1的实施方式同样可以在钝化层中没有开口的情况下被使用，例如使用将穿透钝化层的涂层材料，如先前技术已知的。
在沉积了涂料线之后，源基板6和接受基板1以图1中箭头2所示的方向移动，以便下一个涂覆线23能够被沉积到接受基板1上。箭头2优选地基本上垂直于激光线的方向10。这提供了基板的顺序扫描来沉积一系列线。控制器39可选择地根据从基板和/或激光源接收的输入来移动基板。基板可以与箭头2的方向成微小角度，以便在扫描期间补偿基板的移动。同样的原因，可选择地，当考虑到运动时，控制器39可以以稍微不同的方向移动两块基板6和1，以便线互相之间会平行。
要注意到由于涂层材料线23作为整体被沉积的事实，相对低的激光束功率能满足从源基板释放涂层材料的需要。因为涂层材料仅仅从源基板被释放，且不必如先前技术一样从连续的涂层材料块中分离，相对小的热量能够满足沉积的需要。因此，涂覆线可以具有大于3μm或大于5μm的高度。这在先前技术中是困难的，因为涂层材料高度越大，就需要越多的能量来将之从周围涂层材料中分离。此外，因为同样的原因，本发明的线可以具有基本上等于或大于0.1、0.2或1的高宽比。例如，根据本发明，对于具有高100μm和200-400mJ/cm2的脉冲通量的涂料线，激光源可以以平均1.5-3W的功率被操作，线宽在50-100μm之间。
此外，由于所需的低能量，光源可以是非激光(非相干)光，诸如例如宽波段闪光灯、发光二极管(LED)或其他。要理解的是，即使在沉积期间线是分段的，比起先前技术，其仍然需要较少的能量(且允许较厚的涂层)，因为每段将必须只从一边分离，而不是如先前技术的从三边分离。
可选择地，照射的激光是脉冲激光，诸如可从TRUMPF购买的TruMicro 5250，以515nm波长操作，并且具有125μJ最大能量且小于10ps的脉冲持续时间，或者同样可向TRUMPF购买的TruMicro5350，以343nm波长操作，具有高于75μJ最大能量且小于10ps的脉冲持续时间。这些脉冲激光提供高能量密度，短脉冲持续时间和UV光谱范围收益(yield)的组合，其对于沉积大量各种各样的材料是有效的。这个激光也可以用于在钝化层中烧蚀开口。
可替换地，射出的激光是连续的(CW)激光，比如可向Coherent公司购买的Verdi 12，其提供在532nm波长的12W的连续辐射功率。可选择地，可以使用激光二极管。应该注意的是，在从连续激光需要低能量的情况下，激光源可以被非激光光源取代，诸如例如发光二极管(LED)、闪光灯或其他。
多面体3可以是例如由Kugler股份有限公司提供的HSSP-100，具有6到36个面和25,000rpm的最大转速。
透镜5较佳地是F-Theta透镜，其将多面体旋转转换成线扫描。可替换地或额外地，透镜5包括远心透镜，以便在沿着扫描线具有恒定角度的源基板上实现垂直激光束照射。例如，透镜5可以是从LINOSPhotonics股份有限公司购买的远心F-Theta透镜4401-461-000-21PG，最佳地为532nm波长。
可选择地，在激光源12与多面体3之间的激光路径上增加声光偏转器11。声光偏转器11有助于在多面体旋转期间保持激光束7在多面体3的面4上。根据本发明示范性实施方式可以使用的示范性偏转器为向AA光电公司购买的DTSX-250，其在从UV到IR的宽谱范围内，使偏转角能够为高达3度。
根据本发明的另一示范性实施方式，激光点可以比涂料线23的宽度大相当多。例如，图9A中所示的激光点928。由于宽的激光点，激光和涂料线的对准可以不那么精确。因此，被沉积的材料的图案主要由被涂覆的图案而较少由激光对准来定义。此外，涂层材料上的热扩散得以减少，从而使涂层材料更容易从源基板分离。相对大的激光点进一步有助于减少涂层材料与源基板的粘合，因为激光束照射涂料线的全部周围，并且将因此加热材料被沉积到其中的槽的边。
优选地，利用本实施方式，激光点928的直径比两个涂料线23之间的距离小，使得激光点一次将不会照射一个以上的涂料线2L
可替换地，根据本发明另一实施方式，激光点足够大到同时照射许多分离的涂覆的图案块。图9B显示了载有多个不连接的涂料线的源基板6，以及同时照射不止一个涂覆线23的激光点928，例如4个涂覆线。图9C显示另一示范性涂层，其中源基板6载有多个涂层矩形929，以及同时照射多个这样的矩形的激光点928。
同时被照射的多个涂层块将同时从源基板释放。如果接受基板离源基板足够远，所释放的涂层块在沉积到接受基板之前将合并成一个涂料块，如图9D所示。可替换地，所释放的涂料块可以被加热使它们接合。激光束928被导向为朝向源基板6，并照射多个涂覆块929，该多个涂覆块929是分离的并且合并成一个涂料块115。
当激光功率足够强时，光束928将照射接受基板1(穿过源基板的涂覆块之间的开口，在接合块之前)，且可选择地在其上烧蚀槽部分116。因此，在图9D中所示的实施方式，同一激光束将既在接受基板上烧蚀开口，又沉积材料到其中。可选择地，同样如图9D所示，源基板6具有涂层材料位于其上的突出物113。
图4是根据本发明另一示范性实施方式用于成批生产接受基板的扫描系统400的示意图。扫描系统400由具有两个滚子34和35的传送机组成，其中滚子34和35以箭头38所示的方向旋转。该传送机运送挠性的其上具有涂层材料的源基板33。源基板从轮34展开并卷入轮35上。一系列的接受基板32位于托盘31上，该托盘31按箭头37所示方向移动。在这个实施方式中，源基板比每个接受基板长，实际上比多个基板长。
源基板33放置成使得载有涂层材料的表面面向接受基板32。系统400进一步包括扫描激光系统36，用于向源基板33和其上的涂层材料发射激光束，从而例如使用以上所描述的一种方法沉积涂层材料到接受基板32之上。激光系统36优选地发射垂直于方向37的扫描线，用于沉积整个涂料线而不会断开它。激光系统36可以例如是图1中所示的激光系统。轮34、35和托盘31的移动速度由控制器46协调，以便涂层材料将被激光线照射，且源基板33的每个涂料线将被沉积到接受基板32的所需位置上。当源基板被转移到滚子35上时，成批生产将停止。
因为源基板是连续的，且在接受基板32之间存在间隙，控制器46优选地应该在涂层材料位于间隙中时停止激光扫描。可选择地，控制器46通过在基板或传送机上提供的传感器、光学器件或通过现有技术已知的其他装置，知道源基板33和接受基板32的位置。
图5A中显示了用于接受基板的成批生产的另一示范性扫描系统500。示出了包括两个滚子44和45的传送机。传送机运送挠性的源基板43。源基板43并不如图4所示在滚子上卷动，而是里面具有滚子44和45的环形带，以便当滚子44、45以方向48旋转时，基板43以相同的方向48被驱动。系统500进一步包括运送接受基板41的托盘31。托盘31按箭头47所示方向移动。所使用的扫描激光系统36与图4中所示的相似。滚子34、35和托盘31的移动速度由控制器46控制并且被协调，以便源基板33的每个涂料线将被沉积到接受基板32的所需位置上。基板可以类似于相对于图4所描述的协调来被协调，比如使用光学器件，其可能取决于基板上的标记来光学地对准基板。控制器46可选择地也控制激光系统36中的激光源功率。
系统500进一步包括填充台42用于以涂层材料填充源基板43。该涂层材料可选择地基于含银组成物，诸如例如可向DuPont微电路材料购买的为SolametTM的PV 143。优选地，为了具有高的高宽比的涂料线，应该使用具有粘度在104cP到107cP范围之内的金属沉积。
源基板43优选地包括在此处涂层材料被填充的沟槽。这通过填充台42简化了填充过程，且使接受基板生产更快。在示范性实施方式中，填充台42以材料填充沟槽，然后用橡胶刷擦除突出沟槽之外的残留物。
图5A中的填充台42的位置仅仅是示范性的，填充台可以位于源基板43周围的任意处。因为涂层材料通常具有高的粘度，填充台也可以被位于在沟槽下面，因为即使当涂层材料面朝下时，涂层材料也不会滴下。材料可以例如具有在104cP到106cP之间的粘度。
可以提供额外的可选择的用于在源材料和涂层材料之间涂敷中间层的涂敷台(未示出)。该敷设台可以位于填充台42之前且可选择地在源基板上涂敷中间层，例如用刷子。中间层优选地是低挥发材料，其有助于以低能量沉积涂层材料。
系统500进一步包括可选择的用于清洁源基板43的清洁台61。可选择地，在以涂层材料再次填充源基板43之前清洁源基板，来确保在它被再次填充以前没有涂层材料的残留物遗留在源基板43上，使得被填充的涂料当被沉积到接受基板上时，将是均匀的且保持稳定。可替换地或额外地，在再填充之后清洁源基板43以移除透明基板上的填充残留物、和/或从源基板在没有填充涂层材料的部分移除中间层。可选择地，当源基板包括缝隙时，清洁台61产生气压来清洁该缝隙，清洁可能已由填充台42填充到缝隙中的任何涂层材料。
填充台42和清洁台61可选择地也由控制器46控制。
图5B和图5C中示出了扫描系统的可替换的实施方式。图5B示出了扫描系统510，除滚子44和45之外包括第三滚子49，使得运送源基板43的带子是三角形的。填充台42位于带子的直立部分上，清洁台62位于运送源基板43的带子的成角度部分上。图5C示出了与图5B中示出的扫描系统相似的扫描系统520，其中填充台42和清洁台62两者都位于运送源基板43的带子的成角度部分上。
图5D是根据本发明还一示范性实施方式的用于接受基板的成批生产的扫描系统530的示意图。在系统530中，源基板43可以(且优选的)是刚性的基板，并且不是必须如同在以上所描述的系统400、500、510和520中的挠性的。
系统530包括具有多个接受基板41的托盘31。系统530进一步包括具有轴56的源基板53。源基板53可以成形例如如图6所示(下面更详细描述)。进一步提供用于将涂层材料从源基板53沉积到接受基板41的激光系统36。系统530中也提供可选择的填充台42和可选择的清洁台61。填充和清洁台基本上与相对于图5A所示出的和详细说明的填充和清洁台相似。另外，可以提供如上述相对于图5A所描述的用于刷涂中间层的敷设台。
具有接受基板41的托盘31按箭头47所示的方向移动。源基板53按箭头58所示的方向移动。激光系统36、填充台42和清洁台61不随着基板53旋转而是呆在位置上。激光系统36适合于发射用于从源基板53沉积涂层材料线到接受基板41的扫描线，与图1所示的激光系统或下面要描述和详细说明的图7所示的激光系统相似。扫描系统530由控制器46控制。
图6是根据本发明示范性实施方式的源基板53的示意图。源基板53具有环形轧材(circular shape)610和轴620。基板53优选的是透明的且载有涂料线630。源基板53适合于绕着它的轴旋转且可以被用在图5D的扫描系统530和图7中所示的扫描系统700中。
源基板53也包括在涂覆线630之间的可选择的缝隙640。缝隙适合于为激光束提供空间来穿过源基板并在位于源基板下面的接受基板的钝化层中烧蚀开口，如例如在图7的扫描系统700中的那样。优选地使用缝隙640，因为基板53即使是透明的，也可能由于来自填充台的涂层材料的涂敷而被污染。
在示范性实施方式中，缝隙640基本上比在钝化层中创建的开口(和涂覆线630)宽，以便补偿激光束在缝隙内的对准的不精确。此外，缝隙640可以有助于对准基板，因为当源基板不透明时，可以看穿缝隙。
可替换地，不提供缝隙，可以发射激光束通过涂料线630之间的间隙、通过环形轧材610。因为环形轧材610优选是透明的，环形轧材610不应该妨碍由此通过的发射。
图7是扫描系统700的示意图，其中利用相同的系统执行了接受基板的钝化层的烧蚀、和从源基板沉积涂层材料到接受基板上。系统700包括激光源112、多面体122、透镜123和与图1中示出的声光偏转器相似的可选择的声光偏转器121。然而，系统700的激光源112包括发射两个激光束107和108的两个激光源，两个激光束最终转换成两条平行的激光线127a和127b。激光线127a和127b可选择地以基本上相同的时间被发射并且具有相同的方向。
提供控制器147用于控制扫描系统700的操作。控制器147控制激光源112和多面体122，使得激光线127a形成穿过源基板53的缝隙640的扫描线128a，并照射接受基板41，从而在接受基板上烧蚀开口。控制器147进一步控制激光源112和多面体122，使得激光线127b形成扫描线128b，该扫描线128b被源基板的涂料线630吸收，并引起它的到在接受基板中创建的开口上的沉积。
控制器147以方向126移动接受基板41，该方向126基本上垂直于扫描线和源基板600。控制器147控制源基板53按照方向129绕着它的轴旋转，这使得当被照射时，涂料线630基本上垂直于扫描线。接受基板125和源基板630的移动优选地随着激光束的发射由控制器147协调，以便每个涂覆线630被沉积至在接受基板125的钝化层中创建的开口内。可选择地，基本上同时发射激光束，使得随着每个被发射的激光线，在接受基板内创建开口，并且以已沉积的材料填充之前创建的开口。可选择地，被填充的开口是利用之前发射的线创建的。
可选择地，方向126与源基板53的圆周线成微小角度。优选地，多面体的旋转速度是稳定的，且控制器控制基板的运动。
因为相同的扫描系统执行烧蚀和沉积两者，对准是相对简单的。使用相同的激光源可选择地确保在钝化层中烧蚀开口的激光束，和照射用于沉积的涂层材料的激光束将具有基本相同的形式。优选地，控制器接收源基板上的涂覆线的形状作为输入以便相应地形成激光束。系统700中对准的主要要求是基板移动速度与多面体122旋转速度之间的协调，使得涂层材料将被沉积在烧蚀的开口中。可选择地，速度能够如下确定：
R(转每分钟)＝V(mm/sec)*60sec/(d(mm)*N)，其中R是多面体122的转速，V是基板的移动速度，d是涂覆线之间的距离，N是多面体面的数量。
源基板和接受基板可选择地以同一速度移动。可替换地，基板不以相同速度移动并且接受基板的速度移动可选择地是恒定的，而调整源基板的旋转速度来补偿过程中的任何不精确。
控制器147进一步控制激光源112和，例如当两个接受基板之间的间隙面对激光束时，关闭激光源。
可选择地，在源基板53上提供传感器(未示出)，其与控制器147通信，并将它的确切位置和定向通知控制器。传感器可以是现有技术已知的任何传感器或光学器件。此外，根据本发明示范性实施方式，在源基板中提供小孔(未示出)，例如紧靠缝隙。可以放置光电二极管于基板下面，使得光电二极管将吸收发射的穿过孔的激光，并能够提供源基板位置的精确性的指示。根据本发明示范性实施方式，可以提供额外的现有技术已知的协调或调制装置。
应该注意的是，根据本发明的至少某一实施方式，可以容许一些不精确。例如，因为烧蚀和沉积两者都是以相同的设置形成，烧蚀的绝对位置比起当以单独系统执行烧蚀时，不得不较不精确。此外，用于沉积的激光束的相对大的光点直径能够补偿照射源基板处的涂层材料的不精确。
系统700是有利的，因为它提供较快的接受基板生产，由于使用相同的设置连续地执行烧蚀和沉积两个过程。此外，因为使用同一系统用于烧蚀和材料沉积，在涂料线和所烧蚀的线之间较容易获得对准(或不需要额外的对准)。
要注意的是，比起材料沉积，需要更强的功率用于烧蚀，因此，可以以不同的功率发射激光束107和108。进一步要注意的是，由于开口不同的深度以及可选择的不同尺寸，在接受基板的正面和背面以不同的能量和光点直径进行烧蚀。此外，如相对于图9所解释的那样，激光束107和108可以具有不同的光点直径。
根据本发明另一示范性实施方式，接受基板41位于与盘同轴的转盘上(未示出)。接受基板41在烧蚀之前被装载在转盘上，在沉积材料到上面之后将接受基板41从转盘上移除。根据现有技术已知的任何方法执行装载和移除，且可以是自动的。可选择地，增加如图5A或图5D所示的清除和/或填充台，以便提供相对连续的源基板成批生产。
在本发明示范性实施方式中，沉积两个或更多个涂层材料到接受基板之上。可选择地，在同一源基板上提供该两个或更多个涂层材料，并一起或分别地被沉积至接受基板上。可替换地，提供两个或更多个具有不同涂层的源基板，且该两个或更多个源基板的涂层材料被沉积到相同的接受基板上。
图10示出了根据本发明的示范性实施方式的载有不同涂层材料的源基板1000。基板1000载有放射线形式的第一涂层材料1010，该第一涂层材料1010相对圆的基板1000的中心对准。以两条有空隙的圆线提供第二涂层材料1020。有空隙的圆线1020的部分优选具有相同长度。
源基板1000可选择地能被用于生产太阳能电池。太阳能电池通常载有多条平行线与位于线上且与其平行的两个汇流排。例如，图10中所示的生产的源基板1101。汇流排适合于将两个或更多个太阳能电池(生产的接受基板)电连接到一起。
在接受基板的正面，汇流排可以由与线相同的材料制成，例如银。然而，在接受基板的背面，要求汇流排具有高的焊接能力，而背面的线优选地由具有相对低的焊接能力的铝制成。因此，背面的汇流排优选地由不同的材料制成，例如基于银的材料，比如含银的铝(silveraluminum)。这样，对于背面，涂层材料1010和1020将由不同的材料制成。
源基板1000适合于与图7中所示的扫描系统相似的扫描系统一起使用。源基板1000绕着它的轴1030旋转，并且在源基板和按方向1110的激光线照射下面传送多个接受基板1100(如图7中所示及详细说明地)。
用于源基板1000的扫描系统进一步包括两个额外的激光源，其发射两个激光点1200。朝着涂层材料1200发射激光点1200，以便在线1010沉积到接受基板1100上之后，沉积涂层材料1020到接受基板1100上。在源基板1000旋转和接受基板1100移动期间，激光点将以平行1110的方向沉积线。激光点1200可以比涂层图案1200宽，以便补偿激光点对准的不精确。例如，涂层材料1020可以具有2mm的宽度，而激光点可以具有3mm或更大的直径。优选地，光点直径应该足够小来确保同一激光点将不会照射两个涂料线1020。可替换地，仅提供一个足够大的激光点1200来照射两条线1020。
涂料线1200之间的间隔与接受基板1100之间的间隔协调，使得涂料线1200将被沉积到一个接受基板上，且基本在该接受基板的端部结束，要注意的是，可以容许涂层材料1200对准的一些不精确，例如，涂层材料不必被沉积到接受基板的边缘，而是可能远离边缘而被沉积，例如，离边缘大约100μm-200μm。
根据本发明示范性实施方式的另一使用不同材料的例子是在接受基板上沉积钝化图案，而不是在钝化层中创建开口。然后，置放导体材料到接受基板上没有置放钝化材料的区域。
虽然以上描述的示范性实施方式全部涉及涂料线的图案，本发明一些实施方式的某方面也适用于任何其他由多个不连接的涂层块或单一涂层块组成的均匀或非均匀图案，其覆盖不超过整个源基板背面，例如不超过整个源基板背面的70％、50％或30％。
例如，图8A-图8C示出了与其他复杂的涂层图案一起使用的示范性扫描系统，尽管它们也可以用于在图2中所示的图案。图示说明了源基板806，在它的背面上载有螺旋形状的涂层图案808。涂层图案808在保持其图案的同时被沉积至接受基板801上。
图8A显示了根据本发明示范性实施方式的扫描系统810，其中激光点802遵照涂层的图案808，从而从基板806释放图案化的涂层808并将之沉积到接受基板801上。以本实施方式，不要求基板801或806中的任何一个基板在扫描过程中移动。
系统810包含激光源814，激光源810发射激光束815到镜子816上，然后被反射到第二镜子816，接着到源基板。镜子816和818由控制器819控制来提供遵照图案化的涂层的x-y扫描系统。控制器819优选地接收图案化的涂层的形状作为输入，以便提供遵照图案的激光点。可选择地使用涂层和/或基板上的标记控制镜子816和818。也可以使用现有技术使用的其他扫描方法。
优选地，在沉积过程中图案化的涂层作为整体被沉积，没有被分段。因为以上描述的扫描系统，应用高速发射和低激光束功率中的一个或多个，将有助于确保图案化的涂层不被分段。优选地，激光功率不足以将被照射的涂层从它的周围材料中分离。此外，激光束优选地移动足够快，使得被照射的材料在照射它的周围涂层材料之前将不被沉积。
图8B显示了根据本发明另一示范性实施方式的扫描系统820，其中使用光栅线扫描沉积不均匀的图案化的涂层。系统820由控制器829控制并且包括激光源822、光束扫描仪，例如多面体824、和将激光束转换成激光线827的透镜826。可替换地，激光源822可以直接发射激光线，不需要多面体824。源基板806和接受基板801以基本上垂直于激光线827的方向828移动。激光线827扫描源基板806的整个表面，包括图案化的涂层，并引起图案化的涂层到接受基板801之上的沉积。控制器829控制基板的移动速度和激光功率来作为一个整体来沉积涂层图案。激光束的低能量和基板的高速移动将确保涂层图案在沉积过程中不被分段，并且没有不需要的钝化层烧蚀。
图8C显示了根据本发明的另一示范性实施方式的扫描系统830，其中整个图案同时被照射。系统830包括诸如宽波段闪光灯的光源834和可选择的镜子832，其优选是抛物线形的。可选择地，镜子832是椭圆形的。光源834由控制器839控制并发射光，其照射涂层图案的整个区域，如图8C中区域836所示。这造成整个涂层图案基本上同时从源基板806分离，并沉积到接受基板801上。可选择的镜子832有助于利用大部分由光源834发射的光。
在本发明示范性实施方式中，使用相同的扫描系统产生接受基板的正面和背面。可选择地，接受基板首先放置在扫描系统中，以正面面向源基板的涂层材料，然后接受基板被放置到扫描系统中，以背面面向涂层材料。如上述之详细说明的那样进行在正面和背面的烧蚀和沉积的改变。
如本文所使用的，术语“大约”指的是±10％。
术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、包含(including)”、“具有(having)”和它们的同源词意味着“包括但不限于”。术语包含这些术语“由...构成”、“基本上由...构成”。
短语“基本上由...构成”意味着可以包括附加的成分和/或步骤的组合物或方法，但只是在该附加的成分和/或步骤不实质上改变所要求保护的组合物或方法的基本和新颖的特征。
如本文所使用的，单数形式“一(a)”、一(an)”和“该(the)”包括复数的参考物，除非上下文另外明确地指示。例如，术语“化合物”或“至少一个化合物”可以包括多个化合物，包括其混合物。
本文使用的词“示范性的”指的是“作为举例、实例或图解”。任何作为“示范性的”描述的实施方式不一定解释为比其他实施方式优选的或有利的和/或排除从其他实施方式的特征的合并。
本文使用的词“可选择地”指的是“在一些实施方式中被提供而不在其他实施方式中被提供”。本发明的任何具体实施方式可以包括多个“可选择的”特征，除非这些特征冲突。
本申请从始至终，本发明的各种实施方式可以以范围格式呈现。应该理解的是，以范围格式的说明仅仅是为了方便和简洁，并且不应该解释为对本发明范围的不可变的限制。因此，范围的说明应该被认为是已经明确公开了所有可能的子范围以及在那个范围之内的个别的数值。例如，比如从1到6的范围的说明应该被认为是已经明确公开了比如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等子范围，以及在那个范围之内的个别数字，例如1、2、3、4、5和6。这不管该范围的宽度都适用。
无论何时，本文中指出的数值范围，意味着包括在该指出范围之内的任何引用的数字(分数的或整数的)。本文所使用的短语“范围在”第一指出数字和第二指出数字“之间”和“范围从”第一指出数字“到”第二指出数字是可交换的，并且意味着包括第一指出数字和第二指出数字以及在它们之间的所有分数和整数数字。
要意识到，为了清楚的目的在单独的实施方式的上下文中进行描述的本发明的某些特征，也可以在单个实施方式中以结合方式提供。相反地，为了简洁的目的在单个实施方式中进行描述的本发明的各种特征，也可以单独地，或以其他任何适当的子结合(subcombination)方式，或如在本发明的任何其他描述的实施方式中适当地那样被提供。在各种实施方式的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施方式的必要特征，除非该实施方式没有那些要素是不能操作的。
虽然本发明是结合其具体实施方式被描述，很明显地许多替代、变形和变更对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，旨在于包括落入所附的权利要求的精神和范围之内的所有这些替代、变形和变更。
在本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请在本文中通过引用整体合并到本说明书中，到这样的程度，好似特别地和个别地说明通过引用将每一单个的出版物、专利或专利申请合并到本文中。此外，本申请中任何引用的引证或确认将不被解释为承认这样的引用可以作为对本发明的先前技术。就所使用的段落标题来说，它们不应该被解释为必要的限制。

Claims (58)

1.在接受基板上沉积材料的方法，该方法包括：
提供具有背面和正面的源基板，该背面载有至少一块涂层材料，其中在所述源基板内的沟槽之内提供所述涂层材料；
提供接受基板，该接受基板位于邻近该源基板并面向该涂层材料；以及
朝着该源基板的正面发射光，以便从源基板移除一块涂层材料，并将所述移除的一块作为整体地沉积到该接受基板之上，
其中发射光包括发射遵照该所述移除的一块涂层材料的图案的光束。
2.根据权利要求1所述的方法，其中发射光包括发射覆盖小于所述移除的一块涂层材料的光并且其中遵照所述移除的一块涂层材料的图案的光束以便移除整个所述的涂层材料块。
3.在接受基板上沉积材料的方法，该方法包括：
提供具有背面和正面的源基板，该背面载有至少一块涂层材料，其中在所述源基板内的沟槽之内提供所述涂层材料；
提供接受基板，该接受基板位于邻近该源基板并面向该涂层材料；以及
朝着该源基板的正面发射光，以便从源基板移除一块涂层材料，并作为整体地将所述移除的一块沉积到该接受基板之上，
其中发射光包括发射非激光光束。
4.根据权利要求3所述的方法，其中发射光包括发射覆盖该源基板所载有的所述一块涂层材料的光。
5.根据权利要求1所述的方法，其中发射光包括发射非激光光束。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其中发射非激光光束包括发射宽波段闪光光束。
7.根据权利要求1所述的方法，其中发射光包括发射激光束。
8.根据权利要求7所述的方法，其中发射光包括以连续的激光发射进行发射。
9.根据权利要求7所述的方法，其中发射光包括以高重复脉冲激光器进行发射。
10.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中沉积该移除的一块包括沉积该移除的一块，无需将该一块的部分从它的周围涂层材料中分离。
11.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中朝着该源基板的正面发射光包括加热该涂层材料，从而挥发在该源基板的背面和该涂层材料之间的挥发材料，这提供了用以从该源基板的背面移除该涂层材料的力。
12.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中沉积一块该涂料层，包括沉积具有大于0.1的高宽比的块。
13.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中沉积一块该涂料层，包括沉积具有高度大于5μm的块。
14.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中朝着该源基板的正面发射光，以便从源基板移除一块该材料包括照射该涂层材料一次，以便从源基板将一块材料作为整体地移除。
15.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中发射光包括发射线。
16.根据权利要求1-5任一项所述的方法，发射光包括以少于3W的功率发射光。
17.根据权利要求1-5任一项所述的方法，进一步包括在从此处将涂层材料沉积到该接受基板的部分增加涂层材料至该源基板。
18.根据权利要求1-5任一项所述的方法，进一步包括在从此处将涂层材料沉积到该接受基板的部分清洁该源基板。
19.根据权利要求1-5任一项所述的方法，进一步包括：
朝着该接受基板发射光，以便在接受基板内烧蚀开口。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括对准该源和接受基板，使得发射被发射朝着该源基板的光将造成该移除的涂层材料块被沉积在该接受基板内的烧蚀的开口里。
21.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中提供源基板包括提供其中所述涂层材料包含当其被光照射时挥发的挥发性混合物的源基板。
22.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中提供源基板包括提供载有至少两块涂层材料的源基板，其中该至少两块互相之间不连接。
23.用于制造接受基板的系统，该系统包括：
源基板，载有图案化的涂层材料，该图案化的涂层材料涂覆不超过该源基板的全部表面，其中在所述源基板内的沟槽之内提供所述涂层材料；
接受基板，位于邻近源基板并面向该涂层材料；以及
沉积光源，适合于朝着该源基板发射光，使得涂层材料将被沉积到该接受基板之上；
其中该沉积光源是非激光光源。
24.根据权利要求23所述的系统，其中该非激光光源是宽波段闪光源。
25.用于制造接受基板的系统，该系统包括：
源基板，载有图案化的涂层材料，该图案化的涂层材料涂覆不超过该源基板的全部表面；
接受基板，位于邻近源基板并面向该涂层材料；以及
沉积光源，适合于朝着该源基板发射光，使得涂层材料将被沉积到该接受基板之上；
其中该源基板包括涂层材料位于其中的沟槽，
其中所述沟槽包括底面和两个侧壁，其中该沟槽的底面和侧壁涂覆有材料，以及
其中所述沟槽的侧壁涂覆有低表面能量材料。
26.根据权利要求25所述的系统，其中形成所述沟槽作为制作在涂覆该源基板的金属层中的开口。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的系统，其中该沟槽的底面是粗糙的。
28.根据权利要求23-25任一项所述的系统，其中该源基板对发射的光是透明的。
29.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该源基板载有至少两块由不同材料制成的涂层材料。
30.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该涂层材料包括多个分离的材料块。
31.根据权利要求30所述的系统，其中该分离的材料块成线。
32.根据权利要求31所述的系统，其中该线是直线。
33.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该涂层材料成螺旋形。
34.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该涂层材料的高度和宽度的高宽比约等于或高于0.1。
35.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该涂层材料的高度大于5μm。
36.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该系统进一步包括烧蚀光源，适合于发射光用于在接受基板内烧蚀开口。
37.根据权利要求36所述的系统，其中该烧蚀光源和沉积光源包括单一光源。
38.根据权利要求36所述的系统，其中该烧蚀光源和沉积光源是以不同的能量发射光的两个不同的光源。
39.根据权利要求36所述的系统，其中该系统进一步包括控制器，适合于对准该源和接受基板，使得该涂层材料被沉积至该接受基板内的该开口里。
40.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该系统包括在发射光之下移动的多个接受基板。
41.根据权利要求23-26任一项所述的系统，进一步包括：
填充台，适合于用涂层材料填充该源基板。
42.根据权利要求23-26任一项所述的系统，进一步包括：
清洁台，适合于在材料从源基板沉积之后清洁该源基板。
43.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该沉积光源适合于发射宽波段闪光光束。
44.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该沉积光源适合于发射激光束。
45.根据权利要求44所述的系统，其中该系统进一步包括适合于将激光束转换成扫描线的光束扫描仪。
46.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该沉积光源适合于提供光栅线扫描。
47.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该涂层材料包括适合于当被光照射时挥发的挥发性混合物。
48.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中在源基板与涂层材料之间提供挥发性混合物。
49.根据权利要求23-26任一项所述的系统，其中该接受基板位于该源基板下面。
50.适用于载有要被沉积到接受基板上的涂层材料的源基板，包括：
具有正面和背面的透明基板；
位于该透明背面之上的涂料层，其中形成沟槽作为在所述背面之上的所述涂料层，并且其中以沟槽形状创建开口。
51.根据权利要求50所述的源基板，其中该涂料层具有在10μm-300μm之间的高度。
52.根据权利要求50所述的源基板，其中该开口具有梯形形状，该梯形的窄边面对该背面。
53.据权利要求50所述的源基板，其中该涂料层由低表面能量材料制成。
54.据权利要求50所述的源基板，其中该涂料层由金属制成。
55.据权利要求50所述的源基板，其中该源基板进一步包括在背面和涂料层之间的中间层。
56.据权利要求50所述的源基板，其中该多个开口被形成为直线。
57.据权利要求50所述的源基板，其中该开口中的每一个包括底面和两个侧壁，沟槽的底面和侧壁被涂覆有材料，并且其中涂覆该侧壁的材料具有与涂覆该底面的材料相比较低的表面能量。
58.据权利要求50所述的源基板，其中该开口中的每一个包括粗糙的底面。
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