CN103240990B - 用于在伪正方形衬底上产生网格线的带有偏移孔的微挤出打印头 - Google Patents

用于在伪正方形衬底上产生网格线的带有偏移孔的微挤出打印头 Download PDF

Info

Publication number
CN103240990B
CN103240990B CN201310051183.5A CN201310051183A CN103240990B CN 103240990 B CN103240990 B CN 103240990B CN 201310051183 A CN201310051183 A CN 201310051183A CN 103240990 B CN103240990 B CN 103240990B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
grid lines
printhead
outlet opening
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310051183.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103240990A (zh
Inventor
C.L.科布
S.E.索尔伯格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Palo Alto Research Center Inc
Original Assignee
Palo Alto Research Center Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Palo Alto Research Center Inc filed Critical Palo Alto Research Center Inc
Publication of CN103240990A publication Critical patent/CN103240990A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103240990B publication Critical patent/CN103240990B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/15—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
    • B29C48/154—Coating solid articles, i.e. non-hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/345—Extrusion nozzles comprising two or more adjacently arranged ports, for simultaneously extruding multiple strands, e.g. for pelletising
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • H01L31/188—Apparatus specially adapted for automatic interconnection of solar cells in a module
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/027—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/9258—Velocity
    • B29C2948/926—Flow or feed rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/255—Flow control means, e.g. valves
    • B29C48/2556—Flow control means, e.g. valves provided in or in the proximity of dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/695—Flow dividers, e.g. breaker plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

一种太阳能电池挤出打印系统，其使用微挤出打印头打印较长的中心网格线和一对或多对较短的“侧边”网格线使得所述网格线组的端点在八边形（伪正方形）衬底上形成阶梯式图案。所述打印头包括：一组中心喷嘴，其从第一阀经由第一流动通道接收油墨来打印所述较长的中心网格线；以及附加组的侧边喷嘴，其从附加阀经由附加的流动通道接收油墨来打印所述较短的“侧边”网格线。所述中心喷嘴具有在所述加工方向上离所述侧边喷嘴的侧边出口孔偏移的出口孔。将开始信号同时发送到阀使得通过所述中心孔和侧边孔基本上同时地挤出油墨，由此所挤出的油墨产生具有期望的阶梯式图案的网格线端点。

Description

用于在伪正方形衬底上产生网格线的带有偏移孔的微挤出打 印头
技术领域
本发明涉及一种基于晶圆的电子器件的生产，更特别地涉及使用微挤出技术在H图案太阳能电池上的正面金属化的生产。
背景技术
图15是显示示例性传统H图案接触型太阳能电池40H的简化图，其通过光伏效应将日光转换为电。太阳能电池40H形成在半导体（例如，多晶硅或单晶硅）衬底41H上，使用已知技术将衬底41H加工为包括n型掺杂的上部区域41U和p型掺杂的下部区域41L以致靠近衬底41H的中心形成pn结。在半导体衬底41H的正面表面42H上布置有一系列平行的金属网格线（指状物）44H（以端视图示出），其被电连接到n型区域41U。基本上实心的导电层46形成在衬底41H的背面表面43上，并且被电连接到p型区域41L。防反射涂层47被典型地形成在衬底41H的上部表面42上方。当来自日光束L1的光子穿过上部表面42到衬底41H内并且以大于半导体带隙的能量碰撞半导体材料原子时，其在价带到导带激发电子（“-”），允许电子与关联空穴（“+”）在衬底41H内流动，从而太阳能电池40H产生电。分离n型区域41U与p型区域41L的pn结用来防止被激发的电子与空穴的重组，由此产生电势差，其可以经由网格线44H和导电层46被施加于负载，如在图15中所指示的那样。
图16（A）和图16（B）是显示太阳能电池40P和40M的正面接触图案的透视图，其分别形成在正方形（或矩形）多晶体硅（“多晶硅”）衬底41P和八边形（或其他非正方形形状）单晶体硅（单晶硅）衬底41M上。太阳能电池40P和40M两者都具有正面接触图案，其由平行的窄的网格线44P/44M的阵列与一条或多条较宽的汇集线（母线）45构成，母线45垂直于网格线44P/44M延伸，网格线44P/44M和母线45两者都分别布置在衬底41P和41M的上部表面42上。在两种情况下，网格线44P/44M如上所述地收集来自衬底41P/41M的电子（电流），并且母线45汇集来自网格线44P/44M的电流。在光伏模块中，母线45变成金属带（没有显示）典型地通过焊接而附接的点，其中该带被用来在太阳能电池板（也就是说，被串联或并联地连接且布置在共用平台上的太阳能电池阵列40P/40M）中将一个电池电连接到另一个电池。利用两种类型的太阳能电池40P和40M，背面接触图案（没有显示）由基本上连续的背面场（BSF）金属化层和多个（例如，3个）间隔开的焊料焊盘金属化结构构成，焊料焊盘金属化结构以类似于母线45的方式发挥作用并且也被连接到用于将一个电池电连接到另一电池的关联的金属带（没有显示）。
本领域技术人员将理解到，典型地与形成在单晶硅衬底41M上的太阳能电池40M相比，较不昂贵地生产形成在多晶硅衬底41P上的太阳能电池40P，但太阳能电池40M在将日光转换为电时比太阳能电池40P更有效率，由此弥补一些较高的制造成本。因为生产多晶硅晶圆的工艺比单晶晶圆一般较简单进而较便宜，所以与单晶衬底41M相比，较不昂贵地生产多晶硅衬底41P。典型地，使用铸造方法将多晶晶圆形成为正方形锭，其中将熔化的硅浇注到铸型中并且然后相对迅速地冷却，并且然后将正方形锭切成晶圆。然而，多晶硅晶圆由于多数的晶粒边界而表现出不完美表面的特征，其阻碍日光传播到电池内，其减少太阳能吸收并且导致较低的太阳能电池效率（也就是说，每单位面积的较少电力）。也就是说，为了生产相同的瓦数，多晶硅电池将需要比它们的单晶等价物具有更大的表面积，这当有限的阵列空间是可用时是重要的。相比之下，单晶衬底（晶圆）使用相对慢（长）的冷却工艺从单晶生长来形成圆柱形锭。与太阳能电池40M关联的较高的生产成本也部分地归因于生产单晶晶圆41M的较高成本，其包含将圆柱形锭切割为圆形圆片状晶圆，并且然后将圆形晶圆切割为具有一致表面的“伪”正方形（多边形）形状（例如，在图16（B）中所示的八边形形状），其对于组装到平板内是有效率的。注意到形成这些‘伪’正方形衬底包含切掉圆形晶圆的外围部分，其造成硅的大量浪费。然而，因为单晶硅衬底41M包括单晶结构，它的日光传播优于多晶硅衬底41P的日光传播，这有助于它的较高的工作效率。
用于生产H图案太阳能电池的传统方法包括丝网印刷和微挤出。丝网印刷技术首先被用于太阳能电池的大规模生产，但具有这样的缺点：它需要与半导体衬底物理接触，导致相对低的生产产量。微挤出方法近来被更多地研发以便满足对于低成本大面积半导体的需要，并且包括使用微挤出打印头将导电“网格线”材料挤出在半导体衬底的表面上。由于市场偏向于较低成本的太阳能电池，因此根据在图17中示出的方法，传统的大批量生产微挤出系统和打印头当前被优化来将导电胶（包含玻璃原料以及导电材料）挤出在正方形/矩形多晶硅衬底41P上。图17是描绘用于在生产太阳能电池40P（其在图16（A）中以完整的形式被显示）的期间在多晶硅衬底41P的正面表面42上打印网格线44P的当前使用的微挤出方法的简化俯视图。多晶硅衬底41P位于下方并且沿着相对于传统微挤出打印头100-PA的加工（Y轴）方向（process direction）移动同时从多个喷嘴出口孔69-PA挤出网格线材料，多个喷嘴出口孔69-PA沿着交叉加工（X轴）方向（cross-process direction）对齐，使得被挤出的网格线材料在衬底41P上形成平行网格线结构44P。当喷嘴出口孔69-PA位于离衬底41P的前边缘41P-F的预定距离以致网格线44的前边缘与前边缘41P-F分离预定的间隙距离S时，例如，经由打开将网格线材料供给到打印头100-PA的阀来开始挤出（网格线打印）过程。类似地，网格线打印过程终止于在网格线44P的后端与衬底41P的后边缘41P-B之间提供间隔。此间隙被设置在网格线44P的前/后端与衬底41P的前/后边缘之间以便防止在形成在衬底41P的背面表面上的导体（没有显示）和网格线44P之间的可能的短路。与丝网印刷技术相比，在衬底41P上挤出掺杂材料提供了导电区域的特征分辨率的优越控制，并且在没有接触衬底41P的情况下便于沉积，由此避免晶圆破损（也就是说，增加生产产量）。例如在美国专利申请No. 20080138456中公开了这种制造技术，该专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
基于单晶的太阳能电池面对的另一个问题是被优化用于基于多晶硅的太阳能电池的当前太阳能电池挤出打印装备无法以有效的方式被用来制作八边形（“伪正方形”）的基于单晶的太阳能电池。在图18中示出此问题，该图描绘了使用传统打印头100-PA来在八边形单晶硅衬底41M上产生网格线44P。也就是说，传统打印头100-PA和关联的微挤出系统典型地不能单独地控制穿过喷嘴出口孔69-PA的挤出材料，由此沿着衬底41M的侧边缘布置的网格线44P在削边41M-C1和41M-C3上方延伸（如在图18中的虚线圆圈所指示），由此很可能在形成在衬底41M的背面表面上的导体（没有显示）与网格线44P之间产生短路。对此问题一个可能的解决方案将是在边角区域上提供掩膜，或去除重叠的网格线部分。此方法将允许使用当前可用的装备，但将大大地增加制造成本，由于需要八边形单晶硅晶圆的大量前挤出或后挤出加工而潜在地减少产量，并且也将浪费网格线材料。另一个可能的方法将是修改打印头以包括用于每个出口孔的单独阀，并且修改系统来便于单独地控制阀，使得无论沿着衬底的端部还是沿着削边形成，每个挤出的网格线的端点均可以期望的间隙距离来形成。然而，此方法将需要对微挤出控制系统的显著（和非常昂贵的）变化，并且由于需要大量阀而将难以实施。此外，对现有的共挤出系统添加大量的外部阀是有问题的，这是因为空间限制和被用于在正方形多晶硅衬底上产生太阳能电池的现有微挤出系统上的有效载荷的缘故。
所需要的是一种用于在八边形单晶硅衬底上形成网格线来避免上述的与传统网格线打印工艺有关的问题的方法。还需要的是便于以对现有微挤出系统的最小需要的修改实施所述方法的微挤出打印头组件。
发明内容
本发明着重于一种微挤出打印头和系统，其被优化用于在八边形（或其他非正方形/非矩形形状的）半导体（例如，单晶硅）衬底上生产H图案太阳能电池以使较长“中心的”和较短“侧边的”组的平行网格线以使网格线的端点形成“阶梯式”图案的方式被同时挤出在衬底表面上。所述平行网格线沿加工方向被挤出（打印）在所述衬底表面上，并且将打印过程控制为在每组网格线内，所述网格线具有基本相同的长度，并且它们的端点基本上对齐。较长的网格线被布置在由所述衬底的前后边缘限定的所述衬底的中心区域中，并且每条较长网格线的端点布置为离所述衬底的前后边缘预定间隙距离。至少两组较短的网格线被打印在中心区域的相对侧，其中一组在两个关联的削角的拐角（chamfered corner）之间沿着所述衬底侧边缘之一延伸，并且另一组在另外两个削角的拐角之间沿着所述衬底的另一个侧边缘延伸。将所述较短网格线的共同长度设定为使得被布置为最接近所述侧边衬底的侧边缘的两条最外面的短的网格线的最外面端点从所述削角的拐角偏移预定距离。尽管所得到的阶梯式图案在所述削角的拐角的区域中没有优化较短的网格线的晶圆表面覆盖率，但本发明人已经发现以此方式生产H图案太阳能电池提供了显著的生产优势，其大大弥补了由于偏移“阶梯式”网格线图案而引起的电池电效率的非常小的损失，并且可以选择阶梯的数量来折中制造复杂性与成本对电池效率。参考共挤出的网格线，在八边形晶圆上打印阶梯式图案的生产优势包括：最小的油墨浪费、不需要拐角掩蔽、没有机会超过晶圆边缘进行打印（其可能使电池短路），并且这样的阶梯式打印子系统可以以最少的努力和延迟替代相同机器上的传统的微挤出打印子系统。
根据本发明的实施例，被用来将网格线打印成上面所描述的期望的“阶梯式”图案的微挤出打印头包括具有以偏移布置设置的出口孔的喷嘴通道来在目标衬底上形成网格线端点的期望偏移“阶梯式”图案。也就是说，类似于网格线端点，所述打印头包括在交叉加工方向上对齐的在中心布置的一组出口孔，以及也在交叉加工方向上对齐的两个“侧边”组的出口孔，其中所述“侧边”组的出口孔在加工方向上离所述中心组的出口孔偏移（间隔）偏移距离。中心出口孔布置在所述打印头的中心区域，并且经由关联的流动通道和关联的喷嘴通道从关联入口接收网格线材料。所述两组“侧边”出口孔分别定位在布置在所述中心区域之外在所述交叉加工方向上的侧边区域中，并且经由关联的流动通道和关联的喷嘴通道从关联入口接收网格线材料。为了便于以所述“阶梯式”图案生成网格线，所述“侧边”出口孔布置下游（即，在所述加工方向上）离所述“中心”出口孔的预定偏移距离处。对打印头设置有具有此偏移图案的所述“中心”和“侧边”孔的优势在于可以使用单个“开始”（阀打开）信号来启动网格线材料通过所述打印头流到所有所述孔。即，根据此布置，当网格线材料通过所述“中心”和“侧边”出口孔被同时挤出时，所挤出的网格线材料固有地形成平行的网格线且开始点具有期望的“阶梯式”图案。在基本上相同的时刻对于所有组喷嘴开始分配膏状物具有保证所有网格线具有看上去相似的（出于装饰原因而期望的）开始点的优势；否则，由于在最初和完全发展的流动之间的挤出膏状物流动差异（以及在那些流动状态之间的不可预知的转换），将存在使所述外侧组的网格线的稍后开始匹配于所述中心区域的较早开始的问题，这是因为所述打印动作必须对于整个头是相同的缘故。根据本发明的实施例，用于依照以上陈述的阶梯式图案打印方法在八边形（“伪正方形”）单晶硅衬底上生产太阳能电池的微挤出系统在若干方面不同于传统的微挤出系统。首先，用于所述传统系统的传统打印头用具有中心喷嘴孔和侧边喷嘴孔的微挤出打印头所替换，其中所述中心喷嘴孔和侧边喷嘴孔以偏移方式布置，基本上反映出在所述目标衬底上的由所述网格线端点形成的期望的阶梯式图案。其次，“网格线材料“的单一流动到所述传统系统的打印头用单独阀所替换，所述单独阀控制网格线材料流动到每组中心和侧边喷嘴孔。进一步，本发明的所述微挤出系统包括增强的控制器，其以在下面描述的方式个别地控制所述两个阀的打开/关闭状态从而以所述期望的偏移“阶梯式”图案产生网格线。所述单独阀连接在所述打印头的材料供给系统与各自的入口之间。第一阀被用来将所述网格线材料的第一部分供给到所述打印头的第一入口，由此第一网格线材料部分分配在所述打印头内并且通过所述中心喷嘴孔被挤出。第二阀被用来通过第二打印头入口供给所述网格线材料的第二部分，由此第二网格线材料部分被分配并且通过两组侧边喷嘴孔被挤出。设置附加的阀来针对每个附加组的侧边喷嘴孔通过附加的打印头入口供给网格线材料。所述控制器构造为在打印开始时刻（即，当所述中心孔位于离目标衬底的前边缘所需的间隙距离时）同时传输“打印开始”（打开）控制信号，由此所有的阀基本上被同时打开以从每组孔将网格线材料挤出到所述目标衬底上。当每组侧边网格线具有所需的长度时（即，当每个侧边孔组的最外侧孔位于离所述目标衬底的关联削边所需的间隙距离时），所述控制器将关联的关闭命令发送到关联的阀，由此终止通过所述关联的侧边喷嘴孔挤出网格线材料。在打印操作结束时（即，当所述中心孔位于离所述目标衬底的后边缘所需的间隙距离时），所述控制器将另一个关闭命令发送到第一阀，由此终止通过所述中心喷嘴孔挤出网格线材料。此改进系统的优势是在文中所描述的新颖的网格线打印方法以对现有微挤出打印头的最小修改而被实施，所述现有的微挤出打印头被用在多晶硅晶圆上生产H图案太阳能电池，从而允许在不需要大的重组成本的情况下在单晶硅晶圆上生产较高效率的H图案太阳能电池。
根据本发明的示例性实施例，所述微挤出打印头构造为多层打印头组件，包括至少两个喷嘴层，其分别限定偏移的喷嘴出口孔。具体地，将第一喷嘴层形成为包括第一“中心”组的出口孔，并且所述打印头组件的第二喷嘴层包括两个“侧边”组的出口孔。所述多层打印头组件经由紧固件（例如，螺栓）被装配且使喷嘴层隔开以使第一喷嘴层与第二喷嘴层分离由限定期望打印的“阶梯式”图案的中心和侧边网格线端点之间的期望偏移距离而确定的距离。通过将所述微挤出打印头构造为多层组件提供的优势在于：例如经由增加或减去布置在所述两个喷嘴层之间的间隔层（垫片）来便于调节所述偏移距离。通过将所述微挤出打印头构造为多层组件提供的另一个优势在于：由于使用如在用于正方形晶圆的传统微挤出打印头中使用的相似打印头设计和构造方法而导致的时间和成本节约。
根据示例性具体实施例，所述多层打印头组件包括用于每组喷嘴层的增压层（即，单个组用于所述中心组，并且成对的组用于外侧组），其中每个增压层限定流动分配系统，其将油墨分配到每个喷嘴。单独的增压层的使用通过允许使用由传统微挤出打印头利用的方法在单独结构上形成每个流动分配系统而简化了所述流动分配系统设计，并且利用了在喷嘴层之间所需的间隔。为了最小化对现有微挤出系统的修改，所述多层打印头组件设置有层内流动通道，其穿过“上游”（在前的）增压和喷嘴层来将材料供给到“下游”增压/喷嘴层。根据具体实施例，每个增压层的流动分配系统是对称的以致在所述喷嘴出口孔获得均匀的挤出压力。
根据另一个具体实施例，通过三部分多层打印头组件产生“两阶梯式”网格线图案，该三部分多层打印头组件包括夹在顶板和底板之间的三个喷嘴层和三个增压层。所述三部分多层打印头组件的生产和操作优势与上面描述的那些相似（assembly），并且附加的喷嘴层便于生产具有不同长度的两个附加组的较短“侧边”网格线，由此在所述目标衬底上产生两阶梯式图案，其提供了改善电池效率的所述晶圆表面的较大网格线覆盖率。根据具体实施例，所述微挤出系统利用三部分多层打印头组件，其包括：夹在顶板和底板之间的三个喷嘴层和三个增压层，从而使用具有以“两阶梯式”偏移布置设置的中心、内侧和外侧喷嘴孔的打印头组件生产具有“两阶梯式”网格线端点图案的太阳能电池；分别将网格线材料供给到所述中心、内侧和外侧喷嘴孔的三个阀；以及改进的控制器，其在所述打印过程开始时同时打开所有三个阀来在所述目标衬底的前边缘形成第一两阶梯式网格线端点图案，然后在所述打印过程结束时顺次关闭所述阀来在所述目标衬底的后边缘形成第二两阶梯式网格线端点图案。所述“两阶梯式”多层系统的生产和操作优势基本上与上面描述的那些是相同的，其中附加的优势在于具有不同长度的所述两组较短的“侧边”网格线提供比所述单个阶梯式方法更大的网格线覆盖，其改善了所得到的太阳能电池的操作效率。
根据本发明的另一个实施例，系统利用两个或更多个“网格线材料”分配阀来既控制网格线材料流动的开始/停止，又调节流动压力和流速以使所述网格线材料通过每组孔以基本上相同的出口流速被挤出，由此从所有孔产生均匀的网格线结构。通过对网格线材料膏状物的大容器增压和减压直接分配网格线材料对于在网格线打印系统中利用的“在运行中停止”类型的打印（即，在所述打印头仍然相对于目标衬底移动的同时停止网格线材料的流动）过慢。当在伪正方形衬底上打印与本发明关联的所述阶梯式网格线图案时，由于所述单独的“停止流动”事件需要用于所述中心孔和每组的侧边孔，因此此问题尤为重要。此外，因为中心喷嘴/孔的数量典型地远大于侧边孔的数量，因此通过关联的流动通道的不同压降要求不同的进口压力来在所述侧边孔和中心孔均产生基本上相同的出口流速。据此，本发明的所述系统通过提供以第一压力将网格线材料供给到所有分配阀的加压网格线材料源（例如，单个加压容器），并且通过利用所述分配阀来控制网格线材料到打印头的开始/停止，由此提供比通过增压/减压大存储罐可实现的优越的对网格线材料流动的开始/停止控制，来解决这些开始/停止和压力调节问题。另外，每个分配阀的打开的操作状态是单独预调节的（即，校准/预构造）以使每个阀以相应的进口压力将网格线材料的相应部分传输到相应入口内。通过单独地将每个分配阀的打开的操作状态预调节为适当的打开的操作状态，网格线材料通过所有的孔以基本上相同的流速被挤出。
根据本发明的具体实施例，被用来在所述微挤出系统中控制网格线材料的流动的每个分配阀包括短管型阀机构，其一般由包含固定密封结构的外壳、可移动活塞以及致动器组成。所述外壳是围绕内室的容器壁，材料经由阀入口和阀出口流动穿过内室。所述固定密封结构布置在所述壳的室内并且包括限定中心开口的密封件（例如，O形环、垫圈或杯形密封件）。活塞包括延伸通过第一室部分的轴并且具有位于所述中心开口附近的止动件。致动器布置在所述外壳的外部，并且响应于“打印开始”和“打印停止”命令信号来在打开的操作状态与关闭位置之间移动所述活塞，其中在打开的操作状态所述止动件被定位为远离所述密封结构，在所述关闭位置所述止动件被定位成阻塞材料流过所述中心开口。此短管型阀布置的优势在于：当所述阀处于“打开”位置时通过调节止动件相对于中心开口的位置，针对每个分配阀单独预调节（校准）输出流速。
根据本发明的又一个实施例，所述微挤出系统被进一步修改来生产具有一阶梯或两阶梯式网格线端点图案的太阳能电池，其中所述网格线是共挤出的结构，包括在牺牲材料部分之间支撑的高纵横比网格线材料结构。如同上面陈述的实施例，所述打印头组件包括以“两阶梯式”偏移布置设置的中心、内侧和外侧喷嘴孔；分别将网格线材料供给到所述中心、内侧和外侧喷嘴孔的三个分配阀；以及改进的控制器，其在打印过程开始时同时打开所有三个阀来在所述目标衬底的前边缘形成第一两阶梯式网格线端点图案，然后在打印过程结束时顺次关闭所述阀来在所述目标衬底的后边缘形成第二两阶梯式网格线端点图案。除了网格线材料流动通道和关联的控制阀之外，所述共挤出打印头组件包括第二组流动通道，其经由第二组控制阀接收牺牲材料（例如，非导电膏状物），由此随着关联的网格线材料流动一起将所述牺牲材料分配到每个三部分喷嘴结构。每个三部分喷嘴结构包括两个侧边流动通道，其在立即位于所述喷嘴的出口孔之前的合并点处与中心流动通道合并，由此以在所述目标衬底上形成精细的、高纵横比网格线结构的方式与网格线材料共挤出所述牺牲材料。以此方式形成网格线的优势在于由于布置在所述衬底表面上的较厚的网格线材料层而导致改进的电流。
本发明提供一种用于能够在衬底上打印平行网格线使得所述网格线在加工方向上延伸的微挤出系统的微挤出打印头，所述打印头包括：
打印头主体，其限定第一输入端口和第二输入端口；
多个第一喷嘴通道和多个第一出口孔，每个第一喷嘴通道在所述第一入口和所述第一出口孔中的关联的一个第一出口孔之间连通，其中所述多个第一出口孔在交叉加工方向上对齐，以及
第二多个第二喷嘴通道和多个第二出口孔，每个第二喷嘴通道在所述第二入口和所述第二出口孔中的关联的一个第二出口孔之间连通，所述第二出口孔在所述交叉加工方向上对齐，
其中，所述第一出口孔在所述加工方向上离所述第二出口孔偏移偏移距离，
其中，所有所述第一出口孔布置在所述打印头组件的中心交叉加工区域中，并且
其中，所述第二出口孔包括布置在第一交叉加工侧边区域中的至少两个第二出口孔和布置在第二交叉加工侧边区域中的至少两个第二出口孔，所述第一和第二交叉加工侧边区域在所述交叉加工方向上被所述中心交叉加工区域分离。
优选地，根据本发明所述的打印头，还包括：
第一流动分配系统，其包括多个互相连接的第一分支通路，所述第一分支通路在所述第一入口和所述多个第一喷嘴通道之间连通使得进入所述第一入口的网格线材料通过相应的一系列的所述第一分支通路而被传输到所述多个第一出口孔的每一个；以及
第二流动分配系统，其包括多个互相连接的第二分支通路，所述第二分支通路在所述第二入口和所述多个第二喷嘴通道之间连通使得进入所述第二入口的网格线材料通过相应的一系列的所述第二分支通路而被传输到所述多个第二出口孔的每一个。
优选地，根据本发明所述的打印头组件，其中，
所述多个互相连接的第一分支通路包括基本上对称的第一系列的流动通路，其形成为使得从所述第一入口到所述第一喷嘴通道的每一个的流动阻力基本上相等，并且
其中，所述第二流动分配系统包括基本上对称的第二系列的流动通路，使得从所述第二入口到所述第二喷嘴通道的每一个的流动阻力基本上相等。
优选地，根据本发明所述的打印头组件，还包括：
多个第三喷嘴通道和多个第三出口孔，每个第三喷嘴通道在所述第二入口和所述第三出口孔中的关联的一个第三出口孔之间连通，所述第三出口孔在所述交叉加工方向上对齐，
其中，所述第三出口孔在所述加工方向上离所述第二出口孔偏移第二偏移距离，并且
其中，所述第三出口孔包括布置在第三交叉加工侧边区域中的第一组的第三出口孔和布置在第四交叉加工侧边区域中的第二组的第三出口孔，所述第三和第四交叉加工侧边区域在所述交叉加工方向上被所述中心交叉加工区域和所述第一和第二交叉加工侧边区域分离。
优选地，根据本发明所述的打印头，其中，每个所述第一和第二和喷嘴通道包括中心通道和两个侧通道，所述两个侧通道在位于邻近于相应的所述出口孔的合并点处与所述中心通道汇合，并且
其中，所述打印头还包括用于将牺牲材料传送到所述两个侧通道使得所述牺牲材料压向流入所述中心通道的所述网格线材料以使所述网格线材料形成高纵横比网格线结构的装置。
本发明还提供一种用于在伪正方形衬底上打印平行网格线使得所述网格线在加工方向上延伸的微挤出系统，所述系统包括：
网格线材料供给系统，其用于沿着供给流动路径供给网格线材料；
微挤出打印头组件，其包括：
多个第一喷嘴通道，每个所述第一喷嘴通道具有布置在所述打印头组件的中心交叉加工区域中的第一出口孔，
第一流动通道，其在第一入口和所述多个第一喷嘴通道的每一个之间连通，
第一组第二喷嘴通道，所述第一组的每个所述第二喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域外侧的第一交叉加工侧边区域中的第二出口孔；
第二组第二喷嘴通道，所述第二组的每个所述第二喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域外侧的第二交叉加工侧边区域中的第二出口孔，所述中心交叉加工区域位于所述第一交叉加工侧边区域和所述第二交叉加工侧边区域之间；以及
第二流动通道，其在第二入口和所述第一和第二组的第二喷嘴通道的每个所述第二出口孔之间连通，其中所述第一出口孔的每一个在所述加工方向上离所述第一和第二组的第二喷嘴通道的每个所述第二出口孔偏移偏移距离；
第一阀，其布置在网格线材料供给系统与所述第一入口之间的供给流动路径中；
第二阀，其布置在网格线材料供给系统与所述第二入口之间的供给流动路径中；以及
用于控制所述第一阀和第二阀的装置，使得所述第一阀和第二阀在打印开始时刻同时打开从而所述第一阀和第二阀将所述网格线材料的一部分传递到所述打印头中，并且在所述打印开始时刻之后的第二时刻响应于第一停止命令关闭第二阀，并且在所述第二开始时刻之后的第三时刻响应于第二停止命令关闭第一阀。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
所述用于控制所述第一阀和第二阀的装置包括控制器，所述控制器构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第一位置时将第一命令同时传输到所述第一阀和第二阀，使得随后由从所述第一孔和第二孔挤出的网格线材料在所述伪正方形衬底上形成的网格线的第一端点形成第一阶梯式图案。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
所述用于控制所述第一阀和第二阀的装置包括控制器，所述控制器构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第二位置时将第二命令传输到所述第二阀，并且构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第三位置时将第三命令传输到所述第一阀。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
所述微挤出打印头组件还包括：
第一组第三喷嘴通道，所述第一组的每个所述第三喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域和所述第一交叉加工侧边区域外侧的第三交叉加工侧边区域中的第三出口孔；
第二组第三喷嘴通道，所述第二组的每个所述第三喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域和所述第二交叉加工侧边区域外侧的第四交叉加工侧边区域中的第三出口孔；以及
第三流动通道，其在第三入口和所述第一和第二组的第三喷嘴通道的每个所述第三出口孔之间连通，其中所述第三出口孔的每一个在所述加工方向上离所述第一和第二组的第二喷嘴通道的每个所述第二出口孔偏移第二偏移距离；以及
其中，所述系统还包括第三阀，其布置在网格线材料供给系统与所述第三入口之间的供给流动路径中；以及
其中，用于控制所述第一阀和第二阀的装置包括控制所述第三阀的装置，使得所述第一阀、第二阀以及第三阀在所述打印开始时刻同时打开从而将所述网格线材料的一部分传递到所述打印头中。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，所述用于控制所述第一阀、第二阀以及第三阀的装置包括控制器，所述控制器构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第一位置时将第一命令同时传输到所述第一阀、第二阀、第三阀的每一个，使得随后由从所述第一孔、第二孔以及第三孔挤出的网格线材料在所述伪正方形衬底上形成的网格线的第一端点形成第一阶梯式图案。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，所述用于控制所述第一阀、第二阀以及第三阀的装置还包括在传输所述第一停止命令之前将第三停止命令传输到所述第三阀的装置，使得所述第三阀响应于所述第三停止命令可操作地从打开的操作状态调节为关闭的操作状态，以终止第三网格线材料部分流过所述第三孔。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
所述网格线材料供给系统包括加压容器，其布置为使得在所述供给流动路径的第一部分中以第一压力供给所述网格线材料；并且
其中，所述用于控制所述第一阀和第二阀的装置包括用于将第一命令传输到所述第一阀和第二阀的装置，由此所述第一阀和第二阀的每一个可操作地从关闭的操作状态调节为关联的打开的操作状态，使得所述第一阀和第二阀的每一个以相应的进口压力将网格线材料的相应部分通过所述第一入口和第二入口传递到所述打印头中。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，所述第一阀和第二阀的每一个被单独校准为产生所述相应的进口压力使得通过所述第一出口孔挤出的所述网格线材料的出口流速基本上等于通过所述第二出口孔挤出的所述网格线材料的出口流速。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，所述第一阀和第二阀的每一个包括：
外壳，其限定内室、阀入口以及阀出口；
固定密封结构，其布置在所述外壳内部在第一室部分与第二室部分之间，所述固定密封结构包括限定中心开口的密封件；
致动器，其布置在所述外壳的外部；以及
活塞，其包括轴和止动件，所述轴具有可操作地连接至所述致动器的第一端部和延伸到所述第一室部分中的第二端部，所述止动件固定地附接于所述轴的第二端部，
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个处于所述打开的操作状态时，所述致动器将所述活塞推入到所述外壳内使得所述止动件布置在所述第二室部分中，由此通过所述阀入口进入所述第一室部分的网格线材料穿过所述中心开口而进入所述第二室部分并且经由所述阀出口而从所述外壳排出，并且
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个处于所述关闭的操作状态时，所述止动件布置在所述中心开口中从而阻止网格线材料流过所述中心开口。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，还包括：
牺牲材料供给系统，其用于沿着第二供给流动路径供给牺牲材料；
第三阀，其布置在所述牺牲材料供给系统与限定在所述打印头中的第三入口之间的第二供给流动路径中；
第四阀，其布置在所述牺牲材料供给系统与限定在所述打印头中的第四入口之间的第二供给流动路径中；并且
其中，所述用于控制所述第一阀和第二阀的装置还包括用于控制所述第三阀和第四阀的装置，使得所述牺牲材料在所述打印开始时刻被同时供给到所述打印头中；并且
其中，所述打印头构造为使得通过所述第一出口孔同时共挤出所述网格线材料和所述牺牲材料以形成所述第一网格线结构，并且通过所述第二出口孔同时共挤出所述网格线材料和所述牺牲材料以形成所述第二网格线结构，其中所述第一和第二网格线结构的每一个包括布置在两个牺牲材料部分之间的中心高纵横比的网格线材料结构。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
所述用于控制所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的装置包括用于同时将第一命令传输到所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀的致动器使得每个所述致动器将止动件定位成远离密封结构的装置，由此所述第一阀和第二阀被可操作地调节为打开的操作状态，使得所述网格线材料的第一部分经由所述第一阀而穿过所述第一入口并且通过所述第一出口孔而被挤出，并且使得所述网格线材料的第二部分经由所述第二阀而穿过所述第二入口并且通过所述第二出口孔而被挤出，并且由此所述第三阀和第四阀被可操作地调节为打开的操作状态，使得所述牺牲材料的第一部分经由所述第三阀而穿过所述第三入口并且通过所述第一出口孔与所述网格线材料的所述第一部分被共挤出，并且使得所述牺牲材料的第二部分经由所述第四阀而穿过所述第四入口并且通过所述第二出口孔与所述网格线材料的所述第二部分被共挤出。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
所述用于控制所述第一阀和第二阀的装置包括控制器，所述控制器构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第二位置时将第二命令传输到所述第二阀和第四阀的每一个阀的所述致动器，并且构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第三位置时将第三命令传输到所述第一阀和第三阀的每一个阀。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
所述网格线材料供给系统包括第一加压容器，其布置为使得在所述供给流动路径的第一部分中以第一初始压力供给所述网格线材料；
其中，所述牺牲材料供给系统包括第二加压容器，其布置为使得在所述第二供给流动路径的第一部分中以第二初始压力供给所述牺牲材料；并且
其中，所述用于控制所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的装置包括用于将第一命令同时传输到所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀的装置，由此所述第一阀和第二阀的每一个阀可操作地从关闭的操作状态调节为关联的打开的操作状态，使得所述第一阀和第二阀的每一个阀以相应的进口压力将网格线材料的相应部分通过所述第一入口和第二入口传递到所述打印头中，并且使得所述第三阀和第四阀的每一个阀以相应的进口压力将牺牲材料的相应部分通过所述第三入口和第四入口传递到所述打印头中。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀包括：
外壳，其限定内室、阀入口以及阀出口；
固定密封结构，其布置在所述外壳内部在第一室部分与第二室部分之间，所述固定密封结构包括限定中心开口的密封件；
致动器，其布置在所述外壳的外部；以及
活塞，其包括轴和止动件，所述轴具有可操作地连接至所述致动器的第一端部和延伸到所述第一室部分中的第二端部，所述止动件固定地附接于所述轴的第二端部，
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个阀处于所述打开的操作状态时，所述致动器将所述活塞推入到所述外壳内使得所述止动件布置在所述第二室部分中，由此通过所述阀入口进入所述第一室部分的材料穿过所述中心开口而进入所述第二室部分并且经由所述阀出口而从所述外壳排出，以及
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个阀处于所述关闭的操作状态时，所述止动件布置在所述中心开口中从而阻止材料流过所述中心开口。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，
当所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的所述每一个阀处于所述打开的操作位置时所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀的活塞可操作地位于所述外壳内部，使得从所述第一出口孔和第二出口孔以共同的出口流速共挤出所述网格线材料和牺牲材料。
本发明还提供一种用于在伪正方形衬底上打印平行网格线使得所述网格线在加工方向上延伸的微挤出系统，所述系统包括：
加压材料供给系统，其用于沿着供给流动路径以第一压力供给网格线材料；
微挤出打印头组件，其包括：
多个第一喷嘴通道，每个所述第一喷嘴通道具有第一出口孔，
第一流动通道，其在第一入口和所述多个第一喷嘴通道的每一个之间连通，
多个第二喷嘴通道，每个所述第二喷嘴通道具有第二出口孔，以及
第二流动通道，其在第二入口和每个所述第二出口孔之间连通；
第一阀，其布置在所述材料供给系统与所述第一入口之间的供给流动路径中；
第二阀，其布置在所述材料供给系统与所述第二入口之间的供给流动路径中；以及
用于控制所述第一阀和第二阀的装置，使得所述第一阀和第二阀同时从关闭的操作状态可操作地调节为打开的操作状态，从而通过所述第一出口孔挤出由所述第一阀传递的网格线材料的第一部分以形成第一网格线结构，并且通过所述第二出口孔挤出由所述第二阀传递的网格线材料的第二部分以形成第二网格线结构，
其中，所述第一阀和第二阀各自构造为使得所述网格线材料的第一部分在所述第一出口孔的出口流速基本上等于所述网格线材料的第二部分在所述第二出口孔的出口流速。
优选地，根据本发明所述的微挤出系统，其中，所述第一阀和第二阀的每一个阀包括：
外壳，其限定内室、阀入口以及阀出口；
固定密封结构，其布置在所述外壳内部在第一室部分与第二室部分之间，所述固定密封结构包括限定中心开口的密封件；
致动器，其布置在所述外壳的外部；以及
活塞，其包括轴和止动件，所述轴具有可操作地连接至所述致动器的第一端部和延伸到所述第一室部分中的第二端部，所述止动件固定地附接于所述轴的第二端部，
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个处于所述打开的操作状态时，所述致动器将所述活塞推入到所述外壳内使得所述止动件布置在所述第二室部分中，由此通过所述阀入口进入所述第一室部分的网格线材料穿过所述中心开口而进入所述第二室部分并且经由所述阀出口而从所述外壳排出，以及
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个处于所述关闭的操作状态时，所述止动件布置在所述中心开口中从而阻止网格线材料流过所述中心开口。
附图说明
参考下述说明书、所附权利要求以及附图，本发明的这些及其他特征、方面以及优势将被更好地理解，其中：
图1是示出根据本发明的简化微挤出系统和由该系统生产的H图案太阳能电池的透视图；
图2（A）和2（B）是示出根据本发明的另一个实施例的由图1的微挤出系统使用的简化的微挤出打印头组件的分解透视图和仰视图；
图3（A）、3（B）、3（C）和3（D）是示出根据本发明的另一个实施例的在网格线打印操作期间的图1的微挤出系统的一部分的简化俯视图；
图4是示出在图3（B）的网格线打印操作期间的图2（A）的简化打印头组件的一部分的简化局部透视图；
图5是示出根据本发明的具体实施例的多层微挤出打印头组件的简化侧视图；
图6（A）和6（B）是示出根据本发明的另一个具体实施例的在图5的多层微挤出打印头组件中被利用的增压结构的俯视图；
图7是示出根据本发明的另一个具体实施例的用于产生两阶梯式网格线图案的多层微挤出打印头组件的简化侧视图；
图8是图7的微挤出打印头组件的后侧仰视图；
图9（A）、9（B）、9（C）和9（D）是示出根据本发明的另一个实施例的在利用图7的多层微挤出打印头组件的网格线打印操作期间的微挤出系统的一部分的简化俯视图；
图10是示出根据本发明的另一个具体实施例的共挤出系统的简化前视图；
图10（A）、10（B）和10（C）是示出在图10的共挤出系统中利用的阀之一的各种操作状态的简化图；
图11是在图10的共挤出系统中利用的微挤出打印头组件的分解透视图；
图12是以附加细节示出图11的微挤出打印头组件的示例性部分的放大的局部分解透视图；
图13是描绘图11的打印头组件的单个共挤出喷嘴的简化图；
图14是示出由图11的打印头组件的单个共挤出喷嘴产生的示例性挤出结构的简化端视图；
图15是示出传统太阳能电池的简化横截面侧视图；
图16（A）和16（B）是分别示出传统的H图案太阳能电池的俯视和仰视透视图；
图17是描绘使用传统的挤出打印头的网格线打印过程的简化俯视图；
图18是描绘使用在图17中所示的传统的挤出打印头在非矩形衬底上形成网格线的俯视平面图。
具体实施方式
本发明涉及微挤出系统的改进，并且更特别地涉及用于太阳能电池的生产的微挤出系统。下面描述被呈现来使本领域普通技术人员能够做出和使用如在特定应用及其要求的情况下提供的本发明。如在文中使用的那样，诸如“上部”、“顶部”、“下部”、“底部”、“垂直”、“水平”、“前面”、“背面”、“侧边”、“中心”、“加工（process）”和“交叉加工（cross-process）”的方向术语意在为了描述而提供相对位置，并且无意于指定绝对的参考系。对优选实施例的各种修改将对本领域技术人员来讲是显而易见的，并且在文中定义的一般原理可被应用于除了太阳能电池的生产之外的其他应用。因此，本发明无意于限于所示和描述的具体实施例，但意在符合与在文中公开的原理和新颖性特征一致的最宽范围。
图1是示出根据本发明的在由简化的微挤出系统50进行的生产过程期间的两个H图案太阳能电池40-1和40-2的透视图。具体地，微挤出系统50大致包括：打印头100；机构80，其用于在打印头100下方传送半导体衬底41；阀61-1和61-2，其打开和关闭从而经由供给流动路径56将网格线材料55从材料供给系统60供给到打印头100；以及控制器90，其经由根据下面描述的方法所生成的控制信号控制阀61-1和61-2的操作（打开/关闭）状态。
如在图1中所指示，输送机80和打印头100被定向成使得网格线44彼此平行并且在每个衬底41上在加工方向上延伸。如文中所使用的，术语“加工方向”指在打印头100下方由输送机80传送衬底41的方向，并且在图中由Y轴指示。打印头100由X-Y-Z定位机构（没有显示）保持以使打印头100在交叉加工（X轴）方向上对齐，交叉加工方向两者都正交于加工（Y轴）方向并且处在由衬底41定义的平面上。打印头100也由X-Y-Z定位机构维持在衬底41的上部表面42上方的预定垂直（Z轴）位置。注意到可通过移动打印头、晶圆或移动这两者来获得打印头对晶圆的相对运动。通过在打印头100下方传送衬底41同时以下述方式选择性地挤出网格线材料55，产生在每个衬底41上在加工（Y轴）方向上延伸的平行网格线44。
参考图1的下部，每个H图案太阳能电池40-1和40-2的衬底41是具有多侧边（例如，八边形）外围边缘的“伪正方形”单晶硅衬底。为了描述，每个衬底41的前边缘41-F和后边缘41-B定向为在网格线打印过程期间在交叉加工（X轴）方向上（也就是说，使得网格线44垂直于前/后边缘延伸），并且相对的侧边缘41-S1和41-S2在网格线打印过程期间在加工（Y轴）方向上延伸（也就是说，使得网格线44平行于侧边缘延伸）。衬底41还包括至少四个削边（例如，边缘41-C1、41-C2、41-C3和41-C4），其从关联的前、后和侧边缘以锐角θ延伸（例如，削边41-C3在侧边缘41-S2和前边缘41-F之间以大约45°延伸）。
根据本发明生产的每个H图案太阳能电池的特征在于网格线44包括一组较长的“中心”网格线44-1和两组或更多组较短的“侧边”网格线44-21和44-22，所有网格线具有与衬底41的外围边缘分开的端点。较长的中心网格线44-1被布置在衬底41的中心区域R1中，在衬底的前边缘41-F和后边缘41-B之间限定中心区域R1，并且每条较长的中心网格线44-1具有共同长度L1，在由分别布置在离衬底41的前边缘41-F和后边缘41-B的预定间隙距离G1处的端点之间限定共同长度L1。两组较短的“侧边”网格线44-21和44-22分别布置在衬底41的侧边区域R2-S1和R2-S2中，侧边区域R2-S1和R2-S2位于中心区域R1的相对侧并且被限定在加工方向上对齐的关联的削角的拐角之间。例如，第一较短侧边网格线组44-21包括在两个关联的削边41-C1和41-C2之间沿着侧边缘41-S1延伸的网格线44-211和44-212，并且第二较短网格线组44-22包括在关联的削角的拐角41-C3和41-C4之间沿着侧边缘41-S2延伸的网格线44-221和44-222。每个较短侧边网格线组44-21和44-22具有共同长度L2，其比长度L1短下面陈述的距离。较短网格线组44-21和41-22的共同长度被设定为使得两条最外面的短的网格线（即，网格线44-211和44-222，其分别布置为最接近侧边缘41-S1和41-S2）的端点相对于邻近的削边偏移预定距离。例如，最外面的网格线44-211的端点44-211F和44-211B相对于邻近的削边41-C1和41-C2分别偏移预定间隙距离G2，并且最外面的网格线44-222的端点44-222F和44-222B相对于邻近削边41-C3和41-C4分别偏移基本上相同的距离。
根据本发明的另一方面，每个太阳能电池40-1和40-2的特征还在于较长的“中心”网格线44-1和较短的“侧边”网格线组44-21和44-22的端点在衬底41上形成预定的“阶梯式”图案SP1和SP2。也就是说，打印中心网格线44-1使得它们的前端点44-1F基本上对齐以限定第一线L1F，并且中心网格线44-1的后端点基本上对齐以限定第二线L1B，其中第一和第二线L1F和L1B均被定向在交叉加工（X轴）方向上。类似地，控制打印过程使得两组侧边网格线44-21和44-22的前后端点在着交叉加工X轴方向上基本上对齐。也就是说，侧边网格线44-21的前端点限定与侧边网格线44-22的前端点基本上共线的第三线L2F，并且侧边网格线44-21的后端点限定与侧边网格线44-22的后端点基本上共线的第四线L2B。第一线L1F相对于第三线L2F偏移步距S，由此前端点线L1F和L2F形成第一阶梯式图案SP1，其在太阳能电池40-1和40-2的上游端处由虚线显示。相似的步距将第二线L1B和第四线L2B分离，由此后端点线L1B和L2B形成第二阶梯式图案SP2，其在太阳能电池40-1的下游端处也由虚线显示。
参考图1的左上部，打印头100包括大致块状的主体101，其限定至少两个输入端口116-1和116-2、至少三组喷嘴162-1、162-21和162-22以及至少两个流动分配系统163-1和163-2，流动分配系统限定从输入端口116-1和116-2到喷嘴162-1、162-21和162-22的流动通路。
根据本发明的一方面，打印头100构造为使得限定在喷嘴162-1、162-21和162-22的末端处的多个喷嘴出口孔以偏移布置设置，其形成由网格线44的前端点形成的偏移“阶梯式”图案SP1。首先，（第一）喷嘴162-1布置在打印头100的中心区域，并且（第二）喷嘴162-21和162-22布置在打印头100的相对侧（也就是，如在交叉加工方向上测量的那样，喷嘴162-1位于喷嘴162-21和162-22之间）。每个中心喷嘴162-1结束于关联的“中心”（第一）出口孔169-1，并且所有出口孔169-1在交叉加工（X轴）方向上对齐并且邻近打印头主体101的前端布置。每个侧边喷嘴162-21结束于关联的“侧边”（第二）出口孔169-21，并且每个喷嘴162-22结束于关联的“侧边”（第二）出口孔169-22，其中出口孔169-21和169-22在交叉加工（X轴）方向上对齐并且邻近打印头主体101的后端布置。此偏移布置的特征在于中心出口孔169-1在加工（Y轴）方向上相对于侧边出口孔169-21和169-22偏移偏移距离O，其被设计为允许所打印的阶梯式图案（例如，SP1）具有期望的步距。注意到，在交叉加工（X轴）方向上的相邻的孔之间的间隔与网格线44之间的期望间隔相同，并且侧边出口孔169-21和169-22以预定偏移距离O布置在自“中心”出口孔169-1的下游（即，在加工Y轴方向上）。因此，由中心出口孔169-1和侧边出口孔169-21和169-22形成的偏移布置（图案）与阶梯式图案SP1相似。如下面以附加细节所陈述的那样，对打印头100设置有成此偏移图案的“中心”和“侧边”孔的优势在于使用单个“开始”（阀打开）信号来启动网格线材料通过打印头100流动到所有孔169-1、169-21和169-22。也就是说，根据此布置，当通过出口孔169-1和侧边出口孔169-21和169-22同时挤出网格线材料55-1和55-2时，所挤出的网格线材料固有地形成开始点具有“阶梯式”图案SP1的平行网格线44。
根据本发明的另一方面，流动分配系统163-1和163-2形成为使得通过输入端口116-1进入打印头100的网格线材料55-1被流动分配系统163-1分配到喷嘴162-1，并且通过输入端口116-2进入打印头100的网格线材料55-2被流动分配系统163-2分配到喷嘴162-21和162-22。也就是说，第一输入端口116-1经由分配系统163-1仅与（第一）喷嘴162-1连通以致通过输入端口116-1进入打印头100的网格线材料55-1通过中心出口孔169-1之一排出。相似地，第二输入端口116-2经由分配系统163-2与（第二）喷嘴162-21和162-22连通以致通过输入端口116-2进入打印头100的网格线材料55-2通过侧边出口孔169-21或169-22之一排出。分开的流动分配系统163-1和163-2便于以下面陈述的方式形成背面阶梯式图案SP2。
图2（A）和2（B）以附加细节示出了打印头100。参考图2（A），根据所示出的简化示例性实施例，中心喷嘴162-1（由虚垂线指示）包括八个单独的喷嘴通道162-11到162-18，侧边喷嘴162-21包括两个喷嘴通道162-211和162-212，并且侧边喷嘴162-22包括两个喷嘴通道162-211和162-222。每个喷嘴通道162-11到162-18在流动分配系统163-1和关联的输出孔169-1之间形成流动通路（例如，喷嘴通道162-11将网格线材料从流动分配系统163-1引向通过出口孔169-11，并且喷嘴通道162-18将网格线材料从流动分配系统163-1引向通过出口孔169-18）。相似地，喷嘴通道162-211和162-212分别在流动分配系统163-2与出口孔169-211和169-212之间延伸，并且喷嘴通道162-221和162-222分别在流动分配系统163-2与出口孔169-221和169-222之间延伸。在示例性实施例中，为了描述目的而从实际应用大大减少了喷嘴的数量。
根据在图2（A）中示出的本发明的一方面，流动分配系统163-1和163-2限定将网格线材料分配到每个喷嘴的流动通道的系统。第一流动分配系统163-1包括进口通路163-11和一组互相连接的第一分支通路163-12，其在入口116-1和喷嘴通道162-11到162-18之间连通以致进入第一入口116-1的网格线材料55-1经由进口通路163-11和相应的一系列的第一分支通路163-12而被传输到每个出口孔169-1。相似地，第二流动分配系统163-2包括进口通路163-21和一组相互连接的第二分支通路163-22，其在第二入口116-2和喷嘴通道162-211、162-212、162-221和162-222之间连通以致进入入口116-2的网格线材料55-2经由进口通路163-12和相应的一系列的第二分支通路163-22而被传输到每个出口孔169-211、169-222、169-221和169-222。在优选实施例中，分支通路163-12形成为基本上对称的一系列流动路径以致从入口116-1到每个中心喷嘴通道169-11到169-18的流动阻力（或传导率）基本上相等（例如，经由使材料从入口到喷嘴通道流动相等距离）。相似地，分支通路163-22形成为第二基本上对称的一系列流动路径以致从入口116-2到每个侧边喷嘴通道169-211、169-212、169-221和169-222的流动阻力/传导率基本上相等。以此方式提供对称流动路径的优势是以基本上相同的流动压力将网格线材料55-1通过打印头100传送到每个出口孔169-11到169-18，并且以基本上相同的流动压力将网格线材料55-2通过打印头100传送到每个出口孔169-211、169-212、169-221和169-222。
图2（B）是以附加细节示出出口孔的偏移布置的打印头100的仰视图。第一出口孔169-11到169-18（在文中统称为出口孔169-1）在交叉加工（X轴）方向上对齐以限定第一孔线X1，并且被布置在打印头100的中心区域XC1中。相似地，第二出口孔169-211、169-212、169-221和69-222被对齐来共同限定在交叉加工方向上延伸的第二孔线X2，其中出口孔169-211和169-212布置在第一交叉加工侧边区域X2-S1中，并且出口孔169-221和169-222布置在第二交叉加工侧边区域X2-S2中。如在图2（B）中所指示，第一孔线X1在加工（Y轴）方向上与第二孔线X2间隔偏移距离O，并且中心区域X1在交叉加工（X轴）方向上完全设置在侧边区域X2-S1和X2-S2之间。
再次参考图1，除了打印头100和输送机80之外，微挤出系统50包括：两个阀61-1和61-2，其布置在供给流动路径56上并且用来控制网格线材料55从材料供给系统（源）60到打印头100的流动；控制器90，其使用已知技术构造为以下面描述的方式单独控制两个阀61-1和61-2的操作（打开/关闭）状态以产生具有偏移图案SP1和SP2的网格线44。阀61-1连接在源60和入口116-1之间，并且如下面陈述地被控制为将网格线材料55的第一部分55-1供给到打印头100内用于分配到中心出口孔169-1。阀61-2连接在源60和入口116-2之间，并且如下面陈述地被控制为将网格线材料55的第二部分55-2供给到打印头100内用于分配到侧边出口孔169-21和169-22。控制器90以下面参考图3（A）到3（D）描述的方式产生并且传输控制信号“打开”、“关闭-1”和“关闭-2”到阀61-1和61-2以便于期望的网格线打印过程。
图3（A）到3（D）是描绘根据本发明示例性实施例的利用系统50在衬底41上形成网格线的简化图。在这些图中，使用虚“隐藏”线示出打印头100以便在打印过程期间显示出口孔的定向。如在上面参考图1所陈述的那样，使用已知技术布置打印头100和目标衬底41，使得例如经由传送带80（在图1中所示）使目标衬底41在打印过程期间以恒定速率在打印头100下方通过。
图3（A）示出了目标衬底41（t0），（即，目标衬底41处于最初时刻t0，同时目标衬底41正在加工（Y轴）方向在打印头100下方移动并且已经达到相对于打印头100的预定打印开始点位置（即，前边缘41-F布置在中心出口孔169-1下方））。在时刻t0控制器90将（第一）阀“打开”命令传输到两个阀61-1和61-2以致两个阀61-1和61-2的操作状态从关闭变化为打开。同时打开两个阀61-1和61-2使得网格线材料部分55-1和55-2通过入口116-1和116-2而到打印头100的流动同时开始，进而又引起从中心出口孔169-1和侧边出口孔169-21和169-22将网格线材料挤出到上部表面42上。
图3（B）和图4示出了在初始化网格线材料流动之后不久的目标衬底41（t1），并且示出了在时刻t1被打印在上部表面42上的网格线部分44-1、44-21和44-22。如在这些图中所指示的那样，因为中心出口孔169-1在交叉加工方向上被对齐，因此网格线材料从中心出口孔169-1的同时挤出使中心网格线44-1的前边缘44-1F对齐并且离前边缘41F间隔所需的间隙距离G1（也就是，如在图4中所示，网格线41-11和41-12的前边缘41-11F和41-12F离前边缘41-F间隔间隙距离G1）。相似地，因为侧边出口孔169-21和169-22在交叉加工方向上被对齐，因此网格线材料从侧边出口孔169-21和169-22的同时挤出产生各自的前边缘在交叉加工方向上被对齐的侧边网格线44-21和44-22，其中最外面侧边网格线44-211和44-222的前边缘分别离削边41-C1和41-C3间隔所需的间隙距离G2（例如，如在图4中所示，最外面网格线41-211的前边缘41-211F离削边41-C1间隔间隙距离G2，并且邻近网格线41-212的前边缘41-212F在交叉加工方向上与前边缘41-211F对齐。此外，因为中心出口孔169-1和侧边出口孔169-21和169-22以上面提到的偏移布置设置（例如，如在图4中所示，侧边出口孔169-211和169-212从中心出口孔169-11和169-12偏移距离O），因此网格线材料从两组孔的同时挤出产生带有期望“阶梯式”图案的网格线44-1、44-21和44-22（即，网格线44-11和44-22的前边缘44-11F和44-12F从网格线44-211和44-212的前边缘44-211F和44-212F偏移期望的步距S，如图4中所示）。
图3（C）示出了当目标衬底41几乎已经完全通过打印头100下方并且到达相应于较短的网格线44-21和44-22的后端点的预定点时的目标衬底41（t2）。在时刻t2，控制器90传输阀关闭信号“关闭-2”（在图1中所示），由此阀61-2关闭来终止网格线材料55-2通过输入端口116-2流入到打印头100内，进而又终止网格线材料从侧边孔169-21和169-22的挤出，从而形成侧边网格线44-21和44-22的后端点44-21B和44-22B（在图3（D）中所示）。具体地，同时终止网格线材料流过侧边孔169-21和169-22并且使得侧边网格线结构44-21和44-22的后端点44-21B和44-22B平行于交叉加工X轴方向地被对齐，并且完全布置在目标衬底41的外围边缘之内。注意到阀61-1在时刻t2保持为打开的操作状态以致网格线材料55-1继续通过输入端口116-1和打印头100流动到中心孔169-1。
图3（D）示出了当目标衬底41已经到达打印操作的末端时（也就是，当中心孔169-1位于离目标衬底41的后边缘41B所需的间隙距离时）的目标衬底41（t3）。在此点，控制器90将第二关闭命令关闭-1发送到第一阀61-1（在图1中所示），由此终止网格线材料55-1从阀61-1通过输入端口116-1流动到打印头100内，进而又终止网格线材料通过中心喷嘴孔169-1的挤出。网格线材料55-1的终止产生中心网格线结构44-1的后端点44-1B，其平行于交叉加工（X轴）方向地被对齐并且离后边缘41B间隔预定间隙距离。
在上面参考图3（A）到3（D）描述的打印操作提供优于传统打印方法的若干优势。首先，此方法提供了一种简单的方法用于在八边形单晶衬底上以比使用传统的挤出/掩膜或丝网印刷方法能够实现的显著较不昂贵和更可靠且可重复的方式生产H图案太阳能电池，由此便于以比得上在正方形/矩形多晶硅晶圆上形成的太阳能电池的成本生产更高质量的基于单晶的H图案接触型太阳能电池。另外，所述打印方法和关联硬件可以最小修改被实施在现有的网格线打印系统上，从而允许在不需要大的重组成本的情况下在单晶硅晶圆上生产更高效率的H图案太阳能电池。
现在将参考若干具体实施例描述上述新颖打印头的附加特征。
图5是示出根据本发明第一具体实施例的多层打印头组件100A的横截面侧视图。打印头组件100A包括可选的后工件（back piece）111A，其充当用于将供给线附接到入口116A-1和116A-2、用于将网格线材料55-1和55-2通过流动通路163A-11和163A-21而传输到打印头组件100A内并且用于在网格线打印操作期间将打印头组件100A维持在适当定向的块。除了提供附加的供给线附接点和关联的流动路径，后工件111A在功能上类似于在传统微挤出系统中利用的后工件结构。
多层打印头组件100A类似于打印头100（以上所讨论的）之处在于打印头组件100A包括：一排中心喷嘴162A-1，其限定中心出口孔169A-1（在端视图中所示）；以及两组侧边喷嘴162A-21和162A-22，其分别限定侧边出口孔169A-21和169A-22，其中中心出口孔169A-1相对于侧边出口孔169A-21和169A-22偏移预定偏移距离O。也就是说，以与在图1中所示的方式基本上相同的方式，出口孔169A-1布置在打印头组件100A的中心交叉加工区域中，并且每组出口孔169A-21和169A-22包括布置在侧边区域中的至少两个出口孔并且在加工方向上位于出口孔169A-1下游的偏移距离O处，侧边区域在交叉加工方向上被中心交叉加工区域分开，由此通过出口孔169A-1和169A-21/22同时挤出的网格线材料在目标衬底上以阶梯式图案产生网格线。
多层打印头组件100A不同于打印头100之处在于，打印头组件100A由若干层状结构组成，其以层叠布置被栓接或以其它方式紧固在一起来形成一体结构并且由后工件111A保持。具体地，打印头组件100A包括上板110A、第一增压层120A-1、第一喷嘴层150A-1、第二增压层120A-2、第二喷嘴层150A-2和下板130A。如图5中所示的虚线路径所指示，每个层构造为使得针对网格线材料55-1和55-2设置流动路径115A-1和115A-2，其从入口116A-1和116A-2通过每个层延伸到出口孔169A-1和169A-21/22。注意到，入口116A-1和116A-2和流动路径115A-1和115A-2的位置、路径方向和路径尺寸为了描述目的在图5中被改变。
上板110A和下板130A是刚性结构，其用于在打印过程期间刚性地将喷嘴层和增压层夹在一起。上板110A还包括垂直（第二）流动通道区域163A-12和163A-22的在后工件111A与第一增压120A-1之间连通的部分。如图5中所指示，喷嘴层150A-1和150A-2以及增压120A-1和120A-2布置在上（第一）板110A和下（第二）板130A之间以使上板110A接触增压结构120A-1并且下板130A接触喷嘴层150A-2。板110A和130A两者都使用已知技术从适当的金属（或其他刚性材料）块机器加工而成（或以其它方式形成）。
喷嘴层150A-1和150A-2是分开的（隔开的）结构，其相对于彼此以由第一增压层120A-1（和任何其他可被使用的间隔“垫片”层）的厚度确定的距离被固定维持。喷嘴层150A-1形成为包括一组中心（第一）出口孔169A-1，并且第二喷嘴层150A-2形成为包括两组侧边（第二）出口孔169A-21和169A-22（共同显示在图5的端视图中并且标识为169A-21/22）。选择喷嘴层150A-1和150A-2之间所维持的距离使得中心喷嘴出口孔169A-1离侧边喷嘴出口孔169A-21/22分隔偏移距离O。通过将喷嘴层150A-1和150A-2构造为分离结构所提供的优势在于：例如经由增加或减少在喷嘴层150A-1和150A-2之间布置的间隔层（垫片）来便于偏移距离O的调节。根据本发明的实施例，每个喷嘴层150A-1和150A-2由堆叠金属或聚合物板依照已建立的方法和设计（例如，以相似于在下面参考图11和12描述的方式）组成。使用已建立的喷嘴层生产方法和设计构造喷嘴层150A-1和150A-2的优势在于此方法通过避免需要生产完全新的喷嘴结构来最小化设计和生产成本。也就是说，除了喷嘴层的数量（也就是，两个代替一个）和设置在每个喷嘴层150A-1和150A-2上的喷嘴的数量和位置不同于传统打印头之外，设置在喷嘴层150A-1和150A-2上的各个喷嘴可以与传统打印头的那些喷嘴基本相同。因为使用现有的喷嘴设计和生产方法来产生喷嘴162A-1、162A-21和162A-22，因此打印头组件100A的喷嘴性能（也就是，网格线形成特性）可靠地与传统的单个层微挤出打印头的喷嘴性能基本相同。使用现有的喷嘴设计和生产方法来产生喷嘴层150A-1和150A-2的另一个可能的优势是：微挤出打印头组件100A具有可相比于在多晶硅晶圆上生产H图案太阳能电池时所利用的传统微挤出打印头的尺寸，这又便于以最小的修改在现有的微挤出系统中使用打印头组件100A。
根据本实施例的另一方面，打印头组件100A的各种层限定分开的流动分配通道，其在入口116A-1和116A-2与喷嘴162A-1和162A-21/22之间分配网格线材料。也就是说，第一流动分配通道163A-1在入口116A-1和喷嘴162A-1之间连通，并且包括第一流动区域163A-11、垂直流动通道区域163A-12、沿着增压120A-1延伸的分支流动通道163A-13以及从增压120A-1向下延伸到喷嘴162A-1的（第一）增压出口163A-14。相似地，第二流动分配通道163A-2在入口116A-2和喷嘴162A-21/22之间连通，并且包括第一流动区域163A-21、垂直流动通道区域163A-22、沿着增压120A-2延伸的分支流动通道163A-33以及从增压120A-2向下延伸到喷嘴162A-21/22的（第二）增压出口163A-24。使用穿过增压120A-1和喷嘴层150A-1将网格线材料传递到增压120A-2和喷嘴层150A-2的垂直流动分配通道163A-22便于在对现有微挤出系统做出最小修改的情况下使用打印头组件100A。对于每个流动层使用单独的增压120A-1和120A-2通过允许使用由传统微挤出打印头利用的方法在分开的增压结构上形成每个流动分配系统163A-1/2从而简化了流动分配系统163A-1和163A-2的设计。
图6（A）和6（B）示出了流动分配通道163A-1和163A-2分别限定在增压120A-1和120A-2中的部分。图6（A）显示了增压120A-1，其限定第一流动区域（第一增压进口）163A-12的下部、分支流动通道163A-13以及第一增压出口163A-14的上部。图6（B）显示了增压120A-2，其限定第一流动区域（第二增压进口）163A-22的下部、分支流动通道163A-23以及第二增压出口163A-24的上部。根据在图6（A）和6（B）中所示的本发明的实施例，通过对金属或硬塑料材料（例如，Techtron®）机器加工或以其它方式成形来构造增压120A-1和120A-2使得从入口116A-1和116A-2行进到关联喷嘴162A-1和162A-21/22的流动距离基本上相等。具体地，增压120A-1的分支流动通道163A-13形成为基本上对称的一系列流动路径以致通过第一增压进口163A-12进入增压120A-1的网格线材料沿着分支流动通道163A-13的相应分支经过基本上相同的距离行进到任意的第一增压出口163A-14。相似地，增压120A-2的分支流动通道163A-23形成为基本上对称的一系列流动路径以致通过第二增压进口163A-22进入增压120A-2的网格线材料沿着分支流动通道163A-23的相应分支经过基本上相同的距离行进到任意的第二增压出口163A-24。使用对称的流动分配通道163A-1和163A-2便于在每个喷嘴169A-1和169A-21/22产生均匀的挤出压力。
图7和8示出了根据本发明的第二具体实施例的用于产生“两阶梯式”网格线图案的多层打印头组件100B，其中图7是打印头组件100B的横截面侧视图，并且图8是打印头组件100B的前视图。
参考图7，打印头组件100B相似于打印头组件100A之处在于，其包括以上参考后工件111A描述的方式起作用的可选后工件111B和若干层状结构，其以层叠布置被栓接或以其它方式被紧固在一起来形成层状结构并且由后工件111B保持。另外，多层打印头组件100B包括上板110B、第一增压层120B-1、第一喷嘴层150B-1、第二增压层120B-2、第二喷嘴层150B-2和下板130B，其中第一喷嘴层150B-1包括一排中心喷嘴162B-1，其限定中心出口孔169B-1（在端视图中示出），并且喷嘴层150B-2包括两组侧边喷嘴162B-21和162B-22，其分别限定侧边出口孔169B-21和169B-22，其中中心出口孔169B-1离侧边出口孔169B-21和169B-22偏移预定偏移距离O1。另外，打印头组件100B限定第一流动分配通道163B-1，其在入口116B-1和喷嘴162B-1之间连通，并且包括第一流动区域163B-11、垂直流动通道区域163B-12、沿着增压120B-1延伸的分支流动通道163B-13以及从增压120B-1向下延伸到喷嘴162B-1的（第一）增压出口163B-14。相似地，第二流动分配通道163B-2在入口116B-2和喷嘴162B-21/22之间连通，并且包括第一流动区域163B-21、垂直流动通道区域163B-22、沿着增压120B-2延伸的分支流动通道163B-23以及从增压120B-3向下延伸到喷嘴通道162B-31/32的（第三）增压出口163B-34。分别在增压120B-3中限定的分支流动通道163B-33分别如上面参考图6（A）和6（B）描述的那样构造为使得从入口116B-1和116B-2行进到关联喷嘴162B-1和162B-21/22的流动距离基本上相等。上面参考打印头组件100A描述的特征和益处因而适用于打印头组件100B。
多层打印头组件100B不同于打印头组件100A之处在于，打印头组件100B包括：两附加（第三）组的“侧边”喷嘴通道162B-31和162B-32（统称为162B-31/32），其限定两附加（第三）组的“侧边”出口孔169B-31和169B-32（统称为169B-31/32）；以及（第三）流动分配通道163B-3，其在（第三）入口116B-3和喷嘴162B-31/32之间连通。如在图7中所指示，喷嘴通道162B-31/32布置在（第三）喷嘴层150B-3中，其经由（第三）增压层120B-3与流动分配通道163B-3连通，由此喷嘴层150B-3位于喷嘴层150B-2的下游以致出口孔169B-31/32在加工（Y轴）方向上离出口孔169B-21/22偏移第二偏移距离O2，在一个实施例中第二偏移距离O2基本上等于偏移距离O1。也就是说，出口孔169B-31/32在加工（Y轴）方向上离中心出口孔169B-1偏移等于偏移距离O1和O2总和的距离。喷嘴层150B-1、150B-2和150B-3以层叠布置设置，其中增压结构120B-2夹在喷嘴层150B-1与喷嘴层150B-2之间，并且增压结构120B-3夹在喷嘴层150B-2与150B-3之间，其中喷嘴/增压叠层夹在上板110B和下板130B之间。类似于流动分配通道163B-1和163B-2，流动分配通道163B-3包括在后工件111B中限定的第一流动区域163B-31、垂直流动通道区域163B-23、沿着增压层120B-3延伸的分支流动通道163B-33以及从增压120B-2向下延伸到喷嘴162B-21/22（的第二）增压出口163B-24。垂直（第二）流动通路部分163B-32由上板110B、增压120B-1和120B-2以及喷嘴层150B-1和150B-2共同限定，并且在它的下端（第三增压进口）处与分支流动通道163B-33的第一端连通（即，使得网格线材料55-3穿过入口116B-3与增压结构120B-3之间的喷嘴层150B-1和150B-2以及增压结构120B-1和120B-2）。在增压120B-3中限定的分支流动通道163B-33基本上如上面参考图6（B）描述的那样被构造（即，使得从入口116B-3行进到每个喷嘴通道169B-31/32的流动距离基本上相等）。
参考图8，打印头组件100B包括布置在中心交叉加工区域X1C中的64个“中心”孔169B-1、布置在（第一）交叉加工侧边区域X2-S1中的4个内侧孔169B-21和布置在（第二）交叉加工侧边区域X2-S2中的4个内侧孔169B-21。类似于“中心”孔169B-1和“侧边”孔169B-21/22，出口孔169B-31/32在交叉加工（X轴）方向上对齐，其中4个出口孔169B-31布置在（第三）交叉加工侧边区域X3-S1中并且4个出口孔169B-32布置在（第四）交叉加工侧边区域X3-S2中，第三和第四交叉加工侧边区域X3-S1和X3-S2在交叉加工X轴方向上被中心交叉加工区域X1C和交叉加工侧边区域X2-S1和X2-S2分开。如下面参考图9（A）到9（D）所描述的，根据此布置，通过中心出口孔169B-1、内侧出口孔169B-21/22和外侧出口孔169B-31/32被同时挤出的网格线材料生成其开始端点形成“两阶梯式”图案的网格线。
根据本发明的另一个实施例，通过对硬塑料材料（例如，Techtron®）或金属板材料（例如，钢、铝或合金钢）中一个或多个机器加工或以其它方式成形来构造增压结构120B-1到120B-3。在目前优选的实施例中，增压结构中的至少一个增压结构由塑料形成，并且增压结构中的一个或多个增压结构由金属形成（例如，增压结构120B-1由Techtron®形成，并且使用钢形成增压结构120B-2和120B-3）。发明人发现打印头组件100B的三喷嘴叠层布置可能在挤出期间经历层的分离和喷嘴通道的变形，并且发现使用金属中心增压在使用在图8中所示的安装螺栓150B的模式而被栓接在一起时通过抵抗这种分离和变形来改善性能。
图9（A）到9（D）是描绘根据本发明的另一个实施例的利用包括打印头组件100B的关联微挤出系统50B在衬底41上以“两阶梯式”图案形成网格线的简化图。仅局部示出的系统50B基本上与系统50（上面描述的）相同，但包括三个阀61B-1、61B-2和61B-3（而不是两个），并且控制器90B被修改来如下面陈述地控制三个阀以便产生“两阶梯式”网格线端点图案。打印头100B和目标衬底41被以其它方式布置为使得目标衬底41使用上面提到的方法在打印头100B下方经过。
图9（A）示出了在到达相对于打印头100B的预定打印开始点位置之后，并且在控制器90已经同时将（第一）阀“打开”命令传输到阀61B-1、61B-2和61B-3以致所有三个阀61B-1、61B-2和61B-3的操作状态基本上同时从关闭变为打开，由此使网格线材料部分55-1、55-2和55-3通过入口116B-1、116B-2和116B-3到打印头100B内的流动基本上同时开始，这又引起网格线材料从中心出口孔169B-1、内侧出口孔169B-21和169-22以及外侧出口孔169B-31和169-32被挤出到衬底51的上表面42上之后的目标衬底41。如在图9（A）的底部所指示，所得到的网格线44-1、44-21、44-22、44-31和44-32的一部分因此以形成前“两阶梯式”图案SP2F的方式被打印在上表面42上。即，64个中心出口孔在交叉加工方向上对齐，产生64条具有对齐的前边缘的中心网格线44-1，其前边缘与前边缘41F间隔预定间隙距离。类似地，内侧出口孔169B-21和169B-22产生带有各自的前边缘的4条侧边网格线44-21和4条侧边网格线44-22，各自的前边缘在交叉加工方向上对齐并且离中心网格线44-1的前边缘偏移由偏移距离O1（见图7）确定的第一步距，并且外侧出口孔169B-31和169B-32产生带有各自前边缘的4条侧边网格线44-31和4条侧边网格线44-32，各自的前边缘在交叉加工方向上对齐并且离内侧网格线44-21/22的前边缘偏移由偏移距离O2（见图7）确定的第二步距，从而形成前“两阶梯式”图案SP2F。
图9（B）示出了当目标衬底41几乎已经完全通过打印头100B下方，并且已经到达相应于外侧网格线44-31和44-32的后端点的预定点时的随后时刻。例如使用传感器或预定的延迟周期来确定在衬底41和打印头100B之间的（第二）相对位置。此时，控制器90B传输阀关闭信号（第二命令）“关闭-3”，由此阀61B-3关闭来终止网格线材料55-3通过输入端口116B-3流动到打印头100B内，这又终止网格线材料从侧边孔169B-31和169B-32的挤出，因而形成侧边网格线44-31和44-32的后端点，其平行于交叉加工X轴方向对齐，并且完全布置在目标衬底41的外围边缘内。注意到阀61B-1和61B-2保持为打开的操作状态以使网格线材料55-1和55-2继续通过输入端口116B-1和116B-2流动到打印头组件100B内，并且因此继续形成网格线44-1、44-21和44-22。
图9（C）示出了当目标衬底41已经到达相应于内侧网格线44-21和44-22的后端点的预定点时的递增的稍后时刻。可以使用传感器，或通过使用基于开始或第一停止命令的预定延迟周期来确定在衬底41和打印头100B之间的此（第三）相对位置。此时，控制器90B传输阀关闭信号“关闭-2”，由此阀61B-2关闭来终止网格线材料55-2通过输入端口116B-2流动到打印头100B内，这又终止网格线材料从内侧孔169B-21和169B-22的挤出，因而形成内侧网格线44-21和44-22的后端点。注意到，在关闭信号“关闭-3”与关闭信号“关闭-2”之间的递增周期使网格线44-21和44-22的后端点离网格线44-31和44-32的后端点偏移步距。还注意到，阀61B-1保持为打开的操作状态以致网格线材料55-1继续通过输入端口116B-1流动到打印头组件100B内，并且因此继续形成中心网格线44-1。在附加的递增时间周期之后，控制器90B将第三关闭命令关闭-1发送到第一阀61B-1，由此终止网格线材料55-1从阀61B-1通过输入端口116B-1流动到打印头100B内，这又产生中心网格线结构44-1的后端点，其平行于交叉加工（X轴）方向对齐并且离后边缘41B间隔预定间隙距离。
图9（D）显示了在完成打印操作之后的太阳能电池40B，其中目标衬底41现在包括布置在上表面42上的较长中心网格线44-1、递增的稍短的“内侧”网格线44-21和44-22以及最短的“最外侧”网格线44-31和44-32，其中这些网格线的端点形成前“两阶梯式”图案SP2F和后“两阶梯式”图案SP2B。衬底41相对于打印头100B的此最后（第四）“停止”位置可以被传感器或如上面提到的预定延迟周期来确定。上面参考图9（A）到9（D）描述的打印操作提供了类似于上面参考图3（A）到3（D）描述的那些优势，并且通过将网格线布置在表面42的比使用上面参考图3（A）到3（D）描述的单阶梯式方法可以获得的部分更大部分的上方，可产生稍微更大的太阳能电池电效率。
图10是描绘根据本发明的另一个具体实施例的微挤出系统50C的一部分的简化图。类似于上面讨论的系统，系统50C包括控制器90C，其控制网格线材料55从网格线材料源60C-1到打印头100C的流动，该系统在此情况下包括在上面参考图8和9描述的以“两阶梯式”图案布置的出口孔（即，如在图10的底部由箭头所指示，一组中心孔169C-1、一组内侧孔169C-21以及169C-22和一组外侧孔169C-31和169C-32）。如在下面段落中所陈述的，微挤出系统50C引入了本发明的两个附加特征，其在上面陈述的稍早实施例中没有被描述：首先，系统50C包括多个短管型阀（spool-type valve）布置，其中网格线材料55被供给到两个或更多个短管型阀（例如，网格线载体阀（vehicle valve）61C-11、61C-21和61C-31），这些阀各自构造为以预定进口压力将网格线材料55传递到打印头100C；第二，打印头组件100C如下面陈述地被构造为共挤出网格线材料55和牺牲材料57两者，从牺牲材料源60C-2经由第二组的短管型牺牲载体阀61C-12、61C-22和61C-32供给牺牲材料57，以产生平行的高纵横比网格线结构的方式（下面参考图14所述）。除了在图10中示出的系统特征和组件之外，系统50C包括输送机、X-Y-Z定位机构以及类似于上面描述的那些组件的其他组件，其在下面为了简洁而被省略。尽管下面参考单个具体实施例描述了短管型阀布置和共挤出打印头特征，但这些特征可被分开实施（例如，短管型阀布置可独立于共挤出打印头组件而单独被利用）。
根据在图10中所示的示例性多个短管阀布置，系统50C包括：加压容器（网格线材料源60C-1），其以相对高（第一）压力P0将网格线材料55供给到供给流动路径部分56C-1内；以及分配阀（dispense valve）61C-11、61C-21和61C-31，其构造（预调节）为调节被供给到打印头100C的网格线材料部分55-1、55-2和55-3的流动压力以使通过所有出口孔（即，每个中心出口孔169C-1、每个内侧出口孔169C-21和169C-22以及每个外侧出口孔169C-31和169C-32）挤出网格线材料。
利用加压的网格线材料源60C-1和多个短管阀61C-11、61C-21和61C-31的益处是此多个短管型阀布置的特征便于对停止/开始网格线材料流入打印头100C的即时和精确控制。通过对网格线材料的大容器增压和减压来直接分配网格线材料过慢以致在头仍然相对于晶圆移动时而内部网格线仍然打印的同时不能灵巧和可靠地停止在与本发明关联的外部打印区域中的网格线。
多个短管阀布置的另一个益处是，通过将网格线载体阀61C-11、61C-21和61C-31各自构造为以适当的打印头进口压力来供给网格线材料，可以控制从打印头100C的每个喷嘴出口孔的网格线材料流动。
图10（A）-10（C）以附加细节显示了分配阀61C-11、61C-21和61C-31中示例性的一个。参考图10（A），每个分配阀61C-11、61C-21和61C-31包括短管型阀机构，其大致由包含固定密封结构64C的外壳62C、可移动活塞65C和致动器（ACTR）97C构成。
外壳62C是限定入口62C-IN和出口62C-OUT的压力容器，通过入口62C-IN网格线材料以压力P0从网格线材料源60C-1（如在图10中所示）被接收到第一内室部分63C-1，出口62C-OUT以期望的进口压力P11、P21或P31之一将网格线材料从第二内室部分63C-2传递到打印头100C（没有显示）。固定密封结构64C固定地布置在外壳62C内部，处在第一内室部分63C-1和第二内室部分63C-2之间，并且包括限定中心开口64C-2的密封件64C-1（例如，O形环、衬垫或杯形密封件）。
可移动活塞65C包括相对小直径的轴66C、相对大直径的止动件67C以及圆锥形表面68C，其中圆锥形表面68C从止动件67C的相对大直径逐渐缩小到轴66C的相对小直径。布置在外壳62C外部的轴66C的第一部分被可操作地连接到致动器97C，并且轴66C的第二部分通过第一内室部分63C-1延伸到中心开口64C-2内（即，使得止动件67C大致被布置在第二内室部分63C-2中）。
致动器97C（例如，气动、液压或电机马达或其他驱动/运动机构）维持在相对于外壳62C的固定位置，并且用于通过响应于从控制器90C（在图10中所示）接收的“打印开始”和“打印停止”命令驱动轴66C进入外壳62C或离开外壳62C来将止动件67C定位在开口64C-2之外（如在图10（A）中所示）或开口64C-2内（如在图10（B）中所示）。即，响应于“打印开始”命令，致动器97C将轴66C推入到外壳62C内（即，在图10（A）中向下）直到止动件67C布置在中心开口64C-2的外部（即，进入打开的操作状态）为止，使得网格线材料能够在第一室部分63C-1和第二室部分63C-2之间在密封件64C-1的内边缘与轴66C之间流动，如图10（A）中的虚线箭头所指示。轴66C与止动件67C之间的直径的差确定当打开阀时用于网格线材料（膏状物）流动的开口的尺寸。相反，如图10（B）中所示，响应于“打印停止”命令，致动器97C将轴66C拉出外壳62C（即，在图10（B）中向上）直到止动件67C布置在中心开口64C-2中为止，由此阻塞网格线材料从第一室部分63C-1流到第二室部分63C-2。注意到，轴66C的长度必须足够用于适当的阀打开/关闭，并且止动件67C的外表面必须光滑用于适当密封来防止网格线材料在关闭位置流动。
如在图10（C）中所指示，短管型阀布置的优势在于：当阀处在“打开”位置时通过调节止动件67C相对于中心开口64C-2的位置，可针对每个分配阀61C-11、61C-21和61C-31单独校准（可预调节）输出流动压力。为了为从关联的阀排出的网格线材料55-1、55-2或55-3的相对低的出口流动压力P11、P21或P31校准（预调节）分配阀61C-11、61C-21和61C-31，减小从致动器97C延伸的轴66C的有效长度使得当阀处在“打开”位置时止动件67C定位成相对接近中心开口64C-2，如在图10（C）中所指示的那样。即，通过以此方式校准（预调节）关联的阀，无论何时关联的阀从控制器接收到“打印开始”命令，止动件67C移动到相对接近的（close）位置（例如，如在图10（C）中所描绘）。因为打开的操作状态提供相对小的流动路径，因此网格线材料能够从第一室部分63C-1通过出口62C-OUT流动到第二室部分63C-2，但流速被限制，从而减小阀的出口流动压力P11、P21和P31。相比之下，为了为从关联的阀排出的网格线材料55-1、55-2或55-3的相对高的出口流动压力P11、P21或P31校准（预调节）分配阀61C-11、61C-21和61C-31，增大从致动器97C延伸的轴66C的有效长度使得当阀处在“打开”位置时止动件67C定位成相对远离中心开口64C-2，如在图10（A）中所指示的那样。通过在生产开始之前调节止动件67C的“打开”位置（即，通过设定从致动器97C延伸的轴66C的有效长度）使得每个喷嘴169C-1、169C-21、169C-22、169C-31和169C-32中的流动压力基本上相等。
如在上面参考图10所提到的，系统50C的第二特征是打印头组件100C构造为以产生平行的高纵横比网格线结构的方式同时共挤出网格线材料55和牺牲材料57。类似于用于将网格线材料55供给到打印头100C的系统和方法，以（第二），其可是网格线材料55的最初压力P0，或可以是不同压力，从牺牲材料供给系统60C-2（例如第二加压容器）沿着第二供给流动路径56C-2供给牺牲材料57。为了实现网格线和牺牲材料的同时挤出，控制器90C被修改为在信号线C11、C12、C21、C22、C31和C32上分别传输单个“打印开始”命令到致动器97C-11、97C-12、97C-21、97C-22、97C-31和97C-32，使得所有阀61C-11、61C-12、61C-21、61C-22、61C-31和61C-32以上面描述的方式从关闭的操作状态被调节到打开的操作状态。每个牺牲材料流动控制阀与它的关联网格线材料流动控制阀一起也被同时关闭（即，使用第一“打印停止”（关闭）命令信号同时关闭阀61C-31和61C-32，使用第二“打印停止”命令信号同时关闭阀61C-21和61C-22，然后使用第三“打印停止”命令信号同时关闭阀61C-11和61C-12）。另外，类似于网格线供给系统，牺牲载体阀61C-12、61C-22和61C-32是基本上与上面参考图10（A）-10（C）描述的那些相同的短管型阀，并且被校准（预调节）以便分别以进口压力P12、P22和P32将牺牲材料部分57-1、57-2和57-3供给到打印头100C的入口116C-12、116C-22和116C-32，使得网格线材料和牺牲材料从每个出口孔169C-1、169C-21、169C-22、169C-31和169C-32被共挤出。
图11-13是以附加细节显示共挤出打印头组件100C的分解透视仰视图，其中图11完整地显示了打印头组件100C，图12是显示打印头组件100C的示例性部分的放大局部透视图，并且图13是描绘打印头组件100C的单个共挤出喷嘴的简化图。
参考图11，微挤出打印头组件100C包括上（第一）板110C、第二（下）板130C、三个增压120C-1、120C-2和120C-3、三个多层喷嘴结构150C-1、150C-2和150C-3以及各种衬垫和隔板140C-147C，其被拴接或以其它方式紧固在一起为图11中所描绘的层叠布置。即，每个多层喷嘴结构150C-1、150C-2和150C-3与关联的增压120C-1、120C-2和120C-3匹配，并且夹在板110C和130C之间，其如在较早实施例中描述的那样起作用来经由螺栓（没有显示）将层叠布置保持在一起。一体结构（例如，如图12中所示）在操作期间被后工件（没有显示）以上面参考图8描述的方式附接于X-Y-Z定位机构。
类似于上面提供的描述，通过上板110C和介于中间的层（晶圆）限定孔/导管来将挤出物和牺牲材料供给到分层喷嘴结构150C-1、150C-2和150C-3。例如，如在图10中指示，网格线材料55-1和牺牲材料57-1分别通过限定在上板110C中的入口116C-11和116C-12进入打印头100C。参考图11，类似于垂直流动通道区域163B-12（上面参考图8描述）的两个流动通道区域延伸穿过板110C和衬垫/间隔晶圆140C来将网格线和牺牲材料传递到增压层120C-1。增压层120C-1包括类似于上面参考图6（A）所描述的流动分配通道部分的两个流动分配通道部分，其以下面以附加细节描述的方式将网格线材料和牺牲材料分配到中心喷嘴通道162C-1。另外，如在图10中所指示，网格线材料55-2和牺牲材料57-2分别通过限定在上板110C中的入口116C-21和116C-22进入打印头100C，并且网格线材料55-3和牺牲材料57-3分别通过限定在上板110C中的入口116C-31和116C-32进入打印头100C。这些网格线和牺牲材料流中的每种材料流分别经由类似于垂直流动通道区域163B-22和163B-32（上面参考图8所描述）的流动垂直流动通道区域穿过各种层到达增压120C-1和120C-2。每个增压层120C-2和120C-3分别包括类似于上面参考图6（B）所描述的流动分配通道部分的两个流动分配通道部分，其以下面以附加细节描述的方式将网格线材料和牺牲材料分配到内侧喷嘴通道162C-21和162C-22和外侧喷嘴通道162C-31和162C-32。
每个分层喷嘴结构150C-1、150C-2和150C-3各种供给层和喷嘴板，其共同地将网格线材料和牺牲材料供给到关联的喷嘴通道。例如，分层喷嘴结构150C-1包括第一供给层板151C-1、第二供给层板152C-1、顶部喷嘴板153C-1、底部喷嘴板156C-1、夹在顶部喷嘴版153C-1和底部喷嘴版156C-1之间的喷嘴出口板160C-1，并且从增压120C-1经由衬垫/间隔晶圆141C和142C以下面参考图12描述的方式接收网格线材料55-1和牺牲材料57-1。类似地，分层喷嘴结构150C-2包括供给层板151C-2和152C-2、顶部喷嘴板153C-2、喷嘴出口板160C-2和底部喷嘴板156C-2并且从增压120C-2接收网格线材料55-2和牺牲材料57-2，并且分层喷嘴结构150C-3包括供给层板151C-3和152C-3、顶部喷嘴板153C-3、喷嘴出口板160C-3和底部喷嘴板156C-3并且从增压120C-3接收网格线材料55-3和牺牲材料57-3。分层喷嘴结构150C-2和150C-3基本上如下面参考图12描述的那样构造和起作用。
图12是以附加细节显示包括增压120C-1和分层喷嘴结构150C-1的示例性部分（和介于中间的衬垫/间隔晶圆141C和142C）的打印头组件100C的一部分的放大视图，并且描绘了在网格线打印操作期间网格线材料55-1和牺牲材料57-1从增压120C-1到分层喷嘴结构150C-1内的流动的部分。参考图12的下部，通过在增压120C-1中形成的第一组流动通道将网格线材料55-1分配到增压出口部分163C-1411，然后通过分别限定在第一供给层板151C-1和第二供给层板152C-1中的槽状增压出口部分163C-1412和163C-1413将网格线材料55-1引导至限定在顶部喷嘴板153C-1中的供给孔159C-1，并且通过形成在增压120C-1中的第二组流动通道将牺牲材料57-1分配到增压出口部分163C-1421，然后通过分别限定在第一供给层板151C-1和第二供给层板152C-1中的槽状增压出口部分163C-1422和163C-1423将牺牲材料57-1引导到限定在顶部喷嘴板153C-1中的Y形贯通孔155C-3。如下面以附加细节所陈述，网格线材料55-1从第一供给孔159C-1（第一供给层151C-1）穿过供给孔159C-2（形成在第二供给层152C-1中）到达狭长开口159C-7（形成在顶部喷嘴板153C-1中）的后端，然后从狭长开口159C-7到达关联的三部分喷嘴三部分喷嘴通道162C-1（限定在喷嘴出口板160C-1中）。类似地，牺牲材料57-1从Y形贯通孔155C-3（第一供给层151C-1）穿过供给孔155C-4（形成在第二供给层152C-1中）和供给孔155C-1（形成在顶部喷嘴板153C-1中）到达关联的三部分喷嘴三部分喷嘴通道162C-1（限定在喷嘴出口板160C-1中）。每个分层喷嘴结构150C-1、150C-2和150C-3利用相似的流动分配系统来将网格线和牺牲材料分配到“侧边”喷嘴（例如，喷嘴162C-21、162C-22、162C-31和162C-32，如在图11中所示）。
如在图13中由虚线箭头指示，进入分层喷嘴结构150C-1的网格线材料55-1穿过分别形成在第一供给层板151C-1和第二供给层板152C-1中的对齐的开口159C-1和159C-2，然后进入狭长通道159C-7的后部。网格线材料55-1然后沿着狭长通道159C-7流动，如箭头F1A指示，并且向上流动到三部分喷嘴通道162C-1的中心通道167C内。网格线材料55-1然后沿着中心通道167C向前流动到合并点166C，在此处它在从出口孔169C-1排出之前在两个牺牲材料流动之间被加压。再次参考图13的底部，进入分层喷嘴结构150C-1的牺牲材料57-1进入形成在第一供给层板151C-1中的Y形狭长通道155C-3的后端。如图13中的虚线箭头F1B指示，牺牲材料57-1沿着Y形狭长通道155C-3流动到分流的前端区域，在此处通过相应的限定在第二供给层板152C-1中的开口155C-4和限定在顶部喷嘴板153C-1中的开口155C-1分配牺牲材料57-1，然后进入三部分喷嘴通道162C-1的相对的侧通道165C内。牺牲材料57-1然后沿着相对的侧通道165C向前流动到合并点166C，在此处两股流动在从出口孔169C-1排出之前被压向从中心通道167C进入合并点166C的网格线材料的相对侧。
打印头组件100C的每个箭头形状的三部分喷嘴通道（例如，在图13中所示的喷嘴通道162C-1）构造为使得被共挤出的网格线和牺牲材料形成布置在两个牺牲材料部分之间的高纵横比的网格线结构。如图13中所指示，喷嘴出口板160C-1是金属（或其他硬材料）板，其被微机器加工成包括中心通道167C和相对的（第一和第二）侧通道165C，其中板材料的关联的锥形指状物将中心通道167C与每个侧通道165C分离。中心通道167C具有：封闭端，其被对齐来从顶部喷嘴板153C-1的狭长开口159C-7的前端接收网格线材料55-1；以及开口端，其与合并点166C连通。类似地，侧通道165C具有：关联的封闭端，其被对齐来从顶部喷嘴板153C-1的相应开口155C-1接收牺牲材料57-1；以及开口端，其与合并点166C连通。侧通道165C朝向中心通道167C成角度以使从侧通道165C进入合并点166C的牺牲材料57-1压向从中心通道167C进入合并点166C的网格线材料55-1的相对侧，由此使得牺牲材料57-1将网格线材料55-1形成为高纵横比的网格线结构，如下面参考图14所描述。
如在图14中所示，在挤出过程期间通过共挤出打印头组件100C的每个喷嘴出口孔（例如，如图13中的孔169C-12所指示）共挤出的网格线材料和牺牲材料，在衬底41的表面42上形成狭长的挤出结构44C，且每个结构44C的网格线材料形成高纵横比的网格线结构55C，并且使得每个结构44C的牺牲材料形成分别布置在关联的高纵横比网格线55C的相对侧上的关联的第一和第二牺牲材料部分57C-1和57C-2。如在本发明的情况下所使用的那样，术语“高纵横比网格线”意思是每个网格线结构55C的高H对宽W之比为大约0.5或更大。可通过一个或多个出口孔的形状和打印头组件100C的内部几何结构中的至少之一、材料的特性（例如，粘性等）和挤出技术（例如，流速、压力、温度等）来控制挤出结构44C的形状（即，网格线材料55C的纵横比和牺牲部分57C-1和57C-2的形状）。可使用已知技术修改打印头组件内的结构和喷嘴出口孔的形状来进一步提高挤出工艺。适当的网格线材料55包括，但不限于，银、铜、镍、锡、铝、钢、氧化铝、硅酸盐、玻璃、炭黑、聚合物和蜡，并且适当的牺牲材料57包括塑料、陶瓷、油、纤维素、乳胶、聚甲基丙烯酸甲酯等、其组合和/或其变型，包括组合上面与其他物质来获得期望的密度、粘性、纹理、颜色等。为了限制材料在挤出后混合的趋势，离开共挤出打印头100C的挤出颗粒（bead）可以通过使用已知技术冷却衬底而在衬底41上被淬火。可替换地，所使用的网格线（膏状物）材料可是热熔性材料，其在环境温度下凝固，在该情况下加热共挤出打印头100C，一旦挤出的结构被分配到衬底41上就使所挤出的结构凝固。在另一种技术中，材料可以在从共挤出打印头100C排出时通过热的、光学的和/或其他手段而固化。例如，可提供固化成分来热地和/或光学地固化材料。如果一种或两种材料都包括紫外线固化剂，则该材料可以被绑定为固态形式以便在不混合的情况下能够进一步加工。
尽管已经参考某些具体实施例描述了本发明，但对本领域技术人员将显而易见的是，本发明的发明性特征也适用于其他实施例，所有这些实施例意在落入本发明的范围内。例如，尽管以上参考用于生产网格线具有单阶梯式和两阶梯式端点图案的太阳能电池的打印头描述了本发明，但本发明可延伸到生产附加“阶数”的实施例，但这样布置将需要附加的阀和附加的打印头增压和喷嘴。另外，尽管参考多层打印头结构描述了打印头，但本发明的要点可通过使用其他技术构造的具有在文中描述的偏移孔布置的打印头来实现。

Claims (14)

1.一种用于在伪正方形衬底上打印平行网格线使得所述网格线在加工方向上延伸的微挤出系统，所述系统包括：
网格线材料供给系统，其用于沿着供给流动路径供给网格线材料；
微挤出打印头组件，其包括：
多个第一喷嘴通道，每个所述第一喷嘴通道具有布置在所述打印头组件的中心交叉加工区域中的第一出口孔，
第一流动通道，其在第一入口和所述多个第一喷嘴通道的每一个之间连通，
第一组第二喷嘴通道，所述第一组的每个所述第二喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域外侧的第一交叉加工侧边区域中的第二出口孔，
第二组第二喷嘴通道，所述第二组的每个所述第二喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域外侧的第二交叉加工侧边区域中的第二出口孔，所述中心交叉加工区域位于所述第一交叉加工侧边区域和所述第二交叉加工侧边区域之间，以及
第二流动通道，其在第二入口和所述第一和第二组的第二喷嘴通道的每个所述第二出口孔之间连通，其中所述第一出口孔的每一个在所述加工方向上与所述第一和第二组的第二喷嘴通道的每个所述第二出口孔偏移某一偏移距离；
第一阀，其布置在所述网格线材料供给系统与所述第一入口之间的供给流动路径中；
第二阀，其布置在所述网格线材料供给系统与所述第二入口之间的供给流动路径中；以及
控制器，其构造为控制所述第一阀和第二阀的操作，使得所述第一阀和第二阀两者响应于开始信号而打开，并且使得所述第一阀和第二阀两者在打印开始时刻同时启动所述网格线材料的部分挤出到打印头中，由此由所挤出的网格线材料形成的网格线的前端点形成第一阶梯式图案，所述控制器进一步构造为使得在所述打印开始时刻之后的第二时刻响应于第一停止命令关闭所述第二阀，并且使得在所述第二时刻之后的第三时刻响应于第二停止命令关闭所述第一阀，由此由所挤出的网格线材料形成的网格线的后端点形成第二阶梯式图案。
2.根据权利要求1所述的微挤出系统，其中，所述控制器进一步构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第二位置时将第二命令传输到所述第二阀，并且构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第三位置时将第三命令传输到所述第一阀。
3.根据权利要求1所述的微挤出系统，其中，
所述微挤出打印头组件还包括：
第一组第三喷嘴通道，所述第一组的每个所述第三喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域和所述第一交叉加工侧边区域外侧的第三交叉加工侧边区域中的第三出口孔，
第二组第三喷嘴通道，所述第二组的每个所述第三喷嘴通道具有布置在位于所述中心交叉加工区域和所述第二交叉加工侧边区域外侧的第四交叉加工侧边区域中的第三出口孔，以及
第三流动通道，其在第三入口和所述第一和第二组的第三喷嘴通道的每个所述第三出口孔之间连通，其中所述第三出口孔的每一个在所述加工方向上与所述第一和第二组的第二喷嘴通道的每个所述第二出口孔偏移第二偏移距离；并且
其中，所述系统还包括第三阀，其布置在所述网格线材料供给系统与所述第三入口之间的供给流动路径中；并且
其中，所述控制器进一步构造为控制所述第三阀，使得所述第一阀、第二阀以及第三阀在所述打印开始时刻同时启动挤出从而将所述网格线材料的部分传递到所述打印头中。
4.根据权利要求3所述的微挤出系统，其中，所述控制器进一步构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第一位置时将第一命令同时传输到所述第一阀、第二阀、第三阀的每一个，使得随后由从所述第一出口孔、第二出口孔以及第三出口孔挤出的网格线材料在所述伪正方形衬底上形成的网格线的第一端点形成所述第一阶梯式图案。
5.根据权利要求3所述的微挤出系统，其中，所述控制器进一步构造为在传输所述第一停止命令之前将第三停止命令传输到所述第三阀，使得所述第三阀响应于所述第三停止命令可操作地从打开的操作状态调节为关闭的操作状态，以终止第三网格线材料部分流过所述第三出口孔。
6.根据权利要求1所述的微挤出系统，其中，
所述网格线材料供给系统包括加压容器，其布置为使得在所述供给流动路径的第一部分中以第一压力供给所述网格线材料；并且
其中，所述控制器进一步构造为将第一命令传输到所述第一阀和第二阀，由此所述第一阀和第二阀的每一个可操作地从关闭的操作状态调节为关联的打开的操作状态，使得所述第一阀和第二阀的每一个以相应的进口压力将网格线材料的相应部分通过所述第一入口和第二入口传递到所述打印头中。
7.根据权利要求6所述的微挤出系统，其中，所述第一阀和第二阀的每一个被单独校准为产生所述相应的进口压力使得通过所述第一出口孔挤出的所述网格线材料的出口流速基本上等于通过所述第二出口孔挤出的所述网格线材料的出口流速。
8.根据权利要求7所述的微挤出系统，其中，
所述第一阀和第二阀的每一个包括：
外壳，其限定内室、阀入口以及阀出口；
固定密封结构，其布置在所述外壳内部在第一室部分与第二室部分之间，所述固定密封结构包括限定中心开口的密封件；
致动器，其布置在所述外壳的外部；以及
活塞，其包括轴和止动件，所述轴具有可操作地连接至所述致动器的第一端部和延伸到所述第一室部分中的第二端部，所述止动件固定地附接于所述轴的第二端部，
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个处于所述打开的操作状态时，所述致动器将所述活塞推入到所述外壳内使得所述止动件布置在所述第二室部分中，由此通过所述阀入口进入所述第一室部分的网格线材料穿过所述中心开口而进入所述第二室部分并且经由所述阀出口而从所述外壳排出，并且
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个处于所述关闭的操作状态时，所述止动件布置在所述中心开口中从而阻止网格线材料流过所述中心开口。
9.根据权利要求1所述的微挤出系统，
牺牲材料供给系统，其用于沿着第二供给流动路径供给牺牲材料；
第三阀，其布置在所述牺牲材料供给系统与限定在所述打印头中的第三入口之间的第二供给流动路径中；
第四阀，其布置在所述牺牲材料供给系统与限定在所述打印头中的第四入口之间的第二供给流动路径中；并且
其中，所述控制器进一步构造为控制所述第三阀和第四阀，使得所述牺牲材料在所述打印开始时刻被同时供给到所述打印头中；并且
其中，所述打印头构造为使得通过所述第一出口孔同时共挤出所述网格线材料和所述牺牲材料以形成第一网格线结构，并且通过所述第二出口孔同时共挤出所述网格线材料和所述牺牲材料以形成第二网格线结构，其中所述第一网格线结构和所述第二网格线结构的每一个包括布置在两个牺牲材料部分之间的中心高纵横比的网格线材料结构。
10.根据权利要求9所述的微挤出系统，其中，所述控制器进一步构造为同时将第一命令传输到所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀的致动器使得每个所述致动器将止动件定位成远离密封结构，由此所述第一阀和第二阀被可操作地调节为打开的操作状态，使得所述网格线材料的第一部分经由所述第一阀而穿过所述第一入口并且通过所述第一出口孔而被挤出，并且使得所述网格线材料的第二部分经由所述第二阀而穿过所述第二入口并且通过所述第二出口孔而被挤出，并且由此所述第三阀和第四阀被可操作地调节为打开的操作状态，使得所述牺牲材料的第一部分经由所述第三阀而穿过所述第三入口并且通过所述第一出口孔与所述网格线材料的所述第一部分被共挤出，并且使得所述牺牲材料的第二部分经由所述第四阀而穿过所述第四入口并且通过所述第二出口孔与所述网格线材料的所述第二部分被共挤出。
11.根据权利要求10所述的微挤出系统，其中，所述控制器进一步构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第二位置时将第二命令传输到所述第二阀和第四阀的每一个阀的所述致动器，并且构造为当所述伪正方形衬底处于相对于所述打印头的第三位置时将第三命令传输到所述第一阀和第三阀的每一个阀。
12.根据权利要求9所述的微挤出系统，其中，
所述网格线材料供给系统包括第一加压容器，其布置为使得在所述供给流动路径的第一部分中以第一初始压力供给所述网格线材料；
其中，所述牺牲材料供给系统包括第二加压容器，其布置为使得在所述第二供给流动路径的第一部分中以第二初始压力供给所述牺牲材料；并且
其中，所述控制器进一步构造为将第一命令同时传输到所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀，由此所述第一阀和第二阀的每一个阀可操作地从关闭的操作状态调节为关联的打开的操作状态，使得所述第一阀和第二阀的每一个阀以相应的进口压力将网格线材料的相应部分通过所述第一入口和第二入口传递到所述打印头中，并且使得所述第三阀和第四阀的每一个阀以相应的进口压力将牺牲材料的相应部分通过所述第三入口和第四入口传递到所述打印头中。
13.根据权利要求12所述的微挤出系统，其中，
所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀包括：
外壳，其限定内室、阀入口以及阀出口；
固定密封结构，其布置在所述外壳内部在第一室部分与第二室部分之间，所述固定密封结构包括限定中心开口的密封件；
致动器，其布置在所述外壳的外部；以及
活塞，其包括轴和止动件，所述轴具有可操作地连接至所述致动器的第一端部和延伸到所述第一室部分中的第二端部，所述止动件固定地附接于所述轴的第二端部，
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个阀处于所述打开的操作状态时，所述致动器将所述活塞推入到所述外壳内使得所述止动件布置在所述第二室部分中，由此通过所述阀入口进入所述第一室部分的材料穿过所述中心开口而进入所述第二室部分并且经由所述阀出口而从所述外壳排出，并且
其中，当所述第一阀和第二阀的每一个阀处于所述关闭的操作状态时，所述止动件布置在所述中心开口中从而阻止材料流过所述中心开口。
14.根据权利要求13所述的微挤出系统，其中，当所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的所述每一个阀处于所述打开的操作状态时所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀的每一个阀的活塞可操作地位于所述外壳内部，使得从所述第一出口孔和第二出口孔以共同的出口流速共挤出所述网格线材料和牺牲材料两者。
CN201310051183.5A 2012-02-10 2013-02-16 用于在伪正方形衬底上产生网格线的带有偏移孔的微挤出打印头 Expired - Fee Related CN103240990B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/371348 2012-02-10
US13/371,348 2012-02-10
US13/371,348 US8875653B2 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Micro-extrusion printhead with offset orifices for generating gridlines on non-square substrates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103240990A CN103240990A (zh) 2013-08-14
CN103240990B true CN103240990B (zh) 2016-12-14

Family

ID=47722086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310051183.5A Expired - Fee Related CN103240990B (zh) 2012-02-10 2013-02-16 用于在伪正方形衬底上产生网格线的带有偏移孔的微挤出打印头

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8875653B2 (zh)
EP (1) EP2626208B1 (zh)
JP (1) JP5937976B2 (zh)
KR (1) KR20130092498A (zh)
CN (1) CN103240990B (zh)
TW (1) TW201343412A (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4905414B2 (ja) * 2008-06-04 2012-03-28 セイコーエプソン株式会社 液状体吐出装置、液状体の吐出方法および電気光学装置の製造方法
JP5690498B2 (ja) * 2009-03-27 2015-03-25 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． 基体上に膜を堆積する方法および気化前駆体化合物を送達する装置
US20130196053A1 (en) * 2012-01-10 2013-08-01 State of Oregon acting by and through the State Board of Higher Education on behalf of Oregon Stat Flow cell design for uniform residence time fluid flow
JP5315453B1 (ja) * 2012-03-07 2013-10-16 日東電工株式会社 シム部材、ダイコーター及び塗布膜の製造方法
US8636198B1 (en) 2012-09-28 2014-01-28 Sunpower Corporation Methods and structures for forming and improving solder joint thickness and planarity control features for solar cells
WO2014178818A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Selective slot coating
GB2516937A (en) * 2013-08-07 2015-02-11 David Boys Method of Producing a Photovoltaic Cell
US20150056317A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Xyzprinting, Inc. Three-dimensional printing apparatus
EP3067936A4 (en) * 2013-11-08 2016-11-16 Panasonic Ip Man Co Ltd SOLAR CELL
CN103625114B (zh) * 2013-11-19 2015-10-28 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种制备太阳能电池超细主副栅线的喷墨装置
KR101889842B1 (ko) * 2014-11-26 2018-08-20 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
JP6539069B2 (ja) * 2015-03-09 2019-07-03 東レエンジニアリング株式会社 塗布装置
US20170012154A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Solaero Technologies Corp. Method for producing solar cells and solar cell assemblies
DE102017208011A1 (de) * 2017-05-11 2018-11-15 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Spinndüse, Vorrichtung mit einer Spinndüse, Verfahren zu Herstellung einer Hohlfaser oder Hohlfasermembran mit einer Spinndüse und Filter
WO2019168875A1 (en) * 2018-02-28 2019-09-06 Illinois Tool Works Inc. Nozzle for discharging one or more fluids

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101219446A (zh) * 2006-11-01 2008-07-16 帕洛阿尔托研究中心公司 具有平面化的边缘表面的挤出头
CN101863162A (zh) * 2008-12-09 2010-10-20 帕洛阿尔托研究中心公司 具有喷嘴阀的微挤出印刷头
CN102227387A (zh) * 2008-11-30 2011-10-26 迅捷有限公司 将材料施加至衬底上的方法及系统

Family Cites Families (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2031387A (en) 1934-08-22 1936-02-18 Schwarz Arthur Nozzle
US2326803A (en) 1941-03-18 1943-08-17 Samiran David Positive displacement pump for metering
CA554506A (en) 1955-02-23 1958-03-18 A. Russell Theodore Simultaneous deposition of a plurality of fluid coating materials
US2789731A (en) 1955-06-06 1957-04-23 Leonard L Marraffino Striping dispenser
US3032008A (en) 1956-05-07 1962-05-01 Polaroid Corp Apparatus for manufacturing photographic films
US3159313A (en) 1961-05-16 1964-12-01 Dow Chemical Co Multi-component proportioning meter system
US3602193A (en) 1969-04-10 1971-08-31 John R Adams Apparatus for preparing coatings with extrusions
AT349415B (de) 1975-07-28 1979-04-10 Zimmer Peter Ag Spritzdruckeinrichtung zum bemustern einer ware
US4018367A (en) 1976-03-02 1977-04-19 Fedco Inc. Manifold dispensing apparatus having releasable subassembly
GB1578018A (en) 1976-03-11 1980-10-29 Schmermund A Glue applications
US4254894A (en) 1979-08-23 1981-03-10 The Continental Group, Inc. Apparatus for dispensing a striped product and method of producing the striped product
US4301322A (en) 1980-04-03 1981-11-17 Exxon Research & Engineering Co. Solar cell with corrugated bus
DE8033450U1 (de) 1980-12-17 1982-07-22 Colgate-Palmolive Co., 10022 New York, N.Y. Laenglicher Behaelter fuer einen Spender fuer pastoeses gut
US4411218A (en) * 1981-01-21 1983-10-25 Alcan Aluminum Corporation Apparatus for producing straited surface coatings
US4356217A (en) * 1981-01-21 1982-10-26 Alcan Aluminum Corporation Process for producing striated surface coatings
DE3115418C2 (de) 1981-04-16 1985-01-03 Reich Spezialmaschinen GmbH, 7440 Nürtingen Auftragsvorrichtung für Kleber
US4420510A (en) 1982-03-23 1983-12-13 Weyerhaeuser Company Method for applying a foamed adhesive under start-stop conditions
JPS58180262A (ja) 1982-04-16 1983-10-21 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布方法
US4488665A (en) * 1982-05-24 1984-12-18 Spraymation, Inc. Multiple-outlet adhesive applicator apparatus and method
US4476165A (en) * 1982-06-07 1984-10-09 Acumeter Laboratories, Inc. Method of and apparatus for multi-layer viscous fluid deposition such as for the application of adhesives and the like
US4521457A (en) * 1982-09-21 1985-06-04 Xerox Corporation Simultaneous formation and deposition of multiple ribbon-like streams
JPS6082680A (ja) 1983-10-07 1985-05-10 Fuji Photo Film Co Ltd 金属ウエブの表面処理装置
JPS63175667A (ja) 1987-01-14 1988-07-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多列同時塗布方法
US4747517A (en) 1987-03-23 1988-05-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Dispenser for metering proportionate increments of polymerizable materials
US4774109A (en) * 1987-07-21 1988-09-27 Nordson Corporation Method and apparatus for applying narrow, closely spaced beads of viscous liquid to a substrate
JP2646251B2 (ja) * 1987-10-20 1997-08-27 富士写真フイルム株式会社 多層同時塗布方法及び装置
US4938994A (en) * 1987-11-23 1990-07-03 Epicor Technology, Inc. Method and apparatus for patch coating printed circuit boards
US4985715A (en) 1990-03-22 1991-01-15 Telesis Controls Corporation Marker assembly for spray marking dot matrix characters and method of fabrication thereof
KR960007594B1 (ko) 1990-03-30 1996-06-07 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니 복합재료
JPH04124645A (ja) 1990-09-14 1992-04-24 Fuji Photo Film Co Ltd 写真用支持体及びその製造方法
US5254388A (en) 1990-12-21 1993-10-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Light control film with reduced ghost images
US5120484A (en) 1991-03-05 1992-06-09 The Cloeren Company Coextrusion nozzle and process
US5151377A (en) 1991-03-07 1992-09-29 Mobil Solar Energy Corporation Method for forming contacts
JP2857512B2 (ja) 1991-07-31 1999-02-17 株式会社神戸製鋼所 二層電線被覆装置における押出機のオーバフロー制御装置
CA2081499A1 (en) * 1991-11-01 1993-05-02 Wesley Fort Method and apparatus for dispensing multiple beads of viscous liquid
JPH07503928A (ja) 1992-02-25 1995-04-27 ケンブリッジ・コンサルタンツ・リミテッド 流体送出し装置
CA2098784A1 (en) * 1992-07-08 1994-01-09 Bentley Boger Apparatus and methods for applying conformal coatings to electronic circuit boards
ES2115700T3 (es) * 1992-07-08 1998-07-01 Nordson Corp Aparato y procedimientos para la aplicacion de coberturas discretas.
US5418009A (en) * 1992-07-08 1995-05-23 Nordson Corporation Apparatus and methods for intermittently applying discrete adhesive coatings
US5353813A (en) 1992-08-19 1994-10-11 Philip Morris Incorporated Reinforced carbon heater with discrete heating zones
JPH0768208A (ja) 1993-09-06 1995-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 間欠塗布装置
US5700325A (en) * 1994-08-03 1997-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coating device and a method of coating
US5553747A (en) 1994-12-07 1996-09-10 Smithkline Beecham Corporation Container for multisegmental toothpaste
US5679379A (en) 1995-01-09 1997-10-21 Fabbricante; Anthony S. Disposable extrusion apparatus with pressure balancing modular die units for the production of nonwoven webs
WO1996024088A1 (en) 1995-02-02 1996-08-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method and apparatus for applying thin fluid coating stripes
GB9507572D0 (en) 1995-04-12 1995-05-31 Smithkline Beecham Plc Dispenser
US5725814A (en) * 1995-06-07 1998-03-10 Harrel, Inc. Extrusion of an article of varying content
US6270335B2 (en) * 1995-09-27 2001-08-07 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling method and apparatus for forming three-dimensional objects and supports
US5770129A (en) * 1995-12-22 1998-06-23 Honeywell Measurex Devron, Inc. Apparatus and method for controlling mass flow in an extrusion die
CN1077813C (zh) 1996-01-31 2002-01-16 国际喷雾有限公司 发送多成分材料的喷射器
US5605720A (en) 1996-04-04 1997-02-25 J & M Laboratories Inc. Method of continuously formulating and applying a hot melt adhesive
US6047926A (en) 1996-06-28 2000-04-11 Alliedsignal Inc. Hybrid deicing system and method of operation
US5902540A (en) * 1996-10-08 1999-05-11 Illinois Tool Works Inc. Meltblowing method and apparatus
US5873495A (en) 1996-11-21 1999-02-23 Saint-Germain; Jean G. Device for dispensing multi-components from a container
US6464909B1 (en) * 1998-04-21 2002-10-15 Synventive Molding Solutions, Inc. Manifold system having flow control
WO1999001342A1 (en) 1997-07-01 1999-01-14 Smithkline Beecham Corporation Apparatus for inserting plural materials into containers
JP3185729B2 (ja) 1997-11-07 2001-07-11 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置及び画像形成方法
US6220843B1 (en) * 1998-03-13 2001-04-24 Nordson Corporation Segmented die for applying hot melt adhesives or other polymer melts
JP3754841B2 (ja) 1998-06-11 2006-03-15 キヤノン株式会社 光起電力素子およびその製造方法
US6697694B2 (en) * 1998-08-26 2004-02-24 Electronic Materials, L.L.C. Apparatus and method for creating flexible circuits
US6248171B1 (en) * 1998-09-17 2001-06-19 Silicon Valley Group, Inc. Yield and line width performance for liquid polymers and other materials
US6689215B2 (en) * 1998-09-17 2004-02-10 Asml Holdings, N.V. Method and apparatus for mitigating cross-contamination between liquid dispensing jets in close proximity to a surface
US6866881B2 (en) * 1999-02-19 2005-03-15 Speedline Technologies, Inc. Dispensing system and method
WO2000050215A1 (en) 1999-02-26 2000-08-31 The Procter & Gamble Company Process for extruding a continuous layer
US6257450B1 (en) 1999-04-21 2001-07-10 Pechiney Plastic Packaging, Inc. Dual dispense container having cloverleaf orifice
US6291016B1 (en) 1999-06-02 2001-09-18 Nordson Corporation Method for increasing contact area between a viscous liquid and a substrate
FI115295B (fi) 1999-09-01 2005-04-15 Metso Paper Inc Verhopäällystin ja verhopäällystysmenetelmä
US6529220B1 (en) 1999-09-06 2003-03-04 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method and apparatus for forming image with image recording liquid and dummy liquid
DE19946712A1 (de) 1999-09-29 2001-04-05 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Verfahren und Zusammensetzungen zum Bedrucken von Substraten
US6423366B2 (en) * 2000-02-16 2002-07-23 Roll Coater, Inc. Strip coating method
US6719846B2 (en) 2000-03-14 2004-04-13 Nordson Corporation Device and method for applying adhesive filaments to materials such as strands or flat substrates
US6423140B1 (en) 2000-06-08 2002-07-23 Formosa Advanced Coating Technologies, Inc. Die set for preparing ABCABC multiple-stripe coating
JP4690556B2 (ja) * 2000-07-21 2011-06-01 大日本印刷株式会社 微細パターン形成装置と微細ノズルの製造方法
US6558146B1 (en) 2000-10-10 2003-05-06 Delphi Technologies, Inc. Extrusion deposition molding with in-line compounding of reinforcing fibers
US6398370B1 (en) 2000-11-15 2002-06-04 3M Innovative Properties Company Light control device
US6695923B1 (en) * 2000-11-21 2004-02-24 Sealant Equipment & Engineering, Inc. Multiple orifice applicator system and method of using same
US20030131791A1 (en) * 2000-11-21 2003-07-17 Schultz Carl L. Multiple orifice applicator system and method of using same
JP3848168B2 (ja) 2001-03-29 2006-11-22 三菱製紙株式会社 カーテン塗布装置
US7186102B2 (en) 2001-04-26 2007-03-06 Strandex Corporation Apparatus and method for low-density cellular wood plastic composites
US6749414B1 (en) * 2001-04-30 2004-06-15 Stratasys, Inc. Extrusion apparatus for three-dimensional modeling
US7449070B2 (en) * 2001-06-01 2008-11-11 Ulvac, Inc. Waveform generator for microdeposition control system
US7470384B2 (en) 2001-06-15 2008-12-30 Fujifilm Corporation Method of producing of cellulose ester film
US6534129B1 (en) * 2001-10-30 2003-03-18 Nordson Corporation Electrostatic liquid dispensing apparatus and method
CA2469292C (en) 2001-12-13 2011-06-07 Dow Global Technologies Inc. Method and apparatus for curtain coating
US7043815B2 (en) * 2002-01-25 2006-05-16 L & L Products, Inc. Method for applying flowable materials
AU2003209021A1 (en) 2002-02-08 2003-09-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Slot die
US20030201581A1 (en) 2002-02-28 2003-10-30 Jan Weber Ultrasonic assisted processes
DE10211052A1 (de) 2002-03-13 2003-10-23 Fresenius Medical Care De Gmbh Hohlfaser-Spinndüse
US7160574B1 (en) 2002-08-28 2007-01-09 Pipe Restoration Technologies, Llc Barrier coating corrosion control methods and systems for interior piping systems
US6955348B2 (en) 2002-09-20 2005-10-18 Canon Kabushiki Kaisha Sheet feeder which separates sheets with variable speed and/or direction blown air and image forming apparatus using same
FI113527B (fi) * 2002-12-31 2004-05-14 Raute Oyj Suutinyksikkö
US7255896B2 (en) * 2003-05-21 2007-08-14 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Producing method for die coater and coating apparatus
US20040247794A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-09 Fuji Photo Film Co., Ltd. Coating method and coater
US20040259382A1 (en) 2003-06-23 2004-12-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Apparatus and method of producing dope
JP4748955B2 (ja) 2003-06-30 2011-08-17 株式会社半導体エネルギー研究所 パターンの作製方法
JP4121928B2 (ja) 2003-10-08 2008-07-23 シャープ株式会社 太陽電池の製造方法
ES2369780T3 (es) 2004-01-15 2011-12-05 Kellogg Company Conjunto de boquillas para imprimir patrones sobre un producto extrudido.
JP2005347628A (ja) 2004-06-04 2005-12-15 Sharp Corp 電極形成方法、電極及び太陽電池
US7169228B2 (en) * 2004-04-29 2007-01-30 The Procter & Gamble Company Extrusion applicator having linear motion operability
US7097710B2 (en) 2004-04-29 2006-08-29 The Procter & Gamble Company Extrusion applicator having rotational operability
WO2005109524A1 (ja) 2004-05-07 2005-11-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 太陽電池及びその製造方法
US20060060135A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Eastman Kodak Company Apparatus for forming discontinuous stripe coatings
US20060158481A1 (en) 2005-01-19 2006-07-20 Vutek, Incorporated Method and system for multi-channel ink-jet printing
US7765949B2 (en) 2005-11-17 2010-08-03 Palo Alto Research Center Incorporated Extrusion/dispensing systems and methods
US7799371B2 (en) * 2005-11-17 2010-09-21 Palo Alto Research Center Incorporated Extruding/dispensing multiple materials to form high-aspect ratio extruded structures
DE102006011580B3 (de) 2006-03-10 2007-10-11 Numatics Gmbh Drehschieberorgan zur pneumatischen Steuerung
US8575474B2 (en) 2006-03-20 2013-11-05 Heracus Precious Metals North America Conshohocken LLC Solar cell contacts containing aluminum and at least one of boron, titanium, nickel, tin, silver, gallium, zinc, indium and copper
ITTV20060123A1 (it) * 2006-07-17 2008-01-18 Hip Mitsu Srl Struttura di testata di spalmatura, particolarmente di uno o piu' adesivi o miscele di adesivi
US20080029152A1 (en) 2006-08-04 2008-02-07 Erel Milshtein Laser scribing apparatus, systems, and methods
US8061564B2 (en) * 2006-11-15 2011-11-22 Nordson Corporation Liquid dispensing apparatus including an attachment member
US7928015B2 (en) 2006-12-12 2011-04-19 Palo Alto Research Center Incorporated Solar cell fabrication using extruded dopant-bearing materials
US20100117254A1 (en) 2008-11-07 2010-05-13 Palo Alto Research Center Incorporated Micro-Extrusion System With Airjet Assisted Bead Deflection
US8117983B2 (en) 2008-11-07 2012-02-21 Solarworld Innovations Gmbh Directional extruded bead control
US8551562B2 (en) * 2009-07-17 2013-10-08 Illnois Tool Works Inc. Method for metering hot melt adhesives with variable adhesive volumes
DE102009035002A1 (de) * 2009-07-24 2011-01-27 Bystronic Lenhardt Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Isolierglasscheibe
US9573159B2 (en) * 2009-08-31 2017-02-21 Illinois Tool Works, Inc. Metering system for simultaneously dispensing two different adhesives from a single metering device or applicator onto a common substrate
US9718081B2 (en) * 2009-08-31 2017-08-01 Illinois Tool Works Inc. Metering system for simultaneously dispensing two different adhesives from a single metering device or applicator onto a common substrate
US9004001B2 (en) * 2010-12-17 2015-04-14 Palo Alto Research Center Incorporated Interdigitated finger coextrusion device
US20130206220A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 Palo Alto Research Center Incorporated Method For Generating Gridlines On Non-Square Substrates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101219446A (zh) * 2006-11-01 2008-07-16 帕洛阿尔托研究中心公司 具有平面化的边缘表面的挤出头
CN102227387A (zh) * 2008-11-30 2011-10-26 迅捷有限公司 将材料施加至衬底上的方法及系统
CN101863162A (zh) * 2008-12-09 2010-10-20 帕洛阿尔托研究中心公司 具有喷嘴阀的微挤出印刷头

Also Published As

Publication number Publication date
EP2626208A1 (en) 2013-08-14
US8875653B2 (en) 2014-11-04
TW201343412A (zh) 2013-11-01
EP2626208B1 (en) 2016-02-10
JP2013165268A (ja) 2013-08-22
US20130206062A1 (en) 2013-08-15
KR20130092498A (ko) 2013-08-20
JP5937976B2 (ja) 2016-06-22
CN103240990A (zh) 2013-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103240990B (zh) 用于在伪正方形衬底上产生网格线的带有偏移孔的微挤出打印头
EP2196316B1 (en) Micro-extrusion printhead with nozzle valves
TWI426960B (zh) 擠壓／分送系統及方法
CN101219446B (zh) 具有平面化的边缘表面的挤出头
US20120052191A1 (en) Solar Cell With Structured Gridline Endpoints And Vertices
US20080099953A1 (en) Extruded Structure With Equilibrium Shape
CN103247717B (zh) 用于在非正方形衬底上生成网格线的方法
US8226391B2 (en) Micro-extrusion printhead nozzle with tapered cross-section
CN101838724B (zh) 一种可调水凸度的板带淬火控冷集管
JP2008118150A (ja) 密集した高アスペクト押し出しグリッド線
US8692110B2 (en) Melt planarization of solar cell bus bars
CN101752439A (zh) 具有共面背侧金属化物的太阳能电池
CN101524890B (zh) 一种分配器
CN219133220U (zh) 塑料拉丝机
CN202702586U (zh) 改进型渐变色分配器
CN207105226U (zh) 一种陶瓷砖布料设备
CN101905518B (zh) 物料挤出机的分配装置
CN116408159A (zh) 一种微反应通道、微流反应器和量子点的制备方法
CN115990992A (zh) 塑料拉丝机
CN201349516Y (zh) 一种多层材料制备装置
CN202963727U (zh) 氧化还原机轨道
CN2120666U (zh) 多层共挤塑膜机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161214

Termination date: 20180216