CN114701244A - 用于丝网印刷基板的设备和方法、和太阳能电池生产设备 - Google Patents

Abstract

提供了用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板(10)上的设备(100)。设备(100)包括工艺头部组件(110)和驱动装置(140)。工艺头部组件(100)包括：一个或多个沉积装置(120)，一个或多个沉积装置(120)被配置为用于将材料从丝网(154)传送到基板(10)；和一个或多个材料处理装置(130)，所述一个或多个材料处理装置(130)用于处理丝网(154)上的材料。所述驱动装置(140)被配置为用于沿着基板支撑件(20)在第一方向(1)上移动工艺头部组件(110)，以便在沉积工艺过程中传送和处理材料。

Description

用于丝网印刷基板的设备和方法、和太阳能电池生产设备

本申请是申请日为2017年04月28日、申请号为201780004974.9、发明名称为“用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备、太阳能电池生产设备、以及用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容的实施方式涉及用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备、太阳能电池生产设备、以及用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法。

背景技术

太阳能电池是将阳光直接转换成电力的光伏器件。在这个领域内，已知使用沉积技术、具体地是印刷技术在晶体硅基底上生产太阳能电池，从而在太阳能电池的前表面上实现选择性发射器结构。处理周期可包括至少一个印刷操作和任选的另一材料处理操作，在所述印刷操作过程中，通过沉积装置将材料沉积在基板上。设备的生产率和/或生产量可能受到该处理周期的周期时间的限制。

鉴于以上内容，克服了本领域中的至少一些问题的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的新设备、太阳能电池生产设备、以及用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法是有益的。本公开内容的目标尤其在于提供能够减少处理周期的周期时间以增加生产率和生产量中的至少一个的设备和方法。

发明内容

鉴于以上内容，提供用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备、太阳能电池生产设备、以及用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法。本公开内容的另外的方面、益处以及特征从权利要求书、说明书以及附图中显而易见。

根据本公开内容的一个方面，提供用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备。所述设备包括工艺头部组件和驱动装置。所述工艺头部组件包括：一个或多个沉积装置，所述一个或多个沉积装置被配置为用于将所述材料从丝网传送到所述基板；和一个或多个材料处理装置，所述一个或多个材料处理装置用于处理所述丝网上的所述材料。所述驱动装置被配置为用于沿着基板支撑件在第一方向上移动所述工艺头部组件，以便在沉积工艺过程中传送和处理所述材料。

根据本公开内容的另一方面，提供一种太阳能电池生产设备。所述太阳能电池生产设备包括一个或多个沉积站，以及根据本文所述实施方式用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备。

根据本公开内容的另一方面，提供用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法。所述方法包括将具有一个或多个沉积装置和一个或多个材料处理装置的工艺头部组件沿着基板支撑件在第一方向上至少从第一位置移动到第二位置，以便使用一个或多个沉积装置中的至少一个沉积装置将所述材料从丝网传送至所述基板，并使用一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置来执行所述丝网上的所述材料的处理，其中在所述工艺头部组件从所述第一位置移动到所述第二位置的期间执行所述传送和所述处理。

实施方式也涉及用于进行所公开方法的设备，并包括用于执行每个所描述的方法方面的设备部件。这些方法方面可以以硬件元件、由合适的软件编程的计算机、由上述两者的任何组合的方式而被执行，或以任何其它方式而被执行。此外，根据公开内容的实施方式还涉及用于操作所描述的设备的方法。用于操作所描述的设备的所述方法包含用于进行所述设备的每个功能而过的方法方面。

附图说明

因此，为了能够详细理解本公开内容的上述特征，上文所简要概述的本公开内容的更具体的描述可以参照实施方式进行。附图涉及本公开内容的各个实施方式，并且描述如下：

图1示出了根据本文所述实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的示意图；

图2A和图2B示出了根据本文所述实施方式的用于进行印刷和材料处理的工艺头部组件的示意图，所述工艺头部组件分别在第一方向上和在第二方向上移动；

图3示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的示意图；

图4A和图4B示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的工艺头部组件的示意图；

图5示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的工艺头部组件的示意图；

图6示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的示意图；和

图7示出了根据本文所述实施方式的太阳能电池生产设备的示意图。

图8示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法的流程图。

具体实施方式

现将详细参照本公开内容的各种实施方式，所述实施方式的一个或多个示例在附图中示出。在以下对附图的描述内，相同的附图标记是指相同的部件。一般来说，仅描述了各个实施方式之间的差异处。每个示例以解释本公开内容的方式而被提供，而不意在作为本公开内容的限制。另外，例示或描述为一个实施方式的部分的特征可以用于其它实施方式或与其它实施方式结合来产生另一实施方式。预期的是，说明书包括此类修改和变化。

用于在基板上形成导电线路图案的处理周期可包括使用沉积装置来将材料沉积在基板上的至少一个沉积工艺和使用材料处理装置的至少另一工艺。至少一个沉积工艺和至少另一工艺可以顺序地执行，即，通过使用具有附接到其上的沉积装置和材料处理装置的工艺头部执行两个行程(stroke)。沉积工艺和另一工艺的双重行程增加了处理周期的周期时间。设备的生产率和/或生产量减少。

根据本公开内容的用于将材料丝网印刷于基板上的设备使用可移动的工艺头部组件，所述可移动的工艺头部组件被配置为使用沉积装置在基板上执行材料沉积，并且同时使用材料处理装置执行材料处理。作为一个示例，可以在工艺头部组件的同一行程或移动过程中进行沉积和材料处理。可以减少处理周期的周期时间，并且可以增加设备的生产率和/或生产量。具体地讲，可以在丝网上提供材料的一层。可使用沉积装置(可为刮板(squeegee))将材料从丝网传送到基板。材料处理装置可以跟随沉积装置，并且在丝网上提供材料的另一层，以用于沉积在(例如)后续基板上。

图1示出了根据本文所述实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板10上的设备100的示意图。材料可以是适于在基板10的表面12上形成导电线路图案(诸如指状物和/或汇流条(busbar))的材料。作为一个示例，材料可为膏剂(paste)，诸如银膏。

设备100包括工艺头部组件110和驱动装置。工艺头部组件110包括：一个或多个沉积装置120，所述一个或多个沉积装置120被配置为用于将材料从丝网154传送到基板10；和一个或多个材料处理装置130，所述一个或多个材料处理装置130用于处理丝网154上的材料。驱动装置被配置为用于沿着基板支撑件20在第一方向1上移动工艺头部组件110或工艺头部组件110的一部分(诸如所述工艺头部组件的工艺头部)来将材料从丝网154传送到基板10并且在沉积工艺过程中处理丝网154上的材料。在一些实现方式中，一个或多个沉积装置120可为一个或多个印刷装置，诸如刮板。材料处理(可称为“覆墨阶段(flood phase)”)可在丝网上提供基本上均匀的材料层，所述基本上均匀的材料层被传送到(例如)跟随经处理的基板的后续基板。

沉积(诸如印刷)和材料处理在一个行程或周期中执行。换句话说，可以同时执行沉积和材料处理。在沉积工艺期间的组合覆墨移动可以减少工艺时间，诸如关键路径时间。作为一个示例，关键路径时间可减少约三分之一。

在图1的示例中，工艺头部组件110包括工艺头部140，例如一个单一工艺头部，其中一个或多个沉积装置120中的至少一个沉积装置和一个或多个材料处理装置130中的至少一个材料处理装置被附接到工艺头部140。然而，本公开内容并不限于此，并且工艺头部组件可包括两个或更多个工艺头部，所述两个或更多个工艺头部具有附接到其上的相应沉积装置和/或材料处理装置。具有两个工艺头部的工艺头部组件的示例在图4A和图4B中示出。

在一些实现方式中，在使用一个或多个沉积装置而执行的沉积工艺的持续时间的至少一部分期间同时执行沉积和材料处理。作为一个示例，可在沉积工艺的持续时间的50％或更多，具体地70％或更多，以及更具体地90％或更多期间执行材料处理。根据一些实施方式，沉积和材料处理在沉积工艺的基本整个持续时间(诸如沉积工艺的持续时间的100％)期间被同时执行。沉积工艺可对应于由工艺头部执行的一个行程或移动，例如在第一位置A与第二位置B之间。第一位置A与第二位置B之间的距离可等于或大于基板10或导电线路图形的延伸范围(extension)，使得导电线路图案或导电线路图案的一层可以在一个行程过程中沉积在基板10上。

设备100可包括丝网装置150，所述丝网装置150设置在基板支撑件20与工艺头部组件110之间。丝网装置150可包括框架152和附接到框架152的丝网154。根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，一个或多个沉积装置120可为一个或多个印刷装置。一个或多个印刷装置可各自包括刮板。刮板可以被配置为接触丝网154以便进行印刷。在一些实施方式中，所述刮板的尖端接触丝网154并且推挤(urge)待印刷到基板10上的材料穿过丝网154。刮板可为金刚石刮板或成角度的刮板。

丝网154可包括网、印刷掩模、片材、金属片材、塑料片材、板材、金属板材和塑料板材中的至少一个。在一些实施方式中，丝网154限定对应于待印刷在基板上的结构的图案，其中图案可包括孔洞、狭槽、切口或其它孔隙中的至少一个。图案可对应于待印刷在基板10上的导电线路图案，诸如太阳能电池的指状物和/或汇流条。作为一个示例，丝网154可具有限定导电线路图案的开口和设置在开口内的金属丝网(wire mesh)。通过使用一个或多个材料处理装置130，可将待沉积在基板10上的材料作为基本上均匀的层而提供在丝网154上。由于存在金属丝网，材料不会流过开口。在沉积工艺过程中，沉积装置(例如刮板)会对材料施加力或压力并且推挤材料穿过开口，使得材料被传送到基板10(即，沉积在基板10上)。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，一个或多个材料处理装置130被配置为用于在丝网154上提供基本上均匀的材料膜。在一些实现方式中，材料处理可使材料以最佳的方式传送到基板10上。任选地或替代地，一个或多个材料处理装置130被配置为用于回收基板10和/或丝网154上的多余材料。在一些实现方式中，一个或多个材料处理装置130可为覆墨刀(flood bar)。材料处理可被称为“覆墨(flooding)”。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，驱动装置被配置为用于在第一方向1上将工艺头部组件110至少从第一位置A移动到第二位置B，以便至少在从第一位置A移动到第二位置B的过程中执行丝网154上的材料的沉积/传送和处理(例如，分布)。从第一位置A到第二位置B或反之亦然的移动可分别对应于由工艺头部组件110或其工艺头部执行的一个行程(诸如第一行程和第二行程)。第一方向1可为垂直于垂直方向4的水平方向3。

第一位置A和第二位置B可被限定为工艺头部组件110(例如，工艺头部140)相对于基板10、基板支撑件20和/或丝网154中的至少一个的相应位置。工艺头部组件110的位置可以继而限定一个或多个沉积装置120和一个或多个材料处理装置130相对于基板10、基板支撑件20和/或丝网154中的至少一个的相应位置。

作为一个示例，当工艺头部组件110或工艺头部140处于第一位置A并且沿着第一方向1(“移动方向”)移动时，一个或多个材料处理装置130中的一个材料处理装置可以在位置(a)处并且一个或多个沉积装置120中的一个沉积装置可以在位置(b)处。同样，当工艺头部组件110或工艺头部140处于第二位置B并且沿着第二方向2(“移动方向”)移动时，材料处理装置可以在位置(c)处并且沉积装置可以在位置(d)处。当工艺头部组件110从第一位置A到达第二位置B时，材料处理装置从位置(a)移动到位置(c)，并且沉积装置从位置(b)移动到位置(d)。在一些实现方式中，如果沉积在两个方向上同等地操作，那么沉积装置不会改变位置。作为一个示例，在非对称的沉积装置(诸如成角度的刮板)的情况下，一个沉积装置升高，并且另一沉积装置下降。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，驱动装置被配置为用于在与第一方向1相反的第二方向上移动工艺头部组件110，以便在沿第二方向的移动过程中执行沉积和材料处理。工艺头部组件110沿第二方向的移动可对应于工艺头部组件110从第二位置B到第一位置A的移动。第二方向可为垂直于垂直方向4的水平方向3。

在一些实现方式中，工艺头部组件110在第一位置A和第二位置B之间的移动，诸如第一行程和/或第二行程可对应于400mm或更小，具体地300mm或更小并且更具体地200mm或更小的行程距离。作为一个示例，行程距离可以在150mm至300mm之间的范围内，并且可以具体地为约220mm。行程距离可等于或大于基板10或导电线路图案的延伸范围。第一位置A和第二位置B可相对于第一位置A与第二位置B之间的中心点(并且具体地是作为当工艺头部组件110处于第一位置A时沉积装置的位置(b)与当工艺头部组件110处于第二位置B时沉积装置的位置(d)之间的中心点)而被限定。作为一个示例，当第一位置A和第二位置B之间的行程距离为220mm时，当工艺头部组件110处于第一位置A时，沉积装置的位置(b)可以为-110mm，并且当工艺头部组件110处于第二位置B时，沉积装置的位置(d)可以为+110mm。在一些实施方式中，提供一个或多个参考位置。所述一个或多个参考位置例如可为基板中心(零点位置)、在行程开始时的沉积装置的位置(例如，-110mm)以及在行程完成时的沉积装置的最终位置(例如，+110mm)。膏卷(roll of paste)可以从-110mm位置到+110mm位置来回移动。由于处理装置可与沉积装置设有偏移(例如，30mm)，因此工艺头部组件110可以执行额外运作以使膏卷返回准确位置。

根据一些实施方式，在一个或多个沉积装置与一个或多个材料处理装置之间可以设有距离或间距。具体地讲，在相邻或邻近的沉积装置与材料处理装置之间可以设有距离或间距。作为一个示例，在第一方向1上，在沉积装置与相邻的材料处理装置之间的距离或间距可为50mm或更小，具体地是40mm或更小，并且可以更具体地为约30mm。距离或间距可为材料积聚(“膏卷”)提供空间。

在一些实施方式中，设备100被配置为至少进行双重印刷。作为一个示例，导电线路图案(诸如太阳能电池的指状物和/或汇流条)可包括两个或更多个材料层。第一材料层可以印刷在基板10上，并且第二材料层可至少部分地印刷在第一材料层的顶部上，以便形成导电线路图案。在一些实现方式中，设备100可以在第一沉积工艺过程中印刷第一材料层，第一沉积工艺包括从第一位置A到第二位置B的移动或第一行程。在一些实施方式中，设备100可以在第二沉积工艺过程中印刷第二材料层，第二沉积工艺包括从第二位置B到第一位置A的移动或第二行程。然而，本公开内容并不限于此，并且可以利用沿相同方向(例如，第一方向1或第二方向)移动的工艺头部组件110执行沉积工艺。在一些实施方式中，基板被交替地印刷，例如，一个基板使用第一方向1，另一基板使用第二方向2等等(例如，对于每个处理或印刷站)。

在一些实现方式中，第一方向1和第二方向2可为实质上水平的方向。术语“水平方向”被理解为区别于“垂直方向”。也就是说，“水平方向”涉及例如工艺头部组件110的实质上水平的移动，其中与准确水平方向的几度偏差(例如，达到5°或甚至达到10°)仍然被认为是“实质上水平的方向”。垂直方向4可以实质上平行于重力。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，设备100，并且具体地是工艺头部组件110，还包括致动器组件，所述致动器组件被配置为用于移动一个或多个沉积装置120和/或一个或多个材料处理装置130。作为一个示例，致动器组件包括一个或多个第一致动器，所述一个或多个第一致动器被配置为调整以下项中的至少一个：一个或多个材料处理装置130中的至少一个材料处理装置与丝网154和/或基板支撑件20之间的距离，和至少一个材料处理装置相对于丝网154和/或基板支撑件20的角度。另外地或替代地，所述致动器组件包括一个或多个第二致动器，所述一个或多个第二致动器被配置为调整以下项中的至少一个：一个或多个沉积装置120中的至少一个沉积装置与丝网154和/或基板支撑件20之间的距离，和至少一个沉积装置相对于丝网154和/或基板支撑件20的角度。

在一些实现方式中，在工艺头部组件110例如在第一位置A与第二位置B之间移动的过程中，可调整或控制一个或多个材料处理装置130中的至少一个材料处理装置与丝网154和/或基板支撑件20之间的距离(例如，在垂直方向上的距离)。作为一个示例，可以通过调整至少一个材料处理装置的垂直位置来调整距离。实时调整垂直位置可以确保至少一个材料处理装置不会干扰丝网154，特别是在丝网154因丝网154与一个或多个沉积装置120接触而变形时。根据一些实施方式，一个或多个材料处理装置130中的至少一个材料处理装置与丝网154和/或基板支撑件20之间的距离可被调整以遵循丝网轮廓(screen profile)。具体地，至少一个材料处理装置的垂直位置可被控制或调整以遵循所述丝网轮廓。作为一个示例，在工艺头部组件110的移动过程中，可调整或控制至少一个材料处理装置与丝网154和/或基板支撑件20之间的距离，以便使其基本上恒定。

图2A和图2B示出了根据本文所述实施方式的用于进行沉积(诸如印刷)和材料处理的工艺头部组件220的示意图，所述工艺头部组件220在第一方向1上和在第二方向2上移动。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，一个或多个材料处理装置至少包括第一材料处理装置230和第二材料处理装置232。当工艺头部组件110(例如，工艺头部140)处于第一位置A时，第一材料处理装置230处于位置(a)，沉积装置处于位置(b)，并且第二材料处理装置232处于位置(a')。当工艺头部组件110处于第二位置B时，第一材料处理装置230处于位置(c)，沉积装置处于位置(d)，并且第二材料处理装置232处于位置(c')。

在一些实现方式中，一个或多个沉积装置120中的至少一个沉积装置定位在第一材料处理装置230与第二材料处理装置232之间。虽然图2A和图2B在第一材料处理装置230与第二材料处理装置232之间示例性地示出一个沉积装置，但是本公开内容不限于此。具体地，在第一材料处理装置230与第二材料处理装置232之间可以设有多于一个沉积装置，诸如两个沉积装置。

在另外实施方式中，一个或多个沉积装置120至少包括第一沉积装置和第二沉积装置。一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置可以定位在第一沉积装置与第二沉积装置之间。作为一个示例，两个材料处理装置可以定位在第一沉积装置与第二沉积装置之间。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，当工艺头部组件220在第一方向1上移动时，第一材料处理装置230被定位在一个或多个沉积装置120后方。当工艺头部组件220在第二方向2上移动时，第二材料处理装置232可以定位在一个或多个沉积装置120后方。换句话说，相应材料处理装置在移动方向(诸如第一方向或第二方向)上跟随一个或多个沉积装置120。

如图2A所示，在工艺头部组件110在第一方向1上移动的过程中，工艺头部组件110使用一个或多个材料处理装置中的第一材料处理装置230进行材料处理。另外，如图2B所示，在工艺头部组件110在第二方向2上移动的过程中，工艺头部组件110使用第二材料处理装置232进行材料处理。在工艺头部组件110移动过程中用于材料处理的材料处理装置可以被定位成足够靠近丝网154，以便允许材料处理，诸如在丝网154上提供基本上均匀的材料层。作为一个示例，用于进行材料处理的材料处理装置与丝网154之间的距离(例如，以下段落中描述的第一距离d1或第二距离d2)可以根据沉积在丝网154上的材料的层厚度、材料(例如，膏剂)的流变性以及材料的组成中的至少一个进行选择。

根据一些实施方式，在工艺头部组件220在第一方向1上移动的过程中，丝网154与第一材料处理装置230之间的第一距离d1小于丝网154与第二材料处理装置232之间的第二距离d2。在工艺头部组件220在第二方向2上移动的过程中，丝网154与第二材料处理装置232之间的第二距离d2可以小于丝网154与第一材料处理装置230之间的第一距离d1。第一距离d1和第二距离d2可以限定在垂直方向上。

在一些实现方式中，第一距离d1和第二距离d2中的较大距离(即，图2A中的第二距离d2和图2B中的第一距离d1)可以在5mm与25mm之间的范围内，具体地是在10mm与20mm之间的范围内，并且更具体地可以为约15mm。第一距离d1和第二距离d2中的较小距离(即，图2A中的第一距离d1和图2B中的第二距离d2)可以在0.01mm与2mm之间的范围内，具体地是在0.05mm与1.5mm之间的范围内，并且更具体地可为在0.1mm与1mm之间的范围内。

在一些实现方式中，在第一位置A和第二位置B之间移动过程中，可调整或控制第一距离d1和/或第二距离d2。第一距离d1和/或第二距离d2的实时调整可以确保至少一个材料处理装置不会干扰丝网154。根据一些实施方式，第一距离d1和/或第二距离d2可被调整以遵循丝网轮廓。根据一些实施方式，仅调整正在被使用的材料处理装置的距离。可以使未被使用的材料处理装置的距离保持恒定。作为一个示例，可以对正在被使用中的材料处理装置的距离做出调整，以便将所述材料处理装置与丝网154之间的距离(诸如第一距离d1或第二距离d2)保持为基本恒定。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，设备100，并且具体地是工艺头部组件220(例如，工艺头部140)还包括致动器组件，所述致动器组件被配置为用于移动一个或多个沉积装置120和/或一个或多个材料处理装置。作为一个示例，致动器组件包括一个或多个第一致动器，所述一个或多个第一致动器被配置为调整以下项中的至少一个：一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置与丝网154和/或基板支撑件20之间的距离(例如，第一距离d1和/或第二距离d2)，和至少一个材料处理装置相对于丝网154和/或基板支撑件20的角度。作为一个示例，一个或多个第一致动器可包括第一致动器单元和第二致动器单元，第一致动器单元被配置为调整第一材料处理装置230与丝网154和/或基板支撑件20之间的第一距离d1，第二致动器单元被配置为调整第二材料处理装置232与丝网154和/或基板支撑件20之间的第二距离d2。

致动器组件中的致动器，诸如一个或多个第一致动器和/或一个或多个第二致动器，可从由以下项组成的组中选择：步进电机(stepper motor)、线性电机、气动电机以及它们的任何组合。

图3示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料沉积于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的示意图。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，一个或多个沉积装置120被配置为用于在沉积工艺过程中接触丝网154。用于在沉积工艺过程中进行材料处理的一个或多个材料处理装置130可以被配置为在所述沉积工艺过程中不与丝网154接触。具体地，一个或多个材料处理装置130可以与丝网154间隔开例如关于图2A和图2B说明的第一距离和/或第二距离。

在一些实现方式中，一个或多个沉积装置120与基板支撑件20之间的距离可以小于一个或多个材料处理装置130与基板支撑件20之间的距离。在图3的示例中，一个或多个沉积装置120与基板支撑件20之间的距离可以基本上对应于丝网154和基板10的组合厚度。沉积装置可对丝网施加力。丝网发生变形，并且由沉积装置施加的小于丝网阻力的力被传递到基板。

在图3中，示出一个或多个沉积装置120与基板10之间的距离和一个或多个材料处理装置130与基板10之间的距离之间的差值d。差值d可相对于基板10或替代地可相对于基板支撑件20(诸如基板支撑件的支撑表面，所述支撑表面被配置成用于在沉积工艺过程中支撑基板)和/或水平平面限定。水平平面可由支撑表面限定。在一些实现方式中，差值d可对应于一个或多个沉积装置120的尖端与一个或多个材料处理装置130的尖端之间的高度差值(例如，在垂直方向上)。差值d可以在5mm与25mm之间的范围内，具体地在10mm与20mm之间的范围内，并且更具体地可为约15mm。可通过线性移动一个或多个材料处理装置130来改变距离d，如用箭头5指示。

图4A和图4B示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料沉积于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的工艺头部组件的示意图。

根据可以与本文所述的实施方式组合的其它实施方式，设备并且具体地是工艺头部组件，包括两个或更多个工艺头部。所述两个或更多个工艺头部可彼此独立地控制和/或移动。作为一个示例，工艺头部组件包括第一工艺头部和第二工艺头部。第一驱动装置可以被配置为用于移动第一工艺头部，并且第二驱动装置可以被提供来移动第二工艺头部，例如在第一方向和/或第二方向上。一个或多个沉积装置中的至少一个沉积装置可附接到第一工艺头部，并且一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置附接到第二工艺头部。

在图4A的示例中，工艺头部组件410包括第一工艺头部412和第二工艺头部414。一个或多个沉积装置中的至少一个沉积装置附接到第一工艺头部412。一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置附接到第二工艺头部414。在当前示例中，(多个)沉积装置或(多个)材料处理装置附接到相应的工艺头部。换句话说，每个工艺头部具有附接到其上的(多个)沉积装置或(多个)材料处理装置。虽然示出一个沉积装置和一个材料处理装置，但是应当理解，本公开内容不限于此，并且两个或更多个沉积装置可附接到第一工艺头部412。同样，两个或更多个材料处理装置可附接到第二工艺头部414。

关于图4B，工艺头部组件420包括第一工艺头部422和第二工艺头部424。一个或多个沉积装置中的至少一个沉积装置和一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置附接到第一工艺头部422。一个或多个沉积装置中的至少另一沉积装置和一个或多个材料处理装置中的至少另一材料处理装置附接到第二工艺头部424。在当前示例中，沉积装置和材料处理装置两者都附接到相应的工艺头部。

虽然在每个工艺头部处示出一个沉积装置和一个材料处理装置，但是应当理解，本公开内容不限于此，并且两个或更多个沉积装置和/或两个或更多个材料处理装置可附接到第一工艺头部422。同样，两个或更多个沉积装置和/或两个或更多个材料处理装置可附接到第二工艺头部424。

图5示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料沉积于用于太阳能电池制造中的基板上的设备的工艺头部组件510的示意图。工艺头部组件510可包括或可以是工艺头部540。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，设备并且具体地是工艺头部组件510包括致动器组件，所述致动器组件被配置为用于移动一个或多个沉积装置520和/或一个或多个材料处理装置(诸如第一材料处理装置530和第二材料处理装置532)。一个或多个沉积装置520可为刮板，诸如矩形刮板。刮板可以具有尖端522，诸如矩形状的尖端。根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，一个或多个沉积装置可为基本上对称的。作为一个示例，一个或多个沉积装置可以具有基本上对称的尖端，使得相同的(例如，单个)沉积装置可以用于在第一方向和第二方向上进行印刷。

在一些实施方式中，致动器组件包括一个或多个第一致动器562，所述一个或多个第一致动器562被配置成调整一个或多个材料处理装置与丝网和/或基板支撑件之间的距离，并任选地调整一个或多个处理装置相对于丝网和/或基板支撑件的角度。作为一个示例，一个或多个第一致动器562可包括第一致动器单元，所述第一致动器单元被配置为调整以下项中的至少一个：第一材料处理装置530与丝网之间的距离(例如第一距离)和第一材料处理装置530相对于丝网和/或基板支撑件的角度(诸如第一角度)。一个或多个第一致动器562可包括第二致动器单元，所述第二致动器单元被配置为调整以下项中的至少一个：第二材料处理装置532与丝网之间的距离(诸如第二距离)和第二材料处理装置532相对于丝网和/或基板支撑件的角度(诸如第三角度)。在一些实现方式中，一个或多个第一致动器562可仅线性移动处理装置。可以提供另一致动器，所述另一致动器被配置为改变整个工艺头部组件的角度。

在一些实现方式中，一个或多个第一致动器562被配置为调整一个或多个材料处理装置与丝网之间的距离。作为一个示例，一个或多个第一致动器562使得一个或多个材料处理装置(诸如第一材料处理装置530和第二材料处理装置532)可相对于彼此基本上平行地移动。一个或多个第一致动器562可为线性致动器，诸如线性电机。

另外地或替代地，致动器组件包括一个或多个第二致动器564，所述一个或多个第二致动器564被配置为调整一个或多个沉积装置520与丝网和/或基板支撑件之间的距离，并任选地调整一个或多个沉积装置520相对于丝网和/或基板支撑件的角度(诸如第二角度)。作为一个示例，一个或多个第二致动器564可以被配置为将一个或多个沉积装置520朝丝网移动，以便接触丝网。一个或多个第二致动器564可进一步被配置为调整一个或多个沉积装置520对丝网施加的压力。一个或多个第二致动器564可以被配置为在基本上平行于由一个或多个第一致动器562提供的移动方向的方向上移动一个或多个沉积装置520。可通过插置一个或多个第一致动器562和一个或多个第二致动器564来控制处理装置的尖端与丝网之间的距离(例如，图2B中的“d1”)。

一个或多个材料处理装置和一个或多个沉积装置520相对于丝网和/或基板支撑件之间的距离可以在垂直平面中限定。同样，可相对于垂直平面限定相应的材料处理装置和沉积装置相对于丝网和/或基板支撑件的角度，诸如第一角度至第三角度。

在一些实现方式中，设备包括一个或多个旋转致动器，所述一个或多个旋转致动器被配置为旋转工艺头部组件510，具体地是旋转工艺头部组件510的工艺头部。一个或多个旋转致动器可以被配置为调整工艺头部组件或工艺头部相对于丝网和/或基板支撑件的角度。在图5中，可相对于垂直平面限定丝网和/或基板支撑件与工艺头部之间的角度α。当在第一方向上移动时，工艺头部组件510可以具有角度+α，这个角度可对应于工艺头部组件510沿顺时针方向的倾斜。

当在第二方向上移动时，工艺头部组件510可以具有角度-α，这个角度可对应于工艺头部组件510沿逆时针方向的倾斜。角度+α和-α可相对于垂直平面或方向成70°或更小，具体地是60°或更小，更具体地40°或更小，并且甚至更具体地20°或更小。作为一个示例，角度+α和-α可以在20°与70°之间的范围内，并且更具体地在40°与70°之间的范围内。

在一些实施方式中，工艺头部组件510的一种配置可包括一个或多个第一致动器562和一个或多个第二致动器564，以便线性地且基本上平行于彼此地驱动一个或多个处理装置和一个或多个沉积装置，并且可进一步包括一个或多个旋转致动器，所述一个或多个旋转致动器被配置为旋转工艺头部组件510。工艺头部组件510的另一配置可包括一个或多个第一致动器562和一个或多个第二致动器564，所述一个或多个第一致动器562用于线性地且基本上平行于彼此地驱动一个或多个处理装置，所述一个或多个第二致动器564用于线性地(例如，垂直地)驱动一个或多个沉积装置，并且旋转一个或多个沉积装置。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，设备被配置为例如在沉积工艺之前、期间和/或之后调整一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置的一个或多个处理参数。一个或多个处理参数选自由以下项组成的组：至少一个材料处理装置与丝网和/或基板支撑件之间的距离(诸如第一距离和/或第二距离)、和至少一个材料处理装置相对于丝网和/或基板支撑件的角度。

根据可以与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，设备被配置为例如在沉积工艺之前、期间和/或之后调整一个或多个沉积装置520的一个或多个沉积参数。一个或多个沉积参数可以选自由以下项组成的组：一个或多个沉积装置520中的至少一个沉积装置与丝网和/或基板支撑件之间的距离、一个或多个沉积装置520中的至少一个沉积装置相对于丝网和/或基板支撑件的的角度、工艺头部组件(例如，工艺头部)相对于丝网和/或基板支撑件的移动速度，以及一个或多个沉积装置中的至少一个沉积装置例如作用于沉积工艺中使用的丝网上的压力。

在一些实现方式中，在沉积工艺过程中，尤其在材料处理过程中，调整一个或多个处理参数中的至少一个处理参数。另外地或替代地，在沉积工艺过程中，调整一个或多个沉积参数中的至少一个沉积参数。对(多个)处理参数和/或(多个)沉积参数的实时调整可以提高导电线路图案的质量。根据一些实施方式，可基于或根据一个或多个沉积参数调整一个或多个处理参数中的至少一个处理参数。

图6示出了根据本文所述的另外实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备600的示意图。

根据可以与本文所述的实施方式组合的一些实施方式，设备并且具体地是工艺头部组件包括两个或多个工艺头部(也被称为“分组”或“工艺分组”)。所述两个或多个工艺头部可彼此独立地控制和/或移动。作为一个示例，工艺头部组件包括第一工艺头部610和第二工艺头部620。一个或多个沉积装置中的第一沉积装置612附接到第一工艺头部610，并且一个或多个沉积装置中的第二沉积装置622附接到第二工艺头部620。同样，一个或多个材料处理装置中的第一材料处理装置614附接到第一工艺头部610，并且一个或多个材料处理装置中的第二材料处理装置624附接到第二工艺头部620。

一个或多个沉积装置可为成角度的沉积装置，诸如成角度的刮板或精密刮板。每个成角度的沉积装置可以被配置为用于仅在一个方向上进行印刷(这不同于先前所描述的金刚石刮板，金刚石刮板是实质上对称的，并且被配置为用于沿向前和向后两个方向进行印刷)。为了能够在两个方向上执行印刷，工艺头部组件包括两个角度沉积装置，例如在材料处理装置(例如，第一材料处理装置614和第二材料处理装置624)之间的第一沉积装置612和第二沉积装置622。

在沿第一方向1执行的沉积工艺过程中，可以提升具有第二沉积装置622和第二材料处理装置624的第二工艺头部620。换句话说，在沿第一方向1执行的沉积工艺过程中，并不使用第二工艺头部620。第一工艺头部610下降，使得第一沉积装置612接触丝网154以将材料30传送到基板(未示出)上。在第一材料处理装置614与丝网154之间设有一定距离，使得跟随于第一沉积装置612的第一材料处理装置614在丝网154上提供基本上均匀的材料30的膜或层。

在沿与第一方向1相反的第二方向执行的后续沉积工艺过程中，第一工艺头部610升高，并且第二工艺头部620下降。第二沉积装置622接触丝网154以将丝网上的材料(即，先前由第一材料处理装置614提供到基板的膜或层)传送到基板上，所述基板可与先前基板为同一基板(例如，如果执行双重印刷)或另一/后续基板。

虽然在每个工艺头部处示出一个沉积装置和一个材料处理装置，但是应当理解，本公开内容不限于此，并且两个或更多个沉积装置和/或两个或多个材料处理装置可附接到第一工艺头部610。同样，两个或多个沉积装置和/或两个或多个材料处理装置可附接到第二工艺头部620。

根据一些实施方式，两个或更多个工艺头部(例如第一工艺头部610和第二工艺头部620)可以在垂直方向上移动或升降。另外地或替代地，两个或更多个工艺头部可被配置为移动一个或更多个沉积装置和/或一个或更多个材料处理装置，如本文中先前所述的。

图7示出了根据本文所述实施方式的太阳能电池生产设备700的示意图。

太阳能电池生产设备700包括一个或多个沉积站720，以及根据本文所述实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备725。可将设备725设置在一个或多个沉积站720中的至少一个沉积站中。

太阳能电池生产设备700可包括在一个或多个沉积站720上游和/或下游的一个或多个其它站。作为一个示例，太阳能电池生产设备700可包括第一检查站(firstinspection station)710，第一检查站710用于检查要输入到一个或多个沉积站720中的基板。太阳能电池生产设备700可包括干燥站730，干燥站730用于干燥在一个或多个沉积站720中沉积于基板上的材料。在一些实施方式中，太阳能电池生产设备700可包括第二检查站740，第二检查站740用于检查在一个或多个沉积站720中沉积于基板上的导电线路图案。

太阳能电池生产设备700，具体地是具有根据本公开内容的设备的一个或多个沉积站720，可以是用于生产太阳能电池的较大生产系统(诸如串联(in-line)生产系统)的部分。

图8示出了根据本文所述的实施方式的用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法800的流程图。方法800可以使用根据本文所述实施方式的设备来执行将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上。

方法800在方块810中包括：沿着基板支撑件在第一方向上将具有一个或多个沉积装置和一个或多个材料处理装置的工艺头部组件至少从第一位置移动到第二位置，以便使用一个或多个沉积装置中的至少一个沉积装置将材料从丝网传送到基板，并且使用一个或多个材料处理装置中的至少一个材料处理装置执行对丝网上的材料的处理，其中至少在工艺头部组件从第一位置移动到第二位置的过程中执行材料的传送和处理。在一些实现方式中，方法800在方块820中包括：在与第一方向相反的第二方向上移动工艺头部组件，以便在沿第二方向的移动过程中执行材料的传送(诸如印刷)和处理。

材料的传送和处理可在沉积工艺的持续时间的至少一部分期间，并且具体地是在沉积工艺的基本整个持续时间期间同时执行。一个或多个材料处理装置可以例如在丝网上提供基本上均匀的材料膜或层。任选地，一个或多个材料处理装置可从丝网回收过量的材料。

根据本文所述的实施方式，用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法可使用以下方式进行：计算机程序、软件、计算机软件产品和相互关联的控制器，所述相互关联的控制器可具有CPU、存储器、用户界面和输入和输出装置，所述输入和输出与用于将材料沉积至用于太阳能电池制造中的基板上设备的相应元件通信。

本公开内容使用可移动的工艺头部组件，所述可移动的工艺头部组件被配置为同时执行以下操作：使用沉积装置在基板上沉积材料和使用材料处理装置进行材料处理。作为一个示例，可以在工艺头部组件的同一行程期间进行沉积和材料处理。可以减少处理周期的周期时间，并且可以增加设备的生产率和/或生产量。具体地讲，可以在丝网上提供一层材料。可使用沉积装置(可为刮板)将材料从丝网传送到基板。材料处理装置可以跟随沉积装置，并且在丝网上提供另一层的材料，以便在后续基板上进行沉积。

尽管上述内容针对本公开内容的实施方式，但是也可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计出本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由随附的权利要求书确定。

Claims (19)

1.一种用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的设备，所述设备包括：

第一工艺头部，其中用于将所述材料从丝网传送到所述基板的沉积装置附接至所述第一工艺头部；

第一驱动装置，所述第一驱动装置用于沿着基板支撑件在第一方向上移动所述第一工艺头部；

第二工艺头部，其中用于处理所述丝网上的所述材料的材料处理装置附接至所述第二工艺头部；和

第二驱动装置，所述第二驱动装置用于沿着所述基板支撑件在所述第一方向上移动所述第二工艺头部，其中所述第一工艺头部和所述第二工艺头部能够彼此独立地移动。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述设备被配置为在沉积工艺的持续时间的至少一部分期间同时执行所述材料的所述传送和所述处理。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括以下中的至少一者：

一个或多个第一致动器，所述一个或多个第一致动器被配置为调整所述材料处理装置和所述丝网与所述基板支撑件的至少一者之间的距离；

一个或多个第二致动器，所述一个或多个第二致动器被配置为调整所述沉积装置和所述丝网与所述基板支撑件的至少一者之间的距离。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括以下中的至少一者：

一个或多个第一致动器，所述一个或多个第一致动器被配置为调整所述材料处理装置相对于所述丝网与所述基板支撑件的至少一者的角度；

一个或多个第二致动器，所述一个或多个第二致动器被配置为调整所述沉积装置相对于所述丝网与所述基板支撑件的至少一者的角度。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述第一驱动装置被配置为在与所述第一方向相反的第二方向上移动所述第一工艺头部，并且其中所述第二驱动装置被配置为在所述第二方向上移动所述第二工艺头部。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述沉积装置是刮板。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述材料处理装置被配置为在所述丝网上提供所述材料的实质均匀的膜。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述材料处理装置是覆墨刀。

9.一种太阳能电池生产设备，包括：

一个或多个沉积站，

根据权利要求1所述的设备，所述设备位于所述一个或多个沉积站中的至少一个沉积站中。

10.一种用于将材料丝网印刷于用于太阳能电池制造中的基板上的方法，所述方法包括以下步骤：

使用第一驱动装置沿基板支撑件在第一方向上移动第一工艺头部，其中所述材料通过附接至所述第一工艺头部的沉积装置从丝网传送到所述基板；和

使用第二驱动装置沿所述基板支撑件在所述第一方向移动第二工艺头部，其中所述材料通过附接至所述第二工艺头部的材料处理装置在所述丝网被处理，其中所述第一工艺头部和所述第二工艺头部能够彼此独立地移动。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述材料的所述传送和所述处理在沉积工艺的持续时间的至少一部分期间被同时执行。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤中的至少一者：

通过一个或多个第一致动器调整所述材料处理装置和所述丝网与所述基板支撑件的至少一者之间的距离；和

通过一个或多个第二致动器调整所述沉积装置和所述丝网与所述基板支撑件的至少一者之间的距离。

13.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤中的至少一者：

通过一个或多个第一致动器调整所述材料处理装置相对于所述丝网与所述基板支撑件的至少一者的角度；和

通过一个或多个第二致动器调整所述沉积装置相对于所述丝网与所述基板支撑件的至少一者的角度。

14.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：

使用所述第一驱动装置在与所述第一方向相反的第二方向上移动所述第一工艺头部；和

使用所述第二驱动装置在所述第二方向上移动所述第二工艺头部。

15.如权利要求10所述的方法，其中所述沉积装置是刮板。

16.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：

使用所述材料处理装置在所述丝网上提供所述材料的实质均匀的膜。

17.如权利要求10所述的方法，其中所述材料处理装置是覆墨刀。

18.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述材料的所述处理期间调整所述材料处理装置的一个或多个处理参数，其中所述一个或多个处理参数包括所述材料处理装置相对于所述丝网与所述基板支撑件的至少一者的角度。

19.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述传送期间调整所述沉积装置的一个或多个沉积参数，其中所述一个或多个沉积参数包括所述沉积装置相对于所述丝网与所述基板支撑件的至少一者的角度。

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