CN216579758U - 在基板上执行丝网印刷的设备及其控制器 - Google Patents
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Abstract
提供了一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备的控制器和一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备。控制器被构造为控制第一驱动致动器112来使印刷头110在丝网50上方移动以在第一方向1上执行印刷行程。所述控制器被构造为控制第二驱动致动器122来使材料处理头120在丝网上方移动以在第一方向上执行材料处理行程。其中,第一驱动致动器和第二驱动致动器被控制为使得材料处理头在材料处理行程期间位于印刷头后面,并使得在印刷行程的距离增大阶段期间,使印刷头移动远离材料处理头,以增大印刷头与材料处理头之间的分隔距离250。
Description
技术领域
本公开内容的多个实施方式涉及一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备的控制器和一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备。本公开内容的多个实施方式具体地涉及其中刮墨刀(squeegee) 执行印刷行程(print stroke)以推动沉积材料通过丝网、并且其中覆墨件(flooder) 执行覆墨行程以处理丝网上的沉积材料的设备。
背景技术
太阳能电池是将太阳光直接地转换成电力的光伏结构。可使用沉积技术、特别是印刷技术来在结晶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。
处理循环可包括至少一个印刷操作和可选的另一个材料处理操作,在所述至少一个印刷操作期间,材料沉积在基板上。在印刷操作期间,刮墨刀可在丝网上施加压力以推动沉积材料通过丝网,使得沉积材料沉积(即,印刷)在位于丝网下方的基板上。在材料处理操作期间,覆墨刀(flood bar)可在丝网上方移动以在丝网上提供沉积材料层,为后续印刷操作做准备。例如,在太阳能电池的生产中,可使用丝网印刷来在基板(诸如硅基板)上印刷包括汇流条和指状物的导电图案。
鉴于对循环时间、印刷工艺的精度和要印刷在基板上的图案的质量的要求不断提高,存在改进的需求。
鉴于上文,在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的新的设备和该设备的控制器是有益的。
实用新型内容
根据一个实施方式,提供了一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备的控制器。控制器被构造为控制第一驱动致动器来使印刷头在丝网上方移动,以在第一方向上执行印刷行程。控制器被构造为控制第二驱动致动器来使材料处理头在丝网上方移动,以在第一方向上执行材料处理行程。其中,第一驱动致动器和第二驱动致动器被控制为使得材料处理头在材料处理行程期间位于印刷头后面;并且使得在印刷行程的距离增大阶段期间使印刷头移动远离材料处理头,以增大在印刷头与材料处理头之间的分隔距离。
根据另一个实施方式,印刷头被构造为在第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离。在距离增大阶段期间印刷头与材料处理头之间所达到的最大分隔距离为总行程距离的50%或更多。
根据另一个实施方式,所述控制器被构造为控制第二驱动致动器,使得材料处理头在距离增大阶段期间相对于第一方向基本上静止。
根据另一个实施方式,所述控制器被构造为控制第二驱动致动器,使得材料处理行程在印刷行程已经开始之后开始、或者在印刷行程已经结束之前开始、或者在印刷行程已经开始之后和在印刷行程已经结束之前开始。
根据另一个实施方式,印刷头被构造为在第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离。所述控制器被构造为控制第二驱动致动器,使得在印刷头到达与初始位置间隔开总行程距离的50%或更多的目标位置时开始材料处理行程。
根据另一个实施方式,所述控制器被构造为控制第二驱动致动器,使得在材料处理行程的距离减小阶段期间使材料处理头朝向印刷头移动,以减小在印刷头与材料处理头之间的分隔距离,所述距离减小阶段是在距离增大阶段之后执行的。
根据另一个实施方式,所述控制器被构造为控制第一驱动致动器和第二驱动致动器,使得材料处理头在材料处理行程期间的平均行程速度高于印刷头在印刷行程期间的平均行程速度,从而材料处理行程的持续时间短于印刷行程的持续时间。
根据另一个实施方式,材料处理头包括覆墨件,并且所述控制器被构造为控制竖直定位致动器,使得覆墨件的竖直位置在材料处理行程期间基本上恒定。
根据另一个实施方式,印刷头包括用于向丝网施加压力以将材料从丝网转移到基板的施压器械。施压器械连接到被构造为调整施压器械的倾斜角的致动器布置。控制器被进一步构造为控制致动器布置以在印刷行程的至少一部分期间控制施压器械的倾斜角。
根据另一个实施方式,印刷行程为第一印刷行程,材料处理头为第一材料处理头,并且材料处理行程为第一材料处理行程。所述控制器被构造为控制第一驱动致动器来在与第一方向相反的第二方向上移动印刷头以执行第二印刷行程。所述控制器被构造为控制第三驱动致动器来在第二方向上移动第二材料处理头以执行第二材料处理行程。
根据另一个实施方式,印刷头包括用于向丝网施加压力以将材料从丝网转移到基板的施压器械。施压器械连接到被构造为调整施压器械的倾斜角的致动器布置。所述控制器被构造为控制致动器布置,使得施压器械的倾斜角在第一印刷行程的至少一部分期间为正。所述控制器被构造为控制致动器布置以执行施压器械的角运动来将倾斜角从正角改变为负角。所述控制器被构造为控制致动器布置,使得施压器械的倾斜角在第二印刷行程的至少一部分期间为负。
根据另一个实施方式,提供了一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备的控制器。所述控制器被构造为控制第一驱动致动器来使印刷头在丝网上方从初始位置移动到最终位置以在第一方向上执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开印刷行程的总行程距离。所述控制器被构造为控制第二驱动致动器来使材料处理头在丝网上方移动,以在第一方向上执行覆墨行程。在印刷行程的至少一部分期间,印刷头被移动远离材料处理头,以增大在印刷头与材料处理头之间的分隔距离,并且在印刷头到达与初始位置间隔开总行程距离的50%或更多的目标位置时开始覆墨行程。
根据另一个实施方式,提供了一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备。所述设备包括丝网。所述设备包括印刷头。所述设备包括第一驱动致动器,所述第一驱动致动器连接到印刷头以至少在第一方向上移动所述印刷头。所述设备包括材料处理头。所述设备包括第二驱动致动器,所述第二驱动致动器连接到材料处理头以至少在第一方向上移动所述材料处理头。所述设备包括控制器,所述控制器连接到第一驱动致动器和第二驱动致动器,所述第一驱动致动器和所述第二驱动致动器是单独可控的。所述控制器被构造为控制第一驱动致动器来使印刷头在丝网上方移动,以在第一方向上执行印刷行程。所述控制器被构造为控制第二驱动致动器来使材料处理头在丝网上方移动,以在第一方向上执行材料处理行程。其中,材料处理头在材料处理行程期间,位于印刷头后面,并且在印刷行程的距离增大阶段期间使印刷头移动远离材料处理头,以增大在印刷头与材料处理头之间的分隔距离。
根据另一个实施方式,印刷头被构造为在第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离。在距离增大阶段期间印刷头与材料处理头之间所达到的最大分隔距离为总行程距离的50%或更多。
根据另一个实施方式,所述控制器被构造为控制第二驱动致动器,使得材料处理头在距离增大阶段期间相对于第一方向基本上静止。
根据另一个实施方式,印刷头被构造为在第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离。所述控制器被构造为控制第二驱动致动器,使得在印刷头到达与初始位置间隔开总行程距离的50%或更多的目标位置时开始材料处理行程。
根据另一个实施方式,所述控制器被构造为控制第二驱动致动器,使得在材料处理行程的距离减小阶段期间使材料处理头朝向印刷头移动,以减小在印刷头与材料处理头之间的分隔距离,所述距离减小阶段是在距离增大阶段之后执行的。
根据另一个实施方式,材料处理头为第一材料处理头,并且材料处理行程为第一材料处理行程。所述设备进一步包括第二材料处理头和连接到所述第二材料处理头的第三驱动致动器。第三驱动致动器被构造为在与第一方向相反的第二方向上移动第二材料处理头以执行第二材料处理行程。
根据另一个实施方式,印刷头包括施压器械。所述设备包括连接到施压器械以调整所述施压器械的倾斜角的致动器布置。
根据另一个实施方式,施压器械包括第一刮墨刀和第二刮墨刀,所述第一刮墨刀和所述第二刮墨刀两者都以相对于彼此倾斜的取向安装到印刷头的一部分。
根据另一个实施方式,所述设备的控制器是根据本文描述的实施方式的控制器。
附图说明
为了能够详细地理解本公开内容的上述特征的方式,可参考多个实施方式来得到以上简要地概述的本公开内容的更具体的描述。附图涉及本公开内容的多个实施方式并且描述如下:
图1-图4示出了在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法,其中印刷行程和材料处理行程在第一方向上执行。
图5-图10示出了在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法,其中印刷行程和材料处理行程在第一方向上执行。
图11-图20示出了在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法,其中第一印刷行程和第一材料处理行程在第一方向上执行,并且其中第二印刷行程和第二材料处理行程在第二方向上执行。
图21-图25示出了印刷头的施压器械的倾斜角的调整。
图26示出了刮墨刀的不同示例。
图27示出了包括呈倾斜取向的两个刮墨刀的印刷头的示例,所述印刷头可围绕旋转轴线旋转。
图28-图29示出了包括安装到可旋转支撑件的刮墨刀的印刷头的示例。
图30示出了包括用于调整刮墨刀的倾斜角的两个线性致动器的印刷头的示例。
图31示出了包括用于调整刮墨刀的倾斜角的弯曲引导件的印刷头的示例。
图32示出了控制在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备的控制器。
具体实施方式
现在将详细地参考本公开内容的各种实施方式,这些实施方式的一个或多个示例被示出于附图中。在以下对附图的描述中,相同的附图标记指代相同的部件。一般来讲,仅描述了相对于各个实施方式的差异。每个示例以解释本公开内容的方式提供,而不意在作为本公开内容的限制。另外,被示出或描述为一个实施方式的部分的特征可用于其他实施方式上或结合其他实施方式使用,以产生另外的实施方式。说明书意图包括这样的修改和变化。
图1-图4示出了在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法,所述方法在根据本文描述的多个实施方式的控制器的控制下执行。图1-图4是按时间顺序提供的,这意味着图1描绘的情况发生在图2描绘的情况之前,图 2描绘的情况发生在图3描绘的情况之前,以此类推。
图1示出了根据本文描述的实施方式在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备100。设备100包括在丝网50的第一侧处彼此相邻的印刷头110和材料处理头120。丝网50可在基板60上方。
如本文所述的基板可以是用来制造太阳能电池的基板,诸如半导体基板 (例如硅基板)。基板可以是薄的、板状的材料片。
如本文所述的印刷头可被构造为在基板上印刷图案,诸如包括一个或多个汇流条和/或一个或多个指状物的导电线图案。印刷头可包括用于将沉积材料从丝网转移到基板的施压器械。施压器械可包括一个或多个刮墨刀。在印刷期间,印刷头的刮墨刀可对丝网施加压力以推动沉积材料通过丝网。沉积材料可以是适合于在基板的表面上形成导电线图案(诸如指状物和/或汇流条)的材料。例如,沉积材料可以是膏剂,诸如银膏。
如本文所述的印刷头可不被构造为执行材料处理操作。印刷头可不包括覆墨件。印刷头可仅用于印刷。
如本文所述的丝网可包括网状物、印刷掩模、片材、金属片材、塑料片材、板、金属板和塑料板中的至少一个。丝网可限定对应于要印刷在基板上的结构的图案,其中所述图案可包括孔、槽、切口或其他孔隙中的至少一种。图案可对应于要印刷在基板上的导电线图案,诸如包括太阳能电池的指状物和/或汇流条的图案。例如,丝网可具有限定导电线图案的开口和设置在开口内的网孔。要沉积在基板上的沉积材料可由材料处理头、更具体地是由材料处理头的覆墨件提供在丝网上,以作为基本上均匀的层。由于网孔的存在,可防止沉积材料流动通过丝网的开口,直到印刷头的刮墨刀向沉积材料施加压力。在印刷工艺期间,印刷头的刮墨刀可推动沉积材料通过丝网的开口,使得沉积材料转移到 (即,印刷在)基板上。
印刷头110可连接到设备100的第一驱动致动器112。第一驱动致动器 112可被构造为在第一方向1上移动或驱动印刷头110以执行印刷行程。材料处理头120可连接到设备100的第二驱动致动器122。第二驱动致动器122可被构造为在第一方向1上移动或驱动材料处理头120以执行材料处理行程。
第一方向1可以是基本上水平方向。术语“水平方向”将理解为区分于“竖直方向”。即,“水平方向”涉及例如印刷头或材料处理头的基本上水平移动,其中与完全水平方向存在几度偏差(例如,至多5°或甚至至多10°)仍被认为是“基本上水平方向”。
如本文所述的驱动致动器,诸如第一驱动致动器112或第二驱动致动器 122,可例如包括步进电机、线性电机、无刷电机(诸如与正时皮带线性变速器相结合的无刷电机或与螺钉/螺母线性变速器相结合的无刷电机)或上述电机的任何组合。驱动致动器可包括多个致动器单元。驱动致动器可包括用于在第一方向1上移动相应头(印刷头或材料处理头)的至少一个第一致动器单元和用于在与第一方向相反的第二方向上移动所述头的至少一个第二致动器单元。每个致动器单元可以是如上所述的电机。第一驱动致动器112和第二驱动致动器可连接到控制器(未示出)。第一驱动致动器112和第二驱动致动器122 可以是单独可控的或独立的致动器。第一驱动致动器112可被控制来驱动印刷头110,并且独立于所述第一驱动致动器112,第二驱动致动器122可被控制来驱动材料处理头120。
第一驱动致动器112可移动或驱动印刷头110离开图1所示的初始位置,以在第一方向1上执行印刷行程。如本文所述的印刷行程可理解为印刷头从位于丝网50的第一侧处的初始位置到位于丝网50的第二侧处的最终位置的移动,其中印刷头110在所述移动的至少一部分期间执行印刷操作。丝网50的第一侧和第二侧可位于丝网50的相对端上。印刷操作可包括在基板60上印刷沉积材料。印刷操作可在印刷行程的基本上整个持续时间期间执行。例如,印刷行程可以是如图1-4所示的在第一方向1上的印刷行程,或者可以是在与第一方向相反的第二方向上的印刷行程。印刷行程可以是从印刷行程的初始位置到印刷行程的最终位置的连续移动。印刷头110可包括施压器械,所述施压器械可包括例如刮墨刀。在印刷头执行印刷行程时,施压器械可向丝网50施加压力以将沉积材料从丝网50转移到基板60。
图1所示的印刷头110的位置可理解为将在第一方向1上执行的印刷行程的初始位置。图2示出了在印刷行程期间的印刷头110。图2所示的印刷头 110已经到达相对于第一方向1与印刷头110的初始位置间隔开的中间位置。当印刷头110到达中间位置时,材料处理头120可仍在如图1所示的初始位置。印刷头110可在第一方向1上被移动远离材料处理头120,以增大在印刷头110与材料处理头120之间的分隔距离250。分隔距离250可理解为在第一方向1上(或在第二方向2上,如果印刷行程和/或材料处理行程在第二方向上执行的话)在印刷头110与材料处理头120之间的距离。分隔距离250是可变距离,其可在由印刷头执行的印刷行程的过程期间和/或在由材料处理头120 执行的材料处理行程的过程期间增大和/或减小。
期间通过使印刷头110被移动远离材料处理头120来增大印刷头110与材料处理头120之间的分隔距离250的时段可称为距离增大阶段。因此,图2 示出了由印刷头110在第一方向1上执行的印刷行程的距离增大阶段。根据一些实施方式,印刷行程可包括单个距离增大阶段。
第二驱动致动器122可移动材料处理头120离开图1所示的初始位置,以在第一方向1上执行材料处理行程。材料处理行程可理解为材料处理头从材料处理行程的位于丝网的第一侧处的初始位置到材料处理行程的位于丝网的第二侧处的最终位置的移动,其中材料处理头120在所述移动的至少一部分期间执行材料处理操作。材料处理操作可包括处理丝网上的沉积材料。材料处理操作可在材料处理行程的基本上整个持续时间期间执行。例如,材料处理行程可以是在第一方向1上的材料处理行程,或者可以是在与第一方向相反的第二方向上的材料处理行程。材料处理行程可以是从材料处理行程的初始位置到材料处理行程的最终位置的连续移动。
如本文所述的材料处理头(诸如材料处理头120或下文描述的材料处理头 1120)可包括覆墨件或覆墨刀。材料处理行程可以是覆墨行程。执行覆墨行程可包括例如通过覆墨件在丝网上的刮擦运动来将沉积材料分布在丝网的某一区域上,以在丝网上形成沉积材料层。覆墨行程可导致在丝网上形成基本上均匀的沉积材料层。覆墨行程可在准备将由印刷头执行的后续印刷行程(例如将在与执行覆墨行程的方向相反的方向上执行的后续印刷行程)的过程中执行。在后续印刷行程期间,在先前的覆墨行程期间由覆墨件形成在丝网上的材料层可由印刷头、特别是由如本文所述的印刷头的施压器械从丝网转移到基板。
如本文所述的材料处理头可不被构造为执行印刷操作。材料处理头可不包括刮墨刀。材料处理头可仅用于材料处理。
图1和图2所示的材料处理头120的位置可理解为将在第一方向1上执行的材料处理行程的初始位置。第二驱动致动器122可在第一方向1上移动材料处理头120离开初始位置,以执行材料处理行程。在第一方向1上的材料处理行程可在第一方向1上的印刷行程已经开始之后开始。在第一方向1上的材料处理行程可在第一方向1上的印刷行程已经结束之前开始。例如,材料处理行程可在印刷头110已经到达图2所示的中间位置时开始。材料处理行程可在印刷头110到达目标位置时开始。目标位置可与印刷行程的初始位置间隔开例如印刷行程的总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至90%或更多的距离。目标位置可基本上对应于基板的边缘(诸如在图1-图4所示的基板60的右侧上的边缘)的位置。术语目标位置“基本上对应于基板的边缘的位置”在某种意义上可理解为目标位置相对于基板的边缘的水平偏移为总行程距离的 5%或更少。材料处理行程可在印刷行程后面执行。术语“在……后面”在某种意义上可理解为,在整个材料处理行程期间,印刷头110相对于第一方向1在材料处理头120前面或先于材料处理头120。在图1-图4中,材料处理头120 相对于第一方向1在印刷头110后面。
图3示出了分别在执行材料处理行程和印刷行程时的材料处理头120和印刷头110。图3所示的材料处理头120已经到达在第一方向1上与材料处理头120的初始位置间隔开的中间位置。材料处理头120在印刷头110后面。印刷头110相对于第一方向1在材料处理头120前面或先于材料处理头230。与如图2所示的印刷头110的中间位置相比,图3所示的印刷头110已经在第一方向1上向前移动。
如图1-图4所示,在第一方向1上的材料处理行程可比在第一方向1上的印刷行程执行得更快。材料处理头120在第一方向1上的材料处理行程期间的平均速度可高于在第一方向1上执行印刷行程的印刷头110的平均速度。例如,材料处理头120的平均速度可以是印刷头110的平均速度的150%或更多、 200%或更多或甚至300%或更多。图3所示的材料处理头120已经超过印刷头 110。可朝向印刷头110移动或驱动材料处理头120,以减小印刷头110与材料处理头120之间的分隔距离250。图3所示的分隔距离250小于图2所示的分隔距离250。
期间通过使材料处理头120朝向印刷头110移动来减小印刷头110与材料处理头120之间的分隔距离250的时段可称为距离减小阶段。因此,图3示出了由材料处理头120在第一方向1上执行的材料处理行程的距离减小阶段。根据一些实施方式,材料处理行程可包括单个距离减小阶段。
图4示出了在丝网的第二侧处的、位于印刷行程和材料处理行程的相应最终位置处的彼此相邻的印刷头110和材料处理头120。在第一方向1上的印刷行程和材料处理行程已经结束。
本文描述的实施方式涉及在印刷行程和/或材料处理行程期间增大印刷头 110与材料处理头120之间的分隔距离250(距离增大阶段)。在这方面,本文描述的实施方式不同于其中印刷头和材料处理头在整个印刷/材料处理行程中保持彼此靠近的系统。本文描述的实施方式特别地不同于其中代替具有可彼此独立地驱动的印刷头110和分开材料处理头120而将覆墨刀安装到印刷头以使得在覆墨刀与刮墨刀之间的距离从开始就无法改变的系统。增大分隔距离 250的优点是提供更多空间以用于执行材料处理操作。例如,通过增大分隔距离250,可减少或甚至避免沉积材料在材料处理头120与印刷头110之间的空间中的丝网50上过度聚积。减少沉积材料在丝网50上过度聚积允许材料处理头120在丝网50上方制备均匀厚度层,从而改进随后印刷在基板60上的层的质量。
另外,如果印刷头110已经在第一方向1上跨越丝网50行了进一定距离,则由印刷头110的刮墨刀施加在丝网50上的压力而造成的丝网50的偏转角将更小。换句话说,在材料处理行程开始时,由于印刷头110已经执行了印刷行程的一部分,丝网50将更平坦。具有基本上平坦的丝网同样允许材料处理头120在丝网50上制备更均匀的沉积材料层,并且相应地改进在基板60上的印刷层的质量。另外,具有基本上平坦的丝网还允许材料处理头在材料处理行程期间与基板60保持基本上恒定的竖直距离。材料处理行程可在不需要在材料处理行程期间改变材料处理头的竖直位置的情况下执行,从而带来更简单的设置。
本文描述的实施方式进一步涉及在印刷行程和/或材料处理行程期间减小分隔距离250(距离减小阶段)。距离减小阶段的优点是材料处理头120可赶上印刷头110,使得可补偿因延迟材料处理行程的开始而损失的时间的至少一部分。材料处理行程可比印刷行程执行得更快,例如,以使得印刷行程和材料处理行程基本上同时结束的方式。所得的总循环时间(用于执行由在相同方向上的一个印刷行程和一个覆墨行程所组成的处理循环的总时间)可与其中材料处理头和印刷头在整个行程期间一起移动(即,以恒定间隔距离)的系统中基本上相同。
图1-图4示出了其中在印刷行程已经结束之前(即,在印刷头110已经到达图4所示的最终位置之前)开始覆墨行程的示例。在印刷行程结束之前开始覆墨行程的优点是可更快地执行处理循环,换句话说,可减少循环时间,如上所述。在其他示例中,可在印刷行程已经结束时或可在印刷行程已经结束之后开始覆墨行程。可在印刷头110的(多个)刮墨刀在丝网的第二端处位于丝网上方的升高位置期间开始覆墨行程,使得当覆墨行程开始时丝网是完全地平坦的。
鉴于上文,在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法在根据本文描述的实施方式的控制器的控制下执行。所述方法包括由第一驱动致动器使印刷头(例如,印刷头110)在丝网上方移动,以在第一方向上执行印刷行程。所述方法包括由第二驱动致动器在第一方向上移动材料处理头(例如,材料处理头120),以在印刷头后面执行材料处理行程。在印刷行程的距离增大阶段期间,由第一驱动致动器移动印刷头远离材料处理头,以增大在印刷头与材料处理头之间的分隔距离。
印刷头可由第一驱动致动器从印刷行程的初始位置移动到印刷行程的最终位置,以执行印刷行程。印刷行程的最终位置可在第一方向上与印刷行程的初始位置间隔开印刷行程的总行程距离。
材料处理头可由第二驱动致动器从材料处理行程的初始位置移动到材料处理行程的最终位置,以执行材料处理行程。材料处理行程的最终位置可在第一方向上与材料处理行程的初始位置间隔开材料处理行程的总行程距离。
印刷行程的初始位置和/或材料处理行程的初始位置可位于丝网的第一侧处。第一侧可与丝网的第一边缘区域相邻。印刷行程的最终位置和/或材料处理行程的最终位置可位于丝网的与第一侧间隔开的第二侧处。第二侧可与丝网的与第一边缘区域相对的第二边缘区域相邻。第一侧和第二侧可在丝网的相对端上。
在印刷行程的距离增大阶段期间,材料处理头可相对于第一方向基本上静止。术语“基本上静止”在某种意义上可理解为在距离增大阶段期间,材料处理头不会相对于第一方向向前或向后移动,或者材料处理头的任何此类移动与在距离增大阶段期间由印刷头覆盖的距离相比至多是在短距离上的小幅移动 (例如,小幅移动可以是在距离增大阶段期间由印刷头覆盖的距离的10%或更少的距离上的移动),或者与在距离增大阶段期间印刷头的速度相比是以低速执行的移动(例如,低速可以是在距离增大阶段期间印刷头的平均速度的10%或更少的平均速度)。
在第一方向上的材料处理行程可在第一方向上的印刷行程已经开始之后和/或在第一方向上的印刷行程已经结束之前开始。距离增大阶段或所述距离增大阶段的至少一部分可在第一方向上的材料处理行程已经开始之前执行。
材料处理行程可在材料行程的初始位置开始。在第一方向上的材料处理行程的开始可理解为大致在材料处理头开始在第一方向上移动离开材料处理行程的初始位置以执行材料处理行程时的时间(例如,在材料处理头的覆墨件开始在第一方向上移动以处理丝网上的沉积材料时的时刻)处发生。印刷行程可在印刷行程的初始位置开始。在第一方向上的印刷行程的开始可理解为大致在印刷头开始在第一方向上移动离开印刷行程的初始位置以执行印刷行程时的时间(例如,在印刷头的施压器械开始在第一方向上移动并同时向丝网施加压力来将沉积材料从丝网转移到基板时的时刻)处发生。可类似地理解在与第一方向相反的第二方向上的材料处理行程或印刷行程的开始。
材料处理行程可在材料处理行程的最终位置结束。在第一方向上的材料处理行程的结束可理解为大致在材料处理头到达材料处理行程的最终位置并且停止在第一方向上移动时的时间发生。印刷行程可在印刷行程的最终位置结束。在第一方向上的印刷行程的结束可理解为大致在印刷头到达印刷行程的最终位置并且停止在第一方向上移动时的时间发生。可类似地理解在第二方向上的材料处理行程或印刷行程的结束。
印刷头可在第一方向上从印刷行程的初始位置移动到印刷行程的最终位置。最终位置可与初始位置间隔开印刷行程的总行程距离。在印刷行程期间印刷头与材料处理头之间所达到的最大分隔距离可以是总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至90%或更多。可在印刷行程的距离增大阶段期间达到所述最大分隔距离。在印刷行程或距离增大阶段期间“达到”最大分隔距离意味着在印刷行程或距离增大阶段期间分别存在印刷头与材料处理头之间的分隔距离等于所述最大分隔距离时的时刻。具有为总行程距离的50%或更多的最大分隔距离的优点是在材料处理头与印刷头之间提供空间,使得在执行材料处理行程时不会在丝网上聚积过多沉积材料。在百分比从50%增大到70%或甚至90%的情况下,所述优点得以增强。低于总行程距离的50%的最大分隔距离可能会导致印刷质量降低,因为在这种情况下,因覆墨件的操作而聚积的沉积材料可能太靠近刮墨刀。所述沉积材料的重量可将刮墨刀正后面的丝网向下推动并且延迟刮墨刀后面的丝网与基板的脱离。
在第一方向上的材料处理行程可在于第一方向上执行印刷行程的印刷头到达目标位置时开始。目标位置可与印刷行程的初始位置间隔开印刷行程的总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至90%或更多。目标位置可基本上对应于基板的第一边缘的位置或被构造为接收基板的基板接收区域的第一边缘的位置。换句话说,材料处理行程可仅在印刷行程的相当大部分已经被执行之后才开始。因此,丝网在材料处理行程开始时的时间处可以是基本上平坦的。另外,如上所述,在材料处理头与印刷头之间提供空间,使得在执行材料处理行程时不会在丝网上聚积过多沉积材料。
本文描述的方法可包括在第一方向上的材料处理行程的距离减小阶段期间由第二驱动致动器将材料处理头朝向印刷头移动,以减小在印刷头与材料处理头之间的分隔距离。距离减小阶段可在距离增大阶段之后执行。距离减小阶段或所述距离减小阶段的至少一部分可在印刷行程已经结束之前执行。距离增大阶段可包括将分隔距离从第一分隔距离增大到大于所述第一分隔距离的第二分隔距离。距离减小阶段可包括将分隔距离从第二分隔距离减小到小于所述第二分隔距离的第三分隔距离。距离减小阶段可紧接在距离增大阶段之后执行。术语“紧接在……之后”在上下文中可如下理解。距离减小阶段开始时的时刻可与距离增大阶段结束时的时刻基本上相同。距离增大阶段可在第一时间处开始并且在第二时间处结束。在第二时间处,分隔距离可等于如上所述的第二分隔距离。距离减小阶段可在第二时间处或紧接第二时间之后开始。在距离增大阶段的结束与距离减小阶段的开始之间可能没有时隙。
材料处理头在第一方向上的材料处理行程期间的平均行程速度可高于印刷头在第一方向上的印刷行程期间的平均行程速度,使得所述材料处理行程的持续时间可短于所述印刷行程的持续时间。材料处理头在材料处理行程期间的平均行程速度可以是印刷头在印刷行程期间的平均行程速度的150%或更多、200%或更多或甚至300%或更多。材料处理头在材料处理行程期间的平均行程速度可以是印刷头在印刷行程期间的平均行程速度的至少两倍。
图5-图10示出了在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法,其中所述方法在根据本文描述的实施方式的控制器的控制下执行。图5-图10 示出了如本文所述的印刷头110、材料处理头120、第一驱动致动器112、第二驱动致动器122、丝网50和基板60。图5-图10示出了支撑基板60的基板支撑件560。图5-10按时间顺序提供。
如图5-图10所示,如本文所述的印刷头110可包括施压器械512。施压器械512可被构造为向丝网50施加压力以将沉积材料从丝网50转移到基板 60。施压器械512可包括一个或多个刮墨刀。
如图5-图10所示,印刷头110可包括或连接到设备100的竖直定位致动器514。竖直定位致动器514可连接到如本文所述的控制器。竖直定位致动器 514可被构造为向上和/或向下移动施压器械512,例如以调整施压器械512相对于丝网50的竖直位置。竖直定位致动器514可被构造为调整由施压器械512 施加到丝网50的压力。竖直定位致动器514可被构造为在印刷行程之前、之后和/或期间调整施压器械512的竖直位置。竖直定位致动器514可被构造为向上和/或向下移动包括施压器械的印刷头,如图所示,或者可被构造为在印刷头110可在竖直方向上保持静止时相对于印刷头110向上和/或向下移动施压器械。
如图5-图10所示,如本文所述的材料处理头120可包括覆墨件522或覆墨刀。如上所述,覆墨件522可被构造为在丝网50的区域上分布沉积材料。覆墨件522可以是成形为杆状或叶片状的刮刀。覆墨件522可在垂直于材料处理行程的方向(诸如第一方向或第二方向)的方向上具有长度。
如图5-图10所示,材料处理头120可包括或连接到设备100的竖直定位致动器524。竖直定位致动器524可连接到如本文所述的控制器。竖直定位致动器524可被构造为向上和/或向下移动覆墨件522,例如以调整覆墨件522相对于丝网50的竖直位置。竖直定位致动器524可被构造为在材料处理行程之前、之后和/或期间调整覆墨件522的竖直位置。竖直定位致动器524可被构造为向上和/或向下移动包括覆墨件522的材料处理头120,如图所示,或者可被构造为在材料处理头可在竖直方向上保持静止相对于材料处理头向上和/或向下移动覆墨件。
图5示出了位于丝网50的第一端处的印刷头110和材料处理头120。印刷头110和材料处理头120位于丝网50上方的升高位置。在第一方向1上的印刷行程和材料处理行程都尚未开始。
图6示出了已经由竖直定位致动器514从图5所示的位置降低的印刷头 110。图6中的印刷头110的位置可理解为将在第一方向1上执行的印刷行程的初始位置。施压器械512与丝网50接触并向下按压丝网,从而产生丝网50 的偏转角650。鉴于印刷头此时位于丝网50的第一端处的初始位置这一事实,偏转角650相对较大。在印刷头110向下移动到图6所示的位置时,材料处理头120可保持在与如图5所示相同的升高位置,或者替代地,可能也已经朝向丝网50降低。
从图6所示的印刷头110的初始位置开始,第一驱动致动器112可在第一方向1上将印刷头110驱动到最终位置以执行印刷行程。图7示出了在印刷行程的介于印刷行程的初始位置和最终位置之间的中间位置的印刷头110。当印刷头110在中间位置时,在第一方向1上的材料处理行程可能尚未开始,如图 7所示。印刷头110已经在第一方向上被移动远离材料处理头120,以增大分隔距离250。换句话说,图7示出了如本文所述的距离增大阶段。在印刷头110 的中间位置,丝网50的偏转角650小于在图6所示的印刷行程的初始位置时的偏转角650。图7所示的丝网50比图6所示的丝网50更平坦。
图7所示的材料处理头120的位置可理解为将由材料处理头120在第一方向1上执行的材料处理行程(更具体地是覆墨行程)的初始位置。与图6所示的材料处理头120相比,覆墨件522可能已经由竖直定位致动器524向下移动到适合于开始材料处理行程的竖直位置。在初始位置,覆墨件可略高于丝网。从图7所示的初始位置开始,第二驱动致动器122可在第一方向1上移动材料处理头120以执行在印刷行程后面的材料处理行程。鉴于分隔距离250在材料处理行程开始之前已经增大这一事实,当材料处理行程开始时,丝网50可以是基本上平坦的。偏转角650将随着印刷头110继续在第一方向1上移动而继续减小,使得偏转角650在基本上整个材料处理行程中将很小。在材料处理行程期间,可能需要调整覆墨件的竖直位置。在材料处理行程期间,覆墨件522 可保持在基本上恒定的竖直位置。
图8示出了在材料处理行程的介于材料处理行程的初始位置和最终位置之间的中间位置的材料处理头120。材料处理头120相对于第一方向位于印刷头110后面。与图7所示的中间位置相比,执行印刷行程的印刷头110已经到达更接近印刷行程的最终位置的位置。与图7所示的偏转角相比,偏转角650 已经减小。执行材料处理行程的材料处理头120可比执行印刷行程的印刷头 110移动得更快,使得分隔距离250可减小(距离减小阶段)。
图9示出了在丝网的第二侧处的彼此相邻的印刷头110和材料处理头120。印刷头110和材料处理头120已经横跨过丝网50(具体地是丝网的对应于基板60的区域)。施压器械512可仍与丝网50接触。覆墨件522可相对于丝网 50位于与在材料处理行程期间覆墨件522的竖直位置相同的竖直位置。在本示例中,图9中的印刷头的位置可理解为印刷行程的最终位置。图9中的材料处理头120的位置可理解为材料处理行程的最终位置。
类似于图9,图10示出了在丝网的第二侧处的彼此相邻的印刷头110和材料处理头120。与图9相比,施压器械512和覆墨件522的相应竖直位置已经改变。施压器械512和覆墨件522已经被向上提升到丝网50上方的升高位置。施压器械512不对丝网50施加压力。
本文描述的方法可包括在印刷行程的至少一部分期间由印刷头的施压器械向丝网施加压力以将材料从丝网转移到基板。由施压器械施加到丝网的压力可能会造成丝网以丝网偏转角偏转。丝网偏转角可取决于施压器械在第一方向上的位置。材料处理行程可在施压器械到达对应于目标丝网偏转角的目标位置时开始。如果材料处理行程在施压器械到达目标位置时开始,则在整个材料处理行程中,丝网偏转角将低于目标丝网偏转角,因为丝网偏转角将随着印刷头朝向印刷行程的最终位置移动而继续减小。
在材料处理行程期间,材料处理头的竖直位置或材料处理头的覆墨件的竖直位置可基本上恒定。材料处理头和/或覆墨件的竖直位置可以是相对于丝网的竖直位置或竖直偏移。术语“基本上恒定”在某种意义上可理解为在由材料处理头从材料处理行程的初始位置到最终位置执行的整个材料处理行程中,材料处理头和/或覆墨件的竖直位置可改变20%或更少、更具体地是10%或更少,或者可能根本不改变。如上所述,材料处理头的竖直位置可保持基本上恒定,因为材料处理行程可仅在印刷头已经(几乎)到达丝网的另一端时才开始,使得丝网在整个材料处理行程中是基本上平坦的。
如上所述的在第一方向1上执行的印刷行程和材料处理行程可分别称为第一印刷行程和第一材料处理行程。材料处理头120可称为第一材料处理头。本文描述的实施方式可涉及在与第一方向1相反的第二方向上执行第二印刷行程和第二覆墨行程。第二印刷行程可在第一印刷行程之后由印刷头110执行。第二材料处理行程可在第一材料处理行程之后由不同于材料处理头120的第二材料处理头执行。和第一方向一样,第二方向可以是基本上水平方向。
图11-图20示出了在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法,其中所述方法在根据本文描述的实施方式的控制器的控制下执行。图11-图20 按时间顺序提供。
如图11-图20所示,除了材料处理头120和印刷头110之外,设备100还可包括材料处理头1120,即,第二材料处理头。材料处理头1120可被构造为在与第一方向1相反的第二方向2上执行第二材料处理行程。材料处理头1120 可连接到设备100的第三驱动致动器1122。第三驱动致动器1122可被构造为在第二方向2上移动或驱动材料处理头1120以执行第二材料处理行程。例如,第三驱动致动器1122可包括例如步进电机、线性电机、无刷电机(诸如与正时皮带线性变速器相结合的无刷电机或与螺钉/螺母线性变速器相结合的无刷电机)或以上电机的任何组合。第三驱动致动器1122可连接到如本文所述的控制器。第一驱动致动器112、第二驱动致动器122和第三驱动致动器1122可以是单独可控的或独立的致动器。材料处理头1120可包括与材料处理头120 类似的部分。例如,材料处理头可包括覆墨件和/或竖直定位致动器。
图11示出了在第一印刷行程开始之前在丝网50的第一侧处位于丝网50 上方的升高位置的印刷头110、材料处理头120和材料处理头1120。材料处理头120和材料处理头1120在印刷头110的相对侧上。
图12示出了印刷头110在降低位置,而材料处理头120和材料处理头 1120可仍在升高位置。印刷头110的施压器械(未示出)可对丝网50施加压力。图12所示的印刷头110的位置可以是第一印刷行程(即,在第一方向1 上的印刷行程)的初始位置。
从图12所示的印刷头110的位置开始,第一驱动致动器112可在第一方向1上移动印刷头110以执行第一印刷行程。在第一印刷行程期间,材料处理头1120可与印刷头110一起在第一方向1上移动,其中印刷头110可由第一驱动致动器112移动并且材料处理头1120可由第三驱动致动器1122移动。在执行第一印刷行程时,材料处理头1120可在印刷头110前面。在第一方向1 上执行的移动的上下文中,术语“在……前面”可理解为材料处理头1120相对于第一方向1先于印刷头110。在材料处理头1120在第一方向1上的移动期间,材料处理头1120可保持在丝网50上方的升高位置而不执行材料处理操作。材料处理头1120在第一方向1上的移动可以是在非操作状态下的材料处理头1120的运输。材料处理头1120在第一方向1上的移动可以不是材料处理行程。
印刷头110可在第一方向1上执行第一印刷行程,并且材料处理头120可以如上所述的方式在第一方向1上执行第一材料处理行程,包括距离增大阶段和距离减小阶段。与如上所述的第一印刷行程和第一材料处理行程有关的方面也适用于图12-图15所示的操作,并且将不再详述。简而言之,图13示出了第一印刷行程的距离增大阶段。图14示出了第一材料处理行程的距离减小阶段。图15示出了分别在第一印刷行程的最终位置和第一材料处理行程的最终位置的印刷头110和材料处理头120。
在基本上整个第一印刷行程期间和/或在基本上整个第一材料处理行程期间,材料处理头1120可在印刷头110前面,如图12-图15所示。在基本上整个第一印刷行程期间和/或在基本上整个第一材料处理行程期间,印刷头110可与材料处理头1120相邻。在第一印刷行程期间和/或在第一材料处理行程期间,在印刷头110与材料处理头1120之间的在第一方向上的距离可以是恒定的。
在第一印刷行程已经结束之后和/或在第一材料处理行程已经结束之后,第一驱动致动器112可移动印刷头110以在第二方向2上执行第二印刷行程。第一驱动致动器112可将印刷头110从位于丝网的第二侧处的第二印刷行程的初始位置移动到位于丝网的第一侧处的第二印刷行程的最终位置。图16示出了第二印刷行程的初始位置。印刷头110已经被降低,使得印刷头110的施压器械(未示出)向丝网50施加压力。材料处理头120在升高位置,即,在非操作状态下。在第二印刷行程期间,材料处理头120可与印刷头110一起在第二方向2上移动,其中印刷头110可由第一驱动致动器112移动并且材料处理头120可由第二驱动致动器122移动。在第二印刷行程期间,材料处理头120在非操作状态下并可在印刷头110前面。在第二方向2上执行的移动的上下文中,术语“在……前面”可理解为材料处理头120相对于第二方向2先于印刷头110。
在第一印刷行程已经结束之后和/或在第一材料处理行程已经结束之后,第三驱动致动器1122可移动材料处理头1120以在第二方向2上执行第二材料处理行程。第三驱动致动器1122可将材料处理头1120从位于丝网的第二侧处的第二材料处理行程的初始位置移动到位于丝网的第一侧处的第二材料处理行程的最终位置。第二材料处理行程可在第二印刷行程后面执行。在第二方向2上的移动的上下文中,术语“在……后面”可理解为在整个第二材料处理行程期间,印刷头110相对于第二方向2在材料处理头1120前面。在图17-图20中,材料处理头1120相对于第二方向2在印刷头110后面。
图17-图20示出了第二印刷行程和第二材料处理行程。上述关于第一印刷行程和第一材料处理行程的方面也分别适用于第二印刷行程和第二材料处理行程,不同的是第二印刷行程和第二材料处理行程在第二方向2而不是在第一方向1上执行这一事实。
图17示出了第二印刷行程的距离增大阶段。在印刷头110与材料处理头 1120之间的分隔距离1750可通过例如在第二材料处理行程已经开始之前在第二方向2上移动印刷头110远离材料处理头1120来增大。图17所示的材料处理头1120的位置可理解为第二材料处理行程的初始位置。
图18示出了第二材料处理行程的距离减小阶段。分隔距离1750可通过在第二方向2上朝向印刷头110移动材料处理头1120来减小。
图19示出了分别在丝网50的第一侧处的第二印刷行程的最终位置和第二材料处理行程的最终位置的印刷头110和材料处理头1120。
图20示出了在第二印刷行程和第二材料处理行程已经执行之后的、位于丝网50的第一侧处的升高位置的印刷头110、材料处理头120和材料处理头 1120。
关于图1-图4描述的方面、关于图5-图10描述的方面和关于图11-图20 描述的方面可彼此组合。
本文描述的方法可包括在第一印刷行程已经结束之后使印刷头的移动反向以在与第一方向相反的第二方向上执行第二印刷行程。第一材料处理行程可在印刷头的移动的所述反向之前开始。
本文描述的方法可包括在与第一方向相反的第二方向上移动印刷头以执行第二印刷行程。所述方法可包括由第三驱动致动器移动第二材料处理头(例如,材料处理头1120)以在第二方向上执行第二材料处理行程。第二材料处理行程可在第二印刷行程后面(相对于第二方向)执行。在第二印刷行程的距离增大阶段期间,可由第一驱动致动器移动印刷头远离第二材料处理头,以增大在印刷头与第二材料处理头之间的分隔距离。
印刷头可由第一驱动致动器从位于丝网的第二侧处的第二印刷行程的初始位置移动到位于丝网的第一侧处的第二印刷行程的最终位置,以执行第二印刷行程。第二印刷行程的初始位置可与第一印刷行程的最终位置相邻或甚至相同。第二材料处理头可由第三驱动致动器从位于丝网的第二侧处的第二材料处理行程的初始位置移动到位于丝网的第一侧处的第二材料处理行程的最终位置以执行第二材料处理行程。第二材料处理行程的初始位置可与第一材料处理行程的最终位置相邻或甚至相同。
在第二印刷行程的距离增大阶段期间,第二材料处理头可相对于第二方向基本上静止。
第二材料处理行程可在第二印刷行程已经开始之后和/或第二印刷行程已经结束之前开始。第一材料处理行程可在第二印刷行程已经开始之前开始。
本文描述的方法可包括在第二材料处理行程的距离减小阶段期间由第三驱动致动器使第二材料处理头移动朝向印刷头,以减小在印刷头与第二材料处理头之间的分隔距离。第二材料处理行程的距离减小阶段可在第二印刷行程的距离增大阶段之后执行。第二材料处理行程的距离减小阶段的至少一部分可在印刷头执行第二印刷行程时执行。第二材料处理行程的距离减小阶段可紧接在第二印刷行程的距离增大阶段之后执行。
第二材料处理头在第二材料处理行程期间的平均行程速度可高于印刷头在第二印刷行程期间的平均行程速度,使得第二材料处理行程的持续时间短于第二印刷行程的持续时间。
第二材料处理头在第二材料处理行程期间的竖直位置可基本上恒定。
印刷头可在第二方向上从第二印刷行程的初始位置移动到第二印刷行程的最终位置,最终位置与初始位置间隔开第二印刷行程的总行程距离。在第二印刷行程期间印刷头与第二材料处理头之间所达到的最大分隔距离可以是第二印刷行程的总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至90%或更多。第二材料处理行程可在印刷头到达目标位置时开始。目标位置可与第二印刷行程的初始位置间隔开第二印刷行程的总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至 90%。目标位置可基本上对应于基板的第二边缘或基板接收区域的第二边缘的位置。
本文描述的方法可包括在第二印刷行程的至少一部分期间由印刷头的施压器械向丝网施加压力,以将材料从丝网转移到基板。由施压器械施加到丝网的压力可能会导致丝网以丝网偏转角偏转,丝网偏转角取决于施压器械在第二方向上的位置。第二材料处理行程可在施压器械到达对应于目标丝网偏转角的目标位置时开始。
图21示出了在第一方向1上的第一印刷行程期间的印刷头110。印刷头 110的施压器械512向丝网50施加压力以将沉积材料从丝网50转移到基板 60。印刷头110可包括或可连接到致动器布置2150,致动器布置2150连接到施压器械512。致动器布置2150可被构造为调整施压器械512的倾斜角2130。致动器布置2150可包括一个或多个线性电机和/或扭矩电机以调整倾斜角 2130。
施压器械512的倾斜角2130可理解为相对于参考轴线(或参考平面)(例如,如图21所指示的竖直参考轴线)的倾斜角。倾斜角2130可以是施压器械 512的主轴线(或主平面)相对于参考轴线的角。倾斜角2130可通过相对于基本上水平的旋转轴线旋转施压器械512来产生。术语“基本上水平”可包括与精确水平方向的多达5%或甚至10%的偏差。在图21中,基本上水平的旋转轴线可垂直于绘图平面。图21所示的特定倾斜角2130可理解为正角。
倾斜角2130相对于竖直参考轴线可以是55°或更小、具体地是30°或更小、更具体地是20°或更小。作为示例,倾斜角2130可以是从20°至55°。
致动器布置2150可通过旋转整个印刷头110或通过仅旋转印刷头110的一部分来调整倾斜角2130。致动器布置2150可被构造为调整倾斜角2130以在印刷行程期间控制施压器械512的活动表面相对于丝网50的角。活动表面可以是施压器械512的表面,例如刮墨刀的侧表面,其在印刷行程期间倾斜并与丝网50上的沉积材料接触。在印刷行程期间,活动表面可对设置在丝网50 上的沉积材料施加压力,使得沉积材料被推动通过丝网50。
致动器布置2150可连接到如本文所述的控制器。控制器可在印刷行程期间(诸如图21所示的第一印刷行程)控制倾斜角2130。可在印刷行程期间实时控制倾斜角2130。控制器可在印刷行程期间指示致动器布置2150来调整倾斜角2130。图21示出了在第一印刷行程期间在沿着第一方向1的第一位置的印刷头110。图22示出了在第一印刷行程期间的稍后时间处的印刷头110,使得印刷头110已经到达比图21所示的第一位置更靠前的第二位置。图22所示的倾斜角2130不同于图21所示的倾斜角2130。控制器可在第一印刷行程期间调整倾斜角2130。
本文描述的实施方式提供致动器布置2150以调整倾斜角2130。与其中手动地调整倾斜角2130的系统相比,提供了提高的灵活性。特别地,具有致动器布置2150允许在印刷行程期间实时控制倾斜角2130。在印刷行程期间控制倾斜角2130可改进印刷在基板上的层的质量、更具体地是改进印刷层的精度。例如,印刷行程可被构造为在太阳能电池上印刷一个或多个导电线或指状物。指状物可具有的锥形形状在指状物的近端部分处较厚而朝向指状物的远端部分较薄,使得印刷指状物的远端部分需要较少的沉积材料。通过在印刷行程期间控制倾斜角2130,可控制由活动表面施加到丝网上的沉积材料的压力(流体动压),特别地,当从指状物的近端部分移动到指状物的远端部分时,所述压力可逐渐地减小。可提供对沉积的改进的控制。
图23-图24示出了在第一印刷行程已经结束之后且在第二印刷行程开始已经之前的印刷头110。施压器械512位于丝网50上方的升高位置。在两次印刷行程之间的时段期间,施压器械512的倾斜角可由致动器布置2150从正角改变为负角(或者,在其他示例中,从负角改变为正角)。图23将紧接在第一印刷行程结束之后的倾斜角2130示出为正角。图24将在倾斜角2130已经从图23的正角改变为负角之后的倾斜角2130示出为负角。图23-24示出了在施压器械512升高到丝网50上方时倾斜角2130的调整。在其他实施方式中,可在施压器械512与丝网50维持接触的同时执行角调整。后一种方法可减少循环时间。
图25示出了在图24描绘的情况之后在第二方向2上的第二印刷行程期间的印刷头110。施压器械512向丝网50施加压力以将沉积材料从丝网50转移到基板60。倾斜角2130为负。倾斜角2130可在第二印刷行程期间通过指示致动器布置2150的控制器来控制。在第二印刷行程期间,倾斜角2130可由致动器布置2150从第一负角调整到第二负角。
如上所述,调整倾斜角2130允许在印刷行程期间控制施压器械512的活动表面相对于丝网50的角度。在第一印刷行程期间的活动表面(其中倾斜角 2130可例如为正)可不同于在第二印刷行程期间的活动表面(其中倾斜角2130 可例如为负)。在第一印刷行程期间的活动表面可以是第一刮墨刀的第一表面 (例如侧表面)。在第二印刷行程期间的活动表面可以是第一刮墨刀的与第一表面相对的第二表面,例如同一刮墨刀的相对侧表面,或者在施压器械包括两个刮墨刀的情况下,可以是不同于第一刮墨刀的第二刮墨刀的第二表面。
参考附图使用的术语“正角”和“负角”仅是为了具体化而创造的,并且本公开内容不限于此。例如,图21-图23所示的倾斜角2130和图24-图25所示的倾斜角2130也可分别称为“负”和“正”。术语正角与负角在本文中用于表示具有相反取向的角,无论哪个取向被称为“正”和哪个取向被称为“负”。
为了便于展示,图21-图25中未示出材料处理头120和1120。也可存在材料处理头120和/或材料处理头1120。
施压器械可在向丝网施加压力时以倾斜角倾斜。本文描述的方法可包括在第一印刷行程的至少一部分期间和/或在第二印刷行程的至少一部分期间控制施压器械的倾斜角。在第一印刷行程的至少一部分期间,施压器械的倾斜角可以为正。所述方法可包括执行施压器械的角运动以将倾斜角从正角改变为负角。所述方法可包括在第二印刷行程的至少一部分期间由施压器械向丝网施加压力来以施压器械的负倾斜角将材料从丝网转移到基板。
图26示出了刮墨刀的三个示例。刮墨刀可具有端部部分2650。端部部分 2650可被构造为与丝网上的沉积材料接触。端部部分2650可被构造为向丝网上的沉积材料施加压力以推动沉积材料通过丝网。图26所示的刮墨刀是双面刮墨刀。双面刮墨刀可理解为被构造为在两个相反方向(例如,第一方向1和第二方向2)上执行印刷行程的刮墨刀。端部部分2650可具有第一侧表面2652 和与第一侧表面2652相对的第二侧表面2654。第一侧表面2652可以是在第一方向1上的印刷行程期间的活动表面。第二侧表面2654可以是在第二方向 2上的印刷行程期间的活动侧表面。
在图26中,左侧的刮墨刀2610具有呈矩形形状的端部部分2650。第一侧表面2652与第二侧表面2654为平行表面。中间的刮墨刀2620和右侧的刮墨刀2630都具有呈锥形形状的端部部分2650。第一侧表面2652与第二侧表面2654成角度。刮墨刀2620具有第一侧表面和第二侧表面,所述第一侧表面和第二侧表面在所述第一侧表面和第二侧表面的接合边缘处彼此会合,从而提供尖锐尖端。刮墨刀2630具有带有倒角尖端的端部部分。底表面连接第一侧表面2652和第二侧表面2654。
如在刮墨刀2610中所示的矩形端部部分2650的优点是第一侧表面2652 和第二侧表面2654在第一侧表面2652和第二侧表面2654的整个长度上彼此间隔开。因此,存在跨越所述长度将第一侧表面2652与第二侧表面2654分开的材料体。提供了稳健的端部部分,其允许容易地控制由刮墨刀施加到沉积材料的压力量。另外,与锥形端部部分相比,矩形端部部分不易磨损。
如在刮墨刀2620和2630中所示的锥形端部部分2650的优点是即使当刮墨刀在竖直取向上时,活动表面也相对于丝网倾斜。在其中将活动表面相对于丝网的相对大的角度作为目标的应用中,施压器械512应额外旋转过(通过如本文所述的致动器布置2150)的倾斜角2130可保持很小,因为在端部部分的锥形设计下,活动表面已经相对于丝网倾斜。
图27示出了如本文所述的印刷头110的示例。如图27所示,施压器械 512可包括第一刮墨刀2732和第二刮墨刀2734。第一刮墨刀2732和第二刮墨刀2734可具有矩形端部部分。第一刮墨刀2732和第二刮墨刀2734可以是单面刮墨刀。单面刮墨刀可理解为被构造为在单个方向上执行印刷行程的刮墨刀。单面刮墨刀可具有用于执行印刷操作的单个活动表面。第一刮墨刀2732可被构造为在第一方向1上执行印刷行程。第二刮墨刀2734可被构造为在第二方向2上执行印刷行程。第一刮墨刀2732和第二刮墨刀2734可安装到支撑件 2720。支撑件2720可连接到印刷头110的主体部分2710。施压器械512可具有主轴线2760(或主平面)。第一刮墨刀2732可相对于主轴线2760以第一角 2742倾斜。第二刮墨刀2734可相对于主轴线2760以第二角2744倾斜。第一角2742和/或第二角2744可以是固定角,例如,通过以固定的角取向将第一刮墨刀2732和/或第二刮墨刀2734附接到支撑件2720来提供的角。第一刮墨刀2732和第二刮墨刀2734可相对于彼此倾斜。第一刮墨刀2732和第二刮墨刀2734的端部部分可朝向彼此倾斜。
如图27所示,印刷头110可具有旋转轴线2750。主轴线2760可垂直于旋转轴线2750和/或可与旋转轴线2750相交。旋转轴线2750可设置在印刷头 110的主体部分2710中。旋转轴线2750可设置在第一刮墨刀2732和第二刮墨刀2734上方和/或支撑件2720上方。印刷头110可通过致动器布置2150相对于旋转轴线2750旋转以调整施压器械的倾斜角、更具体地是调整第一刮墨刀2732和/或第二刮墨刀2734的倾斜角。致动器布置2150可安装到印刷头110的主体部分2710。致动器布置2150可被构造为旋转整个印刷头110。第一刮墨刀2732、第二刮墨刀2734、支撑件2720和主体部分2710可被构造为相对于旋转轴线2750一起旋转。致动器布置2150可包括扭矩电机或一个或多个线性电机。
图27的(a)示出了呈竖直取向的印刷头110。主轴线2760竖直地(或基本上竖直地,具有例如约10度或更小的偏差)延伸。施压器械512的倾斜角为零。
图27的(b)-(c)示出了呈倾斜取向的印刷头110。提供了在主轴线2760 (或主平面)与竖直参考轴线2770(或竖直参考平面)之间的倾斜角2130。在图27的(b)中,倾斜角2130为正,这可以是在第一方向1上的印刷行程期间的情况。在正倾斜角2130的情况下,第一刮墨刀2732可在第一方向1的印刷行程期间执行印刷操作。第一刮墨刀2732的活动表面的总倾斜角可由倾斜角2130与第一倾斜角2742的总和确定或等于该总和。在图27的(c)中,倾斜角2130为负,这可以是在第二方向2上的印刷行程期间的情况。在负倾斜角2130的情况下,第二刮墨刀2734可在第二方向2的印刷行程期间执行印刷操作。第二刮墨刀2734的活动表面的总倾斜角可由倾斜角2130与第二倾斜角2744的总和确定或等于该总和。
图27所示的印刷头110的优点是两个刮墨刀以倾斜取向(参见第一角 2742和第二角2744)安装到支撑件2720。在其中将施压器械512的活动表面相对于丝网的相对大的角度作为目标的应用中,施压器械512应额外旋转过的倾斜角2130可保持很小,因为活动表面因刮墨刀的倾斜布置而已经相对于丝网倾斜。同时,可使用具有矩形端部部分的刮墨刀,从而提供如上所述的优点。另一个优点是旋转轴线2750相对靠近丝网,即,从旋转轴线2750到丝网的竖直距离很小。因此,当围绕旋转轴线2750旋转印刷头110来改变倾斜角2130 时,作为旋转的副作用的刮墨刀所移位的水平距离很小。用于补偿所述移位的印刷头的额外水平平移可保持很小。
如本文所述的施压器械可包括第一刮墨刀和第二刮墨刀,所述第一刮墨刀和第二刮墨刀均具有矩形端部部分。第一刮墨刀和第二刮墨刀可以以相对于彼此倾斜的取向安装到印刷头的一部分。本文描述的方法可包括由第一刮墨刀在第一印刷行程期间执行第一印刷操作,其中施压器械的倾斜角为正。所述方法可包括由致动器布置将施压器械的倾斜角从正角调整到负角。可通过相对于旋转轴线(旋转轴线可设置在第一刮墨刀和第二刮墨刀上方)旋转印刷头的至少一部分来调整倾斜角。所述方法可包括在第二印刷行程期间由第二刮墨刀执行第二印刷操作,其中施压器械的倾斜角为负。
图28-图29分别以前视图和侧视图示出了印刷头110的示例。施压器械 512可包括刮墨刀2830。刮墨刀2830可以是施压器械512的唯一刮墨刀、特别是印刷头110的唯一刮墨刀。刮墨刀2830可具有矩形端部部分。刮墨刀2830 可安装到可旋转支撑件2820。可旋转支撑件2820可旋转地连接到印刷头110 的主体部分2810。可旋转支撑件2820可具有旋转轴线2850。可旋转支撑件 2820可围绕旋转轴线2850旋转以调整刮墨刀2830的倾斜角。旋转轴线2850 可延伸穿过可旋转支撑件2820和/或穿过刮墨刀2830。可旋转支撑件2820可相对于主体部分2810旋转。可旋转支撑件2820可由致动器布置2150旋转。致动器布置2150可包括扭矩电机。
施压器械512可具有主轴线2860(或主平面)。主轴线2860可在刮墨刀 2830的长度方向上延伸,如图28所示。主轴线2860可垂直于旋转轴线2850 和/或可与旋转轴线2850相交。
图28的(a)示出了呈竖直取向的印刷头110。主轴线2860竖直地(或基本上竖直地)延伸。施压器械512的倾斜角为零。
图28的(b)-(c)示出了呈倾斜取向的印刷头110。提供了在主轴线2860 与竖直参考轴线2870(或竖直参考平面)之间的倾斜角2130。在图28的(b) 中,倾斜角2130为正,这可是在由刮墨刀2830在第一方向1上执行的印刷行程期间的情况。在图28的(c)中,倾斜角2130为负,这可是在由刮墨刀2830 在第二方向2上执行的印刷行程期间的情况。
图28-图29所示的印刷头110的优点是在旋转轴线2850与丝网之间的竖直距离非常小,甚至比在图27所示的印刷头中的更小。当通过旋转可旋转支撑件2820来调整倾斜角2130时,刮墨刀的水平移位非常小。另一个优点是单个刮墨刀足以在第一方向1和第二方向2两者上执行印刷行程。另一个优点是可使用具有矩形端部部分的刮墨刀,从而提供如上所述的优点。
如本文所述的印刷头可包括主体部分和可旋转地安装到主体部分的可旋转支撑件。如本文所述的施压器械可包括安装到可旋转支撑件的刮墨刀。刮墨刀可具有矩形端部部分。致动器布置可被构造为旋转可旋转支撑件以调整施压器械的倾斜角。本文描述的方法可包括由刮墨刀在第一印刷行程期间执行第一印刷操作,其中施压器械的倾斜角为正。所述方法可包括由连接到可旋转支撑件的致动器布置将施压器械的倾斜角从正角调整到负角。倾斜角可通过相对于旋转轴线(该旋转轴线可延伸穿过刮墨刀)旋转可旋转支撑件来调整。所述方法可包括由刮墨刀在第二印刷行程期间执行第二印刷操作,其中施压器械的倾斜角为负。
图30示出了如本文所述的印刷头110的示例。印刷头110可包括主体部分3010。致动器布置2150可包括第一致动器3042和第二致动器3044。第一致动器3042和第二致动器3044可设置在印刷头110的相对侧上,特别是主体部分3010的相对侧上。第一致动器3042和/或第二致动器3044可以是线性电机。第一致动器3042和/或第二致动器3044可被构造为提供在上下方向上的移动。第一致动器3042和/或第二致动器3044可在上下方向上相对于主体部分3010移动。
第一致动器可连接到第一铰链部分3022。第一致动器3042可被构造为向上和/或向下移动第一铰链部分3022的至少一部分。第一铰链部分3022可包括可设置在第一铰链部分3022的上部部分处的第一旋转轴线3052。第一旋转轴线3052可以是基本上水平的旋转轴线。由第一致动器3042施加到第一铰链部分3022的力可使第一铰链部分3022的上部部分向下或向上移动,并且可致使第一铰链部分3022相对于第一旋转轴线3052旋转。
第二致动器可连接到第二铰链部分3024。第二致动器3044可被构造为向上和/或向下移动第二铰链部分3024的至少一部分。第二铰链部分3024可包括可设置在第二铰链部分3024的上部部分处的第二旋转轴线3054。第二旋转轴线3054可以是基本上水平的旋转轴线。由第二致动器3044施加到第二铰链部分3024的力可使第二铰链部分3024的上部部分向下或向上移动,并且可致使第二铰链部分3024相对于第二旋转轴线3054旋转。
第一铰链部分3022可在第一铰链部分3022的底部部分处和/或在第二铰链部分3024的底部部分处接合到第二铰链部分3024。印刷头110的施压器械 512可包括刮墨刀3030。刮墨刀3030可以是施压器械512的唯一刮墨刀。刮墨刀3030可具有呈锥形形状的端部部分。替代地,端部部分可具有矩形形状。刮墨刀的上部部分可连接到第一铰链部分3022的底部部分或第二铰链部分 3024的底部部分。刮墨刀3030相对于第一铰链部分3022和/或相对于第二铰链部分3024的取向可以是固定的。
施压器械512可具有主轴线3060(或主平面)。主轴线3060可在刮墨刀 3030的长度方向上延伸。第一致动器3042和第二致动器3044可在主轴线3060 的相对侧上。第一旋转轴线3052和第二旋转轴线3054可在主轴线3060的相对侧上。
图30的(a)示出了呈竖直取向的印刷头110。主轴线3060竖直地(或基本上竖直地)延伸。施压器械512的倾斜角为零。
图30的(b)-(c)示出了呈倾斜取向的印刷头110。提供了在主轴线3060 (或主平面)与竖直参考轴线3070(或竖直参考平面)之间的倾斜角2130。在图30的(b)中,倾斜角2130为正,这可以是在由刮墨刀在第一方向1上执行的印刷行程期间的情况。可通过向下移动第一铰链部分3022和/或向上移动第二铰链部分3024来提供正倾斜角,从而产生刮墨刀3030向左的角运动。在图30的(c)中,倾斜角2130为负,这可以是在由刮墨刀在第二方向2上执行的印刷行程期间的情况。可通过向上移动第一铰链部分3022和/或向下移动第二铰链部分3024来提供负倾斜角,从而产生刮墨刀3030向右的角运动。
图30所示的印刷头110的优点是所讨论的设计产生特别轻的印刷头,即,重量小的印刷头。另外,具有呈锥形形状的端部部分的刮墨刀具有如上所述的优点。另一个优点是单个刮墨刀足以在第一方向1和第二方向2两者上执行印刷行程。
如本文所述的印刷头可包括致动器布置。致动器布置可包括第一致动器和第二致动器。第一致动器和第二致动器可以是线性电机。印刷头的施压器械可包括刮墨刀。第一致动器和第二致动器可连接到刮墨刀。第一致动器和第二致动器可各自被构造为提供在上下方向上的移动来调整施压器械的倾斜角。本文描述的方法可包括由刮墨刀在第一印刷行程期间执行第一印刷操作,其中施压器械的倾斜角为正。所述方法可包括由致动器布置将施压器械的倾斜角从正角调整到负角。可通过由第一致动器提供在上下方向上的移动和/或通过由第二致动器提供在上下方向上的移动来调整倾斜角。所述方法可包括由刮墨刀在第二印刷行程期间执行第二印刷操作,其中施压器械的倾斜角为负。
图31示出了如本文所述的印刷头110的示例。印刷头110可包括弯曲引导件3120、特别是弧形引导件或C形引导件。施压器械512可包括刮墨刀 3130。刮墨刀3130可以是施压器械512的唯一刮墨刀。刮墨刀3130可具有矩形端部部分。刮墨刀3130的上部部分可移动地连接到弯曲引导件3120。弯曲引导件3120可以是静止的。弯曲引导件3120可不被构造为进行旋转。致动器布置2150(图31中未示出)可连接到刮墨刀3130以相对于弯曲引导件3120移动刮墨刀的上部部分。其中,刮墨刀3130的上部部分可沿着由弯曲引导件 3120限定的弯曲轨迹移动。刮墨刀3130的上部部分相对于弯曲引导件3120 的移动可造成刮墨刀的倾斜角的调整。致动器布置2150可包括线性电机。施压器械512可具有主轴线3160(或主平面)。如图所示,主轴线3160可在刮墨刀3130的长度方向上延伸。
图31的(a)示出了呈竖直取向的印刷头110。主轴线3160竖直地(或基本上竖直地)延伸。施压器械512的倾斜角为零。图31的(b)-(c)示出了呈倾斜取向的印刷头110。提供了在主轴线3160(或主平面)与竖直参考轴线 3170(或参考平面)之间的倾斜角2130。在图31的(b)中,倾斜角2130为正,这可以使在由刮墨刀3130在第一方向1上执行的印刷行程期间的情况。可通过将刮墨刀的上部部分移动到弯曲引导件3120的第一侧来提供正倾斜角。在图31的(c)中,倾斜角2130为负,这可以是在由刮墨刀3130在第二方向 2上执行的印刷行程期间的情况。可通过将刮墨刀的上部部分移动到弯曲引导件3120的与第一侧相对的第二侧来提供负倾斜角。
图31所示的印刷头110的优点是旋转中心非常低。当通过沿着弯曲引导件3120移动刮墨刀3130来调整倾斜角2130时,刮墨刀3130的水平移位非常小。另一个优点是单个刮墨刀足以在第一方向1和第二方向2两者上执行印刷行程。另一个优点是可使用具有矩形端部部分的刮墨刀3130,从而提供如上所述的优点。
如本文所述的印刷头可包括弯曲引导件。印刷头的施压器械可包括可移动地耦接到弯曲引导件的刮墨刀。致动器布置可被构造为相对于弯曲引导件移动刮墨刀以调整施压器械的倾斜角。刮墨刀的一部分可沿着由弯曲引导件限定的弯曲轨迹移动。本文描述的方法可包括由刮墨刀在第一印刷行程期间执行第一印刷操作,其中施压器械的倾斜角为正。所述方法可包括由致动器布置将施压器械的倾斜角从正角调整到负角。可通过相对于弯曲引导件移动刮墨刀来调整倾斜角。所述方法可包括由刮墨刀在第二印刷行程期间执行第二印刷操作,其中施压器械的倾斜角为负。
图27-图31所示的印刷头中的每个可包括如本文所述的竖直定位致动器。另外,图27-图31所示的印刷头可用于执行本文描述的方法,并且所讨论的印刷头的特征可特别地与关于图1-图25描述的任何方面结合。
在用来制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的方法在根据本文描述的实施方式的控制器的控制下执行。所述方法包括由第一驱动致动器使印刷头在丝网上方从初始位置移动到最终位置,以在第一方向上执行印刷行程,所述最终位置与初始位置间隔开印刷行程的总行程距离。所述方法包括由第二驱动致动器使材料处理头在丝网上方移动,以在第一方向上执行覆墨行程。在印刷行程的至少一部分期间,使印刷头移动远离材料处理头,以增大在印刷头与材料处理头之间的分隔距离。在印刷头到达与初始位置间隔开总行程距离的50%或更多的目标位置时开始覆墨行程。
图32示出了根据本文描述的实施方式的控制器3200。控制器可包括计算机或计算机网络。控制器可被构造为接收输入数据、处理输入数据和发布输出数据,例如以指令的形式。控制器3200可连接到以下部件中的任一者:第一驱动致动器112;或者第二驱动致动器122;或者第三驱动致动器1122;或者印刷头110的竖直定位致动器514;或者材料处理头120的竖直定位致动器 524;或者材料处理头1120的竖直定位致动器3224;或者印刷头110的致动器布置2150;或者以上部件的任何组合。控制器3200可以本文描述的方式控制上述部件。
根据一个实施方式,提供了一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备的控制器。控制器被构造为控制第一驱动致动器来使印刷头在丝网上方移动,以在第一方向上执行印刷行程。控制器被构造为控制第二驱动致动器来使材料处理头在丝网上方移动,以在第一方向上执行材料处理行程。其中,第一驱动致动器和第二驱动致动器被控制为使得材料处理头在材料处理行程期间位于印刷头后面,以及使得在印刷行程的距离增大阶段期间,使印刷头移动远离材料处理头,以增大在印刷头与材料处理头之间的分隔距离。
控制器可被构造为执行本文描述的方法的任何方面或所述方面的任何组合。
控制器可被构造为控制第二驱动致动器,使得材料处理头在距离增大阶段期间相对于第一方向基本上静止。
控制器可被构造为控制第二驱动致动器来使材料处理头在材料处理行程的距离减小阶段期间朝向印刷头移动,以减小印刷头与材料处理头之间的分隔距离,所述距离减小阶段是在距离增大阶段之后执行的。
控制器可被构造为控制第一驱动致动器和第二驱动致动器,使得材料处理头在材料处理行程期间的平均行程速度高于印刷头在印刷行程期间的平均行程速度,使得材料处理行程的持续时间短于印刷行程的持续时间。
控制器可被构造为控制竖直定位致动器,使得材料处理头的覆墨件的竖直位置在材料处理行程期间基本上恒定。
印刷头可被构造为在第一方向上从初始位置移动到最终位置,以执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离。控制器可被构造为控制第一驱动致动器和/或第二驱动致动器,使得在距离增大阶段期间印刷头与材料处理头之间所达到的最大分隔距离为总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至90%或更多。
控制器可被构造为控制第二驱动致动器,使得在印刷行程已经开始之后和 /或在印刷行程已经结束之前开始材料处理行程。
印刷头可被构造为在第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离。控制器可被构造为控制第二驱动致动器,使得在印刷头到达目标位置时开始材料处理行程。目标位置可与初始位置间隔开总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至90%或更多。目标位置可基本上对应于基板或基板接收区域的第一边缘的位置。
印刷头的施压器械可在向丝网施加压力时以倾斜角倾斜,如本文所述。控制器可连接到致动器布置以在印刷行程的至少一部分期间控制施压器械的倾斜角。
印刷行程可以是第一印刷行程。材料处理头可以是第一材料处理头。材料处理行程可以是第一材料处理行程。控制器可被构造为控制第一驱动致动器来在与第一方向相反的第二方向上移动印刷头,以执行第二印刷行程。控制器可被构造为控制第三驱动致动器来在第二方向上移动第二材料处理头,以执行第二材料处理行程。
控制器可被构造为控制第一驱动致动器来在第二印刷行程的距离增大阶段期间使印刷头移动远离第二材料处理头,以增大在印刷头与第二材料处理头之间的分隔距离。控制器可被构造为控制第三驱动致动器,使得第二材料处理头在第二印刷行程的距离增大阶段期间相对于第二方向基本上静止。控制器可被构造为控制第三驱动致动器,使得在第二印刷行程已经开始之后和/或在第二印刷行程已经结束之前开始第二材料处理行程。控制器可被构造为控制第三驱动致动器来在第二材料处理行程的距离减小阶段期间使第二材料处理头移动朝向印刷头,以减小在印刷头与第二材料处理头之间的分隔距离。控制器可被构造为控制第一驱动致动器和第三驱动致动器,使得第二材料处理头在第二材料处理行程期间的平均行程速度高于印刷头在第二印刷行程期间的平均行程速度,使得第二材料处理行程的持续时间短于第二印刷行程的持续时间。控制器可被构造为控制竖直定位致动器,使得第二材料处理头的覆墨件的竖直位置在第二材料处理行程期间基本上恒定。控制器可被构造为控制第一驱动致动器和/或第三驱动致动器,使得在第二印刷行程期间印刷头与第二材料处理头之间所达到的最大分隔距离为第二印刷行程的总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至90%或更多。控制器可被构造为控制第三驱动致动器,使得在印刷头到达目标位置时开始第二材料处理行程。目标位置可与第二印刷行程的初始位置间隔开第二印刷行程的总行程距离的50%或更多、70%或更多或甚至 90%。目标位置可基本上对应于基板或基板接收区域的第二边缘的位置。
施压器械的倾斜角可在第一印刷行程的至少一部分期间为正。控制器可被构造为控制印刷头的致动器布置以执行施压器械的角运动,来将倾斜角从正角改变为负角。控制器可被构造为控制第一驱动致动器来使印刷头在第二方向上移动,同时施压器械在第二印刷行程的至少一部分期间以施压器械的负倾斜角将材料从丝网转移到基板。
根据另一个实施方式,提供了一种在用于制造太阳能电池的基板上执行丝网印刷的设备。所述设备包括丝网。所述设备包括印刷头。所述设备包括第一驱动致动器,所述第一驱动致动器连接到印刷头以至少在第一方向上移动所述印刷头。所述设备包括材料处理头。所述设备包括第二驱动致动器,所述第二驱动致动器连接到材料处理头以至少在第一方向上移动所述材料处理头。所述设备包括控制器,所述控制器连接到第一驱动致动器和第二驱动致动器,所述第一驱动致动器和所述第二驱动致动器是单独可控的。所述控制器被构造为控制第一驱动致动器来使印刷头在丝网上方移动,以在第一方向上执行印刷行程。所述控制器被构造为控制第二驱动致动器来使材料处理头在丝网上方移动,以在第一方向上执行材料处理行程。其中,材料处理头在材料处理行程期间位于印刷头后面,并且在印刷行程的距离增大阶段期间,使印刷头移动远离材料处理头,以增大在印刷头与材料处理头之间的分隔距离。控制器可以是根据本文描述的实施方式的控制器。设备可被构造为执行本文描述的方法的任何特征或所述特征的任何组合。设备可以是太阳能电池生产设备。
设备可包括用于接收基板的基板接收区域。印刷头可包括施压器械。设备 (更具体地是印刷头)可包括竖直定位致动器以调整施压器械的竖直位置。设备(更具体地是印刷头)可包括致动器布置以调整施压器械的倾斜角。
材料处理头可包括覆墨件。设备(更具体地是材料处理头)可包括竖直定位致动器以调整覆墨件的竖直位置。
印刷行程可以是第一印刷行程。材料处理行程可以是第一材料处理行程。第一驱动致动器可被构造为在与第一方向相反的第二方向上移动印刷头,以执行第二印刷行程。第二驱动致动器可被构造为在第二方向上移动材料处理头以执行第二材料处理行程。
材料处理头可以是第一材料处理头。设备可包括第二材料处理头。第二材料处理头可包括覆墨件或覆墨刀。设备可包括连接到第二材料处理头的第三驱动致动器。第一驱动致动器、第二驱动致动器和第三驱动致动器可以是单独可控的。第三驱动致动器可被构造为在第一方向和/或第二方向上移动第二材料处理头。第三驱动致动器可被构造为在第二方向上移动第二材料处理头,以执行第二材料处理行程。设备(更具体地是第二材料处理头)可包括竖直定位致动器以调整第二材料处理头的覆墨件的竖直位置。
印刷头可包括施压器械,所述施压器械包括第一刮墨刀和第二刮墨刀,所述第一刮墨刀和所述第二刮墨刀两者以相对于彼此倾斜德尔取向安装到印刷头的一部分。设备可包括连接到施压器械以调整所述施压器械的倾斜角的致动器布置。
尽管前述内容针对的是本公开内容的实施方式,但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下,可设想本公开内容的其他和进一步实施方式,并且本公开内容的范围由所附权利要求书的范围确定。
Claims (27)
1.一种在基板上执行丝网印刷的设备的控制器,所述基板用于制造太阳能电池,其特征在于,所述控制器被构造为:
控制第一驱动致动器(112)来使印刷头(110)在丝网(50)上方移动,以在第一方向(1)上执行印刷行程;以及
控制第二驱动致动器(122)来使材料处理头(120)在所述丝网上方移动,以在所述第一方向上执行材料处理行程,
所述第一驱动致动器和所述第二驱动致动器被控制为使得所述材料处理头在所述材料处理行程期间位于所述印刷头后面,并且使得在所述印刷行程的距离增大阶段期间,使所述印刷头移动远离所述材料处理头,以增大所述印刷头与所述材料处理头之间的分隔距离(250)。
2.如权利要求1所述的控制器,其中所述印刷头被构造为在所述第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行所述印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离,其中在所述距离增大阶段期间所述印刷头与所述材料处理头之间所达到的最大分隔距离为所述总行程距离的50%或更多。
3.如权利要求1所述的控制器,其中所述控制器被构造为控制所述第二驱动致动器,使得所述材料处理头在所述距离增大阶段期间相对于所述第一方向基本上静止。
4.如权利要求1所述的控制器,其中所述控制器被构造为控制所述第二驱动致动器,使得所述材料处理行程在所述印刷行程已经开始之后开始、或者在所述印刷行程已经结束之前开始、或者在所述印刷行程已经开始之后和在所述印刷行程已经结束之前开始。
5.如权利要求1所述的控制器,其中所述印刷头被构造为在所述第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行所述印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离,其中所述控制器被构造为控制所述第二驱动致动器,使得在所述印刷头到达与所述初始位置间隔开所述总行程距离的50%或更多的目标位置时开始所述材料处理行程。
6.如权利要求1所述的控制器,其中所述控制器被构造为控制所述第二驱动致动器,使得在所述材料处理行程的距离减小阶段期间,使所述材料处理头朝向所述印刷头移动,以减小在所述印刷头与所述材料处理头之间的所述分隔距离,所述距离减小阶段是在所述距离增大阶段之后执行的。
7.如权利要求1所述的控制器,其中所述控制器被构造为控制所述第一驱动致动器和所述第二驱动致动器,使得所述材料处理头在所述材料处理行程期间的平均行程速度高于所述印刷头在所述印刷行程期间的平均行程速度,从而所述材料处理行程的持续时间短于所述印刷行程的持续时间。
8.如权利要求1所述的控制器,其中所述材料处理头包括覆墨件,并且所述材料处理行程是覆墨行程。
9.如权利要求1所述的控制器,其中所述材料处理头包括覆墨件,其中所述控制器被构造为控制竖直定位致动器,使得所述覆墨件的竖直位置在所述材料处理行程期间基本上恒定。
10.如权利要求1所述的控制器,其中所述印刷头包括用于向所述丝网施加压力以将沉积材料从所述丝网转移到所述基板的施压器械(512)。
11.如权利要求10所述的控制器,其中所述施压器械包括一个或多个刮墨刀。
12.如权利要求1所述的控制器,其中所述印刷头包括用于向所述丝网施加压力以将材料从所述丝网转移到所述基板的施压器械(512),其中所述施压器械连接到致动器布置,所述致动器布置被构造为调整所述施压器械的倾斜角(2130),其中所述控制器被进一步构造为:
控制所述致动器布置以在所述印刷行程的至少一部分期间控制所述施压器械的所述倾斜角。
13.如权利要求1所述的控制器,其中所述印刷行程为第一印刷行程,所述材料处理头为第一材料处理头,并且所述材料处理行程为第一材料处理行程,其中所述控制器被进一步构造为:
控制所述第一驱动致动器来在与所述第一方向相反的第二方向(2)上移动所述印刷头,以执行第二印刷行程;以及
控制第三驱动致动器(1122)以使第二材料处理头(1120)移动,以在所述第二方向上执行第二材料处理行程。
14.如权利要求13所述的控制器,其中所述印刷头包括用于向所述丝网施加压力以将材料从所述丝网转移到所述基板的施压器械(512),其中所述施压器械连接到致动器布置,所述致动器布置被构造为调整所述施压器械的倾斜角(2130),其中所述控制器被进一步构造为:
控制所述致动器布置,使得所述施压器械的所述倾斜角在所述第一印刷行程的至少一部分期间为正;
控制所述致动器布置以执行所述施压器械的角运动,以将所述倾斜角从正角改变为负角;
控制所述致动器布置,使得所述施压器械的所述倾斜角在所述第二印刷行程的至少一部分期间为负。
15.一种在基板上执行丝网印刷的设备的控制器,所述基板用于制造太阳能电池,其特征在于,所述控制器被构造为:
控制第一驱动致动器(112)来使印刷头(110)在丝网(50)上方从初始位置移动到最终位置,以在第一方向(1)上执行印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离;以及
控制第二驱动致动器(122)来使材料处理头(120)在所述丝网上方移动,以在所述第一方向上执行覆墨行程,
使得所述印刷头在所述印刷行程的至少一部分期间移动远离所述材料处理头,以增大在所述印刷头与所述材料处理头之间的分隔距离(250),并且使得在所述印刷头到达与所述初始位置间隔开所述总行程距离的50%或更多的目标位置时开始所述覆墨行程。
16.一种在基板(60)上执行丝网印刷的设备,所述基板用于制造太阳能电池,其特征在于,所述设备包括:
丝网(50):
印刷头(110);
第一驱动致动器(112),所述第一驱动致动器连接到所述印刷头以至少在第一方向(1)上移动所述印刷头;
材料处理头(120);
第二驱动致动器(122),所述第二驱动致动器连接到所述材料处理头以至少在所述第一方向上移动所述材料处理头;以及
控制器(3200),所述控制器连接到所述第一驱动致动器和所述第二驱动致动器,所述第一驱动致动器和所述第二驱动致动器是单独可控的,所述控制器被构造为:
控制所述第一驱动致动器来使所述印刷头在所述丝网上方移动,以在所述第一方向上执行印刷行程;以及
控制所述第二驱动致动器来使所述材料处理头在所述丝网上移动,以在所述第一方向上执行材料处理行程,
使得所述材料处理头在所述材料处理行程期间位于所述印刷头后面,并且使得在所述印刷行程的距离增大阶段期间使所述印刷头移动远离所述材料处理头,以增大在所述印刷头与所述材料处理头之间的分隔距离(250)。
17.如权利要求16所述的设备,其中所述印刷头被构造为在所述第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行所述印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离,其中在所述距离增大阶段期间所述印刷头与所述材料处理头之间所达到的最大分隔距离为所述总行程距离的50%或更多。
18.如权利要求16所述的设备,其中所述控制器被构造为控制所述第二驱动致动器,使得所述材料处理头在所述距离增大阶段期间相对于所述第一方向基本上静止。
19.如权利要求16所述的设备,其中所述印刷头被构造为在所述第一方向上从初始位置移动到最终位置以执行所述印刷行程,所述最终位置与所述初始位置间隔开所述印刷行程的总行程距离,其中所述控制器被构造为控制所述第二驱动致动器,使得在所述印刷头到达与所述初始位置间隔开所述总行程距离的50%或更多的目标位置时开始所述材料处理行程。
20.如权利要求16所述的设备,其中所述控制器被构造为控制所述第二驱动致动器,使得在所述材料处理行程的距离减小阶段期间使所述材料处理头移动朝向所述印刷头,以减小在所述印刷头与所述材料处理头之间的所述分隔距离,所述距离减小阶段是在所述距离增大阶段之后执行的。
21.如权利要求16所述的设备,其中所述材料处理头包括覆墨件,并且所述材料处理行程是覆墨行程。
22.如权利要求16所述的设备,其中所述印刷头包括用于向所述丝网施加压力以将沉积材料从所述丝网转移到所述基板的施压器械(512)。
23.如权利要求22所述的设备,其中所述施压器械包括一个或多个刮墨刀。
24.如权利要求16所述的设备,其中所述材料处理头为第一材料处理头,并且所述材料处理行程为第一材料处理行程,所述设备进一步包括:
第二材料处理头(1120);以及
第三驱动致动器(1122),所述第三驱动致动器连接到所述第二材料处理头,其中所述第三驱动致动器被构造为在与所述第一方向相反的第二方向(2) 上移动所述第二材料处理头以执行第二材料处理行程。
25.如权利要求16所述的设备,其中所述印刷头包括施压器械(512),其中所述设备包括连接到所述施压器械以调整所述施压器械的倾斜角(2130)的致动器布置(2150)。
26.如权利要求25所述的设备,其中所述施压器械(512)包括第一刮墨刀(2732)和第二刮墨刀(2734),所述第一刮墨刀和所述第二刮墨刀两者都以相对于彼此倾斜的取向安装到所述印刷头的一部分。
27.如权利要求16所述的设备,其中所述设备的所述控制器为如权利要求1至15中任一项所述的控制器。
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CN202122020802.7U CN216579758U (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 在基板上执行丝网印刷的设备及其控制器 |
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