TWI553891B - 用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法和設備 - Google Patents

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Description

用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法和設備
本發明關於一種使用刻劃和噴墨印刷技術以形成分離的電性的晶胞並且以串聯方式互連該些晶胞來製造各種薄膜裝置的處理。特別是，其描述一種新穎的方法用以在單一步驟處理中形成該些晶胞以及串連互連結構於太陽能板中，太陽能板具有下電極材料、半導體材料以及上電極材料之連續層。其係特別地適合用於形成在可撓性基板上之太陽能板由於該單一步驟處理消除關於連續的層到層的刻劃之對準問題。該方法亦適合用於其他薄膜裝置的製造，例如發光平板或是電池。本發明亦關於用於執行該所述方法的設備。
在薄膜太陽能板中形成及互連晶胞的一般方法涉及連續的層鍍膜以及雷射刻劃處理。要完成該結構通常需要三個分開的鍍膜處理以及三個分開的雷射處理。通常以六個連續步驟來履行該些處理，其由在每個鍍膜步驟之後執行分割步驟所組成，如下所述：
a)沉積該下電極材料之薄層於整個基板表面上。該基板通常為玻璃但是亦可為聚合物薄板。該下層經常為透明導電氧化物，例如氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦錫(ITO)。有時基板為不透光材料，例如鉬(Mo)。
b)雷射刻劃平行線以典型地5-10mm的間隔橫跨該平 板表面直接穿透該下電極層以分隔該連續的膜成為電性絕緣的晶胞區域。
c)沉積該主動電力產生層於整個基板面積上。此層可由單一非晶矽層或是雙層非晶矽以及微晶矽所組成。亦可使用其他半導體材料層，例如碲化鎘和硫化鎘(CdTe/CdS)以及銅銦鎵硒(CIGS)。
d)雷射刻劃線穿透此主動層或平行其的層並且盡可能靠近在該地一電極層中之該初始刻劃而不損害該下電極材料。
e)沉積第三、上電極層於整個平板面積上，其通常為金屬，例如鋁或透明導體，例如ZnO。
f)在此第三層中之雷射刻劃線靠近且平行其它線以中斷該上電極之電的連續性。
此沉積程序接續在藉由雷射隔離分裂該平板成為複數個分隔開的長、窄晶胞之後，並且在該平板中造成將電性的串聯連接於所有的晶胞之間。以此方法，整個平板所產生的電壓係以每個晶胞以及數個晶胞中所形成之勢能(potential)的乘積而產生。平板典型地被分成50-100個晶胞，如此則整個平板的輸出電壓基本上為50至100伏特的範圍。每個晶胞基本上寬為5-15 mm且約為1000mm長。用於多步驟的太陽能板之製造方法之製程的完整描述係提供於JP10209475中。
已設計出一些方案以簡化該製造太陽能板之多步驟的製程，其係藉由結合一些分離層之鍍膜步驟。其減少該基 板必須從真空被移至大氣環境的次數並且因此可能導致提升膜層的品質且增加太陽能板的效能。美國專利案號第US6919530、US6310281號和公開號第US2003/0213974A1號皆描述用於製造太陽能板之方法，三者中之兩者需要在雷射刻劃被履行之前鍍製膜層。該下電極層和該主動層(或數層)被連續地沉積並且接著兩層被一起雷射刻劃以形成溝槽，該溝槽接著被填充絕緣材料。對於US6310281和US2003/0213974A1而言，其提出該溝槽之填充係藉由噴墨印刷而被履行。在該溝槽填充之後，該互連程序係如上文所述，以雷射刻劃穿透該主動層、沉積上電極層以及該上電極層之最後刻劃以隔離該些晶胞。
亦設計出一方案，其中所有的三層之鍍膜係在任何雷射刻劃之前被履行。專利案號第WO 2007/044555 A2號描述一種製造太陽能板之方法，其中完整的三層堆疊係以一個處理順序而被鍍膜，接著將雷射刻劃形成並且穿透該堆疊。該雷射刻劃處理為複雜的，由於其由一個具有兩個不同深度的單一刻劃所組成。在該刻劃的第一側，該雷射完全穿透三層的堆疊直達該基板以電性地分隔該下電極層來定義該些晶胞，而在該刻劃的第二側，該雷射僅穿透該上層和主動層以留下一區域，此處有下電極層材料之突出部被曝露。絕緣材料被局部地施加至該刻劃的第一側，其穿透至該基板，如此則該絕緣材料覆蓋該下電極層之邊緣以及在該刻劃的第一側上之主動層的邊緣。接著，傳導材料係被沉積入該刻劃中，如此則其橋接先前被施加之絕緣材 料且連接在該地一側上之上電極層至在第二側上之下電極材料的該突出部。
描述於專利申請案號WO2007/044555A2中之處理為複雜的並且需要小心的控制。在該雙階段雷射刻劃處理之該第二階段過程中所產生的廢物可能沉積在下電極材料之突出部的上表面而導致差的電性連接。較高程度的控制需要確保該絕緣材料係被準確地放置在正確的位置於該刻劃的第一側上並且沒有材料被沉積於下電極材料之突出部的上部上。需要極高的精確度以確保該傳導材料被正確地放置並且並未接觸在該刻劃之第二側上的該上電極。由於上述所有的原因，以此方法則晶胞連接可能無法被做到具有高穩定度。
因此，依然有對於太陽能板或其相似物的一個新的晶胞形成和互連處理之需求，其開始於三層的完全堆疊，然而以快速、簡單且可靠的方式處理使得該晶胞互連。
此處理亦可被應用於如發光平板和電池之其他薄膜裝置之製造的晶胞之形成和串聯互連。相似於太陽能板之裝置，該裝置由下電極層、主動層和上電極層所組成，該些係沉積在硬的或可撓式的基板上。藉由劃分該裝置成為多個晶胞和串聯連接該些晶胞可使其操作於高於基本單一晶胞電壓之電壓之下。提出於此之該雷射和噴墨晶胞之形成和互連設備係適合於如此之操作。
對於發光平板，該上電極和下電極係可能地為相同的用於太陽能板之材料(例如TCO或是金屬)但是該主動材料 為非常不同的。在此情況中，主動層最可能為有機材料但是無機材料亦為可能的。主動有機層不是基於低分子量材料(所謂OLED)就是高分子量聚合物(所謂P-OLED)。電洞和電子傳遞層通常與主動發光層在一起。對於該些發光平板，操作係在低電壓並且所有的層為薄的，因此描述於此之互連處理係對於劃分該平板為數個晶胞並且以串連方式連接該些晶胞以允許操作於實質上較高電壓為理想的。
對於薄膜電池而言，該些層通常為複雜的。以基於鋰離子技術之薄膜電池為例，該下層具有兩個組成-一個用於電流收集之金屬層以及一個作為陰極的氧化鋰鈷層(LiCoO3)。該上層亦具有兩個組成-一個用於電流收集之金屬層以及一個作為陽極的氮化鈦層(Sn3N4)。在此兩層之間中為主動層-鋰磷氧氮化物(lithium phosphorous oxynitride；LiPON)電解質。對於該種電池而言，操作在低電壓並且所有的層為薄的，因此描述於此之互連處理係對於劃分該電池為數個晶胞並且以串連方式連接該些晶胞以允許操作於實質上較高電壓為理想的。
申請人提出一種方法和設備用於在一個單一結合的處理中劃分薄膜裝置為分離的晶胞，其中所有的切割處理以及基於沉積處理的噴墨係藉由在單次通過橫跨該裝置中之處理頭的移動之方式來履行。其係描述於專利申請第WO2011/048352號中並且其之教示係被合併於此。本發明關於此方法和設備的變化，其為該單次通過中之該些處理步驟被執行的方式而提供較高的機動性。
根據本發明之第一態樣，其提供一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法，該薄膜裝置具有第一層，其為下電極層；第二層，其為主動層；以及第三層，其為上電極層，該些層係為連續地在該裝置之上，該些分離的晶胞係被電性地互相串連，在處理頭橫跨該裝置的單次通過時，該等晶胞之劃分以及相鄰晶胞之間的電性連接係被執行，該處理頭包含位於該裝置上之第一部份以及位於該裝置下之第二部份，處理頭之該等第一和第二部份在該單次通過中一起履行下面步驟：a)將第一切割穿透該等第一、第二以及第三層；b)將第二切割穿透該等第二以及第三層，該第二切割相鄰於該第一切割；c)將第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於第二切割並且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；d)使用在該處理頭之第一部分上的第一噴墨印刷頭以沉積非傳導材料進入該第一切割中；以及e)使用在該處理頭之第一部分上的第二噴墨印刷頭施加傳導材料以橋接在該第一切割中之非傳導材料並且不是全部就是部分地填充該第二切割，如此以形成在該第一層和該第三層之間的電性連接，其中，步驟(a)在步驟(d)之前，步驟(d)在步驟(e)之前，且步驟(b)在步驟(e)之前，除此之外，該些步驟在該處理頭橫跨該裝置的單次通過中可以任何順序被執行，並且其中 該等第一、第二和第三切割中之至少一者係使用雷射射束而被形成，該雷射射束係由該處理頭之第二部分被導引由該裝置的下側朝向該等第一、第二和第三層。
根據本發明之第二態樣，其提供一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之設備，該薄膜裝置具有第一層，其為下電極層；第二層，其為主動層；以及第三層，其為上電極層，該些層係為連續地在該裝置之上，該些分離的晶胞係被電性地互相串連，該裝置包含處理頭，該處理頭具有安置成位於該裝置上之第一部份以及安置成位於該裝置下之第二部份，該處理頭之該等第一和第二部份一起被提供有：f)一個或是多個切割單元，用以使第一切割穿透該等第一、第二和第三層；使第二切割穿透該等第二和第三層，該第二切割相鄰於該第一切割；以及使第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於該第二切割且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；g)第一噴墨印刷頭，用以沉積非傳導材料進入該第一切割內；以及h)第二噴墨印刷頭，用以施加傳導材料以橋接在該第一切割中之該非傳導材料並且不是全部就是部分地填充該第二切割，如此以形成在該第一層和該第三層之間的電性連接該裝置亦包含：i)驅動工具，用以相對於該裝置而移動處理頭；以及j)控制工具，用以控制該處理頭相對於該裝置之移動 以及啟動該一個或多個切割單元和該等第一及第二噴墨印刷頭，則劃分該裝置為分離的晶胞以及形成相鄰晶胞之間的電性連接可以在該處理頭橫跨該裝置之單次通過中被全部執行，其中該等第一及第二噴墨印刷頭係被提供於該處理頭之該第一部份上並且被安置以施加材料至該裝置之上側且該等切割單元或中之一者係被提供於該處理頭之該第二部份上並且被安置以藉由雷射射束之方式形成該等第一、第二或第三切割中之至少一者，該雷射射束從該裝置之下側自該第二部份被導引朝向該等第一、第二和第三層。
用於本文中之術語如於…上和於…下、上側和下側係用以來瞭解其係參照為平面裝置的相對側的相關位置(如果定向該層係被提供於其之上側)並且並非限制在空間中之該裝置的定向。在實施中，該裝置可在任何定向上並且提出之範例係相對於重力之橫向與縱向兩者。
在本發明之詳細的描述中，下文之該切割單元皆基於雷射而被用以形成切割穿透各種層，該些來自雷射之射束係被聚焦以切除及移除材料而形成絕緣切割。此為用於形成切割之較佳的方法，但是其他的切割方法亦可被使用。用於形成切割的另一種方法為以細線或針尖的機械刻劃。該等機械刻劃可被用於取代用以形成所有或部分的第一、第二或第三切割-除了該些形成在該裝置之下側的切割。
如同描述於WO 2007/044555 A2中之發明，此發明涉及薄膜裝置之處理，該薄膜裝置具有三個層的完整堆疊，但是隨後的層切割和噴墨處理係較不複雜並且相較於描述 於較為WO 2007/044555 A2中之發明為較耐用的。而在WO2007/044555 A2中，所有三個鍍膜在任何層切割或是噴墨沉積材料之前被依序的施加。理想上為，該些鍍膜可在單一真空處理中被施加，但其並非絕對必要。
如上所指出，本發明之重點在於，在該些鍍膜沉積之後，一個單一結合層切割和噴墨處理係被用以使得晶胞互連。一個“單一結合處理”表示所有的該等切割處理以及所有的相關噴墨基材沉積處理係藉由一方式履行，該方式為該處理頭橫跨該所有或部分的太陽能板之單次通過為在一個平行於該基板表面之平板中且在平行於該等晶胞之間的交界之方向上。需要用於製造一個或多個晶胞互連的所有的切割單元和所有的噴墨印刷頭不是接附至該處理頭之第一部份就是接附至第二部份，則因此所有的物件以相同的速度一起移動橫跨該平板，且所有的處理係在該處理頭之單次通過中執行。
該些施加至該基板的各種層切割以及各種噴墨沉積處理的順序可依據所使用之材料而有所變化。該等各種的層切割單元和噴墨印刷頭係被接附至該處理頭之第一和第二部份，以該等配置，則在該處理頭相對於該基板移動時達到正確的順序。
為了簡化說明，於後文中之描述，該等層切割處理將參照為雷射切除。然而，應注意的是，所有的或部分的雷射切割處理可被機械刻劃處理(或是其它切割處理)取代-而用於從該裝置之下側所執行之切割除外。
專利案號第WO 2011/048352號描述一種用於劃分薄膜太陽能板為分離的晶胞並且電性地串聯連接該些晶胞之方法和設備。該設備使用一處理頭，其提供有以適當光學元件所遞送之三個雷射射束同時絕緣和傳導墨水係藉由兩個或多個噴嘴遞送。所有的該些組件係被安裝在處理頭上，其致使在兩相鄰的晶胞之間友一個單一互連結構，使得該處理頭橫跨該太陽能板之單次通過產生一個單一互連結構。
該處理頭橫跨該平板之通過亦可在兩個方向上，則無論該處理頭在那個方向上移動，有足夠數量的墨水分發噴嘴以及該些係被安置以使得墨水可被分發進入由雷射射束所形成之溝槽中。
為了在該基板上之該處理頭的相同通過中形成數個互連結構，數組雷射射束遞送光學元件和流體噴嘴可被平行使用。互連結構係被形成於整個平板之上，其係藉由將該處理頭以相同於晶胞之寬度的距離或是晶胞寬度的倍數距離且以與互連垂直之方向上跨步並且來回移動該處理頭橫跨該平板。
當該基板為透明時，可期待的是，在某些情況中，一個或多個雷射射束可以從該基板之相對側照到該基板。在此情況中，該雷射射束將傳遞通過該玻璃基板並且與構成上電極和下電極以及形成在下面之該太陽電池之主動層的該些材料作用。
背側作用方法為已知的，例如在製造基於非晶矽(α-Si) 為主動材料之太陽能板的製造過程中，該些方法係被用於主動層和上電極層之刻劃，並且在製造基於CdTe為主動材料之太陽能板的製造過程中，該些方法可被用於刻劃所有的三層。該些已知的處理皆涉及多重步驟的處理，該些係與本發明相關的單一結合步驟不相同。沒有一個已知處理涉及在該處理頭之相同通過中沉積材料。
在本發明之較佳的變化形式中，具有第一和第二部份位於該平板之相對側上的處理頭之使用係被提出以形成該晶胞互連結構。該處理頭之第一部份係位於該基板之該側，而基板之該側鍍有上和下電極層和主動層，並且該處理頭配有所有的噴嘴以遞送所有所需的絕緣和傳導墨水以形成該晶胞互連結構。該處理頭之該第一部份可具有任何所需的裝置以在處理進行中固化該些墨水且亦可具有光學元件以遞送或多個雷射射束。
該處理頭之第二部份係位於該該基板的相對側，其未鍍膜，並且該第二部分自該裝置之下側遞送一個或多個雷射射束。
在操作中，該處理頭之該等第一和第二部份一起移動橫跨該平板-一個在上而一個在下。其可藉由該兩個部份被實際上地接附或者是提供於分離的線性架臺上而具有一控制系統以使得該兩個部份的位置維持鎖定在一起而達到該操作。或者是，該處理頭的兩部分被固定並且該基板移動於該兩者之間。在此情況中，將瞭解的是，該兩個部份在實行中係被鎖定在一起，也就是它們彼此的相對位置係為 固定的。
然而，較佳的是，該處理頭之第一和第二部份係被安置為不是實際上地鎖定在一起就是使用控制訊號電性地“鎖定”以支配該等第一和第二部份之移動，亦可以藉由確保它們在初始為精確地對準並且確保它們移動的控制為充分地精確以維持它們的對準而為有效地鎖定它們。
將瞭解的是，所述之該單一結合處理具有重大的優點，其在於確保所有的切割和沉積步驟係被確實地相對於彼此而安置且對準，並且同時簡化製造程序且使較高速的處理成為可能。本發明延伸該些優點至某些情況，在該情況中，其希望(而非必需)自該裝置之下側履行至少部份的切割操作。這使得可以使用不同的技術來形成所需的切割，並在可用的選擇中提供了更大的靈活性。當該處理頭的兩個部份被連接及/或安置為一體而移動時，該單一結合處理之對準和速度優勢係被擴張至該些進一步的技術。將瞭解的是，否則，自一基板之不同側的不同步驟之執行將僅增加確保過程的各個階段準確地對準的難度。
亦較佳的是，某些雷射刻劃係從該裝置之上側被執行，特別是用於形成第一切割(穿透所有的三個層)之雷射刻劃。其之優點在於，可以從該基板之不同側履行切割步驟，例如一個從上方一個從下方(反之亦可)。
如上文所指出，從下面履行雷射切割之一個優點為，其可使用不同的切割技術。上文所述之雷射切割通常涉及材料的切除以形成一溝槽，從該層之上表面作用至該層之 材料中。當材料係從相反方向被照射時，來自下面的雷射切割可被履行，其藉由加熱在該溝槽底部的材料而被形成，如此則在其上之材料係自該基板被噴出或是爆開。在某些情況中，該技術為較佳的，因為其可以提供該溝槽形狀之較好的控制且/或涉及使用較低功率的雷射。從下面切割該基板之優點亦為從該溝槽所噴出之材料不會通過朝向聚焦該雷射射束於該基板上之光學元件，故由噴射材料所造成的該等該光學元件之汙染係被避免。此外，當該材料由該基板遠離該雷射射束(而不是背對著該雷射射束的來源)的該側被噴出時，其係較易於收集所噴出之材料，例如以一個適合抽出噴嘴，以避免其沉積於基板上之別處(該處理頭之該第一部份位於該基板上，如果必要，其可被放置遠離該排除面積以提供較多空間給一碎片蒐集裝置)。
其他較佳的以及可選擇的本發明之特徵將從本說明書之所附的申請專利範圍而為顯而易見的。
圖1顯示基於第WO 2011/048352號專利之先前技術。其顯示三個雷射射束和兩個噴墨噴嘴的第一安置，該等雷射射束和噴墨噴嘴係被接附至一處理頭以在該處理頭的單次通過中完成一單一晶胞互連結構。太陽能板1具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。互連係藉由該處理頭在X方向上對於該平板之相對移動來製成。該平板之一面積2，其包含一區域，此處相鄰之晶胞係被形成且連接，如該圖 中右側之放大圖所示。此顯示該移動處理頭之部分具有一起的雷射射束和噴墨噴嘴，其對應於一單一晶胞互連結構。該太陽能板包含下電極層、主動層和上電極層以及第一、第二和第三雷射射束3、4和5分別製成穿透三個層的第一刻劃6、穿透上兩層的第二刻劃7和穿透上層的第三刻劃8。該第三雷射射束可穿透該主動層但是不用穿透該下電極層。該圖指出該處理頭和所接附之雷射射束在相對於該基板之X方向上移動，使得在該基板表面上，該第一雷射射束3係在第二雷射射束4之前，而第二雷射射束4同樣的在第三雷射射束5之前。噴墨噴嘴9係被接附至該處理頭並且係位於平行於X方向之一線上並且通過第一雷射射束3之該位置。此噴嘴9噴出絕緣流體10之連續流或是液滴流以填充該第一雷射刻劃線6。第二噴墨噴嘴11，其不是相似於該第一噴嘴就是操作於相似或是較高的液滴排出率，或者在所噴出之液滴尺寸方面為相似或是較大的或是以數個較小的噴嘴所組成，該第二噴墨噴嘴11亦被接附至該處理頭並且位於X方向上，如此以當該處理頭移動於該基板上時，該第二噴墨噴嘴11接在第一噴墨頭9和該第二雷射射束4之後。該第二噴墨噴嘴11噴出傳導流體12之連續流或是液滴流。該噴嘴係位於Y方向上且於該等第一和第二雷射刻劃6和7之上方，如此則該流體12係被沉積在該基板表面且形成電性地傳導橋於先前所施加之絕緣流體10上方，該橋從在第一刻劃6之左側上的該上電極表面延伸至在該第二刻劃7之基底的該下電極表面。當該處 理頭在X方向上移動橫跨該基板時，該等用來執行以形成且完成該互連結構的五個處理之順序係如下所述：1)藉由第一雷射射束3而雷射刻劃線6穿過所有的三個層；2)藉由噴墨噴嘴9遞送第一絕緣墨水10以填充第一雷射刻劃線6；3)藉由第二雷射射束4而第二雷射刻劃線7穿過上兩層；4)藉由第二噴墨噴嘴11遞送傳導墨水12以形成傳導橋橫跨第一雷射刻劃線6至第二雷射刻劃線7；5)藉由第三雷射射束5而雷射刻劃線8穿過上層。
通常需要在施加該傳導墨水之前固化該絕緣墨水，故使用固化裝置(未顯示)局部地施加熱或是紫外光(UV)。該些固化裝置係被接附至該處理頭於適當的位置，例如在噴嘴9和11之間。取代在X方向上移動該處理頭於一固定不動的基板表面上(如圖所示)，該等相同的雷射和噴墨處理順序可藉由固定該處理頭不動並且在相對的X方向上移動該平板來達到。
對於各種雷射射束和噴嘴在處理頭上有很多的其他的配置，如專利案號第WO 2011/048352中所指出的。在所有的情況中，為了達成令人滿意的互連，其要點為：1)該雷射刻劃處理必須永遠在第一印刷處理之前；2)該第一印刷處理必須永遠在該第二印刷處理之前；3)該第二雷射刻劃處理必須永遠在該第二印刷處理之 前。
如圖1所示之雷射射束和噴嘴之配置，以及在任何配置中，該等噴嘴係僅位於該等第一和第二雷射射束之一側，而該處理頭可藉由僅在一個方向上移動橫跨該基板而形成一互連。該等配置可能限制形成互連的速率，故一個較佳的配置為在該等第一和第二雷射射束之兩側上具有噴嘴，則可允許在兩個方向上形成互連。
圖2顯示基於專利案WO 2011/048352之進一步的先前技術。此圖顯示三個雷射射束和兩個第一噴墨頭和兩個第二噴墨頭之配置，該些係被放置以允許該處理頭在任一方向上之操作。太陽能板1具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。此表示，互連係藉由該處理頭在任一X方向上對於該平板之相對移動來製成。平板之一面積2，其包含一區域，此處相鄰之晶胞係被連接，如該圖中右側之放大圖所示，並且顯示部分的具有關聯的雷射射束和噴墨噴嘴之移動處理頭，其對應於一個單一晶胞互連結構。第一、第二和第三雷射射束3、4和5分別地形成第一刻劃穿過所有三個層、第二刻劃穿過上兩層以及第三刻劃穿過上層。兩個第一噴墨噴嘴9和9’係被接附至該處理頭並且位於該第一雷射射束之每一側上且於一直線，其平行於X方向並且通過第一雷射射束3之位置。該等第一噴嘴噴出絕緣流體之流以填充該第一雷射刻劃。兩個第二、較大的噴墨噴嘴或是多個較小的噴嘴11和11’亦被接附至該處理頭並且位於該第一雷射射束之每一側上且於一直線，其平行於X方 向並且通過靠近第一雷射射束3之位置。該等第二噴墨噴嘴噴出傳導流體之流。該等噴嘴11和11’係位於Y方向上於第一和第二雷射刻劃6和7的上方，如此則該沉積於基板表面上之傳導流體形成一個電性地傳導橋於先前所施加之絕緣流體的上方，該橋從在第一刻劃6之左側上的該上電極表面延伸至在該第二刻劃7之基底的該下電極表面。當該處理頭在任一X方向上移動橫跨該基板時，一個或是其他每個第一噴墨噴嘴以及一個或是其他對應的第二噴墨噴嘴係被致動，使得該等用來執行以形成且完成該互連結構的五個處理之順序係如下所述：1)以第一、第二和第三雷射射束完成第一、第二和第三雷射刻劃；2)依據處理頭的行進方向，藉由任一第一噴墨噴嘴9或9’遞送絕緣墨水以填充第一雷射刻劃線；3)依據處理頭的行進方向，藉由任一第二噴墨噴嘴11或11’遞送傳導墨水以形成傳導橋橫跨第一雷射刻劃線至第二雷射刻劃線。
通常需要在施加該傳導墨水之前固化該絕緣墨水，故使用固化裝置(未顯示)局部地施加熱或是紫外光(UV)。該些固化裝置係被接附至該處理頭於適當的位置，例如在噴嘴9和11之間以及噴嘴9’和11’之間。
取代在X方向上移動該處理頭於一固定不動的基板表面上(如圖所示)，該等相同的雷射和噴墨處理順序可藉由固定該處理頭不動並且在相對的X方向上移動該平板來達到。
圖3顯示藉由圖2中所示之設備被遞送至該積板表面雷射和噴墨處理的時序。圖3A顯示基板1，其上有堆疊層13，其由被沉積之下電極層、主動層和上電極層所組成。該些層係被依序地施加而不具有任何中間雷射處理。圖3B顯示接著執行的三個雷射處理。第一雷射射束3係入射於該鍍膜上並且刻劃溝槽6，溝槽6穿透所有三個層直達基板。第二雷射射束4亦入射於該鍍膜上並且刻劃溝槽4，溝槽4穿透上兩層但是並未穿透該下電極層。第三雷射射束5亦入射於該鍍膜上並且刻劃溝槽8，溝槽8穿透該上電極層並且可能亦穿透進入該主動層但是不應破壞該下電極層。根據圖2中所示之雷射射束的配置，該等三個雷射刻劃係同時產生但是其並非必要的，且該等三個雷射刻劃可被依序地執行。此外，它們被產生的順序並非要緊的。在所有三層處理被完成之後，藉由噴墨印刷以施加材料。圖3C顯示絕緣流體10是如何藉由噴墨噴嘴14之手段而被施加進入該第一雷射刻劃。流體10立即被UV固化或是之後被熱固化以形成固體。Fig 3D顯示下一個步驟，其中為傳導或是包含傳導粒子之流體12係藉由噴墨噴嘴15之手段而被施加於在第一刻劃中之絕緣材料10的上方並且進入第二雷射刻劃。流體12之後被熱固化以形成固體。流體12不會延伸進入第三刻劃8。傳導材料12形成一個橋於絕緣材料10之上方以將在左側上的上電極層電性地連接至在右側上的下電極層以串聯連接相鄰的晶胞。
圖4顯示設備，其適合用於實行如圖1或2中所示之 晶胞互連處理。太陽能板1係被安裝於一個平夾持板上，該平夾持板係被安裝於轉移臺16和16’上，其藉由適當的馬達而被驅動，例如移動馬達或伺服驅動馬達17、17’，如此則該平板可以在兩個正交的方向X和Y上且平行該平板之邊緣而移動。來自雷射單元18之射束係藉由鏡子19、19’而被導引至被安裝在該平板上方處的處理頭20。在該處理頭中用來分開該射束成為第一、第二和第三雷射射束的光學元件之細節以及在該處理頭上相關的第一和第二噴墨頭未被顯示於圖中。在操作過程中，該處理頭為固定的並且該平板係在Y方向上以一系列的線性方式移動，每次通過橫跨該基板，接著為在X方向上的一個跨步。該處理頭可在每一個通過中，不是藉由使用如圖1所示之該處理頭組件配置在單一方向上就是使用如圖2所示之該處裡頭組件配置在兩個方向上處理一個單一晶胞互連。該圖顯示一個固定不動的處理頭，而該基板在兩個軸上移動但是以其他配置來實行係為可能的。一個較佳的配置具有在一個軸方向上移動的基板並且該處理頭在另一個方向上移動。一配置中，該處理頭在兩個正交的軸上移動於一固定不動的基板之上方亦為可能的。該等第一、第二和第三雷射射束可源於一個單一雷射或是相似或不同型態的多個雷射源。
圖5顯示基於第WO 2011/048352號專利之先前技術。此圖顯示一個顯示於圖4中之設備的簡化圖，其強調單一處理頭20被用於遞送所有的三個雷射射束3、4和5至基 板1之僅僅一側，而該側為具有被施加堆疊鍍膜的那一側，該些雷射射束係源於單一或多個雷射18並且所有的絕緣和傳導墨水係源於第一噴墨噴嘴9和9’以及第二噴墨噴嘴11和11’。
圖6顯示一顯示於圖2中之個別的互連處理單元如何可被擴展以提供一裝置，該裝置可以平行的方式同時地處理多個互連結構。該圖顯示太陽能板1具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。平板之一面積2，其包含如該圖中右側之放大圖所示之在數個晶胞之間的連接。此顯示部分的移動處理頭具有關聯的雷射射束和噴墨噴嘴，(在此範例中)其對應於五個晶胞互連結構。裝置21沿著一直線托住且放置五組平行的第一、第二和第三雷射射束22。個別的射束係未顯示。該裝置可關於垂直於該圖之平面的軸旋轉以在Y方向上在該些射束組之間設置間距以準確地符合該晶胞節距。五組的第一、第二和第三射束之該列製造五個平行的第一切割穿透該等三個層、五個平行的第二切割穿透該等第二和第三層以及五個平行的第三切割穿透該上層。裝置23和23’沿著一直線托住並且放置五個平行的第一噴墨噴嘴9或9以施加五個平行線的絕緣流體進入該等五個第一雷射切割中。該等裝置可關於垂直於該圖之平面的軸旋轉以在Y方向上在該些噴嘴之間設置間距以準確地符合該晶胞節距。任一組的第一噴墨噴嘴係依據該處理頭在X方向上相對於該基板表面之行進的方向而被致動，如此則隨著該第一雷射切割之後施加絕緣墨水。裝置24和24’沿 著一直線托住並且放置五個平行的第二噴墨噴嘴11或11’以施加五個平行線的傳導流體於在該等五個第一切割中之該絕緣流體之上並且進入該等五個第二雷射切割中。該等裝置可關於垂直於該圖之平面的軸旋轉以在Y方向上在該些噴嘴之間設置間距以準確地符合該晶胞節距。任一組的第二噴墨噴嘴係依據該處理頭在X方向上相對於該基板表面之行進的方向而被致動，如此則隨著在該第一和第二雷射切割之後的施加絕緣墨水之後施加傳導墨水。平板1和處理頭係在X方向上相對於彼此而移動，如此則該基板之面積看起來為連續的：1)第一、第二和第三雷射射束之行，2)第一噴墨噴嘴之行，3)第二噴墨噴嘴之行。
圖7圖示根據本發明之處理的實施例並且顯示遞送至基板之雷射和噴墨處理的時序。圖7A顯示透明基板1，其上有堆疊層13，該堆疊層由被沉積之下電極層、主動層和上電極層所組成。該些層係被依續地施加而沒有任何中間雷射處理。圖7B顯示接著執行的三個雷射處理，在此範例中，所有的該些雷射都從基板之下、未鍍膜側入射於基板上。第一雷射射束3從下方與該些鍍膜交互作用並且移除所有的三層以形成溝槽6，其延伸所有的三層且遠至該基板表面。第二雷射射束4亦從下方與該些鍍膜交互作用並且移除上兩層以形成溝槽7，其穿透上兩層但是未穿透該下電極層。第三雷射射束5亦從下方與該些鍍膜交互作用並且 移除至少該上層以形成溝槽8，其穿透該上電極層。雷射射束5可亦部分地或全部地移除該主動層(如該圖中所示)而不會影響到該晶胞互連結構之效用。該等三個雷射刻劃可被同時形成或是它們可被依序執行。其中該等三個雷射刻劃之形成順序並非關鍵的。在三個雷射處理被完成之後，藉由噴墨印刷來施加材料。圖7C顯示如何藉由噴墨噴嘴14之手段來施加絕緣流體10進入該第一刻劃中。流體10立即被UV固化或隨後熱固化以形成一固體。圖7D顯示下一個步驟，其中流體12係為導體或是含有導體粒子，其係藉由噴墨噴嘴15之手段被施加於在第一刻劃中之絕緣材料10上並且亦進入該第二雷射刻劃中。流體12接著被熱或是其他方式地固化以形成一固體。流體12不會延伸進入第三刻劃8中。傳導材料12形成一橋於絕緣材料10之上以電性地連接在左側上之上電極層至在右側上之下電極層以將鄰近的晶胞以串聯的方式連接。
圖8顯示該處理頭之第一和第二部分的配置，期可被用於執行如圖7中所示之處理。該處理頭的第一部份20遞送源於第一噴墨噴嘴9和9’以及第二噴墨噴嘴11和11’之所有的絕緣和傳導墨水至基板1之具有被施加之堆疊的鍍膜之該側。該處理頭的第二部份25遞送所有的三個雷射射束3、4和5至該基板，使得該些射數可穿透該玻璃基板並且與在該基板之上側的各個層交互作用。在平板中平行於該處理頭之第一和第二部份的基板表面之相對位置係被調整和維持，如此則藉由在該處理頭之該第一部份上之該等 噴嘴所沉積之墨水準確地對應於藉由該處理頭之該第二部份所遞送之該等雷射射束所產生之在該些層中的溝槽。
第一、第二和第三雷射射束可由單一雷射源或多個雷射源所產生。在稍後的情形中，該些雷射可以為相似的型式或是不同的型式。
該處理頭和基板之間的相對移動可解由數種方法達成；該處理頭的兩個部份可被固定地托住並且該基板在兩個軸上移動、該基板在一軸上移動並且該處理頭的兩個部份在另一軸上一起移動以及該處理頭的兩個部份在兩個正交軸上對一固定的基板而一起移動。
顯示於圖8中之配置可被容易地擴張以允許使用顯示於圖6中之型式的裝置於該基板上的處理頭之單次通過而同時形成多個晶胞互連。在此情況中，而不是只有足夠用於形成一單一互連的第一和第二噴嘴被安裝於該處理頭之該第一部份上，適當的裝置被用於安裝平行地操作的數組第一和第二噴嘴，該些組被分隔開為晶胞節距或是數個晶胞節距。此外，而不是僅有藉由該處理頭之該第二部份所遞送之三個雷射射束，適當的裝置被用於遞送平行地操作的數組雷射射束，該等數組雷射射束被分隔開為晶胞節距或數個晶胞節距。
除了該噴墨噴嘴和雷射源之外，該處理頭之該第一部份可亦提供有碎片蒐集裝置(未顯示)，例如一吸力噴嘴，當雷射切割使用在該處理頭之該第二部份上之雷射源執行時，從該基板之上側移除所噴出之廢物。
圖9顯示根據本發明之另一較佳的實施例之遞送該雷射和噴墨處理至基板的時序。該處理頭包含兩個相對部份，但是在此情況中，該雷射射束之一者係藉由該處理頭之該第一部份而被遞送至該鍍膜側，而三個雷射射束之剩下的兩者係藉由該處理頭之該第二部份而從未鍍膜側被遞送至基板。圖9A顯示基板1，其上有堆疊層13，其由被沉積之下電極層、主動層和上電極層所組成。該些層係被依續地施加而沒有任何中間雷射處理。圖9B顯示接著執行的三個雷射處理，在此範例中，該些雷射係從該基板的兩側入射。第一雷射射束3係從上方入射於該鍍膜上並且刻劃溝槽6，其穿透所有三層直達該基板。第二雷射射束4從下方與該鍍膜交互作用並且移除上兩層以形成溝槽7，其割裂該上兩層而未割裂該下電極層。第三雷射射束5亦從下方與該鍍膜交互作用並且移除至少上層以形成溝槽8，其割裂該上電極層。雷射射束5亦可移除該主動層(如該圖中所示)而不影響該晶胞互連結構的效用。該等三個雷射刻劃可被同時形成或是它們可被依序執行。其中該等三個雷射刻劃之形成順序並非關鍵的。在三個雷射處理被完成之後，藉由噴墨印刷來施加材料。圖9C顯示如何藉由噴墨噴嘴14之手段來施加絕緣流體10進入該第一刻劃中。流體10立即被UV固化或隨後熱固化以形成一固體。圖9D顯示下一個步驟，其中流體12係為導體或是含有導體粒子，其係藉由噴墨噴嘴15之手段被施加於在第一刻劃中之絕緣材料10上並且亦進入該第二雷射刻劃中。流體12接著被熱固化以 形成一固體。流體12不會延伸進入第三刻劃8中。傳導材料12形成一橋於絕緣材料10之上以電性地連接在左側上之上電極層至在右側上之下電極層以將鄰近的晶胞以串聯的方式連接。
圖10顯示該處理頭之第一和第二部份之配置，其可被用於執行如圖9中所示的處理。該處理頭之第一部份20遞送源於第一噴墨噴嘴9和9’以及第二噴墨噴嘴11和11’之所有的絕緣和傳導墨水至基板1之具有被施加之堆疊的鍍膜之該側。第一雷射射束3源於雷射18，其亦藉由該處理頭之第一部份20而被遞送至該基板之上、鍍膜側。該處理頭之第二部份25遞送第二和第三雷射射束4和5至該基板，使得該射束可穿透該玻璃基板並且與該基板之上側的各個層交互作用。第二和第三雷射射束可源於相同的單一雷射源18’或源於多個雷射源。在下文的情況中，該些雷射可為相同或不同的型式。
顯示於圖7、8、9和10中之該些射束的很多其他的分布為可能的；a)第一和第二射束從該鍍膜側，第三射束從該未鍍膜側；b)第一和第三射束從該鍍膜側，該第二射束從該未鍍膜側；c)第二和第三射束從該鍍膜側，該第一射束從該未鍍膜側；d)第一和第二射束從該未鍍膜側，第三射束從該鍍膜 側；e)第一和第三射束從該未鍍膜側，第二射束從該鍍膜側。
顯示於圖10中之配置以及如上所列出之所有的配置亦可被容易地擴張以允許使用顯示於圖6中之型式的裝置於該基板上的處理頭之單次通過而同時形成多個晶胞互連。在此情況中，而不是只有足夠用於形成一單一互連的第一和第二噴嘴被安裝於該處理頭之該第一部份上，適當的裝置被用於安裝平行地操作的數組第一和第二噴嘴，該些組被分隔開為晶胞節距或是數個晶胞節距。此外，而不是僅有藉由該處理頭之該第二部份所遞送之三個雷射射束，適當的裝置被用於遞送平行地操作的數組雷射射束，該等數組雷射射束被分隔開為晶胞節距或數個晶胞節距。此外，而不是僅有藉由該處理頭之該等第一和第二部份之結合遞送一組的三個雷射，適當的裝置被用於遞送平行地操作之數組的三個雷射射束，該些組被分隔開為晶胞節距或是數個晶胞節距。
圖11顯示用於執行如上文所述之互連形成處理的另外之設備。圖4、5、8和10所有顯示一較佳的配置，其中該具有向上的該鍍膜側之基板係被水平地安置而該處理頭之第一部份於該基板之上方並且該處理頭之第二部份於該基板之下方。對於此之其他配置為可能的並且一較佳的配置係顯示於圖11中。在此情況中，基板1係被安置為垂直於該處理頭之第一和第二部份的每一側上，該處理頭之第一 部份20含有第一噴墨噴嘴9和9’以及第二噴墨噴嘴11和11’用於遞送該絕緣墨水和傳導墨水至該基板之該鍍膜側，而該處理頭25之第二部份從雷射源(或數個雷射源)18遞送第一、第二和第三雷射射束3、4和5至該基板之相反於該鍍膜側之該側。該晶胞互連結構係為垂直的並且形成該互連結構之該處理頭的兩個部份一起在垂直的X方向上移動於該基板之相對側，而該基板透過該設備如所示之在水平Y方向上移動。
其他配置，據此藉由該處理頭之該第一部份遞送該某些第一、第二和第三雷射射束亦為可能的。
描述於上文中之該處理和設備具有數個主要功能：1)該處理頭之第一和第二部份係被置於該基板之相對側上；2)該處理頭之該第一部份於基板之該鍍膜側上遞送所有的絕緣和傳導墨水；3)該處理頭之該第二部份於基板之該未鍍膜側上遞送至少一個雷射射束；4)並非由該處理頭之該第二部份所遞送之雷射射束係藉由該處理頭之該第一部份遞送；5)該處理頭之第一和第二部份的位置係被鎖在一起，則它們如一者(相對於該基板)移動；6)該處理頭之第一和第二部份在一單次通過基板上方中一起形成一晶胞互連；7)該處理頭可被安置以在一單一或兩個方向上產生互 連；8)該處理頭可被安置以在單次通過中形成一或多個互連；9)該基板可為水平的或是垂直的；10)藉由該處理頭之該第一部份執行的該雷射層刻劃處理中之一者或是多者可被機械刻劃處理取代。
1‧‧‧太陽能板
2‧‧‧面積
3‧‧‧第一雷射射束
4‧‧‧第二雷射射束
5‧‧‧第三雷射射束
6‧‧‧第一刻劃
7‧‧‧第二刻劃
8‧‧‧第三刻劃
9,9’‧‧‧噴墨噴嘴
10‧‧‧絕緣流體
11,11’‧‧‧第二噴墨噴嘴
12‧‧‧傳導流體
13‧‧‧堆疊層
14‧‧‧噴墨噴嘴
15‧‧‧噴墨噴嘴
16,16’‧‧‧轉移臺
17,17’‧‧‧移動馬達或伺服驅動馬達
18‧‧‧雷射單元
18’‧‧‧單一雷射源
19,19’‧‧‧鏡子
20‧‧‧處理頭
21‧‧‧裝置
22‧‧‧雷射射束
23,23’‧‧‧裝置
24,24’‧‧‧裝置
25‧‧‧第二部份
本發明僅以範例的方式被描述於本文中，並且參照隨附圖式，其中：圖1顯示描述於專利案WO 2011/048352號中之已知設備的放大、概要、平面圖之部份；其顯示該等三個雷射射束和兩個噴墨噴嘴之設備，其係被接附至一處理頭以形成單一晶胞互連結構；圖2顯示描述於專利案WO 2011/048352號中之另一已知設備的放大、概要、平面圖之部份；其顯示該等三個雷射射束和兩組相關的噴墨噴嘴之設備，其係被接附至一處理頭而藉由在任一方向上移動處理頭以形成單一晶胞互連結構；圖3說明描述於專利案第WO 2011/048352號中之雷射和噴墨處理用於分離薄膜裝置成為分隔的晶胞；圖4顯示用於在兩個方向上相對於該處理頭移動一基板之已知設備，如專利案號WO 2011/048352中所述；圖5為顯示於圖4(有些部份省略)中之該設備之概要側 視圖；圖6顯示顯示描述於專利案WO 2011/048352號中之另一已知設備的放大、概要、平面圖之部份；其顯示雷射射束陣列和兩個噴墨噴嘴陣列如何可被安裝於處理頭上並且被用於在任一方向上於平板上以一個單一通過形成多個鄰近晶胞互連結構；圖7說明根據本發明之第一實施例的雷射和噴墨處理的順序，其用於分離一薄膜裝置成為分離的晶胞；圖8為設備的概要側視圖，其可被用於如圖7中所示之處理；圖9說明根據本發明之第二實施例的雷射和噴墨處理的順序，其用於分離一薄膜裝置成為分離的晶胞；圖10為設備的概要側視圖，其可被用於如圖9中所示之處理；以及圖11為另一類型的設備之概要側視圖，其可被用於如圖7至圖9中所示之處理。
1‧‧‧太陽能板
3‧‧‧第一雷射射束
4‧‧‧第二雷射射束
5‧‧‧第三雷射射束
6‧‧‧第一刻劃
7‧‧‧第二刻劃
8‧‧‧第三刻劃
10‧‧‧絕緣流體
12‧‧‧傳導流體
13‧‧‧堆疊層
14‧‧‧噴墨噴嘴
15‧‧‧噴墨噴嘴

Claims (16)

  1. 一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法，其中該薄膜裝置具有第一層，其為下電極層；第二層，其為主動層；以及第三層，其為上電極層，該第一層、該第二層和該第三層均為連續地在該裝置之上，該些分離的晶胞係被電性地互相串連，在處理頭橫跨該裝置的單次通過時，該等晶胞之劃分以及相鄰晶胞之間的電性連接係被執行，該處理頭包含位於該裝置上之第一部份以及位於該裝置下之第二部份，處理頭之該等第一和第二部份係一起提供有一個或多個切割單元並且該第一部分係提供有第一和第二噴墨印刷機，該第一和第二部分被配置而相對於該裝置以相同的速度一起移動，如此以在該處理頭於該裝置上的該單次通過中履行下面步驟：a)將第一切割穿透該等第一、第二以及第三層；b)將第二切割穿透該等第二以及第三層，該第二切割相鄰於該第一切割；c)將第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於第二切割並且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；d)使用在該處理頭之第一部分上的第一噴墨印刷頭以沉積非傳導材料進入該第一切割中；以及e)使用在該處理頭之第一部分上的第二噴墨印刷頭施加傳導材料以橋接在該第一切割中之非傳導材料並且不是全部就是部分地填充該第二切割，如此以形成在該第一層和該第三層之間的電性連接， 其中，步驟(a)在步驟(d)之前，步驟(d)在步驟(e)之前，且步驟(b)在步驟(e)之前，除此之外，該些步驟在該處理頭橫跨該裝置的單次通過中可以任何順序被執行，並且其中藉由該一個或多個切割單元而被形成的該等第一、第二和第三切割中之至少一者係使用雷射射束，該雷射射束係由該處理頭之第二部分被導引由該裝置的下側朝向該等第一、第二和第三層。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該單次通過中被執行的該些步驟順序係藉由該等第一及第二噴墨印刷頭以及在該處理頭上用於形成該等第一、第二和第三切割的組件之在該處理頭上之相對位置來決定。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該等第一、第二和第三切割中之兩者或是更多者係使用雷射射束來形成。
  4. 如申請專利範圍第1項或2項之方法，其中該第一切割係自該裝置之上藉由切割工具來形成，該切割工具藉由該處理頭之第一部份來執行，並且該等第二及第三切割中之至少一者係使用雷射射束而被形成，該雷射射束係由該處理頭之第二部份被導引朝向由該裝置的下側。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該處理頭在任一或是兩個方向上橫跨該薄膜裝置之單次通過中可以實施所有該等步驟。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在該等單次通過中而該非傳導材料及該傳導材料中之至少一者沉積之 後執行一個或多個固化步驟。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該處理頭之該等第一和第二部份係被安置以相對該裝置而移動，如此則該等第一和第二部份相對於彼此的位置係固定。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該薄膜裝置為下述中之一者：太陽能板、發光平板及電池。
  9. 一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之設備，該薄膜裝置具有第一層，其為下電極層；第二層，其為主動層；以及第三層，其為上電極層，該第一層、該第二層和該第三層均為連續地在該裝置之上，該些分離的晶胞係被電性地互相串連，該裝置包含處理頭，該處理頭具有安置成位於該裝置上之第一部份以及安置成位於該裝置下之第二部份，該第一部份和該第二部份被配置而相對於該裝置以相同的速度一起移動，該處理頭之該等第一和第二部份一起被提供有：a)一個或是多個切割單元，用以使第一切割穿透該等第一、第二和第三層；使第二切割穿透該等第二和第三層，該第二切割相鄰於該第一切割；以及使第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於該第二切割且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；b)第一噴墨印刷頭，用以沉積非傳導材料進入該第一切割內；以及c)第二噴墨印刷頭，用以施加傳導材料以橋接在該第一切割中之該非傳導材料並且不是全部就是部分地填充該 第二切割，如此以形成在該第一層和該第三層之間的電性連接，該裝置亦包含：d)驅動工具，用以相對於該裝置而移動處理頭；以及e)控制工具，用以控制該處理頭相對於該裝置之移動以及啟動該一個或多個切割單元和該等第一及第二噴墨印刷頭，則劃分該裝置為分離的晶胞以及形成相鄰晶胞之間的電性連接可以在該處理頭橫跨該裝置之單次通過中被全部執行，其中該等第一及第二噴墨印刷頭係被提供於該處理頭之該第一部份上並且被安置以施加材料至該裝置之上側且該等切割單元或中之一者係被提供於該處理頭之該第二部份上並且被安置以藉由雷射射束之方式形成該等第一、第二或第三切割中之至少一者，該雷射射束從該裝置之下側自該第二部份被導引朝向該等第一、第二和第三層。
  10. 如申請專利範圍第9項之設備，其中該一個或是多個切割單元被提供於該處理頭之該第二部份上並且包含一個或多個脈衝雷射用以形成該等第一、第二和第三切割。
  11. 如申請專利範圍第9項之設備，其中該一個或多個切割單元包含兩種或多種型式的脈衝雷射用以形成該等第一、第二及第三切割中之至少一者。
  12. 如申請專利範圍第9、10或11項之設備，其中該等第一及第二噴墨印刷頭以及在該處理頭上用於形成該等第一、第二和第三切割之該些切割單元的在該處理頭上之相對位置決定在該處理頭的單次通過中執行該些步驟的順 序。
  13. 如申請專利範圍第9、10或11項之設備，其中一個或多個固化裝置係被提供於該處理頭之該第一部份上，以在該處理頭之單次通過期間，固化由該等第一及第二噴墨印刷頭中之至少一者所施加的非傳導材料及傳導材料中之至少一者。
  14. 如申請專利範圍第9、10或11項之設備，其中該驅動工具包含一個或多個雙軸伺服驅動馬達，用以相對於該裝置以兩個正交方向移動該處理頭之該等第一及第二部份。
  15. 如申請專利範圍第9、10或11項之設備，其中該控制系統係被安置以使得該裝置和處理頭彼此在平行於該等第一和第二切割之長度的第一方向上以連續的路徑橫跨該裝置而相對移動，並且在該路徑的終端，在垂直於該第一方向之方向上跨步一與該等晶粒之寬度相同的預定距離以被形成於該裝置或是一整合並聯的裝置中。
  16. 如申請專利範圍第9、10或11項之設備，其中一碎片蒐集裝置係被提供於該處理頭之該第一部份上，當在該處理頭之該第二部份上之切割單元被用以形成該等第一、第二或第三切割中之一者時，該碎片蒐集裝置用以蒐集自該裝置之上側所噴出之材料。
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