用于在物体，具体是太阳能电池上的触点和母线敷金属线上沉积多根线的方法和装置。该接触线的宽度优选小于１００微米，并且所有的接触线优选在沉积头的单程中沉积。在沉积头上可以存在多行喷嘴。多种材料可以沉积在彼此的上面，从而在所述物体上形成层状结构。每一个层均可以的厚度小于５微米。这些层的对齐优选在不必沉积超尺寸的对齐结构的情况下实现。可以使用多个雾化器来沉积多种材料。母线装置优选具有多个喷嘴，每一个喷嘴对于在单程中沉积母线是足够宽的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光电应用的AEROSOL JET 印刷系统相关申请的交叉引用本申请要求以下美国临时专利申请序列的申请日权益，并且通过引用将这些 美国临时专利申请序列的说明书结合在此2007年8月31日提交的标题为用于光 电应用的气溶胶喷射⑧印刷系统(Aerosol jet PrintingSystem for Photovoltaic Applications)“的美国临时专利申请序列号60/969，467，以及在2008年4月23日提交 的标题为“多材料敷金属(Multi-Material Metallization) ”的美国临时专利申请序列号 61/047，284。
技术介绍
专利
(
)本专利技术涉及使用单和多喷嘴印刷头的集成系统进行敷金属的直接书写印刷的领 域，特别地涉及用于光电电池制备的集电极线和母线(busbar)。
技术介绍
丝网印刷是当前用于晶体硅太阳能电池的前侧敷金属的最常用技术。然而，这种 方法达到了其极限，因为工业上要求更高效率的电池和更薄的晶片。例如，可以通过减少晶 片上被印刷的导线遮盖的区域来提高电池效率。然而，当模板中的间隙减小时，通过丝网的 网眼刮扫(squeegee)墨水变得越来越困难。丝网拉伸问题也变得更大，导致了与丝网废物 相关的成本更大。尽管丝网印刷技术中的进步已经推动它超越了过去几十年通常被认为可 能达到的程度，但是正在快速地接近被允许的特征尺寸的极限。此外，当向生产线中引入更 薄的硅晶片时，由于丝网印刷对晶片施加的压力，因此由晶片破坏所产生的废物变得更加 显著。显然，需要解决这些局限性的替代印刷方法。 人们还尝试通过将双层结构用于集电极线来进一步提高效率。传统上，为了形成 与下层的硅的电接触，集电极线已经在很高程度上装填有玻璃。然而，这种高的玻璃浓度 提高了电阻，因而增加了集电极线的电流损失。最佳的集电极线将同时使得与硅的电接触 良好并且硅和母线之间的电阻最小。双层结构可以通过将集电极的接触发射极的部分与 输送电流的部分分离来实现这一点。在最佳结构中，接触层的厚度仅是形成与硅的接触所 需要的厚度，同时电流输送层的厚度最大化以降低欧姆损耗。实现这种结构的一种方法是 采用将纯导体镀敷到晶种层上。实现这种情况的一种这样的方法是光诱导镀敷(LIP)法 [A. Mette, C. Schetter, D. Wissen 等，Proceedings of the IEEE 4th World Conference on Photovoltaic EnergyConversion，第 1 卷，(2006) 1056]。印刷用于后续镀敷步骤的晶 种有若干的可能方法。喷墨提供了可能的非_接触印刷方法[C. J.Curtis，M. van Hest, A. Miedaner等,Proceedings of the IEEE 4th World Conference on PhotovoltaicEnergy Conversion，第2卷，(2006) 1392]。然而，它存在若干已知的局限性。墨水必需是稀释的， 需要进行多次才能形成足够的厚度。商业的丝网印刷膏的印刷是不可能的，因而需要开发 专门的纳米粒子或有机金属墨水。液滴较大，导致线宽并不比通过丝网印刷获得的线宽更 好。基板和印刷头之间的间隙是临界的，因而对不平坦基板的公差低。还可以通过采用晶体硅太阳能电池的背侧敷金属来实现效率的提高。光电工业正在利用新的背侧印刷图案以及新材料比如铜、镍、合金和导电涂层的印刷进行实验来提高 总的电池效率，同时转移到更薄的晶片上来尽力降低成本和/或提高营业收入。传统的丝 网印刷法并没有适应这些未来需求。专利技术简述本专利技术是一种用于在物体上无掩模、非接触印刷平行线的方法，所述方法包括如 下步骤提供沉积头；在所述沉积头的整个宽度上设置多个喷嘴，其中喷嘴的数量等于被 印刷的线的数量；将待沉积的第一材料雾化；将雾化的第一材料从喷嘴喷出；使沉积头相 对于所述物体移动；和将多根含有第一材料的线沉积在物体上，其中每一根线的宽度均小 于约100微米。每一根线的宽度优选小于约50微米，并且该宽度更优选小于约35微米。移 动步骤任选包括使沉积头扫描(raster)。所述物体任选包括宽度为至少156mm的太阳能电 池，在这种情况下，沉积步骤优选在少于约3秒内进行。沉积步骤任选包括以单行或多行形式排列喷嘴。在后者情况下，在第一行的喷嘴 任选与第二行的喷嘴对齐，这使得能够将另外的材料沉积在先前沉积的材料的上面。这种 另外的材料任选地不同于先前沉积的材料，在这种情况下，将另外的材料雾化的步骤任选 使用专用雾化器进行。备选地，在第一行的喷嘴偏离第二行的喷嘴，由此减小沉积的线之间 的距离。所述方法任选地包括以下步骤将沉积头与物体对齐，将第二材料雾化，以及将包 含第二材料的线沉积到先前沉积的含有第一材料的线的上面，由此形成多层沉积物。先前 沉积的线和/或含有第二材料的线的厚度优选小于约5微米。这种方法任选还包括依次启 动独立的雾化器单元的步骤，每一个雾化器对应于第一或第二材料中的一种。这种方法优 选在不必为了能够进行对齐步骤而印刷超尺寸特征的情况下进行。沉积含有第二材料的线 的步骤优选在不必首先基本上干燥先前沉积的线的情况下进行。本专利技术还是一种用于在太阳能电池上无掩模、非接触沉积母线的装置，所述装 置包括沉积头；一个或多个雾化器，每一个雾化器均包括一个或多个雾化致动器；至 少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴包括对于在没有扫描的情况下沉积母线是足够宽的尖 端。所述装置任选每隔8至12个喷嘴包括1个雾化器。该装置优选包括虚拟冲击器 (virtualimpactor)，该冲击器任选包括矩形几何结构。该装置优选包括足够数量的喷嘴以 同时沉积所有需要的母线。本专利技术的一个优点是降低在太阳能电池上的集电极线用的晶种层的宽度和厚度 的能力。本专利技术的目的、优点和新的特征，以及另外的可适用范围都将在下面的详述部分 中结合附图进行描述，并且在经过下面的审查之后，部分地将对于本领域技术人员而言是 明显的，或可以通过本专利技术的实施获悉。本专利技术的目的和优点可以通过在后附权利要求书 中特别指出的手段及组合而实现和达到。附图说明附图结合到说明书中并且形成说明书的一部分，说明本专利技术的一个或多个实施方 案，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图仅是为了说明本专利技术的一个或多个优选实施方案，并且不应当被认为是对专利技术的限制。为了澄清和理解本专利技术，在不同实施方案之间的类似特征一般采用类似的附图标记进行描述。在所述附图中图1是具有多个印刷喷嘴的单印刷头的等比例示意图；图2A是显示单行喷嘴的侧视和仰视图的示意图；图2B是印刷头的示意图，其显示与前行喷嘴对齐的后行喷嘴的侧视和仰视图；图2C是印刷头的示意图，其显示相对于前行喷嘴偏离的后行喷嘴的侧视和仰视 图；图3是母线印刷头的等比例示意图；图4是显示用于母线印刷的矩形喷嘴的仰视图的示意图；图5是显示能够印刷太阳能电池的整个表面的宽面积喷嘴印刷头的仰视图的示 意图；图6是显示具有多喷嘴阵列的母线印刷头的仰视图的示意图；图7A是显示4个雾化器的等比例组件的示意图；以及图7B是具有1个雾化器的等比例母线印刷头的示意图。专利技术详述本专利技术总体上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在物体上无掩模、非接触印刷平行线的方法，所述方法包括如下步骤：提供沉积头；在所述沉积头的整个宽度上设置多个喷嘴，其中喷嘴的数量等于被印刷的线的数量；将待沉积的第一材料雾化；将雾化的第一材料从所述喷嘴喷出；使所述沉积头相对于所述物体移动；以及将多根含有第一材料的线沉积在所述物体上；其中每一根线的宽度均小于约１００微米。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-8-31 60/969,467;US 2008-4-23 61/047,284一种用于在物体上无掩模、非接触印刷平行线的方法，所述方法包括如下步骤提供沉积头；在所述沉积头的整个宽度上设置多个喷嘴，其中喷嘴的数量等于被印刷的线的数量；将待沉积的第一材料雾化；将雾化的第一材料从所述喷嘴喷出；使所述沉积头相对于所述物体移动；以及将多根含有第一材料的线沉积在所述物体上；其中每一根线的宽度均小于约100微米。2.权利要求1所述的方法，其中每一根线的宽度小于约50微米。3.权利要求2所述的方法，其中每一根线的宽度小于约35微米。4.权利要求1所述的方法，其中所述移动步骤包括使所述沉积头扫描。5.权利要求1所述的方法，其中所述物体包括宽度为至少156mm的太阳能电池。6.权利要求5所述的方法，其中所述沉积步骤以少于约3秒的时间进行。 权利要求1所述的方法，其中所述沉积步骤包括将所述喷嘴以单行形式排列。7.权利要求1所述的方法，其中所述沉积步骤包括将所述喷嘴以多行形式排列。8.权利要求7所述的方法，其中在第一行的喷嘴与在第二行的喷嘴对齐。9.权利要求8所述的方法，所述方法还包括在先前沉积的材料上沉积另外的材料的步马聚o10.权利要求9所述的方法，其中所述另外的材料不同于所述先前沉积的材料。11.权利要求10所述的方法，所述方法还包括使用专用的...
【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯H金，大卫H拉马希，
申请(专利权)人：奥普托美克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。