專利名稱：用于印刷基板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式大體涉及印刷在太陽(yáng)能電池制造中使用的基板的方法，所述基板諸如為硅基板。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換成電能的光伏器件。光伏市場(chǎng)最近十年以高于 30%的年增長(zhǎng)率已迅速擴(kuò)大。一些文章已經(jīng)假定在不久的將來(lái)源自太陽(yáng)能電池的世界能源制造將超過(guò)lOGWp。已經(jīng)估計(jì)全部太陽(yáng)能模塊的95%以上是基于硅基板的。市場(chǎng)的高增長(zhǎng)速度，與充分降低太陽(yáng)能電力成本的這種需求結(jié)合，已經(jīng)導(dǎo)致了在生產(chǎn)商業(yè)可行的高質(zhì)量太陽(yáng)能電池方面的許多挑戰(zhàn)。影響太陽(yáng)能電池商業(yè)可行性的一些挑戰(zhàn)包括制造成本、太陽(yáng)能電池性能和制造能力。太陽(yáng)能電池通常具有一或多個(gè)p-n結(jié)。每個(gè)p-n結(jié)都包括在半導(dǎo)體材料內(nèi)部的兩個(gè)不同區(qū)，兩個(gè)不同區(qū)中一側(cè)是P型區(qū)，而另一側(cè)是η型區(qū)。當(dāng)太陽(yáng)能電池的p-n結(jié)暴露給太陽(yáng)光(由源自光子的能量構(gòu)成)時(shí)，借助于光伏效應(yīng)太陽(yáng)光被轉(zhuǎn)換成電力。太陽(yáng)能電池產(chǎn)生特定量的電能，并且太陽(yáng)能電池層疊在一定尺寸的模塊中，以便傳輸所需量的系統(tǒng)能量。 利用特定框架和連接器將太陽(yáng)能模塊連接在面板內(nèi)。太陽(yáng)能電池通常由硅基板形成，所述硅基板可為單晶硅基板或多晶硅基板。典型的太陽(yáng)能電池包括諸如晶片的硅基板，所述硅基板的厚度通常小于約0. 3mm。硅基板通常具有η型硅薄層，所述η型硅薄層在形成于基板上的P型區(qū)上面。圖1示意性示出了由基板150形成的標(biāo)準(zhǔn)硅太陽(yáng)能電池C。薄線或指狀物116設(shè)置在基板150的正面(即光接收表面)上。薄線或指狀物116彼此平行，并且薄線或指狀物116用于收集通過(guò)光伏效應(yīng)產(chǎn)生的電流，并將所述電流供應(yīng)到集電棒(collector bar) 或者接觸匯流條(contact busbar)，諸如匯流條114。所述匯流條114也設(shè)置在太陽(yáng)能電池C的光接收表面上，并且所述匯流條114設(shè)置成與指狀物116垂直并與指狀物116電接觸。已經(jīng)使用絲網(wǎng)印刷將設(shè)計(jì)印刷在諸如織物或陶瓷的物體上，并且在電子工業(yè)中使用絲網(wǎng)印刷以在基板表面上印刷電子部件的模型，所述電子部件諸如電接觸或電互連。在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)下制造太陽(yáng)能電池的方法也使用絲網(wǎng)印刷方法。熟知的是，通常使用合適的導(dǎo)電膠或接觸膠借助于絲網(wǎng)印刷工藝來(lái)制造太陽(yáng)能電池的電路和電接觸，所述電路和電接觸通常為指狀物和匯流條。在一或多個(gè)絲網(wǎng)印刷站中進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，每個(gè)電池被支撐在傳送機(jī)上的同時(shí)移動(dòng)進(jìn)出所述絲網(wǎng)印刷站。所述傳送機(jī)具有表面或者處理平面，在印刷工藝期間待處理的太陽(yáng)能電池被定位在所述表面或者處理平面上。通常，根據(jù)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)，可將太陽(yáng)能電池劃分成不同類型，一種類型稱作 “背接觸”太陽(yáng)能電池。背接觸太陽(yáng)能電池是用于太陽(yáng)能電池相反摻雜區(qū)域的歐姆接觸被設(shè)置在太陽(yáng)能電池背部(即，非光接收表面)上的太陽(yáng)能電池。接觸存在于太陽(yáng)能電池背面上減少了照射損失，所述照射損失原本由于在太陽(yáng)能電池光接收表面上存在金屬接觸而導(dǎo)
一種制造背接觸太陽(yáng)能電池的方法包括金屬穿孔卷繞技術(shù)(Metal Wrap Through,MWT)技術(shù)，這種技術(shù)將用于相反摻雜區(qū)的兩個(gè)外部接觸(或者匯流條)14定位在背面B上，而將集電結(jié)(或者指狀物)定位在正面上。通過(guò)集電結(jié)或者指狀物收集在正面 F上的電流通過(guò)橫穿基板延伸的孔傳導(dǎo)到背面B。于是，通過(guò)定位在太陽(yáng)能電池背面上的一或多個(gè)匯流條收集電流。通過(guò)這種方式，因?yàn)閰R流條被定位在太陽(yáng)能電池的非照射表面上， 因此減少了因被正面金屬化柵格遮擋的區(qū)域而導(dǎo)致的損失。例如在申請(qǐng)W0-A-98/M763和申請(qǐng)EP-A-2. 068. 369中描述了 MWT技術(shù)。在MWT技術(shù)構(gòu)架中，熟知的是，在典型的MWT形成工藝中，印刷方法始于在面向上的背面B上操作，而正面F面向下并與支撐件接觸。圖2A和圖2B示出了在典型MWT印刷方法期間的基板250A和250B，所述方法一般包括三個(gè)印刷步驟。在第一印刷步驟期間，第一基板250A被定位成使得正面F面對(duì)支撐件218。在第一印刷步驟期間，通過(guò)向孔內(nèi)部施加膠而使孔金屬化，所述膠具有導(dǎo)電功能和接觸功能任一種或兩種，所述孔穿過(guò)第一基板 250A設(shè)置在正面F和背面B之間。此外，在第一印刷步驟期間也使用相同的膠來(lái)印刷匯流條。將匯流條印刷成使得所述匯流條與孔電接觸。按所需的匯流條圖案(所述匯流條包括孔的開(kāi)口)印刷金屬膠M，并且借助于通過(guò)支撐件218的真空吸力將膠吸引到孔中。但是， 因金屬膠M的流體特性，導(dǎo)致用以將金屬膠M吸引到孔中而施加的真空吸力通常會(huì)造成金屬膠M在支撐件218表面上的不想要的沉積物D。在第一印刷步驟之后，翻轉(zhuǎn)第一基板250A (例如180度)，使得背面B定位在支撐件218上。在第二印刷步驟期間，在正面F面向上的情況下，在第一基板250A的正面F上印刷指狀物。在第二步驟之后，再次翻轉(zhuǎn)第一基板250A，使得正面F面對(duì)支撐件218，并使用含鋁膠而使第一基板250A的背面金屬化。隨后，如圖2B中所示，然后將第二基板250B 引入到印刷站中，也是背面B面向上，并且與第一基板250A類似地處理第二基板。這種三步法可稱為“背面-正面-背面”方法(參考分別進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的表面)， 這種三步法的缺點(diǎn)在于，用于使孔金屬化的導(dǎo)電膠通常會(huì)導(dǎo)致支撐件218受污染。這種污染歸因于重力作用和吸力作用，所述吸力用于在金屬化期間將金屬膠M吸引到孔中。重力和過(guò)吸力通常會(huì)造成膠不合需要地通過(guò)孔遷移(travel)并污染支撐件218。所述污染形成了不想要的沉積物D，當(dāng)將第二基板150傳遞到支撐件218上時(shí)，所述沉積物D會(huì)污染隨后處理的第二基板150的正面F。所述污染會(huì)導(dǎo)致指狀物的印刷質(zhì)量較差，且因此降低了最終制造器件的轉(zhuǎn)換效率?！氨趁?正面-背面”印刷方法的另一缺點(diǎn)在于在第一印刷步驟期間必須使用相同膠既填充孔又制作匯流條。因此，需要用于印刷基板的具有減少的污染和改善的印刷質(zhì)量的技術(shù)。本申請(qǐng)人已經(jīng)設(shè)計(jì)、測(cè)試并具體化了本發(fā)明，以克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷并獲得這些以及其他的目的和優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式大體涉及印刷MWT太陽(yáng)能電池的方法。所述方法包括將太陽(yáng)能電池基板的非光接收側(cè)定位在支撐件上。太陽(yáng)能電池基板具有多個(gè)孔，所述多個(gè)孔穿過(guò)所述太陽(yáng)能電池基板形成。之后使所述多個(gè)孔金屬化。使孔金屬化包括將第一含銀導(dǎo)電膠施加至孔內(nèi)，或者將第一含銀導(dǎo)電膠沉積在孔的內(nèi)表面上。第一含銀導(dǎo)電膠與基板的正面和背面電連通。之后，使用第二含銀膠將多個(gè)集電指狀物形成在基板的正面上。多個(gè)集電指狀物電耦合到多個(gè)金屬化孔中的至少一個(gè)，并且多個(gè)集電指狀物自多個(gè)金屬化孔中的至少一個(gè)基本徑向延伸。然后可翻轉(zhuǎn)基板，并且可在基板的背面上執(zhí)行一或多個(gè)印刷工藝。在一個(gè)實(shí)施方式中，印刷基板的方法包括將基板定位在印刷單元內(nèi)的支撐件上。 所述基板具有與支撐件接觸的背面、與背面相對(duì)的正面、和在正面和背面之間延伸的多個(gè)孔。然后，通過(guò)從基板正面的方向施加第一含銀膠使孔金屬化，所述孔在基板正面和基板背面之間延伸。使孔金屬化包括用第一含銀膠填充孔，或者將第一含銀膠沉積在孔的內(nèi)表面上，以形成基板正面和基板背面之間的電連接。接著，通過(guò)在基板正面上印刷第二含銀膠而在基板正面上形成多個(gè)指狀物。所述多個(gè)指狀物與至少一個(gè)孔電連通，并自所述多個(gè)指狀物自至少一個(gè)孔徑向延伸。然后，翻轉(zhuǎn)基板，并將包括銀和鋁的第三膠印刷到基板背面上， 以使多個(gè)匯流條金屬化，所述多個(gè)匯流條與所述孔電連通。在所述孔的金屬化和所述多個(gè)指狀物形成后，印刷所述匯流條。然后，將包括鋁的第四膠印刷到基板背面上，以使基板的背面金屬化。在另一實(shí)施方式中，在使孔金屬化的印刷操作之前按時(shí)間順序至少部分地執(zhí)行形成指狀物的印刷操作。在再一實(shí)施方式中，在使孔金屬化的印刷操作之后按時(shí)間順序執(zhí)行形成指狀物的印刷操作。在又一實(shí)施方式中，將形成指狀物的印刷操作分成至少兩個(gè)子操作。第一子操作包括使用第二含銀接觸膠印刷第一層指狀物，隨后的第二子操作包括使用第一含銀膠在第二含銀膠上印刷第二層指狀物。在又一實(shí)施方式中，在使孔金屬化的印刷操作之前按時(shí)間順序執(zhí)行第一子操作。 在時(shí)間和空間上與使孔金屬化的印刷操作同時(shí)執(zhí)行第二子操作，其中使用相同的第一含銀膠形成指狀物和使孔金屬化。在又一實(shí)施方式中，所述方法包括使用激光劃線技術(shù)將正面金屬化與后表面金屬化隔離。在又一實(shí)施方式中，用于印刷基板的方法包括將基板定位在支撐件上。所述基板具有與支撐件接觸的背面和與背面相對(duì)的正面。接著，通過(guò)在基板正面上印刷第一含銀膠而在基板正面上形成多個(gè)指狀物。然后，翻轉(zhuǎn)基板，使得基板正面與基板支撐件接觸，并且將含銀和鋁的第二膠印刷到基板背面上以使多個(gè)匯流條金屬化。


為了更詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征，通過(guò)參考實(shí)施方式可獲得簡(jiǎn)要概述如上的本發(fā)明的更具體描述，一些實(shí)施方式在附圖中示出。但是應(yīng)注意，附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施方式，因此不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明可允許其他等效實(shí)施方式。圖1是標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)能電池的示意圖。圖2A和圖2B是印刷工藝期間太陽(yáng)能電池的示意圖。圖3是通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式形成的太陽(yáng)能電池的示意圖。圖4是通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式形成的太陽(yáng)能電池的示意性截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在印刷工藝期間基板的示意性圖示。圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式在印刷工藝期間基板的示意性圖示。圖7是處理系統(tǒng)的等角示意圖。圖8是圖7中所示處理系統(tǒng)的示意性平面圖。圖9A和圖9B是圖7處理系統(tǒng)的處理組(nest)的等距示意圖。為了便于理解，在可能的情況下，使用相同元件符號(hào)來(lái)表示所有圖中共有的相同元件。應(yīng)知一個(gè)實(shí)施方式的元件和特征可有利地并入其他實(shí)施方式中而無(wú)需進(jìn)一步敘述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施方式大體涉及印刷MWT太陽(yáng)能電池的方法。所述方法包括將太陽(yáng)能電池基板的非光接收側(cè)定位在支撐件上。所述太陽(yáng)能電池基板具有多個(gè)孔，所述多個(gè)孔穿過(guò)所述太陽(yáng)能電池基板形成。接著，使所述多個(gè)孔金屬化。使所述孔金屬化包括將第一含銀導(dǎo)電膠施加到孔內(nèi)，或者將第一含銀導(dǎo)電膠沉積在孔的內(nèi)表面上。所述第一含銀導(dǎo)電膠與基板的正面和背面電連通。接著，使用第二含銀膠將多個(gè)集電指狀物形成在基板的正面上。多個(gè)集電指狀物電耦合到多個(gè)金屬化孔中的至少一個(gè)，并且多個(gè)集電指狀物自多個(gè)金屬化孔中的至少一個(gè)基本徑向延伸。然后，可翻轉(zhuǎn)基板，并可在基板背面上執(zhí)行一或多個(gè)印刷工藝。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“正面”指在工藝終點(diǎn)時(shí)基板表面上設(shè)置有指狀物的那個(gè)基板表面(例如太陽(yáng)能電池的光接收表面)，而術(shù)語(yǔ)“背面”是與正面相對(duì)的表面。除非另外限定，否則此處和下文所使用的全部技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科技術(shù)語(yǔ)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解相同的含義。在有沖突的情況下，包括定義，本申請(qǐng)優(yōu)先。本文使用術(shù)語(yǔ)“包括”以及所述術(shù)語(yǔ)的變型，諸如“具有”和“包含”，來(lái)表示包括清楚表達(dá)的整體，或者清楚表達(dá)的多個(gè)整體，但是不包括任意其他整體或者多個(gè)任意其他整體，除非在上下文或者使用中需要排他性的解釋所述術(shù)語(yǔ)。參考按順序進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的表面，本發(fā)明可限定為“正面-正面-背面-背面”，由于減少了所需的基板翻轉(zhuǎn)步驟數(shù)目，因此與三步印刷的傳統(tǒng)方式相比，本發(fā)明是一項(xiàng)改進(jìn)。 本發(fā)明的一些實(shí)施方式提供了四個(gè)印刷操作，所述四個(gè)印刷操作始于基板正面。而且，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，使用專用印刷膠用于在所執(zhí)行的不同印刷步驟中金屬化。這樣做便于根據(jù)待金屬化的部件調(diào)配(tailoring)專用印刷膠，所述部件例如通孔、指狀物、匯流條或者背面金屬化(metallization)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式形成的太陽(yáng)能電池C。圖3中示出的太陽(yáng)能電池 C包括被構(gòu)造為薄線或指狀物316的上部接觸結(jié)構(gòu)，所述薄線或指狀物在太陽(yáng)能電池C的光接收側(cè)上徑向延伸。每一組線或指狀物316都從一或多個(gè)孔向各方向伸展出(radiate)， 所述孔穿過(guò)太陽(yáng)能電池設(shè)置。線或指狀物316收集通過(guò)光伏效應(yīng)產(chǎn)生的電流，并且線或指狀物316通過(guò)所述孔將電流供應(yīng)給匯流條414(圖4中所示)，所述匯流條414提供在基板 350背面上，與背面金屬化417相鄰。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式形成在基板350上的太陽(yáng)能電池的截面圖?；?50包括ρ型基區(qū)421、η型發(fā)射區(qū)422和p-η結(jié)區(qū)423，所述p-η結(jié)區(qū)423設(shè)置在ρ型基區(qū)421和η型發(fā)射區(qū)422之間。通過(guò)用η型摻雜劑(例如磷(P)、砷(As)或者銻(Sb))摻雜基板150來(lái)形成η型發(fā)射區(qū)422，以增加所述η型發(fā)射區(qū)中存在的負(fù)電荷(即電子)數(shù)量。類似地，通過(guò)在摻雜工藝期間將三價(jià)原子添加到晶格中來(lái)形成P型基區(qū)421。將三價(jià)原子添加到晶格中導(dǎo)致晶格的四個(gè)正常共價(jià)鍵中的一個(gè)共價(jià)鍵的電子丟失。通過(guò)這種方式， 摻雜原子能夠從附近原子的共價(jià)鍵接受電子，以補(bǔ)償?shù)谒膫€(gè)鍵。接受電子導(dǎo)致附近原子損失了半鍵，產(chǎn)生“空穴”。當(dāng)光照到太陽(yáng)能電池C時(shí)，伴隨著光子照射，光子能量在ρ-η結(jié)區(qū)423兩側(cè)上產(chǎn)生電子空穴對(duì)。電子通過(guò)Ρ-η結(jié)擴(kuò)散到較低能級(jí)，而空穴以相反方向擴(kuò)散，在發(fā)射極產(chǎn)生負(fù)電荷，并在基極產(chǎn)生相應(yīng)的正電荷。當(dāng)在發(fā)射極和基極之間形成電路，并將Ρ-η結(jié)暴露給一定光波長(zhǎng)時(shí)，將有電流流動(dòng)。通過(guò)半導(dǎo)體產(chǎn)生的電流流過(guò)指狀物316，并直至太陽(yáng)能電池C的背面，所述指狀物316設(shè)置在太陽(yáng)能電池C的正面(即，光接收表面)上，所述正面用F表示，所述背面用B表示。太陽(yáng)能電池C通常用諸如氮化硅的介電材料薄層覆蓋，以用作抗反射涂層(ARC)，以便使自太陽(yáng)能電池C正面F的光反射的情況最小化。指狀物316與基板350電接觸，并且指狀物316能夠?qū)崿F(xiàn)與基板350的一或多個(gè)摻雜區(qū)域(例如η型發(fā)射區(qū)42 的歐姆連接。歐姆接觸是在半導(dǎo)體器件上已經(jīng)被預(yù)先設(shè)置的區(qū)域，使得器件的電流電壓曲線(I-V)是線性和對(duì)稱的；也就是，在摻雜的硅區(qū)與金屬接觸之間不存在高電阻界面。太陽(yáng)能電池性能和在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝中制得的電路可靠性需要低電阻和穩(wěn)定接觸。為了增強(qiáng)與太陽(yáng)能電池器件的接觸，通常將指狀物316定位在高摻雜區(qū)上，以便允許形成歐姆接觸，所述高摻雜區(qū)形成于基板表面上。由于高摻雜區(qū)的電特性，以致高摻雜區(qū)往往會(huì)阻擋可穿過(guò)所述高摻雜區(qū)的光量，或者使可穿過(guò)所述高摻雜區(qū)的光量最小化，因此希望使所述高摻雜區(qū)相對(duì)較小，以便使被阻擋的光量最小化。但是，同時(shí)，這些高摻雜區(qū)又必須足夠大，以確保指狀物316能夠可靠地形成在這些區(qū)上?？墒褂酶鞣N圖案化技術(shù)，例如通過(guò)根據(jù)圖案使用擴(kuò)散阻擋層來(lái)擴(kuò)散磷，在基板表面上制得高摻雜區(qū)， 以產(chǎn)生具有較高摻雜的區(qū)域和較低摻雜的區(qū)域。通過(guò)形成與基板350的ρ型基區(qū)的歐姆接觸，背部接觸完成了產(chǎn)生電流所需的電路，所述背部接觸諸如形成在基板350背面B上的背面金屬化417。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在印刷工藝期間的基板350。在操作560中， 將基板350定位在支撐件的處理平面P上，所述支撐件諸如處理組769 (見(jiàn)圖7中所示)，所述基板350諸如具有自正面F延伸至背面B的通孔551的硅基晶片。基板350被定位成使得基板150的正面F面向印刷站的印刷裝置，所述印刷站包括多個(gè)印刷單元，所述印刷裝置諸如絲網(wǎng)印刷裝置。處理平面P通常具有紙或者其他蒸騰(transpirant)材料(例如多孔材料以使氣體能通過(guò)所述多孔材料流動(dòng))的基本成分，以便真空吸附基板350。真空吸力將基板150保持在處理平面P上的所需位置，由此改善印刷質(zhì)量和精度。在操作561中，將含銀導(dǎo)電膠553印刷在基板350正面F上，以使集電指狀物516 的第一層金屬化。在操作562和563中，使用含銀導(dǎo)電膠552來(lái)使孔(操作56 金屬化及在集電指狀物516上印刷第二層(操作56 。因而，集電指狀物516是使用兩個(gè)子操作而形成的，每一個(gè)子操作形成集電指狀物516的不同層。雙層集電指狀物516的優(yōu)勢(shì)在于在集電指狀物516上的第二次印刷增加了集電指狀物516高度和寬度之間的比例(即縱橫比)。能夠印刷具有減少的寬度的雙層集電指狀物516，同時(shí)由于指狀物516增加的高度仍能提供足夠的電流傳輸路徑(例如足夠低的電阻率)。通過(guò)形成具有減小的寬度的集電指狀物516，由此減小了光接收表面被集電指狀物516阻擋的表面積。本發(fā)明利用兩種不同的膠(例如含銀導(dǎo)電膠552和含銀導(dǎo)電膠553)用于印刷在基板的正面上，因而允許每種含銀膠陽(yáng)2、553的成分適合于特定應(yīng)用。例如，可選擇具有適當(dāng)粘度的膠(即含銀膠55 用于孔551的金屬化，以便填充通孔或者將膠沉積在通孔的內(nèi)表面上而避免使用吸力。通過(guò)避免使用吸力，簡(jiǎn)化了印刷工藝且減小了污染支撐件表面的可能性。相反，含銀膠陽(yáng)3的粘度可大于含銀膠552的粘度，以防止當(dāng)含銀膠553印刷到基板350正面F上時(shí)含銀膠553“流動(dòng)”。而且，根據(jù)所需的電導(dǎo)率值，不管用于匯流條414的膠如何(操作564中示出)，同樣可選擇含銀膠552用于孔551，而可選擇用于匯流條的膠作為接觸膠。特別是，用于制造匯流條的基于銀和鋁的理想接觸膠，例如使與承載電流的帶狀電線或者導(dǎo)線接觸變得容易。此外，盡管示出操作562和563同時(shí)發(fā)生，但是應(yīng)知可在印刷第二層集電指狀物 516之前使所述孔55 1金屬化，或者反之亦然。在操作562和563之后，且在操作564之前，例如使用機(jī)械手翻轉(zhuǎn)基板350，并且將所述基板定位在第二印刷單元的第二處理平面P上，使得正面F放置在第二處理平面P上。 在基板350的背面B面對(duì)印刷裝置的情況下，使用第三導(dǎo)電膠5M將匯流條414印刷在與金屬化孔551電接觸的背面B上，所述第三導(dǎo)電膠包含銀和鋁。在操作565中，在背面B仍面對(duì)印刷裝置的情況下，使用第四含鋁膠555在不被匯流條414覆蓋的區(qū)域內(nèi)使背面B金屬化，以形成背側(cè)金屬化471。由此，除了在背面金屬化 417和匯流條414之間的小間隙或間隔外，基板350的基本整個(gè)背面B都被背面金屬化417 和匯流條414覆蓋，所述小間隙或間隔便于背面金屬化417和匯流條414的電隔離。在一些實(shí)施方式中，所述方法還提供了處理操作566，借助于所述處理操作566使用激光在(匯流條414)和在基板350背面上的背面金屬化417之間劃線絕緣元件556，以在背面金屬化和匯流條414之間形成電隔離。圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式在印刷工藝期間的基板的示意性圖示。在操作 670中，將基板350定位在印刷單元的處理平面P上，所述基板350諸如單晶硅基板，所述單晶硅基板具有從正面F延伸至背面B的孔551。在操作671中，從基板350正面F的方向印刷含銀導(dǎo)電膠陽(yáng)2，以使孔551金屬化?？赏ㄟ^(guò)用含銀導(dǎo)電膠552填充孔551，或者通過(guò)將含銀導(dǎo)電膠552涂覆到孔551的內(nèi)表面并留下貫穿所述孔551的開(kāi)口，而使所述孔551 金屬化。在操作672中，將含銀導(dǎo)電膠553印刷在基板350正面F上，以形成金屬化的集電指狀物616。所述金屬化的集電指狀物616與金屬化的通孔551電接觸且自所述金屬化的通孔向551各方向伸展出。盡管示出了操作671在操作672之前發(fā)生，但是應(yīng)知操作672 可在操作671之后發(fā)生。此外，與圖5的操作561、562和563相反，圖6的金屬化集電指狀物616僅含有使用單種膠印刷的單個(gè)金屬層，而不是如參考圖5所描述的多層集電指狀物 516?；氐綀D6，在操作672之后且在操作673之前，第二印刷單元的第二處理平面P上翻轉(zhuǎn)基板350正面向下。在基板350的背面B面對(duì)印刷裝置的情況下，使用第三導(dǎo)電膠5M 將匯流條414印刷在與金屬化的孔551電接觸的背面B上，所述第三導(dǎo)電膠5M包括銀和
ο在操作674中，在背面B仍面對(duì)印刷裝置的情況下，使用第四含鋁膠555在未被匯流條414覆蓋的區(qū)域中使背面B金屬化，以形成背面金屬化417。因而，背面金屬化417和匯流條414覆蓋了基板350的基本整個(gè)背面B。但是，在背面金屬化417和匯流條414之間留有小間隙以保持背面金屬化417和匯流條414之間的電隔離。在一些實(shí)施方式中，所述方法包括操作675，在操作675中，在匯流條414和在基板350背面上的背面金屬化417之間劃線諸如溝槽之類的絕緣元件556，以將背面金屬化與匯流條414電隔離。參考圖5和圖6，在操作562、563(圖5)和操作672 (圖6)之后，一些實(shí)施方式中， 將基板350定位在第二處理平面上同時(shí)將所述基板翻轉(zhuǎn)，以便將第二基板350提供在最初處理平面P上。第二基板350的背面B被定位在最初處理平面P上，由此使工藝循環(huán)能更快地進(jìn)行。圖7是基板處理系統(tǒng)700的示意性等角視圖，在基板處理系統(tǒng)700中可根據(jù)本發(fā)明的方法處理基板。所述系統(tǒng)700包括兩個(gè)輸入傳送機(jī)767、致動(dòng)器組件768、多個(gè)處理組 769、多個(gè)處理頭776、兩個(gè)輸出傳送機(jī)777、和系統(tǒng)控制器778。輸入傳送機(jī)767被配置成平行處理構(gòu)造，使得每一個(gè)輸入傳送機(jī)都能從諸如輸入傳送機(jī)779之類的輸入裝置接收未處理的基板350，并且每一個(gè)輸入傳送機(jī)將每個(gè)未處理的基板350傳送至處理組769，所述處理組耦合到致動(dòng)器組件768。此外，輸出傳送機(jī)777被配置為平行的，使得每一個(gè)輸出傳送機(jī)都能自處理組769接收已處理的基板350，并且每一個(gè)輸出傳送機(jī)將每個(gè)已處理的基板 350傳送至諸如排出傳送機(jī)780這樣的基板去除裝置。每個(gè)排出傳送機(jī)780都適配于將已處理的基板350傳送通過(guò)烘爐781，以經(jīng)由處理頭776固化沉積在基板350上的材料。
系統(tǒng)700也可包括檢查系統(tǒng)782，檢查系統(tǒng)782適配于在處理之前和之后定位和檢查基板350。檢查系統(tǒng)782包括一或多個(gè)照相機(jī)783，一或多個(gè)照相機(jī)783定位成檢查基板 350，所述基板350定位在裝載位置/卸載位置“1”和“3”中，如圖7和8中所示。檢查系統(tǒng)782通常包括至少一個(gè)照相機(jī)783 (例如CCD照相機(jī))和其他電子部件，所述電子部件能夠定位、檢查并將結(jié)果傳輸至系統(tǒng)控制器778。在一個(gè)實(shí)例中，檢查系統(tǒng)782適配于定位輸入基板350的某些特征的位置，并將檢查結(jié)果傳輸至系統(tǒng)控制器778，以便分析基板350的取向和位置。于是，系統(tǒng)控制器778能確定在處理基板350之前將基板350定位在處理頭 776下方。在另一實(shí)例中，檢查系統(tǒng)782檢查基板350，以便能夠從生產(chǎn)線去除受損的基板 350。此外，應(yīng)知處理組769每一個(gè)都可含有燈、或者其他類似的光學(xué)幅射裝置，以照亮定位于所述處理組上的基板350，使得基板350能夠更容易地被檢查系統(tǒng)782檢查。系統(tǒng)700是絲網(wǎng)印刷處理系統(tǒng)，并且處理頭776包括絲網(wǎng)印刷部件，所述絲網(wǎng)印刷部件配置成將材料(諸如導(dǎo)電膠)的圖案化層絲網(wǎng)印刷在基板350上。在絲網(wǎng)印刷的情況下，處理頭776用于在基板350的正面F和背面B上印刷不同的膠，所述膠包括膠552、553、 554和555(如圖5中所示)?；蛘撸瑧?yīng)知預(yù)期系統(tǒng)700可以是噴墨印刷系統(tǒng)，并且處理頭 776包括噴墨印刷部件，所述噴墨印刷部件配置成將材料的圖形化層沉積在基板350上。圖8是圖7中描述的系統(tǒng)700的示意性平面圖。圖8示出了具有兩個(gè)處理組 769(在位置“1”和“3”中)的所述系統(tǒng)700，每一個(gè)處理組769都設(shè)置成將已處理的基板 350傳送至輸出傳送機(jī)777和自輸入傳送機(jī)767接收未處理的基板350。由此，在系統(tǒng)700 中，基板移動(dòng)通常沿著如圖7和圖8中示出的路徑“A”。在這種構(gòu)造中，其他兩個(gè)處理組769 中的每一個(gè)(在位置“2”和“4”中)都被定位在處理頭776下方，使得能在位于各自處理組769上的未處理基板350上執(zhí)行處理(例如絲網(wǎng)印刷或者噴墨印刷)。系統(tǒng)700的平行處理構(gòu)造允許在處理系統(tǒng)占地面積最小化的情況下具有增加的處理能力。盡管將系統(tǒng)700 描述為具有兩個(gè)處理頭776和四個(gè)處理組769，但是應(yīng)知系統(tǒng)700可包括其他處理頭776和 /或處理組769，而不偏離本發(fā)明的范圍。在所述系統(tǒng)700中利用的兩個(gè)頭776是可從意大利的應(yīng)用材料(Applied Materials, Italia) S. r. 1.市售購(gòu)買的傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷頭，所述傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷頭適配于在絲網(wǎng)印刷工藝期間以所需圖案將材料沉積在基板350表面上，所述基板設(shè)置在位置“2”或者 “4”處的處理組769上。但是應(yīng)知也可使用其他組或者其他支撐件來(lái)實(shí)踐本文描述的本發(fā)明的實(shí)施方式。處理頭776包括多個(gè)致動(dòng)器785(例如步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)或者伺服電動(dòng)機(jī))，所述多個(gè)致動(dòng)器與系統(tǒng)控制器778連通。致動(dòng)器785可用于調(diào)整絲網(wǎng)印刷掩模(未示出)關(guān)于基板350的位置和/或角度取向，所述基板設(shè)置在處理頭776內(nèi)。絲網(wǎng)印刷掩模一般是金屬片或者金屬板，所述金屬片或金屬板具有多個(gè)孔、槽或者其他孔隙，以在基板350表面上限定絲網(wǎng)印刷材料的圖案和位置，所述其他孔隙貫穿所述金屬片或金屬板形成。絲網(wǎng)印刷材料可包括導(dǎo)電墨或?qū)щ娔z，介電墨或介電膠、摻雜劑凝膠、蝕刻凝膠、 一或多種掩模材料或者其他導(dǎo)電材料或介電材料。一般地，通過(guò)使用致動(dòng)器785和系統(tǒng)控制器778自檢查系統(tǒng)782接收的信息來(lái)定向絲網(wǎng)印刷掩模，使待沉積到基板350的表面上的絲網(wǎng)印刷圖案以自動(dòng)方式與基板350對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理頭776適配于在太陽(yáng)能電池基板上沉積含金屬或者含電介質(zhì)的材料，所述太陽(yáng)能電池基板的寬度在約125mm 和約156mm之間，并且長(zhǎng)度在約70mm和約156mm之間。輸入傳送機(jī)767和輸出傳送機(jī)777包括兩個(gè)傳送帶786，以通過(guò)使用致動(dòng)器來(lái)支撐基板350并將基板350傳送至系統(tǒng)700內(nèi)的所需位置，所述致動(dòng)器與系統(tǒng)控制器778連通。雖然圖7和圖8大體示出了具有兩個(gè)傳送帶786的基板傳送系統(tǒng)，但是可使用其他類型的傳送機(jī)構(gòu)，用于執(zhí)行相同的基板傳送功能和定位功能，而不會(huì)改變本發(fā)明的基本范圍。 此外，應(yīng)知輸入傳送機(jī)767和輸出傳送機(jī)每一個(gè)都可具有一個(gè)傳送帶，或者可具有多于兩個(gè)傳送帶。系統(tǒng)控制器778促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)700的控制和自動(dòng)化，并且系統(tǒng)控制器778可包括中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器和支持電路(或者I/O)。CPU可以是任意形式計(jì)算機(jī)處理器中的一種，所述計(jì)算機(jī)處理器用在工業(yè)設(shè)置中，用于控制各種室工藝和硬件(例如傳送機(jī)、檢測(cè)器、電動(dòng)機(jī)、流體輸送設(shè)備等)，并且用于監(jiān)視系統(tǒng)工藝和室工藝(例如基板位置、工藝時(shí)間、檢測(cè)器信號(hào)等)。所述存儲(chǔ)器連接到CPU，并且所述存儲(chǔ)器可以是一或多種容易獲得的存儲(chǔ)器，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、軟盤、硬盤、或者本地的或遠(yuǎn)程的任意其他形式數(shù)字存儲(chǔ)器。軟件指令和數(shù)據(jù)可被編碼并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，用于指示CPU。支持電路也連接到CPU，用于以常規(guī)方式支持處理器。支持電路可包括緩存、電源、時(shí)鐘電路、 輸入/輸出電路、子系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制器778可讀的程序(或者計(jì)算機(jī)指令)確定在基板上執(zhí)行哪個(gè)任務(wù)。理想的是，程序是系統(tǒng)控制器778可讀的軟件，并且所述軟件包括代碼， 用以產(chǎn)生并存儲(chǔ)基板位置信息、各受控部件的移動(dòng)順序、基板檢查系統(tǒng)信息和上述的任意組合中的至少一個(gè)。圖9A至圖9B是處理組969A和969B的示意性等角視圖，所述處理組969A和969B 與處理組769相似，并且所述處理組969A和969B能夠用在處理系統(tǒng)700中。圖9A示出了具有傳送機(jī)987A的處理組969A，所述傳送機(jī)987A具有供給卷筒(feed spool) 988和卷取卷筒(take-up spool) 9890供給卷筒988和卷曲卷筒989適配于供給材料990并保持材料990，所述材料990跨臺(tái)板991定位。材料990限定處理平面P，在處理期間基板350被定位于所述處理平面P上。材料990是多孔材料(諸如蒸騰材料)，以允許空氣或者其他氣體穿過(guò)所述多孔材料，由此使基板350能夠通過(guò)真空保持在臺(tái)板991上，所述基板350設(shè)置在所述材料990 —側(cè)上，所述真空在材料990的相對(duì)側(cè)上產(chǎn)生。通常通過(guò)真空泵(未示出)通過(guò)真空端口施加真空，所述真空端口形成在臺(tái)板991中。圖9B示出了處理組969B的另一實(shí)施方式，所述處理組969B具有連續(xù)傳送機(jī) 987B。傳送機(jī)987B包括供給輥(feed roller)992和空載輥(idler roller)993。供給輥 992和空載輥993適配于跨過(guò)臺(tái)板991供給材料990，如圖9B中所示。應(yīng)知具有多于一個(gè)傳送機(jī)987B的處理組可含有多于一個(gè)供給輥992和空載輥993。臺(tái)板991具有由材料990限定的基板支撐表面。在處理頭中的處理期間，基板350 被支撐在材料990上，所述處理頭諸如圖7中所示的處理頭776。材料990 —般是多孔材料，以使基板350能夠通過(guò)真空保持在臺(tái)板991上，所述基板350設(shè)置在所述材料990的一側(cè)上，所述真空在所述材料990的相對(duì)側(cè)上產(chǎn)生。在處理期間，當(dāng)裝載和卸載基板350時(shí)，處理組969A和969B —般保持為相同取向。由于當(dāng)每個(gè)基板350從處理組969B裝載和卸載時(shí)，前一傳送機(jī)構(gòu)造(圖9A)消耗了材料990，因此當(dāng)處理組969A和969B保持為相同取向時(shí)，和前一傳送機(jī)構(gòu)造相比，更優(yōu)選連續(xù)的傳送機(jī)構(gòu)造(圖9B)。因而，在圖9A中的傳送機(jī)構(gòu)造中，在處理期間定期地去除并更換材料990。相反，在裝載和卸載每個(gè)基板350期間連續(xù)傳送機(jī)構(gòu)造(圖9B)不會(huì)消耗材料990。因此，在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，如圖9B中所示的連續(xù)傳送機(jī)系統(tǒng)可提供循環(huán)時(shí)間、產(chǎn)量和良品率方面的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)本發(fā)明，由于以基板背面設(shè)置在處理平面上的情況下將基板定位在印刷站的第一印刷單元上，因此解決了污染基板正面的問(wèn)題。因而，保護(hù)了基板正面在印刷應(yīng)用之前不會(huì)受到無(wú)意設(shè)置在處理平面上的任何剩余膠的影響。因?yàn)槭褂昧硕鄠€(gè)膠源的緣故，可先于背面，印刷基板正面并使基板正面金屬化，所以最初可將基板背面設(shè)置在處理平面上。多個(gè)膠源允許從正面使所述孔金屬化，而從背面使匯流條金屬化；與必須同時(shí)使孔和匯流條金屬化的現(xiàn)有工藝不同(且由此，金屬化是從基板背面進(jìn)行的)。盡管當(dāng)將基板背面向下地定位在用于印刷的平面上時(shí)，處理平面可能含有一些多余膠或者其他污染物，但是可能接觸背側(cè)的任何污染一般是可忽略的。由于經(jīng)調(diào)配的印刷膠成分，減少了在基板背側(cè)上的膠污染，而且，由于大部分背面都被匯流條和背面金屬化覆蓋，因此基板背面上的任何污染都不會(huì)有很大影響。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了在匯流條和金屬化之間的激光劃線，以減少或者防止由于存在金屬膠污染而可能出現(xiàn)的分流 (shunting) 0本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)包括以多層在基板正面上印刷指狀物。以多層形成指狀物能使指狀物的縱橫比增加，從而減少了在基板正面上的遮擋，同時(shí)減小了因指狀物厚度增加導(dǎo)致的通過(guò)指狀物的電阻率。雖然前述內(nèi)容針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，但是在不偏離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施方式，并且本發(fā)明的范圍通過(guò)以下的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種用于印刷基板的方法，所述方法包括將基板定位在印刷單元內(nèi)的支撐件上，所述基板具有與所述支撐件接觸的背面、與背面相對(duì)的正面、以及在所述正面和所述背面之間延伸的多個(gè)孔；通過(guò)從所述基板正面的方向施加第一含銀膠，使在所述基板的所述正面和所述基板的所述背面之間延伸的所述孔金屬化，其中使所述孔金屬化包括用第一含銀膠填充所述孔， 或者將所述第一含銀膠沉積在所述孔的內(nèi)表面上，以在所述基板的所述正面和所述基板的所述背面之間形成電連接；通過(guò)在所述基板的所述正面上印刷第二含銀膠，來(lái)在所述基板的所述正面上形成多個(gè)指狀物，其中所述多個(gè)指狀物與所述孔中至少一個(gè)孔電連通，并且所述多個(gè)指狀物自所述孔中至少一個(gè)孔徑向延伸； 翻轉(zhuǎn)所述基板；在所述基板的所述背面上印刷包括銀和鋁的第三膠，以使與所述孔電連通的多條匯流條金屬化，其中在使所述孔金屬化和形成所述多個(gè)指狀物之后印刷所述匯流條；以及在所述基板的所述背面上印刷包括鋁的第四膠，以使所述基板的所述背面金屬化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在印刷所述指狀物之前使所述孔金屬化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在使所述孔金屬化之前形成所述多個(gè)指狀物。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中形成所述多個(gè)指狀物還包括在所述第二含銀膠上印刷第一含銀膠層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在使所述孔金屬化之前印刷所述第二含銀膠，并且其中在所述第二含銀膠上印刷所述第一含銀膠層與使所述孔金屬化同時(shí)發(fā)生。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，所述方法還包括使用激光在所述匯流條和所述背面金屬化之間劃線溝槽。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括使用激光在匯流條和背面金屬化之間劃線溝槽。
8.一種用于印刷基板的方法，所述方法包括將基板定位在支撐件上，所述基板具有與所述支撐件接觸的背面和與所述背面相對(duì)的正面；使用第一膠使在所述基板的所述正面和所述基板的所述背面之間延伸的多個(gè)孔金屬化；通過(guò)在所述基板的所述正面上印刷包括銀的第二膠，來(lái)在所述基板的所述正面上形成多個(gè)指狀物；翻轉(zhuǎn)基板，使得所述基板的所述正面與所述基板支撐件接觸；以及在于所述正面上形成所述多個(gè)指狀物之后，在所述基板的所述背面上印刷包括銀和鋁的第三膠以使多個(gè)匯流條金屬化。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述多個(gè)指狀物還包括在所述第二膠上印刷所述第一膠。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括在所述基板的所述背面上印刷包括鋁的第四膠，以使所述基板的所述背面金屬化。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括使用激光在背面中劃線溝槽。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一膠是含銀膠。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中在形成所述多個(gè)指狀物之前使所述孔金屬化。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中在形成所述多個(gè)指狀物之后使所述孔金屬化。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式大體涉及印刷MWT太陽(yáng)能電池的方法。所述方法包括將太陽(yáng)能電池基板的非光接收側(cè)定位在支撐件上。所述太陽(yáng)能電池基板具有多個(gè)孔，所述多個(gè)孔穿過(guò)所述太陽(yáng)能電池基板形成。接著，使多個(gè)孔金屬化。使所述孔金屬化包括將第一含銀膠施加到所述孔內(nèi)，或者將第一含銀膠沉積在孔的內(nèi)表面上。所述第一含銀膠與基板的正面和背面電連通。之后，使用第二含銀膠在基板的正面上形成多個(gè)集電指狀物。所述多個(gè)集電指狀物電耦合至所述孔中至少一個(gè)孔，并且所述多個(gè)集電指狀物自所述至少一個(gè)孔基本上徑向延伸。然后，可翻轉(zhuǎn)所述基板，并且在基板的背面上執(zhí)行一或多個(gè)印刷工藝。
文檔編號(hào)B41M1/12GK102529467SQ2011104030
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者安德烈·巴奇尼, 馬爾科·加里亞佐 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料意大利有限公司