一种气体喷流源,用来与微挤压系统中的微挤压印刷头组件结合以将挤出的材料偏转到目标衬底上。该微挤压系统包括材料输入系统,用以在该印刷头组件在该衬底上移动时,将材料推/拉出限定在该印刷头组件中的挤压喷嘴。该气体喷流源设在该喷嘴出口附近,并将气体喷流在离开该挤压喷嘴时引导到所挤出的材料上,从而将所挤出的材料可靠地引导(偏转)向该目标衬底。在一些实施方式中,该气体喷流导致挤出的材料被下陷(展平)在该衬底上,产生低纵横比线,其可结合形成连接起来的结构。
1.一种在目标衬底的上部表面上产生多个挤压材料压条的微挤压系统,该微挤压系统包括:挤压印刷头组件,包括入口、多个喷嘴开口和一个或多个流动通道,该一个或多个流动通道的每一个在所述入口和相关的所述多个喷嘴开口之一之间连通;材料输入系统,用以将所述挤压材料提供到所述入口从而迫使所述挤压材料经过所述一个或多个流动通道并通过所述多个喷嘴开口离开,由此产生所述多个挤压材料压条;装置,用于支撑该挤压印刷头组件和所述目标衬底,以及用于相对所述目标衬底移动该挤压印刷头组件从而离开所述多个喷嘴开口的挤压材料使得所述多个压条在该目标衬底的上部表面上形成挤压材料的平行线;以及空气流/气体喷流源,其位于所述喷嘴开口的下游并且用来将气体引导至刚离开所述印刷头组件的压条上,从而所述气体将所述压条推向该目标衬底。
2.一种将挤压材料挤压到目标衬底的上部表面的方法,该方法包括:将所述挤压材料提供到挤压印刷头组件的入口,该组件具有多个喷嘴开口和一个或多个流动通道,布置为该一个或多个流动通道的每个在所述入口和相关的所述多个喷嘴开口之一之间连通,其中将所述挤压材料提供到所述入口从而迫使所述挤压材料通过所述一个或多个流动通道并通过所述多个喷嘴开口离开,由此产生多个所述挤压材料压条;支撑该挤压印刷头组件和所述目标衬底,以及相对所述目标衬底移动该挤压印刷头组件从而离开所述多个喷嘴开口的挤压材料使得所述多个压条在该目标衬底的上部表面上形成挤压材料平行线;以及将气体引导至刚离开所述印刷头组件的压条上从而所述气体将所述压条推向衬底。技术领域
本发明涉及挤压系统,更具体地涉及用于在衬底上挤压功能材料的密排线的微挤压系统。xa0
背景技术
共挤压可用于许多应用,包括交指型PN结线、太阳能电池的导电网格线、电化学设备的电极等。xa0为了满足对低成本大面积半导体需求,已经开发出微挤压方法,包括将掺杂剂承载材料(掺杂剂油墨)与牺牲材料(非掺杂剂油墨)一起挤压在半导体衬底表面上,然后加热该半导体衬底从而配置在掺杂剂油墨中的掺杂剂扩散进衬底以形成一个或多个所需的掺杂区。相比丝网印刷技术,将掺杂剂材料挤压在衬底上提供对特征区域的特征分辨率的优良控制,并且促进沉积而不接触该衬底,由此避免晶片破裂。这种制造技术在例如美国专利申请No.20080138456中公开,其全部内容通过引用结合在这里。xa0在衬底上挤压印刷功能材料(例如,掺杂剂油墨或金属网格材料)的线中,需要控制扩散材料(例如,掺杂剂油墨)的压条(bead)一旦离开印刷头喷嘴时的去向。弹性不稳定、表面效应、衬底相互作用和各种各样其他影响因素会导致压条进入许多不希望去的方向(例如,远离衬底卷曲,阻止该压条和该衬底表面之间的粘合)。这个问题通常通过使得沉积(印刷头)喷嘴非常接近该xa0衬底运行从而使压条在可以离开之前粘附于该衬底。不幸的是,这导致印刷头被油墨污染,并且在具有包含成打喷嘴的印刷头的高速(>100mm/sec)生产沉积设备中以及厚度变化相当大(>50微米)的衬底时,采用紧密靠近的方式印刷是不可行的。xa0使用气体流或喷流以帮助在衬底(如纸)上进行薄膜的连续的卷材(“帘”)涂覆已经在许多专利中描述,如Kiiha等人的美国专利No.6,743,478“Curtainxa0coaterxa0andxa0methodxa0forxa0curtainxa0coating”。进一步的例子是美国专利No.7,101,592和6,666,165。这些专利描述连续涂覆工艺,更具体地涉及用于解决连续卷材(流体帘)下方的空气边界层所导致的边界层阻止流体帘贴附于衬底的问题(特别是在高处理速度下)的方法。在是http://pffcnline.com/mag/paper_curtain_coatingtechnology/进一步描述帘涂覆。xa0与帘涂覆相反,挤压印刷包括将材料的平行线印刷在衬底上,其中这些线比衬底本身窄得多。进而,不同于帘涂覆,通常调节挤压印刷中所沉积的材料的流以在衬底上产生良好的起点和止点,且挤压印刷允许使用高粘性和重负荷材料,例如“厚膜材料”。因此,尽管帘涂覆是非常有效的形成用于摄影纸和膜的非图案化多层涂层的技术,但是其对于产生例如光生伏达器件所需的复杂图案化的厚膜无效。新的挑战出现在非连续衬底上挤压印刷不连续的线(需要所沉积的线上可控的端点)的情形中。xa0图16(A)和16(B)是示出形成传统的H图案太阳能电池40的常见的金属化图案的平面视图。xa0如图16(A)所示,H图案太阳能电池40包括具有上部表面42的半导体衬底41和一系列密排的平行金属指(“网格线”)44,其基本垂直于一个或多个母线杆45,该母线杆集中来自网格线44。xa0在光生伏达模块中,母线杆45变成金属条板(未示)的连接点,通常通过焊接连接,并且该跳板用于将一个电池与另一个电气连接。H图案电池中所需的母线杆45的几何尺寸是宽大约1至2mm以及高大约0.005至0.20mm。这些非常宽且薄的尺度(低纵横比)对传统的挤压印刷提出挑战。出于可靠性的原因,希望避免将挤压喷嘴做得过窄(或过短)以避免阻塞,特别是当一个喷嘴印刷颗粒填充材料(如用来金属化太阳能电池的载银油墨)时。此外,模口膨胀,油墨压条在离开喷嘴后扩张的趋势,使得湿的印刷线进一步加厚。出于成本的原因,希望印刷不多于焊接所需的银来形成母线杆45。出于生产量的原因,希望尽可能快的印刷母线杆45,尤其是在超过100mm/秒的速度,这等于每个印刷机每年制造几十兆瓦的产品。参照图16(B),H图案太阳能电池40的背面46通常具有金属化结构,其由可软焊的银母线杆线49和宽面铝背部表面电场涂层46组成。通常这两个金属部分在两个分开的丝网印刷步骤中沉积。xa0除了上面出现的有关问题,图17和18说明在使用传统技术制造传统H图案太阳能电池40中遇到的问题。图17示出在H图案太阳能电池40的正面金属的挤压印刷中通常出现的第一个问题,涉及每个网格线44与衬底41的表面42的较弱粘合,尤其是在每个网格线44的端点44A,这导致网格线44较差的传导性以及可能的松开(脱离)。图18说明在传统的H图案太阳能电池40的正面金属的挤压印刷中通常出现的另一问题是母线杆45上的外形,它们被这些网格线44贯穿。这个外形不会影响电池性能,然而会在随后施加的金属条板(未示)和母线杆45的顶部之间产生较弱的焊接接头,因为在该外形的间隙中没有填充足够的焊剂。xa0所需要的是微挤压印刷头和相关的设备,用于以能够为太阳能电池产业所接受的低成本形成挤压材料压条并解决上述问xa0题。具体地,所需要的是一种印刷头组件,其包括控制挤出的压条的方向的机构从而将该压条向下偏转到衬底上并远离印刷头。另外,所需要的是一种印刷头组件,其通过解决上面阐述的问题而促进低成本H图案太阳能电池的可靠制造。xa0
发明内容
本发明涉及对微挤压系统的改进,其中将气体(例如,空气)引导至挤出的线(压条)上(在它们离开印刷头组件时或就在它们被该印刷头组件印刷在该衬底上之后),从而该气体将这些压条推向该目标衬底,由此解决上述问题。xa0按照本发明的第一方面,该微挤压系统包括这样的机构,其在挤出的压条离开该印刷头组件时,将气体引导至其“飞起”部分上(即,每个压条在其离开关联的喷嘴开口之后并在其接触该目标衬底之前的部分),从而该压条在挤压期间可靠地偏转向该衬底,由此通过使挤出的压条较早地贴附于该衬底而提高印刷质量。在一个具体实施方式中,气刀或翼面安装在支撑该印刷头组件的定位机构上,用于随着该印刷头组件在该衬底上方移动而将空气流引向该压条。在另一具体实施方式,空气喷流阵列安装在该印刷头组件上并将压缩气体(例如,干的氮气)在该压条离开该喷嘴开口时重新引向压条。通过就在该压条离开该喷嘴时将其偏转向该衬底,使得该压条在其刚离开该印刷头之后就可靠的走向该衬底,所以印刷过程不太可能会因为聚束或者振荡动作而变得不稳定,并且避免该印刷头积垢。进而,因为将该压条可靠地偏向该衬底,就可以将该印刷头组件设在距该衬底较大的工作距离上,并且在该印刷头高度(即,该印刷头与该衬底隔开的距离)上具有较宽松的机械公差,这对于高速生产操作而言是关键的。材料压条在随后的处理中可形成各种不同的对太阳能电池制造有用的结构,包括但不限于太阳能xa0电池网格线、太阳能电池母线杆、太阳能电池的背面区域金属和该半导体结的掺杂区域。xa0按照本发明的第二方面,该微挤压系统将压缩气体引向所挤出的压条,就在压条接触该目标衬底之后(即,在该材料仍处于湿态时),借此由压缩气体将该压条展平(下陷)在该衬底表面,从而便于使用相对窄且高的挤压喷嘴形成宽且平的材料线。利用这个技术,单个压条可扩张为其沉积宽度的许多倍,以及在一个实施方式中,多个压条可合并在一起以形成连续的片。利用用于挤压印刷的油墨的负荷和粘度,不可能直接产生具有这种尺寸的线,即使允许许多倍量的油墨在重力和润湿力作用下下陷。这个技术还便于在H图案太阳能电池的网格线端点和该衬底之间产生可靠的连接。使用高速阀门在合适的时间脉冲气压。xa0
附图说明
参照下面的说明、所附权利要求和附图,将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点,其中:xa0图1是按照本发明一个实施方式,示出包括微挤压印刷头组件的微挤压系统一部分的侧视图,该组件包括气流/气体喷流源;xa0图2是示出具有更多细节的图1微挤压系统的侧视图;xa0图3是示出图1的系统中所采用的一般化的微挤压印刷头组件的分解侧面剖视图;xa0图4是示出运行期间的图3的微挤压印刷头组件的装配侧面剖视图;xa0图5是由图4的印刷头组件产生的挤压压条附近的空气流的简化示图;xa0图6是示出按照本发明第一具体实施方式的微挤压系统一部分的侧视图;xa0图7是示出按照本发明第二具体实施方式的微挤压系统一部分的侧视图;xa0图8是示出图7的微挤压系统的印刷头组件和空气喷流组件的分解立体图;xa0图9是示出图8的空气喷流组件中采用的空气喷流结构的简化局部正视图;xa0图10是示出按照本发明的第三实施方式的微挤压系统一部分的分解立体图;xa0图11是示出按照本发明的第四具体实施方式的微挤压系统一部分的侧视图;xa0图12是示出运行期间以及具有更多细节的图11的微挤压系统立体图;xa0图13是示出按照本发明一个实施方式展平(下陷)的H图案太阳能电池的网格线端点的局部放大立体图;xa0图14是示出按照本发明另一实施方式,展平在H图案太阳能电池的母线上的网格线的局部放大立体图;xa0图15是示出按照本发明另一实施方式,采用图11的系统网格线的展平操作的局部立体图;xa0图16(A)和16(B)是分别示出传统的H图案太阳能电池的俯视和仰视立体图;xa0图17是示出图16(A)的传统的H图案太阳能电池网格线端点的局部放大立体图;xa0图18是示出在图16(A)的H图案太阳能电池的母线上方延伸的网格线的局部放大立体图。xa0
具体实施方式
本发明涉及对微挤压系统的改进。下面的说明表示为使得本领域一般技术人员能够按照具体应用和需要的情况下制作和使用本发明。如这里所使用的,方向性的术语,如“上部”、“顶部”、“下部”、“底部”、“前”、“后”和“横向”,是为了说明目的而提供的相对位置,而不是为了分配绝对参照系。优选实施方式的各种不同变化对于本领域技术人员来说是显而易见的,并且这里定义的一般原理可以适用于其他实施方式。因而,本发明不限于所示出和描述的具体实施方式,而是应当授予这里描述的原理和新特性一致的最宽范围。xa0图1是示出一般化微挤压系统50一部分的简化侧视图,该系统用以在衬底51的上部表面52上形成平行的挤压材料线55。微挤压系统50包括挤压印刷头组件100,其在运转中凭借至少一个加料管68和相关的紧固件69连接到材料输入系统60。这些材料通过推和/或拉技术(例如,热和冷)施用,其中推(例如挤,等)和/或拉xa0(例如通过真空等)这些材料通过挤压印刷头组件100,从一个或多个出口孔(喷嘴开口)169出去,这些孔分别限定在印刷头组件100的下部。微挤压系统50还包括X-Y-Z-轴定位机构70,包括安装板76,用以支撑并相对衬底51定位印刷头组件100,和基座80,包括平台82,用以当印刷头组件100在预先确定的方向(例如,Y-轴)在衬底51上方移动时将衬底51支撑在静止位置。在可选实施方式(未示)中,印刷头组件100是静止的,而基座80包括X-Y轴定位机构,用以在印刷头组件100下方移动衬底51。xa0按照本发明,微挤压系统50还包括空气流/气体喷流源90,其设在喷嘴开口169的下游并且用来将气体95(例如,空气或干的氮气)引导至刚离开印刷头组件100的压条55上(即,位于喷嘴开口169和衬底51之间的部分55A),或引导刚到达衬底51上的压条55上(即,位于衬底51上的部分55B)。如下面更多细节中描述的,在两种情况下,气体95用来将压条55推向衬底51,由此通过使用压缩气体将压条55推向衬底51,或通过将压条55展平在衬底表面52上而解决上面提到的压条方向问题。xa0图2示出微挤压系统50的材料输入系统60,X-Y-Z-轴定位机构70和基座80的更多细节。图2中示出的这些组件表示用来制造较小尺寸的太阳能电池的实验性布置方式,本领域技术人员将会认识到通常将使用其他布置方式来制造较大尺寸的太阳能电池。参见图2的右上部,材料输入系统60包括外壳62,其支撑气缸64,气缸可操作地连接到筒66,从而迫使材料从筒66通过加料管68进入印刷头组件100。参见图2的左侧,X-Y-Z-轴定位机构70包括Z-轴平台72,其凭借使用已知技术的外壳/驱动器74在Z-轴(垂直)方向相对目标衬底51移动。安装板76刚性连接到Z-轴平台72的下端并且支撑印刷头组件100,安装架78刚性连接并从Z-轴平台72向上延伸,且支撑xa0气缸64和筒66。参见图2的下部,基座80包括支撑平台82,其当X-Y机构采用已知技术将印刷头组件100在X-轴和Y-轴方向(以及一对转动轴)在衬底51的上部表面上移动时支撑目标衬底51。xa0参见图2的下部,按照本发明一个实施方式,空气流/气体喷流源90固定安装在Z-轴平台72,从而空气流/气体喷流源90在将气体95引导至压条55上时保持为相对挤压印刷头组件100固定。在一个可选实施方式中(未示),空气流/气体喷流源90可由与Z-轴平台72分开的结构支撑,尽管这个布置方式可能会不必要地复杂化。xa0如图1和分解形态的图3所示,层状微挤压印刷头组件100包括第一(背面)板结构110、第二(正面)板结构130和连接在其间的层状喷嘴结构150。背面板结构110和正面板结构130用来将该挤压材料从入口116引导至层状喷嘴结构150,且用来刚性支撑层状喷嘴结构150从而形成在层状喷嘴结构150中的挤压喷嘴163以预选确定的倾斜角θ1(例如,45°)指向衬底51,由此将在每个挤压喷嘴163向下朝向其对应的喷嘴孔169移动的挤压材料向目标衬底51引导。xa0背面板结构110和正面板结构130每个包括一个或多个整体模制或机械加工的金属部件。在所公开的实施方式中,背面板结构110包括倾斜的背板111和背面集气室120,正面板结构130包括整块的金属板。倾斜的背板111包括正面112、侧面113和背面114,正面112和背面114形成预先确定的角度θ2(例如,45°;图1所示)。倾斜的背板111还形成孔115,其从形成在侧壁113中的螺纹沉孔入口116至形成在背面114中的孔出口117。背面集气室120包括平行的正面122和背面124,并且形成管道125,其具有穿过正面122的入口126和形成在背面124中的出口127。如下所述,孔115和集气室125配合xa0以将挤压材料输送至层状喷嘴结构150。正面板结构130包括正面132和呈斜面的下表面134,其形成预先确定的角度θ2(图1所示)。xa0层状喷嘴结构150包括两个或多个堆叠的板,例如,金属(如铝、钢)或塑料板,其结合形成一个或多个挤压喷嘴163。在图3所示实施方式中,层状喷嘴结构150包括顶部喷嘴板153、底部喷嘴板156和夹在顶部喷嘴板153和底部喷嘴板156之间的喷嘴出口板160。顶部喷嘴板153限定入口(通孔)155,并具有(第一)前部边缘158-1。底部喷嘴板156是基本上实心的(即,连续的)板,具有(第三)前部边缘158-2。喷嘴出口板160包括(第二)前部边缘168,并在预先确定的第一流动方向F1形成细长的喷嘴通道162,其从封闭端165至限定为穿过前部边缘168的喷嘴孔169。当在可操作地组装时,(例如,如图4所示),喷嘴出口板160夹在顶部喷嘴板153和底部喷嘴板156之间,从而细长的喷嘴通道162、顶部喷嘴板153的前部154和底部喷嘴板156的前部157结合以形成细长的挤压喷嘴163,其从封闭端165延伸至喷嘴孔169。另外,顶部喷嘴板153是安装在喷嘴出口板160上,从而入口155与细长通道162的封闭端165对齐,由此受迫通过入口155的挤压材料沿挤压喷嘴163在Fxa01方向流动,并利用喷嘴孔169离开层状喷嘴结构150以在衬底51上形成压条55。xa0再参见图1,当可操作地组装并安装到微挤压系统50上时,印刷头组件100的倾斜的背板111通过一个或多个紧固件(例如,机用螺丝)142刚性连接到安装板76,从而将正面板结构130的斜面表面134设为接近并平行于目标衬底51的上部表面52。利用一个或多个第二紧固件144连接正面板结构130与背面板结构110,而将层状喷嘴结构150压在正面板结构130的背面与背面集气室120的背面之间。另外,材料输入系统60利用加料管68和紧固件69使用已知技xa0术可操作地连接到孔115,通过管道125将受迫进入孔115的挤压材料通到层状喷嘴结构150。xa0在优选的实施方式中,如图1所示,将可硬化材料注入印刷头组件100的孔115和管道125,其方式在共有并待决美国专利申请No.12/267,147(主题为“DEADxa0VOLUMExa0REMOVALxa0FROMxa0ANEXTRUSIONxa0PRINTHEAD”)中描述,其全部内容通过引用结合在这里。这个可硬化材料形成部分170,其填充管道125的任何死区,不这样它们就会陷住挤压材料并导致阻塞。xa0图4是示出运行期间印刷头组件100的一部分的简化侧面剖视图。如图4所示,离开管道125的挤压材料通过喷嘴163的入口155和封闭端165(都在图3中示出)进入喷嘴163的封闭端,并且在F1方向沿喷嘴163向下流向出口169。参见图4,引导在该喷嘴163中流动的挤压材料通过该喷嘴开口169。如这里所描述的,出于下面描述的原因,将射出之后立即(即,在撞击衬底51的上部表面52之前)形成的压条55的“飞起”部分55A与设在上部表面52上的压条55的“落地”部分55B分别标识。回头参见图1,随着所挤出的材料离开喷嘴孔169,以该倾斜角θ2引导该材料,从而以促进高容量太阳能电池生产的方式引向衬底51。xa0按照第一组实施方式,本发明具体指向一种技术,其在压条55的部分55A上生成空气流或气体喷流从而随着压条55离开该分配喷嘴而将其可靠地向下偏转至衬底51。参见图5,用来偏转“飞起”压条部分55A的主要的力是在该空气流路径中遇到压条部分55A的空气的气动阻力。该阻力产生在该空气流的方向。可能会起作用的次要力是升力,其在下面的估算中没有考虑。作用在物体上的阻力F_d的粗略近似可表示为方程1中所设定的:xa0 F d = 1 2 ρv 2 C d A ]]>方程1xa0方程1中,ρ是空气密度,v是空气速度,C_d是阻力系数,A是物体的截面积。方程1在物体(例如,“飞起”压条部分55A)后面的尾流是紊流时是正确的。压条部分55A偏转的粗略估算通过将压条部分55A看作长度为l、厚度为t以及宽度为w的弹性悬臂而提供。在这种情况下,在该压条部分55A伸出该喷嘴孔时,其弹簧系数k可由方程2表示:xa0 k = Y wt 3 4 l 3 ]]>方程2其中Y是该压条部分55A的弹性模数,其为1000Pa数量级。通常的压条宽度和厚度分别是250和100微米。如果需要将压条部分55A偏转50微米,当其露出该喷嘴孔100微米时,那么上面的关系提供的估值为需要10m/sec数量级的空气速度。这个水平的空气流利用普通气压并且容易制造的空气传输设备容易获得,其示例将在下面提供。xa0图6是按照第一具体实施方式,示出微挤压系统50A一部分的侧视图,其中气刀90A用来将远端的空气流(由虚线95A标识)引导对着“飞起”压条部分55A从而随着压条55露出印刷头组件100而将其可靠的压在衬底51上。气刀90A包括块91A,其通过托架92A连接到Z-轴平台72从而在衬底51上方支撑弯曲的表面93A。气刀90A接收压缩空气流(未示)并将该空气通过设在弯曲表面93A正上方的窄槽(未示)送出。从该槽出来的空气流随着在块91A在Y-轴方向相对该衬底51的上部表面移动而吸入额外的环境空气,并将空气引向印刷头组件100,由此将所需的空气流95A引到每个所述压条55的“飞起”部分上55A。在一个实施方式中,气刀90A由简单的翼xa0状气翼替代,其中当印刷头组件100相对衬底51移动时,弯曲表面93A迫使空气向下并朝向印刷头组件100。xa0图7是侧视图示出按照第二具体实施方式的微挤压系统50B一部分的侧视图,其中将压缩气体(例如,干的氮气)通过管路91B从源(未示)引入气体喷流阵列90B,其中在印刷头组件100B在该Y-轴方向相对目标衬底51移动的同时,气体喷流阵列90B将该压缩气体(例如,如图7中虚线箭头95B所示)重定向到每个压条55的“飞起”部分55A上。在所公开的实施方式中,印刷头组件100B相比上面描述的结构稍作修改的是背面集气室120B,其除了起到上面描述的作用外,还改为固定支撑气体喷流阵列90B,以及将压缩气体从管路91B通到气体喷流阵列90B上提供的气体喷流(下面描述)。xa0图8是示出气体喷流阵列90B和印刷头组件100B更多细节的局部立体分解图。如所示,背面集气室120B包括螺纹入口123B,其接收来自管路91B(见图7)的压缩气体。该压缩空气通过连通一个或多个细长出口129B的通道(未示)。气体喷流阵列90B包括板材(例如,金属或Cirlex,其是聚酰亚胺的一种形式),其通过背面板结构97B夹在背面128B,该背面具有定位销,其用来确保对准空气喷流而以精确的定位与该喷嘴孔相交。注意空气流离开该喷流的方向相对油墨流离开该印刷头的方向有较大角度,其帮助确保将该阻力最大化。这个布置方式的好处在于使用较少的气体以及将较少的气流引导至该衬底(未示)上,因为该压条下方的空气流会防止该压条落在并粘在该衬底上。xa0图9是示出按照本发明一个实施方式,图9所示的阵列的示范性喷流喷嘴96B-1的放大视图。喷流喷嘴96B-1在其封闭端96-1接收来自细长开口129B的压缩气体,和包括封闭端96-1和出口开口xa096-3之间的收缩/扩散颈部区域96-2,从该区域发出关联的空气喷流部分95B-1。这个收缩/扩散架构用来对准空气溢出流。xa0图10是示出按照本发明又一实施方式,微挤压系统50C(包括集气室120C和气体喷流阵列90C)一部分的立体分解图,。与上面描述的实施方式类似,压缩空气通过开口123C进入并通过连通细长出口129C-1和129C-2的通道(未示)。在这个实施方式中,气体喷流阵列90B包括喷流组件95C,其包括分隔层95C-1、喷嘴对阵列层95C-2和连接通道层95C-3,它们通过夹紧口97C夹在背面集气室120C的表面128C上。气体喷流阵列90B与上面参照图7和8描述的实施方式的不同还在于在每个喷嘴开口(未示)引导相关的空气喷流96C对以便提供对挤出的压条的可控横向偏转和扭转偏转。空气喷流对96C形成在喷嘴对阵列层(金属板)95C-2上,其夹在分隔层95C-1和连接通道层95C-2之间。运行期间,通过限定在分隔层95C-1中的出口129B-1和开口99-11将压缩气体提供至每个喷流喷嘴对96C的第一喷流,以及通过该限定在分隔层95C-1中的出口129B-2、开口99-12、限定在喷嘴对阵列层95C-2中的开口99-22和限定在连接通道层95C-2中的垂直槽98提供到每个喷流喷嘴对96C的第二喷流。xa0图11是示出按照本发明另一实施方式,微挤压系统50D一部分的简化侧视图。微挤压系统50D包括Z-轴定位机构70D和印刷头组件100,以及与上面描述的类似的其他结构,但是区别在于其还包括气体喷流阵列90D,安装在Z-轴定位机构70D上,从而气体喷流阵列90D将压缩气体(例如,空气、干的氮气或其他气相流体)95D向下引导至刚接触目标衬底51的上部表面52的挤出的压条(线)55的部分55B上(即,这时所挤出的材料还是“湿的”)。气体喷流阵列90D包括夹紧部分98D-1和98D-2,其设在一个或多个金属空气xa0喷流板95D的相对的侧面上,它们形成与上面参照图8和10所描述类似的空气喷流装置,并通过螺钉99D固定于Z-轴定位机构70D。如所示,背部夹紧部分98D-2包括螺纹入口93D,其通过管路91D接收压缩气体。该压缩气体通过与一个或多个细长的喷嘴出口96D连通的通道(未示)。通过将压缩气体95D向下引导至部分55B上,系统50D便于以高通量在衬底51上印刷薄的、低纵横比线55。即,压缩气体95D施加足够的力以朝向衬底表面52展平(下陷)部分55B,由此便于使用相对窄且高的挤压喷嘴形成宽且平的材料线。利用这个技术,单个压条可扩展至其沉积宽度的许多倍。例如,利用这个装置,发明人发现有可能将所挤出的材料线55从宽度大约0.4mm展平(下陷)至宽度大于2mm,以及湿厚度从0.010至0.020mm。利用用于挤压印刷的油墨的负荷和粘度,是不可能直接产生具有这种尺度的线的,即使允许许多倍的该油墨在重力和润湿力的作用下下陷(关于这一点,实际所考虑的是母线杆45印刷和网格线44印刷之间的标准制造流仅允许在该母线杆印刷和该网格线印刷之间三秒钟或更少)。另外,如下面所阐述的,有选择地采用这个技术以创建H图案太阳能电池中该网格线端点和该衬底之间可靠的连接,还还可用于选择性地展平电池外形,以促进母线杆和金属条板之间更牢固的焊接连接。xa0图12是示出在H图案太阳能电池40制造中,在运行期间微挤压系统50D一部分的经过修改的立体图,该制造过程与背景技术部分描述的类似。按照本发明另一方面,微挤压系统50D包括控制器200(例如,微处理器),对其编程以而控制挤压材料源60D,以便于通过印刷头100有选择地将材料挤压到衬底41上,和控制一个或多个高速阀门210,其连接到压缩气体源220以有选择地控制由气体喷流阵列90D生成的气体喷流。如下所述,高速阀门210用来在选定的时间脉冲气压以展平所挤出材料结构(线)的选定片段。xa0图13是示出按照本发明一个实施方式采用图12所示装置展平的H图案太阳能电池40的网格线端点44A的局部放大立体图。网格线44的粘附力可通过增加端点44A的接触面积增强。本发明的一方面是使用气体喷流来主动下陷网格线44的端点44A以产生较大的接触面积。关于这一点,当该印刷头组件100以图12所示的方式在衬底41上方通过时,使用按照已知技术从控制器200发出的控制信号驱动挤压材料源60D而开始将网格线材料挤压到衬底41上。在时间T1和时间T2之间的时段期间(即气体喷流阵列90D已经在该Y-轴方向在端点44A上方移动之后的时刻),控制器300将驱动控制信号发送至高速阀门210,使得高速阀门210暂时打开以传递来自压缩气体源220的高压气体脉冲(短的进射),其与该气体喷流下端点44A的正确位置相一致,由此产生图13所示的展平(下陷)。xa0按照本发明另一实施方式,上面描述的帮助下陷的气体喷流用来在母线杆45和网格线44之间的顶点展平母线杆45的外形。参见图14,以上述方式使用系统50D(见图12)而在时间T3和T4之间产生压缩气体脉冲,与每个网格线44的区域44B(即,位于母线杆45上的部分)上方的气体喷流阵列位置一致。如上面所提到的,通过将气体喷流阵列90D就安装在印刷头组件100后面,将气体脉冲传送到该母线杆-网格线顶点上以便展平该外形(即,这样,区域44B最上面的表面基本上等于“未下陷”区域44-1和44-2的上部表面),同时所挤出的网格线材料(油墨)处于湿的状态。这样,可以避免该电池的较大面积中不希望的网格线44下陷。xa0图15是示出可选的网格线展平操作的局部立体图,其中在印刷网格线44之后翻转衬底41(即,这样印刷头组件100的Y-轴移动方向平行于母线45),以及只激活母线45上方的气体喷流,由此产生与图14类似的所需要的展平的外形。xa0按照另一实施方式,使用与上述类似的可选网格线展平操作来使用上述挤压技术以产生背面特征(即,与传统的丝网印刷技术相对)。背侧金属的目标厚度是烧制后在0.005至0.030mm的范围。按照本发明一个实施方式,该背面结构(例如,类似图16(B)所示)这样制造,首先沉积许多分开的银和铝膏剂压条,然后使用一个或多个气体喷流或气帘来下陷并将该衬底上的这些压条合并在一起以产生连接起来的结构。在优选实施方式中,分开的银和铝压条通过挤压印刷沉积。在优选实施方式中,银和铝油墨压条沉积在单个共同挤压印刷设备上,其能够同时印刷铝和银油墨,不再需要两个印刷机以及现有技术所采用的介于期间的干燥步骤。xa0按照一个优选实施方式,将上述各种不同气体喷流装置与带有直接挤压压条控制的单个挤压和共同-挤压印刷头组件结合使用,如在题为“DIRECTIONALxa0EXTRUDEDxa0BEADxa0CONTROL”的共同拥有和共同待决美国专利申请No.12/267,069中描述的,其全部内容通过引用结合在这里。xa0在可选实施方式中,一个或多个上述实施方式可使用这样一种布置方式增强,其中该油墨压条包括可通过静电力附着到该衬底的材料。通过在该衬底和该印刷头组件之间跨越印刷头间距d施加电压V,宽度w和长度l的油墨压条将受到力F的作用,其由方程3表示:xa0 F = ϵ 0 wl V 2 2 d ]]>方程3xa0其中,ε₀是该空气间隙(真空)介电常数。该电压V被空气击穿强度(3kV/mm)限制为大约1000伏特。利用这个程度的静电驱动产生10nm量级的偏转是可行的。xa0尽管本发明已经关于某些具体实施方式描述,但是本领域技术人员明白本发明的创新性特征也适用于其它实施方式,所有这些都落入本发明的范围。例如,可在喷流喷嘴和该印刷头刻面之间设置隔板以便降低空气喷流上的扩散阻力。xa0