專利名稱：間距緊密的、高縱橫比的擠出的網(wǎng)格線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擠出系統(tǒng)和方法，特別是涉及一種微擠出系統(tǒng)，以及對多種相同和/或不同材料進行共擠出以形成具有相對高縱橫比的相對精細的結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
對于傳統(tǒng)擠出，料坯通過模具被壓縮和/或拉伸來制造桿、軌道、管等等。這一能力有益于多種應(yīng)用。例如，擠出可以被用于食品加工中，制造面團、谷物、快餐等，管狀油酥面的漿料(如蛋白酥皮筒)，在曲奇盤中給曲奇面團造型，制造塑料花和蛋糕的鑲邊等等。在另外一些應(yīng)用中，擠出被用來制造消費產(chǎn)品，例如，將不同顏色的牙膏混合擠在牙刷上。傳統(tǒng)的擠出技術(shù)有一定的局限性，例如，利用傳統(tǒng)的擠出技術(shù)無法獲得高的縱橫比(如2 I或更大)、精細特征的(如小于50微米)或是多孔的結(jié)構(gòu)。因此，通常擠出是不能用于制造導(dǎo)電連接件和/或用于電化學(xué)的溝槽(如燃料)，太陽能和/或其它類型的電池，而這些高縱橫比、特征精細的、多孔結(jié)構(gòu)可以增加效率和電能的產(chǎn)生。做為例子，燃料電池，高縱橫比的、特征精細的、多孔的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了長反應(yīng)區(qū)，后者增加了電極所須的昂貴催化劑的利用率。另外，燃料電池還可能有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因為它們執(zhí)行了多種功能，包括從薄膜向反應(yīng)層傳導(dǎo)質(zhì)子；在低局部壓差條件下擴散氧到反應(yīng)層；從多孔的電極向反應(yīng)層傳導(dǎo)電子；從反應(yīng)層中帶走熱量；以及承受范圍從100到200帕的壓縮機械負荷；傳統(tǒng)的擠出技術(shù)不能滿足這些燃料電池行業(yè)的成本需求，為了增加效率，燃料電池的制造者使用了比所需更多的催化劑以增加反應(yīng)層數(shù)量，并且使得帶有多孔模的鉬和聚四氟乙烯(PTFE)的碳附聚物被催化，對于太陽能電池，高縱橫比的，特征精細的網(wǎng)格可以減少陰影的數(shù)量，可以使更多的光子被捕捉，這樣可以產(chǎn)生更多的電能。傳統(tǒng)的擠出技術(shù)不能以太陽能電池行業(yè)所需的成本制造出這樣的網(wǎng)格。還有很多其它的實際設(shè)備，它們得益于用于產(chǎn)生高縱橫比網(wǎng)格和特征的快速、經(jīng)濟的裝置。例如，圖12所示等離子顯示面板就是這樣裝置的一個例子，其包含在面板內(nèi)限定亞像素的阻擋肋。這個阻擋肋是一個電子絕緣結(jié)構(gòu)，并且優(yōu)選是高縱橫比結(jié)構(gòu)，這樣增加了面板的每英寸點的分辯率和填充因子。需要提供一種例如在制造高質(zhì)量光電電池和等離子顯示面板時采用的有效地產(chǎn)生間隙緊密的、高縱橫比網(wǎng)格線的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明描述了一種用于在基底表面制造間隙緊密的、高縱橫比的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)的設(shè) 備和方法，在基底表面上，網(wǎng)格帶著犧牲物質(zhì)一起被共擠出，這樣高縱橫比的網(wǎng)格可以在兩犧牲物質(zhì)部分之間被支撐住(這些犧牲部分是隨后要去掉的)，這樣的共擠出結(jié)構(gòu)的形成要求網(wǎng)格線物質(zhì)在兩犧牲物質(zhì)部之間被擠出，要求使用相關(guān)聯(lián)的寬度的三流道空腔，該三流道空腔以一種在兩犧牲物質(zhì)部分之間擠出網(wǎng)格線物質(zhì)的方式，形成相對窄的出口。由于三流道空腔的寬度，在每個擠出頭的相鄰的兩個出口孔之間的距離(也是擠出來網(wǎng)格的間距)比最佳網(wǎng)格間距要大，例如在太陽能電池中。根據(jù)本發(fā)明，在兩個相鄰的出口孔之間的相對寬的間距會被平行設(shè)置的多個共擠出頭補償，使得它們相關(guān)聯(lián)的的出口孔交叉排列。當隨后使組件在基底上方移動并且將共擠出物質(zhì)從相關(guān)聯(lián)的出口強制壓出時，所產(chǎn)生的交替的平行網(wǎng)格具有期望的(相對小的)間距。當犧牲物質(zhì)隨后被移去的時候，所產(chǎn)生的間距緊密的高縱橫比的網(wǎng)格被設(shè)置在基底表面上。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，制造光電池的方法包括制造合適的半導(dǎo)體基底，然后用上述的方式，在基底表面上形成間距緊密的高縱橫比的金屬網(wǎng)格線。


根據(jù)以下描述、附加的權(quán)利要求、附圖，本發(fā)明的這些和其它的內(nèi)容、優(yōu)點就變得
更容易理解，其中；圖I為具有可以在基底上同時應(yīng)用兩種或更多種材料的擠出頭的擠出裝置的透視圖；圖2為在圖I所示裝置中采用的共擠出頭的一部分的分解透視圖；圖3為圖2所示的共擠出頭加工后的組裝透視圖；圖4(A)和4(B)為在圖3所示的共擠出頭中限定的三通道空腔的橫截面?zhèn)纫晥D；圖5為側(cè)視圖，其示出了示例性共擠出網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是通過圖4(B)的共擠出頭在基底表面上產(chǎn)生的；圖6為顯示圖4的共擠出頭的更大部分的側(cè)向剖視圖；圖7為由圖6的共擠出頭產(chǎn)生的一系列共擠出網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)的側(cè)向剖視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明一方面的交錯排列的多個共擠出頭以及由所述多個共擠出頭產(chǎn)生的間距緊密的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)的正視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明的另一方面在基底上形成的金屬網(wǎng)格線的剖視圖；圖10示出了含有根據(jù)本發(fā)明形成的網(wǎng)格線的光電池；圖11為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例形成的光電池的簡化流程圖；圖12為示例性等離子顯示面板一部分的簡化橫截面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式圖I所示為一個擠出設(shè)備100，包括擠出裝置110，該擠出裝置110包括兩個或多個固定安裝在其上的共擠出頭130-1、130-2，擠出裝置110與第一供料源111和第二供料源114相連，該第一供料源含有犧牲物質(zhì)112，第二供料源含有網(wǎng)格線物質(zhì)115，擠出頭130-1和130-2可操作地與供料源111和114相連，使得擠出頭130-1和130-2可以同時將犧牲物質(zhì)112和網(wǎng)格線物質(zhì)115涂敷到基底101的表面102上。這些物質(zhì)通過擠出和/或拉伸技術(shù)(如熱和冷)被涂敷，也即是這些物質(zhì)通過擠出裝置110和/或共擠出頭130-1和130-2被擠出(如壓緊等)和/或拉拔(如通過真空等)，并從一個或多個出口孔(排出口)135流出，這些出口分別被限定在共擠出頭130-1和130-2的下部。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，共擠出頭130-1和130-2被擠出裝置110固定，使得它們的各個出口孔可以被平行地，以一定的間隔設(shè)置。特別地，沿第一方向XI延伸的共擠出頭130-1的(第一)出口孔(例如出口孔135-11和135-12)和第二共擠出頭130-2的(第二)出口孔(例如出口孔135-21和135-22)限定了與第一方向XI平行且間隔設(shè)置的第二方向X2。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，裝置100包括用于沿垂直于出口孔排列的方向移動擠出裝置110(由此移動共擠出頭130-1和130-2)的機構(gòu)(圖中未示出)，在一實施例中，相對于基底101移動的擠出裝置110包括固定安裝基底101，并且利用定位機構(gòu)沿表面102的方向Yl移動擠出裝置110，使得出口孔135保持在距表面102的固定距離處。在另一個實施例中，相對對基底101移動的擠出裝置110包括將擠出裝置110固定在剛性夾具中，而利用傳送器或其它機構(gòu)在出口孔135下方的Y2方向上移動基底101。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，當擠出裝置110相對于基底101移動時，網(wǎng)格線物質(zhì)112和犧牲極物質(zhì)115以一種能在基底101上形成平行的，細長擠出結(jié)構(gòu)120的方式通過出口孔135被共擠出，使得每個結(jié)構(gòu)120中的網(wǎng)格線物質(zhì)形成高縱橫比的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)125，每個結(jié)構(gòu)120中的犧牲物質(zhì)形成相關(guān)聯(lián)的第一和第二犧牲物質(zhì)部分122，它們分別被設(shè)置于相關(guān)聯(lián)的的高縱橫比的網(wǎng)格125的相對的兩面上。擠出結(jié)構(gòu)120的形狀(比如網(wǎng)格線125的縱橫比和犧牲部分122的外形)可以通過出口孔135的外形、擠出頭130-1和130-2內(nèi)的結(jié)構(gòu)(例如流道)、物質(zhì)的特性(如粘性等)以及擠出技術(shù)(如流動率、壓力、溫度等)中的至少一個或多個來控制。在下面將詳細描述在頭130-1和130-2內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和出口孔135的外形。合適的網(wǎng)格線材料115包括，但不限于銀、銅、鎳、錫、鋁、鐵、氧化鋁、硅酸鹽、玻璃、碳黑、聚合物和蠟，合適的犧牲材料112包括塑料、陶瓷、油、纖維素、膠乳、有機玻璃等，它們的組合和/或它們的變形，包括使以上材料和其它物質(zhì)混合以獲得期望密度、粘性、質(zhì)地、顏色等。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，共擠出頭130-1的(第一)出口孔和共擠出頭130-2的(第二 )出口孔交錯設(shè)置，使得被共擠出頭130-1擠出的擠出結(jié)構(gòu)120被置于從共擠出頭130-2擠出的兩擠出結(jié)構(gòu)之間。例如，從擠出頭130-1的出口孔135-12中被擠出的擠出結(jié)構(gòu)120-12被設(shè)置于從擠出頭130-2的出口孔135-21和135-22中被擠出的擠出結(jié)構(gòu)120-21和120-22之間。更具體來描述，通過利用兩個或多個平行擠出頭(如頭130-1和130-2)同時生成擠出結(jié)構(gòu)120，可以以傳統(tǒng)的方法中實現(xiàn)不了的間距在基底101上形成間距緊密、高縱橫比的網(wǎng)格125。再次參照圖1，為了限制材料在擠出后摻混的趨勢，通過采用例如淬火組件170冷卻基底，可以使得離開擠出頭130-1和130-2的擠出結(jié)構(gòu)120在基底101上被淬火。備選地，在這種應(yīng)用中采用的材料可以是熱融材料，其在環(huán)境溫度下就可以固化，在此處，擠出頭130-1和130-2被加熱，一旦它們被分配到基底101上，就離開擠出結(jié)構(gòu)120，并固化。在另一項技術(shù)里，材料經(jīng)過加熱、光學(xué)和/或其它方式處理，從擠出頭130-1和130-2被擠出。例如，固化部件180能提供對材料的加熱和/或光學(xué)固化。如果一種或兩種材料包括紫外線成分，則這些材料可以形成固體形式，從而能夠在不混合的情況下進一步加工。圖2和圖3分別是分解透視圖和組裝透視圖，圖中示出限定在共擠出頭130-1中的三流道空腔200-11，根據(jù)圖I所示，通過出口孔135-11，三流道空腔200-11被用于制造擠出結(jié)構(gòu)120-11。三流道空腔200-11是眾多在擠出頭130-1和130-2中使用的結(jié)構(gòu)形狀的代表，其可以產(chǎn)生如圖I中所示的多個擠出結(jié)構(gòu)120。根據(jù)圖2以及本發(fā)明實施例，共擠出頭130-1包括上板金屬層210、下板金屬層220和中央板金屬層230。中間板金屬層230被微加工(例如，利用深層反應(yīng)離子刻蝕)而包括端部結(jié)構(gòu)231和箭頭形狀的開口，這個開口包括中間流道232和相對的(第一和第二)側(cè)流道234和236，中央流道232通過第一錐形指部233與側(cè)流道234分開，并通過第二錐形指部235與側(cè)流道236分開。中央流道232有閉合端，該閉合端由端部結(jié)構(gòu)231以及錐形指部233和235限定，還有開口端，該開口端與在板230的側(cè)邊緣238中限定的開口 237相通。類似地，側(cè)流道234和236具有由端部結(jié)構(gòu)231以及錐形指部233和235限定的相關(guān)聯(lián)的閉合端，以及與開口 237連通的開口端。側(cè)流道234和236與中心流道232成一個角度，并收斂于開口 237附近。上金屬板210限定了第一入口孔212 (通孔)，下金屬板220限定了第二和第三入口孔224和226。采用與被用于形成三流道空腔231-11相同的微加工技術(shù)形成入口 212、224和226。 圖3所示為圖2中的在板210、220和230被通過高壓片結(jié)合技術(shù)接合成的三流道空腔200-11后的擠出頭130-1的一部分，第一入口孔212與中間流道232的閉合端對準，第二和第三入口端224和226與側(cè)流道234和236的閉合端分別對準。如下的詳細描述，金屬和犧牲物質(zhì)通過入口孔212、224和226被引入三流道空腔231中。附加金屬板(圖中未示出)可被用來以使粘附于每個擠出頭上的材料供給量最小化的方式將金屬和犧牲物質(zhì)引入入口孔212、224和226中。用于制造擠出頭130-1的方法已在美國專利申請No. XX/XXX/XXX，名稱為“帶平面化的邊緣表面的擠出裝置” [Atty DocketNo. 20060464Q-US-NP (XCP-074)]的發(fā)明中公開，該申請在此全部引入作為參考。除了在圖2和圖3中所示的層疊金屬層布置，擠出頭130-1還可以被加工成其它形狀。在另一個實施例中，可以通過抗蝕結(jié)構(gòu)上的特征進行電鍍金屬層來制成該擠出頭。在另一個例子中，這些擠出頭通過將已被刻蝕的金屬層銅焊到一起加工而成。在另一個例子中，這些擠出頭還可以通過從光可限定聚合物如SU8上生成結(jié)構(gòu)的方法制造。在另一情況下，這些擠出頭可以通過傳統(tǒng)的機加工或用金屬和/或塑料模具加工的方法制成。而且，除了這些在這里所述的特定的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)，擠出頭130-1和130-2可以被改進成能夠產(chǎn)生有均衡外形的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)，如共同擁有并共同待審的美國專利申請?zhí)枮镹o. xx/xxx. XXX,名稱為“帶均衡外形的擠出結(jié)構(gòu)”[Atty Docket No. 20060464-US-NP (XCP-073)]的美國專利。該申請在此全部引入作為參考。圖4(A)所示為在產(chǎn)生金屬網(wǎng)格步驟之前定位在基底101上的共擠出頭130-1的一部分。在擠出過程中(也就是當共擠出頭130-1以上述方式相對于基底101移動時)，共擠出頭130-1在基底101的上表面102上大體固定的距離D。在擠出頭130-11和基底101之間的距離D取決于多種因素，如擠出頭130-11的分配端相對于上表面102的角度(如從平行到垂直)，為了增加流動效率的實體尺寸(如寬度、高度、長度、直徑等)、整體特性(如強度、接性等)等等。
注意該距離D必須大于或等于被擠出結(jié)構(gòu)120-11的高度H (如圖5所示)，這樣便于擠出頭的交錯安裝，如圖I所示。圖4(B)所示為在共擠出過程開始時共擠出頭130-1的同一部分。如白色箭頭所示，網(wǎng)格線物質(zhì)112通過第一入口孔212被強行地注入到中間流道232的閉合端，犧牲物質(zhì)115同樣通過入口孔224和226被強行地注入到各自的側(cè)流道234和236。如圖4(B)的黑箭頭所示，被注入的物質(zhì)沿著它們各自的流道向下流動，網(wǎng)格線物質(zhì)和犧牲物質(zhì)通過錐形流道232、234和236被擠出。當這些物質(zhì)被引入到出口 135-11時，網(wǎng)格線物質(zhì)隨著犧牲物質(zhì)沿著側(cè)流道234和236流動而被進一步擠出，被擠出的流體然后從出口 135-11被擠出，然后沉淀在基底101上而形成擠出結(jié)構(gòu)120-11 (如圖5所示)。網(wǎng)格線物質(zhì)和犧牲物質(zhì)間的摻混通過選擇合適的材料和粘度，通過使流道成合適的錐形，和/或通過保持層流條件而得到最小化。圖5是根據(jù)參照圖4(B)所述的共擠出過程形成的示例性擠出結(jié)構(gòu)120-11橫截面?zhèn)纫晥D。擠出結(jié)構(gòu)120-11包括設(shè)置在犧牲物質(zhì)部分122-1和122-2之間的網(wǎng)格125-11。由于通向出口 135-11的三流道空腔200-11產(chǎn)生的匯聚力(圖4(A)和圖4 (B))，擠出結(jié)構(gòu)120-11與傳統(tǒng)方法形成的網(wǎng)格相比具有優(yōu)勢。例如，擠出頭130-1便于在單次通過中形成具有10 I或者更高縱橫比的網(wǎng)格125-11，這在傳統(tǒng)使用的方法中是無法實現(xiàn)的。網(wǎng)格125-11的寬度W可以比擠出頭130-11最小化設(shè)計的寬度還要窄(細)。犧牲物質(zhì)部分122-1和122-2保持在沿著網(wǎng)格線125-11的邊緣，只要需要它在后續(xù)加工如干燥、硫化和/或燒結(jié)之前或期間維持網(wǎng)格線125-11在基底101上的形狀。犧牲物質(zhì)部分122-1和122-2的進一步的優(yōu)點是多余的材料被導(dǎo)向總體更大的出口孔，因而在給定物質(zhì)流動速度下具有更低的壓降。因此可以獲得較高的加工速度。另外，壓縮流動可以被操縱來形成具有錐形橫截面(例如，具有設(shè)置在基底表面102上的帶一定寬度的基座、相對狹窄的上端部和與一個相對于表面102從基底端到上端成一角度的延伸的錐形側(cè)面)的金屬網(wǎng)格線125-11。這種錐形有利于將光子導(dǎo)引入基底101中，并且減少由網(wǎng)格引起的光子阻斷(陰影)，從而有利于提聞效率和/或電能的廣生。圖6為顯示擠出頭130-1較大部分的橫截面圖，圖7示出了一系列的擠出結(jié)構(gòu)120-11、120-12和120-3，它們以上述的方式被擠出頭130-1加工而成。根據(jù)圖7所示，在相鄰的，從單一共擠出頭(例如頭130-1)擠出的擠出結(jié)構(gòu)120-11和120-13之間的間距P由相鄰出口的間距限定，后一間距又由形成每個三流道空腔的三個流道所需的上游空間來限定。如圖6所示的寬上游空間，在這空間中，擠出頭130-1包括相鄰的三流道空腔200-11、200-12和200-13，它們分別限定出口孔135-11、135-12和135-13。與通道空腔200-11、200-12和200-13相對應(yīng)的入口孔為了清楚顯示而被省略畫出。如圖6所示，和出口孔135-11相對窄的寬度Wl相比，需要相對大的寬度W2來限定三流道空腔200-11的流道232和234。同樣地，在每個擠出頭130-1相鄰的出口孔對(如出口孔135-11與135-12、或出口孔135-12和135-13)之間的間距都由供給到出口孔的相關(guān)三流道空腔所需要的相對較寬的區(qū)域來限制。再看圖7，結(jié)果，在相鄰擠出結(jié)構(gòu)120-11到120-13之間的間距P必然是相對較寬的(也就是不可能使用單一的共擠出頭產(chǎn)生共擠出結(jié)構(gòu) 120)。
圖8是共擠出頭130-1和130-2處于交錯排列的側(cè)視圖，這種排列有利于本發(fā)明實施例所述的在基底101上產(chǎn)生間距緊密的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)。特別地，與圖I所示的方式相一致，共擠出頭130-1和130-2被平行地固定在基底101上，它們各自的出口孔以錯開方式對準，使得至少一個從共擠出頭130-1中擠出的擠出結(jié)構(gòu)被設(shè)置在從共擠出頭130-2擠出的兩個擠出結(jié)構(gòu)之間。作為例子，在圖8中可以看到，共擠出頭130-1的出口孔135-12產(chǎn)生了擠出結(jié)構(gòu)120-12，其被設(shè)置在分別由共擠出頭130-2的出口孔135-21和135-22擠出的擠出結(jié)構(gòu)120-21和120-22之間。以這種方式，相鄰擠出結(jié)構(gòu)之間的距離(由此還有它們相關(guān)的網(wǎng)格)被減少到P/2，如圖8的底部所示。因此，以錯開排列共擠出頭130-1和130-2，通過圖I所示的擠出裝置100產(chǎn)生的擠出結(jié)構(gòu)有著比傳統(tǒng)方法制造的擠出結(jié)構(gòu)更密的柵距和更大的縱橫比，因此，有利于制造如高級光電電池。圖9為使用合適的刻蝕劑(如斜線所示)來拆除犧牲物質(zhì)、因此，在上表面102上完成緊密間隙、高縱橫 比的網(wǎng)格125-11、125-21、125-12、125-22和125-13的加工過程的橫截面?zhèn)纫晥D。在其它一些應(yīng)用中，包括太陽能電池網(wǎng)格的制造，去除犧牲物質(zhì)的優(yōu)選方法就是通過在加熱過程中的蒸發(fā)和燃燒。這個過程也可以將網(wǎng)格材料中的金屬顆粒(包含銀顆粒、玻璃料、溶劑如松油醇、填充劑如纖維素的金屬糊)固化成導(dǎo)電物質(zhì)。在一實施例中，力口熱步驟還通過太陽能電池表面的絕緣鈍化層引起金屬粘結(jié)劑燃燒，通常借助于粘結(jié)劑中的玻璃粉顆粒，以與半導(dǎo)體層電接觸。圖10所示為光電電池如太陽能電池的示例性部分，其帶有由共擠出頭130-1和130-2形成的高縱橫比金屬網(wǎng)格125。光電電池300包括半導(dǎo)體基底301，其帶有P型區(qū)域306和N型區(qū)域308。基底301中的區(qū)域306和308中的一個或兩個由半導(dǎo)體材料形成，例如由砷化鋁、砷化鎵鋁、氮化硼、硫化鎘、硫化硒、銦鎵化銅、硒化物、金剛石、砷化鎵、氮化鎵、鍺、磷化銦、硅、碳化硅、硅鍺合金、絕緣襯底上的外延硅、硫化鋅、硒化鋅等形成。下接觸面310形成在基底301的下表面302上(也就是在P型區(qū)306的下端)。金屬網(wǎng)格125和一個或多個母線320形成在基底301的上表面304上(也就是在N型區(qū)域308的下端)。接觸面310和母線320可以用金屬粘結(jié)劑如銀基或鋁基粘結(jié)劑形成。光電電池300可以如經(jīng)由扁鋼絲或金屬帶與其它的光電電池(圖中未示出)互相連接成串聯(lián)或并聯(lián)，并組裝在模塊或面板上，如圖示連接到負載340上。回火的玻璃片(未示出)可以在網(wǎng)格線125上分層堆積，和/或聚合物包封(未示出)可以在接觸面310上形成。上表面304可以包括帶紋理的表面和/或被包敷減反射材料(如氮化硅、二氧化鈦等)，以增加電池吸收的光量。在操作中，當光子350 (由寬箭頭示出)穿過上表面304射入基底301時，它們的能量激發(fā)其中的電子空穴對，該電子空穴對隨后可以自由移動。特別地，對光子的吸收通過P-N接合部產(chǎn)生電流(通過正負電荷的遷移表示)。當在N型區(qū)域308中被激發(fā)的電子穿過網(wǎng)格線125、母線320和電極移動到外負載340并通過下電極和接觸面310回流到P型區(qū)域306時，就產(chǎn)生了電流。圖11表示用于制造光電器件，如圖10中描述的光電電池300的方法。在附圖數(shù)字410處，形成半導(dǎo)體基底301 (圖10)?；?01可以包括前述的各種半導(dǎo)體材料，并且可以由一片N型硅和一片P型硅耦合形成，或者通過使N型摻雜物(如三氯化磷、砷酸、銻等)和/或P型摻雜物(如硼等)擴散到半導(dǎo)體薄片中的方法獲得；在其它的例子中，也可以使用天然的半導(dǎo)體，如主要包含硼雜質(zhì)的藍寶石來獲得。一個或多個光伏打電池可以任選地被串聯(lián)或并聯(lián)，以形成光伏打模塊或面板。在附圖數(shù)字420處，采用已知的方法在下表面302上形成導(dǎo)電接觸。在430處，通過上面所述的方法在上表面304上形成金屬網(wǎng)格線125(和母線320)。在440處，采用圖10所述的方式，從導(dǎo)電的觸點310和網(wǎng)格線125將電極連接到負荷340。當光子被吸入半導(dǎo)體時，通過光伏效應(yīng)產(chǎn)生電能。通過舉例，帶有表I所示估計參數(shù)值的共擠出頭可被用于分配材料，以在晶體硅
太陽能電池上制成網(wǎng)格線125。
表I用于產(chǎn)生網(wǎng)格線的示例性擠出頭的參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種用于在基底上形成多個高縱橫比的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)的設(shè)備，該設(shè)備包括 被置于基底表面上的第一和第二共擠出頭，使得第一共擠出頭的第一出口孔限定沿第一方向延伸的第一條線，第二共擠出頭的第二出口孔限定平行于第一條線的第二條線；移動裝置，用于相對于基底沿第二方向移動第一和第二共擠出頭，同時促使第一和第二共擠出頭通過第一和第二出口孔中的每一個擠出網(wǎng)格線物質(zhì)和犧牲物質(zhì)，使得從第一和第二出口孔中的每一個擠出的所述網(wǎng)格線物質(zhì)形成所述多個高縱橫比的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)的相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)，并且從第一和第二出口孔中的每一個擠出的所述犧牲物質(zhì)形成相關(guān)聯(lián)的第一和第二犧牲物質(zhì)部分，這些部分分別被布置在所述相關(guān)網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)的相反的兩面上。
其中第一和第二共擠出頭被定位成使得所述的第一出口孔和所述的第二出口孔交錯排列，從而由第一共擠出頭擠出的第一所述網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)被置于從第二共擠出頭擠出的第二和第三所述網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)之間。
全文摘要
采用兩個或更多的共擠出頭共擠出網(wǎng)格線物質(zhì)和犧牲物質(zhì)，在基底的表面上制造間距緊密的高縱橫比網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)，使得沉積的網(wǎng)格線物質(zhì)被壓縮在犧牲物質(zhì)的相對的部分之間。該共擠出頭包括三流道空腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)會聚到相對較小的出口，該出口孔以相對精細的結(jié)構(gòu)和高縱橫比分配網(wǎng)格線物質(zhì)。共擠出頭的出口孔交錯排列，使得從第一共擠出頭擠出的網(wǎng)格線被布置在從第二共擠出頭擠出的兩個網(wǎng)格線之間。光電池是采用以這樣的方式形成的金屬網(wǎng)格線生產(chǎn)的。
文檔編號H01L31/0224GK102629640SQ20121010225
公開日2012年8月8日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者D·K·富爾克, T·S·齊默曼 申請人:太陽世界創(chuàng)新有限公司