专利名称：用于金属颗粒去除的模块和工艺的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式大体涉及用于在太阳能电池生产线中在太阳能电池器件上执行薄膜边缘清洗的装置和工艺。
背景技术：
光伏(PV)器件或太阳能电池是将太阳光转换成直流(DC)电能的器件。通常，薄膜太阳能电池包括有源区(或光电转换单元)和透明导电氧化物(TCO)膜，所述透明导电氧化物(TCO)膜设置成在太阳能电池底部上的前电极，所述前电极与前玻璃基板接触，和/或所述透明导电氧化物(TCO)膜设置成在太阳能电池顶部上的背电极。光电转换单元可包括 P型硅层、η型硅层和本征型(i型)硅层，所述本征型(i型)硅层夹在P型和η型硅层之间。可利用多种类型的硅膜，诸如微晶硅膜(uc-Si)、非晶硅膜(a-Si)、多晶硅膜(poly-Si) 等形成光电转换单元的P型、η型和/或i型层。背面电极可含有一或更多个导电层。之后，通过物理气相沉积(PVD)工艺将诸如银的金属背接触层沉积在背面电极上方。接缝和边缘消除是制造太阳能电池必须的标准操作。所述工艺通过沿着太阳能电池模块边缘用高能激光束去除导电层，提供了太阳能模块中有源电池的电隔离和用于自外界环境密封的良好表面。但是，在太阳能电池制造工艺中，已有报告作为PVD工艺的一部分，在前玻璃的边缘周围也沉积或包覆了源自金属背接触层的银和其他不希望的颗粒。一旦这些颗粒暴露到高能光照，诸如在稍后阶段在激光边缘消除设备中使用的激光束，或者可能在暴露到阳光的数个小时之后，这些颗粒就被氧化且变成人眼可见的，这引起最终太阳能电池模块的色调变化和/或长时间的产品可靠性不合格。因此，存在对颗粒去除设备的需求，所述颗粒去除设备能够在将太阳能电池基板暴露到稍后阶段的激光边缘消除设备中使用的高能光照之前，从太阳能电池基板的外围区域有效去除不希望的金属颗粒。
发明内容
本发明的实施方式提供了清洗太阳能电池器件的边缘区域的装置和方法。在一个实施方式中，一种处理太阳能电池器件的方法包括通过清洗模块从太阳能电池器件的边缘区域去除颗粒，太阳能电池器件背面上施加有恒定负载，其中所述清洗模块具有二或更多个辊型刷，所述辊型刷设置在旋转台的相对侧上，所述旋转台位于质量保证设备之前和/ 或之后，所述质量保证设备被配置成检测和校正太阳能电池器件中的缺陷；以及将太阳能电池器件传送到边缘消除设备中，在所述边缘消除设备中，使用电磁辐射能自太阳能电池器件的顶面去除材料。所述二或更多个辊型刷可包括由选自以下组的材料制成的非研磨硬毛，所述组由尼龙4-6、尼龙6、尼龙6-6、尼龙6-9、尼龙6_10、尼龙12和尼龙6_12构成。在另一个实施方式中，一种处理太阳能电池器件的方法包括使太阳能电池器件前进到第一旋转台上，所述第一旋转台装配有第一组边缘清洗刷，以自太阳能电池器件的第一对两个相对边缘去除颗粒；将太阳能电池器件传送到质量保证设备，所述质量保证设备被配置成检测和校正太阳能电池器件中的缺陷；使太阳能电池器件前进到第二旋转台上，所述第二旋转台装配有第二组边缘清洗刷，以自太阳能电池器件的第二对两个相对边缘去除颗粒；以及将太阳能电池器件传送到边缘消除设备，在所述边缘消除设备中，使用电磁辐射能自太阳能电池器件的顶面去除材料。在又一个实施方式中，本发明提供了一种处理太阳能电池器件的装置，所述装置包括质量保证设备，所述质量保证设备被配置成检测和校正太阳能电池器件中的缺陷； 传送器，所述传送器被配置成传送太阳能电池器件至第一旋转台上，所述第一旋转台装配有第一边缘清洗模块，所述第一旋转台位于质量保证设备的正上游，所述第一边缘清洗模块包括第一组辊型刷，所述第一组辊型刷设置在第一旋转台的相对侧上，所述第一组辊型刷被配置成以恒定向上的负载与太阳能电池器件的背面接触，和电机，所述电机被配置成旋转第一组辊型刷；以及边缘消除设备，所述边缘消除设备被配置成使用电磁辐射能，在太阳能电池器件的相对边缘区域，自太阳能电池器件的顶面去除材料。所述装置还包括第二旋转台，所述第二旋转台位于质量保证设备的正下游，并且所述第二旋转台被配置成自质量保证设备接收传送器上的太阳能电池器件，所述第二旋转台装配有第二边缘清洗模块， 所述第二边缘清洗模块包括第二组辊型刷，所述第二组辊型刷设置在第二旋转台的相对侧上，所述第二组辊型刷被配置成以恒定向上的负载与太阳能电池器件的背面接触；以及电机，所述电机被配置成耦连并旋转第二组辊型刷。
为了更详细理解本发明的上述特征，通过参考实施方式可获得简要概述如上的本发明的更具体描述，一些实施方式在附图中示出。但是，应该注意，由于本发明允许其他等效实施方式，因此附图仅示出了本发明的典型实施方式，且因而不应认为附图限制了本发明的范围。图1示出了根据本发明的一个实施方式的使用太阳能电池生产线形成太阳能电池器件的工艺顺序。图2示出了根据本发明的一个实施方式的太阳能电池生产线的平面图。图3示出了薄膜太阳能电池器件的侧截面图。图4示出了第一和第二组边缘清洗模块、旋转台和质量保证模块的示范性布置方式的示意性顶视图。图5示出了根据本发明的一个实施方式的第一旋转台的局部示意性顶视图，所述第一旋转台具有第一组边缘清洗模块。图6示出了根据本发明的一个实施方式的第一组边缘清洗模块的局部示意性立体图。为了便于理解，只要可以，使用相同元件符号表示图中共用的相同元件。可预期一个实施方式的元件和特征可有益地结合在其他实施方式中而不需进一步详述。
具体实施例方式本发明大体涉及边缘清洗模块，所述边缘清洗模块位于自动化太阳能电池生产线内。下文将结合图1和2描述自动化太阳能电池生产线，所述自动化太阳能电池生产线通常为用于形成太阳能电池器件的自动处理模块和自动装置的一种布置。本发明的边缘清洗模块一般包括一或更多组清洗模块，每一组清洗模块都装配有辊型尼龙刷，所述辊型尼龙刷安装在旋转台的相对侧上，所述旋转台位于质量保证模块的上游和/或下游，以在将太阳能电池器件传送到自动化太阳能电池生产线中的边缘消除设备中之前，自太阳能电池器件的外围区域去除不希望的金属材料。图1示出了工艺顺序100的一个实施方式，工艺顺序100包括数个步骤(即步骤 102-1 )，每一步骤都用于使用本文描述的新型太阳能电池生产线200形成太阳能电池器件。工艺顺序100中的结构、处理步骤数目和处理步骤顺序并非意欲限制本文描述的发明范围。图2是生产线200的一个实施方式的平面图，意在通过系统以及系统设计的其他相关方面，示出一些典型的处理模块和处理流程，并因此并非意欲限制本文描述的发明范围。系统控制器290可用于控制太阳能电池生产线200中的一或更多个部件。所述系统控制器290便于整个太阳能电池生产线200的控制和自动化，且所述系统控制器290 通常包括中央处理单元(CPU)(未示出)、存储器(未示出)和支持电路(或者I/O)(未示出)。由系统控制器290可读的程序(或者计算机指令)决定在基板上可执行哪项任务。 优选地，所述程序是系统控制器290可读的软件，所述软件包括用于执行任务的编码，所述任务涉及基板的监控、移动、支撑和/或定位以及在太阳能电池生产线200中执行的多种工艺配方任务和多种腔室工艺配方步骤。图3中示出了太阳能电池的实例，可使用图1中所示的工艺顺序和太阳能电池生产线200中示出的部件形成并测试所述太阳能电池。图3是多结非晶或微晶硅太阳能电池 300的简化示意图，太阳能电池300向着光或者太阳辐射301取向且可在下述系统中形成。太阳能电池300包括基板302，诸如玻璃基板、聚合物基板、金属基板或其他合适的基板，基板302上形成有薄膜。太阳能电池300还包括第一透明导电氧化物(TCO)层310、 第一 p-i-n结320、第二 p-i-n结330、第二 T⑶层340和背接触层350，第一透明导电氧化物(TCO)层310形成在基板302上方，第一 p-i-n结320形成在第一 TCO层310上方，第二 p-i-n结330形成在第一 p-i-n结320上方，第二 TCO层340形成在第二 p_i_n结330上方，背接触层350形成在第二 TCO层340上方。为了通过增强光俘获而提高光吸收，可选地通过湿法、等离子体、离子和/或机械加工纹理化基板和/或一或更多个薄膜，所述一或更多个薄膜形成于基板上方。例如，在图3示出的实施方式中，纹理化第一 TCO层310，随后沉积于第一 TCO层310上方的薄膜大致遵循所述薄膜下方的表面形貌。可在含硅膜叠层中使用多个硅基层，以提供一或更多个结，例如多结，从而提高光转换效率。在一个实施方式中，第一 P-i-n结320可包括ρ型非晶硅层322、本征型非晶硅层3M和η型微晶硅层326，所述本征型非晶硅层3Μ形成在ρ型非晶硅层322上方，所述η 型微晶硅层3 形成在本征型非晶硅层3M上方。第二 p-i-n结330可包括ρ型微晶硅层 332、本征型微晶硅层334和η型非晶硅层336，所述本征型微晶硅层334形成在ρ型微晶硅层332上方，所述η型非晶硅层336形成在本征型微晶硅层334上方。在Choi等人在2007 ρ 1 月 18 011 ^ "Multi-Junctions Solar Cells and Methods and Apparatus for Forming the Same”的美国申请11/6 ，677中公开了含硅膜叠层的合适实例，将所述申请结合于本文中作为参考。如图所示，在含硅膜层(即第二 p-i-n结330)上方，或者可选地在第二透明导电氧化物(TCO)层上方沉积背接触层350，第二 TCO层与第一 TCO层310相似且第二 TCO层用作背电极。金属背接触层350可包括但不限于选自以下组的材料，所述组由Al、Ag、Ti、Cr、 Au、Cu、Pt、Ni、Mo、上述金属的合金或者上述金属的组合构成。虽然本文未讨论，但是可在背接触层350上方提供其他膜层或材料，以完成太阳能电池。太阳能电池可互连以形成模块，接着可连接模块以形成性能更高的阵列。一般太阳能电池的形成工艺顺序往回参考图1和2，工艺顺序100通常始于步骤102，在步骤102，将如上文所讨论的基板302装载到太阳能电池生产线200中的装载模块202。有利的是接收“原料”基板 302，在步骤102中将基板302接收到所述系统中之前，所述基板302的表面上已沉积有透明导电氧化物(TCO)层(例如第一 TCO层310)。如果在“原料”基板的表面上没有沉积诸如TCO层的导电层，则需要在基板302的表面上执行下文所讨论的前接触沉积步骤(步骤 104)。在执行步骤106之前，将基板302传送到前端处理模块(图2中未示出)，在所述前端处理模块中，在基板302的表面上执行前接触形成工艺或步骤104。在一个实施方式中，步骤104包括一或更多个PVD步骤，所述PVD步骤用于在基板302的表面上形成前接触区。前接触区包含透明导电氧化物(TCO)层，所述TCO层可含有选自以下组的金属元素，所述组由锌(Si)、铝(Al)、铟(In)和锡(Sn)构成。前端处理模块可以是从位于加州圣克拉拉市的应用材料公司购得的ΑΤ0Ν PVD 5. 7设备，在所述设备中执行一或更多个处理步骤以沉积前接触区。接下来，将基板302传送到划片模块208，在所述划片模块208中，在基板302上执行步骤106或者互连形成工艺，以将基板302表面的不同区域相互电隔离。在步骤106中， 通过使用诸如激光烧蚀工艺的材料去除步骤，自基板302表面去除材料。接下来，将基板302传送到处理模块212，在所述处理模块212中，在基板302上执行步骤108，步骤108包括一或更多个光吸收层沉积步骤。步骤108通常包括一系列子处理步骤，所述子处理步骤用于形成一或更多个p-i-n结，如图3中示出的串联结太阳能电池 300。接下来，将基板302传送到划片模块214，在所述划片模块214中，在基板302上执行步骤110或者互连形成步骤，以将基板302表面的各个区域相互电隔离。在步骤110中， 通过使用诸如激光烧蚀工艺的材料去除步骤，从基板302表面去除材料。可以使用Nd:钒酸盐(NchYVO4)激光源自基板表面烧蚀材料，以形成线，所述线将一个太阳能电池与另一个太阳能电池电隔离。接下来，将基板302传送到处理模块218，在所述处理模块218中，在基板302上执行一或更多个基板背接触形成步骤或者步骤112。步骤112通常包括一或更多个PVD步骤，所述PVD步骤用于在基板302的表面上形成背接触层350。在一个实施方式中，使用一或更多个PVD或CVD步骤以形成背接触区，所述背接触区包含选自以下组的金属层，所述组由锌(Zn)、锡(Sn)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、钒(V)、钼(Mo)和导电碳构成。在一个实例中，氧化锌(SiO)或镍钒合金(NiV)用于形成背接触层350的至少一部分。接下来，将基板302传送到划片模块220，在所述划片模块220中，在基板302上执行步骤114或背接触隔离步骤，以将基板表面上所包含的数个太阳能电池相互电隔离。在步骤114中，通过使用材料去除步骤，诸如与前述步骤106相似的激光烧蚀工艺，从基板表面去除材料。接下来，将基板302传送过边缘清洗模块(例如，第一组边缘清洗模块221)，在所述边缘清洗模块中，在基板302上执行步骤116或颗粒去除清洗步骤，以从基板302的边缘去除任何金属颗粒或者污染物。如下文在标题为“边缘清洗模块和工艺”的章节中讨论的， 边缘清洗模块221可包括一或更多组清洗头，所述清洗头安装在第一旋转台的相对侧边缘上，所述第一旋转台位于质量保证模块222的上游，以清洗基板302的第一对的两个相对侧边。接下来，将基板302传送到质量保证模块222，在所述质量保证模块222中，在基板302上执行步骤118或者质量保证和/或分路(shunt)去除步骤，以确保形成在基板表面上的器件满足所需的质量标准，且在一些情况下校正所形成器件中的缺陷。接下来，将基板302传送过边缘清洗模块(例如，第二组边缘清洗模块22 ，在所述边缘清洗模块中，在基板302上再次执行步骤120或者颗粒去除清洗步骤，以自基板302 的边缘去除任何的金属颗粒或污染物。如下文在标题为“边缘清洗模块和工艺”的章节中讨论的，边缘清洗模块223可包括一或更多组清洗头，所述清洗头安装在第二旋转台的相对侧上，所述第二旋转台位于质量保证模块222的下游，以清洗基板302的余下两个相对侧边缘，所述两个相对侧边缘已在第一旋转台中旋转了约90度。虽然第一和第二旋转台被描述为分别位于质量保证模块222的上游和下游，但是可预期根据工艺条件，第一和第二旋转台可都位于质量保证模块222的上游或下游，以清洗基板302的边缘。接下来，可选地将基板302传送到基板分割模块224，在所述基板分割模块2M中， 利用基板分割步骤122将基板302切割成数个较小基板302，以形成数个较小的太阳能电池器件。往回参考图1和2，接下来将基板302传送到接缝/边缘消除模块226，在所述接缝 /边缘消除模块226中，利用基板表面和边缘制备步骤124，在基板302的相对边缘区域处自基板的顶面去除一部分膜叠层。将基板302放置于接缝/边缘消除模块2 中，以沿着基板302的边缘去除一部分的膜叠层，以降低在随后的处理过程中发生诸如削剪(clipping) 或者颗粒之类的损伤的可能性。在步骤126中，在基板302上执行生产线工艺的最终处理。生产线工艺的最终处理通常包括最终的连接、粘合、封装、背基板粘合和器件测试与分析工艺。在将支撑结构、引线结构或框架结构形成在基板上之后，将基板302传送到卸载模块M2，以自太阳能电池生产线200卸除已形成的太阳能电池，并完成太阳能电池生产工艺。可预期，与太阳能电池器件生产相关的其他工艺顺序也适合于使用如下所述的本发明的颗粒去除和基板清洗工艺。边缘清洗模块和工艺如前文简述，已经发现基板边缘区域中表面的清洁对于长时间的产品可靠性很重要。为了保证基板边缘区域中表面的清洁，可将一组边缘清洗模块安装在旋转台上，所述旋转台位于质量保证模块222的上游和/或下游，以在将基板传送到边缘消除设备中之前，从基板302的全部四个边缘去除银或不希望的金属颗粒。可理解，本文使用的基板“边缘”指的是基板302的外围部分，所述外围部分通常具有自基板302边缘测量的约IOmm至约25mm 之间的宽度。
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说明书
6/11 页图4描述了第一和第二组边缘清洗模块221、223、旋转台404、406和质量保证模块222的示范性布置方式的示意性顶视图，可将上述模块结合到生产线200中(图2)。通常，使用诸如自动装置的传送器402，沿着箭头“A”传送基板302经过第一组边缘清洗模块221到达质量保证模块222，之后经过第二组边缘清洗模块223，所述第一组边缘清洗模块221安装在第一旋转台404的相对两侧上，所述第二组边缘清洗模块223安装在第二旋转台406相对两侧。为了从基板302的全部四个边缘去除不希望的材料，在已由第一组边缘清洗模块221清洗了长边(在使用矩形基板的情况下)之后旋转基板302。之后，由第二组边缘清洗模块223清洗基板的短边，并且在将基板传送到边缘消除设备之前再次旋转基板。图4中从概念上示出了在边缘清洗工艺的不同阶段期间基板302的示范性旋转。可将第一起动传感器408设置成与第一组边缘清洗模块221相邻，以检测引入基板的进入，并起动第一组边缘清洗模块221，第一组边缘清洗模块221位于第一旋转台404 处。第一起动传感器408可为接近传感器或者光学传感器，所述光学传感器发射红外线 (IR)，以检测基板302的边缘。如果使用具有约2. 2m宽度和约2. 6m长度的矩形基板，则 2. 2m的侧边可以是前边缘，所述前边缘被第一起动传感器408感测。之后，第一起动传感器408发送信号至一或更多个诸如电机的促动器(未示出)，所述促动器旋转第一组边缘清洗模块221的抛光轮5(Ma、504b并接触所述基板，以通过利用机械摩擦自基板边缘(即， 2200mm的侧边)去除不希望的材料。图5示出了根据本发明一个实施方式的第一旋转台404的局部示意性顶视图，所述第一旋转台404具有第一组边缘清洗模块。第一组边缘清洗模块221 —般包括一对抛光轮50 或504b，该对抛光轮50 或504b设置在第一旋转台404的相对侧上。可将抛光轮 5(Ma、504b设置成相互偏移或平行，并且将抛光轮5(Ma、504b设置在第一旋转台404的两个相邻的传送辊502、502'之间，在所述传送辊502、502'上传送基板302。虽然本文未讨论， 但是可预期，两个相对的边缘清洗模块和/或第一对两个传送辊之间的间隙可根据基板尺寸或工艺方案变化。在边缘清洗工艺期间，传送器402沿着箭头“A” (图4)指示的方向顺序地将基板 302传送到第一和第二组边缘清洗模块221、223。随着基板302的前进，抛光轮50 位于基板302的下方并且抛光轮50 被配置成抵向基板302的背面，以从基板302的第一对两个相对侧边的边缘表面去除任何粘附的颗粒。抛光轮50 可沿着与基板302移动方向相反的方向旋转。或者，抛光轮50 可沿着与基板移动方向相同的方向旋转。在一个实施方式中，抛光轮50 耦连到促动器，所述促动器旋转抛光轮50 ，以将硬毛定位成与基板302 的边缘接触。此外或者替换地，促动器可沿着X-Y方向移动抛光轮50 ，以使抛光轮50 可沿着基板302的外围区域移动，同时使抛光轮50 与基板302接触，以自基板302的边缘扫除不希望的颗粒。抛光轮5(Ma、504b可为辊型刷，所述辊型刷具有数根硬毛，所述硬毛用于扫除基板302上的颗粒或剩余物。轮刷可由非研磨或者中度研磨的材料制成，诸如尼龙纤维。如稍后将讨论的，所述轮的材料和宽度可根据将被清洗的基板的材料和/或面积而变化。往回参考图4，为了避免抛光轮不停地运转，可设置并配置第一止动传感器410， 从而一旦第一止动传感器410不再检测到存在基板302的后边缘(trailing edge)，就暂时停止第一组边缘清洗模块221。之后，在基板进入到质量保证模块222之前，如图4中概要示出的，第一旋转台404将基板302旋转约90度。在质量保证和/或分路去除步骤完成之后，传送器402将基板302传送到第二旋转台406，在这里设置有第二组边缘清洗模块223， 以清洗基板302的余下两个相对侧边。除了为了处理基板302的^OOmm的侧边(如果使用矩形基板)，需要第二组边缘清洗模块223的更宽布置之外，第二组边缘清洗模块223具有抛光能力，所述抛光能力与第一组边缘清洗模块221的抛光能力基本相同。与第一起动传感器408和第一止动传感器410相似，将第二起动传感器412和第二止动传感器414分别设置在第二组边缘清洗模块223的上游和下游，以控制第二组边缘清洗模块223的起动。 或者，可以使用单个传感器(未示出)，以根据基板302的移动控制第一和第二组边缘清洗模块 221、223。在基板退出第二旋转台406之前，处理基板302的余下两个相对侧边，使所述两个相对侧边不具有任何不希望的金属颗粒。之后，第二旋转台406旋转基板302约90度，基板 302沿着箭头“A”退出第二旋转台406，以进行如之前图1中所述的进一步处理。可预期， 除了如所示般设置在质量保证模块222的正上游和正下游之外，可将第一和第二组边缘清洗模块221、223设置在任意希望的位置。例如，取决于工艺方案，可将第一和第二组边缘清洗模块221、223设置在划片模块220与基板分割模块2M之间，或者设置在接缝/边缘消除模块2 之前。虽然未示出，但是可预期，可在第一和/或第二旋转台404、406设置多组边缘清洗模块，如第一和第二组边缘清洗模块221、223，以增强边缘表面清洗。可以在第一和/或第二旋转台404、406的相对侧上以串联形式设置希望数量的边缘清洗模块。在将两组边缘清洗模块设置在旋转台中的情况下，第一组边缘清洗模块的抛光轮可自基板302的背面边缘去除涂覆的材料层，而第二组边缘清洗模块可自基板302的背面边缘去除任何残余的材料或颗粒。由此，向沿着基板302的每一侧边的预定边缘区域提供了良好的表面清洁，对于稍后的边缘消除、叠层或封装，需要所述表面清洁。图6是根据本发明一个实施方式的第一组边缘清洗模块221的局部示意立体图。 虽然仅示出一个抛光轮50 和电机安装506a以用于说明目的，但是可理解，第一或第二组边缘清洗模块221、223中的每一个边缘清洗模块都可具有一对抛光轮5(Ma、504b，且每一个边缘清洗模块可被设置成在第一或第二旋转台404、406的相对侧上彼此平行。如本文所讨论的描述应用于第一和第二组边缘清洗模块221、223两者。如图6中所示，第一组边缘清洗模块221—般包括电机安装506a、电机(未示出)、 两个基板跟随器510、抛光轮50 和灰尘收集器512，所述电机设置在电机安装506a中。 电机安装506a通常安装至交叉支架514，所述交叉支架514设置在两个相邻的传送辊502、 502'之间(图幻。电机安装506a可包括垂直调整部件(未示出)和水平调整部件(未示出)，所述调整部件可包括双调整机械装置，诸如粗和细螺纹调整螺栓。垂直调整部件和水平调整部件可用于设定抛光轮50 的初始对齐，以进行基板的边缘清洗。此外，垂直调整部件可以按照常规使用间隔前进，或者考虑到由于抛光操作导致的抛光轮50 直径减小而前进，从而在基板的边缘清洗期间补偿硬毛材料的径向损耗，并确保在一或更多个间隔中的抛光工艺相互一致。在第一组边缘清洗模块221中可包括恒压部件516，以保证在抛光轮50 与基板 (未示出)之间存在恒定的预负载。通过恒压部件516上的负载和/或用于旋转抛光轮504a的电机来控制将抛光轮50 压向基板302表面的力。恒压部件516可包括机械的、汽动的，或者水动的弹簧和阻尼系统，以保证抛光轮50 在边缘清洗工艺期间将恒定向上的压力提供到基板302上，而不管基板302的厚度变化如何。由于自动补偿了抛光轮50 的磨损，因此施加恒定向上的压力到基板上而不管实际基板的厚度是有利的。
为了增强抛光轮50 与基板之间的恒定预负载，可任选地提供二或更多个基板跟随器510，所述基板跟随器510与抛光轮50 相邻，以帮助调整抛光轮50 的高度和基板跟随器上基板302的传送。基板跟随器510的上端基本上与抛光轮50 的上端处于同一高度。可与抛光轮50 —起将基板跟随器510直接或间接安装到预负载板518上，所述预负载板518可相对于电机安装506a垂直移动。在操作中，基板302在基板跟随器510 上传送，进而引起预负载板518随着基板302的厚度变化而向上和向下移动。由于抛光轮 504a耦连到预负载板518，预负载板518的移动将引导抛光轮50 的相应移动，从而在抛光轮50 与基板302之间提供预定的、恒定的预负载。因此，第一组边缘清洗模块221可自基板302的背面去除相同量的材料，而不管基板302的厚度变化如何。
在一个实施方式中，可由第一起动传感器408感测基板302的前边缘，所述第一起动传感器408设置在靠近第一组边缘清洗模块221的所需位置处。可通过系统控制器四0 自动调整抛光轮50 的横向位置，以使可移动的抛光轮50 处于自基板302边缘去除所需量的材料的位置。系统控制器290接收来自第一起动传感器408的信号，并且系统控制器290将所述信号发送至诸如电机的促动器(未示出，所述促动器设置在电机安装506a、 506b内)，以旋转抛光轮50如。或者，可手动地定位抛光轮50 ，以使第一或第二组边缘清洗模块221、223可用于自基板302的边缘去除材料。如果需要，可单独控制抛光轮50 、基板跟随器510和电机安装506a，以在边缘清洗工艺期间确保正确的对齐。根据选择用于抛光轮50 的材料，可将冷却或抛光流体引入到抛光轮50 的至少一部分上，所述流体随后绕着抛光轮50 的外周流动，以增强边缘清洗结果。抛光轮 504a可将抛光轮50 所需的冷却或磨料流体传送到工作区域。冷却或抛光流体可延长抛光轮50 的使用寿命，同时可解决对于软材料去除的需求。或者，可采用干法抛光工艺，不使流体流到抛光轮5(Ma。之后，通过灰尘收集器512收集流体和从基板边缘去除的材料或颗粒。如以上简要讨论的，抛光轮50 可以是轮刷，所述轮刷具有数根硬毛。硬毛通常设置在圆柱形电机芯的表面上，以使硬毛具有均勻的长度和在电机芯上的分布。在本发明的各个实施方式中，在设置硬毛之后，轮刷上的硬毛的长度可在约IOmm至约200mm的范围内变化。根据应用，硬毛可设置在电机芯上达约10根硬毛/cm2至约2000根硬毛/cm2的密度，诸如约1000根硬毛/cm2。刷的最小或最大直径(即，整体的最小或最大横截面尺寸) 可根据电机的尺寸和由处理组件设定的有限空间而变化。在一个方面，抛光轮50 的直径在约1英寸至约10英寸的范围内，诸如约2英寸。抛光轮50 的直径在约6英寸至8英寸之间的范围内，具有士 0.01mm的刷容限。可调节抛光轮50 的宽度，以匹配边缘消除区域，边缘消除区域通常被设定为例如约20mm。在一个方面，抛光轮50 的宽度在约0. 2英寸至约10英寸的范围内，诸如1.5英寸。如下文所解释的，通常，硬毛修整长度和硬毛直径(范围为约2密耳至约100密耳，或者为约0.001"至约0.1")限定了刷的刚度和硬度。就硬毛密度而言，在硬毛数量与特定硬毛的直径之间存在折衷。优化硬毛密度的一种方式是，使用卷曲(crimped)丝线或者柔性卷曲硬毛，因此硬毛弯曲以相互支撑。另一种方式是，提供具有相同硬毛直径的更多硬毛，这增加了总刚度。考虑到硬毛的机械特性，特定地选择用于抛光轮50 的硬毛材料。由于清洗期间的持续弯曲，导致基板之间仅有很短的缓和时间用于硬毛从弯曲状态恢复，从而抛光轮 50 的硬毛的弯曲恢复性很差。虽然具有较高硬毛硬度和较厚硬毛的刷子可提供更好的弯曲强度和恢复性，但是刚性硬毛经常划伤或损伤基板，且由此使最终产品不合格。为了鉴别用于去除不希望的金属颗粒的合适的刷材料，测试了各种非研磨和中度研磨的刷子，且结果于下面的表1中示出。表 权利要求
1.一种处理太阳能电池器件的方法，所述方法包括通过清洗模块从太阳能电池器件的边缘区域去除颗粒，所述太阳能电池器件的背面上被施加有恒定负载，其中所述清洗模块具有二或更多个辊型刷，所述辊型刷设置在旋转台的相对侧上，所述旋转台位于质量保证设备之前和/或之后，所述质量保证设备被配置成检测和校正太阳能电池器件中的缺陷；以及将太阳能电池器件传送到边缘消除设备中，在所述边缘消除设备中，使用电磁辐射能自太阳能电池器件的顶面去除材料。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述二或更多个辊型刷包括由选自以下组的材料制成的硬毛，所述组由尼龙4-6、尼龙6、尼龙6-6、尼龙6-9、尼龙6_10、尼龙12和尼龙6_12构成。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述二或更多个辊型刷包括尼龙6-12硬毛，所述尼龙6-12硬毛的直径范围为约0. 005"和0. 05"之间，刚度为约0. 8in/lb至约8000in/lb。
4.一种处理太阳能电池器件的方法，所述方法包括使太阳能电池器件前进到第一旋转台上，所述第一旋转台装配有第一组边缘清洗刷， 以自太阳能电池器件的第一对两个相对边缘去除颗粒；传送太阳能电池器件至质量保证设备中，所述质量保证设备被配置成检测和校正太阳能电池器件中的缺陷；使太阳能电池器件前进到第二旋转台上，所述第二旋转台装配有第二组边缘清洗刷， 以自太阳能电池器件的第二对两个相对边缘去除颗粒；以及传送太阳能电池器件至边缘消除设备中，在所述边缘消除设备中，使用电磁辐射能自太阳能电池器件的顶面去除材料。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述第一和第二组边缘清洗刷被配置成以恒定向上的负载接触太阳能电池器件的背面。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述第一和第二组边缘清洗刷分别设置在第一和第二旋转台的两个相邻的传送辊之间。
7.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括感测基板的存在，以在清洗期间起动第一和第二组边缘清洗刷。
8.如权利要求4所述的方法，其中所述第一和第二组边缘清洗刷中的每一个边缘清洗刷都装配有二或更多个辊型刷，所述辊型刷分别设置在第一和第二旋转台的相对侧上。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一和第二组边缘清洗刷被配置成在一方向上旋转，所述方向与太阳能电池器件移动的方向相反。
10.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括在将太阳能电池器件传送到质量保证设备之前，将太阳能电池器件旋转90度。
11.一种处理太阳能电池器件的装置，所述装置包括质量保证设备，所述质量保证设备被配置成检测和校正太阳能电池器件中的缺陷；传送器，所述传送器被配置成传送太阳能电池器件至第一旋转台上，所述第一旋转台装配有第一边缘清洗模块，所述第一旋转台位于质量保证设备的上游，所述第一边缘清洗模块包括第一组辊型刷，所述第一组辊型刷设置在第一旋转台的相对侧上，所述第一组辊型刷被配置成以恒定向上的负载与太阳能电池器件的背面接触；以及电机，所述电机被配置成旋转第一组辊型刷；以及边缘消除设备，所述边缘消除设备被配置成使用电磁辐射能从太阳能电池器件的顶面去除材料。
12.如权利要求11所述的装置，所述装置还包括第二旋转台，所述第二旋转台位于质量保证设备的下游，且所述第二旋转台被配置成自质量保证设备接收传送器上的太阳能电池器件，所述第二旋转台装配有第二边缘清洗模块，所述第二边缘清洗模块包括第二组辊型刷，所述第二组辊型刷设置在第二旋转台的相对侧上，所述第二组辊型刷被配置成以恒定向上的负载与太阳能电池器件的背面接触；以及电机，所述电机被配置成耦连并旋转第二组辊型刷。
13.如权利要求12所述的装置，所述装置还包括一或更多个传感器，所述传感器被配置成起动第一和第二边缘清洗模块。
14.如权利要求12所述的装置，其中所述第一和第二旋转台被配置成将太阳能电池器件旋转90度。
15.如权利要求12所述的装置，其中所述第一和第二组辊型刷分别设置在第一和第二旋转台的两个相邻的传送辊之间。
16.如权利要求12所述的装置，其中所述第一和第二组辊型刷包括由选自以下组的材料制成的硬毛，所述组由尼龙4-6，尼龙6，尼龙6-6，尼龙6-9，尼龙6_10，尼龙12和尼龙 6-12构成。
17.如权利要求16的装置，其中所述第一和第二组辊型刷包括尼龙6-12硬毛，所述尼龙6-12硬毛的直径在约0.005〃至约0.05〃范围内。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述第一和第二组辊型刷具有约0.75"的修整长度并且所述第一和第二组辊型刷具有约8000in/lb至约0. 8in/lb的刚度。
19.如权利要求12所述的装置，其中所述第一和第二组辊型刷提供约lib/cm2至约 1001b/cm2的恒定向上的负载。
20.如权利要求12所述的装置，其中所述电机被配置成在约300rpm至约SOOOrpm的范围内旋转该对辊型刷。
全文摘要
一种用于金属颗粒去除的模块和工艺。本发明的实施方式提供了一种处理太阳能电池器件的装置和方法。在一个实施方式中，所述方法通过清洗模块从太阳能电池器件的边缘区域去除颗粒，所述太阳能电池器件的背面上被施加有恒定负载，其中清洗模块具有二或更多个辊型刷，所述辊型刷设置在旋转台相对侧上，所述旋转台位于质量保证设备之前和/或之后，所述质量保证设备被配置成检测和校正在太阳能电池器件中的缺陷，和传送太阳能电池器件至边缘消除设备中，在边缘消除设备中，使用电磁辐射能自太阳能电池器件的顶面去除材料。所述辊型刷包括非研磨硬毛，所述非研磨硬毛被配置成在将太阳能电池器件传送到边缘消除设备之前，从太阳能电池器件的周边区域去除不希望的材料。
文档编号B08B1/02GK102376823SQ201110225379
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月3日 优先权日2010年8月9日
发明者奥弗·卡达尔, 奥弗·埃米尔, 巴布·钦纳萨米 申请人:应用材料公司