专利名称：激光刻膜设备和划线方法及用其制造的非晶硅薄膜光伏板的制作方法
技术领域：
本发明涉及高精度激光加工设备与工艺及用其制造的产品，特别是，硅 基薄膜的激光加工设备与划线方法以及采用该设备与划线方法制造的产品。
背景技术：
太阳能光伏发电是获得有利于环境的可再生能源的重要途径之一。近年 来，随着太阳能光伏产业在全球的突飞猛进，带动传统成熟的晶体硅光伏组 件的生产加工行业的迅速发展。然而，严峻的晶体硅原料的短缺对这一阳 光产业的进一步成长形成巨大障碍。因此，寻找晶体硅替代材料或减少对晶 体硅的依赖成为太阳能电池企业面临的紧迫问题。从太阳能光电产业发展的 总体角度看，摆脱对晶体硅的过于严重的依赖才是长久之策。薄膜太阳能电
池代表着光伏技术的发展趋势。因此，包括氢化非晶硅(俗称非晶硅一a-Si) 和纳米硅的氪化硅(被统称为硅基薄膜)，作为薄膜太阳能技术的首选光电 转换材料，获得了难得的技术和商业发展机遇。非晶硅太阳能电池的制备工 艺相对简单方便，设备趋于完善，便于大面积生长，成本低，不使用也不排 放对环境有害的物质，且无原料瓶颈，在所有薄膜光伏技术中趋于成熟且最 有竟争力。非晶硅薄膜已被广泛应用于平板显示器、光伏技术、传感器和探 测器等领域。非晶硅光伏模块具有电压高、充电性能好、弱光性能强和对环 境温度不敏感等特点，在某些领域相比于晶体硅电池具有更好的性价比。比 如，良好的弱光性能使非晶硅光伏模块相比晶体硅组件在相同标定功率、相 同环境的条件下，每年能够多产出10%-20%的电能。特别在阴雨天较多的地 区，效果会更加明显。非晶硅太阳能模块的温度特性，使其在夏季高温时， 输出功率不明显降低。目前非晶硅薄膜太阳能电池/光伏模块占全球太阳能电 池总产量的10%左右。
非晶硅薄膜光伏模块(亦俗称太阳能电池组件或者光伏组件)的最大市
场优势是其不可比拟的低成本大规模生产过程，节省能源，原材料消耗较低， 且产品的单位成本随生产量增高而便于降低。氢化非晶硅和纳米硅通常由某种化学气相沉积法(CVD)形成，例如辉光放电，即等离子体增强化学气相 沉积法(PECVD)。非晶硅光电转换器件的一个重要特征，是使用成熟可靠 的良好工业镀膜设备和程序，通过在大面积廉价基板(衬底)上均匀地沉积 硅半导体和电接触膜层，来同时达到降低生产成本和提高器件性能的目的。
应用于同一玻璃基板上的不同薄膜的激光划线(laser scribe)成型工艺，使 多个太阳能电池元件在薄膜沉积和处理过程中直接形成整体内串联式(集成 式)的大面积光伏模块，减少了加工步骤，也改善了产品的可靠性。大于1 平方米(m2)的非晶硅薄膜光伏模块已经被批量化生产并成功地应用于各类 太阳能光电工程中。非晶硅的制造温度较低，在260。C以下，其制造能量消 耗远小于晶体硅(单晶硅和多晶硅)太阳能电池。多种材料包括价格低廉的 塑料薄片可被用作基板，以制造出低成本的轻便的柔性光伏板。另外，这
类光伏板生产的原材料充足易得。且整个生产过程不采用也不释放出对人体 或环境有害的物质。非晶硅具有一到两年之间的比较短的能量回报周期，是 所有太阳能产品生产过程中最节能的种类，有利于可持续的产业发展。以玻 璃为基板的下 一代纳米硅光伏模块生产技术，与大面积非晶硅光伏模块的生 产有很多相同之处，特别是都同样包括激光划线(laser scribe )成型工艺。
非晶硅薄膜太阳电池一方面受到高性能的晶体硅电池努力降低成本的 挑战，另一方面又面临廉价的其它类型薄膜太阳能电池(如CdTe， CIGS) 曰益成熟的产业化技术的挑战。非晶硅薄膜太阳能电池大规模低成本的生 产，目前尚需突破数个关键技术瓶颈，以便获得更大的发展，在未来的光伏 能源中占据突出的位置。除需将现有的薄膜沉积技术推向更高层次外，还 应进一步发展包括激光成形工艺的大规模生产技术。激光划线对于提高光伏 模块的稳定效率，延长产品使用寿命，都起到决定性的作用。
传统上，在非晶硅薄膜光伏模块的制造中，采用三个激光划线机器，分 别对应于三个划线步骤。例如，机器#1会具有用于切割Sn02的红外线激光， 而机器#2和#3具有绿色激光以切透硅和硅/后接触膜。因此，必须采用高成 本的高精度二维移动工作平台，以在任何给定的基板上保证一个激光划线机 器所形成的一套划线可以与另一个激光机器所形成的另一套划线适当地对 准。如此严格的机械要求只有采用重复彼此运动的非常高精度、庞大而笨重 的二维移动工作平台才可以满足。要取得这样的二维移动工作平台非常昂贵 并且难于维护，不仅是(滚珠丝杠与传动导轨的)运动系统，而且还有移动工作平台上表面都如此，该移动工作平台的上表面必须极为平坦，以最小化 玻璃基板上激光焦点的改变。典型地，二维移动工作平台略有不足。结果， 在不同的二维移动工作平台上形成的划线在整个基板上不能很好地对准。通 常，基板的某些部分的划线间距很靠近，而基板的其它部分相邻激光划线间 距很大。有源区域的相应损耗导致光伏模块输出功率的降低。为了获得高的 生产能力，当庞大而笨重的二维移动工作平台必须高速移动时，这一问题尤 其严重，这是因为高精度运动由于机械系统各种部件(连接到二维移动工作 平台上的每个件)的惯性和自然振动更难于始终如一地取得高速度。该问题 在现有的薄膜光伏板制造中 一直没有得到解决。这是在改善薄膜光伏板加工 效率上的最大的障碍之一。
生产设备的复杂性和不可靠性，严重影响了包括氬化硅的大型薄膜光伏 器件的产量和质量的提高，阻碍了这类产品的市场普及和技术发展。而薄 膜激光刻膜设备的表现对于薄膜太阳能电池板的转换效率、稳定性、产量和 成本都至关重要。现在亟需一种更好的、更筒便可靠的，且成本适中的大型 激光刻膜设备以及合适的加工方法，来进一步推动薄膜光伏电池技术的快速 产业化。
发明内容
基于上述考虑，本发明要解决的技术问题是，通过改进激光划线设备和 工艺的设计，在划线加工中大大减少非晶硅薄膜的有源区域的损耗。
为了达到上述目的，本发明公开了一种用于薄膜划线的激光刻膜设备，
包括工作平台，以及向所述工作平台发射单一波长的激光的单一激光源， 其中该单一激光源的功率可调，从而以不同功率的激光对设置在同 一个所述 工作平台上的同 一个基板上的不同膜进行划线。
根据本发明的激光刻膜设备，所述单 一 激光源中的激光器可以是 Nd:YAG倍频激光机，功率在3W和60W之间，其输出波长在540nm。
根据本发明的激光刻膜设备，所述激光器可以以脉沖模式运行，其频率 在3kHz和30kHz之间。
根据本发明的激光刻膜设备，所述单一激光源的输出功率可以通过改变 其泵浦功率来调整。
根据本发明的激光刻膜设备，所述膜可以包括用于薄膜光伏板的前接触层、光伏有源层和后接触层。
根据本发明的激光刻膜设备，所述工作平台可以是二维移动工作平台， 而所述单一激光源的位置是固定的。
根据本发明的激光刻膜设备，所迷工作平台是在划线方向上一维运动的
根据本发明的激光刻膜设备，不同于所述划线方向的所述方向垂直于所 述划线方向。
本发明还公开了 一种用激光刻膜设备对薄膜进行划线的方法，该激光刻 膜设备包括工作平台，以及向所述工作平台发射单一波长的激光的单一激光 源，其中该单一激光源的功率可调，该方法包括分别以不同功率的激光对设 置在同一个所述工作平台上的同一个基板上的不同膜进行划线的步骤。
根据本发明的划线方法，所述划线的步骤可以包括进行第一划线步骤， 其中在所述工作平台上设置带有第一膜层的基板，用第一功率的激光划线该 第一膜层以切透该第一膜层，来形成第一划线；在形成有该第一划线的该第 一膜层上形成第二膜层，该第二膜层与该第一膜层不同；进行第二划线步骤， 其中以与该第一划线步骤完全相同的方式将形成了该第二膜层的所述基板 设置在所述工作平台上，以功率不同于该第一功率的第二功率的激光划线该 第二膜层，以切透该第二膜层而不损坏该第一膜层，来形成第二划线；
根据本发明的划线方法，其中所述划线步骤还可以包括在形成有该第 二划线的该第二膜层上形成第三膜层，该第三膜层与该第二膜层不同；以及 进行第三划线步骤，其中以与第一划线步骤完全相同的方式将形成了该第三 膜层的所述基板设置在所述工作平台上，以功率不同于该第一功率的第三功 率的激光划线该第二膜层和该第三膜层，以切透该第二膜层和该第三膜层而 不损坏该第一膜层，来形成第三划线，第二划线位于第一划线和第三划线之 间。
根据本发明的划线方法，所述第 一膜层可以是薄膜光伏板的前接触层， 所述第二膜层可以是薄膜光伏板的光伏有源层，所述第三膜层可以是薄膜光 伏板的后接触层。
根据本发明的划线方法，所述前接触层的材料可以包括Sn02或ZnO， 所述光伏有源层可以包括非晶硅层，而所述后接触层可以包括ZnO/Al双层。 根据本发明的划线方法，所述单一激光源中的激光器可以是Nd:YAG倍频激光才几，其功率在3W和60W之间，输出波长在540nm。
根据本发明的划线方法，所述激光器可以以脉冲模式运行，其频率在
3kHz和30kHz之间。
根据本发明的划线方法，所述单一激光源的输出功率可以通过改变其泵
浦功率来调整。
根据本发明的划线方法，所述第一划线和所述第二划线之间的间距，以 及所述第二划线和所述第三划线之间的间距都可以小于150|im，优选都小于 100,。
根据本发明的划线方法，所述工作平台的运动速度可以是5-100厘米/ 秒，优选为不低于25厘米/秒。
根据本发明的划线方法，所述第二功率至少低于所述第一功率的50%。
根据本发明的划线方法，所述工作平台可以是二维移动工作平台，而所 述单一激光源的位置是固定的。
根据本发明的划线方法，所述工作平台是在划线方向上一维运动的工作
根据本发明的划线方法，不同于所述划线方向的所述方向垂直于所述划 线方向。
本发明还公开一种非晶硅薄膜光伏板，可以包括顺序层叠在基板上的 前接触层、非晶硅薄膜层和后接触层；以及分别穿过所述前接触层、所述非 晶硅薄膜层和所述非晶硅薄膜层与后接触层形成的第一划线、第二划线和第
三划线，所述后接触层可以通过填充所述第二划线而与前接触电互连，其中， 所述第一划线、第二划线和第三划线顺序排列，所述第一划线与所述第二划 线之间以及所述第二划线与所述第三划线之间的间距可以小于150pm,优选 小于100jim。
根据本发明的非晶硅薄膜光伏板，所述前接触层包括Sn02或ZnO,而 所述后接触层包括ZnO/Al双层。
本发明还公开了一种多层膜，包括彼此层叠的多层不同类型的膜，所述 不同类型的膜中分别形成有划线，其中所述不同膜的相邻划线之间的间距小 于15(Him,优选小于100pm。
本发明还公开了一种多层膜，包括彼此层叠的多层不同类型的膜，所述 膜中形成有划线，其中所述划线采用本发明的划线方法制造。J义會，刘线万以夂木用不及明的i殳备与 方法制造的产品，可以实现本发明的技术效果，降低非晶硅薄膜生产设备的 成本和复杂性，简化加工工艺，提高产品的质量。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是薄膜光伏板封装成光伏模块前的典型层结构的示意图。
图2简示了使用单一激光源图案化不同薄膜的激光刻膜设备。
具体实施例方式
现在，以非晶硅薄膜光伏板为例，参照附图描述根据本发明实施例的薄 膜器件的激光划线设备和加工方法。 第一实施例
图1是非晶硅薄膜光伏板封装成光伏模块前的典型层结构的示意图。首 先，参照图1，描述非晶硅薄膜光伏板的层状结构及通过激光划线予以制造 的方法。
如图1所示，矩形平面基板1,例如玻璃平板用作基板以承载各种薄膜。 前接触层(也称为前电极)2 (如果光从玻璃侧撞击在光伏板上)设置在玻 璃基板上，其典型地由透明导电氧化物(TCO)例如Sn02或者ZnO制造。 前电极2通过高强度、脉冲、聚焦激光束切割(划线)以在预定位置上去除
(消除)TCO膜，从而最初连续的TCO膜分成很多等宽度(非晶硅薄膜光 伏模块的典型宽度为5-20 mm，取决于TCO的导电率和模块设计)的长条
("单元")16，例如宽度为10mm。每个单独的单元16通过第一套"划线" 17与相邻的单元16电隔离。该"划线"工艺也称为"图案化"。然后，通过 真空涂敷技术，例如对非晶硅采用PECVD，将半导体薄膜(光伏有源层)8 设置在前电极2上。随后，进行另一个激光划线操作，以"图案化"光伏有 源层8和形成第二套"划线，，27,在光伏有源层8中形成等宽度(与前电极 2上的线17之间的间距宽度相同)的"单元"26。应当注意的是，要保证第 二激光划线没有切割或者损坏下面的TCO前接触2。这可以采用适中功率的 短波激光束来实现，TCO对其不太吸收。每条线27都应当设置成尽可能靠 近第一TCO划线17。其后，后接触层(也称为后电极)45设置在光伏有源膜8上。通过在线27上用后接触层材料45填充划线(沟道)27，后接触层 45通过划线27直接与前接触层2形成电路连接。最后，为了完成光伏板的 电集成，通过第三激光图案化步骤形成第三套"划线"37,合适强度的"绿 色激光，，可以用来去除后接触层45和光伏有源膜8,使得后接触层分成单独 单元而不切割/损坏前接触层2。与线27 (和线17)具有相同间距或者线距 的划线37应当制造成非常靠近划线27,并且以划线27与划线17分隔。现 在，每个"单元，，的前接触层都连接到下一个单元的后接触层，以使所有的 单独的"太阳能电池单元"彼此串联连接来形成一个强大的"单元，，(光伏 板)。不需要外部配线而将多个电池单元"串联在一起"。对于大面积基板， 每个单元都会非常长(例如，大于1.2m)。因此，对激光划线系统的临M 求是在长距离上完整地划出直线。
因为划线17和37 (分别在划线27的两侧)之间的区域由互连膜(填充 划线27的"沟道"的膜)短路，所以这些区域是"死区"。就是说，划线之 间的区域不能贡献于光伏产生电力。因此，制造薄膜光伏非常重要的任务是 最小化三个相邻划线17、 27和37之间的距离。划线自身必须很窄(优选小 于70pm,要求激光束聚焦到约20)am直径的"光斑尺寸")。最重要的是， 划线必须尽可能彼此靠近。优选相邻划线的间距小于O.lmm或者100|iim。 然而，由于i殳备的机械限定，划线之间一定量的间距是必然的。
典型地，在激光划线状态下，包括激光束(或多个射束)的激光系统保 持不变(固定)，而要加工的光伏板设置在二维移动工作平台上，并且在激 光束下移动以连续地获得线性"切割"。应当注意的是，因为激光束的焦点 和强度从一个位置到另一个位置会易于改变，所以很难移动激光束而保持要 加工的光伏板固定，这会影响在大面积上划线的连贯性和质量。对于非常大 的基板(接近或者大于1 m2)，每条"划线"都非常长。如果相邻划线彼此 设置太近，很大的风险是各线会^f皮此交叉。 一旦发生，相邻光伏单元形成电 短路，使得光伏板的输出功率大大减少。因此，重要的是在整个基板表面上 三个划线17、 27和37之间保持足够的"安全余量"。这对大基板激光划线 是很大的技术挑战。
图2简示了使用单一激光源图案化三个不同薄膜的激光刻膜设备。该激 光刻膜设备用于生产大面积薄膜太阳能模块，以在其中获得全集成内联式串 联电极结构。如图2所示，成套的非晶硅激光刻膜设备由单一激光源和二维移动工作平台构成。单一激光源包括激光器71和激光光学装置73,激光光 学装置73包括扩束器、多个分束器、反射镜和调焦透镜，以产生一个或多 个指向二维移动工作平台的工作表面的固定激光束77。单一激光源具有单一 输出波长。输出激光被分束成多个射束，例如四个射束。二维移动工作平台 包括固体重支撑架/基座51，优选由重型钢和/或花岗岩制造，对于运动和 振动具有最大的稳定性；机械运动部件53,包括伺服驱动、滚珠丝杠和传动 导轨；以及台面57,具有平坦的表面。二维移动工作平台可以容放大于1 m2、 重于6 Kg的平面基板。基板61精确而重复地设置在台面57上。计算机控 制系统用作自动控制二维移动工作平台的定位和运动。二维移动工作平台可 以精确地重复其自身的运动。在激光划线期间，基板61装载在二维移动工 作平台上，并且在固定激光束下平稳地运动。二维移动工作平台的运动速度 在5与100厘米/秒之间，优选其最高速度大于25厘米/秒。因为给定的二维 移动工作平台可以精确地重复其自身的运动，所以可以使三套划线彼此极其
平行，并且使得100 以下的相邻划线之间的距离遍及大于1 n^的整个基 板。由于激光划线引起的光伏板的有源区域的损耗不大于基板总面积的3%, 基本上小于采用多个分立的激光划线机器对于加工相同的光伏板所获得的 损耗。采用多个分立的激光划线机器时，二维移动工作平台很难在大面积上 精确地重复彼此的运动。
在薄膜光伏板的制造中，涉及三个不同类型膜的所有三个激光图案化任 务由单一激光划线系统完成，而不依赖于其它的激光划线系统。对于制造非 晶硅薄膜光伏板，单一激光源中的激光器为高功率的Nd:YAG倍频激光机， 其功率在3W和60W之间，输出波长在540nm,并且以脉冲模式运行，频 率在3kHz和30kHz之间。该激光器的输出功率可以通过改变其泵浦功率来 调整。玻璃基板设置有前接触等膜层侧向下设置在二维移动工作平台上，此 时玻璃基板向上的表面无覆盖。多个激光束77穿过玻璃基板61,以由设置 在基板相对侧(下侧)上的薄膜吸收，来一次生产多个划线。"碎片"或者 激光切除所产生的灰尘落入基板下面的盘中。对于制造非晶硅薄膜光伏模 块，单一高功率的Nd:YAG倍频激光机对于各种要划线的薄膜采用不同的功 率水平，来完成所有三个划线步骤。对于第一激光划线，采用较高功率(第 一功率)的绿色激光束，以切透前接触(Sn02或ZnO)完成单元分离。在 沉积非晶硅薄膜后，相同的基板以与第一激光划线完全相同的方式设置在二维移动工作平台上。第二激光划线采用适中的激光功率(第二功率，至少低
于第一功率的50%)完成，其去除硅膜而不损坏TCO前接触层。在后接触 层的位置上，进行第三也是最后的激光划线，采用适中的激光功率(第三功 率，通过试验预先确定)，其去除硅和后接触膜层(例如，ZnO/Al双层)而 不切入前接触层。该三套划线制作成彼此平行，并且相邻划线之间的距离在 150(im以下，优选为100pm以下，遍及整个基板。由激光划线引起的光伏 板有源区域上的损耗不大于基板总面积的4%,优选小于3%。
根据本发明，因为较高功率的绿色激光可以像通常使用的红色激光一样 有效地切透Sn02前接触层，所以不需要分别使用红色和绿色激光。对于制 造非晶硅薄膜光伏模块，单一 Nd:YAG倍频激光机执行所有三个划线步骤， 对于不同的要划线的膜采用不同的功率水平。对于射束对准和变焦采用多个 分束器和多套光学装置从相同的激光源来获得多个激光束，并且多个激光束 可以同时执行薄膜划线操作。例如，30W激光束可以分束成四个射束，每个 的强度大于6W。关键是采用高功率激光源，即使在高功率输出水平时，也 能保持稳定和持久。四个等间距的激光束平行地指向基板，从而对于台面的 每个行程在激光束下可以同时获得四个划线。这有利于大于1 mM列如尺寸为 lmx2m(2m2)的大面积基板提高产量。二维移动工作平台的运动速度为5 与100厘米/秒之间，优选大于25厘米/秒。
第二实施例
本发明的第二实施例是对第 一 实施例的修改，因此只将二者的不同之处 进行描述而省略相同之处的重复性描述。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于，第二实施例采用在划线方向 进行重复性一维运动的工作平台。这使得该工作平台相对于第一实施例采用 的二维工作平台在结构上大大筒化，并且也4吏得其在一维方向上的重复运动 性能得到加强，相应地提高划线的精确度。
此时，激光束设置为可在不同于划线方向的另一方向上，例如垂直于划 线方向的方向上移动。具体地讲，激光束在一个划线过程中保持位置固定， 在完成该划线后可在垂直于该划线方向的方向上移动一距离，以便进行下一 次划线。例如，在一实施例中，光伏板的单元可以设置为10mm,单一激光 源每次可同时进行四个划线，则每完成一次划线后，激光束在垂直于该划线 方向的方向上平移10mm，然后保持激光束不动而移动平台重复其一维运动，进行下一次划线。
第二实施例中，不同层的划线之间的位置偏移可通过激光束位置的偏移 来实现。例如，激光束平移，从而第二层的每个划线位置相对于第一层的划 线位置移开预定的划线间距。
采用本发明的刻膜设备和划线方法，与相同的光伏板采用三个划线机器 的传统图案化方法相比，由错划线引起的有源区域的额外损耗大大减少，并
且对于l m"面积的光伏模块输出功率提高2-5%。单一平台机构极大地降低 了工作平台的机械运动的公差精度要求和相应的设备成本。对于尺寸超过1 m2、重量超过10Kg的大而重的基板，该技术方案尤其有用。单一的激光器、 单一的移动工作平台设计方案对于激光划线工艺来说明显地具有较低的设 备成本和简单的操作。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或者其等同物的范围 内，根据设计需要和其它因素可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。
权利要求
1、一种用于薄膜划线的激光刻膜设备，包括工作平台，和单一激光源，向所述工作平台发射单一波长的激光；其中，该单一激光源的功率可调，从而以不同功率的激光对设置在同一个所述工作平台上的同一个基板上的不同膜进行划线。
2、 如权利要求1所述的激光刻膜设备，其中，所述单一激光源中的激 光器是Nd:YAG倍频激光机，其功率在3W和60W之间，输出波长在540nm。
3、 如权利要求2所述的激光刻膜设备，其中，所述激光器以脉冲模式 运行，其频率在3kHz和30 kHz之间。
4、 如权利要求1所述的激光刻膜设备，其中，所述单一激光源的输出 功率通过改变其泵浦功率来调整。
5、 如权利要求1所述的激光刻膜设备，其中，所述膜包括用于薄膜光 伏板的前接触层、光伏有源层和后接触层。
6、 如权利要求1所述的激光刻膜设备，其中，所述工作平台是二维移 动工作平台，而所述单一激光源的位置是固定的。
7、 如权利要求1所述的激光刻膜设备，其中，所述工作平台是在划线 方向上一维运动的工作平台，而所述激光束可在不同于所述划线方向的方向 上移动和定位。
8、 如权利要求7所述的激光刻膜设备，其中，不同于所述划线方向的 所述方向垂直于所述划线方向。
9、 一种用激光刻膜设备对薄膜进行划线的方法，该激光刻膜设备包括 工作平台，以及向所述工作平台发射单一波长的激光的单一激光源，其中该 单一激光源的功率可调，该方法包括分别以不同功率的激光对设置在同一个 所述工作平台上的同 一个基板上的不同膜进行划线的步骤。
10、 如权利要求9所述的方法，其中，所述划线的步骤包括 进行第一划线步骤，其中在所述工作平台上设置带有第一膜层的基板，用第 一功率的激光划线该第 一膜层以切透该第 一膜层，来形成第 一划线；在形成有该第一划线的该第一膜层上形成第二膜层，该第二膜层与该第 一膜层不同；进行第二划线步骤，其中以与该第 一划线步骤完全相同的方式将形成了 该第二膜层的所述基板设置在所述工作平台上，以功率不同于该第 一功率的 第二功率的激光划线该第二膜层，以切透该第二膜层而不损坏该第 一膜层，来形成第二划线；
11、 如权利要求IO所述的方法，其中，所述划线步骤还包括在形成有该第二划线的该第二膜层上形成第三膜层，该第三膜层与该第 二膜层不同；以及进行第三划线步骤，其中以与第 一划线步骤完全相同的方式将形成了该 第三膜层的所述基板设置在所述工作平台上，以功率不同于该第一功率的第 三功率的激光划线该第二膜层和该第三膜层，以切透该第二膜层和该第三膜 层而不损坏该第一膜层，来形成第三划线，所述第二划线位于所述第一划线 和所述第三划线之间。
12、 如权利要求11所述的方法，其中，所述第一膜层是薄膜光伏板的 前接触层，所述第二膜层是薄膜光伏板的光伏有源层，所述第三膜层是薄膜 光伏板的后接触层。
13、 如权利要求12所述的方法，其中，所述前接触层的材料包括Sn02 或ZnO，所述光伏有源层包括非晶硅层，而所述后接触层包括ZnO/Al双层。
14、 如权利要求9所述的方法，其中，所述单一激光源中的激光器是 Nd:YAG倍频激光机，其功率在3W和60W之间，输出波长在540nm。
15、 如权利要求11所述的方法，其中，所述激光器以脉冲模式运行， 其频率在3kHz和30 kHz之间。
16、 如权利要求9所述的方法，其中，所述单一激光源的输出功率通过 改变其泵浦功率来调整。
17、 如权利要求11所述的方法，其中，相邻两个划线间的间距小于 150pm，优选小于100|im。
18、 如权利要求13所述的方法，其中，所述第二功率至少低于所述第 一功率的50%。
19、 如权利要求9所述的方法，其中，所述工作平台是二维移动工作平 台，而所述单一激光源的位置是固定的。
20、 如权利要求9所述的方法，其中，所述工作平台是在划线方向上一 维运动的工作平台，而所述激光束可在不同于所述划线方向的方向上移动和定位。
21、 如权利要求20所述的方法，其中，不同于所述划线方向的所述方 向垂直于所述划线方向。
22、 一种非晶硅薄膜光伏板，包括顺序层叠在基板上的前接触层、非 晶硅薄膜层和后接触层；以及分别穿过所述前接触层、所述非晶硅薄膜层和所述非晶硅薄膜层与后接触层形成的第一划线、第二划线和第三划线，所述 后接触层通过填充所述第二划线而与前接触电互连，其中，所述第一划线、 第二划线和第三划线顺序排列，所述第 一划线与所述第二划线之间以及所述 第二划线与所述第三划线之间的间距小于150^im，优选小于100|xm。
23、 如权利要求22所述的非晶硅薄膜光伏板，其中，所述前接触层包 括Sn02或ZnO ，而所述后接触层包括ZnO/Al双层。
全文摘要
本发明公开了激光刻膜设备和划线方法及用其制造的非晶硅薄膜光伏板。该用于薄膜划线的激光刻膜设备，包括工作平台，以及向所述工作平台发射单一波长激光的单一激光源；其中该单一激光源的功率可调，从而以不同功率的激光对设置在同一个所述工作平台上的同一个基板上的不同膜进行划线。通过采用本发明的激光刻膜设备和划线方法所制造的非晶硅薄膜光伏板与采用多个分立划线机器的传统图案化方法相比，由错划线引起的有源区域的额外损耗大大减少，并且输出功率得以提高。
文档编号B23K26/40GK101567303SQ20081009581
公开日2009年10月28日 申请日期2008年4月24日 优先权日2008年4月24日
发明者李沅民, 杨与胜 申请人:福建钧石能源有限公司