专利名称：用于刻划多层面板的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于刻划多层面板的方法和系统，并且更具体地说，涉及用于刻划在光伏电池和采用所述光伏电池的模块中有用的多层面板的方法和系统。
背景技术：
光伏装置领域的主要焦点之一是能量转换效率的改进(从电磁能到电能或反之亦然)。太阳能在一年四季全球的许多地方都很丰富。不过，可用的太阳能通常未高效用于产生电。光伏(“PV”)装置直接将光转换成电。光伏装置在从用于计算器和手表的小型能量转换装置到用于家庭、公用设施和卫星的大型能量转换装置的许多应用中使用。一般情况下，具有薄膜太阳能电池的光伏装置使用本领域已知的薄膜沉积工艺来制造以将各种材料层构建到衬底上。光伏装置中这些薄膜的效率取决于膜如何有效地划分成特定大小、其与传导材料的连接性和与相邻电池的隔离。层的划分和连接主要通过使用机械部件或使用激光的刻划方法来实现。通常，薄膜太阳能电池的生产在大量生产操作中高速执行，并且刻划工艺是工艺步骤链的重要部分。刻划线的质量和深度是薄膜的以后效率的基本准则，并且每条刻划线的深度的容限可以是大约几十纳米。在常规上，离线技术一直用于表征刻划线的深度和质量。本领域中已知的方法包括直接光学观测、精确刻划分布(profile)测量及刻划线的深度的电性能测量。然而，上述离线方法可能耗时且不具成本效益。备选的是，常规离线技术能够用于表征刻划线的仅小部分，或者必须求助于划刻线的成批范围表征。因此，仍需要有效表征刻划线的健壮技术，以便除了具有成本效益外，还帮助控制长期和短期工艺能力。
发明内容
一方面，本发明提供一种刻划多层面板的方法。该方法包括(a)提供包括衬底层、 布置在其上的透明传导层、布置在透明传导层上的第一传导层的多层面板；(b)相对于激光加工装置来配置多层面板，加工装置包括激光头和光传感器；(c)引导激光头相对于多层面板的运动，使得激光束沿跨面板的横越线而接触面板，入射在面板上的激光束具有烧蚀激光束所照射的区域内多层面板的一个或多个层的足够能量以提供刻划的面板；(d)同时用来自第一光源的光照射刻划的面板的至少一部分；以及(e)在光传感器实时地检测来自刻划的面板的光。另一方面，本发明提供一种用于刻划多层面板的系统，包括激活加工装置；第一光源；及推理传感器(inferential sensor)。激光加工装置包括激光源、激光头和光传感器。光传感器配置成接收从多层面板显现的光。
参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中类似的字符贯穿图形来表示类似的部分，其中图1是示出根据本发明一实施例的刻划多层面板的方法的流程图。图2是根据本发明一实施例的刻划的多层面板的示意图。图3是根据本发明一实施例的刻划多层面板的系统的示意图。图4是根据本发明一实施例的刻划的特征上光强度分布的示意图。图5是根据本发明一实施例的刻划多层面板的系统的机架(gantry)配置的示意图。
具体实施例方式在下面的说明书及随后的权利要求中，将对多个术语进行引用，这些术语将定义为具有以下含意。单数形式“一(a/an)，，和“该(the)，，包括复数个所指的对象，除非上下文清楚地另有指示。在本文中说明书和权利要求各处使用时，可应用近似的语言来修饰任何定量表示，这些表示可能容许有所变化而不导致与其相关的基本功能的改变。相应地，由诸如“大约”等术语所修饰的值不限于指定的精确值。一些情况下，近似的语言可对应于用于测量值的仪器的精度。类似地，“没有(free)”可与术语组合使用，并且可包括不显著的数或痕量， 同时仍视为没有修饰的术语。在本文中使用时，术语“可”和“可以是”指示一系列情况内事件发生的可能性；拥有指定属性、特性或功能；和/或可通过表述与限定的动词相关联的能力、性能或可能性中的一个或多个来限定另一动词。相应地，“可”和“可以是”的使用表示修饰的术语对于所示能力、功能或使用明显是适当、有能力或适用的，同时将一些情况下修饰的术语有时可能不适当、不具能力或不适用考虑在内。例如，在一些情况下，能够预期某一事件或容量，而在其它情况下，该事件或容量不能发生-此区别通过术语“可”和“可以是”来表达。“可选”或“可选的是”表示随后描述的事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括事件发生的实例或事件未发生的实例。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包容性的，并且表示可存在不同于所列要素的另外要素。此外，无论何时表述本发明的某个特殊特征由一组的多个要素的至少一个要素及其组合来组成，都要理解该特征可单独包括该组的任何要素或由该组的任何要素组成，或者可包括该组的任何要素与该组的任何其它要素的组合或由所述组合来组成。还要理解，诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”及诸如此类等术语是方便的词语， 不可视为限制术语。在本文中使用时，术语“布置在...上方”或“布置在...之间”指直接接触地固定或布置和通过其间具有中间层而间接地固定或布置。如上所述，在一个实施例中，本发明提供刻划多层面板的方法，该方法包括(a) 提供包括衬底层、布置在其上的透明传导层、布置在透明传导层上的第一半导体层的多层面板；(b)相对于激光加工装置来配置多层面板，该加工装置包括激光头和光传感器；(C) 引导激光头相对于多层面板的运动，使得激光束沿跨面板的横越线而接触面板，入射在面板上的激光束具有烧蚀激光束照射的区域内多层面板的一个或多个层的足够能量以提供刻划的面板；(d)同时用第一光源来照射刻划的面板；以及(e)在光传感器实时地检测从刻划的面板显现的光。
参照图1，图形示出流程图10，该流程图示出根据本发明一实施例的刻划多层面板的方法。在第一方法步骤12中，提供多层面板。多层面板可以是本领域技术人员已知的任何已知多层面板。在一个实施例中，多层面板是光伏装置的组件。在第二方法步骤14中， 相对于激光加工装置来配置多层面板。激光加工装置包括激光头和光传感器。在方法步骤 16中，相对于多层面板，进行激光头的引导运动。在第四方法步骤18中，通过来自激光源的激光束，照射多层面板的某个区域。在一个实施例中，激光加工装置包括激光源。在方法步骤20中，激光束与多层面板接触，使得激光束横越跨多层面板的线。在方法步骤20后， 在步骤22中，激光束烧蚀多层面板的一个或多个层以提供刻划的面板。在方法步骤20-24 后，通过来自第一光源的光同时照射刻划的面板。在方法步骤26中，在激光加工装置中的光传感器实时检测从刻划的面板显现的光。在一备选实施例中，在步骤沈中，实时检测从多层面板显现的来自刻划的区域和非刻划的区域的光。 一般情况下，光伏装置包括一系列的光伏电池。在一个实施例中，光伏电池包括多层面板100，该多层面板包括带有多个层的衬底110。图2是具有多层面板100的光伏电池的示意图。面板100包括诸如一个或多个层110、112、114、116和118等层。在一个实施例中，多层面板100包括衬底110和布置在衬底110上方的透明传导层112。在所示实施例中，多层面板可还包括布置在透明传导层112上方的透明窗口层114、布置在透明传导层 112上方的第一半导体层116及布置在第一半导体层上方的背接触层118。图2所示的层的配置可称为“上衬底(superstrate) ”配置，因为光120从衬底110 进入，然后传递到多层面板中。在此实施例中，由于衬底层Iio与透明传导层112接触，因此，衬底层110 —般充分透明以便可见光通过衬底层110并触及前接触层112。用于所示配置中衬底层110的材料的适合示例包括玻璃、合成物或聚合物。在一个实施例中，聚合物包括透明的聚碳酸酯或聚酰亚胺。通常，衬底可包括任何适合材料的衬底，包括但不限于金属、半导体、掺杂半导体、非晶电介质、结晶电介质及上述的组合。透明的传导层和背接触层在操作期间将电流传送到外部负载和传送回多层面板， 由此完成电路。用于透明传导层112的适合材料可包括氧化物、硫化物、磷化物、碲化物或它们的组合。这些透明传导材料可掺杂或未掺杂。在一个实施例中，透明传导层112包括透明传导氧化物，其示例包括氧化锌、氧化锡、氧化镉锡(Cd2SnO4)、氧化锌锡(SiSnOx)、氧化铟锡(ITO)、铝掺杂的氧化锌(aiO:Al)、氧化锌(SiO)和/或氟掺杂的氧化锡(SnO:F)、二氧化钛、氧化硅、氟掺杂的氧化锡、氧化镓铟锡(Ga-h-Sn-Ο)、氧化锌铟锡(ZnHn-Sn-O)、氧化镓铟(Ga-h-Ο)、氧化锌铟(ai-Ιη-Ο)及这些氧化物的组合。适合的硫化物可包括硫化镉、硫化铟及诸如此类。适合的磷化物可包括磷化铟、磷化镓及诸如此类。一般情况下，当光落在包括多层面板100的光伏电池上时，第一半导体层(有时也称为“半导体吸收体层”或“吸收体层”)116中的电子从更低能“基态(ground state) ”(在基态中，它们受到固体中特定原子的约束)被激励到更高“激励状态”(在激励状态中，它们能够移动而穿过固体)。由于阳光和人造光中的大部分能量是在电磁辐射的可见范围中，因此，也称为吸收体层的半导体层应在吸收那些波长的辐射方面是高效的。在一个实施例中， 第一半导体层116包括碲化镉、碲化镉锌、碲化镉硫、碲化镉锰或碲化镉镁。碲化镉(有时称为“CdTe”)是一种主要的多晶薄膜材料，具有大约1. 45电子伏特到大约1. 5电子伏特的带隙和高吸收性。在一个实施例中，CdTe可以用锌、镁、锰和几个其它元素来熔合以改变其电子和光学属性。在某些实施例中，碲化镉可包括来自组II和组VI或组III和组V的可不导致大的带隙偏移的其它元素。在一个实施例中，第一半导体层包括碲化镉、碲化镉锌、富碲碲化镉、碲化镉硫、碲化镉锰或碲化镉镁。在一个实施例中，在碲化镉中镉的原子百分比在从大约48的原子百分比到大约52的原子百分比的范围中。在另一个实施例中，碲化镉中碲的原子百分比在从大约45的原子百分比到大约55的原子百分比的范围中。在一个实施例中，采用的碲化镉可包括富碲碲化镉，例如其中富碲碲化镉中碲的原子百分比在从大约52 的原子百分比到大约阳的原子百分比的范围中的材料。在一个实施例中，碲化镉中锌或镁的原子百分比小于大约10的原子百分比。在另一个实施例中，碲化镉中锌或镁的原子百分比是大约8的原子百分比。在仍有的另一个实施例中，碲化镉中锌或镁的原子百分比是大约6的原子百分比。在一个实施例中，CdTe层可包括ρ型颗粒和η型颗粒边界。在所示实施例中，多层面板100还包括透明窗口层114。透明窗口层114可布置在第一半导体层116之上。在一个实施例中，透明窗口层114可包括硫化镉、碲化锌、硒化锌、硒化镉、氧化镉硫和/或氧化铜。在另一个实施例中，透明窗口层可还包括氧。一般情况下，第一半导体层116和透明窗口层114由此提供两个层之间的异质结界面。在一些实施例中，透明窗口层114充当与ρ型第一半导体层形成ρη结的η型窗口层。如图2所示，多层面板包括背接触层118，该层根据整体系统配置将电流传入或传出多层面板100。通常，背接触层118包括金属、半导体、石墨、其它适当的导电材料或其组合。在一个实施例中，背接触层118包括半导体，所述半导体包括ρ型颗粒和η型颗粒边界。 P型颗粒边界将帮助在背接触金属与P型半导体层之间传输电荷载流子。在一些实施例中， 背接触层可包括从碲化锌(SiTe)、碲化汞(HgTe)、碲化镉汞(CdHgTe)、碲化砷(As2Te3)、碲化锑(Sb2Te3)及碲化铜(CuxTe)中选择的一个或多个半导体。在一些实施例中，金属层(未示出)可布置在背接触层118上以用于改进电接触。 在一些实施例中，金属层包括组IB金属或组III A金属中的一种或多种金属或其组合。组 IB金属的适合的非限制性示例包括铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)。组IIIA金属(例如，低熔点金属)的适合的非限制性示例包括铟an)、镓(Ga)和铝(Al)。可能适合的金属的其它示例包括钼和镍。在一个实施例中，多层面板100可还包括布置在第一半导体层116上的第二半导体层(未示出)。在一个实施例中，第二半导体层包括η型半导体。第二半导体层可包括作为多层面板100的一部分的吸收体层，在该部分中，进行入射光(例如，阳光)的电磁能到电能(即，电流)的转换。第二半导体层可从带隙设计的II-VI复合半导体来选择，例如， 碲化镉锌、碲化镉硫、碲化镉锰、碲化镉汞、硒化镉或碲化镉镁。在一个实施例中，第二半导体层可包括铜铟镓二硒(CIGS)。通常，第一半导体层116可布置在透明传导层112上，并且第二半导体层可布置在第一半导体层116上。第一半导体层116和第二半导体层可掺杂有ρ型掺杂物或η型掺杂物例如以形成异质结。在本文中使用时，术语“异质结”是由不同半导体材料的层组成的半导体结。这些材料通常具有不等带隙。例如，异质结能够由一种导电型的层或区域与相反导电性的层或区域之间的接触来形成，例如，“ρ-η”结。除太阳能电池外，利用具有异质结的多层面板100的其它装置包括薄膜晶体管和双极晶体管。
在一些其它实施例中，多层面板100可还包括高阻透明层(未示出)。高阻透明层可布置在透明传导层112与透明窗口层114之间。高阻透明层可选自氧化锡、氧化锌、氧化锌锡(Si-Sn-O)或氧化锌铟锡(Zn-h-Sn-Ο)。在一个实施例中，装置不包括高阻透明层。在一备选实施例中，“衬底”配置包括光伏装置，其中，背接触层118布置在衬底层 110上。此外，第一半导体层116布置在背接触层118上方。透明窗口层114随后布置在第一半导体层116上，并且透明传导层112布置在透明窗口层114上。在衬底配置中，衬底层可包括玻璃、聚合物或金属箔。在一个实施例中，可用于形成金属箔的金属包括不锈钢、 钼、钛及铝。在一个实施例中，第一半导体层116可选自铜铟二硫(CIS)、铜铟二硒(CIS)、 铜铟镓二硒(CIGQ、铜铟镓硫硒(CIGSQ、铜铟镓铝硫硒(Cu (In，Ga, Al) (S，Se) 2)、铜锌锡硫(CZTS)及其它基于CIS的系统。在一个实施例中，多层面板100包括透传导层112和第一半导体层116，每个层具有大约50纳米到大约200微米范围中的厚度。如图2所示的刻划的多层面板(在本文中也称为刻划的面板)包括凹槽或刻划线120、122和124。多层面板100的刻划可使用本领域技术人员已知的多个技术来执行，例如，蚀刻、机械刻划、放电刻划、激光刻划及诸如此类。 一般情况下，刻划线充当隔离刻划线(120，124)或传导连接刻划线(122)。在一个实施例中，在多层面板100上形成至少一个电池(cell)隔离刻划线。另外，第二电接触层隔离刻划线(未示出)可在多层面板上形成。一般情况下，电池隔离刻划线将包括透明传导层和第一半导体层的多层面板100描绘成多个电池。例如，在一个实施例中，第一半导体层由第一刻划线来分隔。传导连接刻划线可在每个电池隔离刻划线之间成形(pattern)。在一个实施例中，刻划线的厚度可以变化。在一个实施例中，刻划线可具有从大约 10微米到大约150微米的范围中的宽度。刻划线可在多层面板100上间隔各种距离。在一个实施例中，刻划线间隔距离在从大约1毫米到大约30毫米的范围中。在仍有的另一个实施例中，刻划线可相互间隔从大约5毫米到大约20毫米范围中的距离。刻划线的间距可用于确定刻划的多层面板(例如， 作为光伏装置有用的刻划的多层面板)中各个电池的宽度。在一个实施例中，刻划线可相互平行。在另一个实施例中，刻划线可与衬底110的边缘平行。通常，为保证光伏装置的效率和可靠性，刻划线的均勻性和深度是一个基本因素。虽然本发明根据多层面板100的激光刻划来详细描述，但本文中公开的发明概念可连同任何数量的多种刻划技术来使用。如本文中更早所述的，可使用本领域技术人员已知的技术(例如，化学蚀刻、机械刻划、放电刻划、激光刻划及诸如此类)，执行使用本文中公开的技术正在多层面板100中刻划的线的特性(例如，线深和/或线宽)的实时光学监视。因此，在一个实施例中，本发明提供一种刻划多层面板的方法，该方法包括(a)提供包括衬底层、布置在其上的透明传导层、布置在透明传导层上的第一半导体层的多层面板； (b)相对于加工装置来配置多层面板，该加工装置包括加工工具和光传感器；(c)引导加工工具相对于多层面板的运动，使得加工工具横越多层面板的至少一部分，加工工具特征在于面板上足够能量的烧蚀动作以烧蚀加工工具影响的区域内多层面板的一个或多个层以提供刻划的面板；(d)与步骤(c)同时的是，用来自第一光源的光照射刻划的面板的至少一部分；以及(e)在光传感器实时地检测从刻划的面板显现的光。如所述的，在一个实施例中，所述加工工具是激光头。
在本发明的一个实施例中，刻划多层面板100的方法包括激光刻划技术。该方法包括相对于激光加工装置来配置多层面板100。参照图3，图3是用于刻划多层面板100的系统200的示意图，系统200包括激光加工装置，该装置包括用于生成激光束204的激光源202。在一个实施例中，激光器可以是气体、液体或固体激光器。气体激光器的非限制性示例包括 He-Ne、He-Cd, Cu 蒸汽、Ag 蒸汽、HeAg, NeCu、CO2, N2, HF-DF、远红外线、F2, XeF, XeCUArF, KrCl及KrF激光器。液体激光器的示例包括但不限于染料激光器；以及固体激光器的非限制性示例包括红宝石、Nd:YAG、Nd:玻璃、色中心、紫翠玉、Ti:蓝宝石Jb:KGW、 Yb:KYff, Yb:SYS, Yb:BOYS, %:CaF2、半导体、具有玻璃和光纤的激光器、垂直空腔表面发射激光器(VCSEL)及激光二极管激光器。在另一个实施例中，光源202可以是χ射线、红外线、 紫外线或自由电子转移激光器。在一些实施例中，激光束204由脉冲激光器来生成。在另一个实施例中，激光束204照射持续的能量。在一个实施例中，激光束204具有从大约250 纳米到大约1550纳米范围中的波长。在一个实施例中，激光束204是脉冲激光束，具有从大约1千赫到大约80兆赫范围中的频率。在另一个实施例中，脉冲激光束204具有从大约 1毫微微秒到大约600纳秒范围中的脉冲持续时间。在仍有的另一个实施例中，激光束204 可具有高斯形状。在另一个实施例中，激光束204可具有礼帽形状。在一些实施例中，激光束204包括多于一个激光束分量。激光束204具有烧蚀照射的区域内多层面板100的一个或多个层的足够能量以提供刻划的面板。在一个实施例中，入射在多层面板100上的激光束204的强度在多层面板100的至少一个层的损坏阈值的从一到十倍的范围中。在一个实施例中，激光束204以从大约50mm/s到大约10m/S范围中的速度来烧蚀多层面板100。激光加工装置200包括激光头206。一般情况下，相对于多层面板100引导激光头 206的运动，使得激光束204沿跨面板的横越线来接触多层面板100，并且相对于多层面板 100的表面以从大约50毫米每秒(mm/s)到大约10m/S范围中的速度来移动。如所述的，激光束204具有烧蚀激光照射的区域内多层面板100的一个或多个层以形成凹槽或刻划线的足够能量。在如图3所示的一个实施例中，多层面板100相对于激光头206在箭头214所示的方向中移动。在另一个实施例中，多层面板100是固定的，而激光头206横越跨多层面板100的线。在一些实施例中，激光束204和多层面板100相对于彼此以周期性运动来移动。在一些其它实施例中，激光束204或多层面板100相对于彼此在一个或多个维度中以非周期运动来移动。参照图3，系统包括第一光源210。在一个实施例中，布置第一光源210，使得在激光束烧蚀刻划的面板的区域212内多层面板100的一个或多个层的同时第一光源210照射相同区域212。在一个实施例中，第一光源210可从由发光二极(LED)阵列、光纤灯、白炽灯、激光源及其组合所组成的组中选择。在一个实施例中，第一光源210可以是均勻漫射光源，如采用位于包括诸如塑料或玻璃等材料的漫射板后LED (发光二极管)的漫射灯箱。在另一个实施例中，第一光源210可以是诸如安装有透镜以收集和校准光的LED等定向光源。 在一个实施例中，第一光源210是发光二极管。一般情况下，在多层面板100的刻划在进行中时，来自第一光源210的光同时照射刻划的面板的区域212，其随后被反射。在一个实施例中，第一光源210随着激光头206的通过同时横越激光头206的路径。在一个实施例中， 第一光源210可安装在相对于刻划方向在激光头206后的位置中、与激光头206在激光加工装置的相同可移动组件上。在另一个实施例中，第一光源210可以是固定的。在仍有的
8另一个实施例中，第一光源210可位于多个位置，由此照射多层面板100的多于一个区域。激光加工机器包括光传感器208。光传感器208配置成实时接收来自刻划的面板的光，意味着光传感器208配置成接收从通过刻划工艺正在同时被刻划的多层面板100显现的光。本领域技术人员已知多种适合的光传感器。在一个实施例中，光传感器208选自由光电二极管阵列、互补金属氧化物半导休(CMOS)阵列、侧向效应(lateral effect)光电二极管、行扫描相机及其组合所组成的组。在另一个实施例中，光传感器208可包括二维摄像机。在另一个实施例中，光传感器208可配置成跟随激光束204。在一个实施例中，系统可包括多个光传感器。如图3所示，光传感器208还耦合到推理传感器216。在一个实施例中，推理传感器216和光传感器208可在如图2所示的相同位置中存在。在另一个实施例中，推理传感器216和光传感器208可相互分开某个距离而存在。实时使用从刻划的面板显现的光的强度，推理传感器216能够基于从刻划的面板显现的反射光的强度分布来估计刻划的面板中层的厚度。如图4所示，在第一光源210(未示出)的入射光302照射刻划的面板304时， 根据刻划的面板304中刻划线的深度306，从刻划的面板306显现出的光的强度将有所变化，由此生成刻划的面板304的强度分布308。在一个实施例中，可采用角度alpha的倾斜方向光以便在刻划工艺在进行中的同时照射刻划的面板。在一个实施例中，比较由此实时生成的强度分布308和刻划线参考集合的参考强度分布。在一个实施例中，参考刻划线的强度分布与实时刻划的线的强度分布中的差随后用于确定实时刻划的线的质量。在一个实施例中，如果强度分布308与参考的强度分布的偏差大于预设标准，如大约10%，则可改变刻划参数以获得要求的质量的刻划线。在如图2所示的一个实施例中，系统200还包括控制单元218。控制单元218可利用参考和从推理传感器216获得的实时刻划线的强度分布中的差，调制激光加工装置中的至少一个激光处理条件，例如，激光焦点、扫描速度、激光功率等，以便使用控制算法来控制多层面板100的刻划。在一个实施例中，激光加工装置的运动可以是扫描器运动，其中，多层面板100是固定的，而激光加工装置100以高速移动激光束。在另一个实施例中，激光加工装置的运动可以是基于诸如机架402系统的运动。在一个实施例中，如图5所示，用于刻划多层面板 100的系统400可安装在机架402上。如图5所示，激光加工装置可横向移动，而激光束204 可随着垂直方向进行调整。在一个实施例中，激光头206可相对于多层面板100是固定的。 在另一个实施例中，激光头206可在相对于多层面板100的运动(如箭头214所示)的垂直方向中跨多层面板100而横越。一般情况下，多层面板100的运动比激光头206的运动相对更慢。在另一个实施例中，本发明提供用于刻划多层面板100的一种系统。该系统包括激光加工装置、第一光源210和推理传感器216。激光加工装置包括激光源202、激光头206 和光传感器208。光传感器208配置成接收从多层面板100显现的光。此书面描述使用示例公开了本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统并执行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求来定义，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求字面语言无不同的结构要素，或者如果它们包括具有与权利要求字面语言的非实质不同的等效结构要素，则它们旨在位于权利要求的范围内。部件列表10流程图12方法步骤14方法步骤16方法步骤18方法步骤20方法步骤22方法步骤24方法步骤26方法步骤100多层面板110 衬底112透明传导层114 窗口层116第一半导体层118背接触120 光122 刻划124 刻划126 刻划200用于刻划多层面板的系统202激光源204激光束206激光头208激光传感器210 第一光源212第一光源照射的区域214多层面板运动的方向216推理传感
218控制单元220刻划线302来自第一光源的入射光304刻划的面板306刻划的深度308强度分布400用于刻划多层面板的系统402 机架
权利要求
1.一种刻划多层面板的方法，所述方法包括(a)提供包括衬底层、布置在其上的透明传导层、布置在所述透明传导层上的第一半导体层的多层面板；(b)相对于激光加工装置来配置所述多层面板，所述加工装置包括激光源、激光头和光传感器；(c)引导所述激光头相对于所述多层面板的运动，使得激光束沿跨所述面板的横越线而接触所述面板，入射在所述面板上的所述激光束具有烧蚀所述激光束照射的区域内所述多层面板的一个或多个层的足够能量以提供刻划的面板；(d)同时用来自第一光源的光照射所述刻划的面板的至少一部分；以及(e)在所述光传感器实时地检测从所述刻划的面板显现的光。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述透明传导层包括透明传导氧化物。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述透明传导氧化物选自由氧化镉锡、氧化锌锡、氧化铟锡、铝掺杂的氧化锌、氧化锌、氟掺杂的氧化锡及上述的组合所组成的组。
4.如权利要求1或3所述的方法，其中所述第一半导体层选自由碲化镉、碲化镉锌、富碲碲化镉、碲化钒硫、碲化镉锰、碲化镉镁及上述的组合所组成的组。
5.如权利要求1或3所述的方法，其中所述多层面板还包括第二半导体层。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述第二半导体层选自由碲化镉锌、碲化镉硫、碲化镉锰、碲化镉汞、硒化镉、碲化镉镁、铜铟镓二硒及上述的组合所组成的组。
7.如权利要求1所述的方法，其中入射在所述面板上的所述激光束特征在于材料的损坏阈值的从大约1到10倍的范围中的强度级别。
8.一种用于刻划多层面板的系统，包括激光加工装置，包括激光源、激光头和光传感器以及用于引导所述激光头相对于多层面板的运动的部件；第一光源；其中所述光传感器配置成接收从多层面板显现的光；以及推理传感器。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述多层面板是光伏装置。
10.如权利要求8或9所述的系统，其中所述第一光可包括多个光源。
全文摘要
本发明名称为“用于刻划多层面板的方法和系统”。本发明提供一种刻划多层面板的方法。该方法包括(a)提供包括衬底层、布置在其上的透明传导层、布置在透明传导层上的第一半导体层的多层面板；(b)相对于激光加工装置来配置多层面板，加工装置包括激光头和光传感器；(c)引导激光头相对于多层面板的运动，使得激光束沿跨面板的横越线而接触面板，入射在面板上的激光束具有烧蚀激光束照射的区域内多层面板的一个或多个层的足够能量以提供刻划的面板；(d)同时用第一光源来照射刻划的面板；以及(e)在光传感器实时地检测从刻划的面板显现的光。还提供了一种用于刻划多层面板的系统。
文档编号H01L31/18GK102447007SQ20111030992
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月29日
发明者J·A·德卢卡, J·M·弗里, K·G·哈丁, M·G·琼斯, 张文武 申请人:通用电气公司