专利名称：用于太阳能板的激光刻划装置及方法
技术领域：
本发明有关于一种激光刻划装置及方法，且更特别关于用于太阳能板的激光刻划 装置及方法。
背景技术：
众所周知，在薄膜半导体技术中，将太阳辐射转换成可用电能的光伏电池可籍由 在两个电极之间夹入某些半导体结构(例如非晶硅)而进行制造。电极中的一者通常为透 明的，以准许太阳辐穿透以到达半导体材料。此“前”电极可由透明导电氧化物材料(例如 氧化锡)薄膜(亦即，厚度小于10微米)组成，且通常形成于由玻璃或塑料制成的透明基 板与光伏半导体材料之间。“背”电极形成于半导体材料的相反的表面上(相对于前电极而 言)，且通常包含金属薄膜(例如，铝)。然而，单个光伏电池的电极上所产生的电压对于大多数应用是不足的。为了让光 伏半导体设备的产出达成有用功率位准，个别光伏电池必须串联成一数组，在此称为光伏 “模块”。薄膜光伏模块通常籍由沉积及图案化方法进行制造。用于形成将相邻光伏电池分 离开的凹槽的若干图案化技术是习知的，包括用光阻屏蔽进行丝网印刷、用正光阻剂或负 光阻剂进行蚀刻、机械刻划、放电刻划及激光刻划。激光刻划及丝网印刷法对于制造薄膜半 导体设备(包括非晶硅光伏模块)已成为实用、具成本效益、高产量方法。激光刻划比丝网 印刷具有一额外优点其可籍由形成较窄分离凹槽来分离多电池设备内的相邻电池。与约 380微米至500微米的典型丝网印刷槽宽相比，激光刻划的分离凹槽具有小于25微米的宽 度。因此用激光刻划制造的光伏模块可使其表面区域的较大百分比有效地用于产生电力， 因此，比籍由丝网印刷制造的模块有更高的效率。因为激光刻划方法精度高，其可能容易受若干处理条件影响，例如玻璃基板上的 粒子或由高温导致的玻璃基板变形，从而导致低合格率生产量。由于前述原因，存在对用于太阳能板的激光刻划装置及方法进行改良的需要。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种激光刻划装置，以解决上述现有技术中的至少一 个不足。本发明的另一个目的在于提供一种用于太阳能板的激光刻划方法，以解决上述现 有技术中的至少一个不足。根据本发明的一方面，提供了一种激光刻划装置包括一腔室、一传输带、一激光头 及一第一对吸气设备及气刀设备。该腔室包括一输入门及一输出门，经由该输入门及该输 出门分别输入及输出一处理标的。该传输带用于经由该输入门及输出门传递该处理标的。 该激光头安置于该腔室内。该第一对吸气设备及气刀设备位于该腔室外且邻近于该输入 门，用于清洁及冷却该处理标的。
根据一实施例，该第一对吸气设备及气刀设备位于该传输带上方。根据另一实施例，该第一对吸气设备及气刀设备位于该传输带下方。根据另一实施例，该激光刻划装置进一步包括一第二对吸气设备及气刀设备，其 中该第一对吸气设备及气刀设备位于该传输带上方，且该第二对吸气设备及气刀设备位于 该传输带下方。根据另一实施例，该激光头位于该传输带上方。根据另一实施例，该激光头位于该传输带下方。根据另一实施例，该气刀设备比该吸气设备更靠近该输入门。根据另一实施例，该气刀设备、该吸气设备两者与该传输带之间的距离相等。根据另一实施例，该传输带对准该输入门及输出门。根据另一实施例，该传输带包括复数个滚轮。根据本发明的另一方面，提供了一种用于太阳能板的激光刻划方法包括以下步 骤在对包含复数个光伏电池的太阳能板执行激光刻划处理之前，对该太阳能板进行空气 清洁及空气冷却。根据一实施例，该激光刻划方法进一步包括以下步骤使用一对吸气设备及气刀 设备对太阳能板进行空气清洁及空气冷却。根据另一实施例，该激光刻划方法进一步包括以下步骤使用包含一输入门及一 输出门的腔室对该太阳能板执行激光刻划处理，其中分别经由该输入门及该输出门输入及 输出该太阳能板。根据另一实施例，该激光刻划方法进一步包括以下步骤使用一传输带来经由该 输入门及输出门传递该太阳能板。根据另一实施例，该激光刻划方法进一步包括以下步骤使用该气刀设备沿一方 向吹送气流，该方向与该太阳能板之间具有一介于30度至45度范围内的夹角。根据另一实施例，该激光刻划方法进一步包括以下步骤使用位于传输带上方的 第一对吸气设备及气刀设备对该太阳能板进行空气清洁及空气冷却；及使用位于传输带下 方的第二对吸气设备及气刀设备对该太阳能板进行空气清洁及空气冷却。根据另一实施例，该激光刻划方法进一步包括以下步骤使用第一对吸气设备及 气刀设备对该太阳能板的一表面进行空气清洁及空气冷却；及使用第二对吸气设备及气刀 设备对该太阳能板的一相反表面进行空气清洁及空气冷却。根据另一实施例，该激光刻划方法进一步包括以下步骤使用该气刀设备来迫使 粒子远离该太阳能板；及使用该吸气设备来收集该些粒子。根据以上所述，邻近于激光刻划腔室的输入门安装至少一对气刀设备及吸气设 备，以预先对太阳能板进行空气清洁及空气冷却，藉此提高激光刻划精度并提高生产量合 格率。应理解，前述一般描述及以下详细描述两者皆为实例，且旨在提供对如所主张的 本发明的进一步解释。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下图1绘示根据本发明的一实施例的激光刻划装置的侧视图；图2图绘示根据本发明的另一实施例的激光刻划装置的侧视图；图3绘示根据本发明的一实施例的激光刻划装置的俯视图；图4绘示如图3中绘示的激光刻划装置的侧视图；图5A绘示根据本发明的一实施例的气刀总成的前视图；图5B绘示如图5A中绘示的气刀总成的侧视图；图6A绘示根据本发明的一实施例的空气吸气总成的前视图；及图6B绘示如在图6A中绘示的空气吸气总成的侧视图。主要附图标记说明100 激光刻划装置102 腔室102a 输出门 102b 输入门104a 激光头104b 激光头106 太阳能板106a 表面106b 表面108 太阳能板120 传输带120a 滚轮202 腔室202b 输入门206 太阳能板210 气刀总成210a 气刀设备210a 气刀设备210b 气刀设备211a气刀喷嘴211b 气刀喷嘴212 送风机214 抽气机220 吸气总成220a 吸气设备220b 吸气设备221a 空气真空阀221b 空气真空阀230 传输带
230a 滚筒
具体实施例方式现将详细参考本发明的目前较佳实施例，其实例在附图中绘示。在图式及描述中 使用相同组件符号代表相同或类似部分。参见图1，其绘示根据本发明的一实施例的激光刻划装置的侧视图。用于处理太 阳能板的激光刻划装置100包括一腔室102、在腔室102内的复数个激光头104a、一输入门 102b及一输出门102a。输入门102b允许经由其输入太阳能板(例如，太阳能板106)。输 出门102a允许经由其输出太阳能板(例如，太阳能板108)。一传输带120 (亦即，一系列滚 轮120a)用于将太阳能板(例如，106或108)经由输入门102b或输出门102a进行移动。 传输带120对准输入门102b及输出门102a两者，使得太阳能板可经由输入门102b或输出 门102a进行移动。太阳能板(例如，106)具有薄膜光伏电池沉积在其一表面(例如，106b) 及一相反的裸玻璃表面(例如，106a)。当太阳能板(例如，108)移入腔室102内时，定位在 传输带上方的激光头104a发射激光束以穿过玻璃基板对薄膜光伏电池进行刻划(亦即，激 光束先到达裸玻璃表面)。参见图2，其绘示根据本发明的另一实施例的激光刻划装置的侧视图。图2与图1 之间的差异在于激光头定位的位置。详言之，激光头104b定位在传输带下方。就此而言， 在太阳能板(例如，106)移入腔室102内之前，太阳能板(例如，106)经定位而使其裸玻璃 表面(例如，106a)面向下方。因此，定位在传输带120下方的激光头104b仍发射激光束以 穿过玻璃基板对薄膜光伏电池进行刻划(亦即，激光束先到达裸玻璃表面)。图3绘示根据本发明的一实施例的具有空气清洁及空气冷却功能的激光刻划装 置的俯视图，且图4绘示如图3中绘示的激光刻划装置的侧视图。为了防止高温的玻璃基 板及玻璃基板上的粒子干扰激光刻划处理，邻近于腔室202的输入门202b安装一空气清洁 及空气冷却机构。详言之，在腔室202外邻近于输入门202b处安装至少一对气刀设备及吸 气设备。气刀设备用来迫使粒子远离该太阳能板，而吸气设备用来收集该些粒子。此外，气 流可耗散太阳能板上的热量。如图4中所示，一对气刀设备210a及吸气设备220a位于传 输带230上方，其由滚轮230a组成；且另一对气刀设备210b及吸气设备220b位于传输带 230下方。气刀设备210a及吸气设备220a用于空气清洁及空气冷却太阳能板206的上表 面，而气刀设备210b及吸气设备220b用于空气清洁及空气冷却太阳能板206的下表面。气 刀设备(例如，210a)可沿一方向吹送气流，该方向与太阳能板(例如，206)之间具有一介 于约30度至约45度范围内的夹角Θ。在此实施例中，气刀设备(例如，210a或210b)比 吸气设备(例如，220a或220b)更靠近输入门202b。此外，气刀设备(例如，210a)与吸气 设备(例如，220a)两者与传输带230之间的距离大致上相等。图5A绘示根据本发明的一实施例的气刀总成的前视图，而图5B绘示如在图5A所 绘示的气刀总成的侧视图。气刀总成210包括气刀设备210a及气刀设备210b，两者皆由送 风机212进行空气供应。每一气刀设备(210a或210b)具有若干气刀喷嘴(211a或211b)， 该等气刀喷嘴平行定位以覆盖太阳能板(例如，106或206)的宽度。图6A绘示根据本发明的一实施例的空气吸气总成的前视图，而图6B绘示如图6A 所示的空气吸气总成的侧视图。吸气总成220包括吸气设备220a及吸气设备220b，两者皆由抽气机214提供 所需的抽气负压。每一吸气设备(220a或220b)具有若干个空气真空阀 (221a或221b)，该等空气真空阀平行定位以覆盖太阳能板(例如，106或206)的宽度。根据所论述的实施例，邻近于激光刻划腔室的输入门安装至少一对气刀设备及吸 气设备，以预先对太阳能板进行空气清洁及空气冷却，藉此提高激光刻划精度并提高生产
量良率。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护 范围当视所附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种激光刻划装置，包含一腔室，包含一输入门及一输出门，经由该输入门及该输出门分别输入及输出一处理 标的；一传输带，用于经由该输入门及该输出门传递该处理标的；一激光头，位于该腔室内；及一第一对吸气设备及气刀设备，位于该腔室外且邻近于该输入门，用于清洁及冷却该 处理标的。
2.如权利要求1的激光刻划装置，其中该第一对吸气设备及气刀设备位于该传输带上 方或下方，且该激光头位于该传输带上方或下方。
3.如权利要求1的激光刻划装置，进一步包含一第二对吸气设备及气刀设备，其中该 第一对吸气设备及气刀设备位于该传输带上方，且该第二对吸气设备及气刀设备位于该传 输带下方。
4.如权利要求1的激光刻划装置，其中该气刀设备比该吸气设备更靠近该输入门。
5.如权利要求1的激光刻划装置，其中该气刀设备、该吸气设备两者与该传输带之间 的距离相等。
6.如权利要求1的激光刻划装置，其中该传输带包含复数个滚轮，且对准该输入门及 输出门。
7.一种用于太阳能板的激光刻划方法，包含以下步骤在对包含复数个光伏电池的一太阳能板执行一激光刻划处理之前，对该太阳能板进行 空气清洁及空气冷却。
8.如权利要求7的激光刻划方法，进一步包含以下步骤使用一对吸气设备及气刀设备来对该太阳能板进行空气清洁及空气冷却；使用该气刀设备来迫使粒子远离该太阳能板；及使用该吸气设备来收集该些粒子。
9.如权利要求8的激光刻划方法，进一步包含以下步骤使用包含一输入门及一输出门的一腔室来对该太阳能板执行该激光刻划处理，且经由 该输入门及输出门分别输入及输出该太阳能板；使用一传输带来经由该输入门及输出门传递该太阳能板；及使用该气刀设备沿一方向吹送气流，该方向与该太阳能板之间具有一介于30度至45 度范围内的夹角。
10.如权利要求9的激光刻划方法，进一步包含以下步骤使用位于传输带上方的一第一对吸气设备及气刀设备来对该太阳能板的一表面进行 空气清洁及空气冷却；及使用位于传输带下方的一第二对吸气设备及气刀设备来对该太阳能板的一相反表面 进行空气清洁及空气冷却。
全文摘要
本发明公开了一种用于太阳能板的激光刻划装置及方法。所述装置包括一腔室、一传输带、一激光头及一对吸气设备及气刀设备。腔室包括一输入门及一输出门，经由输入门及输出门分别输入及输出一处理标的。传输带用于经由输入门及输出门传递处理标的。激光头位于腔室内。吸气设备及气刀设备位于腔室外且邻近于输入门，用于清洁及冷却处理标的。
文档编号B23K26/36GK102133689SQ20101062270
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月30日 优先权日2009年12月31日
发明者林志明, 许修齐 申请人:杜邦太阳能有限公司