用于产生多种尺寸的光伏设备的生产线的制作方法

专利名称：用于产生多种尺寸的光伏设备的生产线的制作方法
技术领域：
本发明的实施例一般与用以形成多个尺寸的太阳能电池设备的生产线有关。相关技术的描述光伏(W!0t0V0ltaic，PV)设备或太阳能电池是用于将太阳光转换成直流(Direct Current, DC)电源的设备。典型的薄膜型PV设备或薄膜太阳能电池具有一或多个p-i-n 结，各 p-i-n 结包含一 ρ 型层(P-typed Layer)、一本征层 Qntrinsic Type Layer)与一 η 型层(N-typed Layer) 0当太阳能电池的p-i-n结暴露于太阳光(其含有光子的能量)时， 太阳光即通过PV效应转换为电力。太阳能电池可铺设为更大的太阳能阵列。太阳能阵列由连接数个太阳能电池、并以特定框架或连接器将其接合为平板(Panel)而产生。一般而言，薄膜太阳能电池包含活动区(或光电转换单元)，以及配置作为前电极及/或后电极的透明导电氧化物transparent Conductive Oxide, TC0)薄膜。光电转换单元包含P型硅层、η型硅层、以及夹置在ρ型硅层与η型硅层之间的本征型硅层。可使用数种硅薄膜来形成光电转换单元的ρ型层、η型层及/或本征层，这些硅薄膜包含微晶硅薄膜(Microcrystalline Silicon, yc_Si)、非晶娃薄膜(Amorphous Silicon, α-Si)、多晶硅薄膜(Polycrystalline Silicon,poly-Si)等。后侧电极可含有一个或多个导电层。需要一种改良制程来形成具有良好界面接触、低接触阻值、且提供高整体电设备性能的太阳能电池。由于传统能量来源价格攀升，亟待一种利用低成本的太阳能电池设备的低成本电力产生方法。传统的太阳能电池制造制程是高劳力密集性的，且有各种中断干扰会影响生产线处理量、太阳能电池成本及设备良率。举例而言，对于特殊应用而言即需要特定太阳能电池设备尺寸。传统的太阳能电池生产线或仅能制造单一尺寸的太阳能电池设备，或需要大量停工期将太阳能电池生产线制程手动转换为可容纳不同的基板尺寸、产生不同尺寸的太阳能电池设备。因此，亟需一种可进行制造制程的所有阶段、以从单一大型基板生产出多种尺寸的太阳能电池设备的生产线。

发明内容在本发明一实施例中，一种用于制造太阳能电池设备的系统包含了 基板接收模组，该基板接收模组用以接收一前基板；群集工具，该群集工具具有处理腔室，用以沉积含硅层于该前基板的一表面上；背接触沉积腔室，该背接触沉积腔室经配置以于该含硅层上沉积背接触层；接合模组，该接合模组经配置以将该前基板与一背基板之间的该含硅层与该背接触层封装成复合结构；切截模组，该切截模组经配置以将该复合结构切截成两个或更多个区段；以及系统控制器，该系统控制器用于控制及协调各该基板接收模组、该群集工具、该处理腔室、该背接触沉积腔室、该接合模组与该切截模组的功能。在本发明的另一实施例中，一种用于制造太阳能电池设备的系统包含基板接收模组，该基板接收模组用以接收一前基板；群集工具，该群集工具具有一处理腔室，用以沉积含硅层于该前基板的一表面上；背接触沉积腔室，该背接触沉积腔室经配置以沉积背接触层于该含硅层上；接合模组，该接合模组经配置以将该前基板与一背基板之间的该含硅层与该背接触层封装成复合结构；测试模组，该测试模组经配置以测试该复合结构的性能特性；切截模组，该切截模组经配置以将经测试的该复合结构切截成两个或更多个区段，其中该切截模组包含一复合结构定位机构与一复合结构切截机构；以及系统控制器，该系统控制器用于控制及协调各该基板接收模组、该群集工具、该处理腔室、该背接触沉积腔室、 该接合模组、该测试模组与该切截模组的功能。在本发明的又一实施例中，一种处理太阳能电池设备的方法包含清洁基板以从该基板的一表面上移除一或多种污染物；沉积光吸收层于该基板的该表面上；从该基板的该表面上的一区域移除该光吸收层的至少一部分；沉积背接触层于该基板上的该光吸收层上；从该基板的该表面上的一区域移除该背接触层与该光吸收层的至少一部分；接合背玻璃基板与该基板，以形成复合结构，其中该背接触层与该光吸收层接合于该背玻璃基板与该基板之间；将一或多个接线盒(junction box)贴附至该复合结构；测试该复合结构的性能特性；以及将该复合结构切截成两个或更多个区段。附图简单说明为更清楚了解本发明的上述特征，本发明的上述简要内容的更具体说明参照其实施例而进行，这些实施例描述于附图中。然而，应注意附图仅说明本发明的一般实施例，因而不应被视为限制其范围之用，本发明也允许其他的等效实施例。

图1说明了根据本发明一实施例的用于形成太阳电池设备的制程序列。图2说明了根据本发明一实施例的太阳能电池生产线的平面图。图3A是根据本发明一实施例的薄膜太阳能电池设备的侧截面图。图;3B是根据本发明一实施例的薄膜太阳能电池设备的侧截面图。图3C是根据本发明一实施例的复合太阳能电池结构的平面图。图3D是沿图3C中A-A截面所取的截面图。图3E是根据本发明一实施例的薄膜太阳能电池设备的侧截面图。图4A-4E是说明根据本发明一实施例的切截模组的制程的示意平面图。图5A-5C是根据本发明一实施例的部分切截模组的示意测试图，这些示意测试图说明了切截一复合太阳能电池结构的制程。图6是根据本发明一实施例的激光切割装置的示意描绘，该激光切割器用于切截一复合太阳能电池结构。
具体实施方式本发明的实施例一般是关于用于利用处理模组(processing modules)来执行太阳能电池设备形成制程中的一或多道制程以形成太阳能电池设备的系统。在一实施例中， 该系统适用于形成薄膜太阳能电池设备，该系统藉由接收一大型未处理的基板并进行多个沉积、材料移除、清洁、接合、测试、及切截制程从而形成多个完整、功能性与经测试的太阳能电池设备，这些太阳能电池设备可接着被运送至终端使用者处，以安装在发电所需的位置。在一实施例中，该系统可接收单个大型未处理基板，并产生多个较小的太阳能电池设备。在一实施例中，该系统可在不手动移动或调整任何系统模组的情况下改变从单个大型基板所产生的太阳能电池设备的尺寸。尽管以下说明基本上是描述硅薄膜太阳能电池设备的形成，然而此配置并不欲限制本发明的范围，因为本文所述的设备与方法也可用于形成、测试及分析其他类型的太阳能电池设备，例如III-V族类型太阳能电池、薄膜硫族化合物(chalcogenide)太阳能电池(例如CIGS、CdTe电池)、非晶或纳米结晶硅太阳能电池、光化学类型太阳能电池(例如染料敏化)、结晶硅太阳能电池、有机类型太阳能电池、或其他类似的太阳能电池设备。在一实施例中，该系统一般为用于形成太阳能电池设备的自动处理模组与自动设备的排列布置(arrangement)，这些自动处理模块和自动设备与一自动材料处理系统互相连接。在一实施例中，该系统是完全自动的太阳能电池设备生产线，该生产线降低、或消除了对于人类互动及/或劳力密集的处理步骤的需要，以增进设备可靠性、制程的可再现性、 以及形成制程的营运成本。在一配置中，该系统适用于从单个大型基板形成多个硅薄膜太阳能电池设备，且该系统一般包含适用于接收一载入的基板的基板接收模组，和一或多个吸收层沉积群集工具，该群集工具具有至少一处理腔室，用于在基板的一处理表面上沉积一含硅层、一或多个背接触沉积腔室，用于在基板的处理表面上沉积背接触层、一或多个材料移除腔室，用于移除基板处理表面上的材料、封装装置，用于从基板形成复合太阳能电池结构、热压釜 (Autoclave)模组，用于加热该复合太阳能电池结构并使其暴露至高于大气压力的压力、接线盒贴附区域(junction box attaching region)，用以贴附一连接设备而使该太阳能电池设备连接至外部组件、一或多个品质保证模组，用于测试及认证所形成的太阳能电池设备、以及一或多个切截模组，用于将所形成的太阳能电池设备切截为多个较小太阳能电池设备。所述一或多个品质保证模组包含一太阳光模拟器、一参数测试模组、以及一分流降级与IAiiH (shunt bust and qualification)图1说明了制程序列100的一种实施例，该制程序列100包含了用于在本文所述的新颖太阳能电池生产线200中形成太阳能电池设备的多个步骤(亦即步骤102至146)。 制程序列100中处理步骤的配置、数量、以及处理步骤的序列不欲限制本发明的范围。图 2是生产线200的一实施例的平面图，此实施例旨在说明系统间的典型处理模组与处理流程、以及系统设计的其他相关方面，而因此不欲限制本发明的范围。一般而言，系统控制器290用以控制在太阳能电池生产线200中的一或多个组件。 系统控制器290 —般设计为可促进整个太阳能电池生产线200的控制与自动化，且一般包含一中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)(未示)、存储器(未示)、以及支援电路(或1/0)(未示)。CPU是用于工业设定的任何类型电脑处理器的其中一种，以控制各种系统功能、基板移动、腔室制程及支援硬件(例如感测器、自动化设备、马达、灯泡等)，并监控制程(例如基板支撑座温度、电源供应变化、腔室处理时间、1/0讯号等)。存储器连接至CPU，且其是直接可用存储器的其中一种或多种，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、软盘、硬盘、或任何其他形式的本机或远端数字储存器。软件指令与资料可经编码、并储存在存储器内以指示CPU。支援电路也连接至CPU，其以传统方式支援处理器。支援电路包含高速缓冲存储器(Cache)、电源供应器、 时脉电路、输入/输出电路及次系统等。可由系统控制器290读取的程序(或电脑指令)决定了可对基板执行的工作；较佳为，该程序是可由系统控制器290读取的软件，该软件包含用以执行与监控、移动执行与控制、支援及/或基板定位相关工作的指令、以及太阳能电池生产线200中所执行的各种处理配方工作与各种腔室处理配方步骤。在一实施例中，系统控制器四0也包含用以局部控制太阳能电池生产中的一或多个模组的多个可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controllers，PLCs)，以及处理整个太阳能电池生产线的更高层级策略移动、调度与运作的材料处理系统控制器(例如PLC或标准电脑)。可利用图1所示制程序列以及太阳能电池生产线200中所述组件而形成的太阳能电池300的实例在图3A至图3E中加以说明。图3A是一单结非晶或微晶硅太阳能电池300 的简化示意图，该太阳能电池300可利用下述系统形成与分析。如图3A所示，单结非晶或微晶硅太阳能电池300朝向光源或太阳辐射301。太阳能电池300 —般包含基板302，例如玻璃基板、聚合物基板、金属基板、或其他适当基板，其上方形成有薄膜。在一实施例中，基板302是玻璃基板，其大小约为2200mmX ^OOmmX 3mm。太阳能电池300还包含形成于基板302上方的第一透明导电氧化物(Transparent Conducting Oxide, TC0)层310(例如氧化锌&ι0、氧化锡SnO)、形成于该第一 TCO层310上方的第一 p-i-n结320、形成于该第一 p-i-n结320上方的第二 TCO层；340、以及形成于该第二 TCO层340上方的背接触层350。为藉由提升光捕捉以增进光吸收，可视需要而以湿法、等离子体、离子及/或机械处理使得基板及/或形成于基板上的一或多层薄膜纹理化(textured)。举例而言，在图3A 所示的实施例中，第一 TCO层310经纹理化，而后续沉积在其上方的薄膜一般即会依循下方的表面拓朴型态。在一配置中，第一 p-i-n结320可包含ρ型非晶硅层322、形成于ρ型非晶硅层 322上方的本征型非晶硅层324、以及形成在本征型非晶硅层3Μ上方的η型微晶硅层326。 在一实例中，P型非晶硅层322可形成至约60Α至约300Α的厚度，本征型非晶硅层3Μ可形成至约1500Α至约3500Α的厚度，而η型微晶硅层3 可形成至约10OA至约400A约厚度。背接触层350可包含、但不限于选自铝(Al)、银(Ag)、钛(Ti)、铬(Cr)、金(Au)、铜 (Cu)、钼(Pt)、其合金与其组合的材料。图;3B是太阳能电池300的一实施例的示意图，该太阳能电池300是面向光或太阳辐射301的多结(multi-junction)太阳能电池。太阳能电池300包含基板302，例如玻璃基板、聚合物基板、金属基板、或其他适当基板，在基板302上方形成有薄膜。太阳能电池 300可还包含形成于基板302上方的第一 TCO层310、形成于该第一 TCO层310上方的第一 P-i-n结320、形成于该第一 p-i-n结320上方的第二 p-i_n结330、形成于该第二 p-i-n结 330上方的第二 TCO层340、以及形成于该第二 TCO层340上方的背接触层350。在如图所示的实施例中，第一 TCO层310经纹理化，而后续沉积在其上方的薄膜一般即会依循下方的表面拓朴型态。第一 p-i-n结320可包含ρ型非晶硅层322、形成于该ρ型非晶硅层322上的本征型非晶硅层324、以及形成于该本征型非晶硅层3Μ上的η型微晶硅层326。在一实例中，P型非晶硅层322可形成至约60Α至约300Α的厚度，本征型非晶硅层3Μ可形成至约 1500Α至约3500Α的厚度，而η型微晶硅层3 可形成至约10OA至约400A的厚度。第二 p-i-n结330可包含ρ型微晶硅层332、形成于该ρ型微晶硅层332上的本征型微晶硅层334、以及形成于该本征型微晶硅层334上的η型非晶硅层336。在一实例中，P型微晶硅层332可形成至约1 OOA至约400A的厚度，本征型微晶硅层3；34可形成至约 10OOOA至约30000A的厚度，而η型非晶硅层336可形成至约10OA至约500Α的厚度。 背接触层350可包含、但不限于选自铝(Al)、银(Ag)、钛(Ti)、铬(Cr)、金(Au)、铜(Cu)、钼 (Pt)、其合金与其组合的材料。图3C是一平面图，该平面图示意说明了具有四个成形的太阳能电池300 (例如较小的太阳能电池300A-300D)的复合结构的后表面的范例，这些太阳能电池300已经形成在单一基板302上，如可在生产线200中所生产的基板。较小的太阳能电池300A-300D藉由移除沉积层(例如参考符号310-350)的区段(例如参考符号386)以于基板302上形成两个或更多个较小的太阳能电池而形成。虽然示出的是四个较小的太阳能电池300A-300D，但其并非用于限制本发明的范围，本发明也可应用于单一大型基板302上形成的任何数量的太阳能电池300。举例而言，生产线200可经由制程序列100而从单一 5. 7m2的基板生产出单个5. 7m2的太阳能电池300、两个2. Sm2的较小太阳能电池300、或四个1. 4m2的较小太阳能电池300。图3D是图3C所示的其中一个较小太阳能电池300A的部分侧面截面图(见截面 A-A)。虽然图3D说明了与图3A所示的组态相似的单结电池的截面，但其并不旨在限制本发明的范围。如图3C与图3D所示，每一个较小的太阳能电池300A-300D含有基板302的一部分、沉积的太阳能电池设备元件的部分(例如参考符号310-350)、一或多个内部电连接(例如侧连接板(side buss) 355、十字连接板(cross-buss) 356)、接合材料层360的一部分、背玻璃基板361的一部分、以及接线盒(junction box) 3700接线盒370可包含两个连接点 371、372，该两个连接点透过侧连接板355与十字连接板356而电连接至部分的较小太阳能电池300A-300D，这些连接板与每一个较小太阳能电池300A-300D的背接触板350与活动区 (例如参考符号320)电连接。在下文中，为避免对于专门在基板302上执行的动作产生误解，具有一或多层沉积层(例如参考符号310-350)及/或配置于其上的内部电连接(例如侧连接板355、十字连接板356)的基板302 —般称为设备基板303。类似的，已经利用接合材料层360而接合至背玻璃基板361的设备基板303则称为复合太阳能电池结构304。一般而言，在整个基板 302上形成单一太阳能电池的配置会被特别说明；否则，用语“太阳能电池300”一般是表示利用下述步骤形成在部分较大基板302上的两个或多个较小的太阳能电池(例如图3C中参考符号300A-300D)的其中一个。图3E是一太阳能电池300的示意截面图，该截面图说明了用于形成太阳能电池 300内的各个电池382A-382B的各种刻划区域。在一实例中，如图3C所示，有九个单独电池 382形成在较小的太阳能电池300A中。如图3E所示，太阳能电池300包含透明基板302、 第一 TCO层310、第一 p-i-n结320与背接触层302。可执行四个刻划步骤(例如激光刻划步骤)来形成沟槽381A、381B、381C与381D，这些沟槽一般是形成高效率太阳能电池设备所需的。虽然是一起形成在基板302上，然而各个电池382A与382B是藉由背接触层350及第一 p-i-n结320中所形成的绝缘沟槽381C而彼此隔离的。此外，沟槽381B形成于第一 P-i-n结320中，使得背接触层350与第一 TCO层310电性接触。在一实施例中，绝缘沟槽 381A藉由在沉积第一 p-i-n结320与背接触层350之前以激光刻划移除部分的第一 TCO层310而形成。类似的，在一实施例中，沟槽381B是藉由在沉积背接触层350之前以激光刻划移除部分的第一 p-i-n结320而形成于第一 p-i-n结320中。此外，为了基板302上边缘隔离与个别较小的太阳能电池300A-300D的分隔，沟槽381D被形成为通过背接触层350、第一 P-i-n结层320、以及第一 TCO层310。虽然图3E说明的是单结类型的太阳能电池，然而并不旨在限制本发明的范围于此种配置。一般太阳能电池形成制稈步骤参照图1与图2，制程序列100 —般开始于步骤102，此步骤中基板302载入在太阳能电池生产线200中的加载模组202。在一实施例中，基板302以“生料(raw) ”状态被接收，其中基板302的边缘、整体尺寸、及/或洁净度皆未受到良好控制。接收“生料”基板302减少了在形成太阳能电池之前制备及储存基板302的成本，并因而减少太阳能电池设备成本、设施成本、以及最终形成的太阳能电池设备的生产成本。然而，一般而言，有利的是在步骤102中将基板302接收至系统中前、接收已经有透明导电氧化物(Transparent Conducting Oxide, TC0)层(例如第一 TCO层310)沉积在基板302上的“生料”基板302， 若导电层(例如TCO层)并未沉积在“生料”基板的表面上，则需对基板302的表面执行下述的前接触沉积(front contact deposition)步骤(步骤107)。在一实施例中，基板302或303以连续方式载入太阳能电池生产线200中，因而不需匣式或批次式基板加载系统。匣式及/或批次式加载系统需基板从卡匣载出、经处理、然后在移到制程序列的下一步骤前返回卡匣，这浪费时间且降低了太阳能电池生产线的处理量。批次式处理的使用并不会改善本发明的例如从单一基板制造多种太阳能电池设备的某些实施例。此外，使用批次式制程序列一般会避免使用非同步流程的基板通过生产线，相信这样做可以在稳定状态处理期间、以及当一或多个模组因维修或故障状态而中断时提供改善的基板处理量。一般而言，批次式或匣式方案并不能在正常运作期间(或更特定而言，当一或多个处理模组因维修而中断时)达到此处所述的生产线的处理量，这是因为基板的排列与载入需要大量的管理时间。在步骤104中，制备基板302的表面，以避免后续制程中的良率问题。在步骤104 的一实施例中，基板插置至一前端缝合(front end seaming)模组204中，该模组204用以制备基板302或303的边缘，以降低损害(例如后续制程期间所发生的颗粒产生与剥落)的可能性。对基板302或303的损害会影响生产可用的太阳能电池设备的设备良率与成本。 在一实施例中，前端缝合模组204用以磨圆基板302或303的边缘、或使其成斜面。在一实施例中，使用充满钻石的带体或碟片来研磨掉基板302或303边缘的材料。在另一实施例中，使用研磨轮、喷砂处理、或激光熔蚀技术来移除基板302或303边缘的材料。接着，基板302或303被传送至清洁模组206，在此模组206中对基板302或303 执行步骤106 (或基板清洁步骤)以移除其表面上的任何污染物。常见的污染物包括在基板形成制程(例如玻璃制程)期间及/或基板302或303的运送或储存期间沉积在基板302 或303上的材料。一般而言，清洁模组206使用湿式化学刷洗及冲洗(rinsing)步骤来移除任何不需要的污染物。在一实例中，基板302或303的清洁制程以下述方式进行。首先，基板302或303 从传送桌或自动装置281进入清洁模组206的污染物移除区段。一般而言，系统控制器290 建立了每一个进入清洁模组206的基板302或303的时序。污染物移除区段利用干燥的圆柱状刷件与真空系统来取出污染物及将其自基板302的表面逐出。然后，清洁模组206 内的传送器将基板302或303传送至一预先冲洗区段，其中喷洒管从去离子(De-ionized， DI)水加热器散布出例如温度为50°C的热去离子水至基板302或303的表面上。一般而言，由于设备基板303上具有一 TCO层配置于其上，且因TCO层一般皆为电子吸收材料，DI 水被用以避免任何可能的污染物的微迹(trace)与TCO层的离子化。接着，经冲洗的基板 302、303进入清洗区段；在清洗区段中，基板302或303以刷件(例如贝纶(Perlon))与热水加以湿式清洁。在部分实例中，使用洗洁剂(例如AlconoxTM、CitrajetTM、DetojetTM、 TranseneTM与Basic HTM)、表面活性剂、pH调整剂、以及其他清洁化学物质来清洁及移除基板表面上不想要的污染物和颗粒。水循环系统会循环热水。接着，在清洁模组206的最后冲洗区段中，基板302或303于室温下以水加以冲洗，以移除任何污染物的微迹。最后， 在干燥区段中，使用鼓风机以热空气来干燥基板302或303。在一配置中，在干燥制程完成时利用去离子化杆件来移除基板302或303上的电荷。在步骤108的一实施例中，刻划TCO层310以于基板302的表面上形成独立、电绝缘的电池。在TCO层310的表面上及/或基板302的裸露表面上的污染物颗粒会妨碍刻划程序。举例而言，在激光刻划中，当激光束通过颗粒时，可能无法刻划出连续线路，因而将于电池间产生短路。此外，在刻划的后存在于刻划图样及/或TCO层310上的任何颗粒状碎片会产生层间的分流与不均勻性。因此，需要一种定义良好且维持良好的制程来确保污染物可于整个生产制程中被移除。在一实施例中，可从加州圣塔克莱的应用材料公司的能源与环境技术部I、二 (Energy and Environment Solutions division of Applied Materials in Santa Clara, California)取得清洁模组 206。参照图1与图2，在一实施例中，在执行步骤108之前，基板302被传送至一前端处理模组(未示于图幻，在此前端处理模组中对基板302执行前接触形成(front contact formation)制程(或步骤107)。在一实施例中，前端处理模组类似于下述的处理模组218。 在步骤107中，该一或多个基板前接触形成步骤包含一或多道制备、蚀刻、及/或材料沉积步骤，这些步骤用以于裸露的太阳能电池基板302上形成前接触区域。在一实施例中，步骤 107通常包含一或多道物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)步骤，这些步骤用以于基板302的表面上形成前接触区域。在一实施例中，前接触区域包含透明导电氧化物(TCO)层310，该TCO层310含有选自锌(Si)、铝(Al)、铟饰)、及锡(Sn)的金属元素。 在一实例中，使用氧化锌(SiO)来形成前接触层的至少一部分。在一实施例中，前端处理模组是ΑΤ0Ν PVD 5. 7工具，其可取自加州圣塔克来应用材料公司，在其中执行了一或多个处理步骤以沉积前接触成形步骤。在另一实施例中，使用一或多道化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)步骤而在基板302的表面上形成前接触区域。接着，设备基板303被传送至刻划模组208，在该刻划模组208中对设备基板303 执行步骤108 (或前接触隔离步骤)，以使设备基板303表面上的不同区域彼此电性绝缘。 在步骤108中，藉由使用材料移除步骤(例如激光熔蚀制程)来移除设备基板303上的材料。步骤108的成功关键是要达到良好的电池-电池与电池-边缘的隔离，并使刻划面积达最小。在一实施例中，利用钕钒酸盐(Nd:YV04)激光源来熔蚀掉设备基板303表面上的材料，以形成线路来使设备基板303的一区域与下一区域电绝缘。在一实施例中，在步骤 108期间所执行的激光刻划制程使用1064nm的波长的脉冲激光来图样化基板302上的材料，以隔离产生太阳能电池300的每一个个别电池(例如各个电池382A与382B)。在一实施例中，可使用加州圣塔克来的应用材料公司所供应的5. 7m2的基板激光刻划模组来提供简易、可靠的光学设备和基板移动，供设备基板303面的区域的精确电绝缘之用。在另一实施例中利用水喷射切割工具或钻石刻划来隔离设备基板303表面上的各个区域。在一方面中，期望利用主动式温度控制硬件组件来确保设备基板303进入刻划模组208时的温度是在约20°C至约^rc的范围，该主动式温度控制硬件组件可含有电阻加热器及/或冷却组件(例如热交换器、热电设备)。在一实施例中，期望控制设备基板303的温度为约25士0. 5°C。其次，设备基板303被传送至清洁模组210，在该清洁模组210中对设备基板303 进行步骤110(或沉积前基板清洁步骤)，以移除在执行前接触隔离步骤(步骤108)之后设备基板303上的任何污染物。一般而言，在执行电池隔离步骤之后，清洁模组210使用湿式化学刷洗及冲洗步骤来移除设备基板303表面上任何不需要的污染物。在一实施例中，对设备基板303执行清洁制程(类似于上述步骤106中所述的制程)以移除设备基板303表面上的任何污染物。接着，设备基板303被传送至处理模组212中，在该处理模组212中对设备基板 303进行步骤112，步骤112包含一或多次光吸收剂沉积步骤。在步骤112中，所述一或多次光吸收剂沉积步骤包含一或多道制备、蚀刻、及/或材料沉积步骤，这些步骤用以形成太阳能电池设备的各个区域。步骤112 —般包含一连串的子处理步骤，用以形成一或多个p-i-n 结，例如第一 P-i-n结320与第二 p-i-n结330。在一实施例中，该一或多个p_i_n结包含非晶硅及/或微晶硅材料。一般而言，该一或多道处理步骤于处理模组212中的一或多个群集工具(例如群集工具212A-212D)中执行，以于设备基板303上形成一或多层膜层。在一实施例中，设备基板303于传送至一或多个群集工具212A-212D前先传送至一累积器211A。在一实施例中，当太阳能电池设备形成为包含多重结(例如图3B中所示的串列结太阳能电池)时，处理模组212中的群集工具212A用以形成第一 p-i-n结320，而群集工具212B-212D经配置以形成第二 P-i-n结330。在制程序列100的一实施例中，在执行步骤112之后进行一冷却步骤113。冷却步骤一般用以稳定设备基板303的温度，以确保在后续处理步骤中每一个设备基板303所见的处理条件都是可重复的。一般而言，离开处理模组212的设备基板303的温度会变化达很多摄氏度，且会超过50°C的温度，这会使后续处理步骤和太阳能电池性能产生变化性。在一实施例中，冷却步骤113于一或多个累积器211中的一或多个基板支撑位置中执行。在生产线的一种配置中，如图2所示，经处理的设备基板303定位于其中一个累积器211B中达一段需要时间，以控制设备基板303的温度。在一实施例中，系统控制器290 用以控制设备基板303通过累积器211的位置、时序和移动，以于往下游进行到生产线之前控制设备基板303的温度。接着，设备基板303被传送至刻划模组214，在刻划模组214中对设备基板303进行互连形成步骤(或步骤114)，以使设备基板303表面上的各个区域彼此电绝缘。在步骤 114，利用材料移除步骤(例如激光熔蚀制程)来移除设备基板303表面上的材料。在一实施例中，利用钕钒酸盐(Nd:YV04)激光源来熔蚀掉基板表面上的材料，以形成线路来使单个电池与下一个电池电绝缘。在一实施例中，可使用应用材料公司所供应的5. 7m2的基板激光刻划模组来执行精确的刻划制程。在一实施例中，在步骤114期间所执行的激光刻划制程使用532nm的波长的脉冲激光来图样化设备基板303上的材料，以隔离产生太阳能电池300的个别电池。如图3E所示，在一实施例中，在步骤114中，利用激光刻划制程在第一 p-i-n结320层中形成沟槽381B。在另一实施例中，利用水喷射切割工具或钻石刻划来隔离设备基板303表面上的各个区域。在一方面中，期望利用主动式温度控制硬件组件来确保设备基板303进入刻划模组208时的温度是在约20°C至约^rc的范围，该主动式温度控制硬件组件可含有电阻加热器及/或冷却组件(例如热交换器、热电设备)。在一实施例中，设备基板303的温度期望控制为约25士0. 5°C。在一实施例中，太阳能电池生产线200具有至少一累积器211，该累积器211定位在刻划模组214之后。在生产期间，使用累积器211C来稳定供应设备基板303至处理模组 218，及/或在处理模组218衰退或无法保持与刻划模组214的处理量时，提供一收集区域来储存来自处理模组212的设备基板303。在一实施例中，一般期望监控及/或主动控制离开累积器211C的设备基板303的温度，以确保背接触形成步骤120的结果是可重复的。在一方面中，期望确认离开累积器 211C或抵达处理模组218的设备基板303的温度是介于约20°C至约的范围。在一实施例中，设备基板303的温度期望控制为约25士0. 5°C。在一实施例中，期望定位可保留至少80个设备基板303的一或多个累积器211C。接下来，设备基板303被传送至处理模组218，在处理模组218中对设备基板303 执行一或多道背接触形成(back contact formation)步骤(或步骤118)。在步骤118中， 所述一或多道背接触形成步骤包含一或多次制备、蚀刻、及/或材料沉积步骤，这些步骤用于形成太阳能电池设备的背接触区域。在一实施例中，步骤118—般包含了一或多道PVD 步骤，该步骤用以于设备基板303的表面上形成背接触层350。在一实施例中，该一或多道 PVD步骤用以形成背接触区域，该背接触区域含有选自锌(Zn)、锡(Sn)、铝(Al)、铜(Cu)、银 (Ag)、镍(Ni)、及钒(V)的金属层。在一实例中，可使用氧化锌(SiO)或镍钒合金(NiV)来形成至少一部分的背接触层350。在一实施例中，该一或多道处理步骤利用加州圣塔克来应用材料公司的ΑΤ0Ν PVD 5. 7工具来进行。在另一实施例中，使用一或多道CVD步骤于设备基板303的表面上形成背接触层350。在一实施例中，太阳能电池生产线200具有至少一累积器211，该累积器211位于处理模组218之后。在生产期间，累积器211D用以稳定供应设备基板303至刻划模组220， 且/或在刻划模组220衰退或无法保持与处理模组218的处理量时，提供一收集区域来储存来自处理模组218的设备基板303。在一实施例中，一般期望监控且/或主动控制离开累积器211D的设备基板303的温度，以确保背接触形成步骤120的结果是可重复的。在一方面中，期望确保离开累积器 211D或到达刻划模组220的设备基板303的温度介于约20°C至约^TC的范围。在一实施例中，期望控制设备基板303的温度为约25士0. 5°C。在一实施例中，期望放置可保留至少约80个设备基板303的一或多个累积器211C。接下来，设备基板303被传送至刻划模组220，在该刻划模组220中对设备基板303执行步骤120或背接触隔离步骤，以使基板表面上的个别电池彼此电绝缘。在步骤120 中，使用材料移除步骤(例如激光熔蚀制程)来移除基板表面的材料。在一实施例中，使用钕钒酸盐(Nd:YV04)激光源来熔蚀掉设备基板303表面上的材料，以形成线路来使设备基板303的一单独电池与下一个电绝缘。在一实施例中，可使用应用材料公司所供应的 5. 7m2的基板激光刻划模组来精确刻划设备基板303的所需区域。在一实施例中，步骤120 中所执行的激光刻划制程使用532nm波长的脉冲激光来图样化设备基板303上的材料，以隔离形成太阳能电池300的各个电池。如图3E所示，在一实施例中，利用激光刻划制程于第一 p-i-n结320与背接触层350中形成沟槽381C。在一方面中，期望利用主动式温度控制硬件组件来确保设备基板303进入刻划模组220时的温度是在约20°C至约^rc的范围，该主动式温度控制硬件组件可含有电阻加热器及/或冷却组件(例如热交换器、热电设备)。在一实施例中，期望控制设备基板303的温度为约25士0. 5°C。接下来，将设备基板303传送至太阳能电池设备隔离模组222，在该隔离模组222 中对设备基板303执行设备隔离步骤或步骤122，以分隔沉积层的区域、而于基板302上形成多个较小的太阳能电池300(例如参考符号300A-300D)，如图3C与图3D所示。在步骤 122中，利用材料移除步骤(例如激光熔蚀制程)来移除基板302表面上的材料。如图3C 所示，材料移除装置经配置以移除边缘区域385和切截区域(sectioning area) 386的材料，以形成较小的太阳能电池300A-300D。切截区域386经配置以使二或多个成形的太阳能电池300彼此电性与实体隔离。在处理后，边缘区域385与切截区域386 —般皆不含沉积于基板302表面上的材料(例如层310-350)以形成隔离的太阳能电池300，并使接合材料 360在后续处理步骤(步骤13 中形成对基板302表面的接合。在一实施例中，边缘区域 385的宽度介于约5mm至约15mm，而切截区域386的宽度介于约IOmm至约30mm，其中这些宽度是以平行于基板302的方式进行测量的。在一实施例中，边缘区域385的宽度约10mm， 而切截区域386的宽度约20mm。在一实施例中，使用钕钒酸盐(Nd:YV04)或Nd: YAG激光源来熔蚀掉基板302表面上的材料，以形成区域使较小的太阳能电池300A-300D彼此电绝缘。在一实施例中，步骤 122中所执行的激光熔蚀步骤使用1064nm波长的脉冲激光来图样化配置于基板302上的材料，以使形成于基板302上的多个较小太阳能电池300彼此隔离，同时隔离各个较小太阳能电池300的边缘。如图3E所示，在一实施例中，利用激光熔蚀制程来形成通过TCO层310、 第一 p-i-n结320与背接触层350的沟槽381D。在另一实施例中，以水喷射切割工具或钻石刻划来提供边缘隔离，并使多个较小太阳能电池300彼此隔离。在一实施例中，使用应用材料公司所供应的5. 7m2的基板激光熔蚀模组来精确熔蚀出设备基板303的期望区域。在一方面中，期望利用主动式温度控制硬件组件来确保设备基板303进入太阳能电池设备隔离模组222时的温度是在约20°C至约的范围，该主动式温度控制硬件组件可含有电阻加热器及/或冷却组件(例如热交换器、热电设备)。在一实施例中，期望控制设备基板303的温度为约25士0. 5°C。接下来，设备基板303被传送至品质保证模组224，在该品质保证模组224中对设备基板303的区域进行步骤124(或品质保证及/或分流移除步骤)，以确保基板表面上所形成的设备可符合所需的品质标准，并可在部分情况中修正所形成的设备中的缺陷。在一实施例中，设备基板303的经分析及处理区域包含了在多个较小太阳能电池300(例如参考符号300A-300D)的每一个内所形成的每一个单独电池(例如图3E中的单独电池 382A-382B)。在步骤124中，利用一或多个基板接触探针的探测装置来测量所形成的太阳能电池设备的品质与材料特性。在一实施例中，品质保证模组2M投射低量光线至太阳能电池的p-i-n结处，并使用所述一或多个探针来测量电池的输出，以确定所形成的太阳能电池设备的电性特性。当模组侦测到所形成的设备中的缺陷时，其可进行修正动作以修正设备基板303 上所形成的较小太阳能电池300中的缺陷。在一实施例中，若找到短路、或其他类似的缺陷，则可于基板表面上的区域间施加一反向偏压，以控制及/或修正太阳能电池设备的一个或多个缺陷性形成区域。在修正制程期间，反向偏压一般会递送一个够高的电压，以使太阳能电池中的缺陷得以被修正。在一实例中，若在设备基板303上假设为绝缘的区域之间找到短路，则将反向偏压的幅度升高到可使绝缘区域间的范围中的导电性元素产生相变、 分解、或变成调整为可消除或减低电短路强度的程度。在处理制程100的一个实施例中，一起使用品质保证模组224与工厂自动系统以解决在品质保证测试期间于所形成的设备基板303中所找到的品质问题。在一种情况中， 设备基板303被返送回处理程序的上游，以对设备基板303重复执行一或多道制造步骤 (例如背接触隔离步骤(步骤120))以修正与经处理的设备基板303有关的一或多个品质问题。接下来，设备基板303被传送至清洁模组226，在此清洁模组226中对设备基板 303执行步骤1 (或层叠前(pre-lamination)清洁步骤)，以移除在设备基板303上所形成的多个较小太阳能电池300表面上的任何污染物。一般而言，清洁模组吏用湿式化学刷洗与冲洗步骤，以移除在基板表面上的任何不想要的污染物。在一实施例中，对设备基板 303执行与步骤106的处理相似的清洁制程，以移除基板303表面上(例如边缘区域385、 切截区域386、背接触区域350、沟槽381C、以及基板302的前表面及边缘)的任何污染物。 在一实施例中，在步骤126之后对边缘区域385或切截区域386的不同部分执行光学检测或导电性测试，以确保所有期望的材料已经移除。在处理程序100的一个实施例中，在执行步骤1 之前先对设备基板303执行步骤126。接下来，基板303被传送至接合布线贴附(bonding wire attach)模组228，在该接合布线贴附模组228中对设备基板303执行步骤1 (或接合布线贴附步骤)。步骤1 用以将连接各种外部电性组件所需的各种布线/导线贴附至基板302上所形成的较小太阳能电池设备。一般而言，接合布线贴附模组2 是一自动布线接合工具，该工具用以可靠且快速地形成在生产线200中形成太阳能电池300所需的许多内连接。在一实施例中，接合布线贴附模组2 用以于每一个较小太阳能电池300上所形成的背接触区域上(步骤118) 形成侧连接板355(图3C)与十字连接板356。在此配置中，侧连接板355是导电性材料，该导电性材料可固定、贴附、及/或熔接至背接触区域的背接触层350，以形成良好的电接触。在一实施例中，侧连接板355与十字连接板356各包含一金属片(metal strip)， 例如铜带、涂布镍的银带、涂布银的镍带、涂布锡的铜带、涂布镍的铜带、或是可传载每一个太阳能电池所递送的电流且可与背接触区域中金属层可靠接合的其他导电性材料。在一实施例中，金属片的宽度介于约2mm至约IOmm之间，且厚度介于约Imm与约3mm之间。在结处电连接至侧连接板355的十字连接板356可利用绝缘材料357(例如绝缘带)而与每一个较小太阳能电池300的背接触层350电绝缘，如图3C所示。每一个十字连接板356的末端通常具有一或多个导线，该导线用以将侧连接板355与十字连接板356连接至接线盒370 中的电连接，其中接线盒370用以将所形成的太阳能电池连接至其他外部电组件。在步骤130中，制备接合材料360(图3D)与“背玻璃”基板361以供送入太阳能电池形成制程(亦即处理程序100)中。制备制程一般执行于玻璃上置(glass lay-up)模组230中，该玻璃上置模组230通常包含材料制备模组230A、玻璃加载模组230B与玻璃清洁模组230C。背玻璃基板361利用层叠制程(下述步骤13 而接合在上述步骤102-1 所形成的设备基板303上。一般而言，步骤130需要制备聚合物材料，该聚合物材料将被置于背玻璃基板361与设备基板303上的沉积层之间(该设备基板303具有形成于其上的边缘区域385及切截区域386)，以于后续步骤(步骤132)中在背玻璃361与暴露的基板302 表面部分间形成密封。所形成的密封可在每一个较小太阳能电池300A-300D(图3C)已于后续处理步骤(步骤140)中予以分隔后，在其使用寿命期间避免环境对其侵害。参照图1与图2，步骤130通常包含一连串的子步骤。首先，在材料制备模组230A 中制备一接合材料360。接着将接合材料360放置在设备基板303上。其次，将背玻璃基板 361载入玻璃加载模组230B中，并利用清洁模组230C予以清洗。最后，将背玻璃基板361 放置在接合材料360与设备基板303上。在一实施例中，利用材料制备模组230A来接收薄板形式的接合材料360，并对其执行一或多道切割操作以提供接合材料，例如聚乙烯丁醛(Polyvinyl Butyral, PVB)或乙烯醋酸乙烯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)，该材料经调整大小以覆盖配置有沉积层(例如参考符号310-350)的基板302的表面。一般而言，当使用的接合材料360为聚合物时，期望控制太阳能电池生产线200中储存接合材料360及将其整合至太阳能电池设备处的温度(例如16-18°C )与相对湿度(例如RH 20-22% )，以确保接合模组232中形成接合的属性是可重复的、且聚合物材料的尺寸是稳定的。接合材料在使用于温度及湿度经控制区域(例如T = 6-80C ；RH = 20-22% )前一般是需要储存的。在形成大型太阳能电池时，接合装置(步骤13 中各种组件的容限堆迭量会是个问题。因此，必须准确控制接合材料的性质与切割制程的容限，以确保形成可靠的密封。在一实施例中，使用PVB是有利的，这是因其UV稳定性、抗湿性、热循环性、良好的US耐火等级(fire rating)、符合国际建筑技术规则(International Building Code)、低成本及可重现的热塑性质之故。在步骤130的一部分中，利用自动机器人装置来传送并定位接合材料360于设备基板303的背接触层350、侧连接板355(图3C)、与十字连接板356(图3C)等设备上方。设备基板303与接合材料360接着被定位以接收背玻璃基板361，其中背玻璃基板361可利用与用于定位接合材料360相同的自动机器人装置、或一第二自动机器人装置而放置于其上。在一实施例中，在将背玻璃基板361定位于接合材料360上方之前，先对背玻璃基板361进行一或多道制备步骤，以确保后续的密封制程与最终太阳能产品可以如预期形成，在一种情形中，背接触基板361以“生料状态(“raw” state)”被接收，其中基板361的边缘、整体大小、及/或洁净度都未经良好控制。接收“生料”基板降低了在形成太阳能设备之前制备及储存基板的成本，且因而降低了太阳能电池设备的成本、设施成本、以及最终形成的太阳能电池设备的生产成本。在步骤130的一个实施例中，在执行背玻璃基板清洁步骤之前，于缝合模组(例如前端缝合模组204)中制备背玻璃基板361表面与边缘。在步骤132的下一个子步骤中，背玻璃基板361被送到玻璃清洁模组230C，在玻璃清洁模组 230C中对基板361执行基板清洁步骤，以移除基板361的表面上的任何污染物。常见的污染物可包括在基板形成制程(例如玻璃制造制程)中及/或在基板361运送期间沉积在基板361上的材料。一般而言，玻璃清洁模组230C使用湿式化学刷洗与冲洗步骤来移除上述中任何不想要的污染物。然后，所制备的背玻璃基板361利用自动机器人装置而放置在接合材料360与设备基板303的上方。接下来，将设备基板303、背玻璃基板361与接合材料360传送至接合模组232，在接合模组232中执行层叠步骤(或步骤13 ，以将背玻璃基板361接合至上述步骤102-130 中所形成的设备基板303。在步骤132中，接合材料360(例如PVB或EVA)夹置在背玻璃基板361与设备基板303之间；利用接合模组232中的各种加热设备与其他装置对该结构施加热与压力，以形成经接合及密封的设备。设备基板303、背玻璃基板361与接合材料360因而形成了一种复合太阳能电池结构304(图3D)，该复合太阳能电池结构304至少部分封装了太阳能电池设备的活动区域。 在一实施例中，对于每一个形成在基板302上的较小太阳能电池300而言，至少有一个形成在背玻璃基板361中的孔洞保持为至少部分未受接合材料360所覆盖；这使得十字连接板 356或侧连接板355的部分可保持为暴露，故可在未来步骤(例如步骤138)中对复合太阳能电池结构304的这些区域产生电连接。接着，复合太阳能电池结构304被送至热压釜(autoclave)模组234，在热压釜模组234中对复合太阳能电池结构304执行步骤134(或热压釜步骤)，以移除接合结构中的被捕捉气体并确保形成良好接合。在步骤134中，复合太阳能电池结构134被插置到热压釜模组234的处理区域中，其热与高压气体被递送至该处以降低捕捉气体量，并增进设备基板303、背玻璃基板361与接合材料360之间的接合特性。在热压釜模组234中所执行的处理也有助于确保玻璃与接合层(例如PVB层)中的应力受到控制，以避免未来因接合/ 层叠制程期间所诱生的应力而导致密封失败或玻璃故障。在一实施例中，期望加热设备基板303、背玻璃基板361与接合材料360达可使复合太阳能电池结构304中一或多个组件的应力释放的温度。然后，将复合太阳能电池结构304送至接线盒贴附模组236，在接线盒贴附模组 236中对复合太阳能电池结构304执行接线盒贴附步骤136。步骤136中所使用的接线盒贴附模组236用于在基板302上所形成的每一个较小太阳能电池300上安装一接线盒370 (图 3C)；经安装的接线盒370作为将连接至每一个所形成的电池的外部电性组件(例如其他的太阳能电池或电网)以及步骤128中所形成的内部电连接点(例如导线)之间的界面。在一实施例中，接线盒370含有一或多个连接点371、372，因此每一个所形成的太阳能电池可以轻易且系统性地连接至其他外部设备，以递送所产生的电力。接下来，复合太阳能电池结构304被送至设备测试模组238，在设备测试模组238 中对复合太阳能电池结构执行设备筛选与分析步骤138，以确保在复合太阳能电池结构 304中所形成的设备符合期望的品质标准。在一实施例中，设备测试模组238是一太阳能模拟器模组，该太阳能模拟器模组用于认证及测试一或多个所形成的较小太阳能电池300的输出。在步骤138中，使用一发光源与探测装置，利用用以与接线盒370中的端子产生电接触的一或多个自动组件来测量所形成的较小太阳能设备300的输出。当该模组侦测到在所形成的设备中的缺陷时，其可进行修正动作、或者当特定的较小太阳能电池300在后续步骤(亦即步骤140)中自其他较小太阳能电池切截出来时可将其予以废弃。接着，复合太阳能电池结构340可任选地而传送至切截模组M0，在切截模组240 中利用切截步骤140将复合太阳能电池结构304切截为多个较小太阳能电池300，以形成多个较小太阳能电池设备。在一实施例中，沿着如图3C所示的参考线X-X与Y-Y来切截复合太阳能电池结构304。在一实施例中，参考线X-X与Y-Y实质上位于切截区域386的中点。 在一实例中，边缘区域385为IOmm宽、切截区域为20mm宽的复合太阳能电池结构304可使多个所形成的较小太阳能电池300各具有IOmm宽的边缘区域385，这些边缘区域385围绕着太阳能电池300的活动部分。在步骤140的一个实施例中，复合太阳能电池结构340被插置到使用CNC玻璃切割工具的切截模组MO中，以准确切割及切截复合太阳能电池结构 304而形成具有期望大小的太阳能电池设备。在一实施例中，复合太阳能电池结构304插置到使用激光切割装置的切截模组MO中，以准确切割及切截复合太阳能电池结构304而形成具有期望大小的太阳能电池设备。在一实施例中，复合太阳能电池结构304插置到使用玻璃画线工具的切截模组MO中，以准确刻划设备基板302与背玻璃基板361的表面。接着沿着刻划线路而折断或激光切割复合太阳能电池结构304，以产生期望大小与数量的完全形成且经测试的太阳能电池设备。在一实施例中，太阳能电池生产线200用以接受(步骤10 及处理5. 7m2或更大的基板302或设备基板303。在一实施例中，这些大面积的基板302会在步骤142中被完全处理、然后切截为四个1. 4m2的设备基板303。在一实施例中，系统设计为处理大型设备基板303 (例如涂布TCO的2200mmX 2600mmX 3mm玻璃)并在不增加设备或处理步骤的情况下生产各种大小的太阳能电池设备。目前的非晶硅(a-Si)薄膜厂必须针对每一个不同大小的太阳能电池设备具有一条生产线。在本发明中，生产线200可在最低或无转换时间的情况下制造不同的太阳能电池设备大小。在本发明的一方面中，生产线可藉由在单一大型基板上形成太阳能电池设备、然后再切截基板以形成较佳的更小尺寸的太阳能电池，而提供高太阳能电池设备处理量(一般是以百万瓦/每年(MW/per year)计)。在太阳能薄膜工业使用单一输入产生输出的灵活性是独特的，且其明显节省了基本建设费用及降低了处理复杂度。由于太阳能电池设备制造商可购买大量单一玻璃尺寸来生产各种大小的太阳能电池设备，因而输入玻璃的材料成本也较低。在下述“切截模组与处理”中将进一步详细说明示例的切截模组对0。接着，每一个复合太阳能电池结构304可任选地被传送至后端缝合模组M2，在该后端缝合模组242中利用一缝合(seaming)步骤142来制备各复合太阳能电池结构304的边缘以降低损害可能性(例如复合太阳能电池结构304的崩屑或裂缝发生)。在一实施例中，后端缝合模组242用以磨圆复合太阳能电池结构304的边缘、或使其成斜面。在一实施例中，使用充满钻石的带体或碟片来研磨掉复合太阳能电池结构304边缘的材料。在另一实施例中，使用研磨轮、喷砂处理、或激光熔蚀技术来移除复合太阳能电池结构304边缘的材料。然后，各复合太阳能电池结构304被送至支撑结构模组对4，在支撑结构模组244中对每一个复合太阳能电池结构304执行支撑结构固定步骤144，以提供完整的太阳能电池设备，该太阳能电池设备具有贴附至以步骤102-142所形成的复合太阳能电池结构304 的一或多个固定元件(mounting element)，且可在顾客处轻易固定与快速安装。接着，复合太阳能电池结构304被传送至卸载模组M6，在卸载模组246中执行步骤146 (或设备卸载步骤)，以从太阳能电池生产线200移去所形成的较小太阳能电池300。在太阳能电池生产线200的一个实施例中，为了降低或避免污染物影响太阳能电池设备良率与可用寿命，生产线中的一或多个区域位于洁净室环境中。在一实施例中，如图 2所示，在用于执行步骤108-118与步骤U8-132的模组的周围放置等级为10000的洁净室空间250。切截樽组与制稈在切截步骤140中的切截模组240与处理程序用以将大型的经处理与经测试的复合太阳能电池结构304切截为两个以上、各含有一较小太阳能电池300的较小复合太阳能电池结构304。在一实施例中，切截模组240接收^OOmmX2200mm的复合太阳能电池结构 304，并将其切截为两个1300mmX 2200mm的经处理及测试复合太阳能电池结构304。在一实施例中，切截模组240接收^OOmmX 2200mm的复合太阳能电池结构304，并将其切截为两个^OOmmX IlOOmm的经处理及测试的复合太阳能电池结构304。在一实施例中，切截模组 240接收^00mmX2200mm的复合太阳能电池结构304，并将其切截为四个1300mmX IlOOmm 的经处理及测试的复合太阳能电池结构304。在一实施例中，系统控制器四0(图2)控制由切截模组240所产生的复合太阳能电池结构304的切截区段数量与大小。因此，系统控制器290对程序100(图1)中的所有下游制程发送指令以协调制程与对下游模组的调整，以适应并进一步处理基板切截模组所产生的复合结构304的切截区段，无论所产生的切截区段的大小为何。图4A-4E为上视示意图，该示意图说明了根据基板切截模组MO的一实施例来切截一复合太阳能电池结构304的程序。参照图4A，入料传送器410将复合太阳能电池结构 304送至画线站(scoring station) 420o在一实施例中，背玻璃基板361面向上且基板302 面向下，如图5A-5C所示。画线站传送器422将复合太阳能电池结构304定位于画线站420 中进行画线。在画线站420中，如图4B所示，根据复合太阳能电池结构304的程序化切截、 经由画线机构似4将一图样画线在背玻璃基板361与基板302的上表面上。在一实施例中，入料传送器410、画线站传送器422与画线机构似4经系统控制器四0 (图2)控制且与程序100(图1)中的其他操作彼此协调。在一实施例中，画线机构4M是机械式画线机构，例如机械式画线轮。在一实施例中，画线机构4 是光学式画线机构，例如激光画线机构。经画线的复合太阳能电池结构304接着经由画线站传送器422而部分传送至十字传送站430，如图4C所示。第一传送站传送器432经由系统控制器290而与画线站传送器 422协调，以适当定位设备基板303。图5A-5C示意说明了根据本发明一实施例的用于折断 (breaking)经画线的复合太阳能电池结构304的制程。参照图4C与图5A，经画线的复合太阳能电池结构304位于一滚轴似6上方及一滚轴427下方，使得沿着X轴所画的线直接位于滚轴似6上方及滚轴427下方。接着降低滚轴427，并将其放置与背玻璃基板361的上表面接触。如图5B所示意说明的，滚轴427被降低而沿着所画线路对垂直于复合结构平面施加一作用力，使得玻璃基板302沿着所画线路产生彻底(clean)的断裂。接着升高滚轴似6并将其放置与基板303的下表面接触，如图5C所示意说明的，滚轴似6被升高而沿着所画线路对复合太阳能电池结构304的下表面且垂直于复合太阳能电池结构304的平面施加一举升作用力，使得背玻璃基板361沿着所画线路产生彻底的断裂。在一实施例中，滚轴似6与427是沿复合太阳能电池结构304的长度而延伸的加垫圆柱滚轴。滚轴426由致动器4 予以升高，滚轴427是由致动器4 予以降低。在一实施例中，致动器4 与致动器4 各为电动式、液压式或气压式马达。在一实施例中，致动器4 与致动器4 各为液压式或气压式圆柱。在一实施例中，致动器4 与致动器4 各由系统控制器290加以控制与协调。接着，如第4D图所示，复合太阳能电池结构304的复合结构区段304A经由第一传送站传送器432而完全载入十字传送站(cross transfer station) 430中。接着，出料传送器440和第二传送站传送器434联合将复合结构区段304A部分传送到出料传送器440上， 如第4E图所示。第二传送站传送器434经由系统控制器290与出料传送器440协调，以适当定位复合结构区段304A。参照第4E图与图5A，复合结构区段304A定位于滚轴似6上方与滚轴427下方，使得沿着Y轴所画的线直接位于滚轴似6上方及滚轴427下方。接着降低滚轴427，使其与复合结构区段304A的上表面接触。如图5B所示意说明的，滚轴427降低而沿着所画路线且垂直于复合结构区段304A的平面施加一作用力，使得玻璃基板302产生彻底的断裂。接着升高滚轴似6并将其放置与复合结构区段304A的下表面接触。如图 5C所示意说明的，滚轴似6升高而沿着所画线路对复合结构区段304A的下表面且垂直于复合结构区段304A的平面施加一举升作用力，使得背玻璃基板361沿着所画线路产生彻底的断裂。因此，复合结构区段304A被切截为两个较小的复合结构区段304C与304D。接着经由第二传送站传送器434与出料传送器440将每一个复合结构区段304C与304D传送到一后续模组以进行进一步处理(步骤142-146)。然后对复合结构区段304B重复上述制程。在一实施例中，不同于上述折断操作，复合太阳能结构304经由激光切割制程而加以切截。图6是沿着一刻划线路切截复合太阳能电池结构304的激光切割装置600的示意说明。激光切割装置600可包含激光606以及用于移动激光606转移机构616，其中激光606定位于复合太阳能电池结构304上方及/或复合太阳能电池结构304下方。在一实施例中，激光606是二氧化碳激光，该二氧化碳激光可发出连续辐射波，主要波长带集中于约9. 4 μ m及约10. 6 μ m。转移机构616可为任何适当的线性致动器，例如线性伺服马达等。 在一实施例中，转移机构616由控制器290控制，以控制激光606的切割速度。在一实施例中，在执行上述每一个折断操作之后，需要进一步切割玻璃基板302 与背玻璃基板361之间的接合材料360，以确保所切截的较小太阳能电池300可以实体分离。在一实施例中，接合材料360的切割制程于切截模组240中利用切割装置(未示出，如刀具、锯器、切割轮、激光或其他类似装置)而执行。在一实施例中，于所有折断操作都执行之后进行接合材料360的另一切割步骤。在另一实施例中，于每次间歇折断操作步骤之后执行基板切割制程，例如在图4C所示的第一次折断操作之后、以及在第4E图所示的第二次折断操作之后再次执行。虽然上述实施例说明的是将单一复合太阳能电池结构304切截为四个较小区段的制程与设备，应知的是，藉由调整画线机构424为仅于X轴或Y轴上刻划出一条线、且仅执行一次折断或切割制程，该实施例也可等效地用于将单一复合太阳能电池结构304切截为两个较小区段。 虽然前述说明针对的是本发明的实施例，但是可在不背离本发明基本范围的情况下推知本发明的其他实施例,本发明的范围由如附权利要求所限定。
权利要求
1.一种用于制造太阳能电池设备的系统，包含基板接收模组，该基板接收模组用以接收一前基板；群集工具，该群集工具具有处理腔室，该处理腔室用以沉积含硅层于所述前基板的表面上；背接触沉积腔室，该背接触沉积腔室经配置以于所述含硅层上沉积背接触层； 接合模组，该接合模组经配置以将所述前基板与一背基板之间的所述含硅层与所述背接触层封装成复合结构；切截模组，该切截模组经配置以将所述复合结构切截成二个或更多个区段；以及系统控制器，该系统控制器用于控制及协调所述基板接收模组、所述群集工具、所述处理腔室、所述背接触沉积腔室、所述接合模组与所述切截模组中的每一个的功能。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述切截模组包含画线站，该画线站经配置以将一线刻划至所述复合结构的一表面中； 切截机构，该切截机构经配置以使所述复合结构沿着所述线分裂；以及定位机构，该定位机构用于定位所述复合结构，使得刻划至所述基板中的线与所述切截机构实质对齐。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述切截机构是一激光切割装置，该激光切割装置包含激光与激光定位机构。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述切截机构是截断机构，该截断机构包含滚轴与经配置以定位该滚轴的致动器。
5.一种用于制造太阳能电池设备的系统，其包含 基板接收模组，该基板接收模组用以接收前基板；群集工具，该群集工具具有处理腔室，该处理腔室用以沉积一硅层于所述前基板的表面上；背接触沉积腔室，该背接触沉积腔室经配置以沉积背接触层于所述含硅层上； 接合模组，该接合模组经配置以将所述前基板与一背基板之间的所述含硅层与所述背接触层封装成复合结构；测试模组，该测试模组经配置以测试所述复合结构的性能特性； 切截模组，该切截模组经配置以将经测试的所述复合结构切截成二个或更多个区段， 其中该切截模组包含复合结构定位机构与复合结构切截机构；以及系统控制器，该系统控制器用于控制及协调所述基板接收模组、所述群集工具、所述处理腔室、所述背接触沉积腔室、所述接合模组、所述测试模组、与所述切截模组中的每一个的功能。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述复合结构定位机构包含入料传送器，该入料传送器经配置以自所述系统控制器接收指令，并将所述复合结构传送至所述切截模组的一画线站中；以及第一定位装置，该第一定位装置经配置以自所述系统控制器接收指令，并使所述经画线的复合结构相对于所述切截机构的第一切截装置准确定位。
7.如权利要求5所述的系统，其中所述第一切截装置是激光切割装置，该激光切割装置包含激光与激光定位机构。
8.如权利要求5所述的系统，其中所述第一切截装置是截断机构，该截断机构包含滚轴及滚轴定位机构。
9.如权利要求5所述的系统，其中所述复合结构定位机构还包含第二定位装置，该第二定位装置经配置以自所述系统控制器接收指令，并使所述经画线的复合结构的一区段相对于所述切截机构的第二切截装置准确定位；以及出料传送器，该出料传送器经配置以自所述系统控制器接收指令，并将所述经画线的复合结构的所述区段的一部份传送出所述切截模组。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述第二切截装置是激光切割装置，该激光切割装置包含激光与激光定位机构。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述第二切截装置是截断机构，该截断机构包含滚轴与滚轴定位机构。
12.一种处理太阳能电池设备的方法，其包含以下步骤 清洁基板以从该基板的表面上移除一或多种污染物； 沉积光吸收层于所述基板的所述表面上；从所述基板的所述表面上的一区域移除所述光吸收层的至少一部分； 沉积背接触层于所述基板上的所述光吸收层上；从所述基板的所述表面上的一区域移除所述背接触层与所述光吸收层的至少一部分；接合背玻璃基板至所述基板，以形成复合结构，其中所述背接触层与所述光吸收层接合于所述背玻璃基板与所述基板之间；将一或多个接线盒贴附至所述复合结构； 测试所述复合结构的性能特性；以及将所述复合结构切截成二个或更多个区段。
13.如权利要求12所述的方法，其中切截所述复合结构包含以下步骤以CNC玻璃切割器切割所述复合结构。
14.如权利要求12所述的方法，其中切截所述复合结构包含以下步骤以激光切割装置切割所述复合材料。
15.如权利要求12所述的方法，其中切截所述复合结构包含以下步骤在所述复合结构的一或多个表面中刻划一或多条线，并沿着所刻划的一或多条线切截所述复合结构。
全文摘要
本发明的实施例一般是关于一种系统，此系统用于利用处理模组来执行太阳能电池设备形成制程中的一或多道制程以形成太阳能电池设备。在一实施例中，该系统用于形成薄膜太阳能电池设备，该系统藉由接收一大型未处理的基板并进行多个沉积、材料移除、清洁、接合、测试、及切截制程而形成了完整的、功能性的、且经测试的太阳能电池设备，此太阳能电池设备可接着被运送至终端使用者处，以安装在发电所需的位置。该系统用于接收单一大型基板、并以此单一大型基板形成多个硅薄膜太阳能电池设备。
文档编号H01L31/042GK102396082SQ201080017297
公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月9日 优先权日2009年4月27日
发明者D·莫里斯希格, T-F·苏 申请人:应用材料公司