[發明專利]用于薄膜太陽能模塊的多程激光邊緣去除工藝

無效

• 申請號: 201110205023.2
• 申請日: 2011-07-14
• 公開（公告）號: CN102339899A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 王立平;蘇杰發;薩林·森德·賈因納加·庫伯薩斯沃米;歐雷·勒克納
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;B23K26/36
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;鐘強

技術領域

本發明涉及用于邊緣薄膜去除工藝的方法，更具體來說，本發明涉及用于制造光伏器件的邊緣薄膜去除工藝的方法和裝置。

背景技術

光伏(Photovoltaic；PV)器件或太陽能電池是將陽光轉換為直流(direct?current；DC)電力的器件。通常，薄膜太陽能電池包括光電轉換單元和透明導電層。透明導電層設置為太陽能電池底部上的前電極，和/或透明導電層設置為太陽能電池頂部上的背面電極，所述太陽能電池與玻璃基板接觸。光電轉換單元可包括p型硅層、n型硅層和本征型(i型)硅層，所述本征型(i型)硅層夾在p型硅層與n型硅層之間。在PV電池的p-i-n結暴露于陽光(由來自光子的能量組成)時，陽光通過PV效應直接轉換為電能。

在沉積期間，沉積材料可沉積在基板上、以及基板之上、邊緣，導致兩個透明導電層之間的電連接、或“短路”。因此，必須破壞基板側部上從前到后的材料連續性以消除短路。在一些情況中，可使用遮蔽掩模或邊緣環來掩蓋邊緣而隔離沉積材料，但與無這類掩模沉積的其他層相比較，或與不使用相對于基板邊緣具有不同排列的上覆框架比如遮蔽框架沉積的其他層相比較，上述做法可導致在基板邊緣區處的不均勻沉積。此外，沿基板邊緣的材料，如果保留完整的話，那么會妨礙電池在太陽能面板框架中的組裝和封裝，這些材料也必須去除以消除在框架中進行封裝期間的干擾或其他潛在問題。

在傳統邊緣隔離技術中，用鑲金剛石帶、或用磨輪的材料去除方法通常被用來從基板邊緣區機械地磨削不需要的邊緣殘余物或沉積材料。然而，這些技術通常會導致基板邊緣上不完全的材料去除、以及刮痕或甚至導致諸如基板邊緣處的微裂縫之類的基板損壞。或者，使用單程、高能量激光的熱燒蝕工藝也已被工業使用，以從基板邊緣區去除不需要的材料，從而比機械去除方法具有較好的生產量而不會在基板邊緣處留下刮痕或微裂縫。然而，隨著串聯結設計中所使用的薄膜層數較多，據報道，傳統的單程激光邊緣去除工藝仍然會在基板邊緣區處留下粉末殘余物和可見碎屑，從而可影響長期電池可靠性和功率可靠性。因此，可需要較高能量激光來燒蝕較厚的串聯結，但使用高能量激光來去除在串聯結太陽能電池邊緣區處的較厚薄膜層疊，可在高能量激光穿過玻璃基板和透明導電薄膜時損壞玻璃基板或改變透明導電薄膜的薄膜特性。而且，還發現，高能量激光將不可避免地熔化背金屬接觸層和沉積于透明導電薄膜上的含硅薄膜層疊，并且高能量激光形成難以去除的不需要合金。

因此，需要改進的激光邊緣去除工藝，所述激光邊緣去除工藝用于從太陽能電池邊緣區有效地去除薄膜材料，而沒有如上所討論的問題。

發明內容

本發明提供用于制造光伏器件的邊緣薄膜層疊去除的方法。在一個實施方式中，用于處理基板上太陽能電池器件的方法包括：提供基板，所述基板具有沉積于所述基板上的薄膜層疊，所述薄膜層疊包含透明導電層、含硅層和導電層；使用以第一能量級輸送的電磁輻射，去除形成于沿所述基板側面的邊緣區上的所述導電層和所述含硅層；以及使用以高于所述第一能量級的第二能量級輸送的電磁輻射，去除形成于沿所述基板所述側面的所述邊緣區上的所述透明導電層。

在另一實施方式中，用于處理基板上太陽能電池器件的方法包括：提供基板，所述基板具有透明導電層和沉積于所述透明導電層上的薄膜層疊，所述薄膜層疊包含導電層和一個或更多個含硅層；在以第一功率級輸送的電磁輻射線的第一次掃描期間，從沿所述基板側面的邊緣區中去除所述薄膜層疊；和在以不同于所述第一功率級的第二功率級輸送的所述電磁輻射線的第二次掃描期間，從沿所述基板所述側面的所述邊緣區中去除所述透明導電層。

在又一實施方式中，用于處理基板上太陽能電池器件的方法包括：提供基板，所述基板具有透明導電層和順序地沉積于所述透明導電層上的薄膜層疊，所述薄膜層疊包含導電層和一個或更多個含硅層；將以第一脈沖能量輸送的一系列連續激光脈沖對準整個沿所述基板側面的邊緣區，以去除所述薄膜層疊；以及將以第二脈沖能量輸送的一系列連續激光脈沖對準整個沿所述基板所述側面的所述邊緣區，以去除所述透明導電層，其中第一脈沖能量低于所述第二脈沖能量。

附圖說明

因此，可詳細理解實現本發明的上述特征的方式，可參考本發明的實施方式獲得上文簡要概述的本發明的更具體描述，這些實施方式圖示于附圖中。

圖1圖示用于在基板上制造太陽能電池器件的局部流程圖；

圖2A圖示基板在用激光邊緣去除工具處理之前的頂視圖；