[發明專利]將一施覆的基材作線型構造化以制造薄層太陽電池模塊的方法

在審

• 申請號: 201210272280.2
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102916074A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 尤格·海奇格;薩巴斯汀·史丹巴赫;法蘭克·杉朵
• 申請（專利權）人: 耶恩光學自動化技術股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/66
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 黃燦;程美瓊

技術領域

本發明是關于一種在施覆有薄層的基材上開設線型溝槽以制造薄層太陽電池模塊的方法。其中，形成過渡區的構造化線條間的距離應盡量保持最小，以便將對于薄層太陽電池模塊獲得能量無貢獻的過渡區最小化。

背景技術

同類型方法請參閱WO?2010/144778?A2。

薄層太陽電池模塊以剛性或柔性平面基材為載體，其上施覆薄層。

制造薄層太陽電池模塊時，一般需先在基材上平面施覆第一層，而后以規定間距線型移除該第一層，從而形成深度等于該第一層之厚度的p1溝槽（第一構造化平面）。

隨后平面施覆用以充填p1溝槽之第二層。在盡量靠近p1溝槽處形成與之平行的p2溝槽，將所述p2溝槽內的第二層而非第一層移除（第二構造化平面）。

平面施覆用以充填p2溝槽之第三層后，分別在靠近p2溝槽及p1溝槽處形成p3溝槽，將所述p3溝槽內的第二及第三層而非第一層移除（第三構造化平面）。

彼此相距最近的p1溝槽、p2溝槽及p3溝槽共同構成將薄層太陽電池模塊之單個功能區（亦稱結構單元）隔開的過渡區。

先前技術中存在多種基于機械、化學或熱力效應之溝槽開設工藝。同一過渡區之溝槽應當在不重迭不交叉情況下保持盡可能小的間距。

不論采用何種溝槽開設工藝，基材需至少在施覆層時接受熱處理，以便實現永久性變形，進而實現已開設溝槽之變形。

故溝槽間距有其下限，此下限確保不同構造化平面之溝槽雖發生最大程度之變形，亦不會相互重迭或交叉。

在溝槽分布為常規定向之情況下，規定標稱溝槽分布之安全間距約為100μm至200μm。也即，構造化工具如刻劃針或雷射束平行于薄層太陽電池模塊外緣以一定間距為同一過渡區之溝槽劃線，所述間距視具體溝槽寬度而定彼此大約相差100μm至200μm。由此得出過渡區最小寬度大于200μm至400μm。沿加工方向以交替方向開設溝槽。

為能提供過渡區較窄而效率更佳之薄層太陽電池模塊，DE?10?2006?051555?A1提出在開設新溝槽之前或之后測定已有溝槽之分布，并在開設新溝槽時依照已有溝槽的分布調節該新溝槽之分布。

由此得一新溝槽，其溝槽分布與同一過渡區內相鄰溝槽之溝槽分布相對應。如此便可將溝槽間距減至最小，從而滿足隔離要求。

已有溝槽的分布較佳以光學方式測定，既可自基材底面亦可自基材的施覆頂面進行該光學偵測，既可在開設新溝槽之前亦可在開設新溝槽期間進行該光學偵測。

使用能追蹤已有溝槽之分布的溝槽位置傳感器實施溝槽偵測。用溝槽位置傳感器的位置控制接收點，該接收點以明確間距追蹤溝槽位置傳感器，在該接收點上構造化工具對準基材。作為溝槽位置傳感器的替代方案，亦可為部分制成之薄層太陽電池模塊的較大部分拍攝相片，再用該些相片測定接收點以形成地圖。

用溝槽位置傳感器偵測溝槽之缺點在于，溝槽位置傳感器必須位于接收點之前，也即，僅能在其中一加工方向上開設溝槽，或者須使用兩溝槽位置傳感器，或者說其中一溝槽位置傳感器須作永久性轉換處理。

對部分制成之薄層太陽電池模塊的較大部分進行溝槽偵測要求所用攝影機的接收器矩陣具有極高之像素數，以便在為相應大小之目標區域拍攝相片時獲得足夠高之分辨率，相關攝影機遂成為極其昂貴之測量器材。

DE?10?2008?059?763?A1揭露一種依照先前加工平面內單獨一溝槽之分布在一當前加工平面內開設溝槽的方法，用傳感器偵測該先前溝槽之分布，再據此得出適用于后續加工平面之所有溝槽的校正值。藉此雖能檢出先前溝槽相對于理想直線之變形，但無法檢出先前溝槽間之偏差。

EP?0?482?240?A1亦揭露一種依照先前加工平面內已有溝槽之分布在一當前加工平面內開設溝槽的方法。為此需用偵測組件觀測該已有溝槽并產生校正信號，再用該校正信號控制工具。此工具同樣須至少稍后于該偵測組件設置，以便在偵測信號控制下形成平行于該已有溝槽之溝槽。因此，使用偵測器時須將溝槽產生的方向變化考慮在內，設置兩偵測器或者僅沿其中一加工方向進行加工。

WO?2008/056?116?A1所揭露的構造化方法同樣用固定于構造化工具之傳感器以光學方式偵測先前加工平面內已有溝槽之分布與位置。對相鄰溝槽之偵測先于構造化，同時在當前加工平面內進行溝槽構造化。將被偵測溝槽的分布與位置予以暫存并在下一構造化過程中用來使下一溝槽對齊已有溝槽。亦即在構造化過程中，會連續在每次構造化時皆偵測一次先前加工平面。