[发明专利]用于使薄层太阳能模块形成结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使薄层太阳能模块形成结构的方法，其中在衬底上涂覆多个薄层，并且其中在薄层中分别加入线状刻痕(Spur)，在刻痕中再去除至少一个薄层的材料。

背景技术

薄层太阳能模块具有一个衬底和一般三个淀积在其上的薄层。在此将薄层太阳能模块分成结构单元，它们相互间通过过渡区分开。在结构单元中在通过光线照射时使电子与空穴分开(即从光到电能的实际转换)，而通过过渡区实现电布线和接通结构单元。

为此在过渡区中需要刻痕(或沟)，在其中去掉薄层的材料并且必要时通过其它材料、如位于其上的层的材料或导体如银替换。多个刻痕以确定的顺序并排(刻痕组)地位于过渡区里面。并排的刻痕不允许交叉，因为否则可能产生电短路，它们可能使一个或多个结构单元不能使用。

在加工薄层太阳能模块时通常在一个平面衬底上首先完全涂覆第一薄层并接着形成结构。在此形成结构意味着将线状刻痕(或沟)加入到层里面，即去掉刻痕中的材料。在这种加入时线状刻痕直线地延伸。为了形成结构例如可以使用机械刻刀或激光。接着在第一层上涂覆第二薄层，其中也使现有的刻痕以新层的材料充满。现在实现另一形成结构，即加入新的线状刻痕。这些新的刻痕在加入时仍然具有直线的走向。接着全平面地淀积第三薄层并且仍然以直线延伸的刻痕形成结构。这些最后的刻痕通常以银膏充满。最后通常还进行薄层太阳能模块加温。

在每次淀积薄层时加热衬底。由于这种加热使衬底持久地变形。如果在衬底上已经存在结构，则由于这种变形使原先直线延伸的刻痕变形，通常是弧形的。为了保证新的要被加入的刻痕不会由于这种变形与已经存在的刻痕重叠或者甚至交叉，在刻痕的理论位置之间保持约100-200μm的安全间距。

在刻痕之间的安全间距使过渡区的面积加宽并由此使供光电活性的结构单元使用的薄层太阳能模块的面积减小。由此限制了薄层太阳能模块的效率。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于使薄层太阳能模块形成结构的方法供使用，通过它可以加工具有改善效率的薄层太阳能模块。

这个目的通过上述形式的方法得以实现，其特征是，在加入新的刻痕之前或期间确定现有刻痕的走向，并且在加入新的刻痕时相对于现有刻痕的走向调节新的刻痕走向。

通过按照本发明的方法能够有效地补偿在淀积上面的层时由于加热衬底的变形和与此相关的已经存在刻痕的弯曲。一般以弯曲的(非直线的)走向加入新的刻痕，它对应于已经存在的相邻刻痕在自己的过渡区中的走向。

在现有技术中必需这样选择在不同的层淀积产生的刻痕之间规定的安全间距，使得在相邻刻痕之间的间距在最窄的位置上在电的观点上也是足够的。但是在过渡区的大部分长度上呈现一个更大的间距，由此不必要地失去薄层太阳能模块的面积。

与此不同，借助于本发明能够使在共只的过渡区上的相邻的刻痕窄地间隔，如同电方面(例如由于绝缘的原因)所需的那样。省去为了避免交叉的附加的安全间距，由此可以使薄层太阳能模块的面积更大部分地用于光电转换。

在按照本发明的方法的优选变化中调节新刻痕的走向，使得在现有刻痕与新刻痕之间调定一个恒定的间距。由此得到在一个过渡区中的一组刻痕中的相邻刻痕的平行走向。选择恒定间距对应于电的需求(例如在薄层之间必需的绝缘)。由此能够实现最佳的薄层太阳能模块效率。

在另一优选的方法变化中以基于直线延伸的主形成结构方向的正交偏差确定现有刻痕的走向。这一点使现有刻痕的走向确定特别简单并且简化中形成结构装置的控制点平行跟随。

特别优选的是一个方法变化，其中光学地实现现有刻痕走向的确定。在此不仅可以利用衬底和已经涂覆的薄层的反射特性而且可以利用传输特性。不仅可以从衬底的底面而且可以从衬底的被覆层的顶面实现光学地测量。光学确定是特别经济的。

可以通过一个或多个光源照射衬底。作为光源可以考虑例如LED或激光。尤其是可以使用多个激光器用于刻痕检测。在此可以规定，使用两个测量点，在其中分别检测在事先加入的刻痕棱边上的测量点。也可以选择检测多个测量点，其中一个测量点要位于刻痕内部。为了检测刻痕可以使用一个或多个探测器。这些探测器可以实现一维或多维的检测。例如可以使用一维或多维阵列或CCD芯片。如果使用一维检测器，可以规定，这个检测器是可以旋转的，用于也可以在其它方向检测刻痕。

特别优选的是，产生一个共焦图形并且由这个共焦图形检测现有刻痕或目前加入的刻痕的深度信息。尤其是可以检测强度变化并调节到给定的强度。