[发明专利]碎片撷取排出系统

说明书

相关申请

本申请要求在2008年5月6日提交的申请号为61/050944，名称为“碎片撷取的循环排出”的美国临时专利申请的权益，从而在此将其引用作为参考。

背景技术

在此叙述的各种实施方式大致关于撷取碎片的方法以及使用排气系统的其它内容，一些实施例具体地涉及用于从激光切割系统撷取碎片的排气系统，以及使用此排气系统的方法及装置。当应用在用以形成薄膜多结的太阳能电池的激光切割系统中撷取碎片时，在此描述的许多方法及装置格外有效。

目前形成薄膜太阳能电池的方法，包含在基材上沉积或形成多个层，基材是适合形成一或更多p-n结的诸如玻璃、金属或聚合物的材料。太阳能电池的实例是在基材上沉积氧化物层(例如，透明导电氧化物)，随后沉积非晶硅层及金属背层(metal back layer)。可用以形成太阳能电池的材料实例，以及形成电池的方法及装置，揭示在例如审查中的美国专利申请号11/671,988，申请日为2007年2月6日，发明名称为「MULTI-JUNCTION SOLAR CELLS AND METHODS AND APPARATUSES FOR FORMING THE SAME」，在此合并该申请作为参考。当太阳能面板是由大型基板形成时，通常在每层中使用一系列的激光切割线以划分出各个电池。

激光切割线是经由烧蚀(ablating)工作件上的材料而形成，该工作件是由基材与沉积的层所构成。这是将大量的能量集中在一个非常短持续时间的激光脉冲中，并选择能与材料耦合的最佳激光波长而达成。当达到合适的切割条件时，在包含碎片的爆炸卷流(explosive plume)中移除材料。通常使用撷取单元移除源来自激光切割工序的碎片。在先前的方式中，是在封闭的抽气罩内抓取碎片，然后经管路系统通过空气将碎片运送至碎片撷取单元，在碎片撷取单元中将这些碎片由气流中分离出来。用来移除碎片的气流将施予工作件很大的举升力，因此将影响工作件与激光器间的距离。若降低气流流量以减少施加在工作件上的举升力，则气流的流速可能变得过低而无法有效地移除所有碎片。因此，需要一种能迅速且有效地移除碎片，同时不会产生太大举升力的改良的排气系统。

先前的方式也有其它缺点。例如，封闭抽气罩会在进行切割的工作件上方形成封闭区。来自排气系统的气流很难控制封闭区内温度的稳定性，但是温度稳定性对激光切割工艺是很重要的，因为激光扫描仪对于温度具敏感性。再者，具有大排气负荷的排气系统以及对空气调节的需求也使操作成本增加。

因此，希望发展出一种系统和方法，其至少可克服现存于激光切割及生产太阳能面板装置中的碎片撷取系统及方法的一些缺点以及潜在缺点。而且，可了解到，对于较佳碎片撷取的需求也存在于平面显示面板的大型光罩的直接图案化以及其它大型显示设备的直接图案化中，例如，黑色矩阵的烧蚀。

发明内容

为了提供对本发明的基本了解，以下概述本发明的一些实施方式。在此的概述并非本发明的广泛性概要。亦非用以鉴别本发明的关键或重要组件，或是描述本发明的范畴。此概述的唯一目的，是以简化的形式提出本发明的一些实施方式作为详细描述的先导，更详细的描述将在下文中叙述。

在此提供一种从进行激光切割中的工作件上撷取碎片的系统及方法。各种实施例通过导入供给气流至该工作件上的有效区，以便迅速且有效的移除该工作件内该有效区中的碎片。此供给气流有助于降低施加在该工作件上的举升力。此外，供给气流有助于稳定该有效区内的温度，进而有助于稳定激光切割处理。此系统及方法能以较少的排气系统负荷及/或较少空气调节及/或加热需求而装设，因此可降低包括购置成本及运转费用在内的成本。

在一实施例中，提供碎片撷取排出系统。此系统包括：撷取喷嘴，其包含至少一个碎片撷取口。每一碎片撷取口邻接工作件的有效区。此系统包括排气源，用以经由每一碎片撷取口来撷取排气气流以及来自该有效区的碎片。对每一碎片撷取口而言，该撷取喷嘴包括耦接于该碎片撷取口的第一管以及耦接于该碎片撷取口的第二管。该第二管设置成可朝该有效区输送供给气流，且该第一管设置成可移除排气气流以及来自该有效区的碎片。