[发明专利]用于薄膜激光刻划的且具有提高的产量的方法和相关系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年8月6日提交的名称为“用于薄膜激光刻划的且具有提高的产量的方法和相关系统”的美国临时专利申请No.61/231,941的权益。

背景技术

在此描述的各个实施例大体上涉及组件的制造，在所述组件中，将多个层沉积在基板上并且在所述层中刻划出多条线，更特别地，涉及通过顺序进行层的沉积和线的刻划来制造组件以提高产量的方法和相关系统。这些方法和相关的系统对于激光刻划薄膜单结和多结太阳能电池来说特别有效。

用于形成薄膜太阳能电池的现有制造顺序包括在基板上沉积或者形成多个层，所述基板例如适合于形成一个或多个p-n结的玻璃、金属或者聚合物基板。薄膜太阳能电池的实例包括透明导电氧化物(TCO)层、多个掺杂和未掺杂的硅层以及金属背层。可使用一系列激光刻划的线以制造串联连接的单个电池。可用于形成太阳能电池的材料的实例，以及用于形成电池的方法和装置在例如于2009年9月1日提出的名称为“多结太阳能电池及其形成方法和装置”的美国专利No.7,582,515中有所描述。

图1A至图1E示出了用于薄膜太阳能电池组件的现有制造顺序，在所述薄膜太阳能电池组件中，将多个层沉积在基板上并且在所述层中激光刻划出一系列线以描绘出单个电池。图1A示出了现有制造顺序中的第一步，其中将TCO层12沉积在玻璃基板10上。图1B示出了第二步，其中在TCO层12中激光刻划出第一组线14，16(本文中分别称作“P1”互联线和“P1”隔离线)。图1C示出了第三步，其中在TCO层12的顶部上以及在所刻划的P1线14、16内部沉积多个掺杂和未掺杂的非晶硅(a-Si)层18。图1D示出了第四步，其中在硅层18中激光刻划出第二组线20(“P2”线)。图1E示出了第五步，其中在硅层18的顶部以及在所刻划的P2线20的内部沉积金属层22。图1E还示出了第六步，其中如图所示的激光刻划出第三组线24，26(分别是“P3”互联线和“P3”隔离线)。

这种组件的制造与太阳能电池的总成本有关。虽然除生产的成本以外的其它因素(例如所制造项目的品质，管理成本等)是重要的考虑因素，但是也希望获得较低的生产成本。因此，希望开发出用于制造太阳能电池板的具有低的生产成本的改进的方法和相关的系统。此外，对于包括层的沉积和在所述层中的线的划刻的其它制造工艺来说，也存在这种对于改进的方法和相关系统的需求。

发明内容

以下提出了本发明一些实施例的简要概括，以提供对本发明的基本理解。这个概括不是本发明的详尽综述。本概括的意图不在于辨别本发明的关键/决定性要素，或描绘本发明的范围。它的唯一目的是以简单形式提出本发明的一些实施例，作为在后文提出的更详细描述的前序。

根据很多实施例提供用于使用制造顺序来制造太阳能电池组件和其它的这种组件且具有提高的产量的方法和相关系统。这些方法和相关系统对于激光刻划的薄膜多结太阳能电池的制造特别有效。

一个方面，提供了一种用于制造太阳能电池组件的方法。所述方法包括：提供包括基板和第一层的工件，将一个或多个第一互联线刻划到第一层中，将第二层沉积到第一层上和沉积到一个或多个第一互联线中，将一个或多个第二互联线刻划到第二层中，将第三层沉积到第二层上和沉积到一个或多个第二互联线中，将一个或多个第三互联线刻划到第二层和第三层中，以及将一个或多个隔离线刻划到第一层、第二层和第三层中。

另一方面，提供了一种用于制造太阳能电池组件的系统。所述系统包括：支撑机构，用于接收包括基板和第一层的工件；至少一个激光器装置，所述激光器装置的每一个都配置成将激光束引导至工件；以及激光器控制器。所述激光器控制器可操作以使所述至少一个激光器装置进行以下步骤：将一或多个第一互联线刻划到所述第一层中。在将第二层沉积到所述第一层上和沉积到一个或多个所述第一互联线中之后，可操作所述激光器控制器以使至少一个激光器装置将一个或多个第二互联线刻划到所述第二层中。在将第三层沉积到所述第二层上和沉积到所述一个或多个第二互联线中之后，可操作所述激光器控制器以使至少一个激光器装置将一个或多个第三互联线刻划到所述第二层和所述第三层中，以及将一个或多个隔离线刻划到所述第一层、所述第二层和所述第三层中。