[发明专利]横向等值线的划线、缝缀、以及简化的激光器与扫描器控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请声明对2009年8月6日提交的题为“Latitudinal Iso-line Scribe，Stitching，and Simplified Laser and Scanner Controls”的美国临时专利申请No.61/231,971的权益。

发明背景

在此所述的许多实施例一般涉及材料的划线，以及用于进行材料划线的系统与方法。这些系统与方法在单结太阳能电池与薄膜多结太阳能电池的划线中特别有效。

目前用于形成薄膜太阳能电池的方法包含在基材上沉积或以其他方式形成多个层，所述基材例如适于形成一个或多个p-n结的玻璃、金属或聚合物基材。太阳能电池的一示例具有沉积在基材上的氧化层(例如透明导电氧化物(TCO))，接着是非晶硅层及金属背层。可用来形成太阳能电池的材料，以及用于形成电池的方法与设备的示例，在例如2009年9月1日授权的题为“多结太阳能电池及形成方法与设备”(Multi-Junction Solar Cells and Methods and Apparatuses for Forming the same)的美国专利No.7,582,515中描述。当利用大型基材形成面板时，可在每一层内使用一系列划线来描绘各个电池。所述划线藉由从工件激光剥离材料来形成，工件由沉积有至少一个层的基材构成。所述激光划线工艺可在工件安置在支撑平台或平垫上时进行。

激光划线图案藉由在激光光束和工件之间产生相对运动形成在工件上。在先前方法中，这藉由固定激光光束并移动工件来完成。如果将工件固定在平台或平垫上，则会涉及移动平台或平垫。如果工件在平台或平垫上有某程度的移动自由度，则会涉及移动工件和/或移动平台或平垫的某组合。此外，如果工件相对于固定的激光移动，则平垫尺寸可能必须高达工件尺寸的四倍，或工件必须旋转，以接近工件的所有区域。此外，在此固定激光光束方法中，从划线激光至工件的光束路径可能很长。激光和工件之间长的固定光束路径产生光束会聚及稳定度问题。此外，平台或平垫可由单个平坦物件构成，且将工件保持固定并与工件同移动。为了容纳在一示例中可以是一平方米大小的工件，此平台也必须很大，从而难以从制造地运送至使用地。

此外，当使用两个或多个激光器来进行图案划线时，会使情况更加复杂。有限的激光器扫描范围意味着需要缝缀。用于获取固定速度划线的常规技术使用引入及引出工艺，所述工艺涉及复杂的扫描器与激光器控制并降低产量。

因此，需要开发克服现有划线及太阳能面板制造设备的这些缺陷以及潜在的其他缺陷的至少部分的系统与方法。

发明内容

下面提出本发明一些实施例的精简摘要，以提供对于本发明的基本了解。此摘要并非本发明的广义纵览。所述摘要并不意图确认本发明的关键/重点元素，或是描述本发明的范围。目的仅在于以简化形式呈现一些本发明实施例，做为之后提出的更详细描述的引言。

提供用于改善激光划线时的缝缀的系统与方法。许多实施例可提供改善的控制，以及以多个方向和/或图案划线而不需旋转工件的能力。根据许多实施例的系统与方法提供在大型的薄膜沉积基材上的通用、高产量、直接图案化激光划线。所述系统与方法在单结太阳能电池及薄膜多结太阳能电池的划线上特别有用。

在许多实施例中，提供用于改善工件划线时的缝缀的系统。所述系统包含至少一个激光器以及至少一个扫描器，所述激光器可操作以产生输出，所述输出能够从所述工件的至少一部分除去材料，所述扫描器可操作以引导来自所述至少一个激光器的输出，以形成第一及第二划线片段，其中所述扫描器的速度、所述激光器的切换、以及所述划线片段的图案化的至少之一被选择，以使在所述工件上所述第一划线与所述第二划线至少部分重迭。或者，可在所述缝缀工艺中使用第三划线片段；所述工艺包含选择所述第一及第二划线片段的缝缀点，以基本上对应第三划线片段的位置，从而使所述第三划线片段用来在所述工件上的第一及第二划线片段偏移时连接所述第一及第二划线片段。