[发明专利]用于监视在太阳能模块中形成隔离槽的激光划片过程的方法和系统

说明书

本发明描述一种用于监视用于在太阳能模块中形成隔离槽(21,22,23)的激光划片过程的方法和系统(200)。所述方法包括以下步骤：提供半成品太阳能模块(10)，形成隔离槽(21,22,23)，在所述半成品太阳能模块的第一表面(101)处照射所述半成品太阳能模块的区域(4)，在所述半成品太阳能模块(10)的第二表面(102)处检测透射通过所述半成品太阳能模块(10)的所述照射区的光的量，以及评估所述照射区中的所述所形成的隔离槽(21,22,23)。所述系统包括用于产生激光束的装置，用于照射半成品太阳能模块的区域的装置，用于检测光(500)的量的装置以及用于评估所形成的隔离槽(600)的装置。所述方法和所述系统(200)提供一种用于连续检查隔离槽(21,22,23)的简单、快速且非常有效的方式。

技术领域

本申请的主题为一种用于监视在太阳能模块中形成隔离槽的激光划片过程的方法和系统。

背景技术

光伏装置或太阳能模块包括将阳光转换成电流的多个太阳能电池。一个太阳能模块的太阳能电池串联地电连接。薄膜太阳能电池通常在普通的处理步骤中形成于大面积衬底上，其中每一太阳能电池包括第一接触层、第二接触层，以及在第一接触层与第二接触层之间形成并转换阳光的光伏层。为形成分开的且电绝缘的太阳能电池且为将所述太阳能电池中的相邻太阳能电池串联地电连接，在太阳能电池的产生过程期间在第一接触层、光伏层以及第二接触层中的至少一个内形成隔离槽。因此，覆板(superstrate)产生过程通常包括在所提及的过程序列中的以下过程步骤：在透明衬底上，形成透明的第一接触层，光伏层沉积到第一接触层上。随后，第一隔离槽形成于光伏层和第一接触层内。随后，用第一隔离材料填充第一隔离槽。第二隔离槽形成于光伏层内，而不形成于第一接触层中，其中第二隔离槽与第一隔离槽内的第一隔离材料相邻形成或形成为在第一侧向方向上与第一隔离槽间隔开。替代于第二沟槽，其它第二结构，如隔离孔，可形成于光伏层内，其中第二结构可与第一隔离材料相邻形成或与所述第一隔离材料间隔开。随后，通常不透明的第二接触层沉积在第二隔离槽内或沉积在第二结构内，并沉积到光伏层上并沉积到第一隔离槽内的第一隔离材料上。在此序列中，最后，第三隔离槽形成于第二接触层内并形成于光伏层内，而不形成于第一接触层中，其中第三隔离槽在与第一隔离槽相对的侧面上与第二隔离槽相邻而形成，或在第一侧向方向上在与第一隔离槽相对的侧面上形成为与第二隔离槽间隔开。可执行另外的步骤，如用第二隔离材料填充第三隔离槽和对第二接触层涂覆第二衬底。第一侧向方向为在正交于沿着从透明衬底到第二接触层的直线的方向(即，太阳能电池的厚度方向)的平面中的方向。在衬底产生过程中，个别的过程步骤以相反的顺序执行。

隔离槽应为狭窄的，但还应提供单个太阳能电池的安全隔离，尤其是对于第一隔离槽和第三隔离槽而言，或提供第二接触层与第一接触层在第二隔离槽内的安全电接触。此类隔离槽通常具有在20μm至80μm之间的范围中的宽度，且距相邻隔离槽的距离在40μm至80μm之间的范围中。因此，隔离槽通常通过激光划片形成，其中材料通过由于置入的能量导致的蒸发去除。此外，不同的隔离槽彼此间应具有最小可能距离，以便减少对光伏转换不做贡献的衬底的面积。另一方面，所有隔离槽都必须彼此清楚地区分开。

在激光划片期间，激光束聚焦在必须被处理的层上。激光束在具有特定的侧向延伸部的经处理的层上具有特定形状，举例来说，具有至少第一直径的椭圆或圆形形状。为了以长线的形式形成沟槽，激光束和半成品太阳能模块相对于彼此移动。因为激光束通常为脉冲形式且由于相对移动，所形成的沟槽实际上为在平面视图中具有基本上激光束的形状并在至少某一程度上重叠的一系列孔。

然而，在激光划片期间两个典型的缺陷可出现：首先，划出的沟槽可能太宽，从未使得不同的沟槽彼此未清楚的区分开。第二，划出的沟槽的一些孔可能太窄，且不与同一沟槽的相邻孔重叠，因此，沟槽实际上并不真正隔离相邻的太阳能电池并使之绝缘。此类缺陷可随机地出现，即，通过激光束产生系统中的暂时性缺陷造成，或可通过激光束产生系统的参数的漂移(所时间改变)造成。