專利名稱：高溫活化工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光伏模塊及生產(chǎn)方法。
背景技術：
光伏模塊可包括接近基底形成的一個或更多個涂覆層。當前的處理多個有涂覆層的基底的方法效率低下。


圖I是用于處理多個基底的自動方法的流程圖。
圖2a描繪了玻璃基底，具有接近該玻璃基底形成的涂覆層。圖2b描繪了玻璃基底，具有接近該玻璃基底形成的涂覆層。圖3描繪了用于堆疊多個有涂覆層的基底的工藝。
具體實施例方式光伏模塊可包括接近基底(或超基底)生成的多個涂覆層。基底可包括任何合適的基底材料，包括例如玻璃。例如，光伏模塊可包括在玻璃基底上形成為堆疊件的阻擋層、透明導電氧化物(TCO)層、緩沖層、半導體窗口層和半導體吸收體層。以大體積全自動模式處理基底的方法可包括高溫活化工藝。例如，一個或更多個玻璃基底可被裝載到邊緣處理室中。玻璃基底可包括一個或更多個涂覆層。為了耐用性，可利用邊緣修整工藝(例如，邊緣打磨)來處理玻璃基底的邊緣，以實現(xiàn)耐用性。然后，可以洗滌玻璃基底或者將玻璃基底堆積在用于漂洗基底的腔室(enclosure)中。然后，可使用傳送器來將玻璃基底分組為任何合適規(guī)格的組，包括，例如I個或更多個玻璃基底的組，2個或更多個玻璃基底的組，或者3個或更多個玻璃基底的組。然后，可在熱處理室(例如，高溫低氧輥道爐床)中對玻璃基底進行處理，在這之后，可對玻璃進行檢查?？蓱梅指艚橘|(zhì)，并且可使玻璃堆疊，而不會物理地接觸有涂覆層的表面。在一方面中，處理基底的方法可包括對一個或更多個玻璃基底的邊緣進行修整。該方法可包括洗滌一個或更多個玻璃基底。該方法可包括將玻璃基底分組為I個或更多個玻璃基底的組。該方法可包括對每個組進行退火。該方法可包括堆疊一個或多個玻璃基底。修整可包括對一個或多個邊緣進行打磨。該方法可包括將一個或多個玻璃基底裝載到熱處理室中。一個或更多個玻璃基底中的每個可包括有涂覆層的表面。裝載可包括運送一個或更多個玻璃基底而不接觸有涂覆層的表面中的任何一個。裝載可包括將一個或更多個玻璃基底放置在一個或更多個陶瓷輥上。熱處理室可包括一個或更多個陶瓷輥。方法可包括在退火過程中使一個或更多個陶瓷輥來回地震蕩。一個或更多個玻璃基底中的每個可包括有涂覆層的表面。堆疊可包括將一個或更多個玻璃基底中的每個彼此豎直相鄰地堆疊，使得有涂覆層的表面不與豎直相鄰的基底的底表面接觸。堆疊可包括在一個或更多個玻璃基底之間施加玻璃分隔介質(zhì)。退火可包括將一個或更多個玻璃基底加熱至大約300°C以上。退火可包括將一個或更多個玻璃基底加熱至大約800°C以下。退火可包括將一個或更多個玻璃基底加熱超過大約5分鐘。退火可包括將一個或更多個玻璃基底加熱少于大約30分鐘。退火可包括在空氣中加熱一個或更多個玻璃基底。退火可包括在包含合成氣體的環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基底。退火可包括在包含氫氣的環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基底。退火可包括在包含氮氣的環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基底。退火可包括在包含氧氣的氣氛中加熱一個或更多個玻璃基底。洗漆可包括將一個或更多個玻璃基底放置在容器中。洗滌可包括在溶液中漂洗一個或更多個玻璃基底中的每一個。退火可包括在輥道爐床中加熱一個或更多個玻璃基底。退火可包括在熱處理室中加熱一個或更多個玻璃基底。退火可包括在馬弗管爐中加熱一個或更多個玻璃基底。退火可包括在帶式爐中加熱一個或更多個玻璃基底。分組可包括將一個或更多個玻璃基底聚集為I個或更多個玻璃基底的組。分組可包括將一個或更多個玻璃基底聚集為3個或更少個玻璃基底的組。分組可包括將一個或更多個玻璃基底聚集為包括并排構造的組。分組可包括將一個或更多個玻璃基底聚集為包括堆疊構造的組。該方法可包括在對每個組退火之后，對一個或更多個玻璃基底進行檢查。圖I包括示出了示出以大體積全自動模式處理基底的方法的流程圖，該方法可包括高溫活化工藝。在步驟101，一個或更多個基底可經(jīng)歷邊緣修整工藝，在邊緣修整工藝過·程中，對基底的一個或更多個邊緣進行打磨。(步驟101還可包括任何其他的合適的邊緣修整工藝)。可使用任何合適的儀器(包括例如任何合適的機械或光學工具)來執(zhí)行邊緣打磨工藝。例如，邊緣打磨工藝可包括將一個或更多個激光指向基底的一個或更多個邊緣。邊緣打磨工藝可包括減小基底的一個或更多個邊緣的一個或更多個部分。例如，邊緣打磨工藝可包括對基底的一個或更多個邊緣進行倒圓。例如，在邊緣打磨工藝之后，基底可包括一個或更多個基本圓滑的邊緣。在邊緣打磨工藝之后，基底的一個或更多個邊緣可表現(xiàn)出改善了的耐用性。基底可包括任何合適的基底材料，包括例如玻璃(例如，鈉鈣玻璃)。例如，邊緣打磨工藝可產(chǎn)生具有改善了的耐用性的具有一個或更多個圓滑的邊緣的玻璃基底?；卓砂ㄒ粋€或更多個涂覆層，基底的一個或更多個邊緣可基本不具有上述一個或更多個涂覆層。邊緣打磨工藝可在任何合適的環(huán)境下進行，包括例如在任何合適的溫度下進行，合適的溫度包括例如大于大約10°c、大于大約20°C、小于大約50°C、小于大約40°C或小于大約50°C。邊緣打磨工藝可在大約20°C至大約30°C之間的溫度下進行。圖2a描繪了具有接近玻璃基底形成的涂覆層的樣本玻璃基底。具體地說，圖2a描繪了具有涂覆層210的基底200?；?00可包括任何合適的基底材料，包括例如玻璃(例如，鈉鈣玻璃)。涂覆層210可包括任何合適的光伏模塊涂覆物，包括例如透明導電氧化物層、透明導電氧化物堆疊件、一個或更多個阻擋層、一個或更多個緩沖層、一個或更多個半導體層和/或一個或更多個背接觸層。涂覆層210可包括單種材料的單個層，或者涂覆層210可包括一種或更多種單獨的材料的更多個層。例如，涂覆層210可包括透明導電氧化物堆疊件，所述透明導電氧化物堆疊件可包括例如阻擋層、透明導電氧化物層和緩沖層，這些層均在基底上彼此相鄰。例如，涂覆層210可包括透明導電氧化物層，透明導電氧化物層可包括任何合適的導電材料，包括例如鎘和錫的層，或者鋅和錫的層。涂覆層210可在基底200上占據(jù)較多量的表面積，包括基底200的基本全部的表面積?；?00的表面可具有一個或更多個沒有涂覆層210的區(qū)域。例如，基底200的一個或更多個邊緣201可基本不具有涂覆層210的任何部分。例如，在處理之前，可使具有涂覆層210的基底200經(jīng)過邊緣去除工藝，在邊緣去除工藝過程中，可去除涂覆層的一個或更多個部分。這種邊緣去除工藝可用于從基底200的邊緣201去除涂覆物，沿基底200的表面留下一個或更多個暴露的部分。不具有涂覆材料的邊緣201可被用于運送基底200。再以示例的方式參照圖1，在步驟101，可將具有涂覆層210的一個或更多個基底200裝載到邊緣處理室中，而不物理接觸涂覆層210的任何部分。不具有涂覆層的邊緣201可被用于將具有涂覆層210的基底200中的任意基底傳送至用于對每個基底200的一個或更多個邊緣201打磨的邊緣處理室中。在邊緣打磨工藝之后，在步驟102，可對有涂覆層的玻璃基底進行洗滌，以去除任何不想要的材料、涂覆物或碎屑。可使用多種技術來洗滌基底。例如，有涂覆層的玻璃基底可置于用于漂洗的容器中。在洗滌之后，在步驟103，可將有涂覆層的玻璃基底分組為任何合適數(shù)量(包括例如I個或更多個、2個或更多個、3個或更多個或者4個或更少個)的玻璃基底的組。在步驟104，有涂覆層的玻璃基底可被裝載到熱處理室中以進行高溫熱處理?？蓪Σ襟E104使用任何合適的熱處理室，包括例如任何適當?shù)目緺t或爐子(包括例如馬弗管爐(muffle tube oven)或帶式爐(belt furnace))。爐子或 烤爐可具有陶瓷輥，有涂覆層的玻璃基底可在陶瓷輥上傳送穿過烤爐或爐子。熱處理室可具有受控的環(huán)境，該環(huán)境可包括環(huán)境條件。熱處理室可具有一個或更多個區(qū)域，每個區(qū)域可包括一組獨特的受控條件。例如，熱處理室可包括第一區(qū)域，第一區(qū)域靠近有涂覆層的玻璃基底的入口點并可包括基本低壓的環(huán)境。第二區(qū)域，至少部分地與第一區(qū)域分開并且不同，第二區(qū)域可包括稍微增壓的環(huán)境。熱處理室可包括陶瓷輥，以在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間和/或室中的任何另外的區(qū)域之間傳送有涂覆層的玻璃基底。熱處理室可包括具有惰性氣氛的一個或更多個區(qū)域。熱處理室可被構造為同時處理超過一個有涂覆層的玻璃基底。例如，熱處理室可被構造為同時處理I個或更多個、2個或更多個、3個或更多個或者少于4個的有涂覆層的玻璃基底。熱處理室可被構造為處理和/或輸出大體積的基底。例如，熱處理室可被構造為處理并排設置的2個或更多個基底。熱處理室還可被構造為沿堆疊方位容納一個或更多個有涂覆層的玻璃基底。在將被處理的2個或更多個基底的一個組中的每個基底可以一次一個地卸載，或者與在各個組中的其它基底同時卸載。熱處理室可被構造為以任何合適的速度處理有涂覆層的玻璃基底。例如，熱處理室可包括被構造為使處理速度加快或減慢的帶式爐。帶式爐可響應于各種參數(shù)(包括例如溫度)中的任意一種參數(shù)來調(diào)節(jié)處理速度。熱處理室還可被構造為利用各種沉積技術(包括例如氣相傳輸沉積)來沉積一個或更多個層。一個或更多個層的氣相傳輸沉積可對基底上的一個或更多個涂覆層提供退火步驟。熱處理室可裝配有輥，輥可被構造為在退火工藝的升溫和浸泡周期之后的冷卻工藝過程中使基底來回地震蕩。有涂覆層的玻璃基底可以冷卻任意合適的時間段。例如，有涂覆層的玻璃基底可經(jīng)歷基本上較快的冷卻工藝。在冷卻工藝過程中，可調(diào)節(jié)一個或更多個氣氛條件，包括例如室中的氧氣水平。例如，在有涂覆層的玻璃基底的冷卻過程中，室中的氧氣含量可被保持為基本上較低，或者可選地，保持為基本上較高。室中的氣氛條件可包括具有任何合適的氧含量的氣體，包括例如大于大約70%、大于大約80%、大于大約90%或小于大約95%的氧氣，或者大于大約1%、大于大約5%、大于大約10%、大于大約20%、小于大約30%、小于大約15%或小于大約2%的氧氣。對圖2a中的具有涂覆層210的基底200的退火可產(chǎn)生圖2b中的退火的涂覆層220。退火的涂覆層220比退火之前的部分具有更耐用的組分。例如，對于包括半導體吸收體層的涂覆層220，退火步驟可以顯著地減少缺陷的數(shù)量，從而提聞獲得的光伏1旲塊的載流子濃度?；卓梢砸匀魏魏线m的溫度退火，以使獲得的光伏器件的性能最優(yōu)化。例如，一個或更多個基底可以以大于大約300°C、大于大約400°C、大于大約500°C、小于大約800°C、小于大約700°C或小于大約600°C的溫度退火。一個或更多個基底可被退火任意的時間，包括例如大于大約30秒、大于大約I分鐘、大于大約5分鐘、大于大約10分鐘、大于大約15分鐘、小于大約30分鐘、小于大約25分鐘或小于大約20分鐘。基底可以使用任何合適的方式退火。例如，一個或更多個基底可被裝載到被構造為接收一個或更多個氣體的熱處理室中并在空氣環(huán)境中退火?？赏ㄟ^在退火步驟過程中使適當量的氫氣和氮氣流入到室中在熱處理室內(nèi)形成合成氣體的環(huán)境?？蓪⒌獨馀c氫氣的任何合適比例結(jié)合到退火工藝中。例如，合成氣體的環(huán)境可包括大于大約70%、大于大約80%、大于大約90%或小于大約95%的氮氣，和/或大于大約1%、大于大約5%、大于大約10%、大于 大約20%、小于大約30%、小于大約15%或小于大約2%的氫氣?？蓪⑷魏魏线m的氣體置于熱處理室中，以實現(xiàn)對基底的最佳的處理。例如，在退火過程中，可將適當量的氧氣和/或氬氣供入到熱處理室中。在步驟104的退火處理可以包括基本上快速升溫的階段，然后是適當?shù)慕葜芷冢约昂罄m(xù)的冷卻周期。每個階段可以進行任何合適的時間。例如，升溫階段可以發(fā)生基本上較短的時間，例如，小于大約I分鐘或小于大約30秒?？蛇x地，升溫階段可以需要發(fā)生較長的時間，包括例如大于大約I分鐘、大于大約2分鐘、大于大約5分鐘或小于大約10分鐘。相似地，冷卻階段可發(fā)生短的或長的時間段，包括例如大于大約I分鐘、大于大約2分鐘、大于大約5分鐘或小于大約10分鐘。浸泡時間可以基本上由“退火”時間限定(即，對于15分鐘退火，浸泡時間可為大約15分鐘)。退火可以在基底上產(chǎn)生更加有效和耐用的涂覆層。例如，退火可以清除或者基本上減少基底上的一個或更多個涂覆層中的缺陷。這種缺陷的清除可以產(chǎn)生更高的載流子濃度，從而產(chǎn)生改善了的光伏器件性能。在步驟104的退火步驟之后，可以以優(yōu)選的方位來放置有涂覆層的玻璃基底，以進行進一步處理。例如，在步驟105，可將有涂覆層的玻璃基底彼此相鄰地堆疊。圖3描繪了有涂覆層的玻璃基底30鄰近有涂覆層的玻璃基底32豎直地堆疊。玻璃分隔介質(zhì)可涂覆在各個有涂覆層的玻璃基底之間，以使有涂覆層的玻璃基底32的退火的涂覆層220與有涂覆層的玻璃基底30的基底200的底表面隔開。一個或更多個額外的有涂覆層的玻璃基底可利用另外的分隔介質(zhì)堆疊在有涂覆層的玻璃基底30上，以避免涂覆層與上面堆疊的基底物理接觸?？梢载Q直地堆疊任意合適數(shù)量的基底，包括例如2個或更多個、5個或更多個、10個或更多個或者15個或更少個。利用這里討論的方法和系統(tǒng)處理的基底可用于制造一個或更多個光伏電池，所述光伏電池可包括在一個或更多個光伏模塊中。例如，利用上述方法和系統(tǒng)處理的基底可具有沉積在其上的各種層，包括例如一個或更多個光伏器件層(例如，碲化鎘)。利用其制造的光伏電池可包括在一個或更多個光伏模塊中，光伏模塊可包括一個或更多個子模塊。光伏模塊可包括在用于產(chǎn)生電的各種系統(tǒng)中。例如，光伏模塊可包括由串聯(lián)連接的更多個光伏電池組成的一個或更多個子模塊。一個或更多個子模塊可以通過共享單元并聯(lián)連接以形成光伏模塊。匯流條組件可附著到光伏模塊的接觸表面，以能夠連接到另外的電學組件(例如，一個或更多個另外的模塊)。例如，第一條雙面膠帶可沿模塊的長度分布，并且第一引線箔可與第一條雙面膠帶相鄰地設置。第二條雙面膠帶(比第一條雙面膠帶小)可與第一條雙面膠帶相鄰地設置。第二引線箔可與第二引線箔相鄰地設置。膠帶和引線箔可被布置為使得第一引線箔的至少一部分暴露，并且使第二引線箔的至少一部分暴露。在布置膠帶和引線箔之后，可沿模塊的接觸區(qū)域設置更多個匯流條。匯流條可以以任何合適的間距彼此平行地布置。例如，更多個匯流條可包括位于第一引線箔的一部分上的至少一個匯流條以及位于第二引線箔的至少一部分上的至少一個匯流條。匯流條(與引線箔的其上設置有匯流條的部分一起)可限定正極區(qū)或負極區(qū)?？墒褂幂佋诘谝换虻诙€箔的部分中產(chǎn)生回路?；芈房纱┻^依次設置的背板玻璃的孔。光伏模塊可連接到其它電組件，包括例如一個或更多個另外的光伏模塊。例如，光伏模塊可電連接到一個或更多個另外的光伏模塊，以形成光伏陣列。 光伏電池/模塊/陣列可包括在用于發(fā)電的系統(tǒng)中。例如，光伏電池可利用光束照射來產(chǎn)生光電流?？墒占怆娏鞑⑵鋸闹绷?DC)轉(zhuǎn)換為交流(AC)，并將其配送至電網(wǎng)。任何合適波長的光均可被引向電池來產(chǎn)生光電流，包括例如大于400nm或小于700nm (例如，紫外光)。從一個光伏電池產(chǎn)生的光電流可與從其它光伏電池產(chǎn)生的光電流結(jié)合。例如，光伏電池可以是光伏陣列中的一個或更多個光電模塊的一部分，來自于光伏電池的聚集的電流可被利用用和配送。通過示出和示例的方式提供了上面描述的實施例。應該理解的是，上面提供的示例可以在特定的方面進行改變，而仍然保持在權利要求的范圍內(nèi)。應當理解的是，雖然已經(jīng)參照上述優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是其它實施例也在權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種處理基底的方法，該方法包括 對一個或更多個玻璃基底的邊緣進行修整； 洗滌所述一個或更多個玻璃基底； 將所述一個或更多個玻璃基底分組為I個或更多個玻璃基底的組； 對每個組進行退火；以及 堆疊所述一個或更多個玻璃基底中的每個。
2.如權利要求I所述的方法，其中，修整包括對一個或更多個邊緣進行打磨。
3.如權利要求I所述的方法，所述方法還包括將所述一個或更多個玻璃基底裝載到熱處理室中，其中，所述一個或更多個玻璃基底中的每個包括有涂覆層的表面，裝載包括傳送所述一個或更多個玻璃基底而不物理接觸有涂覆層的表面中任何一個。
4.如權利要求3所述的方法，其中，裝載還包括將上述一個或更多個玻璃基底放置在一個或更多個陶瓷輥上，其中，熱處理室包括所述一個或更多個陶瓷輥。
5.如權利要求4所述的方法，所述方法還包括在退火過程中使所述一個或更多個陶瓷輥來回地震蕩。
6.如權利要求I所述的方法，其中，所述一個或更多個玻璃基底中的每個包括有涂覆層的表面，堆疊包括將所述一個或更多個玻璃基底中的每個彼此豎直相鄰地堆疊，使得有涂覆層的表面不與豎直相鄰的基底的底表面接觸。
7.如權利要求6所述的方法，其中，堆疊還包括在所述一個或更多個玻璃基底之間設置玻璃分隔介質(zhì)。
8.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括將一個或更多個玻璃基底加熱至大約300°C以上。
9.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括將一個或更多個玻璃基底加熱至大約800°C以下。
10.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括將一個或更多個玻璃基底加熱超過大約5分鐘。
11.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括將一個或更多個玻璃基底加熱少于大約30分鐘。
12.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在空氣環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基。
13.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在包含合成氣體的環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基底。
14.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在包含氫氣的環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基底。
15.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在包含氮氣的環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基底。
16.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在包含氧氣的環(huán)境中加熱一個或更多個玻璃基底。
17.如權利要求I所述的方法，其中，洗滌包括 將所述一個或更多個玻璃基底放置在容器中；在溶液中漂洗所述一個或更多個玻璃基底中的每一個。
18.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在輥道爐床中加熱一個或更多個玻璃基 。
19.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在熱處理室中加熱一個或更多個玻璃基 。
20.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在馬弗管爐中加熱一個或更多個玻璃基 。
21.如權利要求I所述的方法，其中，退火包括在帶式爐中加熱一個或更多個玻璃基 。
22.如權利要求I所述的方法，其中，分組包括將一個或更多個玻璃基底聚集為I個或更多個玻璃基底的組。
23.如權利要求I所述的方法，其中，分組包括將一個或更多個玻璃基底聚集為3個或更少個玻璃基底的組。
24.如權利要求I所述的方法，其中，分組包括將一個或更多個玻璃基底聚集為包括并排構造的組。
25.如權利要求I所述的方法，其中，分組包括將一個或更多個玻璃基底聚集為包括堆疊構造的組。
26.如權利要求I所述的方法，所述方法還包括在對每個組退火之后，對所述一個或更多個玻璃基底進行檢查。
全文摘要
一種用于處理有涂覆層的玻璃基底的方法可包括高溫活化工藝。
文檔編號C03B35/18GK102971110SQ201180032807
公開日2013年3月13日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者丹尼爾·布加德, 約書亞·康利, 杰姆斯·欣克爾, 史蒂芬·墨菲, 托馬斯·杜魯門 申請人:第一太陽能有限公司