太陽能電池激光劃線方法
【專利摘要】太陽能電池激光劃線方法實(shí)現(xiàn)在太陽能板中形成劃線以在太陽能板襯底上形成多個(gè)互連的電池。多步驟劃線操作包括至少一個(gè)利用納秒激光切割操作的步驟。在納秒激光切割操作之后進(jìn)行機(jī)械切割操作或者另一納秒激光切割操作。在一些實(shí)施例中，多步驟劃線操作產(chǎn)生兩層劃線輪廓，并且該方法防止局部分路并使太陽能板上的有效面積損失最小化。
【專利說明】太陽能電池激光劃線方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一般來說，本發(fā)明涉及太陽能電池器件，更具體而言，涉及在用于形成太陽能電池器件的太陽能板中形成劃線(scribe line)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是用于由日光直接生成電流的光伏組件。由于對清潔能源的需求不斷增長，近年來太陽能電池的生產(chǎn)顯著擴(kuò)大并繼續(xù)擴(kuò)大。所有的太陽能電池都包括吸收層，一種常見的吸收層是CIGS (銅銦鎵硒)。通常在太陽能電池中在吸收層上方設(shè)置透明導(dǎo)電氧化物(TCO)膜。TCO膜由于具有多功能性而作為透明涂層和電極的常用材料，并用作太陽能電池的頂部接觸件。
[0003]通常以薄膜太陽能板的形式生產(chǎn)太陽能電池。薄膜太陽能板受到歡迎，其原因在于它們的生產(chǎn)不太昂貴并且形成在非常大的襯底上。這些非常大的襯底用作一個(gè)太陽能電池可能具有較差的轉(zhuǎn)換效率。因此，通過將太陽能板分離成有效尺寸的太陽能電池而由大太陽能板形成多個(gè)互連的或者單獨(dú)的太陽能電池。在劃線工藝中通過劃線分離太陽能電池。通過確定劃線區(qū)域并從劃線去除材料來形成劃線以分離電池。
[0004]繼續(xù)尋求用于太陽能板的改進(jìn)的劃線方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種圖案化太陽能電池的方法，所述方法包括:提供太陽能板，所述太陽能板至少具有吸收層和位于所述吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；以及使用多步驟工藝在所述太陽能板中形成劃線，其中，所述多步驟工藝中的至少第一步驟是納秒激光切割操作。
[0006]在所述方法中，所述吸收層包含銅銦鎵錫(CIGS )。
[0007]在所述方法中，所述太陽能電池還包括位于所述吸收層下面的背電極層，所述背電極層由鑰和另一背電極材料中的一種形成，并且形成所述劃線包括去除劃線區(qū)域中的所述TCO層和所述吸收層。
[0008]在所述方法中，所述納秒激光操作使用約0.1納秒至100納秒的脈沖持續(xù)時(shí)間進(jìn)行操作。
[0009]在所述方法中，形成所述劃線的所述多步驟工藝包括所述納秒激光切割操作的所述第一步驟和包含機(jī)械切割的第二步驟。
[0010]在所述方法中，形成所述劃線的所述多步驟工藝包括所述第一步驟和包含另一納秒激光切割操作的第二步驟。
[0011]在所述方法中，所述第一步驟包括穿過所述TCO層的納秒激光切割，所述第二步驟包括穿過所述吸收層的納秒激光切割。
[0012]在所述方法中，所述第二步驟包括穿過所述吸收層的納秒激光切割和去除所述TCO層的任何殘留材料，并且所述第一步驟和所述第二步驟中的至少一個(gè)包括使用波長在約200nm至IlOOnm范圍內(nèi)的UV、可見光和IR輻射的激光束的納秒激光切割操作。
[0013]在所述方法中，所述第一步驟中的納秒激光的束輪廓形狀和所述第二步驟中的納秒激光的束輪廓形狀不同。
[0014]在所述方法中，所述多步驟中的所述第一步驟去除第一寬度的材料，第二步驟去除第二寬度的材料，所述第一寬度大于所述第二寬度。
[0015]在所述方法中，切割生成兩層劃線輪廓，所述兩層劃線輪廓包括具有第一寬度的上部和具有第二寬度的下部，所述第一寬度大于所述第二寬度。
[0016]在所述方法中，所述第二寬度在約50微米至100微米的范圍內(nèi)，所述第一寬度比所述第二寬度寬約10微米至30微米。
[0017]在所述方法中，所述納秒激光切割操作包括約3微焦耳至20微焦耳范圍內(nèi)的功率。
[0018]在所述方法中，所述納秒激光切割操作使用波長在約200nm至IlOOnm范圍內(nèi)的光輻射。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種圖案化太陽能板的方法，所述方法包括:提供具有堆疊層的太陽能板，所述堆疊層至少包括吸收層和位于所述吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；以及通過僅切割穿過所述堆疊層的厚度的一部分的第一納秒激光切割操作和切割穿過所述堆疊層的剩余厚度的第二切割步驟來在所述太陽能板中形成劃線。
[0020]在所述方法中，所述第二切割步驟包括機(jī)械切割操作，并且形成所述劃線產(chǎn)生兩層劃線輪廓，所述兩層劃線輪廓包括具有第一寬度的上部和具有第二寬度的下部，所述第一寬度大于所述第二寬度。
[0021 ] 在所述方法中，所述納秒激光切割操作使用脈沖持續(xù)時(shí)間約為0.8納秒至30納秒的激光。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種對太陽能板劃線的方法，所述方法包括:提供具有堆疊層的薄膜太陽能板，所述堆疊層具有一厚度并至少包括吸收層和位于所述吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；確定所述太陽能板的劃線區(qū)域；使用納秒激光切割操作在所述劃線區(qū)域中切割穿過所述堆疊層的上部，從而在所述劃線區(qū)域中使所述堆疊層的下部保持完整；以及使用另一納秒激光切割操作和機(jī)械切割操作中的一種在所述劃線區(qū)域中切割穿過所述堆疊層的所述下部。
[0023]在所述方法中，所述納秒激光切割操作使用波長在約200nm至IlOOnm范圍內(nèi)的光輻射，包括約3微焦耳至20微焦耳范圍內(nèi)的功率，并使用約0.1納秒至100納秒的脈沖持續(xù)時(shí)間進(jìn)行操作，并且在所述劃線區(qū)域中切割穿過所述堆疊層的所述下部包括所述機(jī)械切割操作。
[0024]在所述方法中，所述吸收層包含銅銦鎵錫(CIGS)，并且切割穿過所述下部生成兩層劃線輪廓，所述兩層劃線輪廓包括具有第一寬度的上部和具有第二寬度的下部，所述第一寬度大于所述第二寬度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，附圖中的各種部件不必按比例繪制。相反，為了清楚起見，各種部件的尺寸可以被任意放大或縮小。在整個(gè)說明書和附圖中相同的數(shù)字標(biāo)號表示相同的部件。
[0026]圖1A至圖1C是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的劃線的形成的截面圖；
[0027]圖2A至圖2E是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在太陽能板中形成劃線的方法的截面圖；
[0028]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法使用的納秒激光的各種束輪廓；以及
[0029]圖4A至圖4E是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例在太陽能板中形成劃線的另一方法的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]提供了在太陽能板中形成劃線的方法。方法是對光伏結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃線以形成單片集成光伏模塊。劃線將太陽能板分離成個(gè)體太陽能電池，并且在一些實(shí)施例中這些個(gè)體太陽能電池被布置成陣列。在其他實(shí)施例中，對太陽能板進(jìn)行劃線以形成串聯(lián)互連的多個(gè)太陽能電池。在一些實(shí)施例中，串聯(lián)連接的太陽能電池所構(gòu)成的組之間相并聯(lián)連接。
[0031]目前形成劃線的方法包括機(jī)械圖案化。在機(jī)械圖案化中，使用劃針(stylus)在太陽能板中機(jī)械蝕刻出微溝道以形成通常為陣列形式的單個(gè)太陽能電池。商用的機(jī)械劃線方法可能不能形成高質(zhì)量、明確限定的溝道并且可能導(dǎo)致膜碎裂，膜碎裂減少生成電流的有效面積。膜碎裂產(chǎn)生污染物并通常導(dǎo)致太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率降低。
[0032]還使用一些激光圖案化方法來形成劃線。這些方法利用昂貴的微微秒激光器，并且可能會在TCO或其他頂部電極和底部電極之間形成不期望的分路(shunting)。當(dāng)前的激光劃線技術(shù)還導(dǎo)致諸如TCO的導(dǎo)電材料的熱熔和散點(diǎn)，這可能在鄰近的太陽能電池之間導(dǎo)致不期望的短路。
[0033]本發(fā)明的方法利用納秒激光器(B卩，脈沖頻率在納秒范圍內(nèi)的激光器)，并且本發(fā)明提供了用于在太陽能板上形成劃線的多步驟工藝。至少一個(gè)步驟包括使用納秒激光器。擁有和操作納秒激光器相對較便宜(與微微秒激光器相比)，并且本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)對太陽能板的層進(jìn)行劃線，幾乎沒有裂縫或顆粒產(chǎn)生，消除了電池分路的常見原因并使轉(zhuǎn)換效率最大化。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例包括在第一納秒激光切割操作之后進(jìn)行機(jī)械劃線操作的方法，本發(fā)明的其他實(shí)施例是在第一納秒激光切割操作之后進(jìn)行第二納秒激光切割操作的方法。在一些實(shí)施例中，用于對太陽能板進(jìn)行劃線的多步驟工藝包括兩個(gè)以上的步驟。
[0034]圖1A是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在太陽能板中使用的部分膜堆疊件的截面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，吸收層2是CIGS (Cu (In，Ga) Se2)吸收層，而在其他實(shí)施例中使用其他合適的吸收層。在其他實(shí)施例中，使用碲化鎘(CdTe )、砷化鎵(GaAs )或非晶硅(A-Si)作為吸收層
2。吸收層2是將日光中的光子轉(zhuǎn)化成電流的層。TCO層4設(shè)置在吸收層2上方并且用作太陽能電池的頂部接觸件，其通常被稱為太陽能電池的頂部接觸件。頂部接觸件是用于電流收集和光增強(qiáng)的透明導(dǎo)電層。在一個(gè)實(shí)施例中，TCO層4是ITO (銦錫氧化物)，而在其他實(shí)施例中，TCO層4是ZnO、AZO、BZO, GZ0、或銦摻雜的氧化鎘中的一種。TCO層4和吸收層2均形成為具有各種合適的厚度，并且在各個(gè)實(shí)施例中個(gè)體厚度和總厚度可以發(fā)生改變。在一些實(shí)施例中，TCO層4直接形成在吸收層2上，而在其他實(shí)施例中，諸如CdS緩沖層或ZnS緩沖層的緩沖層介于TCO層4和吸收層2之間，但是在下文中將參照TCO層4直接形成在吸收層2上的實(shí)施例來描述和說明本發(fā)明。吸收層2設(shè)置在背電極層6的上方。在一個(gè)實(shí)施例中，背電極層6是鑰(Mo)層。在其他實(shí)施例中，背電極層6由用于在太陽能板和其他組件之間建立歐姆接觸的其他合適的材料形成。
[0035]圖1B示出在結(jié)構(gòu)中形成初始開口 10之后的圖1A的結(jié)構(gòu)。在所示出的實(shí)施例中，初始開口 10延伸完全穿過TCO層4并延伸至吸收層2中，但是在其他實(shí)施例中得到不同的結(jié)果。本發(fā)明提供了用于在太陽能板中產(chǎn)生劃線的多步驟方法，并且圖1B中示出的具有初始開口 10的結(jié)構(gòu)是在根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的劃線形成的多個(gè)步驟中的第一步驟之后形成的開口。圖1C示出在已用于形成劃線的多個(gè)步驟操作中的第二步驟操作之后的結(jié)構(gòu)。而且，圖1C示出在執(zhí)行第二劃線形成操作之后的圖1B的結(jié)構(gòu)。兩層(two-tiered)開口 12包括下部14和上部16，并且兩層開口 12延伸完全穿過TCO層4和吸收層2并且表示根據(jù)本發(fā)明形成的劃線輪廓的一種配置。上部16具有寬度20，寬度20大于下部14的寬度22。圖1A至圖1C以截面圖形式示出，并且應(yīng)該理解形成劃線的初始開口 10和兩層開口 12沿著被確定為劃線區(qū)域的區(qū)域中的太陽能板的表面延伸。
[0036]如將在下面描述的，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例使用各種方法來形成圖1C中的結(jié)構(gòu)。
[0037]圖2A示出的結(jié)構(gòu)也是在圖1A中示出的結(jié)構(gòu)。吸收層2和TCO層4表示堆疊層26。圖2B示出多步驟劃線形成操作中的第一步驟并示出使用成型激光束24的切割步驟。根據(jù)本文所述的方法，首先確定劃線，在本文中描述的激光劃線和機(jī)械劃線方法包括激光或機(jī)械劃針沿著劃線移動(dòng)。
[0038]成型激光束24是納秒激光束并對圖2A示出的結(jié)構(gòu)執(zhí)行切割操作以得到圖2C所示的結(jié)構(gòu)。在圖2B中，成型激光束24延伸穿過TCO層4并開始切割至吸收層2的頂部中。在其他實(shí)施例中，成型激光束24延伸不完全穿過TCO層4，并且在又一些實(shí)施例中，成型激光束24進(jìn)一步向下延伸至吸收層2中。吸收層2和TCO層4形成具有總厚度30的堆疊層26，并且在多步驟劃線形成操作的第一步驟中，僅去除了總厚度30的一部分。在其他實(shí)施例中，堆疊層26包括其他層，諸如一個(gè)或多個(gè)緩沖層。
[0039]仍參照圖2C，在堆疊層26內(nèi)形成初始開口 10。初始開口 10的厚度可以改變并且取決于總厚度30和TCO層4的厚度，TCO層4的厚度在各個(gè)實(shí)施例中不同。在一些實(shí)施例中，初始開口 10在吸收層2中延伸了深度32，該深度32在各個(gè)實(shí)施例中在小于10nm至2 μ m的范圍中。雖然參照示出的TCO層4直接形成在吸收層2上的實(shí)施例來描述本發(fā)明，但在其他實(shí)施例中，緩沖層介于吸收層2和TCO層4之間，并且在形成初始開口 10時(shí)在第一劃線操作中隨著TCO層4 一起被除去。
[0040]圖2D示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多步驟劃線形成操作中的第二步驟，在該實(shí)施例中在第一步驟和第二步驟中都使用了納秒激光切割操作。圖2D示出成型激光束34穿過初始開口 10的底部向下切割至吸收層2中。利用成型激光束34的第二納秒激光切割操作產(chǎn)生圖2E中示出的兩層開口。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，圖2B中示出的第一納秒激光切割操作從第一劃線區(qū)域去除了 TCO層4但沒有去除吸收層2，而圖2D中示出的第二納秒切割操作從劃線區(qū)域去除了吸收層2。第二納秒激光切割操作清除在初次納秒激光切割操作之后可能保留的TCO層4的任何殘留部分并且防止TCO層4和背電極層6之間產(chǎn)生局部分路(localizedshunting)。
[0041]圖2E示出的結(jié)構(gòu)也是圖1C示出和描述的結(jié)構(gòu)。兩層開口 12包括下部14和上部16，并且兩層開口 12延伸完全穿過TCO層4和吸收層2。上部16包括寬度20，寬度20大于下部14的寬度22。在一個(gè)實(shí)施例中，寬度20在約50 μ m-300 μ m的寬度范圍內(nèi)，但是在其他實(shí)施例中使用其他寬度。在各個(gè)實(shí)施例中，通過第二納秒激光切割操作產(chǎn)生的下部14的寬度22在約50 μ m-200 μ m的范圍內(nèi)，而在一個(gè)實(shí)施例中，寬度22在約50 μ m-100 μ m的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，下部14的寬度22比上部16的寬度20小約ΙΟμπΗΒΟμπι。提供的數(shù)值僅作為實(shí)例，并且在其他實(shí)施例中，可以產(chǎn)生其他劃線寬度。
[0042]圖2Ε中示出的劃線開口 12的兩層輪廓僅是示例性的，并且在其他實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法形成的劃線具有其他形狀和配置。在一些實(shí)施例中，劃線具有矩形橫截面輪廓。
[0043]納秒激光切割操作利用成型激光束24或成型激光束34。在一個(gè)實(shí)施例中，成型激光束包括在各個(gè)實(shí)施例中在約200nm至約IlOOnm之間變化的輻射波長，而在一個(gè)實(shí)施例中，激光器采用在約500nm-550nm范圍內(nèi)的輻射波長進(jìn)行操作。在一些實(shí)施例中，納秒激光器利用波長在約200nm-300nm范圍內(nèi)的輻射束。在另一個(gè)實(shí)施例中，納秒激光束是波長在約400nm-700nm范圍內(nèi)的可見光束，而在另一個(gè)實(shí)施例中，納秒激光器利用波長在約1000nm-1200nm范圍內(nèi)的輻射束。在多個(gè)實(shí)施例中，納秒激光器使用在約0.1ns (納秒)至約10ns范圍內(nèi)的脈沖操作。在一個(gè)實(shí)施例中，納秒激光器使用約0.8ns至30ns的脈沖速率。在各個(gè)實(shí)施例中成型激光束使用各種脈沖能量。在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖能量在約3μ J(微焦耳)至約20 μ J的范圍內(nèi)，但在其他實(shí)施例中使用其他能量。
[0044]使用各種合適的裝置對成型激光束24、34進(jìn)行成形(shape)以圍繞激光束點(diǎn)形成激光束的能量輪廓的形狀。
[0045]圖3示出各種激光束能量輪廓50和激光束能量輪廓52。具體地說，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的成型激光束的4種輪廓，但在其他實(shí)施例中使用各種其他形狀的束輪廓。圖3示出如本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中使用的成型激光器的光滑、拋物線型能量輪廓50的三個(gè)實(shí)施例。成型激光束的拋物線型能量輪廓50包括各種能量分布并包括圖3中從左到右的更加寬的能量輪廓、中間拋物線型能量輪廓和更平坦的能量分布。在一個(gè)實(shí)施例中，激光束能量輪廓是如圖3所示的階梯能量輪廓52。圖3中的不同的激光束能量輪廓表明使用激光束的不同能量分布的各個(gè)實(shí)施例。在一些實(shí)施例中使用“較窄的”的激光束能量輪廓，諸如圖3最左側(cè)的激光束能量輪廓，在這些實(shí)施例中能夠形成用于劃線的具有較少的熱影響的較陡的側(cè)壁。在一些實(shí)施例中，成型激光束的形狀(即激光束能量輪廓)在激光劃線操作期間顯著變化。
[0046]根據(jù)使用兩次納秒激光切割操作的實(shí)施例，束輪廓和其他激光束參數(shù)和設(shè)置在每次納秒激光切割操作中都是相同的，在一些實(shí)施例中，束輪廓和其他激光束參數(shù)和設(shè)置在兩次納米激光切割操作中是不同的。
[0047]圖4A至圖4E示出根據(jù)本發(fā)明的另一多步驟劃線形成操作。圖4A至圖4C與圖2A至圖2C相同，并示出多步驟劃線操作順序中的第一步驟，在第一步驟中，成型激光束24切割穿過TCO層4并輕微切割至吸收層2中以形成初始開口 10。
[0048]圖4D示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的第二機(jī)械切割步驟。根據(jù)圖4A至圖4E中示出的實(shí)施例，在圖4B中進(jìn)行第一納秒激光切割操作之后，如圖4D所示進(jìn)行第二機(jī)械切割操作并使用機(jī)械劃針(mechanical stylus) 58。在各個(gè)實(shí)施例中機(jī)械劃針58由各種合適的金屬形成并包括各種不同的剛性和不可變形的形狀。在各個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械劃針58具有各種尺寸。當(dāng)機(jī)械劃針58沿著劃線方向移動(dòng)時(shí)對機(jī)械劃針58施加合適的壓力以向下機(jī)械去除地部分吸收層2直到背電極層6。在各個(gè)實(shí)施例中使用各種壓力和各種速率，并且在各個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械劃針58表示各種機(jī)械劃線工具的組件。第二機(jī)械切割操作阻止TCO層4和背電極層6之間的局部分路，因?yàn)闄C(jī)械切割操作去除了在初次納秒激光切割操作之后可能保留的TCO層4的任何殘留物。
[0049]圖4E示出的結(jié)構(gòu)也是在圖1C和圖2E中示出的結(jié)構(gòu)，并且圖4E示出的結(jié)構(gòu)是根據(jù)圖4A至圖4D中示出的加工操作的順序形成的。
[0050]本發(fā)明并不限于本文所描述的兩種方法實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，多步驟劃線形成方法包括額外的步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，兩次納秒激光劃線操作結(jié)合機(jī)械劃線操作一起使用。本發(fā)明的方法生產(chǎn)具有最小活性面積損失的太陽能電池，這增加了轉(zhuǎn)換效率，并使用防止局部分路的低成本納秒激光器形成。
[0051]根據(jù)一個(gè)方面，提供了圖案化太陽能電池的方法。該方法包括提供具有至少吸收層和位于吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層的太陽能板；以及使用多步驟工藝在太陽能板中形成劃線，其中多步驟中，至少第一步驟是納米激光切割操作。
[0052]根據(jù)另一方面，提供圖案化太陽能電池的方法。該方法包括提供具有堆疊層的太陽能板，該堆疊層包括至少吸收層和位于吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；以及通過使用切割僅穿過堆疊件的厚度的一部分的第一納秒激光切割操作和切割穿過堆疊件的剩余厚度的第二切割步驟在太陽能板中形成劃線。
[0053]根據(jù)又一方面，提供了一種對太陽能板劃線的方法。該方法包括:提供具有堆疊層的薄膜太陽能板，該堆疊層具有厚度并包括至少吸收層和位于吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；確定太陽能電池的劃線區(qū)域；在劃線區(qū)域中使用納秒激光切割操作切割穿過堆疊層的上部從而在劃線區(qū)域中使堆疊層的下部保持完整；以及使用另一納秒激光切割操作和機(jī)械切割操作中的一種在劃線區(qū)域中切割穿過堆疊層的下部。
[0054]前面僅示出了本發(fā)明的原理。因此，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)出各種布置，盡管這些布置在本文中沒有明確描述或示出但體現(xiàn)了本發(fā)明的原理并包括在其精神和范圍內(nèi)。此外，本文引用的所有實(shí)例和條件語言都主要明確預(yù)期僅是為了教導(dǎo)的目的且旨在幫助閱讀者理解本發(fā)明的原理和發(fā)明人為促進(jìn)本領(lǐng)域發(fā)展所貢獻(xiàn)的概念，并且被解釋為不限于這些具體引用的實(shí)例和條件。此外，本文中引用本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例以及其具體實(shí)例的所有聲明都預(yù)期包涵其結(jié)構(gòu)和功能兩種等效物。此外，預(yù)期這些等效物包括當(dāng)前已知的等效物以及將來開發(fā)的等效物，即，不管其結(jié)構(gòu)如何，開發(fā)的執(zhí)行相同功能的任何元件。
[0055]預(yù)期結(jié)合附圖一起閱讀示例性實(shí)施例的這種描述，所述附圖被認(rèn)為是整個(gè)書面說明書的一部分。在說明書中，諸如“下”、“上”、“水平的”、“垂直的”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“頂部”和“底部”的相對術(shù)語及其派生詞(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)應(yīng)該被解釋為是指如隨后所述的或者如論述中的附圖所示的方位。這些相對術(shù)語是為了便于描述，并不要求在具體方位上構(gòu)造或操作裝置。除非另有明確描述，關(guān)于接合、連接等的術(shù)語(諸如“連接的”和“互連的”)是指其中一個(gè)結(jié)構(gòu)直接或通過插入結(jié)構(gòu)間接地固定或接合至另一結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及兩者都是可移動(dòng)的或剛性的接合或關(guān)系。
[0056]盡管通過示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但其不限于此。相反，所附權(quán)利要求應(yīng)按廣義進(jìn)行解釋，以包括由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的等效物的精神和范圍的情況下可以做出的本發(fā)明的其他變體和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種圖案化太陽能電池的方法，所述方法包括: 提供太陽能板，所述太陽能板至少具有吸收層和位于所述吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；以及 使用多步驟工藝在所述太陽能板中形成劃線，其中，所述多步驟工藝中的至少第一步驟是納秒激光切割操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述吸收層包含銅銦鎵錫(CIGS)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述太陽能電池還包括位于所述吸收層下面的背電極層，所述背電極層由鑰和另一背電極材料中的一種形成，并且形成所述劃線包括去除劃線區(qū)域中的所述TCO層和所述吸收層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述納秒激光操作使用約0.1納秒至100納秒的脈沖持續(xù)時(shí)間進(jìn)行操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，形成所述劃線的所述多步驟工藝包括所述納秒激光切割操作的所述第一步驟和包含機(jī)械切割的第二步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，形成所述劃線的所述多步驟工藝包括所述第一步驟和包含另一納秒激光切割操作的第二步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一步驟包括穿過所述TCO層的納秒激光切害I]，所述第二步驟包括穿過所述吸收層的納秒激光切割。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二步驟包括穿過所述吸收層的納秒激光切割和去除所述TCO層的任何殘留材料，并且所述第一步驟和所述第二步驟中的至少一個(gè)包括使用波長在約200nm至IlOOnm范圍內(nèi)的UV、可見光和IR輻射的激光束的納秒激光切割操作。
9.一種圖案化太陽能板的方法，所述方法包括: 提供具有堆疊層的太陽能板，所述堆疊層至少包括吸收層和位于所述吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；以及 通過僅切割穿過所述堆疊層的厚度的一部分的第一納秒激光切割操作和切割穿過所述堆疊層的剩余厚度的第二切割步驟來在所述太陽能板中形成劃線。
10.一種對太陽能板劃線的方法，所述方法包括: 提供具有堆疊層的薄膜太陽能板，所述堆疊層具有一厚度并至少包括吸收層和位于所述吸收層上方的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層； 確定所述太陽能板的劃線區(qū)域； 使用納秒激光切割操作在所述劃線區(qū)域中切割穿過所述堆疊層的上部，從而在所述劃線區(qū)域中使所述堆疊層的下部保持完整；以及 使用另一納秒激光切割操作和機(jī)械切割操作中的一種在所述劃線區(qū)域中切割穿過所述堆疊層的所述下部。
【文檔編號】B23K26/57GK104051581SQ201310476137
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月13日
【發(fā)明者】楊弦升, 林光明, 黃乙峯, 張立煒, 蔡家弘 申請人:臺積太陽能股份有限公司