[发明专利]用于将薄膜器件划分成单独的单元的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将具有第一层、第二层和第三层的薄膜器件划分成单独的单元的方法以及用于执行所述方法的装置，所述第一层为下电极层，所述第二层为活性层，所述第三层为上电极层，所有的所述层在所述器件的范围内连续，所述单独的单元串联地电气性互连。

背景技术

用于制造薄膜光伏板的通常方法使用了激光束以穿过沉积在大的平的基层上的薄膜来刻划凹槽。光伏板由至少3个薄膜层组成：下电极层、光产生电的活性层以及上电极层。所述电极层的至少一个层是透明的，所以光能够到达所述活性层。为了增加所述板的输出电压，有必要将所述板划分成许多单独的单元，所述单元串联地电气性连接。在薄膜太阳能板中形成并互连单元的通常的方式牵涉顺序涂层和激光刻划工艺。为了实现所述结构，通常需要三个独立的涂层工艺和三个独立的激光工艺。通常在6个顺序的步骤中执行所述工艺，所述6个顺序的步骤由遵循每个涂层步骤的激光刻划步骤组成。在每个激光刻划步骤中，要求去除单个层。使用于所述3个单独的刻划步骤的激光束能够从涂层侧或（如果基层是透明的）非涂层侧来接触所述基层。

在一些情况下，所述多步工艺通过组合一些单独的涂层步骤来简化。例如，所述下电极层和活性层（或多个活性层）可被顺序地沉积并且然后所述两个层被刻划以形成穿过所述两个层的凹槽。所述凹槽通常填充了绝缘材料，接下来，互连过程通过穿过所述活性层的激光刻划、所述上电极层的沉积和所述上电极层的最终刻划来继续以使所述单元绝缘。因此，在这种情况下，存在穿过所述层的两个层刻划的要求。所述激光束能够从所述基层的涂层侧或（如果所述基层是透明的）从非涂层侧在所述基层上接触所述层。

WO2011/048352描述了“单步互连”工艺，其中所有的三个层在任何机构刻划发生之前被沉积。第一激光束穿过所有的三个层刻划以形成填充绝缘材料的凹槽。第二激光束穿过上部两个层刻划以留下所述下电极层，并且导电墨被应用以桥接绝缘体以将一个单元上的上电极层与相邻单元上的下电极层连接。第三激光束被使用以刻划所述上电极层以使所述单元绝缘。因此，在这种情况下，存在使所述激光刻划穿过多个层以形成单元互连的要求。WO2011/048352还描述了“单组合工艺”，其中，所有的切割步骤和喷墨工艺跨越所述基层在加工头的单个行程中被执行。并且如共同待审GB（还未得到号）中描述的，所使用的激光束能够从所述基层的涂层侧或（如果所述基层是透明的）从非涂层侧在所述基层上接触所述层。

本发明还试图提供所述工艺和用于执行所述工艺的装置的进一步改进。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将具有第一层、第二层和第三层的薄膜器件划分成单独的单元的方法，所述第一层为下电极层，所述第二层为活性层，所述第三层为上电极层，所有的所述层在所述器件的范围内连续，所述单独的单元将串联地电气性互连，至少所述单元的划分跨越所述装置在加工头的单个行程中被执行，所述加工头在所述单个行程中至少执行以下步骤：

a）制成穿过所述第一层、所述第二层和所述第三层的第一切口；

b）制造穿过所述第二层和所述第三层的第二切口，所述第二切口与所述第一切口相邻；

c）制造穿过所述第三层的第三切口，所述第三切口与所述第二切口相邻并且位于所述第二切口到所述第一切口的对侧上；

其中，所述第一切口和第二切口中的至少一个在所述加工头跨越所述装置的单个行程期间通过顺序地使用两个激光束来形成，所述第一激光束形成穿过所述层的至少一个的切口并且所述第二激光束形成穿过所述层的至少一个其它层的切口。

根据本发明的第二方面，提供了用于将具有第一层、第二层和第三层的薄膜器件划分成单独的单元的装置，所述第一层为下电极层，所述第二层为活性层，所述第三层为上电极层，所有的所述层在所述器件的范围内连续，所述单独的单元将串联地电气性互连，所述装置包括加工头，所述加工头上设置有：

a）一个或多个的用于制成第一切口、第二切口和第三切口的切割单元，所述第一切口穿过所述第一层、所述第二层和所述第三层，所述第二切口穿过所述第二层和所述第三层，所述第二切口与所述第一切口相邻，所述第三切口穿过所述第三层，所述第三切口与所述第二切口相邻并且位于所述第二切口到所述第一切口的对侧上；

b）用于相对于所述装置移动所述加工头的驱动装置；以及

c）控制装置，所述控制装置用于控制所述加工头相对于所述装置的运动并且驱动所述一个或多个切割单元，使得将所述器件划分成单独的单元能够跨越所述装置在所述加工头的单个行程中被执行，