CN102176996B - 激光刻划薄膜太阳能电池面板 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种在薄膜太阳能电池面板的前电极上进行第一激光刻划P1的设备100和一种在半导体层与半导体层/后电极上进行后续激光刻划P2、P3的类似设备100a。在开始刻划过程P1之前，在平移设备100上的工件之前，工件左手边缘或左手边缘上的参考线被调整得实质上平行于线性驱动器140。类似地，在开始相应过程P2、P3之前，在P1与P2过程期间形成的第一与第二刻划线Lp1、Lp2被分别调整得平行于线性驱动器140。可选择地，对每批工件实施工件平行。在两设备100、100a中，激光源150安装于独立电动轴上。

Description

激光刻划薄膜太阳能电池面板
技术领域
本发明涉及用于激光刻划薄膜太阳能电池面板的设备与方法。
背景技术
薄膜太阳能电池面板或模组通常包括配置于玻璃基板上的透明前电极、包含PN或PIN结的光伏有源层(photovoltaically active layer)、和后电极。前电极通常是透明的金属氧化物，诸如锡氧化物或锌氧化物。最简单的PIN结包括用p型掺杂物来掺杂以形成P层的半导体材料层、形成本征或I层的未掺杂半导体材料层、用n型掺杂物来掺杂以形成N层的半导体材料层。入射在基板上的光通过基板、前电极和光伏层，而电压在前电极与后电极之间产生。
制造此类薄膜太阳能电池板的通常方法利用激光在上面提到的前电极、半导体层与后电极中形成一系列通常平行的槽或刻划线来将面板划分成一批独立的、串联连接的电池。在如US2008/0105303所记载的方法中，激光束在面板各处扫描以形成平行的刻划线。在另一方法中，通过在激光束下移动包含光伏层与电极的基板来形成刻划线。这些已知的刻划过程往往缓慢。
虽然在薄膜太阳能面板上形成平行刻划线的技术在发展，但需要一种用于满足此类太阳能面板的批量生产需求的新设备和使用方法。
发明内容
下面呈现简化概要以提供对本发明的基本理解。此概要并不广泛概述发明且不欲标示发明的关键特征。确切的说，是以一般形式将本发明的一些发明构想呈现为随后详细说明的序幕。
本发明寻求提供一种在制造太阳能电池面板中用于激光刻划薄膜的系统与方法。
在一实施例中，本发明提供一种系统，其包含：输入区段；输出区段；介于输入区段与输出区段之间的处理区段；与线性驱动器相关联的可操作以夹住工件的夹持器，其中所述线性驱动器可操作以在所述输入与输出区段之间平移(translate)所述工件；以及两或更多个激光源，配置于所述处理区段的下部分使得所述工件在所述输入与输出区段之间平移时，每一激光源可操作以向上发射激光束穿过所述工件的透明基板来刻划所述薄膜太阳能面板的相应层，其中在形成每一刻划线之后每一激光源独立可转位(index)以使得所述相应薄膜层被划分成实质上平行且彼此电气隔离的条纹。
在另一实施例中，本发明提供一种方法，其包括：将具有向下朝向的所述透明基板的工件载入第一机器的输入站中；偏移(bias)所述工件的参考边缘顶住与线性驱动器相关联的前与后阻挡器，其中所述线性驱动器可操作以在所述输入站与输出站之间平移工件；在所述输入站与输出站之间来回平移工件，并以第一频率实质上垂直地发射两或更多个激光束穿过所述输入与输出站之间的空间以穿过所述工件的所述透明基板，以参照与所述前与后阻挡器接触的所述工件的边缘在所述前电极上刻划平行线，其中所述每一激光束自一单独的激光源输出；以及使所述两或更多个激光源转位并重复在所述输入与输出站之间来回平移所述工件直到整个前电极被划分成彼此电气隔离的平行条纹。
本发明的方法进一步包括：将在前电极形成有平行条纹的所述工件载入第二机器的输入站中；偏移所述工件顶住前阻挡器与后可调阻挡器，所述前阻挡器与后可调阻挡器与类似于所述第一机器的线性驱动器的线性驱动器相关联，其中所述线性驱动器可操作以在所述输入站与输出站之间平移所述工件；通过使用配置于所述工件的前边缘处的摄像机和配置于所述后可调阻挡器附近处的另一摄像机来判定实现平行所需要的修正，以将所述前电极上的刻划线Lp1与所述线性驱动器对准；在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件并以第二频率实质上垂直地发射两或更多个激光束穿过所述输入与输出站之间的空间以穿过所述工件的所述透明基板，以参照所述前电极上的所述刻划线Lp1在所述半导体层或后电极上刻划平行线Lp2、Lp3，其中所述每一激光束自一单独激光源输出；以及使所述两或更多个激光源转位并重复在所述输入与输出站之间来回平移工件直到整个半导体层或后电极被划分成彼此电气隔离的平行条纹。
在本发明的另一实施例中，该方法包括：将具有向下朝向的所述透明基板的工件载入机器的输入站中；偏移所述工件顶住与线性驱动器相关联的前阻挡器与后可调阻挡器，其中所述线性驱动器可操作以在所述输入站与输出站之间平移所述工件；通过使用配置于所述工件的前边缘处的摄像机C1-C4和配置于所述后可调阻挡器附近处的另一摄像机C5来判定实现所述参考线与所述线性驱动器之间的平行所需要的修正，以将所述工件的参考边缘上的参考线与所述线性驱动器对准；在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件，并以第一频率实质上垂直地发射两或更多个激光束穿过所述输入与输出站之间的空间、穿过所述工件的所述透明基板以在所述前电极上刻划平行线，其中所述每一激光束自一单独激光源输出；使所述两或更多个激光源转位并重复在所述输入与输出站之间来回平移所述工件直到整个前电极被划分成彼此电气隔离的平行条纹；通过使用配置于所述工件的前边缘处的摄像机C1-C4和配置于所述后可调阻挡器附近处的另一摄像机C5来判定实现平行所需要的修正，以将前电极上的刻划线Lp1与所述线性驱动器对准；在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件，并以第二频率实质上垂直地发射两或更多个激光束穿过所述输入与输出站之间的空间、穿过所述工件的所述透明基板以在所述半导体层或后电极上刻划平行线Lp2、Lp3；其中所述每一激光束自一单独激光源输出；以及使所述两或更多个激光源转位并重复在所述输入与输出站之间来回平移工件直到整个半导体层或后电极被划分成彼此电气隔离的平行条纹。
在一实施例中，每一激光源是通过单独的滚珠螺杆与相关联的电动机独立可转位的。在另一实施例中，后阻挡器是通过滚珠螺杆与相关联的电动机可调的。在另一实施例中，工件平行对准是用模拟(dummy)工件手动实施的；在另一个中，摄像机或多个摄像机安装于横向于所述刻划线配置的独立电动(motorized)轴上，且工件平行对准是被自动实施的。在又一实施例中，工件平行对准与激光源/摄像机对准是用精密夹具(precision jig)来实施的。
图示简要说明
参考附图，本发明将以对本发明的非限制性实施例方式来描述，其中：
图1A显示根据本发明的实施例的用于激光刻划前电极的设备；图1B绘示图1A中所示设备的端视图(end view)，而图1C绘示所述设备的侧视图；
图2A显示图1A中所示设备的方块图，而图2B显示第一激光刻划过程的方块图；图2C显示经第一激光刻划过程后的基板；
图3A显示根据本发明的另一实施例的用于激光刻划半导体层与后电极的设备，而图3B绘示图3A中所示设备的端视图；
图4A显示在图3中所示设备的方块图；图4B和4C显示第二激光刻划过程的方块图；
图5A-5B显示第三激光刻划过程的方块图；和
图6A显示用于激光刻划前电极的流程；和图6B绘示用于激光刻划半导体层与后电极的流程。
详细说明
现在将参考附图描述本发明的一或多个特定的和可选择的实施例。然而，熟于此技者将显见的是，本发明可在没有这些特定细节的情况下实施。一些细节可能不会详尽描述以便不会使本发明模糊。为便于参考，当涉及图中共有的相同或类似特征时，在图中将始终使用共同的参考数字或数字序列。
图1A显示根据发明的实施例的激光刻划设备100的顶部透视图。如图1A-1C中所示，激光刻划设备100包括框架110。框架110具有上平台112、下平台114及和将上平台112连接至下平台114的多个柱116，如图1A和图1B中可见，设备100的左手侧是输入区段102，外部输送器可对接至输入区段102；右手侧是设备的输出区段104。在输入区段102与输出区段104的每一个中，有两行各自的空气轴承122、124。优选地，输入空气轴承122与输出空气轴承124成一直线使得工件W，例如635mm×1400mm的玻璃基板S，在基板与输入/输出空气轴承122、124之间的空气垫上可移动。在两输入空气轴承122之间有输入拉具132；在该输出空气轴承124之间有输出推具134。输入拉具132与输出推具134可操作以在各自的区段中线性行进以沿各自的空气轴承拉或推工件W。如图1A中看到的设备100的远侧，即工件W的左手侧，有线性驱动器140。线性驱动器140按由图1A中所示的右手坐标系统所指出的x方向自输入区段102延伸至输出区段104使得线性驱动器140基本上与输入拉具132和输出推具134平行。线性驱动器140具有至少两个与其相连接的在空间上分开的夹持器144。当工件正漂浮于输入空气轴承122与输出空气轴承124上时，夹持器144可操作以夹住工件W的左手边缘并在输入区段102与输出区段104之间来回传递。在上平台112之上且介于输入区段102与输出区段104之间有门架160。门架160具有跨距以允许工件W在输入区段102与输出区段104之间无阻碍移动。基本上在门架160之下且在下平台114上有四个激光源150。每一激光源150向上发射经过输入区段102与输出区段104之间的空间的激光束以刻划工件W。激光源150独立地可操作以相对于工件W的左手边缘以预定节距(pitch)di横向地转位(index)，即沿图1A中所示的负y方向横向地转位，以使得在关于太阳能电池面板的三个各自的主层上的第一、第二和第三激光刻划过程P1、P2、P3中、并在工件W上的四段B1-B4内形成基本上平行的刻划线Lp1、Lp2、Lp3。在门架160上提供与四个激光源150相关联的四个吸嘴162以移除激光刻划过程中所产生的任何废弃物。
有两固定阻挡器142与线性驱动器140相关联，此两固定阻挡器142顶住工件W如图1A中所见的远侧或左手侧。为了确保工件W始终与固定阻挡器142接触，在输入区段102的右手侧上提供两弹簧承载辊146以偏移工件顶住固定阻挡器142。一旦工件被偏移顶住固定阻挡器142，夹持器144可操作以夹住工件W的左手边缘以将工件在输入与输出区段102、104之间以恒定速度平移以在其上激光刻划平行线Lp1、Lp2、Lp3。在工件上形成平行线Lp1之后，横向于平行刻划线Lp1分别形成前隔离线Lf与后隔离线Lr。在输出区段104用一电阻测试器190检查诸隔离的前电极的条纹以确保每一条纹是与其它条纹电气隔离的。在执行刻划过程P1、P2、P3中的每一者之后，自输出区段104移除每一工件W以供清洗或进一步处理。
为清楚起见，图2A-2B针对前电极上的第一激光刻划过程P1以平面视图显示设备100的一些部件的方块图。如图2A中所示，当在设备100的输入区段102接收顶侧形成有前电极且朝向门架160的基板S时，输入拉具132，诸如可操作以从缩回位置延伸以夹住基板S的夹持器，与基板S的前端(leading end)接合并将基板拉入输入区段102至输入停止位置133。输入停止位置133通过位置传感器的启用来界定，诸如光电传感器。当基板S到达输入停止位置133时，基板S被弹簧承载辊146偏移顶住固定阻挡器142。当基板S的前边缘在输入停止位置133时，对基板S的夹持自输入拉具132改变至线性驱动器140上的夹持器144。一旦线性驱动器140上的夹持器144夹紧基板S，输入拉具132释放其夹持(grip)并且输入拉具132缩回，例如气动地；线性驱动器140的相应位置由与线性驱动器140相关联的伺服电动机141(图中未显示)表示为起始H位置。一旦基板S被夹持器144夹紧，当基板S受空气轴承122、124支撑时，基板S可操作以在输入与输出区段102、104之间平移。自起始H位置，夹持器144和线性驱动器140将基板S转位至过程开始Ps位置。基板S的运动行程由过程开始Ps位置与过程结束Pe位置界定。Ps与Pe位置在伺服电动机141中设定/编码。一旦在前电极上的四段B1-B4的每一者中，即在过程开始Ps位置与过程结束Pe位置之间形成刻划线Lp1，按如图1A和2A中所示的坐标系统所指出的负y方向以节距di来使激光源150转位，接着平行于各自先前的刻划线Lp1在四段B1-B4中的每一者中形成新刻划线LP1。通过在形成激光刻划线之后使激光源150转位并重复过程P1，按统一节距di配置的线Lp1刻划了整个基板S，使得前电极物理地和电气地被隔离成基本上具有统一宽度的平行条纹。
在一实施例中，节距di约为10mm和Lp1刻划线的宽度约为40-50微米。在一范例中，当基板为635mm宽×1.4m长时，每一段B1-B4为150mm宽且具有15条Lp1刻划线。在另一范例中，当基板为1.1m宽×1.4m长时，每一段B1-B4为270mm宽且具有27条Lp1刻划线。
在图2A-2B所示设备的一实施例中，在每一激光刻划过程P1之后，线性驱动器140将夹持器144移回至过程开始Ps位置，且所述刻划如图2A中所见自右至左实施；在另一实施例中，激光刻划过程P1自一端开始且自基板的相对端重新开始，即刻划是在左右方向皆实施。
在图1A和图2A所示设备的又一实施例中，左手侧阻挡器142a为可调的。可调左手侧阻挡器142a被驱动，例如由电动机142b和滚珠螺杆142c驱动；在一实施例中，电动机142b是伺服电动机。在基板S的前部边缘(leading end)附近处提供摄像机C1以监测每一基板的左手边缘、每一基板S的左手边缘附近处的预标记参考线或基准点(fiducial)。在可调左手侧阻挡器142a附近处提供另一摄像机C5来监测基板S的后部左手边缘、基板S的后部左手边缘附近处的预标记参考线或基准点。基板S的左手边缘、基板S的左手边缘附近处的预标记参考线或基准点对相对于线性驱动器140的平行是通过借助于摄像机C1、C5测量左手边缘/左手参考线/基准点对的偏差来判定。如果左手边缘/参考线/基准点对不平行于线性驱动器140，这通过参考右手阻挡器142来调整可调左手阻挡器142a的位置来修正。为修正可调左手阻挡器142a的位置，电动机142b被程序化成使相应的滚珠螺杆142c旋转适当转数以使得基板边缘/基板S上的预标记参考线/基准点对平行于线性驱动器140，因而欲刻划的Lp1线平行于左手边缘/每一基板S上的左手参考线/每一基板S上的基准点对。此平行修正定期地实施。可选择地，可对每批基板S实施此平行判定与修正。
在另一实施例中，电动机142b是步进电动机。在又一实施例中，电动机142b是压电电动机；压电电动机可直接连接至可调阻挡器142a。
如所述，激光源150可操作以横向于刻划线Lp1、Lp2的方向但彼此独立地以节距di转位。在平行于基板边缘/基板上的预标记参考线/基板上的基准点对来刻划直线的另一方法中，激光源150可以预定速率转位，例如，以补偿在设定两固定阻挡器142时所产生的任何错误；此错误由摄像机C1、C5来判定，且在P1、P2、P3刻划过程期间动态地实施平行修正。激光源150可安装于在线性导轨上可移动的平台上；这允许激光源150与相关联的平台移出它们的位置，例如为了易于维护。在另一实施例中，有两个或更多个此类平台使得一个或更多个激光源150可沿与其它激光源不同的方向移动以更易于维护。
图2C显示基板S，基板S的前电极在经受P1刻划过程后被划分成基本上统一宽度的平行条纹，在P1刻划过程中激光源150发射约1064nm波长的激光束。在P1过程末尾，如果夹持器144最后处于过程开始Ps位置，线性驱动器140使夹持器144和基板S转位至前隔离Pf位置。前隔离Pf位置是一短于过程开始Ps位置的预定距离，例如10mm。当基板S在Pf位置，激光源150中的每一者转位至各自的左手行进位置。接着激光源150被操作以发射各自的激光束至基板上，同时在激光源150根据图2C中所示箭头按自左手至右手的方向以恒定速度转位时，以使得在基板S的前边缘形成连续隔离线Lf，如图2C中所示。在形成前隔离线Lf之后，线性驱动器140使夹持器144与基板S转位至后隔离Pr位置。后隔离Pr位置是一短于过程结束Pe位置的预定距离，例如10mm。接着激光源150被操作以发射各自的激光束至基板S上，同时激光源150在按自左手至右手的方向转位，以使得在基板S的后端形成连续后隔离线Lr。
可选择地，在P1过程末尾，激光源150仍处于它们各自的右手行进位置，且如果基板S在前隔离Pf位置，则激光源150发射光并按如图2C所见的自右手至左手的方向以恒定的速度转位。在刻划前隔离线Lf之后，线性驱动器140使夹持器144转位至后隔离Pr位置，且接着激光源150发射光并按自左手至右手的方向以恒定速度转位。可选择地，激光源150移回至各自的起始位置，且在刻划Lf与Lr隔离线时，它们按自左手至右手的方向转位。
图3A显示根据本发明的另一实施例的激光刻划设备100a。图3B显示设备100a的端视图。如图3A与3B中所示，激光刻划设备100a与第一刻划设备100在后部可调阻挡器142a上类似，除了激光刻划设备100a具有安装于门架160上的额外摄像机C1-C4。摄像机C1-C4与四个各自的激光源150相关联。激光刻划设备100a可适合于P2与P3刻划过程，且在欲划刻线的平行需要参照前一刻划线进行监测与修正时是有利的。例如，在前电极被划分成平行条纹且在前电极的条纹上形成PN结/半导体层之后，已被部分地处理的工件W被传递至设备100a的输入区段102上。接着输入拉具132将工件W拉至输入停止133位置，且进而弹簧承载辊146推动工件W顶住左手侧阻挡器142、142a。当工件的前边缘在输入停止位置133时，对工件的夹持自输入拉具132改变至夹持器144。一旦线性驱动器140上的夹持器144夹住工件W，输入拉具132释放其夹持(grip)且输入拉具缩回。首先进行平行设定以将先前在前电极上形成的刻划线Lp1与线性驱动器140对准。在平行设定中，夹持器144沿线性驱动器平移工件W，且摄像机C1与C5自后边缘判定在工件的前边缘的刻划线Lp1的偏差的数量和侧(若有的话)。一旦判定偏差，工件W平移至过程开始Ps位置，且后可调阻挡器142a的位置被修正以确保在实施对PN结/半导体层的P2刻划之前，刻划线Lp1与线性驱动器140平行。类似地，在开始P3刻划过程之前，进行平行设定以使刻划线Lp2与线性驱动器140对准。通过实施这些平行设定，欲刻划线Lp2、Lp3与先前的相应刻划线Lp1、Lp2的平行基本上是确定的。在平行设定之后，也修正激光源150相对于先前刻划线的位置，在必要时通过调整与获自摄像机C1-C4的各自偏差相应的激光源150而使期望节距di被维持。
替代上面的平行判定与修正，使用模拟基板或工件来手动校准刻划线Lp2、Lp2。模拟基板传递至输入区段102、102a上。模拟基板的左手边缘接着被夹持器144夹住并移至过程开始Ps位置。在线性驱动器140将模拟板平移至过程结束Pe位置时，所有四个激光源150发射光。接着测量四条刻划线Lp1、Lp2与左手边缘/左手参考线/基准点对的平行，并判定节距。为修正与线性驱动器140的平行，通过使伺服电动机142b旋转适当转数来调整可调阻挡器142a的位置。类似地，调整每一激光源150的位置以修正线节距di上的任何错误。可对每批太阳能电池面板实施此手动校准。
在又一实施例中，提供自动的线节距判定与修正。对于自动的线节距判定与修正，摄像机C1-C4中的每一者安装于独立电动的y轴上。为初始设定摄像机C1-C5使得工件平行于线性驱动器140且摄像机C1-C5在它们各自的位置中，使用了精密夹具板。在精密夹具板上，在四段B1-B4中各有一条线对应于激光源150和摄像机C1-C4中的每一者。四条线基本上彼此平行且与左手边缘/参考线/基准点对平行。在校准期间，摄像机C1-C4捕获相关联的刻划线Lp1、Lp2的图像并行进以捕获相邻刻划线的图像以判定线节距di。如果线节距di有错误，则连接至相应摄像机的电动机的位置通过使其旋转适当转数来修正。
图4A以平面视图显示设备100a的一些部件的方块图。图4B显示激光源150与前电极上的各自的刻划线Lp1的对准，而图4C显示通过穿过基板S与前电极的激光束来进行半导体层的P2刻划，各自的激光源150自Lp1刻划线偏移doff。在一实施例中，在P2刻划线约60-80微米宽时，偏移量doff为约100微米。在P2刻划过程期间，将激光束调制为较短波长，例如自约500nm到约600nm，使得激光束穿过基板与前电极二者但被半导体层吸收。半导体层吸收激光能量的结果是，半导体层烧蚀(ablated)并形成Lp2刻划线，由此将半导体层划分成与前电极的条纹平行的具有统一宽度条纹。
作为在每一刻划过程P2、P3开始的上述校准的补充或替代，在相应刻划过程期间对比前一刻划线动态地实施对新刻划线的校准。
设备100a也用来参照PN结/半导体层上的刻划线Lp2来刻划后电极上的线Lp3。在此过程P3中，后电极的刻划是通过发射激光束穿过基板S与前电极以使得激光束被半导体层吸收而进行的。由于半导体层的爆炸性烧蚀，半导体层与后电极皆烧蚀，由此形成刻划线Lp3。参照PN结/半导体层上的刻划线Lp2进行的后电极上的刻划线Lp3的操作类似于上面P2刻划半导体层的描述，因而没有提供进一步的描述。在一实施例中，当Lp3线的宽度为约60-80微米时，Lp3刻划线自Lp2线偏移doff约100微米。图5A显示激光源150关于半导体层上的刻划线Lp2的对准，而图5B显示通过激光束进行的后电极的刻划P3，激光束穿过基板S与前电极且使半导体层与后电极烧蚀。
在上面半导体层与半导体/后电极的激光刻划P2、P3中，在四段B1-B4中的每一者内形成第一刻划线Lp2、Lp3之后，线性驱动器140与夹持器144将经部分处理的工件移至开始处理Ps位置且如图4A中所见自右至左实施激光刻划P2、P3。在另一实施例中，在右方向与左方向上均实施激光刻划过程P2、P3。在处理整个工件后，工件W平移至输出区段104中以从设备100a移除。
图6A绘示根据本发明的另一实施例的设备100的处理流程200。如图6A中所示，处理流程200在步骤201开始。在下一步骤202，设备100请求一工件。在步骤204，输入输送器(连接至设备100的输入区段102)响应而将工件送入输入区段102。接着，在步骤206，输入拉具132夹住工件并将其拉至输入停止位置133。在步骤208中，输入拉具夹持器132释放其夹持并缩回，且同时启用弹簧承载辊146来偏移工件顶住阻挡器142、142a。接着，在步骤209，线性驱动器140上的夹持器144夹住工件。接着，在步骤210，启用摄像机C1、C5来捕捉工件与线性驱动器的任何平行偏差。若需要平行修正，则释放夹持器144，同时电动机142b调整可调阻挡器142a。夹持器144再次启动且摄像机C1、C5再次捕捉工件与线性驱动器的任何平行偏差；在步骤210可重复此平行偏差与修正直到工件与线性驱动器140对准。一旦工件与线性驱动器140对准，线性驱动器140上的夹持器144进而夹住经对准的工件。接着，在步骤217，弹簧承载辊146缩回，且在步骤218，线性驱动器自其起始位置转位至过程开始Ps位置。
在步骤220，在过程开始位置启用激光源150来发射各自的激光束至工件上；同时，启用线性驱动器140以一恒定速度移动。在步骤222，线性驱动器到达过程结束Pe位置且停用激光源。在下一步骤224，使激光源150转位至距离为di的下一节距。在后一步骤226，重新启用激光源，同时线性驱动器140以恒定速度使工件转位回到过程开始Ps位置以刻划与先前Lp1线平行的另一Lp1线。在步骤230中重复刻划过程P1直到用统一且平行的线Lp1刻划了整个工件。过程P1之后，在步骤232中，线性驱动器140使工件转位至前隔离Pf位置。在Pf位置，启用激光源，同时沿负y方向以恒定速度使诸激光源分别转位以刻划前隔离线Lf。接着，在步骤240，线性驱动器使工件转位至后隔离Pr位置，且启用激光源来刻划后隔离线Lr。在这些步骤之后，在步骤245完成P1激光刻划过程。在下一步骤250，线性驱动器使工件转位至输出区段104且在步骤252启用群电阻(gang resistance)测试器。接着，步骤260中作出过程P1后划分的前电极的条纹是否彼此电气隔离的决定。若决定为否定的，在步骤264线性驱动器将工件移至其输出位置之前，在步骤262启用警报。如果步骤260中的决定为肯定的，在步骤264工件被移至其输出位置。
一旦工件在输出位置，在步骤270启用输出推具134以夹住工件且在步骤272夹持器144释放它们的夹持。同时，在步骤274中作出连接至输出区段104的卸载输送器(图中未显示)是否可用的决定。如果步骤274中的决定为否定的，过程200等待可用的卸载输送器。如果步骤274中的决定为肯定的，输出推具134将处理工件推至卸载输送器上并在步骤285中对另一工件重复过程200。在处理新工件之前，在步骤280，线性驱动器140使夹持器144转位至输入区段中它们的起始位置。一旦所有的工件都在前电极上刻划了Lp1线，在步骤290结束过程。
图6B绘示根据本发明的又一实施例的设备100a的处理流程200a。除了摄像机C1-C4执行额外的线对准过程和没有群电阻测试之外，处理流程200a与流程200类似。为说明目的，类似的处理步骤用类似的参考数字来标示，且仅描述图6B中的不同步骤。如图6B所示，在步骤210a中，启用摄像机C1-C5来捕获工件与线性驱动器140的任何平行偏差。一旦完成工件平行偏差与修正，夹持器144夹住工件。在步骤211中作出激光源150与前一刻划线是否对准的决定。如果决定为否定的，连接至每一激光源150的电动机150a修正与前一刻划线P1、P2的线对准，且接着电动机150a自相应的先前P1、P2刻划线偏移移开各自的激光源。一旦实施此线对准修正与激光偏移，弹簧承载辊146缩回且流程200a继续。在步骤230a，重复对所有P2和/或P3的刻划，且在步骤285a中重复流程200a直到流程200a在步骤290a中结束之前所有工件均被激光刻划。
虽然已描述与绘示了特定实施例，但理解的是，在不背离本发明的范围的情况下可作出许多改变、修改、变化与组合。例如，可使用导螺杆(leadscrew)来代替滚珠螺杆(ballscrew)，可使用步进电动机来代替伺服电动机，且可使用线性电动机来代替线性驱动器。此外，激光源可产生相对于激光源的长尺寸为纵向的激光束，且镜用来使激光束向上弯曲穿过输入区段与输出区段之间的空间。虽然已描述了四个激光源150，但并不如此设限；可利用两或更多个激光源以便实现合理产量。此外，设备100、100a被描述用来处理635mm×1400mm面板；处理较大面板，诸如1100×1400mm面板或更大面板。在输入区段与输出区段中的每一者中将需要超过两列空气轴承，且机器的宽度和/或长度相应地改变；此外，提供平行于线性驱动器140的充当从属驱动器的另一线性驱动器。从属线性驱动器也具有夹持器以确保工件在激光刻划过程期间不移位。

Claims (13)

1.一种用于制造薄膜太阳能面板的激光刻划系统，该系统包含：
输入区段；
输出区段；
配置在所述输入与输出区段之间的处理区段；
与线性驱动器相关联的、可操作以夹住工件的两个在空间上分开的夹持器，其中所述线性驱动器可操作以在所述输入与输出区段之间平移所述工件；
与所述线性驱动器相关联的、在空间上分开的固定阻挡器与可调阻挡器，以及配置为在所述工件两端的弹簧承载辊，其可操作以偏移所述工件顶住所述固定阻挡器与所述可调阻挡器；
门架，配置为穿过所述线性驱动器与工件，以使得所述门架基本上在所述处理区段之上；
一组摄像机(C1-C4)和与每一激光源相关联的吸嘴，每一摄像机安装于横向于所述线性驱动器的独立电动轴上；以及
配置在所述可调阻挡器上的、相对于所述线性驱动器判定所述可调阻挡器位置的另一摄像机(C5)；
其中，多个激光源配置于所述处理区段的下部分，使得所述工件在所述输入与输出区段之间平移时，每一激光源可操作以向上发射激光束穿过所述工件的透明基板来刻划配置于所述透明基板上的薄膜层，在形成每一刻划线之后每一激光源可独立地操作以横向于电动轴上的所述线性驱动器且以一种预定的节距转位以使得所述薄膜层被划分成大体上平行且彼此电气隔离的条纹；以及
其中，在执行第一刻划过程前，通过在所述固定阻挡器和所述可调阻挡器处，判定所述线性驱动器与参考边缘或参考线的偏差量，使所述工件被检查，并相应调整所述可调阻挡器以旋转所述工件，使所述工件的参考边缘或参考线，与所述线性驱动器修正校准；或者
其中，在执行第二或后续的刻划过程前，通过判定所述固定阻挡器和所述可调阻挡器处的偏差量，使所述工件对准所述线性驱动器，或前一刻划线对准所述线性驱动器，并相应调整所述可调阻挡器以旋转所述工件，使所述工件的所述参考边缘、参考线或所述前一刻划线，与所述线性驱动器修正校准，从而允许形成大致平行于所述前一刻划线的新激光刻划线。
2.根据权利要求1所述的激光刻划系统，其中每一激光源是通过滚珠螺杆和相关联的电动机独立可转位的。
3.根据权利要求1所述的激光刻划系统，其中所述输入区段进一步包含：
输入拉具与相关联的输入停止传感器。
4.根据权利要求3所述的激光刻划系统，其中所述可调阻挡器是通过滚珠螺杆与相关联的电动机操作的。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的激光刻划系统，其中所述激光源安装于线性导轨上以使得一个或多个激光源在维护期间是可滑动的。
6.一种制造薄膜太阳能面板的激光刻划方法，该方法包括：
将具有向下朝向的透明基板的工件载入激光刻划机器的输入站中；
通过弹簧承载辊偏移所述工件的参考边缘顶住与线性驱动器相关联的、在空间上分开的固定阻挡器与可调阻挡器，其中所述线性驱动器可操作以在所述输入站与输出站之间平移工件；
在所述固定阻挡器和所述可调阻挡器处判定所述线性驱动器的偏差量并相应调整所述可调阻挡器以旋转所述工件，使所述工件的参考边缘或参考线，与所述线性驱动器修正校准；
在所述输入站与输出站之间来回平移工件，并以第一频率基本上垂直地发射两个或更多个激光束穿过所述输入站与输出站之间的空间以穿过所述工件的所述透明基板，以参考所述参考的边缘或参考线在前电极层上刻划平行线(Lp1)，其中所述每一激光束从各自的激光源输出，所述激光源安装于独立电动轴上；和
使所述两个或更多个激光源以预定节距横向于所述线性驱动器转位并重复在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件直到整个前电极被划分成彼此电气隔离的平行条纹。
7.根据权利要求6所述的激光刻划方法，其进一步包括：
将形成有前电极层的平行条纹、以及半导体层和/或后电极层的所述工件重新载入输入站中；
偏移所述工件顶住所述与线性驱动器相关联的所述固定阻挡器与所述可调阻挡器；
通过使用配置于所述工件的前边缘处的一组摄像机(C1-C4)和配置于所述可调阻挡器附近处的另一摄像机(C5)来判定所需要的修正，以将所述前电极层上的刻划线(Lp1)与所述线性驱动器对准，以及通过旋转所述工件，相应调整所述可调阻挡器，从而实现平行；
在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件，并以第二频率基本上垂直地发射两个或更多个激光束穿过所述输入站与输出站之间的空间以穿过所述工件的所述透明基板，以参照所述前电极上的所述刻划线(Lp1)在所述半导体层或后电极层上刻划平行线(Lp2、Lp3)，其中所述每一激光束从各自的激光源输出；和
使所述两或更多个激光源转位并重复在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件直到整个半导体层或后电极被划分成彼此电气隔离的平行条纹。
8.根据权利要求7所述的激光刻划方法，其进一步包括：通过操作与各自的激光源相关联的独立电动轴，前一刻划线(Lp1)动态对准后续刻划线(Lp2)，或前刻划线(Lp1或Lp2)中的一个动态对准后续刻划线(Lp3)。
9.一种制造薄膜太阳能面板的激光刻划方法，该方法包括：
将具有向下朝向的透明基板的工件载入激光刻划机器的输入站中；
通过弹簧承载辊偏移所述工件顶住与线性驱动器相关联的、在空间上分开的固定阻挡器与可调阻挡器，其中所述线性驱动器可操作以在所述输入站与输出站之间平移所述工件；
通过使用配置于所述工件的前边缘附近处的一组摄像机(C1-C4)和配置于所述可调阻挡器附近处的另一摄像机(C5)，所述工件的参考线或参考边缘对准于所述线性驱动器，从而判定所需要的修正，并通过旋转所述工件，相应调整所述可调阻挡器，从而实现所述参考线或所述参考边缘平行于所述线性驱动器；
在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件，并以第一频率基本上垂直地发射两个或更多个激光束穿过所述输入站与输出站之间的空间、穿过所述工件的所述透明基板以在前电极层上刻划平行线(Lp1)，其中所述每一激光束从各自的激光源输出，所述单独的激光源安装于独立电动轴上；和
使所述两个或更多个激光源以预定节距横向于所述线性驱动器转位并重复在所述输入与输出站之间来回平移所述工件直到整个前电极被划分成彼此电气隔离的平行条纹；
将形成有半导体层或后电极层的所述工件重新载入所述输入站中；
通过使用配置于所述工件的前边缘附近处的所述一组摄像机(C1-C4)和配置于所述可调阻挡器附近处的所述另一摄像机(C5)来判定所需要的修正，以将所述前电极层上的刻划线中的一个刻划线(Lp1)与所述线性驱动器对准，并通过旋转所述工件，相应调整所述可调阻挡器，从而实现平行；
在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件，并以第二频率基本上垂直地发射两个或更多个激光束穿过所述输入站与输出站之间的空间、以穿过所述工件的所述透明基板以在所述半导体层或所述后电极层上刻划平行线(Lp2、Lp3)，其中所述每一激光束从各自的激光源输出；和
使所述两个或更多个激光源转位并重复在所述输入站与输出站之间来回平移所述工件直到整个半导体层或后电极层被划分成彼此电气隔离的平行条纹。
10.根据权利要求9所述的激光刻划方法，其进一步包括：通过操作与各自的激光源相关联的独立电动轴，前一刻划线(Lp1)动态对准后续刻划线(Lp2)，或前刻划线中的一个(Lp1或LP2)动态对准后续刻划线(Lp3)。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的激光刻划方法，其中平行对准是用模拟工件来手动地实施的。
12.根据权利要求7-10中任一项所述的激光刻划方法，其中所述一组摄像机(C1-C4)或所述另一摄像机(C5)安装于横向于所述刻划线配置的独立电动轴上，且工件平行对准是被自动实施的。
13.根据权利要求12所述的激光刻划方法，其中工件平行对准与激光源/摄像机对准是用精密夹具来实施的。
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