CN103000752A

CN103000752A - 薄膜太阳电池划线机及其方法

Info

Publication number: CN103000752A
Application number: CN2011102778061A
Authority: CN
Inventors: 舒秀全; 杨凯; 赵雷
Original assignee: SICHUAN SHANGDE SOLAR POWER CO Ltd; Wuxi Suntech Power Co Ltd
Current assignee: SICHUAN SHANGDE SOLAR POWER CO Ltd; Wuxi Suntech Power Co Ltd
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-03-27

Abstract

一种薄膜太阳电池划线方法，该方法包括以下步骤：第一次划线并将附加图案刻划在所述薄膜太阳电池表面；识别出所述附加图案作为定位参考基线；以及根据定位参考基线进行下一次划线。通过上述方法可以实现对基线的准确识别，从而提高产品的优质品率。

Description

薄膜太阳电池划线机及其方法

技术领域

本发明涉及太阳电池的生产领域，更具体地说，本发明涉及对薄膜太阳电池的划线工艺。

背景技术

太阳电池能够将光能转换成电能，是一种产生清洁能源的设备。薄膜太阳电池是一种较新的太阳电池类型，它具有弱光条件下发电性能好、原材料来源广泛、便携性强和功能多等优点，因而在今年来薄膜太阳电池得到了迅速的发展。

薄膜太阳电池的制造过程中需要经过划线工艺。一项中国专利（CN201020026258.6）中就介绍了一种太阳能薄膜电池划线机，包括机台，在机台上设置有x－y机台机构、外光路系统、气浮承载机构、定位机构；其中，x－y机台机构包括x方向直线电机基板、Y方向直线电机基板，外光路系统设置在x－y机台机构的x方向直线电机基板上，用于提供峰值功率聚焦激光，所述气浮承载机构设置在x－y机台机构的Y方向直线电机基板上，定位机构设置在气浮承载机构的两侧，定位机构用于装夹定位太阳能薄膜电池；气浮承载机构包括传送系统、气浮扳、气浮板架，承载太阳能薄膜电池并实现共建的传送和接驳，传送轮系统设置在气浮版的两外侧，位于气浮板架的上方，气浮板架设在x－y机台的x方向直线电机基板上。

需要注意的是，薄膜太阳电池一般要进行至少3平行划线步骤，每一次具有一定偏移量，从而形成串联的电池结构。现有技术中，一般以第一次划线作为以后划线的参考基线。但是在第一次划线中，电池表面会形成覆盖刻线的薄膜或者沾污，导致参考基线不能被准确地识别，从而造成以后的划线与第一次划线交叉。这样的电池会形成内部短路，只能是废品。

因此，需要一种新的工艺来实现第一次刻划基线的准确识别，从而提高产品的优质品率。

发明内容

本发明公开了一种薄膜太阳电池划线方法，该方法包括以下步骤：第一次划线并将附加图案刻划在所述太阳电池的表面上；识别出所述附加图案作为定位参考基线；以及根据定位参考基线进行下一次划线。

在本发明的薄膜太阳电池划线方法中，附加图案可以是三角形或者十字形。

在本发明的薄膜太阳电池划线方法中，识别出附加图案的步骤包括采用自动识别来识别出所述附加图案；以及如果自动识别失败，通过人工方式对图案进行识别。

在本发明的薄膜太阳电池划线方法中，自动识别是通过CCD元件来实现的。

本发明的另一个方面所公开的一种薄膜太阳电池划线方法包括：第一次划线，同时在电池表面刻划附加图案；形成碲化镉层；对电池表面进行图像采集和识别；第二次划线；在电池表面形成背电极膜层；再次图像采集和识别；以及第三次划线。

上述方法中的图像采集和识别优先以机器自动实现，如果不成功则以人工实现。

本发明还公开了一种包括附加图案刻划控制器的薄膜太阳电池划线机，所述附加图案刻划控制器包括图案设定部，用于设定附加图案的形状；位置设定部，用于设定刻划附加图案的位置；以及操作控制部，用于控制划线部件在设定的位置划出设定的形状。

在本发明的薄膜太阳电池划线机中，附加图案的形状可以是三角形或者十字形。

在本发明的薄膜太阳电池划线机中，划线部件可以是激光打标机。

附图说明

通过阅读以下详细说明，并参考附图，可以对本发明有一个更全面的了解。附图中：

图1示出了薄膜太阳电池的局部剖面图；

图2示出了一种附加图案；

图3示出了另一种附加图案；

图4示出了电池串联划线方法的流程；

图5示出了一种薄膜太阳电池划线机。

具体实施方式

图1中，标记101表示的是透明导电氧化物/硫化镉层（TCO/CdS），102表示的是碲化镉（CdTe）层，103表示的是背电极膜层，111表示的是第一次划出的划线，112表示第二次划出的划线，113表示第三次划出的划线。可以看出，三次划线之间分别具有一定的偏移量。

如图1所示，第一次划线是形成在透明导电氧化物/硫化镉层上。到了第二次划线时，电池的表面已经又形成了一层碲化镉层，并且还可能存在一些沾污。因而，此时要准确地识别第一次的划线是比较困难的，因为第一次划线的边缘被“污染”了。图2中的图形的模糊的边缘表示的就是这种“污染”。如果采用第一次划线作为基准的话，刻划的效果可能不佳，严重的情况下可能出现第二次划线与第一次划线相交叉的情况，这样的话电池就会成为废品。

即使第二次划线与第一次划线没有交叉，那么在下一步骤中，电池表面又会进一步形成背电极膜层，此时在第一次划线的表面就有两层结构。一层是碲化镉层，第二层是背电极膜层。要精确地识别出第一次划线的位置就更加困难了。在这种情况下，如果还以第一次划线为基准，形成的第三次划线很可能也不在最佳位置上，而且也很可能与第二次划线相交叉，从而导致电池的报废。

在上述过程中，对基线的图像采集是由CCD元件完成的，为了提高识别的精度，常用的手段是调节CCD的分辨率，然而，如果某一批次的薄膜组件受到较严重的沾污，这种识别仍会有很大的误差。另一个解决的办法是通过各个工序的配合监督薄膜组件生产过程中容易造成沾污的点，并加以改善，但这种做法效率不高，也难以获得令人满意的结果。

本发明提出了在第一次划线时，在透明导电氧化物/硫化镉层上形成一组特殊的图案，例如图2所示的三角形。同样，在经历了后续工艺之后，三角形也会受到污染。在图2中，这表现为三角形各边上的阴影。然而由于三角形的具体形状是事先精确地选定的，它的特征，例如边与边之间的交点（角）和各条边之间的相对位置是固定的，因而即使部分图案受到污染，还是可以准确地确定出它的位置关系。而且如果机器识别不能成功，也可以通过人工方式对图案进行识别，从而确定参考基线。

上文中所述的以三角形作为附加图案来提供后续划线的参考基线只是一种示例。其它的图案，例如图3中所使出的简单的小“十”字也可以作为附加图案。当然，考虑到加工的方便，可以优先考虑较为简单的图案。另外，在实际实施过程中，附加图案可以是两个，分别处在电池基片的两端。

本发明的电池串联划线的方法如图4所示，可以通过如下步骤实现：首先是第一次划线，同时将附加图案刻划在电池的透明导电氧化物/硫化镉层。接着形成碲化镉层，对电池表面进行图像采集并机器自动识别附加图案，以准确地定位出参考基线。如果识别成功，即机器找到了参考基线，则接下来进行第二次划线，如果机器不能找到参考基线，则转为由人工识别并设定参考基线。第二次划线之后在电池表面形成背电极膜层。之后再进行图像采集并自动识别附加图案，以定位出参考基线提供给第三次划线所用。如果识别成功，则接下来进行第三次划线，如果机器不能找到参考基线，则转为由人工识别并设定参考基线。此时，形成的三组划线能够保证较为平行，而它们之间的相对偏移量也能够符合设计要求。

因而，在本发明的一个实施例中，划线是通过如下步骤实现的：首先是刻划基线同时刻划附加图案，其中基线与附加图案的距离为确定值；接着形成碲化镉层；然后通过CCD传感器识别该附加图案，CCD将结果输出至控制器，而控制器基于输入进行运算，即在原有运算基础上加上基线与图案距离作为偏移量；然后再进行第二次刻线，接着是形成背电极膜层；随后通过CCD传感器再次识别附加图案，CCD将结果输出至控制器，而控制器基于输入再次运算，还是在原有运算基础上加上基线与图案距离作为偏移量；最后是第三次刻线。

在本发明的另一个实施例中，划线是通过如下步骤实现的：首先是刻划基线同时刻划特别图案，其中基线与图案距离为确定值；接着形成碲化镉层；然后通过 CCD 传感器识别图案，在不能识别的情况下，改由人工手动识别，例如利用鼠标确定图案位置，将人工识别结果输出至控制器，而控制器基于输入进行运算，即在原有运算基础上加上基线与图案距离作为偏移量；然后再进行第二次刻线，接着是形成背电极膜层；随后通过 CCD 传感器再次识别附加图案，在不能识别的情况下，还是改由人工手动识别，例如利用鼠标确定图案位置；将人工识别结果输出至控制器，并由控制器基于输入进行运算，还是在原有运算基础上加上基线与图案距离作为偏移量；最后进行第三次刻线。

图5示出了一种薄膜太阳电池划线机，它包括附加图案刻划控制器，用于控制划线部件在薄膜太阳电池表面划出期望的附加图案。这里的划线部件可以就是激光打标机。通过图案设定部，用户可以设定出想在电池表面附加的图形，如上文提到的三角形或者十字形。接下来，用户可以通过位置设定部，确定出应该在薄膜太阳电池表面的何处进行附加图案的刻划。最后，由操作控制部按照图案设定部和位置设定部的输出控制划线部件进行实际的刻划操作。

虽然附图和前面的详述中介绍了本发明的优选实施方案和装置，但是应当理解的是，本发明并不局限于具体公布的实施方案，在不偏离权利要求规定的范围的前提下，仍然可以有多种的修改和变形。

Claims

1.一种薄膜太阳电池划线方法，该方法包括以下步骤：

第一次划线并将附加图案刻划在所述薄膜太阳电池表面；

识别出所述附加图案作为定位参考基线；以及

根据定位参考基线进行下一次划线。

2.如权利要求1所述的薄膜太阳电池划线方法，其中，所述附加图案是三角形。

3.如权利要求1所述的薄膜太阳电池划线方法，其中，所述附加图案是十字形。

4.如权利要求1－3中任何一项所述的薄膜太阳电池划线方法，其中，识别出所述附加图案的步骤包括：

采用自动识别来识别出所述附加图案；以及

如果自动识别失败，通过人工方式对图案进行识别。

5.如权利要求4所述的薄膜太阳电池划线方法，其中，自动识别是通过CCD元件来实现的。

6.一种包括附加图案刻划控制器的薄膜太阳电池划线机，所述附加图案刻划控制器包括：

图案设定部，用于设定附加图案的形状；

位置设定部，用于设定刻划附加图案的位置；以及

操作控制部，用于控制划线部件在设定的位置刻划出设定的形状。

7.如权利要求6所述的薄膜太阳电池划线机，其中，所述附加图案是三角形。

8.如权利要求6所述的薄膜太阳电池划线机，其中，所述附加图案是十字形。

9.如权利要求6－8中任何一项所述的薄膜太阳电池划线机，其中，所述划线部件是激光打标机。

10.一种薄膜太阳电池，包括透明导电氧化物/硫化镉层，在所述透明导电氧化物/硫化镉层上的碲化镉层，以及所述碲化镉层上的背电极膜层，其特征在于在所述透明导电氧化物/硫化镉层表面上刻划有附加图案。