CN113829528A - 一种功能性半导体器件的切割方法 - Google Patents

一种功能性半导体器件的切割方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113829528A
CN113829528A CN202111119398.7A CN202111119398A CN113829528A CN 113829528 A CN113829528 A CN 113829528A CN 202111119398 A CN202111119398 A CN 202111119398A CN 113829528 A CN113829528 A CN 113829528A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
cutting
thin film
cutting method
base plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111119398.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113829528B (zh
Inventor
邱旭东
徐浩
桂裕鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Meige New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Hubei Meige New Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Meige New Energy Technology Co ltd filed Critical Hubei Meige New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202111119398.7A priority Critical patent/CN113829528B/zh
Publication of CN113829528A publication Critical patent/CN113829528A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113829528B publication Critical patent/CN113829528B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种功能性半导体器件的切割方法，所述功能性半导体器件为太阳能电池，所述切割方法为：在切割机的切割台表面铺设垫板，再将太阳能电池片平铺与垫板上，固定垫板和太阳能电池片，放下切割机的刀具进行切割；所述太阳能电池片的衬底为柔性衬底。该方法利用兼具刚性和柔性的垫板，有效避免切割导致的短路，降低电池片返修成本。

Description

一种功能性半导体器件的切割方法
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种功能性半导体器件的切割方法，尤其是一种太阳能电池片的切割方法。
背景技术
太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”，它只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。太阳能电池可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、多晶体薄膜太阳能电池(如硫化镉薄膜电池、碲化镉薄膜电池、砷化镓电池、铜铟硒薄膜电池)、有机聚合物电池、有机薄膜电池、染料敏化电池、塑料薄膜太阳能电池。对于薄膜类电池，其电池片的结构通常如图1所示：由衬底1和薄膜2组成，由于薄膜2无法提供足够的电导去收集光生电流，故在薄膜2表面制作有栅线3以保证对光生电流的有效收集，而且栅线3和衬底1的厚度是远大于薄膜2的厚度。
为了获得更好的使用效果，通常需要对太阳能电池片进行裁剪。对于具有图1所述结构的太阳能电池片，常采的切割方法为：先除去部分区域的薄膜和栅线(激光切割会产生溅射)，进行表面保护后再对衬底进行激光切割。但是该方法的工艺比较复杂、能耗大、成本高，而且电池片的利用率较低。为了降低生产成本，对于衬底为柔性材料的太阳能电池片会采用刀具切割机进行裁剪，但是切割面短路现象严重，且切割边缘的薄膜层易碎裂，直接影响了电池片的使用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种切割具有柔性衬底的太阳能电池片的方法，该方法不仅操作简单、成本低，且能有效解决切割时的短路问题和薄膜层碎裂问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：
一种功能性半导体器件的切割方法，所述功能性半导体器件为太阳能电池片，所述太阳能电池片的衬底为柔性衬底，所述方法具体包括以下步骤：
在切割台表面铺设垫板，再将太阳能电池片放置于垫板上，所述太阳能电池片的衬底与垫板贴合，所述垫板的切割面宽度大于等于太阳能电池片的切割面宽度；
固定垫板和太阳能电池片，放下切割机的刀具进行切割。
优选的，所述垫板的洛氏硬度HRE为65～110；本发明中的洛氏硬度的检测方法为GB/T 3398.2～2008《塑料硬度测定第2部分：洛氏硬度》，实验采用R标尺。
优选的，所述垫板在非切割区域的长度大于等于同侧太阳能电池片长度的1/3。
优选的，所述柔性衬底为不锈钢或聚酯膜。不锈钢片或聚酯膜用作太阳能电池片柔性衬底时，其厚度一般为0.15～0.25mm。
优选的，所述垫板的厚度为0.15～0.40mm。
优选的，所述垫板的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)、聚碳酸酯(PC)的一种或多种混合。
优选的，所述太阳能电池片为非晶硅薄膜太阳能电池、硫化镉薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、砷化镓薄膜太阳能电池、铜铟硒薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池或塑料薄膜太阳能电池中的一种。
优选的，刀具切割角的角度为90°≥α≥85°。
本发明的有益效果为：
1)垫板兼具弹性和刚性，使得切割处在刀具的作用下微微向下弯曲后即被切断，既能有效避免短路，还能避免切割截面的过度弯折。
2)使用刀具切割机切割，工艺简单、成本低廉；用作垫板的材料可以为光伏行业常用材料，具体可采用生产过程中产生的边角料做垫板。
附图说明
图1为薄膜类太阳能电池片的结构示意图；
图2为垫板的使用方法示意图；
图3为采用合适垫板切割的电池片的切割截面放大结构示意图；
图4为未使用垫板切割的电池片的切割截面放大结构示意图；
图5为实施例5中的电池片切割截面图；
图6为切割机刀具使用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例选择硬度条件合适的PET板作为垫板，PET板厚度为0.30mm；太阳能电池片为非晶硅薄膜电池，且其衬底为0.2mm厚的不锈钢板。
如图2和图5所示，在切割机的切割台30表面铺设PET板为垫板10，再将太阳能电池片10平铺至PET板上，太阳能电池片10的衬底与垫板上表面贴合。PET板的切割面宽度W1大于等于太阳能电池片的切割面宽度W2，PET板在切割机刀具左侧的长度L1大于等于同侧太阳能电池片长度L2的1/3(同理右侧)。
固定PET板和太阳能电池片(具体是固定切割台上垫板和太阳能电池片，即图2中刀具的左侧)，放下切割机的刀具40进行切割，同批次裁取80组。
以无垫板切割为对照组。
实施例2
本实施例选择硬度条件合适的PCTG板作为垫板，PCTG板厚度为0.2mm，太阳能电池片为铜铟硒薄膜电池且其衬底为0.15mm厚的聚酯膜。
按照与实施例1一致的方式铺设垫板并进行切割。以无垫板切割为对照组。
实施例3
本实施例选择硬度条件合适的PET-PCT复合板，且垫板的厚度为0.35mm，太阳能电池片为砷化镓薄膜电池且其衬底为0.25mm厚的不锈钢。
按照与实施例1一致的方式铺设垫板并进行切割。以无垫板切割为对照组。
实施例4
本实施例选择硬度条件合适的PC板为垫板，且垫板的厚度为0.35mm，太阳能电池片为非晶硅薄膜电池且其衬底为0.25mm厚的不锈钢。
按照与实施例1一致的方式铺设垫板并进行切割。以无垫板切割为对照组。
对于实施例1～4裁取的太阳能电池片进行电性能检测，在有垫板的情况下，不良率均小于于3％且切割面平整；无垫板时，电池片短路现象严重。对截面进行放大观察，发现其原因具体如图3和图4所示：无垫板时，薄膜和栅线在刀具作用下被弯曲拉伸至较长程度后才会断裂，使得正负极接触，造成短路；有垫板时，薄膜和栅线在刀具作用下被弯曲拉伸至长度较短时就会断裂，故有效避免了短路。
上述实施例中，垫板厚度优选为0.15～0.40mm，增加垫板厚度对切割效果无明显影响，但是垫板过厚会加大能耗。
刀具的切割角α对切割效果有较大影响，当切割角α小于85°后，切割效果较差，当切割角大于等于85°时由比较好的切割效果。其原因在于：当切割角较大时，刀具下表面在切割过程中给太阳能电池片一个向下的力(作用点具体为刀具的右侧)，在垫板与刀具的协同作用下，达到薄膜在切割过程中尽快断裂的目的。
实施例5
选择0.7mm厚的纸板为垫板，太阳能电池片为非晶硅薄膜电池，且其衬底为0.2mm厚的不锈钢板。按照与实施例1一致的方式铺设垫板并进行切割，对裁切后的电池片进行电性能检测。
从检测结果可知，短路现象虽然得到一定程度的改善，但是切割面处弯折现象严重(如图5所示)，影响了电池片的使用。对断面处进行放大可以发现：纸板没有缩短薄膜和栅线的拉伸长度，短路得到改善的原因在于衬底被过度弯曲拉抻。而且，减小纸板的厚度和增加纸板厚度均不能在短路与弯曲之间取得平衡，进而得到较好的剪切结果。
另外，实验发现选择硬度过大的材料作为垫板时，短路现象严重，推测其原因为：刀具和垫板硬度比较大，从上下面两个方向对断裂面进行挤压，更容易使栅线、薄膜与衬底在切割截面处接触短路。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种功能性半导体器件的切割方法，其特征在于，所述功能性半导体器件为太阳能电池片，所述太阳能电池片的衬底为柔性衬底，所述方法具体为：
在切割台表面铺设垫板，再将太阳能电池片放置于垫板上，所述太阳能电池片的衬底与垫板贴合，所述垫板的切割面宽度大于等于太阳能电池片的切割面宽度；
固定垫板和太阳能电池片，放下切割机的刀具进行切割。
2.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述垫板的洛氏硬度HRE为65～110。
3.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述垫板在非切割区域的长度大于等于同侧太阳能电池片长度的1/3。
4.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述柔性衬底为不锈钢或聚酯膜。
5.根据权利要求1或2所述的切割方法，其特征在于，所述垫板的厚度为0.15～0.40mm。
6.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述垫板的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述太阳能电池片为非晶硅薄膜太阳能电池、硫化镉薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、砷化镓薄膜太阳能电池、铜铟硒薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池或塑料薄膜太阳能电池中的一种。
8.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述刀具角度为90°≥α≥85°。
CN202111119398.7A 2021-09-24 2021-09-24 一种功能性半导体器件的切割方法 Active CN113829528B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111119398.7A CN113829528B (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种功能性半导体器件的切割方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111119398.7A CN113829528B (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种功能性半导体器件的切割方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113829528A true CN113829528A (zh) 2021-12-24
CN113829528B CN113829528B (zh) 2024-01-26

Family

ID=78969654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111119398.7A Active CN113829528B (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种功能性半导体器件的切割方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113829528B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5718615A (en) * 1995-10-20 1998-02-17 Boucher; John N. Semiconductor wafer dicing method
US20040074366A1 (en) * 2002-10-22 2004-04-22 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Apparatus for cutting liquid crystal display panel
JP2007227594A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Epson Toyocom Corp 切断治具、及び光学基板ウェハの切断方法
CN104859062A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 株式会社迪思科 晶片的加工方法
US9853056B1 (en) * 2016-09-02 2017-12-26 International Business Machines Corporation Strained CMOS on strain relaxation buffer substrate
CN109935649A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 武汉美格科技股份有限公司 一种太阳能电池排布方式和太阳能电池组件
US20190352214A1 (en) * 2017-01-27 2019-11-21 Corning Incorporated Method and apparatus for separating glass sheets
CN111816557A (zh) * 2020-07-20 2020-10-23 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池片的切割方法、切割设备和光伏组件

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5718615A (en) * 1995-10-20 1998-02-17 Boucher; John N. Semiconductor wafer dicing method
US20040074366A1 (en) * 2002-10-22 2004-04-22 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Apparatus for cutting liquid crystal display panel
JP2007227594A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Epson Toyocom Corp 切断治具、及び光学基板ウェハの切断方法
CN104859062A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 株式会社迪思科 晶片的加工方法
US9853056B1 (en) * 2016-09-02 2017-12-26 International Business Machines Corporation Strained CMOS on strain relaxation buffer substrate
US20190352214A1 (en) * 2017-01-27 2019-11-21 Corning Incorporated Method and apparatus for separating glass sheets
CN109935649A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 武汉美格科技股份有限公司 一种太阳能电池排布方式和太阳能电池组件
CN111816557A (zh) * 2020-07-20 2020-10-23 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池片的切割方法、切割设备和光伏组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏昕, 杜宏伟, 袁慧, 解振华: "晶片材料的超精密加工技术现状", 组合机床与自动化加工技术, no. 3, pages 75 - 79 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113829528B (zh) 2024-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015101917A4 (en) High-efficiency N-type bifacial solar cell
CN110993700A (zh) 一种异质结太阳电池及其制备工艺
CN111916533B (zh) 切片电池的制备方法、切片电池及光伏组件
US20050076945A1 (en) Solar battery and manufacturing method thereof
CN102738291B (zh) 一种硅基异质结双面太阳能电池及其制备方法
Sun et al. Effect of MoSe2 on the performance of CIGS solar cells
WO2020237854A1 (zh) 一种光伏电池阵列及光伏组件
Yadav et al. Numerical simulation for optimization of ultra-thin n-type AZO and TiO2 based textured p-type c-Si heterojunction solar cells
Diouf et al. Effects of the front surface field in n-type interdigitated back contact silicon heterojunctions solar cells
CN113829528A (zh) 一种功能性半导体器件的切割方法
CN103151426A (zh) 一种保证太阳电池电性能的太阳电池切割工艺
CN211907441U (zh) 异质结太阳能电池片
CN102386244B (zh) 一种CdTe电池过渡层及其制备方法及CdTe电池
Tanaka Recent progress in crystalline silicon solar cells
Ichikawa et al. Large-area amorphous silicon solar cells with high stabilized efficiency and their fabrication technology
CN209766439U (zh) 光伏组件电池片新型结构
CN210052747U (zh) 一种具有提升异质结太阳电池光电转换效率的电池结构
US9040812B2 (en) Photovoltaic device including flexible substrate or inflexible substrate and method for manufacturing the same
CN106229377B (zh) 一种防止薄膜电池扫边后短路的方法
CN207183286U (zh) 背接触晶硅电池电极网版结构
CN206619600U (zh) 一种太阳能电池片组件
CN216311736U (zh) 适用于异质结电池非晶硅沉积的载板
Tabuchi et al. Improvement of large-area SCAF structure a-Si solar cells with plastic film substrate
CN221747244U (zh) 一种多层膜结构及电池片组件
CN103681966A (zh) CIGS薄膜太阳能电池组件Mo背电极的激光划线方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant