DE3705500A1 - Verfahren zur strukturierung von solarzellen mit hilfe eines lasers im pulsbetrieb - Google Patents

Verfahren zur strukturierung von solarzellen mit hilfe eines lasers im pulsbetrieb

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Schicht­ strukturen bei der Herstellung von Solarzellen mit Hilfe eines Laserstrahls im Pulsbetrieb.
Aus dem Veröffentlichungsband der IEEE Photovoltaik Conference, Orlando 1984, S. 206 bis 211 ist bekannt, daß zur Strukturie­ rung von Solarzellen Laser im Pulsbetrieb eingesetzt werden können. Zur Serienverschaltung von Solarzellen müssen dabei bestimmte Schichten selektiv getrennt werden. Dazu werden Laser im Pulsbetrieb verwendet. Um eine vollständige Trennung zu er­ halten, werden kreisförmige Laserbrennflecke überlappend neben­ einander gesetzt. Da die Pulsfrequenz und die Energiedichte des Laserbrennflecks begrenzt sind, ist bei diesem Verfahren auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit begrenzt. Aus der DE-OS 35 14 824 A1 ist bekannt, daß beim Schneiden von Kondensatoren zur Vergröße­ rung der Bearbeitungsgeschwindigkeit ein Laserbrennfleck einge­ setzt wird, der oval oder langlochförmig verzerrt ist, wobei die Bearbeitungsrichtung gleich der Längsausdehnung des Laser­ brennflecks gewählt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Trennung von Schichtstrukturen von Solarzellen zu erhöhen, wenn die Pulsfrequenz und die Energiedichte des Laserbrenn­ flecks nicht mehr erhöht werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch das im Patent­ anspruch 1 beschriebene Verfahren.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor.
In Fig. 1 und Fig. 2 wird anhand eines Ausführungsbeispiels das Verfahren weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt einen runden Laserbrennfleck 1, der mit Hilfe eines anamorphotischen optischen Systems in einem länglichen, z.B. ovalen Laserbrennfleck 2 umgewandelt werden kann, wobei die Energie im Laserbrennfleck gleichmäßig verteilt sein soll, mit einer maximalen Abweichung von 20%.
Fig. 2 zeigt einen Schritt eines Verfahrens zur Struktu­ rierung von Solarzellen für deren Serienverschaltung. Die Solarzellenstruktur 8 besteht aus dem Substrat 3, einer transparent leitenden Oxidschicht 4, einer amorphen Sili­ ziumschicht 5 und einer darüberliegenden Metallschicht 6. In dem hier dargestellten letzten Strukturierungsschritt wird die Metallschicht 6 mit Hilfe eines Laserstrahls 7 durchtrennt. Das optische Abbildungssystem 9 bildet ovale Laserbrennflecke 2 auf die Metallschicht 6 ab. Die Pulsfrequenz des Laserstrahls und die Geschwindigkeit, mit der die zu bearbeitende Solarzellenstruktur bewegt wird, wird so eingestellt, daß die einzelnen ovalen Laserbrennflecke in ihrer Längsausdehnung überlappend nebeneinander gesetzt wer­ den und die Metallschicht 6 durchtrennen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Trennen von Schichtstrukturen bei der Her­ stellung von Solarzellen mit Hilfe eines Laserstrahls im Puls­ betrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein länglicher Laserbrennfleck verwendet wird und die Energie­ dichte im Laserbrennfleck an jeder Stelle nahezu gleich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der längliche Laserbrennfleck (2) des Laserstrahls mit Hilfe eines optischen Abbildungssystems (9) durch anamorphotische Abbildung erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Laserbrennfleck (2) oval ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bearbeitungsrichtung auf den zu strukturierenden Schichten mit der Längsausdehnung des Laser­ brennflecks (2) übereinstimmt, wobei im Pulsbetrieb des Lasers ein Laserbrennfleck neben den anderen überschneidend auf die zu bearbeitenden Schichten auftrifft.
DE19873705500 1987-02-20 1987-02-20 Verfahren zur strukturierung von solarzellen mit hilfe eines lasers im pulsbetrieb Withdrawn DE3705500A1 (de)

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0558164A1 (de) * 1992-01-27 1993-09-01 OPTEC Gesellschaft für optische Technik mbH Verfahren zum Schneiden mittels Laserstrahlung
US5410123A (en) * 1992-10-22 1995-04-25 Rancourt; Yvon Process and apparatus for welding annular bellows
US5478983A (en) * 1992-10-22 1995-12-26 Rancourt; Yvon Process and apparatus for welding or heat treating by laser
WO1997029509A1 (en) * 1996-02-09 1997-08-14 Philips Electronics N.V. Laser separation of semiconductor elements formed in a wafer of semiconductor material
DE19730028A1 (de) * 1997-07-14 1999-01-28 Deutsche Telekom Ag Verfahren zum Trennen und Bearbeiten von Halbleiterchips
WO1999053554A1 (en) * 1998-04-09 1999-10-21 Pacific Solar Pty. Limited Metal film interrupting process
WO2000060668A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-12 Siemens Solar Gmbh Vorrichtung und verfahren zum abtragen von dünnen schichten auf einem trägermaterial
US6544865B1 (en) 1998-04-09 2003-04-08 Pacific Solar Pty. Limited Metal film interrupting process
DE102007047469B3 (de) * 2007-09-28 2009-01-22 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Verfahren zum spurförmigen Abtragen von dünnen Schichten mittels Laser
CN102218607A (zh) * 2010-04-15 2011-10-19 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 块体非晶合金的脉冲激光切割方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0558164A1 (de) * 1992-01-27 1993-09-01 OPTEC Gesellschaft für optische Technik mbH Verfahren zum Schneiden mittels Laserstrahlung
US5410123A (en) * 1992-10-22 1995-04-25 Rancourt; Yvon Process and apparatus for welding annular bellows
US5478983A (en) * 1992-10-22 1995-12-26 Rancourt; Yvon Process and apparatus for welding or heat treating by laser
WO1997029509A1 (en) * 1996-02-09 1997-08-14 Philips Electronics N.V. Laser separation of semiconductor elements formed in a wafer of semiconductor material
US5922224A (en) * 1996-02-09 1999-07-13 U.S. Philips Corporation Laser separation of semiconductor elements formed in a wafer of semiconductor material
DE19730028C2 (de) * 1997-07-14 2002-12-12 Deutsche Telekom Ag Verfahren zum Trennen und Bearbeiten von auf einem Halbleitersubstrat im Verband hergestellten Halbleiterchips aus A III - B V- Verbindungshalbleitern unter Verwendung eines Excimer-Lasers
DE19730028A1 (de) * 1997-07-14 1999-01-28 Deutsche Telekom Ag Verfahren zum Trennen und Bearbeiten von Halbleiterchips
WO1999053554A1 (en) * 1998-04-09 1999-10-21 Pacific Solar Pty. Limited Metal film interrupting process
US6544865B1 (en) 1998-04-09 2003-04-08 Pacific Solar Pty. Limited Metal film interrupting process
WO2000060668A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-12 Siemens Solar Gmbh Vorrichtung und verfahren zum abtragen von dünnen schichten auf einem trägermaterial
US6566628B2 (en) 1999-04-07 2003-05-20 Siemens And Shell Solar Gmbh Method and device for thin-film ablation of a substrate
DE102007047469B3 (de) * 2007-09-28 2009-01-22 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Verfahren zum spurförmigen Abtragen von dünnen Schichten mittels Laser
CN102218607A (zh) * 2010-04-15 2011-10-19 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 块体非晶合金的脉冲激光切割方法

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