KR20140054069A - 박막 기기를 개별 셀들로 분할하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

제1 하부 전극 층, 제2 활성층, 및 제3 상부 전극 층을 지니는 박막 기기로서 상부에 상기 제1 하부 전극 층, 상기 제2 활성층, 및 상기 제3 상부 전극 층 모두가 연속으로 적층된 박막 기기를 전기적으로 상호 간에 직렬로 접속되는 개별 셀들로 분할하는 방법이 제공되며, 적어도 상기 셀들을 분할하는 것은 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과로 수행되며 상기 프로세스 헤드는 상기 단일 통과로 적어도, a) 상기 제1 하부 전극 층, 상기 제2 활성층, 및 상기 제3 상부 전극 층을 통해 제1 절단 부분을 만드는 단계; b) 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해, 상기 제1 절단 부분에 인접한 제2 절단 부분을 만드는 단계; c) 상기 제3 층을 통해, 상기 제2 절단 부분에 인접하며 상기 제1 절단 부분에 대한 상기 제2 절단 부분의 반대 측 상에 있는 제3 절단 부분을 만드는 단계;를 수행하고, 상기 제1 절단 부분 및 상기 제2 절단 부분 중 적어도 하나는 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 순차적으로 2개의 레이저 비임을 사용하여 형성되며, 상기 제1 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성하고 상기 제2 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 다른 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성한다.

Description

박막 기기를 개별 셀들로 분할하는 방법 및 장치{Method and apparatus for dividing a thin film device into separate cells}
본 발명은 하부 전극 층인 제1 층, 활성층인 제2 층, 및 상부 전극 층인 제3 층을 지니는 박막 기기로서 상부에 상기 제1 층, 상기 제2 층, 및 상기 제3 층 모두가 연속으로 적층된 박막 기기를, 전기적으로 상호 간에 직렬로 접속되는 개별 셀들로 분할하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
박막 태양 전지(photovoltaic; PV) 패널들을 제조하는 일반적인 방법은 레이저 비임들을 사용하여 대형 평면 기재(substrate)들 상에 적층된 박막들을 통해 그루브(groove)들을 스크라이빙(scribing)하는 것이다. 태양 전지(PV) 패널은 적어도 3개의 박막 층, 즉 하부 전극 층, 광으로 전기를 생성하는 활성층 및 상부 전극 층으로 이루어져 있다. 상기 전극 층들 중 적어도 하나의 전극 층은 광이 상기 활성층에 도달할 수 있도록 투광성을 지닌다. 상기 태양 전지(PV) 패널의 출력 전압을 증가시키기 위해서는, 상기 태양 전지(PV) 패널을 전기적으로 직렬로 접합되는 여러 개별 셀들로 분할할 필요가 있다. 박막 태양 전지 패널들에 셀들을 형성하고 상기 셀들을 상호접속하는 일반적인 방법은 순차적인 층의 피복 및 레이저 스크라이빙 프로세스들을 포함한다. 그러한 구조를 이루기 위해서는 3가지의 개별 피복 프로세스 및 3가지의 개별 레이저 프로세스가 대개 필요하다. 각각의 피복 단계 다음에 이어지는 레이저 스크라이빙 단계로 이루어지는 6 단계 시퀀스로 이러한 프로세스들을 수행하는 것이 일반적이다. 각각의 레이저 스크라이빙 단계에서 요구되는 것은 단일의 층을 제거하는 것이다. 3가지의 개별 스크라이빙 단계에 사용되는 레이저 비임들은 상기 피복된 측면에서부터 또는 상기 기재가 투광성을 지니는 경우에 피복되지 않은 측면에서부터 상기 기재에 지장을 줄 수 있다.
일부 경우에는 이러한 다-단계 프로세스가 개별 층의 피복 단계들 중 일부를 결합함으로써 단순화된다. 예를 들면 상기 하부 전극 층 및 상기 활성층(또는 층들)이 순차적으로 적층될 수 있으며 그리고 나서 양자 모두의 층들이 스크라이빙되어 양자 모두의 층들을 통해 그루브가 형성되게 한다. 이는 대개 상기 활성층을 통한 레이저 스크라이빙, 상기 상부 전극 층의 적층 및 셀들을 격리시키기 위한 상기 상부 전극 층의 최종 스크라이빙을 속행하는 상호접속 절차 다음에 절연 물질로 충전된다. 따라서, 이러한 경우에는 상기 층들의 2개의 층을 통해 스크라이빙할 필요가 있다. 상기 레이저 비임은 상기 기재의 피복된 측면에서부터 또는 상기 기재가 투광성을 지니는 경우에 피복되지 않은 측면에서부터 상기 기재상의 층들에 지장을 줄 수 있다.
WO2011/048352에는 어떠한 레이저 스크라이빙도 일어나기 전에 3개의 모든 층이 적층되는 "일 단계 상호접속(one step interconnection)" 프로세스가 기재되어 있다. 제1 레이저 비임은 3개의 모든 층을 통해 스크라이빙하여 절연 물질로 충전되는 그루브를 형성한다. 제2 레이저 비임은 상기 하부 전극 층을 그대로 남겨둔 채로 상기 상부 2개의 층을 통해 스크라이빙하고 도전 잉크가 절연체를 가로질러 브리지(bridge)하여 한 셀 상의 상부 전극 층을 인접한 셀 상의 하부 전극 층과 접속하도록 도포된다. 제3 레이저 비임은 상기 상부 전극 층을 스크라이빙하여 상기 셀들을 격리시키는데 사용된다. 따라서, 이러한 경우에 다수의 층을 통해 레이저 스크라이빙을 수행하여 셀의 상호접속부를 형성할 필요가 있다. WO2011/048352에는 절단 단계들 및 잉크 젯 프로세스들 모두가 상기 기재를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과(single pass)로 수행되게 하는 "단일 결합 프로세스(single combined process)"가 또한 기재되어 있다. 그리고 본원과 함께 계류중에 있는 영국 출원(아직 GB 출원번호가 입수가능하지 않음)에 기재되어 있는 바와 같이, 사용된 레이저 비임들이 상기 기재의 피복된 측면에서부터 또는 상기 기재가 투광성을 지니는 경우에 피복되지 않은 측면에서부터 상기 기재상의 층들에 지장을 줄 수 있다.
본 발명은 이러한 프로세스들 및 상기 프로세스들을 수행하기 위해 사용된 장치의 부가적인 개선을 제공하려고 한 것이다.
본 발명의 제1 실시태양에 의하면, 하부 전극 층인 제1 층, 활성층인 제2 층, 및 상부 전극 층인 제3 층을 지니는 박막 기기로서 상부에 상기 제1 층, 상기 제2 층, 및 상기 제3 층 모두가 연속으로 적층된 박막 기기를 전기적으로 상호 간에 직렬로 접속되는 개별 셀들로 분할하는 방법이 제공되며, 적어도 상기 셀들을 분할하는 것은 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과로 수행되며 상기 프로세스 헤드는 상기 단일 통과로 적어도,
a) 상기 제1 층, 상기 제2 층, 및 제3 층을 통해 제1 절단 부분을 만드는 단계;
b) 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해, 상기 제1 절단 부분에 인접한 제2 절단 부분을 만드는 단계;
c) 상기 제3 층을 통해, 상기 제2 절단 부분에 인접하며 상기 제1 절단 부분에 대한 상기 제2 절단 부분의 반대 측 상에 있는 제3 절단 부분을 만드는 단계;
를 수행하고,
상기 제1 절단 부분 및 상기 제2 절단 부분 중 적어도 하나는 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 순차적으로 2개의 레이저 비임을 사용하여 형성되며, 상기 제1 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성하고 상기 제2 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 다른 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성한다.
본 발명의 제2 실시태양에 의하면, 하부 전극 층인 제1 층, 활성층인 제2 층 및 상부 전극 층인 제3 층을 지니는 박막 기기로서 상부에 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층 모두가 연속으로 적층되는 박막 기기를 전기적으로 상호 간에 직렬로 접속되는 개별 셀들로 분할하는 장치가 제공되며, 상기 장치는 프로세스 헤드를 포함하며, 상기 프로세스 헤드 상에는,
a) 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해 제1 절단 부분을 만들고, 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해 상기 제1 절단 부분에 인접한 제2 절단 부분을 만들며 그리고 상기 제3 층을 통해 상기 제2 절단 부분에 인접하며 상기 제1 절단 부분에 대한 상기 제2 절단 부분의 반대 측 상에 있는 제3 절단 부분을 만드는 하나 이상의 커터 유닛들;
b) 상기 박막 기기에 대해 상기 프로세스 헤드를 이동하는 구동 수단; 및
c) 상기 박막 기기에 대한 프로세스 헤드의 이동을 제어하는 제어 수단으로서 상기 하나 이상의 커터 유닛들을 작동시켜 상기 박막 기기를 개별 셀들로 분할하는 것이 모두 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과로 수행될 수 있게 하는, 제어 수단;
이 제공되며,
상기 커터 유닛들 중 하나 이상의 커터 유닛들은 제1 레이저 소스 및 제2 레이저 소스를 포함하고 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 상기 통과 동안 상기 프로세스 헤드가 이동하는 방향에 상응하는 방향으로 고정 거리만큼 서로로부터 이격되어 있으며, 상기 제어 수단은, 상기 제1 절단 부분 및 상기 제2 절단 부분 중 적어도 하나가 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 순차적으로 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임을 사용하여 형성되게 하기 위해 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스를 제어하도록 배치되어 있고, 상기 제1 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성하며 상기 제2 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 다른 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성한다.
위에서 논의된 박막 태양 전지 패널 제조의 경우에 단일의 레이저 비임은 하나 이상의 층들이 관통되게 하는 각각의 스트라이브를 만드는데 사용된다. 단일의 레이저 비임이 일반적으로는 단일 층을 통해 스크라이빙함에 있어서 매우 효과적이지만 하나보다 많은 층을 통해 스크라이브들을 만드는 가장 효과적인 방식이 아닐 수 있다.
이 때문에, 본원에 기재된 본 발명의 요점(key point)은 하나보다 많은 레이저 비임이 하나보다 많은 층이 관통되게 하는 단일의 스크라이브를 만드는데 사용된다는 것이다. 각각의 스크라이브에 대해 사용되는 레이저 비임들이 일반적으로는 파장, 펄스 길이, 펄스 반복율, 스폿 크기 및 에너지 밀도를 포함하는 특성들 중 하나 이상에서 다르고 상기 기재의 피복되거나 피복되지 않은 측면으로부터 상기 기재상의 층들에 지장을 줄 수 있다. 변형적으로는, 단일의 스크라이브를 생성하는데 사용되는 레이저 비임은 동일한 타입일 수 있으며 심지어는 동일한 레이저 소스로부터 비롯될 수 있다. 상기 레이저 비임들은 상기 제1 레이저 비임이 상기 제2 레이저 비임보다 이른 시간에 기재 표면상의 물질과 상호작용하도록 스크라이브 방향을 따라 공간적으로 분리되어 있다. 단일의 스크라이브를 생성하도록 사용되는 개별 레이저 비임들이 서로에 대해 정확하게 정렬되게 하기 위해 상기 개별 레이저 비임들은 동일한 프로세스 헤드 상에나 함께 고정되어 프로세스 헤드들이 하나로서 이동하는 대립하는 프로세스 헤드들 상에 설치된다.
바람직하게는, 순차적인 레이저 비임들은 상기 순차적인 레이저 비임들에 의해 형성된 그루브들의 중심선들이 완전히 일치되거나 적어도 실질적으로 완전히 일치되어, 2개 이상의 레이저에 의해 형성되는 절단 부분의 단면이 그 단면의 중심선에 대하여 대칭이도록 정렬된다. 상기 제2 레이저 비임은 제1 레이저 비임의 폭과 유사한 폭을 지니며 상기 제1 레이저 비임의 폭보다 좁다. 후자의 경우에, 상기 2개 비임의 중심선들이 완전히 일치되기 때문에, 상기 절단 부분의 하부는 그의 각 측면 상에 레지(ledge)를 지니게 된다.
따라서, 본원에 기재된 본 발명은 개별 층들 각각을 통해 절단하는데 사용되는 레이저 비임의 특성들을 선택할 수 있는 능력을 제공한다. 요구되는 특성들은 특히 개별 층들이 서로 다른 물질들로 이루어질 때 개별 층들에 대해 다를 수 있으므로, 상기 특성들은 특정 물질에 대한 절단 프로세스를 최적화하기 위해 그리고/또는 상기 제조 프로세스의 다른 특징들을 최적화하기 위해 선택될 수 있다.
일부 경우에는, 예컨대 서로 다른 파장들이 요구되는 경우에 서로 다른 레이저 비임들이 서로 다른 레이저 소스 타입들로부터 비롯될 수 있지만, 다른 경우에는 서로 다른 레이저 비임들이 동일한 레이저 소스 타입으로부터 또는 동일한 레이저 소스로부터 비롯될 수 있다. 후자의 경우에는, 상기 레이저 비임들이 예를 들면 분할될 수 있으며 각각의 부분의 특성들이 필요에 따라 조정될 수 있다.
바람직한 배치들은,
Figure pct00001
상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임이 서로 다른 레이저 소스들로부터 획득되는 것,
Figure pct00002
상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임이 파장 및 펄스 길이 면에서 동일한 것,
Figure pct00003
상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임이 동일한 레이저 소스로부터 획득되는 것
을 포함한다.
본 발명은 서로 다른 물질들의 2개 및 3개의 층을 통한 스크라이브들이 만들어질 필요가 있는 박막 태양 전지 패널들 상에 셀들을 형성하고 상기 셀들을 접속하기 위한 위에서 언급한 "일 단계 상호접속(one step interconnection)" 프로세스에 특히 적합하다. 본 발명은 또한 배터리들, 유기 또는 무기 발광 물질에 기반한 조명 패널들, 액추에이터들 등등과 같은 다른 다층 박막 기기들의 상호접속에 적합하다.
본원에서 사용되는 상부 및 하부, 상측면 및 하측면과 같은 용어들은 (마치 평면 기기가 상기 평면 기기의 상측면 상에 제공된 층들에 대하여 배향되어 있는 것처럼) 평면 기기의 양 측면들의 상대 위치들로 언급되는 것으로 이해되어야 하며 상기 평면 기기의 공간 배향으로 제한되지 않는다. 실제로, 상기 평면 기기는 임의의 배향으로 이루어질 수 있으며 중력(重力; gravity)에 대해 수평 및 수직 양자 모두인 상기 평면 기기의 예들이 제공될 수 있다.
이하의 본 발명의 세부적인 설명에서는, 여러 층을 통해 절단 부분들을 형성하는데 사용되는 커터 유닛들이 모두 레이저들에 기반하여 이루어진 것이며, 상기 커터 유닛들로부터의 비임들은 격리용 절단 부분들을 형성하기 위해 물질을 애블레이팅(ablating) 및 제거하도록 초점이 맞춰진다. 그러나, 상기 절단 부분들 모두는 (상기 평면 기기의 하측면으로부터 형성된 것들 또는 2개의 이상의 레이저의 순차적인 사용에 의해 형성된 것들을 제외하고는) 레이저에 의해 만들어지지 않아도 된다. 다른 절단 방법이 사용될 수 있는데, 절단 부분들을 형성하는 한 변형적인 방법은 세선(細線; fine wire)들 또는 스타일러스(stylus)들을 통한 기계적 스크라이빙이다.
이하의 본 발명의 세부적인 설명 및 청구항들은 제1, 제2, 제3 레이저 비임들 등등을 언급한다. 여기서 유념해야 할 점은 일부 경우에 이하에서 언급되는 '제2 레이저 비임'이 단일의 그루브(또는 절단 부분)을 형성하도록 제1 레이저 비임과 순차적으로 사용되는 제2 레이저이고 다른 경우에 이하에서 언급되는 '제2 레이저 비임'이 제1 레이저 비임에 의해 형성된 제1 그루브(또는 절단 부분)로부터 이격된 제2 그루브 또는 절단 부분을 형성하는데 사용되는 제2 레이저 비임이라는 점이다. 그러나, 관련 의미는 상기 용어가 사용되는 문맥에서 분명해질 것이다. 그와 같은 것이 '제3 레이저 비임'이라는 용어 등등의 사용에 적용된다.
본 발명의 다른 바람직하고 선택적인 특징들은 이하의 설명으로부터 그리고 첨부된 종속 청구항들로부터 자명해질 것이다.
도 1은 3가지의 층 피복 프로세스 및 3가지의 레이저 스크라이빙 프로세스를 통해 전기적으로 직렬로 접속되는 개별 셀들로 세분되어 있는 공지된 태양 전지 패널 형태를 단면으로 보여주는 도면이다.
도 2a 내지 도 2f는 2개의 인접 셀 간의 경계 부근에 있는 태양 전지 패널의 영역이 공지된 프로세싱 기법들에 따라 어떠한 방식으로 제조될 수 있는지를 보여주는 도면들이다.
도 3은 셀 상호접속이 실시되기 전에 상기 하부 전극 층 및 상기 활성층 양자 모두가 도포되는 경우의 공지된 프로세스의 일례를 보여주는 도면이다.
도 4는 "일 단계 상호접속(one step interconnection)" 프로세스를 사용하는 프로세스의 예를 도시한 도면으로서, 셀 상호접속이 실시되기 전에 3개의 모든 층(상기 하부 전극 층, 상기 활성층 및 상기 상부 전극 층)이 도포되어 있는 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 각각의 스크라이브 라인이 단일의 레이저 비임에 의해 이루어지고 단지 단일 타입의 라인이 한번에 스크라이빙되는 도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같이박막 태양 전지 패널들의 층들을 통해 그루브를 스크라이빙하는데 사용되는 레이저 스크라이빙 방법들을 수행하기 위한 공지된 장치를 보여주는 도면이다.
도 6은 상기 기재가 상부에 적층된 2개 이상의 층을 지니며 상기 기재에 순차적으로 가해지는 2개의 개별 레이저 비임이 상기 프로세스 헤드의 단일 통과로 2개 이상의 층을 통한 단일의 스크라이브 라인을 형성하는데 사용되는 경우에 어떠한 방식으로 도 5에 도시된 장치가 본 발명의 한 실시예에 따라 변형될 수 있는지를 예시하는 도면이다.
도 7은 상기 기재가 표면상에 적층된 2개의 층을 지니고 도 6에 도시된 타입의 듀얼 레이저 비임 프로세스가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 2가지 순차적인 레이저 프로세스 단계를 도시하는 도면이다.
도 8은 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 6에 도시된 타입의 듀얼 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 2가지 순차적인 레이저 프로세스 단계들을 보여주는 도면이다.
도 9는 상기 기재가 상부에 적층된 적어도 3개의 층을 지니고 상기 기재에 순차적으로 가해진 3개의 레이저 비임이 상기 프로세스 헤드의 단일 통과로 모든 층들을 통한 단일 스크라이브 라인을 형성하는데 사용되는 경우에 본 발명의 부가적인 실시예에 따른 3가지 순차적인 레이저 프로세스의 사용을 보여주는 도면이다.
도 10은 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 9에 도시된 타입의 3중 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 3가지 순차적인 레이저 프로세스 단계들을 보여주는 도면이다.
도 11은 박막 태양 전지 패널들의 층들(도 4에 예시되어 있는 단계들)을 통해 그루브들을 스크라이빙하는데 사용되는 WO2011/048352에 기재된 바와 같은 공지된 프로세스 헤드 형태를 보여주는 도면이다.
도 12는 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 11에 도시된 타입의 3중 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 3가지 레이저 프로세스 단계를 사용하는 공지된 프로세스를 예시하는 도면이다.
도 13은 WO2011/048352에 기재된 "일 단계 상호접속" 프로세스들에 적용되고 도 4, 도 11 및 도 12에 예시된 본 발명의 한 실시예를 보여주는 도면이다.
도 14는 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 13에 도시된 타입의 4중 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 대한 4가지 레이저 프로세스 단계를 보여주는 도면이다.
도 15는 4개보다 많은 레이저 비임이 상기 기재를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 3개의 필요한 스크라이브를 만드는데 사용되는 경우에 3개 층 구조의 "일 단계 상호접속"에 적용되는 본 발명의 부가적인 실시예를 보여주는 도면이다.
도 16은 상기 기재에 걸친 프로세스 헤드의 이동 방향 양자 모두로 "일 단계 상호접속" 프로세스를 수행할 수 있도록 배치되어 있는 프로세스 헤드에 적용되는 본 발명의 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다.
도 17은 상기 프로세스 헤드가 이동하는 양자 모두의 방향으로 "일 단계 상호접속"이 이루어지는 것을 허용하는데 필요한 프로세스 헤드의 부가적인 성분들 중 일부를 예시하는 도면이다.
지금부터 단지 예로써 첨부도면들을 참조하여 본 발명이 설명될 것이다.
도 1은 3가지의 층 피복 프로세스 및 3가지의 레이저 스크라이빙 프로세스를 통해 전기적으로 직렬로 접속되는 개별 셀들로 세분되어 있는 공지된 태양 전지 패널 형태를 단면으로 보여주는 도면이다. 기재(1)는 3개의 층, 즉 하부 전극 층(2), 활성층(3) 및 상부 전극 층(4)을 지닌다. 레이저 스크라이브들(5, 6, 7)은 위에서 언급한 선행기술에서 설명한 바와 같이 형성되는 인접한 셀들 간의 전기적 접속들 및 분리들을 허용한다.
도 2a 내지 도 2f는 2개의 인접 셀 간의 경계 부근에 있는 태양 전지 패널의 영역이 공지된 프로세싱 기법들에 따라 어떠한 방식으로 제조될 수 있는지를 보여주는 도면들이다. 도 2a 내지 도 2f는 상기 셀들을 형성 및 접속하는데 사용되는 여러 순차적인 피복 및 레이저 스크라이빙 스테이지들을 보여주는 도면들이다. 도 2a에서는 하부 전극 층(2)이 상기 기재(1)에 도포되어 있다. 도 2b에는 상기 하부 전극 층(2)을 통해 상기 기재(1)에 라인(5)을 스크라이빙하여 셀 경계를 형성하기 위해 어떠한 방식으로 제1 레이저 비임(8)이 사용되는지가 도시되어 있다. 레이저 비임(8)은 상기 피복된 측면에서부터 상기 기재(1)에 영향을 주는 것으로 도시되어 있지만 상기 기재가 투광성을 지니는 경우에는 상기 비임은 상기 기재(1)를 통해 하부로부터 안내될 수 있다. 도 2c에서는 상기 활성층(3)이 상기 제1 레이저 스크라이브 라인(5)을 충전하도록 상기 기재에 도포되어 있다. 도 2d에는 상기 하부 전극 층(2)을 손상시키지 않고 상기 활성층(3)을 통해 상기 제1 라인(5)과 나란한 라인(6)을 스크라이빙하기 위해 어떠한 방식으로 제2 레이저 비임(9)이 사용되는지가 도시되어 있다. 상기 기재(1)가 투광성을 지니는 경우에 상기 제2 비임(9')은 점선들로 도시된 화살표로 나타낸 바와 같이 상기 기재(1)를 통해 안내될 수 있다. 도 2e에서는 상부 전극 층(4)이 상기 제2 레이저 스크라이브 라인(6)을 충전하도록 상기 기재에 도포되어 있다. 도 2f에는 상기 상부 전극 층(4)을 완전히 관통하도록 상기 제2 라인(6)과 나란한 라인(7)을 스크라이빙하기 위해 제3 레이저 비임(10)이 사용되는 마지막 단계가 도시되어 있다. 이러한 스크라이브는 상기 활성층(3)을 부분적으로나 완전히 관통할 수 있다. 상기 기재(1)가 투광성을 지니는 경우에 상기 제3 레이저 비임(10')은 점선들로 도시된 화살표로 나타낸 바와 같이 상기 기재를 통해 안내될 수 있다.
도 3은 셀 상호접속이 실시되기 전에 상기 하부 전극 층 및 상기 활성층 양자 모두가 도포되는 경우의 공지된 프로세스의 일례를 보여주는 도면이다. 도 3a에는 2개의 피막 층(2, 3)이 도포되어 있는 기재(1)가 도시되어 있다. 도 3b에는 상기 기재까지 상기 2개의 층(2, 3)을 관통하는 라인(12)을 스크라이빙하기 위해 어떠한 방식으로 제1 레이저 비임(11 또는 11')이 사용되는지가 도시되어 있다. 도 3c에는 어떠한 방식으로 절연 유체(13)가 상기 제1 레이저 절단 부분(12) 내로 도포되는지가 도시되어 있다. 이를 수행하는 한가지 방법은 잉크 젯 노즐을 사용하는 것이다. 상기 절연 유체(13)는 차후에 고체를 형성하도록 경화된다. 도 3d에는 그 후에 단지 2개의 층의 상부(3)를 관통하는 라인(15)을 스크라이빙하기 위해 어떠한 방식으로 제2 레이저 비임(14 또는 14')이 사용되는지가 도시되어 있다. 도 3e에는 어떠한 방식으로 상기 제2 레이저 스크라이브 라인(15)을 충전하기 위해 어떠한 방식으로 상부 전극 층(4)이 도포되는지가 도시되어 있다. 도 3f에는 제3 레이저 비임(16 또는 16')이 상기 상부 전극 층(4)을 통해 라인(17)을 스크라이빙하는데 사용되는 최종 스테이지가 도시되어 있다. 이러한 스크라이브는 상기 활성층(3)을 부분적으로나 완전히 관통할 수 있다.
도 4는 위에서 언급된 "일 단계 상호접속(one step interconnection)" 프로세스를 사용하는 프로세스의 예를 도시한 도면으로서, 셀 상호접속이 실시되기 전에 3개의 모든 층(상기 하부 전극 층, 상기 활성층 및 상기 상부 전극 층)이 도포되어 있는 경우의 예를 도시한 도면이다. 상기 도면에는 WO2011/048352에 기재되어 있는 바와 같은 장치에 의해 기재 표면에 가해지는 레이저 및 잉크 젯 프로세스들의 시퀀스가 도시되어 있다. 도 4a에는 하부 전극 층(2), 활성층(3) 및 상부 전극 층(4)으로 이루어진 층들(18)의 스택이 적층되어 있는 기재(1)가 도시되어 있다. 이러한 층들은 어떠한 중간 레이저 프로세스들 없이 순차적으로 도포된다. 도 4b에는 그 후에 수행되는 3가지의 레이저 프로세스 중 첫 번째 레이저 프로세스가 도시되어 있다. 제1 레이저 비임(19 또는 19')은 상기 기재(1)까지 3개 모든 층을 통해 라인(20)을 스크라이빙하는데 사용된다. 상기 제1 레이저 프로세스가 이루어진 다음에는, 상기 제1 레이저 스크라이브 라인 내에 잉크 젯 프린팅하는 방식으로 절연 물질이 즉시 도포된다. 도 4c에는 (도시되지 않은) 제1 잉크 젯 노즐을 통해서 어떠한 방식으로 절연 유체(13)가 상기 제1 레이저 스크라이브 라인(20) 내에 도포되는지가 도시되어 있다. 상기 절연 유체(13)는 고체를 형성하도록 즉시 UV 경화(또는 차후 스테이지에서 열경화)된다. 도 4d에는 상기 하부 전극 층(2)까지 상기 상부 2개의 층을 통해 상기 제1 스크라이브 라인(20)과 나란한 라인(22)을 스크라이빙하기 위해 제2 레이저 비임(21 또는 21')이 사용되는 다음 단계가 도시되어 있다. 도 4e에는 도전성을 지니거나 도전 입자들을 함유하는 유체(23)가 (도시되지 않은) 제2 잉크 젯 노즐을 통해서 상기 제1 스크라이브 라인(20)의 절연 물질(13) 상에 그리고 또한 상기 제2 레이저 스크라이브 라인(22) 내에 도포되는 다음 단계가 도시되어 있다. 상기 유체(23)는 고체를 형성하도록 차후에 열경화된다. 상기 도전 물질(23)은 인접한 셀들을 직렬로 접속하도록 상기 절연 물질(13) 상에 브리지(bridge)를 형성하여 상기 상호접속의 좌측면 상에 있는 상부 전극 층(4)을 상기 상호접속의 우측면 상에 있는 하부 전극 층(2)에 전기적으로 접속한다. 도 4f에는 제3 레이저 비임(24 또는 24')이 상기 제1 스크라이브 라인(20)으로부터 떨어져 있는 측면 상의 제2 스크라이브 라인(22)과 나란하거나 상기 제1 스크라이브 라인(20)으로부터 떨어져 있는 측면 상의 제2 스크라이브 라인(22) 측에 있는 상부 층을 통해 라인(25)을 스크라이빙하는데 사용되는 상호접속 프로세스에서의 마지막 단계가 도시되어 있다. 이러한 스크라이브는 또한 상기 활성층(3) 내에 부분적으로나 완전히 관통할 수 있지만 상기 하부 전극 층(2)에 손상을 주지 않아야 한다.
WO2011/048352에 기재되어 있는 바와 같이, 3개의 모든 인접한 레이저 스크라이브(20, 21, 24)는 상기 프로세스 헤드가 기재 표면을 가로질러 이동함과 동시에 수행된다.
도 5는 각각의 스크라이브 라인이 단일의 레이저 비임에 의해 이루어지고 단지 단일 타입의 라인이 한번에 스크라이빙되는 도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같이박막 태양 전지 패널들의 층들을 통해 그루브를 스크라이빙하는데 사용되는 레이저 스크라이빙 방법들을 수행하기 위한 공지된 장치를 보여주는 도면이다. 도 5에는 전형적인 프로세스 헤드 배치가 예시되어 있다. 태양 전지 패널(26)은 방향 Y에서 자신의 길이를 따라 다수의 셀을 지닌다. 이것이 의미하는 것은 방향 X에서 상기 패널에 대하여 프로세스 헤드의 상대 이동에 의해 상호접속들이 이루어지게 됨을 의미한다. 인접한 셀들이 접속되는 영역을 포함하는 패널(27)의 부위는 상기 도면의 우측면 상에 확대된 상태로 도시되어 있으며 이동 프로세스 헤드(28)와 상기 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동할 때 상기 기재상의 하나 이상의 층들을 통해 단일의 라인(30)을 스크라이빙하는데 사용되는 관련 레이저 비임(29)이 부분적으로 도시되어 있다. 고정 기재 표면에 걸쳐 (도시된 바와 같은) 방향 X로 이동하는 대신에, 상기 프로세스 헤드(28)를 고정 상태로 유지하고 상기 패널을 반대편 X 방향으로 이동함으로써 동일한 결과가 이루어질 수 있다. 상기 프로세스 헤드 및 기재의 상대 운동은 어느 X 방향에서든 이루어질 수 있다.
도 6은 상기 기재가 상부에 적층된 2개 이상의 층을 지니며 상기 기재에 순차적으로 가해지는 2개의 개별 레이저 비임이 상기 프로세스 헤드의 단일 통과로 2개 이상의 층을 통한 단일의 스크라이브 라인을 형성하는데 사용되는 경우에 어떠한 방식으로 도 5에 도시된 장치가 본 발명의 한 실시예에 따라 변형될 수 있는지를 예시하는 도면이다. 태양 전지 패널(26)은 방향 Y에서 자신의 길이를 따라 다수의 셀을 지닌다. 이것이 의미하는 것은 방향 X로의 상기 패널에 대한 상기 프로세스 헤드의 상대 이동에 의해 상호접속들이 이루어짐을 의미한다. 인접한 셀들이 접속되는 영역을 포함하는 패널(27)의 부위는 상기 도면의 우측면 상에 확대된 상태로 도시되어 있다. 이는 이동 프로세스 헤드(28)를 부분적으로 보여주며 상기 이동 프로세스 헤드(28)는 상기 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동할 때 상기 기재상의 2개 이상의 층을 통해 단일의 라인을 스크라이빙하기 위해 2개의 개별 레이저 비임(29, 32)이 상기 기재에 순차적으로 공급되도록 배치되어 있다. 제1 레이저 비임(29)은 상부 층을 통해 스크라이빙하여 스크라이브(31)를 형성하며, 이 다음에, 제2 레이저 비임(32)은 하부 층을 통해 스크라이빙하여 필요한 깊이까지 스크라이브(33)를 이룬다. 제1 및 제2 레이저 비임들은 파장, 펄스 길이, 에너지 밀도 또는 스폿 크기 중 하나 이상의 측면에서 일반적으로 다르지만 일부 경우에는 레이저 비임들이 유사할 수도 있고 심지어는 동일할 수도 있다.
도 7은 상기 기재가 표면상에 적층된 2개의 층을 지니고 도 6에 도시된 타입의 듀얼 레이저 비임 프로세스가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 위에서 설명한 2가지 순차적인 레이저 프로세스 단계를 도시하는 도면이다. 도 7a에는 어떠한 레이저 프로세스들도 수행되기 전에 하부 전극 층(2) 및 활성층(3)이 도포된 초기 기재(1)가 도시되어 있다. 도 7b에는 그루브(groove; 31)를 생성하도록 상기 하부 전극 층(2)을 손상시키지 않고서도 상부 측면으로부터 가해진 제1 레이저 비임(29)이 상부 활성층(3)을 통해 스크라이빙하는 제1 레이저 단계가 도시되어 있다. 도 7b에는 또한 상기 기재 및 하부 전극 층이 투광성을 갖는 경우에 사용될 수 있는 변형적인 제1 레이저 단계가 도시되어 있다. 이러한 경우에, 제1 레이저 비임(29')이 상기 상부 활성 층(3)을 제거하여 그루브(31)를 생성하도록 투광성 기재(1)를 통해 공급된다. 도 7c에는 제2 레이저 비임(32 또는 32')이 그루브(33)를 생성하도록 상기 하부 전극 층을 제거하는 제2 레이저 단계가 도시되어 있다. 상기 제2 레이저 단계에서 생성된 하부 전극 층을 통한 그루브(33)의 폭은 상기 제1 단계에 의해 생성된 그루브(31)의 폭과 동일할 수도 있고 변형적으로는 상기 제2 레이저 단계에서 생성된 하부 전극 층을 통한 그루브(33)의 폭이 도시된 바와 같이 더 좁을 수도 있다.
도 8은 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 6에 도시된 타입의 듀얼 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 위에서 설명한 2가지 순차적인 레이저 프로세스 단계들을 보여주는 도면이다. 도 8a에는 상기 하부 전극 층(2), 상기 활성층(3) 및 상기 상부 전극 층(4)을 지니고 상기 하부 전극 층(2), 상기 활성층(3) 및 상기 상부 전극 층(4) 모두가 어떠한 레이저 처리 이전에 도포된 초기 기재(1)가 도시되어 있다. 도 8b에는 그루브(34)를 생성하도록 하부 전극 층(2)을 손상시키지 않고 상측면으로부터 가해지는 제1 레이저 비임(29)이 상기 상부 전극 층(4) 및 상기 활성층(3)을 통해 스크라이빙하는 제1 레이저 단계가 도시되어 있다. 도 8b에는 또한 상기 기재 및 상기 하부 전극 층이 투광성을 지니는 경우에 사용될 수 있는 변형적인 제1 레이저 단계가 도시되어 있다. 이러한 경우에, 제1 레이저 비임(29')은 상기 상부 전극 층(4) 및 상기 활성층(3)을 제거하여 그루브(34)를 생성하도록 상기 투광성 기재를 통해 공급된다. 도 8c에는 제2 레이저 비임(32 또는 32')이 상기 하부 전극 층을 제거하여 그루브(35)를 생성하는 제2 레이저 단계가 도시되어 있다. 상기 제2 레이저 단계에서 생성된 하부 전극 층을 통한 그루브(35)의 폭은 제1 단계에 의해 생성된 그루브(34)의 폭과 동일할 수도 있고 상기 제2 레이저 단계에서 생성된 하부 전극 층을 통한 그루브(35)의 폭은 도시된 바와 같이 더 좁을 수도 있다.
도 9는 상기 기재가 상부에 적층된 적어도 3개의 층을 지니고 상기 기재에 순차적으로 가해진 3개의 레이저 비임이 상기 프로세스 헤드의 단일 통과로 모든 층들을 통한 단일 스크라이브 라인을 형성하는데 사용되는 경우에 본 발명의 부가적인 실시예에 따른 3가지 순차적인 레이저 프로세스의 사용을 보여주는 도면이다. 태양 전지 패널(26)은 방향 Y에서 자신의 길이를 따라 다수의 셀을 지닌다. 인접한 셀들이 접속되는 영역을 포함하는 패널(27)의 부위는 상기 도면의 우측면 상에 확대된 상태로 도시되어 있다. 이는 이동 프로세스 헤드(28)를 부분적으로 보여주며, 상기 이동 프로세스 헤드(28)는 상기 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동함에 따라 상기 기재상의 모든 층들을 통해 단일 라인을 스크라이빙하기 위해 상기 기재에 순차적으로 공급되도록 배치되어 있다. 제1 레이저 비임(29)은 적어도 상기 상부 전극 층(4)을 통해 스크라이빙하여 스크라이브(37)를 형성한다. 이 다음에, 제2 레이저 비임(32)이 적어도 상기 활성층(3)을 통해 스카이라이빙하여 스크라이브(38)를 형성한다. 마지막으로, 제3 레이저 비임(36)은 하부 전극 층을 제거하여 필요한 깊이까지 상기 스크라이브(39)를 이룬다. 상기 3개의 스크라이브의 폭은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임은 파장, 펄스 길이, 에너지 밀도 또는 스폿 크기 중 하나 이상의 측면에서 일반적으로 다르지만, 일부 경우에는 레이저 비임들 중 2개 또는 심지어는 3개의 레이저 비임이 유사할 수도 있고 심지어는 동일할 수도 있다.
도 10은 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 9에 도시된 타입의 3중 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 위에서 설명한 3가지 순차적인 레이저 프로세스 단계들을 보여주는 도면이다. 도 10a에는 하부 전극 층(2), 활성층(3) 및 상부 전극 층(4)을 지니며 상기 하부 전극 층(2), 상기 활성층(3) 및 상기 상부 전극 층(4) 모두가 어떠한 레이저 프로세싱 이전에 도포된 초기 기재(1)가 도시되어 있다. 도 10b에는 상측면으로부터 가해지는 제1 레이저 비임(29)이 그루브(37)를 생성하도록 상기 상부 전극 층(4)을 통해 스크라이빙하는 제1 레이저 단계가 도시되어 있다. 도 10b에는 또한 상기 기재 및 하부 전극 층이 투광성을 지니는 경우에 사용될 수 있는 변형적인 제1 레이저 단계가 도시되어 있다. 이러한 경우에, 제1 레이저 비임(29')은 상기 상부 전극 층(4)을 제거하여 그루브(37)를 생성하도록 상기 투광성 기재를 통해 공급된다. 도 10c에는 제2 레이저 비임(32 또는 32')이 상기 활성층을 제거하여 그루브(38)를 생성하는 제2 레이저 단계가 도시되어 있다. 상기 제2 레이저 단계에서 생성된 활성층을 통한 그루브(38)의 폭은 도시된 바와 같이 상기 제1 단계에 의해 생성된 그루브(34)의 폭과 동일할 수도 있고, 변형적으로는 상기 제2 레이저 단계에서 생성된 활성층을 통한 그루브(38)의 폭이 더 좁을 수 있다. 도 10d에는 제3 레이저 비임(36 또는 36')이 상기 하부 전극 층을 제거하여 그루브(39)를 생성하는 제3 레이저 단계가 도시되어 있다. 상기 제3 레이저 단계에서 생성된 하부 전극 층을 통한 그루브(39)의 폭은 상기 제1 및 제2 레이저 단계들에 의해 생성된 그루브들(37 또는 38)의 폭들과 동일할 수도 있고 변형적으로는 상기 제3 레이저 단계에서 생성된 하부 전극 층을 통한 그루브(39)의 폭이 도시된 바와 같이 더 좁을 수도 있다.
도 11은 박막 태양 전지 패널들의 층들(도 4에 예시되어 있는 단계들)을 통해 그루브들을 스크라이빙하는데 사용되는 WO2011/048352에 기재된 바와 같은 공지된 프로세스 헤드 형태를 보여주는 도면이다. 도 11에는 3개 모든 스크라이브가 상기 기재를 가로지른 상기 프로세스 헤드의 단일 통과 동안에 만들어지게 되는 경우에 도 4에 도시된 프로세스에 대해 필요에 따라 3개의 스크라이브를 형성하는 WO2011/048352에 기재되어 있는 바와 같은 프로세스 헤드가 예시되어 있다. 태양 전지 패널(26)은 방향 Y에서 자신의 길이를 따라 다수의 셀을 지닌다. 인접한 셀들이 접속되어 있는 영역을 포함하는 패널(27)의 부위는 도 11의 우측면 상에 확대된 상태로 도시되어 있다. 이는 이동 프로세스 헤드(28)를 부분적으로 보여주며 상기 프로세스 헤드(28)는, 상기 프로세스 헤드(28)가 상기 기재를 가로질러 이동함에 따라 상기 기재상의 층들 중 모두 또는 일부를 통해 3개의 나란한 그루브들을 스크라이빙하기 위해 3개의 레이저 비임(29. 40. 41)이 상기 기재와 나란하게 공급되도록 배치되어 있다. 제1 레이저 비임(29)은 스크라이브(42)를 형성하도록 3개 모든 층을 통해 스크라이빙한다. 제2 레이저 비임(40)은 스크라이브(43)를 형성하도록 상기 상부 2개 층을 통해 스크라이빙한다. 제3 레이저 비임(41)은 스크라이브(44)를 형성하도록 적어도 상기 상부 층을 통해 스크라이빙한다. 사용된 3개의 레이저 비임은 유사한 타입일 수도 있고 상이한 타입일 수도 있으며 형성된 3개의 나란한 스크라이브의 폭은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 여기서 유념할 점은 3개 모든 스크라이브가 동시에 생기는 경우에 3개의 레이저 비임이 도 11에 도시된 바와 같이 정렬되지 않아도 된다는 점이다. 비임들은 스크라이브들이 임의의 순서로 이루어질 수 있도록 배치될 수 있다. 여러 추가적인 잉크 젯 프로세스들은 도 4에 도시된 바와 같은 셀 상호접속을 이루는데 필요하지만 이들은 도 11에 도시되어 있지 않다.
도 12는 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 11에 도시된 타입의 3중 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 3가지 레이저 프로세스 단계를 사용하는 공지된 프로세스를 예시하는 도면이다. 도 12a에는 하부 전극 층(2), 활성층(3) 및 상부 전극 층(4)을 지니며 상기 하부 전극 층(2), 상기 활성층(3) 및 상기 상부 전극 층(4) 모두가 어떠한 레이저 프로세싱 이전에 도포된 초기 기재(1)가 도시되어 있다. 도 12b에는 나란히, 다시 말하면 상기 기재를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 수행되는 3가지 레이저 프로세스가 도시되어 있다. 제1 레이저 비임(29 또는 29')은 3개 모든 층을 제거하는 방식으로 그루브(42)를 생성한다. 제2 레이저 비임(40 또는 40')은 상기 상부 전극 층 및 상기 활성층을 제거하고 상기 하부 전극 층을 남겨 두는 방식으로 그루브(43)를 생성한다. 제3 레이저 비임(41 또는 41')은 상기 상부 전극 층을 제거하고 또한 상기 활성층(3)을 부분적으로나 완전히 제거하는 방식으로 그루브(44)를 생성한다. 여기서 유념할 점은 3가지 레이저 스크라이빙이 동시에 수행되지 않아도 되고 상기 프로세스 헤드 상에의 상기 비임들의 배치를 적절히 이룸으로써 어느 바람직한 순서로 수행될 수 있다는 점이다. 여러 추가적인 잉크 젯 프로세스는 도 4에 도시된 바와 같은 셀 상호접속을 이루는데 필요하지만 여러 추가적인 잉크 젯 프로세스는 도 12에 도시되어 있지 않다.
도 13은 WO2011/048352에 기재된 "일 단계 상호접속" 프로세스들에 적용되고 도 4, 도 11 및 도 12에 예시된 본 발명의 한 실시예를 보여주는 도면이다. 도 13에는 도 12에 도시된 프로세스에 필요한 3개 모든 스크라이브가 상기 기재를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안에 만들어지는 경우에 사용되는 배치가 예시되어 있다. 태양 전지 패널(26)은 방향 Y에서 자신의 길이를 따라 다수의 셀을 지닌다. 인접한 셀들이 접속되는 영역을 포함하는 패널(27)의 부위는 도 13의 우측면 상에 확대된 상태로 도시되어 있다. 이는 이동 프로세스 헤드(28)를 부분적으로 보여주며 상기 이동 프로세스 헤드(28)는 상기 이동 프로세스 헤드(28)가 상기 기재를 가로질러 이동함에 따라 상기 기재상의 층들 중 하나 또는 2개의 층들을 통해 3개의 나란한 그루브를 스크라이빙하기 위해 제1, 제2 및 제3 레이저 비임(29, 40, 41)이 상기 기재에 공급되도록 배치되어 있다. 도 13에서는, 3개의 스크라이브가 동시에 생기도록 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임이 배치되어 있다. 이는 본 발명의 프로세스를 필요로 하지 않고 모든 스크라이브가 상기 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 이루어지게 되는 한은 상기 스크라이브들이 상기 기재를 가로지른 상기 프로세스 헤드의 통과 동안 서로 다른 시간에 그리고 임의의 순서로 생길 수 있다. 제1 바람직한 실시예에서는, 제1 레이저 비임(29)이 제1 스크라이브(45)를 형성하며, 제2 레이저 비임(40)이 제2 스크라이브(43)를 형성하며 제3 레이저 비임(41)이 제3 스크라이브(44)를 형성하는데, 이들 모두는 하부 전극 층을 그대로 남겨 둔 채로 상부 2개의 물질 층이 제거된다는 점에서 유사하다. 이러한 경우에, 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임들은 파장, 펄스 길이, 스폿 크기 및 (실제로 간편한) 에너지 밀도의 측면에서 유사하거나 심지어는 동일한 특성들을 지닐 수 있다. 성공적인 셀 상호접속에 대하여는, 레이저 비임(41)이 상기 상부 층을 제거하고 상기 활성층의 부분적이거나 심지어는 완전한 관통이 상기 셀 상호접속에 어떠한 악영향도 주지 않는 것만이 요구됨으로써 본 발명의 다른 한 실시예에서는, 제1 레이저 비임(29) 및 제2 레이저 비임(40) 양자 모두가 상부 2개 층을 제거하는 반면에 제3 레이저 비임(41)은 단지 상부 전극 층이나 상기 상부 층 및 상기 활성층의 일부를 제거한다. 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임이 상기 기재를 통과한 후에, 제2 스크라이브(43) 및 제3 스크라이브(44)가 이루어지지만 상기 하부 전극 층의 완전한 제거가 결과적으로 생기는 셀 형성 및 상호접속을 허용하는데 필요하기 때문에 제1 스크라이브(45)가 이루어지지 않는다. 이 때문에, 상기 제1 레이저 비임(29)이 통과한 다음에 제4 레이저 비임(32)이 스크라이브(45) 내에 안내되어 상기 하부 전극 층을 제거함으로써 필요한 깊이까지 상기 스크라이브(42)를 이룬다. 상기 제1, 제2 및 제3 스크라이브들의 폭은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 상기 제4 레이저 비임(32)에 의해 생성된 스크라이브의 폭은 상기 제1 레이저 비임에 의해 생성된 폭과 동일하거나 작을 수 있다.
도 14는 상기 기재가 표면상에 적층된 3개의 층을 지니고 도 13에 도시된 타입의 4중 레이저 비임 프로세스 헤드가 상기 기재를 가로질러 이동되는 경우에 대한 4가지 레이저 프로세스 단계를 보여주는 도면이다. 도 14a에는 하부 전극 층(2), 활성층(3) 및 상부 전극 층(4)을 지니며 상기 하부 전극 층(2), 상기 활성층(3) 및 상기 상부 전극 층(4) 모두가 어떠한 레이저 프로세싱 이전에 도포된 초기 기재(1)가 도시되어 있다. 도 14b에는 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임에 의해 수행되는 레이저 프로세스들이 도시되어 있다. 제1 레이저 비임(29, 29')은 그루브(45)를 생성하고 제2 레이저 비임(40 또는 40')은 상기 상부 전극 층 및 상기 활성층을 제거하고 상기 하부 전극 층을 남겨 두는 방식으로 그루브(43)를 생성한다. 제3 레이저 비임(41 또는 41')은 상기 상부 전극 층을 제거함과 아울러 상기 활성층(3)을 부분적으로나 완전히 제거하는 추가적인 가능성을 갖는 방식으로 그루브(44)를 생성한다. 도 14c에는 상기 기재와의 제1 레이저 비임(29)의 상호작용 후에 상기 제1 레이저 비임(29)에 의해 한 번에 형성된 그루브(45) 내에 안내된 제4 레이저 비임에 의해 수행되는 레이저 프로세스가 도시되어 있다. 제4 레이저 비임(32 또는 32')은 상기 하부 전극 층(2)의 물질을 제거하는 방식으로 스크라이브(42)를 형성한다. 상기 제4 레이저 비임에 의해 형성된 스크라이브(42)의 폭은 상기 제1 레이저 비임에 의해 생성된 스크라이브(45)의 폭과 동일할 수도 있고 변형적으로는 상기 제4 레이저 비임에 의해 형성된 스크라이브(42)의 폭이 도 14에 도시된 바와 같이 더 좁을 수도 있다.
한 세트의 레이저 매개변수들은 몰리브덴(molybdenum; MO)의 하부 전극 층, 카드늄 인듐 갈륨 디셀레나이드(Cadmium Indium Gallium diSelenide; CIGS)의 활성층 및 도핑된 산화 아연(Zinc oxide; ZnO)의 상부 전극 층을 지니는 유리 기재에 기반한 태양 전지 패널에 대하여 도 13 및 도 14에 도시된 4가지 레이저 프로세스 단계를 수행하는데 매우 효과적인 결과를 초래하는 것으로 밝혀졌고 본원에 일례로서 제공된 것이다. 1064㎚에서 동작하는 4개의 레이저 비임에 대하여 그리고 500㎜/sec의 레이저 비임들 및 상기 기재 간의 상대 속도를 가지고, 스크라이브들(45, 43, 44)은 각각의 비임이 50㎛ 직경의 기재상의 스폿 크기, 3㎱의 펄스 길이, 12.5kHz의 반복율 및 125㎽의 전력을 가지고 동작하는 3개의 동일한 비임(29, 40, 41)에 의해 초래되었만 스크라이브(42)는 30㎛의 스폿 크기, 10㎱의 펄스 길이, 20kHz의 반복율 및 800㎽의 전력을 사용하여 스크라이브(29) 바로 다음에 초래되었다. 이는 특정 예이며 이러한 매개변수들 각각은 예컨대 +/- 10-20% 범위 내에서 변동될 수 있으며 다른 레이저 매개변수들의 조합들이 경우에 따라 상기 프로세스를 수행하는데에도 사용될 수 있다.
여러 추가적인 잉크 젯 프로세스들은 도 4에 도시된 바와 같은 셀 상호접속을 이루는데 필요하지만 이러한 여러 추가적인 잉크 젯 프로세스들이 본 도면에는 도시되어 있지 않다.
도 15는 4개보다 많은 레이저 비임이 상기 기재를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 3개의 필요한 스크라이브를 만드는데 사용되는 경우에 3개 층 구조의 "일 단계 상호접속"에 적용되는 본 발명의 부가적인 실시예를 보여주는 도면이다. 도 15에는 이동 프로세스 헤드(28)가 부분적으로 도시되어 있으며 상기 이동 프로세스 헤드(28)는 상기 이동 프로세스 헤드(28)가 상기 기재를 가로질러 이동함에 따라 상기 상부 전극 층을 통해 제1, 제2 및 제3의 나란한 그루브들을 스크라이빙하기 위해 동일한 특성들을 지닐 가능성이 있는 제1, 제2 및 제3 레이저 비임들(29, 40, 41)이 상기 기재에 공급되도록 배치되어 있다. 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임들이 상기 기재를 통과한 후에 단지 제3 스크라이브만이 이루어지므로 제4 및 제5 비임들(32, 47)이 그리고나서 상기 활성층을 제거하고 상기 하부 전극 층을 남겨 두도록 제1 및 제2 스크라이브들 각각으로 안내된다. 제4 및 제5 레이저 비임들은 파장, 펄스 길이, 에너지 밀도 및 스폿 크기의 측면에서 서로 유사할 가능성이 있지만 제1 및 제2 레이저 비임들과 다를 가능성이 있다. 변형적으로는, 제4 및 제5 레이저 비임들이 제1 및 제2 레이저 비임들과 각각 유사할 수 있다. 상기 제4 및 제5 레이저 비임들이 상기 기재를 통과한 다음에 상기 제2 스크라이브가 이루어지지만 상기 제1 스크라이브가 여전히 이루어지지 않는다. 이 때문에, 제1 레이저 비임(29) 및 제4 레이저 비임(32)과 다를 가능성이 있지만 상기 제1 비임(29) 및 제4 레이저 비임(32) 중 하나 또는 양자 모두와 유사할 수 있는 제6 레이저 비임(46)은 상기 하부 전극 층을 제거하여 상기 스크라이브를 이루도록 상기 제1 스크라이브 내에 안내된다.
따라서, 3개의 레이저 비임이 기재상의 서로 다른 물질들의 3개의 층을 통해 단일의 그루브를 형성하도록 단일 통과로 순차적으로 사용될 경우에, 제1 비임은 상기 제1 층을 제거하고, 상기 제2 비임은 상기 제2 층을 제거하며 그리고 상기 제3 비임은 상기 제3 층을 제거한다. 그리고, 3개 모든 레이저 비임이 서로 다른 것이 바람직하다.
도 16은 상기 기재에 걸친 프로세스 헤드의 이동 방향 양자 모두로 "일 단계 상호접속" 프로세스를 수행할 수 있도록 배치되어 있는 프로세스 헤드에 적용되는 본 발명의 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다. 이는 이동 프로세스 헤드(28)를 부분적으로 보여주며 상기 이동 프로세스 헤드(28)는 상기 이동 프로세스 헤드(28)가 상기 기재를 가로지러 이동함에 따라 상기 기재상의 층들 중 하나 이상의 층들을 통해 3개의 나란한 그루브(48, 48', 48")를 스크라이빙하기 위해 제1, 제2 및 제3 레이저 비임들(29, 40, 41)이 상기 기재에 공급되도록 배치되어 있다. 제1 바람직한 실시예에서는, 제1 레이저 비임(29)이 제1 스크라이브를 형성하며, 제2 레이저 비임(40)이 제2 스크라이브를 형성하고 제3 레이저 비임(41)이 제3 스크라이브를 형성하는데, 이들 모두는 하부 전극 층을 그대로 남겨 둔 채로 상부 2개의 물질 층이 제거된다는 점에서 유사하다. 이러한 경우에 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임은 파장, 펄스 길이, 스폿 크기 및 (실제로 간편한) 에너지 밀도의 측면에서 유사하거나 심지어는 동일한 특성들을 지닌다. 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 비임들이 상기 기재를 통과한 후에, 제2 및 제3 스크라이브들이 이루어지지만 상기 하부 전극 층의 완전한 제거가 결과적으로 생기는 셀 형성 및 상호접속을 허용하는데 필요하기 때문에 제1 스크라이브는 이루어지지 않는다. 이 때문에, 제1 레이저 비임(29)과 다를 수도 있고 제1 레이저 비임(29)과 유사할 수도 있는 제4 레이저 비임(32)은 상기 하부 전극 층을 제거하여 상기 스크라이브를 필요한 깊이까지 이루도록 상기 제1 레이저 비임(29) 다음에 상기 제1 스크라이브 내에 안내된다. 제4 레이저 비임과 동일하고 상기 제4 레이저 비임에 대한 상기 제1 레이저 비임의 반대 측 상에 있는 제1 및 제4 레이저 비임들을 연결하도록 라인(48) 상에 배치되어 있는, 제5 레이저 비임(49)은, 상기 프로세스 헤드 및 상기 기재의 상대 이동이 반대편 X 방향으로 이루어질 때 활성화된다.
도 17은 위에서 언급한 바와 같이 상기 프로세스 헤드가 이동하는 양자 모두의 방향으로 "일 단계 상호접속"이 이루어지는 것을 허용하는데 필요한 프로세스 헤드의 부가적인 성분들 중 일부를 예시하는 도면이다. 제1, 제2 및 제3의 나란한 스크라이브들에서 상부 2개 층을 제거하기 위한 제1, 제2 및 제3 레이저 비임들(29, 40, 41)과 아울러, 제4 및 제5 레이저 비임들(32, 49)은 (도 16에 대하여 설명한 바와 같이) 상기 기재상에 상기 프로세스 헤드를 X 방향으로 이동하기 위해 상기 제1 스크라이브를 이루도록 도시되어 있다. 그 외에도, 상기 제1 스크라이브 내에 절연 잉크를 적층하기 위한 제1 및 제2 잉크 젯 헤드들(50, 50') 및 상기 충전된 제1 스크라이브 상에 그리고 상기 제2 스크라이브 내에 도전 잉크를 적층하기 위한 제3 및 제4 잉크 젯 헤드들(51, 51')이 도시되어 있다.
레이저 비임이 위에서 언급된 바와 같이(그리고 상기 도면들에 점선들로 도시된 바와 같이) 상기 기재의 하부로부터 안내될 경우에, 형성되는 절단 부분들로부터의 물질이 상기 기기의 상측면으로부터 배출된다. 따라서, 그러한 데브리스(debris)를 수집하여 상기 기기의 표면상에 상기 데브리스가 다시 떨어지지 않게 하는 추출 기기(도시되지 않음)를 제공하는 것이 바람직하다. 추출 노즐은 예를 들어 상기 기기상에 위치해 있는 프로세스 헤드 상에 설치될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 상기 프로세스 헤드(들)는 X 방향으로 상기 기기를 통과하고 한 상호접속으로부터 형성될 다음 상호접속으로 Y-방향에서 단차(step)지게 하도록 상기 기기에 대하여 이동된다. 상기 기재 및 프로세스 헤드(들) 간의 상대 이동은 여러 방식으로 초래될 수 있는데, 예컨대 상기 기재는 고정 기재일 수 있으며 상기 프로세스 헤드(들)는 2개의 축으로 이동될 수 있거나, 또는 상기 프로세스 헤드(들)은 고정 프로세스 헤드(들)일 수 있으며 상기 기재는 2개의 축으로 이동될 수 있거나, 또는 상기 프로세스 헤드(들)는 한 축으로 이동될 수 있으며 상기 기재는 직교축으로 이동될 수 있다.

Claims (28)

  1. 하부 전극 층인 제1 층, 활성층인 제2 층, 및 상부 전극 층인 제3 층을 지니는 박막 기기로서 상부에 상기 제1 층, 상기 제2 층, 및 상기 제3 층 모두가 연속으로 적층된 박막 기기를 전기적으로 상호 간에 직렬로 접속되는 개별 셀들로 분할하는 방법에 있어서, 적어도 상기 셀들을 분할하는 것은 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과로 수행되며 상기 프로세스 헤드는 상기 단일 통과로 적어도,
    a) 상기 제1 층, 상기 제2 층, 및 제3 층을 통해 제1 절단 부분을 만드는 단계;
    b) 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해, 상기 제1 절단 부분에 인접한 제2 절단 부분을 만드는 단계;
    c) 상기 제3 층을 통해, 상기 제2 절단 부분에 인접하며 상기 제1 절단 부분에 대한 상기 제2 절단 부분의 반대 측 상에 있는 제3 절단 부분을 만드는 단계;
    를 수행하고,
    상기 제1 절단 부분 및 상기 제2 절단 부분 중 적어도 하나는 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 순차적으로 2개의 레이저 비임을 사용하여 형성되며, 상기 제1 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성하고 상기 제2 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 다른 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 인접한 셀들 간의 전기적 접속들은 또한 상기 단일 통과 동안 수행되며, 상기 프로세스 헤드는 또한 단일 통과로,
    d) 제1 잉크 젯 프린트 헤드를 사용하여 상기 제1 절단 부분 내에 비-도전 물질을 적층하는 단계; 및
    e) 제2 잉크 젯 프린트 헤드를 사용해 도전 물질을 도포하여 상기 제1 절단 부분의 비-도전 물질을 브리지하고 상기 제2 절단 부분을 완전하거나 부분적으로 충전함으로써 상기 제1 층 및 상기 제3 층 간의 전기적 접속이 이루어지게 하는 단계;
    를 수행하며,
    단계 a)는 단계 d)보다 우선하고, 단계 d)는 단계 e)보다 우선하며 단계 b)는 단계 e)보다 우선하고, 이와는 다른 경우에 상기 단계들은 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과로 임의의 순서로 수행될 수 있는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계들이 상기 단일 통과로 수행되는 순서는 상기 제1, 제2 및 제3 절단 부분들을 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 잉크 젯 프린트 헤드들의 프로세스 헤드 상의 상대 위치들 및/또는 상기 프로세스 헤드 상의 구성요소들에 의해 결정되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단일 프로세스 헤드는 상기 박막 기기 상부에 제공되며 상기 2개의 레이저 비임이 상기 단일 프로세스 헤드로부터 제공되고 상기 통과 동안 상기 프로세스 헤드가 이동하는 방향으로 고정 거리만큼 서로로부터 이격되어 있는, 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세스 헤드는 상기 박막 기기 상부의 제1 부분 및 상기 박막 기기 하부의 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 레이저 비임은 상기 제1 부분으로부터 제공되며 상기 제2 레이저 비임은 상기 제2 부분으로부터 제공되고, 상기 제1 부분 및 제2 부분은 상기 박막 기기에 대해 하나로서 이동하도록 배치되어 있으며 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임은 상기 통과 동안 상기 프로세스 헤드가 이동하는 방향으로 고정 거리만큼 서로로부터 이격되어 있는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임은 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해 절단 부분을 형성하며 그리고나서 상기 제2 레이저 비임이 상기 제1 층을 통해 절단 부분을 형성하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임은 파장, 펄스 길이, 펄스 반복율, 스폿 크기 및 에너지 밀도를 포함하는 특징들 중 하나 이상에 의해 서로 다른, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임은 서로 다른 레이저 소스들로부터 획득되는, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임은 동일한 레이저 소스로부터 획득되는, 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임은 동일한 파장 및 펄스율을 지니는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 절단 부분은 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 순차적으로 3개의 레이저 비임을 사용하여 형성되며, 상기 제1 레이저 비임은 상기 제3 층을 통해 절단 부분을 형성하고, 상기 제2 레이저 비임은 상기 제2 층을 통해 절단 부분을 형성하며 상기 제3 레이저 비임은 상기 제1 층을 통해 절단 부분을 형성하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임, 상기 제2 레이저 비임 및 상기 제3 레이저 비임의 특성들 중 하나 이상이 모두 서로 다른, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세스 헤드는 상기 박막 기기를 가로지른 어느 한 방향으로나 상기 박막 기기를 가로지른 양자 모두의 방향으로의 단일 통과로 상기 단계들 모두를 수행할 수 있는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서 상기 박막 기기는 태양 전지 패널, 조명 패널 및 배터리 중 하나인, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막 기기는 2가지 스테이지로 제조되며, 제1 스테이지에서는 상기 박막 기기가 상기 제1 층 및 상기 제2 층을 포함하고 상기 제1 절단 부분의 부분은 상기 제1 레이저 비임에 의해 상기 제2 층을 통해 그리고 상기 제2 레이저 비임에 의해 상기 제1 층을 통해 만들어지며, 상기 제2 스테이지에서는 상기 제3 층이 적층되고 상기 제1 절단 부분을 이루도록 상기 제3 층을 통해 절단 부분이 형성되는, 방법.
  16. 하부 전극 층인 제1 층, 활성층인 제2 층 및 상부 전극 층인 제3 층을 지니는 박막 기기로서 상부에 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층 모두가 연속으로 적층되는 박막 기기를 전기적으로 상호 간에 직렬로 접속되는 개별 셀들로 분할하는 장치에 있어서, 상기 장치는 프로세스 헤드를 포함하며, 상기 프로세스 헤드 상에는,
    a) 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해 제1 절단 부분을 만들고, 상기 제2 층 및 상기 제3 층을 통해 상기 제1 절단 부분에 인접한 제2 절단 부분을 만들며 그리고 상기 제3 층을 통해 상기 제2 절단 부분에 인접하며 상기 제1 절단 부분에 대한 상기 제2 절단 부분의 반대 측 상에 있는 제3 절단 부분을 만드는 하나 이상의 커터 유닛들;
    b) 상기 박막 기기에 대해 상기 프로세스 헤드를 이동하는 구동 수단; 및
    c) 상기 박막 기기에 대한 프로세스 헤드의 이동을 제어하는 제어 수단으로서 상기 하나 이상의 커터 유닛들을 작동시켜 상기 박막 기기를 개별 셀들로 분할하는 것이 모두 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과로 수행될 수 있게 하는, 제어 수단;
    이 제공되며,
    상기 커터 유닛들 중 하나 이상의 커터 유닛들은 제1 레이저 소스 및 제2 레이저 소스를 포함하고 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 상기 통과 동안 상기 프로세스 헤드가 이동하는 방향에 상응하는 방향으로 고정 거리만큼 서로로부터 이격되어 있으며, 상기 제어 수단은, 상기 제1 절단 부분 및 상기 제2 절단 부분 중 적어도 하나가 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 순차적으로 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임을 사용하여 형성되게 하기 위해 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스를 제어하도록 배치되어 있고, 상기 제1 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성하며 상기 제2 레이저 비임은 상기 층들 중 적어도 다른 하나의 층을 통해 절단 부분을 형성하는, 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 프로세스 헤드에는 또한,
    d) 상기 제1 절단 부분 내에 비-도전 물질을 적층하는 제1 잉크 젯 프린트 헤드; 및
    e) 도전 물질을 도포하여 상기 제1 절단 부분의 비-도전 물질을 브리지하고 상기 제2 절단 부분을 완전하거나 부분적으로 충전함으로써 상기 제1 층 및 상기 제3 층 간의 전기적 접속이 이루어지게 하는 제2 잉크 젯 프린트 헤드;
    가 제공되는, 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 잉크 젯 프린트 헤드 및 상기 제2 잉크 젯 프린트 헤드의 프로세스 헤드 상의 상대 위치들 및/또는 상기 하나 이상의 커터 유닛들의 프로세스 헤드 상의 상대 위치들은 단계들이 단일 통과로 수행되는 순서를 결정하는, 장치.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 단일 프로세스 헤드에는 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스가 제공되며 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 상기 프로세스 헤드 상에 제공되며 상기 통과 동안 상기 프로세스 헤드가 이동하는 방향으로 고정 거리만큼 서로로부터 이격되어 있는, 장치.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세스 헤드는 상기 박막 기기 상부에 위치해 있는 제1 부분 및 상기 박막 기기 하부에 위치해 있는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 레이저 소스는 상기 제1 부분 상에 제공되고 상기 제2 레이저 소스는 상기 제2 부분 상에 제공되며, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 박막 기기에 대하여 하나로서 이동하도록 배치되어 있고 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 상기 통과 동안 상기 프로세스 헤드가 움직이는 방향으로 고정 거리만큼 서로로부터 이격되어 있는, 장치.
  21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 파장, 펄스 길이, 펄스 반복율, 스폿 크기 및 에너지 밀도를 포함하는 특성들 중 하나 이상에 의해 서로 다른, 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 개별 레이저들을 포함하는, 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 동일한 레이저로부터 획득되는, 장치.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 레이저 소스 및 상기 제2 레이저 소스는 동일한 파장 및 펄스율을 지니는, 장치.
  25. 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 커터 유닛들은 상기 제1 절단 부분을 형성하도록 상기 박막 기기를 가로지른 프로세스 헤드의 단일 통과 동안 순차적으로 사용될 수 있는 3개의 레이저 소스를 포함하며, 상기 제1 레이저 소스는 상기 제3 층을 통해 절단 부분을 형성하기 위한 것이고, 상기 제2 레이저 소스는 상기 제2 층을 통해 절단 부분을 형성하기 위한 것이며 상기 제3 레이저 소스는 상기 제1 층을 통해 절단 부분을 형성하기 위한 것인, 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 레이저 소스, 상기 제2 레이저 소스 및 상기 제3 레이저 소스의 특성들 중 하나 이상이 다른 레이저 소스들과는 다른, 장치.
  27. 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세스 헤드는 상기 박막 기기를 가로지른 어느 하나의 방향으로나 상기 박막 기기를 가로지른 양자 모두의 방향으로 상기 단계들 모두를 수행할 수 있도록 배치되어 있는, 장치.
  28. 제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 시스템은, 상기 박막 기기 및 상기 프로세스 헤드가 상기 박막 기기나 다수의 박막 기기에 형성되는 셀들의 폭과 동일한 미리 결정된 거리만큼 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 단차(step)지게 하기 위해 상기 박막 기기를 가로지른 연속 경로에서 그리고 상기 경로의 단부에서 서로에 대하여 상기 제1 절단 부분, 상기 제2 절단 부분 및 상기 제3 절단 부분의 길이와 나란한 제1 방향으로 이동하도록 배치되어 있는, 장치.
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