TW201306983A - 用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法和設備 - Google Patents

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Abstract

一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法，其中，該薄膜裝置具有第一下電極層、第二主動層以及第三上電極層，該等三個層係為連續地在該裝置之上，該等分離的晶胞係被電性地互相串連，在處理頭橫跨該裝置的單次通過時，至少該等晶胞之劃分係被實施，該處理頭在該單次通過中執行至少下列步驟：a)將第一切割穿透該等第一、第二以及第三層；b)將第二切割穿透該等第二以及第三層，該第二切割相鄰於該第一切割；c)將第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於第二切割並且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；其中該等第一和第二切割中之至少一者係在該處理頭之單次通過的橫跨該裝置的過程中連續地使用兩個雷射射束而被形成，該第一雷射射束形成一切割穿透該些層之至少一者，並且該第二雷射形成一切割穿透該些其他層之至少一者。

Description

用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法和設備
本發明關於一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法，該薄膜裝置具有第一層，其為下電極；第二層，其為主動層；以及第三層，其為上電極層，該等三個層係為連續地在該裝置之上，該等分離的晶胞係被電性地互相串連，並且本發明關於一種實施該方法之設備。
用於製造薄膜PV平板之通常方法係使用雷射射束以刻劃溝槽穿過被沉積於大型平面基板上之薄膜。PV平板由至少3個薄膜層所組成；下電極層、光發電的主動層以及上電極層。該等電極層中之至少一者為透明的，則光可達到該主動層。為了增加該平板之輸出電壓，必須要將其劃分成許多分離的晶胞，且該些晶胞系被電性地串聯在一起。用於在薄膜太陽能板中形成且互聯晶粒之一般的方法涉及連續的層鍍膜以及雷射刻劃處理。為了完成該結構，通常需要三個分開的鍍膜處理以及三個分開的雷射處理。通常以六個連續步驟來執行該些處理，其由在每個鍍膜步驟之後執行分割步驟所組成。在每個雷射刻劃步驟時，要求為移除一個單一層。該些用於該等3個分開的刻劃步驟之雷射射束可自該鍍膜側亦或者是如果該基板為透明時可自該未鍍膜側照射於該基板上。
在某些情況下，此多步驟處理係藉由結合一些該等分 離層鍍膜步驟而被簡單化。例如，該下電極層和該主動層(或多層)可被連續地沉積並且接著兩層被刻劃以形成一溝槽穿透該兩層。通常使用絕緣材料來填充，接著繼續該互聯步驟藉由雷射刻劃穿透該主動層、該上電極層之沉積以及該上電極層之最後刻劃以使該些晶胞絕緣。因此，在此情況中需要刻劃穿透2個層。該雷射射束可從該基板之鍍膜側照射在該基板上之該些層，亦或者如果該基板是透明時，可從未鍍膜側照射。
專利案號WO2011/048352描述一種“一個步驟的互連”處理，其中所有的三層係在任何雷射刻劃出現之前被沉積。第一雷射射束刻劃穿透所有三層以形成溝槽，該溝槽係被絕緣材料所填充。第二雷射射束刻劃穿透上兩層而留下原封不動的下電極層，並且傳導噴墨被施加以橋跨該絕緣體以使一個晶胞上的上電極與鄰近晶胞上的下電極連接。第三雷射射束被使用以刻劃該上電極層以絕緣該些晶胞。因此，在此情況中，需要使雷射刻劃穿透多層以形成該晶胞互連。專利案號WO2011/048352亦描述一種“單一結合處理”，其中所有的切割步驟以及噴墨處理係在該處理頭橫跨該基板之單次通過中被實施。並且，如在英國申請中的申請案(申請案號還未知)中所描述的，該所使用的雷射射束可從該基板的鍍膜側照射於該基板上之該些層上，亦或者是如果該基板是透明的，可從未鍍膜側照射。
本發明尋求以提供一種更進一步提升該些處理以及用以執行該些處理之設備。
根據本發明之第一態樣，其提供一種用於將薄膜裝置劃分成分離的晶胞之方法，該薄膜裝置具有具有一第一層，其為下電極層、一第二層，其為主動層以及一第三層，其為上電極層，所有的該些層為連續的在該裝置上，該些分離的晶胞係被電性地互相串聯，在處理頭橫跨該裝置的單次通過時，至少執行該些晶胞之劃分，該處理頭在該單次通過中，至少執行下列步驟：a)將第一切割穿透該等第一、第二以及第三層；b)將第二切割穿透該等第二以及第三層，該第二切割相鄰於該第一切割；c)將第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於第二切割並且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；其中該等第一和第二切割中之至少一者係在該處理頭之單次通過的橫跨該裝置的過程中連續地使用兩個雷射射束而被形成，該第一雷射射束形成一切割穿透該些層之至少一者，並且該第二雷射形成一切割穿透該些其他層之至少一者。
根據本發明之第二態樣，其提供一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之設備，該薄膜裝置具有第一層，其為下電極層、第二層，其為主動層以及第三層，其為上電極層，所有的該些層為連續的在該裝置上，該些分離的晶胞係被電性地互相串聯，該裝置包含處理頭，於其上提供有： a)一個或多個切割單元用以使第一切割穿透該等第一、第二以及第三層，第二切割穿透該等第二和第三層，該第二切割相鄰於該第一切割以及第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於該第二切割且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；b)驅動工具用以使該處理頭相對於該裝置移動；以及c)控制工具用以控制該處理頭相對於該裝置之移動並且啟動該等一個或多個切割單元，則使該裝置成為分離的晶胞之分割可在該處理頭橫跨該裝置之單次通過中被實施，一個或多個切割單元含有第一雷射源和第二雷射源，在該通過中，該等第一和第二雷射源在對應於該處理頭的移動之方向上彼此分隔一固定距離，該控制工具被配置以控制該等第一和第二雷射源，使得該等第一和第二切割中之至少一者係在該處理頭橫跨該裝置的單次通過過程中連續地使用該等第一和第二雷射射束而被形成，該第一雷射射束形成一切割穿透該些層中之至少一者並且該第二雷射射束行成一切割穿透該些層中之至少另一者。
在如上所討論之該等薄膜太陽能板製造的情況中，一個單一雷射射束被使用以造成每個刻劃，無論是穿透一個或是多個層。一個單一雷射射束通常在刻劃穿透一層係為高效率的，但是對於刻劃穿透多於一層可能不會是最有效率的。
因此，描述於此之本發明的重點在於有多於一個的雷射被使用以造成一個單一刻劃，其中有多於一個的層被穿透。該等用於每個刻劃的雷射通常在下列的特性中之一者或是多者為不同：波長、脈衝長度、脈衝重複率、光點大小、能量密度，並且可從不論是鍍膜亦或者是未鍍膜側照射於在基板上之該些層上。或者，該些用於產生一單一刻劃之雷射射束可為相同的形式且甚至可源於相同的雷射源。該些雷射射束係沿著該刻劃方向被空間性地分離，使得該第一雷射射束與該基板上之材料的交互作用早於該第二雷射射束。為確保該等用於產生一個單一刻劃之分離的雷射射束被準確地彼此互相對準，它們被固定在相同的處理頭上或者是鎖定在一起且移動時如同一者的在相對的處理頭上。
較佳的是，該等連續的雷射射束係被對準以使得該些所形成的溝槽之中心線係重，或者是至少實質上重合，則由兩個或是多個雷射所形成的該切割之剖面圖對於其之中心線而言為對稱的。第二雷射射束係與第一雷射射束之寬度為相同或是窄於第一雷射射束。在後面的情況中，當該等兩個射束之中心線為重合時該切割之底部將具有一突出部分在其之每一側上。
描述於此之發明提供有能力以選擇用於切割穿透每個個別層之雷射射束的特性。該等所需特性可能由於不同層而有所不同，特別是當該些層由不同的材料所製成時，因此該些特性可被選擇如此以優化對於特殊材料之該切割處 理及/或優化該製造程序的其他優點。
在某些情況中，該等不同的雷射射束可由不同的雷射源所產生，例如如果需要不同的波長時，然而在其他情況中，該些雷射可由相同形式的雷射源或是由相同的雷射源所產生。在下文的情況中，舉例而言，該等雷射射束可被分離並且每個部分的特性被調整成所需的。
較佳的配置包含：˙該等第一和第二雷射射束係源於不同的雷射源，˙該等第一和第二雷射射束在波長和脈衝長度上為相同的，˙該等第一和第二雷射射束係源於相同的雷射源。
本發明特別適合上文所提及的其用於形成及連接在薄膜太陽能板上之晶胞的“一個步驟互連”處理，需要對於薄膜太陽能板以刻劃穿透為不同材料的兩個或三個層。本發明亦適合用於其它多層薄膜裝置的互連，例如電池、基於有機或無機的發光材料之發光平板、致動器等等。
用於本文中之術語如於…上和於…下、上側和下側係用以來瞭解其係參照為平面裝置的相對側的相關位置(如果定向該層係被提供於其之上側)並且並非限制在空間中之該裝置的定向。在實施中，該裝置可在任何定向上並且提出之範例係相對於重力之橫向與縱向兩者。
在本發明之詳細的描述中，下文之該切割單元皆基於雷射而被用以形成切割穿透各種層，該些來自雷射之射束係被聚焦以切除及移除材料而形成絕緣切割。然而，並非 所有的切割需要以雷射產生，除了該些形成在該裝置之下側或是該些連續使用兩個或多個雷射所形成之切割。可使用其他切割方法；用於形成切割的另一個方法為用細導線或針尖機械切割。
該描述和申請專利範圍參考第一、第二和第三雷射射束等等。應注意的是，在某些情況中，該“第二雷射射束”所指為與第一雷射射束連續使用之第二雷射以形成單一溝槽(或切割)，並且在其他情形中，該“第二雷射射束”所指為一第二雷射射束，其係用於形成第二溝槽或與由第一雷射射束所形成之第一溝槽(切割)分隔開之切割。然而，該相關的意義應該從上下文中該等術語的使用而為清楚的。該相同的方式係應用於術語“第三雷射射束”等等之使用。
本發明之其他較佳的以及選擇性的特徵將由下文之描述以及由本說明書之所附的申請專利範圍而為明顯的。
本發明將僅以透過舉例的方式參照隨附圖式而被描述，其中：圖1顯示一種已知形式的太陽能板之一部份，其被細分為分離的晶胞，該些晶胞係藉由三個鍍膜處理以及三個雷射刻劃處理之方式而電性地串聯。基板1具有三個層：下電極層2、主動層3以及上電極層4。雷射刻劃5、6和7允許該等相鄰的晶胞之間的電性連結和絕緣之形成，其被描述於參照上文的先前技術中。
圖2A至2F顯示如何根據已知的處理技術而製造的在兩個相鄰晶胞之間的邊界之週邊中的一個太陽能板的區域。圖2A至2F顯示各種連續鍍膜和雷射刻劃階段，其係用以形成且連接該些晶胞。在圖2A中，下電極層2已被施加至基板1。圖2B顯示第一雷射射束8如何被用於形成刻劃線5穿透下電極層2至基板1以定義該晶胞邊界。所顯示的雷射射束8自該鍍膜側撞擊於基板1上，但是當情況為基板是透明的時，該射束可被導向從下方穿透基板1。在圖2C中，主動層3已被施加至基板而填充第一雷射刻劃線5。圖2D顯示第二雷射射束9如何被用於形成平行於該刻劃線5之第一刻劃線6穿透主動層3而未損害下電極層2。在此情況中，基板1為透明的，則第二射束9’可被導向穿過基板1，如所標示之以虛線所示的箭頭。在圖2E中，上電極層4已被施加至基板以填充第二雷射刻劃線6。圖2F顯示最後的階段，其中第三雷射射束10係用於平行於該第二線6之刻劃線7以完全穿透上電極層4。此刻劃可部分地或是全部地穿透主動層3。在此情況中，基板1為透明的，則第三雷射射束10’可被導向穿過基板1，如所標示之以虛線所示的箭頭。
圖3顯示一個已知的處理範例，在此情況中，該等下電極層和主動層兩者皆在晶胞互連執行前被施加。圖3A顯示具有已施加兩個鍍膜層2和3之基板1。圖3B顯示第一雷射射束11或11’如何被用於形成刻劃線12穿透兩個層2和3以達到基板處。圖3C顯示絕緣流體13如何被施加進 入第一雷射切割12。一種用於做到此之方法為使用噴墨噴嘴。流體13係隨後被固化以形成固體。圖3D顯示第二雷射射束14或14’如何接著被用於形成刻劃線15，其僅穿透兩層中之上層3。圖3E顯示上電極層4如何被施加以填充第二雷射刻劃線15。圖3F顯示最後的階段，其中第三雷射射束16或16’被用於形成刻劃線17穿透上電極層4。此刻劃可部分地或是全部地穿透主動層3。
圖4顯示一種處理的範例，其參照上文使用“一個步驟互連”處理，並且顯示依情況的範例，其中所有的三層(下電極層、主動層和上電極層)係在晶胞互連執行前被施加。該圖顯示藉由所述於WO2011/048352中之設備而遞送雷射和噴墨處理於基板上的順序。圖4A顯示基板1，於其上有以下電極層2、主動層3和上電極層4所組成之已被沉積的堆疊層18。該些層係被依序地沉積而無任何中間雷射處理。圖4B顯示執行該等三個雷射處理中之第一雷射處理。第一雷射射束19或19’被用於形成刻劃線20穿透所有的三個層且直達基板1。在該第一雷射處理被完成之後，絕緣材料即刻以噴墨印刷方式被施加進入該第一雷射刻劃線。圖4C顯示絕緣流體13係被如何藉由第一噴墨噴嘴(未顯示)之方法而施加進入第一雷射刻劃線20。流體13係即刻被UV固化(或是在後續階段熱固化)以形成固體。圖4D顯示下一個步驟，其中第二雷射射束21或21’係被用於形成平行於該第一刻劃線20之刻劃線22穿透直達下電極層2。圖4E顯示下一個步驟，其中流體23係為導電的或是含有導電 的粒子，其係以第二噴墨噴嘴(未顯示)之方式被施加於在第一刻劃線20中之絕緣材料13上，並且亦進入第二雷射刻劃線22內。流體23之後被熱固化以形成固體。導電材料23形成在絕緣材料13上之橋以電性地連接該互連之左側上的上電極層4至該互連上之右側上的下電極層2以串聯相鄰的該些晶胞。圖4F顯示該互連處理中之最後步驟，其中第三雷射射束24或24’係被用於形成刻劃線25穿透該上層，該射束平行於該第二刻劃線22且在該第二刻劃線22旁而相對於第一刻劃線20之另一側。此刻劃可亦部分地或完全地穿透進入主動層3，但是必須不損害下電極層2。
如專利案號WO2011/048352A中所描述的，所有的三個相鄰雷射刻劃20、21、24係在該處理頭移動橫跨該基板表面時而被同時執行。
圖5顯示用於執行雷射刻劃方法之已知設備，該方法用於形成刻劃溝槽穿透該些在薄膜太陽能板中之該些層，如同圖1至圖3中所示，其中每個刻劃線係由依單一雷射所製成並且一次只有一單一形式的線被刻劃。圖5圖示該典型的處理頭配置。太陽能板26具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。此表示，互連係藉由該處理頭在X方向上對於該平板之相對移動來製成。平板27之一面積，其包含一區域，此處相鄰之晶胞係被連接，如該圖中右側之放大圖所示，並且顯示當具有關聯的雷射射束29之移動處理頭28移動橫跨該基板時，被用於刻劃單一線30穿透在基板上之一或多層。取代在X方向上(如圖所示)移動處理頭於 一固定的基板表面上之方法，可藉由保持處理頭28固定並且在相對的X方向上移動該平板而達到相同的結果。該處理侯和基板之間的相對移動可再任一X方向上。
圖6圖示該顯示於圖5中之設備如何可依據本發明之實施例而被修改，在一情況中，該基板具有兩個或是更多層被沉積於其上，並且在該處理頭的單次通過中，其使用兩個分開的雷射射束依序地施加至該基板以形成一單一刻劃線穿透該等兩個或更多層。太陽能板26具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。此表示，互連係藉由該處理頭在X方向上對於該平板之相對移動來製成。平板27之一面積，其包含一區域，此處相鄰之晶胞係被連接，如該圖中右側之放大圖所示。其顯示移動處理頭28的部分，當該處理頭移動橫跨該基板時，其被配置以使得兩個分離的雷射射束29和32被依序地傳送至該基板以刻劃一單一線穿透該基板上之兩個或更多層。第一雷射射束29刻劃穿透一上層以形成刻劃31，接著，第二雷射射束32刻劃穿透一下層以完成刻劃33而達到所需的深度。第一和第二雷射射束通常在波長、脈衝長度、能量密度或是光點大小中之一者或是多者上為不相同，但是在某些情況中，該等雷射射束可為相似的或是甚至完全相同。
圖7顯示描述於上文中之兩個連續的雷射處理步驟，在該情況中，該基板具有沉積在該表面上之兩層，並且一雙雷射射束處理頭係移動橫跨該基板，該雷射射束處理頭為如顯示於圖6中之形式。圖7A顯示在任何雷射處理執行 前，該初始基板1被施加有下電極層2和主動層3。圖7B顯示第一雷射步驟，其藉由第一雷射射束29自上側施加以刻劃穿透上主動層3而未損及下電極層2而產生溝槽31。圖7B亦顯示另一第一雷射步驟，其可被使用於若該基板及下電極層為透明時。在該情況中，第一雷射射束29’係被遞送穿透該透明基板1以移除該上主動層3而產生溝槽31。圖7C顯示第二雷射步驟，其藉由第二雷射射束32或32’移除該下電極層以產生溝槽33。在該第二雷射步驟中穿透該下電極層所產生的溝槽33之寬度可能與在第一步驟中所產生之溝槽31的寬度相同或者是其可為如所示之較為窄。
圖8描述於上文中之兩個連續的雷射處理步驟，在該情況中，該基板具有沉積在該表面上之三層，並且一雙雷射射束處理頭係移動橫跨該基板，該雷射射束處理頭為如顯示於圖6中之形式。圖8A顯示優先於任何雷射處理執行前，該初始基板1被施加有下電極層2、主動層3和上電極層4。圖8B顯示第一雷射步驟，其藉由第一雷射射束29自上側施加以刻劃穿透上電極層4和主動層3而未損及下電極層2而產生溝槽34。圖8B亦顯示另一第一雷射步驟，其可被使用於若該基板及下電極層為透明時。在該情況中，第一雷射射束29’係被遞送穿透該透明基板以移除該上電極層4和主動層3而產生溝槽34。圖8C顯示第二雷射步驟，其藉由第二雷射射束32或32’移除該下電極層以產生溝槽35。在該第二雷射步驟中穿透該下電極層所產生的 溝槽35之寬度可能與在第一步驟中所產生之溝槽34的寬度相同或者是其可為如所示之較為窄。
圖9介紹使用三個連續的雷射處理，其係根據本發明之更進一步的實施例，在此情況中，該基板具有至少三層沉積於其上，並且其使用三個雷射射束連續地施加於該基板以在該處理頭知單次通過中形成一個單一的刻劃線穿透所有層。太陽能板26具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。平板27之一面積，其包含一區域，此處相鄰之晶胞係被連接，如該圖中右側之放大圖所示。此顯示移動處理頭28之部分，其係被配置以使得當該處理頭移動橫跨該基板時，三個雷射射束29、32和36係被連續地遞送至該基板以刻劃一單一刻線穿透所有層。第一雷射射束29刻劃穿透至少該上電極層4以形成刻劃37。接著，第二雷射射束32刻劃穿透至少該主動層3以形成刻劃38最後，第三雷射射束36移除該下電極層以完成刻劃39來達到所需深度。該等三個刻劃之寬度可為相同或不同。該等第一、第二和第三雷射射束通常在波長、脈衝長度、能量密度或是光點大小中之一者或是多者上為不相同，但是在某些情況中，該等雷射射束中之兩者甚至是三者可為相似的或是甚至完全相同。
圖10顯示三個連續的如上文所述之雷射處理步驟，在該情況中，該基板具有三層沉積於該表面上，並且一個三重雷射射束處理頭係移動橫跨該基板，該雷射射束處理頭為如顯示於圖9中之形式。圖10A顯示優先於任何雷射處 理前，該初始基板1被施加有下電極層2、主動層3和上電極層4。圖10B顯示第一雷射步驟，其藉由第一雷射射束29自上側施加以刻劃穿透電極層4而產生溝槽37。圖10B亦顯示另一第一雷射步驟，其可被使用於若該基板及下電極層為透明時。在此情況中，第一雷射射束29’係被遞送穿透該透明基板1以移除該上電極層4而產生溝槽37。圖10C顯示第二雷射步驟，其藉由第二雷射射束32或32’移除該主動層以產生溝槽38。在該第二雷射步驟中穿透該主動層所產生的溝槽38之寬度可能與如所示之在第一步驟中所產生之溝槽31的寬度相同或者是其可為較窄的。圖10D顯示該第三雷射步驟，其藉由第三雷射射束36或36’移除該下電極層以產生溝槽39。在該第三雷射步驟中穿透該下電極層所產生的溝槽39之寬度可能與在第一和第二步驟中所產生之溝槽37或38的寬度相同或者是其可為如所示之較窄的。
圖11顯示如專利案號WO2011/048352中所述之處理頭被用以刻劃溝槽穿透在薄膜太陽能板中之該些層(用於其之步驟係被圖示於圖4中)。該圖顯示如專利案號WO2011/048352中所述之處理頭用於形成在圖4中所示之處理所需之三個刻劃，所有的三個刻劃係在該處理頭橫跨該基板之單次通過期間被形成。太陽能板26具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。平板27之一面積，其包含一區域，此處相鄰之晶胞係被連接，如該圖中右側之放大圖所示。此顯示移動處理頭28之部分，其係被配置以使得當 該處理頭移動橫跨該基板時，三個雷射射束29、40和41係被平行地遞送至該基板以刻劃三個平行溝槽穿透該基板上之所有或是某些層。第一雷射射束29刻劃穿透所有三個層以形成刻劃42。第二雷射射束40刻劃穿透該等上兩層以形成刻劃43。第三雷射射束41刻劃穿透至少該最上層以形成刻劃44。所使用之該等三個雷射射束可為相同或是不同型式，並且所形成之該等三個平行刻劃之寬度可為相同或是不同的。應注意的是，該等三個雷射射束不需要如圖中所示被校準且同時實施。射束可被定位以使得刻劃可被以任何順序被執行。須要各種額外的噴墨處理以完成顯示於圖4中而未顯示於圖11中之晶胞互連。
圖12顯示使用三個雷射處理步驟之已知的處理，在此情況中，該基板具有沉積於該表面上的三層，並且一個三重雷射射束處理頭係移動橫跨該基板，該三雷射射束處理頭之形式如圖11中所示。圖12A顯示優先於任何雷射處理前，該初始基板1被施加有下電極層2、主動層3和上電極層4。圖12B顯示在該處理頭橫跨該基板之單次通過時，該等三個雷射處理可被平行地執行。第一雷射射束29或29’藉由移除三層以產生溝槽42。第二雷射射束40或40’藉由移除該上電極層和主動層而留下該下電極層以產生溝槽43。第三雷射射束41或41’藉由移除該上電極層並且部分地或是完全移除該主動層3以產生溝槽44。應注意的是，該等三個雷射刻劃不需要被同時執行，並且該等雷射可藉由在該處理頭上的射束之位置的適當配置而以任何所欲順 序履行。須要各種額外的噴墨處理以完成顯示於圖4中而未顯示於圖12中之晶胞互連。
圖13顯示本發明之一個實施例被應用於描述於專利案號WO2011/048352中之“一個步驟互連”處理，並且該處理顯示於圖4、11和12中。圖13顯示一配置，其中顯示於圖12中之該處理所需之所有三個刻劃係在該處理頭橫跨該基板之單次通過期間被形成。太陽能板26具有在Y方向上沿著其之長度的多個晶胞。平板27之一面積，其包含一區域，此處相鄰之晶胞係被連接，如該圖中右側之放大圖所示。此顯示移動處理頭28之部分，其係被配置以使得當該處理頭移動橫跨該基板時，該等第一、第二、第三雷射射束29、40和41係被遞送至該基板以刻劃三個平行溝槽穿透該基板上之一個或是兩個層。在該途中，該等第一、第二和第三雷射射束係被配置以使得該等三個刻劃同時被實現。此非為我們的處理所必須的，並且在該處理頭橫跨該基板之該通過過程中，直到該處理頭之單次通過中所有刻劃備被完成時，該些刻劃可於不同時間以及不同順序實現。在第一較佳實施例中，第一雷射射束29形成第一刻劃45、第二雷射射束40形成第二刻劃43以及第三雷射射束41形成第三刻劃44，所有的雷射皆相似地移除材料的上兩層而留下完整的下電極層。在此情況中，該等第一、第二和第三雷射射束在波長、脈衝長度、光點大小以及能量密度上可具有相似或甚至相同的特性(其方便於實施中)。對於完滿的晶胞互連，其僅需要雷射射束41移除上層以及部分 的或是甚至完全的侵入該主動層，其在晶胞互連上沒有損害，故在本發明之另一實施例中，第一雷射射束29和第二雷射射束40兩者移除該上兩層，而第三雷射射束41僅移除該上電極層或者是該上層和某些主動層。在該等第一、第二和第三雷射射束通過該基板之後，第二43和第三44刻劃係完成，但是第一刻劃45係未完成由於需要下電極之完全移除以允許最終晶胞形成和互連。因此，在第一雷射射束29已經通過且移除該限電極以完成刻劃42之後，第四雷射射束32係被導引入刻劃45以達到預期深度。該等所產生的第一、第二和第三刻劃之寬度可為相同或是不同的。由第四雷射射束32所產生的刻劃之寬度可為相同或是小於由第一雷射射束所產生之刻劃的寬度。
圖14顯示該等第四雷射處理步驟，在該情況中，該基板具有三層沉積於該表面上，並且一個四重雷射射束處理頭係移動橫跨該基板，該雷射射束處理頭為如顯示於圖13中之形式。圖14A顯示優先於任何雷射處理前，該初始基板1被施加有下電極層2、主動層3和上電極層4。圖14B顯示藉由第一、第二和第三射射束來執行該些雷射處理。第一雷射射束29或29’和第二雷射射束40或40’藉由移除上電極層和主動層而留下下電極層以產生溝槽45和產生溝槽43。第三雷射射束41或41’藉由移除該上電極層以及額外的可能的部份或是完全移除該主動層以產生溝槽44。圖14C顯示該雷射處理藉由該第四雷射射束而被實現，在該第一雷射射束與該基板交互影響之後，該第四雷射射 束被導引入由第一雷射射束29所形成的溝槽45內。第四雷射射束32或32’藉由移除下電極層2之材料以形成刻劃42。由第四雷射射束所形成的刻劃42之寬度可相同於由該第一雷射射束所產生之刻劃45，或者是其可較窄於如圖所示。
一組雷射參數組合已被發現以有效地執行顯示於圖13和14之該等第四雷射處理步驟，用於一基於玻璃基板之太陽能板，其具有鉬(Mo)的下電極層、鎘銦鎵硒(CIGS，Cadmium Indium Gallium diSelenide)的主動層以及沉積有氧化鋅(ZnO)的上電極層，並且其係提供為範例如下文中所述。第四雷射射束操作為1064nm，且該基板與該些雷射射束之間的相對速度為500毫米/秒(mm/sec)，該等刻劃45、43和44係由三個相同的射束29、40和41所產生，每個射束之操作為在該基板上之光點尺寸的直徑為50μm、脈衝長度為3ns、重複率為12.5kHz以及功率為125mW，然而刻劃42係在刻劃29之後馬上被產生，其係使用光點尺寸的直徑為30μm、脈衝長度為10ns、重複率為20kHz以及功率為800Mw的鐳射射束。上述為具體的範例並且該些參數之各者可被改變，例如在+/-10-20%的範圍之中，並且其它參數的結合亦可被使用來跟據情況以執行該處理。
須要各種額外的噴墨處理以完成顯示於圖4中而未顯示於此圖中之晶胞互連。
圖15顯示本發明之進一步的實施例，其被應用於三層結構的“一個步驟互連”，其中使用多於四個的雷射射束 在該處理頭之單次通過過程中，完成所需的三個刻劃。該圖顯示移動處理頭28之部分，當該處理頭移動橫跨該基板時，其係被配置使得該等第一、第二和第三雷射射束29、40和41可能有相同的特性係被遞送至該基板以刻劃第一、第二和第三平行的溝槽穿透在基板上的上電極層。在第一、第二和第三雷射射束通過基板上之後，只有第三刻劃為完成的，所以第四和第五雷射射束32和47係接著被分別導引進入第一和第二刻劃內以移除該主動層而留下該下電極層。第四和第五雷射射束可能在波長、脈衝長度、能量密度和光點大小上為相似的，但是可能與第一和第二雷射射束不相同。或者，第四和第五雷射射束可能分別與第一和第二雷射射束相似。在第四和第五雷射射束通過該基板上方之後，該第二刻劃係完成但是該第一刻劃還未完成。因此，可能與第一雷射射束29和第四雷射射束32皆不相同但是可能與其中之兩者和一者相同的第六雷射射束46係被導引進入該第一刻劃以移除該下電極而完成該刻劃。
因此，當三個雷射射束係在單次通過被連續地使用以形成一單一溝槽穿透基板上之不同材料的三層，該第一射束移除該第一層，該第二射束移除該第二層並且該第三射束移除該第三層。並且，較佳地為所有的三個射束為不同的。
圖16顯示本發明之另一實施例應用於一處理頭，其係配置以能夠在該處理頭魚該基板上移動的兩個方向上執行 “一個步驟互連”處理。此顯示移動處理頭28之部分，其係配置使得當該處理頭移動橫跨該基板時，第一、第二和第三雷射射束29、40和41係被遞送至該基板以刻劃三個平行的溝槽48、48’和48”穿透在該基板上之一層或兩層。在第一較佳實施例中，第一雷射射束29形成第一刻劃，第二雷射射束40形成第二刻劃以及第三雷射射束41形成第三刻劃，該些係相同在於上兩層的材料係被移除而留下完整的下電極層。在此情況中，該等第一、第二和第三雷射射束在波長、脈衝長度、光點大小以及能量密度上具有相似或是甚至相同的特性(其在實施例中為方便的)。在該等第一、第二和第三雷射射束通過該基板上之後，第二和第三刻劃係完成但是第一刻劃係未完成由於需要下電極之完全移除以允許最終晶胞形成和互連。因此，在第一雷射射束29之後，可不同或相似於第一雷射射束29之第四雷射射束32係被導引進入該第一刻劃以移除該下電極層而完成該刻劃至該所需深度。第五雷射射束49，其係相同於第四雷射射束並且被配置於線48上加入第一和第四雷射射束而在第一雷射射束相對於第四雷射射束之相反側上，當該處理頭和基板在相對的X方向上相對移動時，第五雷射射束49被激活化。
圖17說明需要該處理頭之某些額外的組件以允許如上所述之在該處理頭之移動的兩個方向上完成“一個步驟互連”。而第一、第二和第三雷射射束29、40和41在第一、第二和第三平行刻劃中用以移除上兩層，對於該處理頭在 該基板上移動之任一X方向，所示之第四和第五雷射射束32和49用於完成第一刻劃(與於圖16中之描述有關)。此外，顯示用於沉積絕緣墨水進入第一刻劃之第一和第二噴墨頭50和50’以及用於沉積導電墨水於該已填滿之第一刻劃上且進入該第二刻劃內之第三和第四噴墨頭51和51’。
當一雷射射束如上所述自下方被導引於該基板時(在圖中顯示為虛線)，來自形成等切割的材料係自該裝置之上側被噴出。因此令人滿意的是，提供一個抽出裝置(未顯示)來蒐集該些殘骸，如此則該些殘骸不會掉回該裝置之表面上。舉例而言，可以提供抽出噴嘴於位在該裝置上方的該處理頭上。
如上文所述，該等處理頭係相對於該裝置而移動，如此以在X方向上通過該裝置之上方並且在Y方向上插入自一者互連至下一者而被形成。該基板與處理頭之間的相對移動可以數種方式達到，例如該基板可為固定的基板而處理頭在兩軸方向上移動、該等處理頭可為不動的而該基板暫兩軸方向上移動或者該等處理頭在一軸方向上移動而該基板在正交軸方向上移動。
1‧‧‧基板
2‧‧‧下電極層
3‧‧‧主動層
4‧‧‧上電極層
5,6,7‧‧‧雷射刻劃
8‧‧‧雷射射束
9,9’‧‧‧雷射射束
10,10’‧‧‧雷射射束
11,11’‧‧‧雷射射束
12‧‧‧刻劃線
13‧‧‧絕緣流體
14,14’‧‧‧雷射射束
15‧‧‧刻劃線
16,16’‧‧‧雷射射束
17‧‧‧刻劃線
18‧‧‧堆疊層
19,19’‧‧‧雷射射束
20‧‧‧刻劃線
21,21’‧‧‧雷射射束
22‧‧‧刻劃線
23‧‧‧流體
24,24’‧‧‧雷射射束
25‧‧‧刻劃線
26‧‧‧太陽能板
27‧‧‧平板
28‧‧‧移動處理頭
29,29’‧‧‧雷射射束
30‧‧‧單一線
31‧‧‧刻劃/溝槽
32,32’‧‧‧雷射射束
33‧‧‧溝槽
34‧‧‧溝槽
35‧‧‧溝槽
36‧‧‧第三雷射射束
37‧‧‧刻劃
38‧‧‧刻劃/溝槽
39‧‧‧刻劃
40,40’,41,41’‧‧‧雷射射束
42‧‧‧刻劃/溝槽
43‧‧‧刻劃/溝槽
44‧‧‧刻劃/溝槽
45‧‧‧刻劃
46‧‧‧雷射射束
47‧‧‧雷射射束
48‧‧‧線
49‧‧‧雷射射束
50,50’,51,51’‧‧‧噴墨頭
圖1顯示一種已知形式的太陽能板之一部份。
圖2A至2F顯示如何根據已知的處理技術而製造的在兩個相鄰晶胞之間的邊界之週邊中的一個太陽能板的區域。
圖3顯示一個已知的處理範例。
圖4顯示一種處理的範例。
圖5顯示用於執行雷射刻劃方法之已知設備。
圖6圖示該顯示於圖5中之設備如何可依據本發明之實施例而被修改。
圖7顯示描述兩個連續的雷射處理步驟。
圖8描述兩個連續的雷射處理步驟。
圖9介紹使用三個連續的雷射處理，其係根據本發明之更進一步的實施例。
圖10顯示三個連續的雷射處理步驟。
圖11顯示處理頭被用以刻劃溝槽穿透在薄膜太陽能板中之層。
圖12顯示使用三個雷射處理步驟之已知的處理。
圖13顯示一配置。
圖14顯示第四雷射處理步驟。
圖15顯示本發明之進一步的實施例。
圖16顯示本發明之另一實施例應用於一處理頭。
圖17說明處理頭之某些額外的組件。
26‧‧‧太陽能板
27‧‧‧平板
28‧‧‧移動處理頭
29‧‧‧雷射射束
31‧‧‧刻劃/溝槽
32‧‧‧雷射射束
33‧‧‧溝槽

Claims (28)

  1. 一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之方法，其中該薄膜裝置具有一第一層，其為下電極層、一第二層，其為主動層以及一第三層，其為上電極層，所有的該些層為連續的在該裝置上，該些分離的晶胞係被電性地互相串聯，在處理頭橫跨該裝置的單次通過時，至少執行該些晶胞之劃分，該處理頭在該單次通過中，至少執行下列步驟：a)將第一切割穿透該等第一、第二以及第三層；b)將第二切割穿透該等第二以及第三層，該第二切割相鄰於該第一切割；c)將第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於第二切割並且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；其中該等第一和第二切割中之至少一者係在該處理頭之單次通過的橫跨該裝置的過程中連續地使用兩個雷射射束而被形成，該第一雷射射束形成一切割穿透該些層之至少一者，並且該第二雷射形成一切割穿透該些其他層之至少一者。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該單次通過的過程中，相鄰晶胞之間的電性連接亦被實施，在該單次通過中該處理頭亦執行下列步驟：d)使用第一噴墨印刷頭以沉積非導電材料進入該第一切割；以及e)使用第二噴墨印刷頭以施加導電材料而橋接在第一切割中之該非導電材料並且不是完全地就是部分地該第 二切割，如此以使得該第一層和第三層之間有電性連接，步驟(a)在步驟(d)之前、步驟(d)在步驟(e)之前且步驟(b)在步驟(e)之前，否則，該些步驟可以任何順序在該處理頭橫跨該裝置之單次通過中實施。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中，在該單次通過中被實施的該些步驟之順序係藉由在該等第一及第二噴墨印刷頭之處理頭上的相對位置以及/或在該處理頭上用於形成該等第一、第二和第三切割的組件來決定。
  4. 如申請專利範圍第1、2或3項之方法，其中，單一處理頭係被提供於裝置之上，並且該等兩個雷射射束係由其提供，而在該通過過程中，該等兩個雷射在移動的方向上彼此分隔一固定距離。
  5. 如申請專利範圍第1、2或3項之方法，其中，該處理頭包含在該裝置之上的第一部份以及在該裝置之下的第二部分，該第一部分提供該第一雷射射束且該第二部分提供該第二雷射射束，該第一和第二部分被配置以相對於該裝置來移動，而在該通過過程中，該等第一及第二雷射射束在移動的方向上彼此分隔一固定距離。
  6. 如前述任一項申請專利範圍之方法，其中，一雷射射束形成一切割穿透該等第二及第三層，並且該第二雷射射束接著形成一切割穿透該第一層。
  7. 如前述任一項申請專利範圍之方法，其中，該等第一和第二雷射射束彼此不同，兩者不同的特性為下列所述之一者或更多者：波長、脈衝長度、脈衝重複率、光點尺寸 和能量密度。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該第一和第二雷射射束係源於不同的雷射源。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該等第一和第二雷射射束係源於相同的雷射源。
  10. 如申請專利範圍第7、8或9項之方法，其中該等第一和第二雷射射束具有相同的波長或是脈衝率。
  11. 如前述任一項申請專利範圍之方法，其中該第一切割係在該處理頭橫跨該裝置之單次的過程中連續地使用三個雷射射束來形成；第一雷射射束形成一切割穿透該第三層、第二雷射射束形成一切割穿透該第二層以及第三雷射射束形成一切割穿透該第一層。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，該等第一、第二和第三雷射射束之特徵中之一者或是多者皆為彼此不相同。
  13. 如前述任一項申請專利範圍之方法，其中該處理頭在任一或是兩個方向上橫跨該薄膜裝置之單次中可以實施所有該等步驟。
  14. 如前述任一項申請專利範圍之方法，其中該薄膜裝置為下列中之一者：太陽能板、照明平板以及電池。
  15. 如前述任一項申請專利範圍之方法，其中該薄膜裝置係由兩個階段製造，在第一階段中，該裝置包含該等第一及第二層，且該第一切割的部份為藉由該第一雷射射束穿透該第二層以及藉由該第二雷射射束穿透該第一層；在 第二階段中，沉積該第三層並且穿透其形成一切割以完成該第一切割。
  16. 一種用於劃分薄膜裝置為分離的晶胞之設備，該薄膜裝置具有第一層，其為下電極層、第二層，其為主動層以及第三層，其為上電極層，所有的該些層為連續的在該裝置上，該些分離的晶胞係被電性地互相串聯，該裝置包含處理頭，於其上提供有：a)一個或多個切割單元用以使第一切割穿透該等第一、第二以及第三層、第二切割穿透該等第二和第三層，該第二切割相鄰於該第一切割以及第三切割穿透該第三層，該第三切割相鄰於該第二切割且在該第二切割對應於該第一切割的相對側；b)驅動工具用以使該處理頭相對於該裝置移動；以及c)控制工具用以控制該處理頭相對於該裝置之移動並且啟動該等一個或多個切割單元，則使該裝置成為分離的晶胞之分割可在該處理頭橫跨該裝置之單次通過中被實施，一個或多個切割單元含有第一雷射源和第二雷射源，在該通過中，該等第一和第二雷射源在對應於該處理頭的移動之方向上彼此分隔一固定距離，該控制工具被配置以控制該等第一和第二雷射源，使得該等第一和第二切割中之至少一者係在該處理頭橫跨該裝置的單次通過過程中連續地使用該等第一和第二雷射射束而被形成，該第一雷射 射束形成一切割穿透該些層中之至少一者並且該第二雷射射束行成一切割穿透該些層中之至少另一者。
  17. 如申請專利範圍第16項之設備，其中該處理頭亦提供有：d)第一噴墨印刷頭，其用以沉積非導電材料入該第一切割中；以及e)第二噴墨印刷頭，其用以施加導電材料以橋接在該第一切割中之該非導電材料且完全亦或部分地填充該第二切割，如此則有一電性連結在該等第一層和第三層之間。
  18. 如申請專利範圍第17項之設備，其中該處理頭上之該等一個或多個切割單元及/或該等第一和第二二噴墨印刷頭的相對位置決定在該單次通過中該等步驟的實施順序。
  19. 如申請專利範圍第16、17或18項之設備，其中一單一處理頭係提供位有於其上之該等第一和第二雷射源，並且該等兩個雷射射束在該通過的過程中，在該處理頭的移動的方向上彼此分隔一固定距離。
  20. 如申請專利範圍第16、17或18項之設備，其中該處理頭包括一第一部分，其放置於該裝置之上，以及一第二部份，其放置於該裝置之下，該第一雷射源被提供於該第一部分上並且該第二雷射源被提供於該第二部份上，該等第一及第二部份被配置以相對於該裝置而移動，並且在該通過的過程中，在該處理頭的移動的方向上該等第一和第二雷射源彼此分隔一固定距離。
  21. 如申請專利範圍第16至20項中之任一項之設備， 其中該等第一和第二雷射源彼此不同，兩者不同的特性為下列所述之一者或更多者：波長、脈衝長度、脈衝重複率、光點尺寸和能量密度。
  22. 如申請專利範圍第21項之設備，其中該等第一和第二雷射源包含分離的雷射。
  23. 如申請專利範圍第21項之設備，其中該等第一和第二雷射源係源於相同的雷射。
  24. 如申請專利範圍第21、22或23項之設備，其中該等第一和第二雷射源具有相同的波長和脈衝率。
  25. 如申請專利範圍第16到24項中之任一項之設備，其中該等一個或多個切割單元包含三個雷射源，該些可在該處理頭橫跨該裝置的單次通過過程中連續地被使用以形成該第一切割，該第一雷射源被用以形成一切割穿透該第三層，該第二雷射源被用以形成一切割穿透該第二層，且該第三雷射被用以形成一切割穿透該第一層。
  26. 如申請專利範圍第25項之設備，其中該等第一、第二和第三雷射源之特性中之一個或多個係與其他的雷射源不相同。
  27. 如申請專利範圍第16到26項中之任一項之設備，其中該處理頭被配置以在任一或是兩個方向上橫跨該薄膜裝置之單次中可以實施所有該等步驟。
  28. 如申請專利範圍第16到27項中之任一項之設備，其中該控制系統係被配置以使得該裝置和處理頭彼此在平行於該等第一、第二和第三切割之長度的方向上以連續的 路徑橫跨該裝置而相對移動，並且在該路徑的終端，進入步驟在垂直於第一方向之方向上且一與該等晶粒之寬度相同的預定距離被形成於該裝置或是一並聯的裝置中。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2492971B (en) * 2011-07-15 2013-09-18 M Solv Ltd Method and apparatus for dividing thin film device into separate cells
JP2015096823A (ja) 2013-11-15 2015-05-21 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出器、及び放射線検出器の製造方法
EP2974822B1 (en) * 2014-07-14 2017-08-16 ASM Technology Singapore Pte Ltd. Method of dicing thin semiconductor substrates
KR101677152B1 (ko) * 2015-03-27 2016-11-17 (주)엔에스 단차 가공용 레이저 절단 장치
KR101677154B1 (ko) * 2015-04-22 2016-11-17 (주)엔에스 단차 가공용 레이저 절단 장치
KR101689860B1 (ko) * 2015-05-26 2016-12-26 (주)엔에스 단차 가공용 레이저 절단 장치
KR101702568B1 (ko) * 2015-07-28 2017-02-06 (주)엔에스 단차 가공용 레이저 절단 장치
KR102567316B1 (ko) * 2015-11-04 2023-08-16 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 제조장치
CN105562939A (zh) * 2016-03-03 2016-05-11 苏州大学 一种印刷电路板的多波长飞秒激光扫描刻蚀加工方法
JP6708756B2 (ja) * 2016-12-27 2020-06-17 チャイナ トライアンフ インターナショナル エンジニアリング カンパニー リミテッドＣｈｉｎａ Ｔｒｉｕｍｐｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． ソーラーモジュールに分離溝を形成するレーザースクライビング過程の監視方法
GB2572608A (en) * 2018-04-03 2019-10-09 Ilika Tech Ltd Laser processing method for thin film structures
KR102319690B1 (ko) * 2020-05-12 2021-11-02 주식회사 이오테크닉스 홀 형성 장치 및 홀 형성 방법
EP4391085A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-26 Mecaroenergy Co. Ltd. Light transmission type-solar cell module and method of manufacturing the same

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3604917A1 (de) * 1986-02-17 1987-08-27 Messerschmitt Boelkow Blohm Verfahren zur herstellung eines integrierten verbandes in reihe geschalteter duennschicht-solarzellen
JPS63192561A (ja) * 1987-02-04 1988-08-09 Nkk Corp マルチ切断装置
JP3248336B2 (ja) * 1994-03-23 2002-01-21 富士電機株式会社 薄膜太陽電池の製造方法
US6061110A (en) * 1994-10-18 2000-05-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Reflection type liquid crystal display device and method of manufacturing the same
JPH08267265A (ja) * 1995-03-30 1996-10-15 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 薄膜加工装置
DE19840936B4 (de) * 1998-09-08 2005-03-10 Hell Gravure Systems Gmbh Anordnung zum mehrkanaligen Schneiden und Ritzen von Materialien mittels Laserstrahlen
JP4233741B2 (ja) * 2000-09-27 2009-03-04 三菱重工業株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
TW548689B (en) * 2001-01-25 2003-08-21 Fujitsu Display Tech Reflection type liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP2004330271A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 透光性薄膜太陽電池の作製方法
JP4340246B2 (ja) * 2005-03-07 2009-10-07 シャープ株式会社 薄膜太陽電池およびその製造方法
JP2007310334A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Mikuni Denshi Kk ハーフトーン露光法を用いた液晶表示装置の製造法
JP5088661B2 (ja) * 2006-12-05 2012-12-05 セイコーエプソン株式会社 半導体装置および電気光学装置
CN101842900A (zh) * 2007-08-30 2010-09-22 欧瑞康太阳Ip股份公司（特吕巴赫） 薄膜太阳能电池系统和制造薄膜太阳能电池的方法及设备
JP4785827B2 (ja) * 2007-12-27 2011-10-05 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
GB2458986B (en) * 2008-04-08 2012-05-30 M Solv Ltd Apparatus for patterning thin films on continuous flexible substrates
GB2474665B (en) 2009-10-22 2011-10-12 M Solv Ltd Method and apparatus for dividing thin film device into separate cells
GB2492971B (en) 2011-07-15 2013-09-18 M Solv Ltd Method and apparatus for dividing thin film device into separate cells

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