TWI396315B - 大量製造薄膜電池的方法 - Google Patents

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Description

大量製造薄膜電池的方法
本發明大體上是關於薄膜電池，且特別是關於製造薄膜電池的方法，其成本低廉並適合大量製造。
固態薄膜電池(thin film battery；TFB)已知較傳統電池技術具有多個優勢，例如較佳的形成因子(form factor)、循環壽命、電容量和安全性。然仍需具成本效益且適合大量製造(high-volume manufacturing；HVM)的生產技術，以拓展TFB的市場應用。
過去TFB製造所需的圖案化方式為應用已知的遮蔽/圖案化法，例如光微影技術和物理(遮蔭)遮蔽法。光微影技術的應用實例可參見W. C. West等人發表於Journal of Micromech. and Microeng. (Vo. 12(2002)58-62)的文章。物理(遮蔭)遮蔽法的應用可參考許多刊物和專利，包括TFB處理流程示意圖(例如參見授予Krasnov等人的美國專利證書號6,921,464和授予Bates等人的美國專利證書號6,994,933)、和其特殊陳述(例如參見kelley等人提出的美國專利公開號2005-0079418A1)。這些生產製程的每一步驟皆採用遮蔽/圖案化技術。
傳統物理遮蔽法的需求引發許多缺失，尤其是對HVM而言。例如，利用物理遮蔽法將(1)大幅提高HVM與大面積級的資本投資需求；(2)增加擁有者成本(遮罩耗材費用、清潔、化學品等)；(3)因需要對準而降低產量；以及(4)侷限基板尺寸和種類(如硬式、半硬式或撓式)，進而限制經濟成本縮減的程度。
更特別地，在HVM製程中，使用物理遮罩(普遍用於傳統和當前TFB生產技術)將造成製造上更複雜且成本更高。既複雜、成本又高的原因在於需製造極精確的遮罩和(自動化)管理系統用於遮罩對準及再生。由熟知用於矽基積體電路產業的光微影製程可推斷其成本和複雜度。此外，維護遮罩及附加對準步驟對產量的限制亦導致成本增加。隨著製造更大的基板面積以增進產量和大規模經濟效益(即大量製造)，其變得越來越難適應且成本越來越高。再者，物理遮罩的可利用性與能力有限，也會限制其製造更大的基板。
使用物理遮罩的另一影響為降低特定基板區域的利用率，以致產生非最佳電池密度(電荷、能量和功率)。此亦因物理遮罩無法完全限制濺射物不沉積到遮罩下面，故連續層間需有最小的不重疊部分，使各關鍵層得以維持電性隔離。此最小不重疊部分為損失陰極面積的原因，因而造成整體電容量、TFB的能量與功率降低(假設其他條件相同)。
在前述一般整合方式中，利用物理遮蔽法的又一影響為需要複雜的保護塗層來防止陽極(通常為鋰(Li)或鋰離子)與周遭的氧化劑(如氧氣(O2 )、水(H2 O)等)反應。有數個專利論及這些方法(例如參見授予Bates等人的美國專利證書號5,561,004和授予Snyder等人的美國專利證書號6,916,679，其分別描述多層塗層和積層板)。
最後，採用物理(遮蔭)遮罩的方法通常受微粒污染所苦，微粒污染最終將影響產率。
因此，仍需能施行更簡化、更與HVM相容的TFB生產技術並大幅減少成本的概念和方法。
本發明之概念和方法是藉由免除及/或減少物理(遮蔭)遮罩的使用而降低TFB HVM的成本和複雜度，進而大量生產及增進產量，且技術很容易應用到大面積基板。如此可大幅縮減各種市場應用成本及提高產率。這些和其他優點可以雷射劃線(laser scribing)或其他無遮罩圖案化技術實踐部分或所有圖案化需求而達成。其他物理(遮蔭)無遮罩圖案化技術包括機械鋸切、水/溶劑切割、離子束銑磨和多層微影技術。故本發明之實施例視適合TFB之製造性、產率和功能所需，於製造製程任一處，利用雷射劃線或其他無遮罩圖案化技術。方法包括於沉積完所有層後進行單一圖案化。另外，本發明實施例提出的方法包括多重圖案化，其中各圖案化用於單一或多個堆疊層，故可免除進行一些物理(遮蔭)遮罩。若某些例子須利用物理遮蔽法，則揭露內文可配合使用最少量的物理遮罩。較佳地，就需要個別遮罩/圖案化的製程而言，可使用雷射劃線或其他物理無遮罩圖案化技術。另外，揭露內文可配合使用其他物理無遮罩圖案化技術，例如光微影圖案化，在一些例子中，同時圖案化單層、多層或所有層。
根據本發明之一態樣，製造薄膜電池的第一方法包含提供基板、沉積對應薄膜電池結構的多層至基板上，各層依沉積順序包括陰極、電解質和陽極，其中至少一沉積層於沉積時未以物理遮罩圖案化、沉積保護塗層、以及刻劃各層和保護塗層。另外，封裝層可覆蓋各層邊緣。再者，刻劃亦可切穿基板而製造多個薄膜電池。
根據本發明之另一態樣，製造薄膜電池的第二方法包含提供第一基板、沉積第一組層至第一基板上、提供第二基板、沉積第二組層至第二基板上、層壓第一組層和第二組層、以及刻劃層壓結構，其中結合之第一組和第二組層對應包括陰極、電解質與陽極的薄膜電池結構，其中第一組和第二組層的至少一層於沉積時未以物理遮罩圖案化。另外，第一組層包括陰極和電解質。再者，第一鋰金屬層覆蓋第一組層，第二鋰金屬層覆蓋第二組層，其中第一和第二鋰金屬層一起構成層壓結構的陽極。
根據本發明之又一態樣，對應上述方法的薄膜電池包含第一基板、一組或複數個層，對應第一基板上的薄膜電池結構，層從第一基板算起依序包括陰極、電解質、陽極和保護塗層，其中至少一層未經圖案化，保護塗層 覆蓋該組或複數個層，封裝層覆蓋層邊緣。再者，保護塗層可為第二基板。
除了大量製造、提高產量及降低成本外，利用下述概念和方法還具有許多優勢。例如，可減少或消除無功能性區域。另外，雷射和其他替代方法能提升裝置製造的靈活度而適應末端市場定義之形成因子，又不需額外製造昂貴的物理遮罩或光罩(用於微影技術)。又一優點在於，陽極集電器當作保護塗層，可消除或減少封裝裝置所需的多層複雜結構。再一好處為對產率有正面影響。
現將參照圖式說明本發明之實施例於下，其僅為舉例供熟諳此技藝者實踐本發明實施例。需注意以下實例和圖式並不侷限本發明之保護範圍為單一實施例，而是可交換所述部分或所有元件變成其他實施例。再者，本發明的一些元件可部分或全部使用已知組件，然在此只討論本發明實施例所需的已知組件，其餘已知組件則不再贅述。在本說明書中，除非有特別定義，否則描繪單一組件的實施例不應視為限制條件；本發明實施例當廣泛涵蓋其他變化，包括複數個相同組件，反之亦然。再者，除非有特別提出，否則本發明說明書或申請專利範圍的任何名詞不解釋成罕見或特殊意義。另外，本發明之實施例大體上包含已知組件的現存和未來已知均等物，其 在此僅為舉例說明而已。
大體而言，本發明之實施例提出利用雷射劃線或其他無遮罩圖案化技術，圖案化薄膜電池結構中一些或所有層的替代方法。雷射劃線技術已應用到製造薄膜電池以外的領域，例如半導體(例如參見授予Li等人的美國專利證書號7,169,687和授予Boyle等人的美國專利證書號6,586,707)、光伏特元件(例如參見授予Buller等人的美國專利證書號7,235,736和授予Nishiura等人的美國專利證書號4,689,874)、和電致變色元件(例如參見授予Hichwa等人的美國專利證書號5,724,174)。然將雷射劃線整合到HVM TFB製程需要下述新方法。又，以下實施例雖整合雷射劃線，但也可換成其他物理無遮罩法。
為便於說明本發明之一些態樣，在此先敘述傳統薄膜電池處理流程。第1A-1F圖繪示於基板上製造TFB的傳統處理流程。在第1A-1F圖中，左邊繪示俯視圖，右邊繪示沿著平面A-A截切的對應截面。此尚有其他變化，例如「倒置」結構，其中陽極側先生成。在第1A-1F圖之先前技術製程中，物理(遮蔭)遮罩用來定義各層區域。
如第1A及1B圖所示，處理始於形成陰極集電器(CCC)102和陽極集電器(ACC)104於基板100上。注意陰極和陽極在此分別是指正極和負極。達成方式為(脈衝式)直流(DC)濺射金屬靶材(約300奈米(nm))而形成層(如銅(Cu)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)與金(Au)等金屬、金屬合金、準金屬或碳黑)，CCC和ACC結構的圖案由遮 罩定義。應注意若採用金屬基板，則毯覆沉積CCC 102後的第一層為「圖案化介電質」(CCC需阻擋陰極中的Li與基板反應)。
接著，在第1C及1D圖中，分別形成陰極106和電解質層108。射頻(RF)濺射為傳統用來沉積陰極106(如氧化鋰鈷(LiCoO2 ))和電解質層108(如處於氮氣(N2 )中的磷酸鋰(Li3 PO4 ))的方法，二者皆為絕緣體(電解質更甚)。然脈衝式DC已用於沉積LiCoO2 。陰極106和電解質層108的圖案由遮罩定義。
最後，在第1E及1F圖中，分別形成鋰(Li)層110和保護塗層(PC層)112。Li層110可以蒸鍍製程形成。Li層110的厚度為約3微米(μm)(適合陰極和電容量平衡)，PC層112的厚度為約3-5微米。PC層112可為多層聚對二甲苯與金屬及/或介電質。參見授予Bates等人的美國專利證書號5,561,004。注意形成Li層與PC層之間必須保持惰性環境，例如氬氣。Li層110和PC層112的圖案由遮罩定義。
由第1C及1F圖可清楚看出基板有效面積、從而電容量、能量和功率密度的損失，其中陰極106面積僅佔基板100面積的一部分。電容量取決於陰極面積和厚度。雖然進一步最佳化可產生更高的面積利用效率，但製程和遮罩本質將限定效率上限。如上述第1F圖所示，如此需要更複雜的保護塗層112。特別地，PC層112的複雜圖案形狀和角度(其需覆蓋陽極，但露出電氣接觸點)很 可能無法適當保護Li金屬或Li離子陽極110。
如前述，第1A-1F圖之先前技術實施例的所有處理步驟需利用物理(遮蔭)遮蔽法來圖案化。再者，視基板種類(陶瓷、金屬、剛硬材料、彈性材料、塑膠/聚合物等)而定，需要額外的阻障層。對各層來說，層可以很厚；電解質、陰極和陽極層厚度為1-10微米。陰極和陽極一般為厚層。在目前使用的RF構造中，沉積厚層時，若採用「單一短路模組」，則沉積工具為靜態或局部動態(來回轉換)。另外，連續移動基板進行線性處理並不可行，因其將需要非常長的模組和長距離傳遞物理(遮蔭)遮罩。
基於第1A-1F圖所示之流程，當各步驟採用物理(遮蔭)遮罩時，先前技術之處理流程方法繪示於第2及3圖，用以分別自動化處理陶瓷和金屬基板。這些處理流程適合「線上」沉積系統和設備組。箭頭指示基板通過系統的流程。
第2圖的系統1繪示第1圖處理流程後的集電器(CCC和ACC)沉積模組。此系統的第一腔室為預洗室，用來移除任何進入的表面污染物。如圖所示，系統需設有物理(遮蔭)遮罩對準連接與拆卸清潔模組用於CCC和ACC圖案化。在此繪示二獨立陽極集電器模組，以適用陽極側之Li反應性需要雙層的情況。若CCC和ACC圖案化可同時完成且其為相同材料，則可簡化模組。系統2繪示陰極、退火(若有需要)與電解質(IC)模組。每一圖案化層 亦設有個別的對準連接與拆卸清潔模組。系統3繪示Li陽極和保護塗層模組。在此系統中，消除/減少Li處理環境與相鄰沉積模組間之干擾所需的模組以「隔離」室表示。此外，多層保護塗層標示為PC-1和PC-2。儘管圖並未繪示，然PC-1和PC-2亦需要個別的物理遮罩。此清楚表達利用物理(遮蔭)遮蔽法的複雜度和額外的腔室需求。
第3圖繪示先前技術中處理基板的製造流程。處理基板做為CCC之系統佈局的主要差異在於，其必須包括絕緣層來電性隔離ACC與基板，因此圖中以圖案化沉積之介電阻障層(DB)取代第2圖之CCC。注意第一模組「預洗&CCC」包括用於需附加層隔離導電基板與含Li之陰極的例子。在此圖中，系統2實際上類似第2圖，除了其省略退火步驟。其用來說明製造不需結晶陰極材料之TFB堆疊結構的流程。系統3與第2圖相同。
從第2及3圖可看出，大量製造所需的自動化物理(遮蔭)遮罩管理系統需分別於沉積步驟前後設置對準與拆卸/清潔模組。就靜態叢集工具系統而言，例如AKT美商公司(美國加州聖克拉拉之應用材料公司的子公司)提供的LCD系統，原位(in-situ)物理(遮蔭)遮罩需放在沉積室本身。此遮罩必須對準、放到基板上及於沉積時保持固定位置；沉積後，使用適當移除或置換系統進行遮罩再生。在任一例子中，系統的複雜度和成本明顯偏高以符合遮罩要求。
降低及/或減少使用物理(遮蔭)遮罩對製造製程大有助益，尤其是對大量製造來說。消除或減少使用物理遮罩的較佳概念涉及採行雷射劃線或其他無遮罩圖案化技術，以滿足圖案化需求。故本發明之實施例大體上例如視適合TFB之製造性、產率和功能所需、與圖案化/刻劃步數和波長，於製程任一處，利用雷射劃線或其他無遮罩圖案化技術。其包括在沉積完所有層後施行單一圖案化步驟、或多重圖案化，但減少圖案化步數，其中各圖案化用於單一或多個堆疊層。若某些步驟須進行物理(遮蔭)遮蔽，則揭露內文可配合使用最少量的物理遮罩。另外，在一些步驟中，揭露內文可配合使用其他物理無遮罩圖案化技術，例如光微影圖案化。
所述概念的優點包括減少或消除基板的無功能性區域。另一好處為雷射能提升裝置圖案化的靈活度而適應末端市場定義之形成因子，又不需額外製造昂貴的物理(遮蔭)遮罩或光罩(一般用於光微影技術)。光微影製程使用較少的光罩亦可降低成本。又一優點在於，陽極集電器當作保護塗層，可消除或減少封裝裝置所需的多層複雜結構。邊緣保護的預期需求將參照第6圖描述於後。再一好處為脫離物理(遮蔭)遮蔽技術對產率有正面影響。
第4A-4G圖繪示根據本發明一實施例，利用單一雷射劃線步驟製造用於金屬基板之TFB的流程。此流程主要包括毯覆(無遮罩)沉積CCC層102(第4A圖)、陰極層 106(第4B圖)、電解質層108(第4C圖)、陽極層110(第4D圖)和PC/ACC層112(第4E圖)。隨後進行物理無遮罩圖案化步驟，例如利用雷射劃線來圖案化裝置(第4F圖)、及進行最後封裝步驟來保護露出邊緣(第4G圖)。在第4F圖中，雷射切割位置以虛線401表示。在第4G圖中，邊緣保護材料414包括聚合物、介電質及/或金屬。聚合物例如由噴墨列印或浸泡塗佈沉積而得，其第一步為選擇性附加製程。介電質及/或金屬(若有)可由傳統真空沉積技術塗佈而得。在此例子中，可先沉積介電層來隔離二電極。沉積後，利用雷射剝除露出接觸點。第4A-4G圖處理流程同樣可採行其他物理(遮蔭)無遮罩圖案化技術，例如機械鋸切、水/溶劑切割、離子束銑磨和光微影技術。
第4A-4G圖處理流程只顯示單一TFB。然此製程可應用於圖案化大面積或連續基板，以製造複數個TFB裝置。例如，第4F圖的切割線401不僅用來劃出單一TFB的輪廓，其還用來分開單一TFB與相鄰TFB。
如第4F圖所示，視用於TFB結構的材料光學吸收特性和刻劃時的材料堆疊結構(如第4圖之多個堆疊結構)而定，可用多種類型的雷射來執行刻劃功能。一些可用的雷射包括高功率二氧化碳(CO2 )雷射(如波長為10微米)、摻數固態雷射(如波長為1046nm的摻釹釔鋁石榴石雷射(Nd：YAG))和二極體雷射。此外，也可使用連續式和脈衝式(甚至是飛秒級)雷射。
對應第4A-4G圖製程的系統結構繪示於第5圖。相較於第2及3圖中先前技術之HVM概念，新的HVM概念是由更簡單的設備組構成。遮蔭無遮罩處理流程的概念與設備類型無關，故其亦可應用於叢集、線上和捲繞式(捲筒式)塗佈機。其也與TFB的材料成分和基板種類(如陶瓷、金屬、剛硬材料、彈性材料和塑膠/聚合物)無關。
若採用陶瓷基板，則基板不能做為連接外部電路的接觸點，而需另行刻劃圖案來露出陰極集電器(CCC)。刻劃步驟可輕易完成額外圖案。又，最後封裝步驟需經調整以保護剛露出的邊緣區域且不露出CCC層。
除了利用雷射劃線來圖案化TFB的態樣外，本發明實施例還提出其他方法和解決方案，以於雷射劃線製程形成後續保護塗層，其中缺少使用物理(遮蔭)遮罩無法產生重疊來確保各層和TFB邊緣的露出材料於雷射劃線後為隔離狀態。若圖案化是在沉積步驟終了或即將結束時進行，則露出邊緣的問題將最為嚴重。
陰極和陽極側的金屬集電器可當作輸送Li離子的保護阻障層。此外，陽極集電器可做為周遭氧化劑(水(H2 O)、氧氣(O2 )、氮氣(N2 )等)的阻障層。故選用材料在「雙向」(即Li移往金屬集電器而形成固態溶液，反之亦然)上最好不與Li反應或互溶。此外，用於金屬集電器的材料較佳對氧化劑有低反應性和擴散性。根據公開的二元相圖，符合首要需求的代表物為銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、鈣(Ca)、銅(Cu)、錫(Sn)、鈀(Pd)、鋅(Zn)和鉑(Pt)。使 用某些材料時，需控制熱預算(thermal budget)以確保金屬層間不會反應/擴散。若單一金屬元素不能滿足兩種需求，則可考慮合金。又，若單一層不能滿足兩種需求，則可使用雙(多)層。
最後雷射圖案化及邊緣封裝可依許多方式達成。然較佳的沉積後程序包含圖案化、邊緣封裝及切割，其分別如第6A-6D圖所示。如此可以基板為基礎處理、而非個別電池為基礎處理。更特別地，第6A圖繪示堆疊結構610，其中堆疊結構包括基板、CCC層、陰極層、電解質層、陽極層和PC/ACC層。此可詳見第4A-4E圖。如第6B圖所示，除了基板100外，堆疊結構610接著經雷射圖案化而形成堆疊結構620。如第6C圖所示，因圖案化而露出的堆疊結構邊緣經封裝形成堆疊結構630。黏著封裝材料614較佳為電性絕緣，並可保護露出表面，且對諸如O2 和H2 O之周遭氧化劑的滲透性低。保護露出邊緣的順序/堆疊結構為使用介電層，例如氮化矽(Si3 N4 )和二氧化矽(SiO2 )(先使用Si3 N4 )、利用傳統方法沉積，例如物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)。另一順序包括沉積介電質後使用聚合物(噴墨分配後施以UV固化)或再次利用傳統真空沉積法沉積金屬層。在任一例子中，塗佈之ACC區域經雷射剝除而露出例如接觸區域。也可使用適合UV固化的聚合物本身。接著如第6D圖所示，沿著虛線601切割堆疊結構而製造多個裝置。切割方式可採行雷射劃線製程或上述其他刻劃製程。
第7A-7G圖繪示製造流程的又一實施例。在此流程中，使用二基板分別用於陰極側和陽極側，然後再層壓成TFB。兩側皆依循第4A-4E圖所示之物理無遮罩毯覆沉積方式。陰極側繪示於第7A-7C圖，陽極側依此反向倒置，即為陽極集電器112(或金屬阻障層)和Li金屬110(第7D及7E圖)。雖然圖中顯示陰極側為達電解質層108，但也可沉積Li，以於層壓步驟期間形成Li-Li介面。如此可促使內部介面遍及整個TFB結構及加強層壓製程。層壓方式可為高溫加壓捲繞二物件。「柔軟」且具反應性之Li層將做為黏著層。層壓時，熱處理(加熱或其他方式)可加強第7F圖的層壓結構710不受介面影響。層壓溫度宜為50℃-150℃，其低於Li的熔點。施加壓力宜介於一些至數個大氣壓。類似第4F圖，第7G圖將分別進行雷射圖案化及最後封裝來圖案化裝置及保護邊緣114。此外，在第6A-6D圖流程和所示製程後，最後圖案化及邊緣封裝可應用到大面積基板。然在此例子中，雷射劃線需切穿一基板，以得到第6B圖結構。
再次參照第4A-4G及7A-7G圖，若基板具導電性，更能進一步簡化處理流程和結構。例如，若第4A-4G圖處理流程使用金屬基板100，則基板可做為陰極集電器，故可免除CCC沉積步驟。同樣地，若金屬基板101用於第7A-7G圖的處理流程，則基板可做為陽極集電器，而可免除ACC沉積步驟。
即使第4A-4G、6A-6D及7A-7G圖所示之本發明實施 例顯示所有層皆未以物理(遮蔭)遮罩圖案化，但其他實施例可讓一些層以物理(遮蔭)遮罩圖案化(或最好利用其他物理無遮罩圖案化步驟)，其餘未圖案化層則如同上述般優於先前技術。例如，處理流程和結構的至少一層於沉積時未經物理遮蔽圖案化。另外，可採行多重物理無遮罩圖案化步驟，例如沉積陰極層(第4B圖)後進行第一圖案化步驟，沉積陽極集電器(第4F圖)後進行第二圖案化步驟。此二圖案化步驟可使後續電解質沉積更適當地封裝陰極。
由以上說明和圖式可獲知所述概念和方法的優點。第一，可降低物理(遮蔭)遮罩相關的複雜度和成本。第二，比較第1、4及6圖後清楚可知，所述概念和方法有效利用基板面積而獲得最大電容量。最後，減少或消除物理(遮蔭)遮罩需求更可靈活適應形成因子，其目前只能從改變雷射劃線和封裝步驟的條件著手，而非實際改變包含5-6層的物理(遮蔭)遮罩組。光微影圖案化配合減少圖案化步驟或圖案化多層的概念，雖然略微複雜，但能增進靈活度，並且降低成本。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、101‧‧‧基板
102、104‧‧‧集電器(層)
106‧‧‧陰極(層)
108‧‧‧電解質層
110‧‧‧Li(金屬)層/陽極層
112‧‧‧PC/ACC層/集電器
114‧‧‧邊緣
401‧‧‧線
414‧‧‧保護材料
601‧‧‧線
610、620、630‧‧‧堆疊結構
614‧‧‧封裝材料
710‧‧‧層壓結構
一般技藝人士在檢閱本發明之特定實施例說明及配合參照所附圖式後，將更清楚本發明之上述與其他態樣和特徵，其中：第1A-1F圖繪示先前技術中每一步驟皆使用遮罩的TFB生產製程；第2圖繪示先前技術中用於陶瓷基板之TFB生產製程所需的不同設備和處理步驟；第3圖繪示先前技術中用於金屬基板之TFB生產製程所需的不同設備和處理步驟；第4A-4G圖繪示根據本發明態樣的HVM TFB生產製程實施例；第5圖繪示根據本發明態樣之HVM TFB生產製程所需的設備和處理步驟實施例；第6A-6D圖繪示根據本發明另一態樣的HVM TFB生產製程實施例；以及第7A-7G圖繪示根據本發明又一態樣的HVM TFB生產製程實施例。
414．．．保護材料

Claims (12)

  1. 一種製造數個薄膜電池的方法，至少包含：提供一基板；沉積一包括複數個層的薄膜電池結構於該基板上，該些層依沉積順序包括一陰極、一電解質和一陽極，其中該些沉積層的至少一者未經圖案化且不具有遮罩；沉積一保護塗層；以及利用一或多個無遮罩物理圖案化製程來圖案化該些層和該保護塗層，其中該圖案化步驟會在該些層中形成數個溝槽。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含在該圖案化步驟後，以一封裝材料來填充該些溝槽。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，更包含在該填充步驟後，切穿該些經填充之溝槽和該基板而製造複數個薄膜電池。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基板係導電性的。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該導電性基板亦當作一陰極集電器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該保護塗層是一陽極集電器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該一或多個無遮罩物理圖案化製程各自係選自由雷射劃線、機械鋸切、水/溶劑切割、離子束銑磨和光微影技術所組成之群組。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該些層全未經圖案化，且該些層平行且共同擴張(co-extensive)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含在圖案化步驟後，封裝該些層的露出邊緣。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該圖案化步驟切穿該基板而製造複數個薄膜電池。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含在該圖案化步驟後，封裝該些層的露出邊緣。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該一或多個無遮罩物理圖案化製程包括一雷射劃線製程。
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