TWI431787B - 印製識別碼於太陽能電池基板的方法及其應用 - Google Patents

Description

印製識別碼於太陽能電池基板的方法及其應用

本發明係關於一種在太陽能電池(solar cell)印製識別碼(identification)方法，特別是指在網印導電膠於太陽能電池表面時，同時印製識別碼的方法。

近年來，由於環保意識的抬頭和其他能源逐漸的枯竭，使得世界各國開始重視再生能源的利用。再生能源包括：太陽能、風能、水力能或生質能等來源無所匱乏的資源。而台灣地處亞熱帶，日照豐富，因此在台灣，利用太陽能電池(solar cell)作為太陽能源的開發，使太陽能的光電轉換效率提高，為現今各產業研究的焦點。

由於太陽能電池(solar cell)的製程相較於半導體製程而言較為簡單。基於成本上的考量，用來製備太陽能電池的晶圓，並不像在製備半導體積體電路一樣，會以雷射掃瞄的方式，對每一片晶圓刻錄識別碼(identification)。

因此，在製備太陽能電池的過程中也無從個別得知每一片晶圓的製程參數。但是，在製備過程當中，製程的參數可能依不同的情況作些微的調整或有些許的差異，比如：擴散製程離子的濃度、酸鹼液的濃度、蝕刻的時間等等。

假如在製備過程中，因為其中一道製程出現問題，而造成整批太陽能電池良率下降時，很難及時從現有的資料及數據分析中，找出對應晶圓問題所在，使得在重新調整製程參數時，具有一定的困難度。另外又如在太陽能電池出貨後，客戶端發現不良品問題，由於太陽能電池片沒有刻錄識別碼，因此也無法找出對應製程所發生的問題，當然也無從找出對應的改善措施。

有鑒於上述課題，本發明之目的係提供一種在太陽能電池(solar cell)印製識別碼(identification)方法，其特徵在於一太陽能電池基板在依序經過清潔、結構化(texturing)、擴散、絕緣及鍍抗反射層之後，將金屬漿料以網印方式印製於該太陽能電池基板背面，形成一第一匯流排(bus bar)、一第二匯流排及一個別片的識別碼。

其中，第一及第二匯流排將太陽能電池基板背面區分為第一至第三區域，識別碼選自圖形記號、數字標記、文字及其任意組合所組成的群組其中之一種，分布於該些區域之間。

之後，對太陽能電池施以一燒結程序，以使第一匯流排及第二匯流排與太陽能電池基板形成歐姆接觸電極；及紀錄太陽能電池基板的識別碼及製程參數，使太陽能電池在製備過程中的參數可以被記錄及建檔。

本發明之方法不但製程容易，也不需再增加設備成本。並且，當太陽能電池的良率下降時，檢測人員可以依據每一片太陽能電池基板的製程參數資料，進行分析及查找問題，並適時調整製程參數，來使太陽能電池的品質最佳化。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文依本發明一種印製識別碼(identification)於太陽能電池(solar cell)基板的方法和應用，特舉較佳實施例，並配合所附相關圖式，作詳細說明如下，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。

在太陽能電池製程中，一批次太陽能電池基板在依序經過清潔、結構化(texturing)、擴散、絕緣及鍍抗反射層之後，會在太陽能基板吸光面及背面形成電極，來連接外界的電路。本發明的特徵在於，將金屬漿料以網印方式印製於太陽能電池基板的背面形成第一匯流排(rear side bus bar)及第二匯流排，也將一個識別晶片的識別碼的印製於太陽能電池基板上。

請參照圖1，係為在太陽能電池基板上印製第一匯流排、第二匯流排及識別碼所使用的網版1。由圖中可看出，網版1上除了定義第一匯流排、第二匯流排的圖案開口11、12之外，還定義了識別碼的圖案開口13。由圖面上可以看出，第一匯流排、第二匯流排的圖案開口11、12為兩條狀平行的開口。

第一匯流排圖案開口11的及第二匯流排圖案開口12也將網版1分為三個區域。第一匯流排圖案開口11的上方區域為第一區域101，第一及第二匯流排圖案開口之間為第二區域102，第二匯流排圖案開口12的下方區域為第三區域103。

第一及第三區域101，103可以依據需求，任意選定代表個位數區域或十位數區域。比如本發明實施例中，以第一區域101及第三區域103，分別代表十位數區域及個位數區域。然而，識別碼十位數及個位數的辨識，實質上也可以依照需求選擇不同的區分方法。

值得注意的是，為了使網印製程中，刮板向一方向行進一次就能將第一匯流排、第二匯流排及識別碼全部印製於太陽能電池基板背面，達到節省製程時間的目的。所以，在本發明實施例中，主要是藉著改變一刮板起點和終點的位置，來給予不同晶片個別的識別碼。所以，本發明實施例中，僅在第一區域101及第三區域103設有識別碼圖案的開口13。

識別碼的圖案開口13可以選自圖形記號、數字標記、文字及其任意組合所組成的群組其中之一種。圖形記號可以是圓形、方形或三角形等任一幾何形狀。除此之外，也可以使用阿拉伯數字或羅馬數字，或者採用一、二、三...之類的文字編號。

本實施例的識別碼的圖案開口13包括多個圖形標記130及數字記號132，使用者可依照每一片晶圓的編號，選自透過圖形標記130、數字記號132的開口，控制刮板改變起點與終點的位置。由圖面上看，刮板由上往下(或以相反方向)行進一次，即可將第一匯流排、第二匯流排及識別碼的金屬漿料印製於太陽能電池基板背面。

請配合圖2A至圖2B，顯示本發明實施例中不同片的太陽能基板之背視圖。當利用網版1，控制刮板由上往下將金屬漿料印製於太陽能電池基板背面20時，若起點位置為”9”(印製出第一區域101內之”9”與同行圖形記號)即代表十位數為9，而刮板運動之終點為”9”時(即印製出第三區域103內之”9”與同行圖形記號)，即代表個位數為9。換言之，此片太陽能電池基板晶片識別碼23為”99”，如圖2A所示。

依此類推，當印製下一片太陽能電池基板2之識別碼23為”98”時，刮板以網版1的101區域內之”9”為起點開始運動，直到在103內之”8”的終點處停止，如圖2B所示。換言之，網印時，藉由控制刮板運動的起點與終點位置，可排列出識別碼從99~00的情況。利用本發明所提供之方法，可以對至少100片的太陽能電池基板編號。因此，當同一批太陽能電池基板進行太陽能電池製程時，已足夠使每一片太陽能電池都具有其各自的識別碼。

當然，在另一實施例中，也可以單純用數字來表示識別碼編號。比如，刮板從該十位數區域選擇一數字記號a為起點，行進至個位數區域時，選擇另一數字記號b為終點，a及b代表0~9其中任一數字，則識別碼即被判讀為”ab”

本發明實施例中雖然是以十為底來編寫識別碼，但是並不僅限於此例，用其他的方式，比如八進位、或十六進位也是可以的。除此之外，也可以利用不同的圖形記號來區分十位數及個位數，比如，代表十位數的圖形記號為方形，而代表個位數的圖形記號用圓形。

由於網印過程中，可能會發生識別碼13的圖形標記、文字或數字沒有印全而造成誤判。因此，另一種方式，是以圖形記號和一基準線之間的距離作為讀寫的依據。

在第一區域101內設定一第一基準線1010，而第一區域101內的圖形記號與第一基準線1010相距的距離d_A ，即等於A個單位距離，本發明實施例中，第一基準線1010即為第一匯流排11的邊緣。

在第三區域103內設定一第二基準線1030，為太陽能電池基板邊界，且位於第三區域103內的圖形記號，與第二基準線1030相距的單位個數為B，則識別碼的判讀方式是”(A-1)(B-1)”。比如，圖2A中，A=10，B=10所以本片太陽能電池基板的識別碼23為”99”。在本發明實施例中，太陽能電池基板2的識別碼23皆是以一圖形辨識機來判讀。

印製第一匯流排11、第二匯流排12及識別碼13的金屬漿料的成分包括導電金屬粉末、玻璃(陶瓷)粉末及有機化合物。導電金屬粉末可選自銀、鋁、銅、矽等。玻璃(陶瓷)粉末如：PbO、B₂ O₃ 、SiO₂ 等，有助於漿料整體的燒結及附著性。有機化合物則有利於使金屬漿料印製於太陽能電池基板表面。

在網印程序後，還需再經過一燒結程序，亦即將太陽能電池基板1放置於退火爐管中，加熱至約700~800℃，使第一匯流排、第二匯流排12的金屬擴散至太陽能電池基板1形成良好的歐姆接觸以作為電極。

本發明實際上也提供一種對批次太陽能電池基板的製程參數增加記錄相對位置參數的方法。在製程過程中，同一批次太陽能電池的製程參數雖然是相同的，但是，在磷擴散製程或是以電漿鍍抗反射膜層時，由於太陽能電池基板放置的位置參數有所差異，也可能是造成太陽能電池效能的差異的原因之一。

過去由於沒有對個別片太陽能電池編號，難以分析由於位置不同而造成的差異，使用本發明的方法對個別片太陽能電池編號之後，經過燒結程序後的太陽能電池在效能測試之前，會先記錄該批次太陽能電池的製程參數及識別碼。一旦發現太陽能電池的效能不如預期時，即可透過識別碼掌握該片太陽能電池的製程履歷，來追蹤效能降低的原因，並適時調整製程參數以提高太陽能電池的效能及品質。

當然，刻錄識別碼於太陽能電池基板也可以應用於其它圖案印刷製程。如：以網印方式將蝕刻式漿料(etch paste)或植入式漿料(doped paste)印刷於太陽能基板，同時將識別碼刻錄於太陽能電池基板，也是可行的方式。

綜上所述，本發明所提供的一種印製識別碼(identification)於太陽能電池(solar cell)的方法及應用，具有下列優點：

(1)製程容易，且不需增加設備成本。本發明所提供印製識別碼的方法，可以合併在太陽能電池原有的網印製程中，且印製識別碼的過程也不需要複雜的技術。如果像半導體積體電路製程中，採用雷射掃瞄的方式來對每一片太陽能電池基板刻錄識別碼，會使設備的成本增加。但是，採用本發明之方法，則幾乎不需要付出額外的設備成本。

(2)製程參數校正更容易。由於每一片太陽能電池基板都擁有各自的識別碼，使得每一片太陽能電池基板在製備過程中的參數可以被記錄及建檔。當太陽能電池的良率下降時，檢測人員可以依據每一片太陽能電池基板的製程參數資料，進行分析及查找問題，並適時調整製程參數，來使太陽能電池的品質最佳化。

本發明雖以較佳實例闡明如上，然其並非用以限定本發明精神與發明實體僅止於上述實施例。凡熟悉此項技術者，當可輕易了解並利用其它元件或方式來產生相同的功效。比如僅是簡單變更識別碼圖案開口的位置、形狀及個數，也能達成本案發明目的。是以，在不脫離本發明之精神與範疇內所作之修改，均應包含在下述之申請專利範圍內。

1．．．網版

101．．．第一區域

1010．．．第一基準線

102．．．第二區域

103．．．第三區域

1030．．．第二基準線

11．．．第一匯流排圖案開口

12．．．第二匯流排圖案開口

13．．．識別碼圖案開口

132．．．數字記號開口

130．．．圖形標記開口

2．．．太陽能電池基板

20．．．太陽能電池基板背面

21．．．第一匯流排

22．．．第二匯流排

23．．．識別碼

201~203．．．第一~第三區域

圖1顯示本發明實施例印製太陽能電池所使用的網版；及

圖2 A至2B顯示本發明實施例太陽能電池基板的背視圖。

1．．．網版

101．．．第一區域

1010．．．第一基準線

102．．．第二區域

103．．．第三區域

1030．．．第二基準線

11．．．第一匯流排圖案開口

12．．．第二匯流排圖案開口

13．．．識別碼圖案開口

132．．．數字記號開口

130．．．圖形標記開口

Claims (11)

1. 一種印製識別碼(identification)於太陽能電池(solar cell)的方法，包括：提供一批次太陽能電池基板的半成品，該半成品是指該太陽能電池基板已完成吸光面的所有製程；及將金屬漿料以網印方式印製於該批次太陽能電池基板背面，形成一第一匯流排(bus bar)、一第二匯流排及一個識別晶片的識別碼。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，該第一及第二匯流排將該太陽能電池基板背面區分為第一至第三區域，該識別碼選自圖形記號、數字標記、文字及其任意組合所組成的群組其中之一種，分布於該些區域之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，當印製該個別晶片識別碼時，該方法更包括改變一刮板起點與終點的位置，給予每一太陽能電池基板不同的識別碼，並且，該第一匯流排、第二匯流排及該識別碼是該刮板向一方向行進一次所印製的。
4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，該第一區域代表一十位數區域，該第三區域代表一個位數區域，該識別碼以數字記號表示，該刮板從該十位數區域選擇一數字記號a為起點，行進至該個位數區域時，選擇另一數字記號b為終點，a及b為0~9其中任一數字，則該識別碼被判讀為”ab”。
5. 如申請專利範圍第3項所述的方法，該識別碼由多個圖形記號組成，該第一區域代表一十位數區域，該第三區域代表一個位數區域，若在該第一區域內的該圖形記號與一第一基準線之相距的單位個數為A，在該第三區域內的該圖形記號與一第二基準線相距的單位個數為B，則該識別碼被判讀為”(A-1)(B-1)”。
6. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中該識別碼以一圖形辨識機來判讀。
7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，將該第一、第二匯流排及該識別碼以網印方式印製於該太陽能電池基板背面之前，更包括提供一網版，該網版定義一第一匯流排、一第二匯流排及一識別碼圖案開口於其中，該識別碼圖案開口選自圖形記號、數字標記、文字及其任意組合所組成的群組其中之一種。
8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該金屬漿料的成分包括導電金屬粉末、玻璃粉末及有機化合物。
9. 一種對批次太陽能基板的製程參數增加記錄相對位置參數的方法，該方法包括：記錄該批次的製程參數；及形成個別片太陽能基板的識別碼於該太陽能基板背面。
10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中將該識別碼形成於該太陽能電池基板背面時，係將金屬漿料以網印方式印製於該太陽能電池基板背面，形成該些個別片的識別碼。
11. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中將該識別碼形成於該太陽能電池基板背面時，係將蝕刻式漿料(etch paste)或植入式漿料(doped paste)以網印方式印製於該太陽能電池基板，形成該些個別片的識別碼。