[发明专利]激光-划线工具架构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年11月19日申请的发明名称为“Laser Scribing Tool Architecture”的美国临时专利申请61/116,257的权益，其全部揭示内容以引用的方式并入本文。

背景

本发明所述的各种实施例基本上涉及用于划线或图案化工件的设备及系统，更特别的涉及用于激光划线放置于垂直方向的工件的设备及系统。所述设备及系统对于激光划线具有用于形成薄膜太阳能电池的至少一层的玻璃基板特别有效。

当前用于形成薄膜太阳能电池的方法涉及在诸如适于形成一个或多个p-n结的玻璃、金属或聚合物基板这样的基板上沉积或另外形成多个层。薄膜太阳能电池实例包括具有透明导电氧化物(TCO)层、多个掺杂及未掺杂硅层以及金属背侧层的玻璃基板。举例而言，可用于形成太阳能电池的材料的实例连同用于形成这些电池的方法及设备描述于2007年2月6日申请的发明名称为“MULTI-JUNCTION SOLAR CELLS AND METHODS AND APPARATUSES FOR FORMING THE SAME”的共同待决的美国专利申请11/671,988中，其全部揭示内容以引用的方式并入本文。

当面板由大基板形成时，在每一层中通常使用一系列激光划线的线以描绘单个电池。图1以图表图标实例太阳能电池组件10，其包括划线的线(例如，激光划线的线)。太阳能电池组件10可通过在玻璃基板12上沉积若干层且在这些层内划线大量线得以制造。该制造工艺由在玻璃基板12上沉积TCO层14开始。随后在TCO层14内划线第一组线16(“P1”互联线及“P1”隔离线)。随后在TCO层14上及第一组线16内沉积多个掺杂及未掺杂的非晶硅(a-Si)层18。随后在硅层18内划线第二组线20(“P2”互联线)。随后在硅层18上及第二组线20内沉积金属层22。随后如图示划线第三组线24(“P3”互联线及“P3”隔离线)。

薄膜太阳能电池的生产成本及质量受生产太阳能电池的划线组件(例如，太阳能电池组件10)的生产成本及质量影响。因此，需要开发具有降低成本及改良划线质量的用于划线工件的设备及系统。更特别的是，需要开发用于形成薄膜太阳能电池的激光划线组件的改良的设备及系统。

发明内容

为提供本发明的基本理解，下文呈现本发明的一些实施例的简单概述。本概述并非本发明的广泛概观。其并非意欲鉴定本发明的主要/关键要素或描绘本发明的范畴。本概述的唯一目的为以简单形式呈现一些方面及实施例以作为后面呈现的更详细说明的序言。

根据各种方面及实施例的设备及系统提供用于激光划线工件。所揭示的设备及系统被配置为激光划线垂直定向的工件。垂直定向该工件可产生改良的工件稳定性、改良的烧蚀碎片移除、改良的产量、降低的振动水平、改良的准确度、较小的占地面积、改良的服务能力及/或其它这样的改良。当用于用以形成薄膜太阳能电池的激光划线组件时，这种设备及系统尤其有效。

在第一方面中，提供一种用于激光划线包括实质平坦表面的工件的设备。该设备包括框架、耦接该框架的第一夹具、耦接该框架的第二夹具、激光，可操作该激光以产生能够从该工件的至少一部分移除材料的输出、及耦接该激光及该框架的扫描装置。该第一夹具被配置为用于啮合该工件的第一部分。该第二夹具被配置为用于啮合该工件的第二部分。当该工件由该第一夹具及该第二夹具啮合时，该平面实质上垂直定向。该扫描装置可操作以控制来自激光的输出相对于该工件的位置。

在许多实施例中，该第一夹具及该第二夹具被配置为啮合矩形工件的不同部分。例如该第一夹具可被配置为沿着第一侧面啮合该工件，而该第二夹具可被配置为沿着与该第一侧面相对的第二侧面啮合该工件。当该工件由该第一夹具及该第二夹具啮合时，该第一侧面可设置在该工件的顶部且该第二侧面可设置在该工件的底部。另外，当该工件由该第一夹具及该第二夹具啮合时，该第一侧面及该第二侧面可实质上垂直定向。

在许多实施例中，这些夹具可相对于该框架平移且该设备可包括额外夹具。例如该第一夹具及该第二夹具可相对于该框架水平平移。该设备可包括耦接该框架的第三夹具及第四夹具。该第三夹具可被配置为沿着该第二工件的第一侧面啮合该第二工件。第四夹具可被配置为沿着该第二工件的第二侧面啮合该第二工件。当该第二工件由该第三夹具及该第四夹具啮合时，该第二工件的平坦表面实质上垂直定向。该第三夹具及该第四夹具可相对于该框架水平平移。