本发明专利技术涉及用于施加绝缘介电材料至光伏模块衬底的方法以及系统。提供了用于将介电材料(38)沉积至光伏(PV)模块(10)衬底(12)的一个或者多个半导体材料层(27)中的孔隙(26)内的方法以及相关的系统。将衬底的第一侧曝露于光源(32)，使得光透过衬底(12)以及在衬底的相反侧上的半导体材料层(27)中的任何孔隙(26)。探测透过孔隙(26)的光并且打印机(34)按所探测到的光的图案来配准以印制介电材料(38)并且填充孔隙(26)。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题一般涉及光伏(PV)模块，以及更具体地涉及用于在PV模块的加工期间将介电材料施加在衬底上的系统以及方法。
技术介绍
薄膜光伏(PV)模块(也称为“太阳能电池板”或者“太阳能模块”)正在产业中获得广泛的接受以及兴趣，特别是基于碲化镉(CdTe)与硫化镉(CcK)配对作为光敏部件的模块。这些模块典型地包括在CdTe层的沉积之前沉积在玻璃衬底上的多个膜层。例如，首先在玻璃衬底的表面上沉积透明导电氧化物(TCO)层。然后在TCO层上施加高阻透明缓冲 (RTB)层。RTB层可以是锌锡氧化物(ZTO)层并且可被称为ZTO层。在ZTO层上施加硫化镉(CcK)层。典型地在溅射沉积过程中施加这些层，溅射沉积过程涉及将材料从靶(如，材料源)中喷射出，并且将所喷射出的材料沉积到衬底上以形成膜。然后典型地通过气相沉积过程在CdS层上沉积CdTe层。该衬底然后经历各个处理步骤，包括激光划刻过程以限定并且隔离个体电池，围绕电池限定周长边缘区域，并且串联连接这些电池。这些步骤产生被限定在衬底的物理边缘内的多个个体太阳能电池。该激光划刻过程使得将第一隔离划刻限定为通过光敏层以及在下面的层向下至玻璃衬底。该划刻线然后在背接触层的施加之前用介电材料来填充。用于填充隔离划刻的通常技术是光阻剂显影过程，其中液体负性光阻剂(NPR)材料通过喷涂、辊涂、丝网印刷术、或者任何其他合适的施加过程被涂覆在CdTe层上。衬底然后曝露于来自下面的光，使得在划刻中的WR材料(以及在CdTe材料中的任何针孔)曝露于光，从而促使曝露的WR聚合物以交联并且“硬化”。衬底然后在过程中“显影”，其中化学显影剂被施加在CdTe表面以溶解任何未硬化的NPR材料。换句话说，未曝露于光的NPR 材料通过显影剂从CdTe层被洗掉。以上所述的光阻剂施加过程要求数个步骤，并且因为大部分的NPR材料在显影步骤中溶解并且被洗掉而固有地效率低并且浪费，其增加了加工过程的不必要的成本。美国专利号5536333描述了过程，其中通过使衬底穿过从背光区域并且将该信息传递至计算机控制的多头传送系统来探测在半导体层中的针孔以用粘性非导电材料填充针孔。该专利然而未提供关于填充相对大的隔离划刻线的指导。相应地，在产业中存在对用于施加介电材料至划刻线的改进的系统的持续需要， 该系统减少处理步骤的数量并且充分利用介电材料。
技术实现思路
本专利技术的方面以及优点在下面接下来的说明中被阐明，或者从本说明可以是明显的，或者可通过本专利技术的实践而习得。根据本专利技术的方面的实施例包括用于将介电材料沉积至在光伏(PV)模块衬底的半导体材料层的一个或者多个中的孔隙内的方法。该孔隙可以是在层中限定的激光划刻线，或者层中的空洞或者缺陷。该方法包括将衬底的第一侧曝露于光源，使得光透过衬底以及在衬底的相反侧上的半导体材料层中的任何孔隙。探测穿透过孔隙的光并且用其控制打印机，例如喷墨打印机，打印机将介电材料印制在衬底上的所探测到光的区域中以填充孔隙。衬底与打印机可以各个方式调整。例如，可以线性方向传送衬底经过打印机，且控制打印机以相对线性方向来回的方向移动以跨衬底的宽度来填充孔隙。在备选的实施例中，可控制打印机以跨衬底的长度与宽度来移动以填充孔隙，衬底可保持固定。在特定的实施例中，透过孔隙的光由与打印机集成的光探测器探测。在备选的实施例中，分离的探测器以及关联的控制电路可生成来自所探测到的光的图案的打印图像或者文件并且将该图像或者文件传输至打印机，由此打印机将图像印制在衬底上以填充孔隙。进一步的实施例可包括执行随后的穿过衬底的透光测试的步骤以确定孔隙是否令人满意地被填充。该测试的结果还可被用作用于打印机的纠正反馈信号以解决在打印机与所探测到的光图案之间的任何校准或者配准误差。对以上所讨论过程的变更以及修改在本专利技术的范围以及精神内并且可在本文进一步被说明。本专利技术还包含根据以上讨论的方面的各个系统实施例。例如，示例性的系统可包括所布置的光源以使光透过衬底的第一侧，使得该光透过衬底以及在衬底的相反侧上的半导体材料层中的孔隙。该衬底可被传送经过光源，或者该光源可被带至衬底。光探测器被布置在衬底的相反侧以探测透过孔隙的光。打印机被配置成与光探测器通信以将介电材料印制在对应所探测到光的衬底的区域上以用可印制的介电材料来填充孔隙。特定的系统实施例可包括传送带，其以线性方向移动衬底以打印机，且打印机以相对线性方向来回的方向可移动以跨衬底的宽度来填充孔隙。在备选的系统实施例中，打印机可被控制以穿越衬底的长度与宽度来填充孔隙，衬底可保持固定。光探测器可与打印机形成为集成的部件或者可通过控制电路与打印机通信。例如，可探测到透过的光并且在衬底的第一位置处生成打印图像或者文件。打印机可在下游的打印位置处接收该图像或者文件以将图像印制在衬底上，从而填充生成图像的孔隙。又另一系统可包括下游的透光测试器，其配置成执行随后的穿过衬底的透光测试以确定孔隙是否通过所述系统令人满意地被填充。从该测试的结果还可被用以给所述打印机提供纠正反馈信号。对以上所讨论的系统实施例的变更以及修改在本专利技术的范围以及精神内并且可在本文进一步被说明。本专利技术这些和其他特征、方面和优点参考接下来的说明以及附上的权利要求可以被更好地理解。附图(其包含在本说明内并且组成本说明的一部分)图示本专利技术的实施例并且与本说明一起用于解释本专利技术的原理。附图说明对于本领域内的技术人员而言的本专利技术的完整以及实现性公开(包括其最佳模式)在本说明书中参考附上的附图被阐明，其中图1是光伏模块的横截面视图；图2是特别图示激光划刻线(包括以介电材料填充的划刻)的光伏模块的横截面视图；图3是用于以介电材料填充在光伏模块衬底中的孔隙的系统以及相关方法的图解视图；以及图4是用于以介电材料填充在光伏模块衬底中的孔隙的系统以及方法的备选实施例的图解视图。在本说明书以及附图中参考符号的重复使用被规定为代表相同的或者相似的特征或者元件。部件列表10光伏(PV)模块12衬底13衬底的第--侧14TCO层16RTB层18CdS层20CdTe 层22背接触层24层压片26孔隙27半导体层28划刻线29划刻线30缺陷/针孔31划刻线32光源33光34打印机35光36打印头38介电材料40光探测器42传送带44控制电路46第二光源48第二.探测器50系统52固ft,/干燥室具体实施例方式现将详细地参照本专利技术的实施例，其一个或者多个示例在附图中所图示。每个示例通过本专利技术的解说的方式而被提供，不是对本专利技术的限制。事实上，对本领域内技术人员而言，很明显，在本专利技术中可以进行各个修改以及变更而未脱离其范围或者精神。例如，作为一个实施例的部分所图示或者所描述的特征可被用于另一实施例以得到又另外的实施例。因此，目的在于本专利技术包含这样的修改以及变更，它们落入附上的权利要求以及其等同的范围内。图1图示光伏(PV)模块10的一部分的横截面视图。模块10包括衬底12，比如玻璃片，其具有多个沉积其上的薄膜层。应理解，本专利技术不由衬底12或者薄膜层的任何特定类型所限制。典型地，CdTe PV模块包括在沉积CdTe层之前沉积在玻璃衬底12上的多个膜层。例如，玻璃衬底12可以提供有其上预形成的透明导电氧化物(TCO)层14，或者可在随后的沉积过程中沉积TC本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于将介电材料（３８）沉积至光伏（ＰＶ）模块（１０）衬底（１２）的一个或者多个半导体材料层（２７）中的孔隙（２６）内的方法，所述孔隙（２６）包括划刻线（２８）以及针孔缺陷（３０）的任何组合，所述方法包括：将所述衬底的第一侧（１３）曝露于光源（３２），使得光照过所述衬底和在所述衬底的相反侧上的半导体材料层中的孔隙；探测透过所述孔隙的光（３５）；以及根据探测到的光来控制打印机（３４）并且以由所述打印机分配的能印制的介电材料（３８）填充所述孔隙。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·费尔德曼皮博迪，R·D·戈斯曼，T·J·卢卡斯，
申请(专利权)人：初星太阳能公司，
类型：发明
国别省市：US
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