激光－划线工具架构制造技术

本发明专利技术涉及用于激光划线垂直定向工件的设备和系统。在许多实施例中，激光划线设备（３０、６０）包括框架、耦接所述框架的第一夹具（３２）、耦接所述框架的第二夹具（３４）、可操作以产生能够从所述工件（３６）的至少一部分移除材料的输出的激光（９６、１００）及耦接所述激光（９６、１００）和所述框架的扫描装置（１０６）。所述第一夹具（３２）配置为用于啮合所述工件（３６）的第一部分。所述第二夹具（３４）配置为用于啮合所述工件（３６）的第二部分。当所述工件（３６）由所述第一夹具及所述第二夹具啮合时，所述工件（３６）实质上垂直定向。所述扫描装置（１０６）可操作以控制来自所述激光（９６、１００）的输出相对于所述工件（３６）的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光-划线工具架构相关申请的交叉引用本申请要求2008年11月19日申请的专利技术名称为“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。背景本专利技术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 日申请的专利技术名称为 “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“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。
技术实现思路
为提供本专利技术的基本理解，下文呈现本专利技术的一些实施例的简单概述。本概述并非本专利技术的广泛概观。其并非意欲鉴定本专利技术的主要/关键要素或描绘本专利技术的范畴。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。在许多实施例中，该设备可被配置为固定多个工件。例如在许多实施例中，可加载或卸载一个工件，同时划线另一个工件。该设备中工件的行进路径可与该设备中第二工件的行进路径偏移。在许多实施例中，该扫描装置可相对于该工件及/或该框架平移。例如该扫描装置可水平平移以便调整该工件与该第二工件的行进路径之间的偏移。该偏移调整也可通过利用光学装置(诸如，具有三维扫描仪及/或可调整的光束扩展器的光学装置)来改变光束的聚焦而完成。该扫描装置可相对于该工件及/或该框架垂直平移。在许多实施例中，该设备包括多个扫描装置。例如，该设备可包括耦接该激光及该框架的第二扫描装置。该第二扫描装置可操作以控制来自该激光的输出相对于该工件的位置。该扫描装置及该第二扫描装置皆可相对于该工件垂直平移。在许多实施例中，该设备包括一条或多条光缆。例如该设备可包括将该激光与该扫描装置耦接的光缆且可包括将该激光与该第二扫描装置耦接的第二光缆。在许多实施例中，该工件包括基板及用于形成太阳能电池的至少一个层。在许多实施例中，该激光能够从至少一个层中移除材料。在另一方面中，提供一种用于激光划线包括实质平坦表面的工件的系统。该系统包括框架、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、耦接该激光及该框架的扫描装置及耦接该激光及该扫描装置的控制装置。第一夹具被配置为啮合该工件的第一部分。第二夹具被配置为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，该平坦表面实质上垂直定向。该扫描装置可操作以控制来自该激光的输出相对于该工件的位置。该控制装置5包括处理器及机器可读媒介。该机器可读媒介包括指令，当通过该处理器执行时，指令引起该系统对准该激光输出以在该工件上形成预定特征结构图案。在许多实施例中，该扫描装置及该工件可平移。例如该扫描装置可相对于该工件垂直平移。该第一夹具及该第二夹具可相对于该框架水平平移。在另一方面中，提供一种用于激光划线包括实质平坦表面的工件的方法。该方法包括支撑该工件以便该平坦表面实质上垂直定向，在该经支撑工件与划线光学组件之间产生相对平移，及在该相对平移期间用该划线光学组件导向来自激光的输出以在该工件上形成激光划线特征结构。该相对平移包括垂直分量。在许多实施例中，该相对平移进一步包括水平分量。在许多实施例中，该工件由框架支撑。例如该工件可由啮合该工件的第一部分的第一夹具及啮合该工件的第二部分的第二夹具支撑，其中该第一夹具及该第二夹具耦接该框架被配置为可相对于该框架水平平移。该划线光学组件可耦接该框架。在许多实施例中， 在形成该激光划线特征结构的至少一部分期间，该工件可相对于该框架水平平移。在许多实施例中，该方法进一步包括安装第二工件，以便在形成该激光划线特征结构的至少一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于激光划线包括实质平坦表面的工件的设备，所述设备包括：框架；第一夹具，耦接所述框架，所述第一夹具被配置为用于啮合所述工件的第一部分；第二夹具，耦接所述框架，所述第二夹具被配置为用于啮合所述工件的第二部分，其中当所述工件由所述第一夹具及所述第二夹具啮合时，所述平坦表面实质上垂直定向；激光，可操作以产生能够从所述工件的至少一部分移除材料的输出；以及扫描装置，耦接所述激光及所述框架，所述扫描装置可操作以控制来自所述激光的输出相对于所述工件的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安托尼·P·马内斯，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US