薄膜層邊緣清除裝置及清除方法
2023-05-30 18:40:06 4
專利名稱：薄膜層邊緣清除裝置及清除方法
技術領域：
本發明涉及一種清除裝置，尤其涉及一種利用雷射器對太陽能電池基板的薄膜層 邊緣進行清除的裝置及清除方法。
背景技術：
太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源。也是清潔能源，不產生任何的環 境汙染。在太陽能的有效利用當中；大陽能光電利用是近些年來發展最快，最具活力的研 究領域，是其中最受矚目的項目之一。薄膜太陽電池作為太陽能的應用設備，可以使用在價 格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金屬片等不同材料當基板來製造，形成可產生電壓的薄膜 厚度僅需數微米，目前轉換效率最高以可達13%。薄膜電池太陽電池除了平面之外，也因 為具有可撓性可以製作成非平面構造其應用範圍大，可與建築物結合或是變成建築體的一 部份，應用非常廣泛。在薄膜太陽電池中，非晶矽薄膜太陽能電池因為其成本低，且工藝成 熟，發展迅猛，成為目前最成熟的技術，非晶矽(a-Si)太陽電池是在玻璃(glass)襯底上 沉積透明導電膜(TCO)，然後依次用等離子體反應沉積ρ型、i型、η型三層a-Si，接著再蒸 鍍金屬電極鋁(Al).光從玻璃面入射，電池電流從透明導電膜和鋁引出，其結構可表示為 glass/TCO/pin/Al，還可以用不鏽鋼片、塑料等作襯底。隨著人們對能源的需求量日益增大，太陽能電池作為新興的環保資源，其應用越 來越廣泛，相應地，太陽能電池製造產業也引起廣闊的應用前景而不斷發展壯大。鍍膜是薄 膜太陽能電池生產過程中一個必備工藝流程，薄膜太陽能電池鍍膜時容易產生周邊的鍍膜 不完整的缺陷，其薄膜層邊緣具有不均勻性，容易剝落，會影響到後續工藝，影響電池板的 性能和最終的成品封裝。雷射蝕刻是一種能在非晶矽薄膜太陽能電池的四周5 10毫米 帶狀區域用雷射蝕刻掉薄膜層的邊緣的新興技術，能有效保證太陽能電池片大小統一完整 封裝，保證良好的絕緣性與成品製作。然而現有的太陽能電池基板的薄膜層的雷射蝕刻設 備結構複雜，生產效率低，蝕刻精度不高，因此，有必要一種高效可靠、能快速有效清除太陽 能電池基板的薄膜層的邊緣的清除裝置來解決上述需求。
發明內容
本發明的一個目的在於提供一種高效可靠、能快速有效清除太陽能電池基板的薄 膜層的邊緣，提高成品質量的薄膜層邊緣清除裝置。本發明的另一目的在於提供一種高效可靠、能快速有效清除太陽能電池基板的薄 膜層的邊緣，提高成品質量的薄膜層邊緣清除方法。為實現上述目的，本發明的技術方案為提供一種薄膜層邊緣清除裝置，適用於對 太陽能電池基板上的薄膜層的邊緣進行清除，其包括雷射器、Y軸軌道、兩X軸軌道、兩滑 臺、至少兩推動機構及至少兩夾持機構，兩所述X軸軌道沿X軸方向呈水平置放並相互平行 設置，所述基板位於兩所述X軸軌道之間並沿X軸方向傳輸，所述基板上的薄膜層向下，所 述滑臺與所述X軸軌道滑動連接，所述夾持機構對稱固定在所述滑臺上並對基板的邊緣進
3行夾持和釋放，所述推動機構對稱固定在所述滑臺上並沿Y軸方向對所述基板進行水平推 動，所述Y軸軌道垂直橫跨兩所述X軸軌道並位於所述滑臺、基板的上方，所述雷射器與所 述Y軸軌道滑動連接，所述雷射器具有雷射頭且所述雷射頭位於所述基板的上方，所述激 光頭正對所述基板的邊緣。較佳地，還包括吸塵槽及負壓吸塵器，所述吸塵槽沿Y軸軌道設於兩所述X軸軌道 之間並位於所述基板的下方，所述雷射頭正對所述吸塵槽。所述負壓吸塵器的吸塵口與所 述吸塵槽連通。薄膜層的所有邊緣都在吸塵槽上邊被蝕刻，隨重力自然飄落的塵粉被負壓 吸塵器及時吸走，能低能高效完成除塵功能，及時排除蝕刻完成的薄膜塵粉，高度清潔，提 高成品質量。較佳地，所述雷射器位於所述X軸軌道的中部。由於基板需隨滑臺與X軸軌道的 滑動最終實現基板四周邊緣的蝕刻，X軸軌道的長度需大於基板沿前進方向的長度，將雷射 器設置於X軸軌道的中部，能最大範圍減小X軸軌道的長度，減小佔地面積，節約設備資源， 降低成本，使薄膜層邊緣清除裝置更加緊湊。相應地，本發明同時還提供了 一種使用上述薄膜層邊緣清除裝置對太陽能電池基 板上的薄膜層的邊緣進行清除的清除方法，所述基板由外界滾輪送至兩X軸軌道之間，設 定所述基板沿輸入方向的前邊緣為第一邊緣，沿輸入方向的後邊緣為第三邊緣，與雷射器 的起始位置位於同一側的基板邊緣為第四邊緣，位於與雷射器的起始位置相對側的邊緣為 第二邊緣，所述清除方法包括以下步驟(1)由基板第二邊緣同側的推動機構將基板水平 推動並由第四邊緣同側的夾持機構將基板夾持住，通過滑臺與X軸軌道的滑動連接，將基 板定位在使第一邊緣正對雷射頭的位置，雷射器從雷射頭髮射雷射，並沿Y軸軌道對基板 的第一邊緣進行蝕刻清除；( 滑臺帶動基板沿基板輸入方向繼續向前滑動，雷射器對基 板的第二邊緣進行蝕刻清除；( 雷射器沿Y軸軌道返回對基板的第三邊緣進行蝕刻清除； (4)鬆開夾持住基板的夾持機構，並通過同側第四邊緣的推動機構將基板水平推動並由第 二邊緣同側的夾持機構將基板夾持住，滑臺帶動基板沿基板輸入方向的反向向後滑動，激 光器對基板的第四邊緣進行蝕刻清除。與現有技術相比，由於本發明的薄膜層邊緣清除裝置通過兩X軸軌道與Y軸軌道 架設了基板與雷射器的活動軌道，為雷射器對基板的四周邊緣的薄膜進行蝕刻清除提供平 臺，通過推動機構與夾持機構實現對基板的定位抓取，保證蝕刻過程的穩定可靠性，基板送 入兩X軸軌道之間後，由一邊的推動機構把基板推向另一邊，並由另一邊所在的夾持機構 將基板夾持固定，然後通過雷射器沿Y軸軌道清除基板的一邊，由滑臺帶動基板沿X軸軌道 滑動在雷射器的蝕刻下清除一邊，接著雷射器沿Y軸軌道回程蝕刻清除基板的第三邊，之 後再公開原先夾持基板的夾持機構，將基板通過推動機構推向對邊，換邊夾持基板，滑臺帶 動基板沿X軸軌道滑動在雷射器的蝕刻下清除基板的第四邊，最後鬆開夾持機構，送出基 板，動作連貫，操作簡單，由於基板上的薄膜層向下，雷射從雷射頭射出並穿透過玻璃的基 板對薄膜層進行蝕刻，雷射頭位於基板的上方，從而保證薄膜層的邊緣被雷射器蝕刻後隨 重力自然飄落，不殘留在基板上，保證較高的清潔度，本發明的薄膜層邊緣清除裝置能高效 可靠、同時快速有效地清除太陽能電池板上的薄膜層的邊緣，提高電池板成品質量。相應 地，本發明所提供的薄膜層邊緣清除方法也實現了高效可靠、快速有效清除太陽能電池板 薄膜層邊緣，提高成品質量的效果。
圖1是本發明薄膜層邊緣清除裝置的俯視結構示意圖。圖2是圖1中所示基板的結構示意圖。圖3是本發明薄膜層邊緣清除方法的流程圖。
具體實施例方式現在參考附圖描述本發明的優選實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元 件。如上所述，本發明提供一種薄膜層邊緣清除裝置，適用於對太陽能電池基板上的薄膜層 的邊緣進行清除，通過利用雷射蝕刻方法處理基板的薄膜層邊緣，一般蝕刻的寬度為5-10 毫米，根據實際需要選擇不同的雷射器。參考圖1及圖2，本發明實施例的薄膜層邊緣清除裝置包括雷射器20、Y軸軌道 30、兩X軸軌道40、兩滑臺50、至少兩推動機構60及至少兩夾持機構70，兩所述X軸軌道 40沿X軸方向呈水平置放並相互平行設置，基板10位於兩所述X軸軌道40之間並沿X軸 方向傳輸，如圖2所示，所述基板10具有薄膜層15，在本發明的薄膜層邊緣清除裝置中，所 述基板10上的薄膜層15向下，所述滑臺50與所述X軸軌道40滑動連接，在本發明的實施 例中，所述夾持機構70數量優選為6，所述推動機構60的數量優選為8，6個所述夾持機構 70對稱固定在所述滑臺50上並對基板10的邊緣進行夾持和釋放，8個所述推動機構60對 稱固定在所述滑臺50上並沿Y軸方向對所述基板10進行水平推動，所述推動機構60可選 為直線電機或通過絲槓傳動等方式傳遞驅動，所述推動機構60的推動端可設置有推動板， 有利於更穩定可靠地作用基板10，實現基板10沿Y軸的位置調節。所述Y軸軌道30垂直 橫跨兩所述X軸軌道40並位於所述滑臺50、基板10的上方，所述雷射器20與所述Y軸軌 道30滑動連接，所述雷射器20具有雷射頭(圖未示)且所述雷射頭位於所述基板10的上 方，所述雷射頭正對所述基板10的邊緣。較佳地，還包括吸塵槽80和負壓吸塵器(圖未示)，所述吸塵槽80沿Y軸軌道30 設於兩所述X軸軌道40之間並位於所述基板10的下方，所述雷射頭正對所述吸塵槽80。 所述負壓吸塵器的吸塵口與所述吸塵槽80連通。所有薄膜層的邊緣都在吸塵槽80上邊被 蝕刻，隨重力自然飄落的塵粉被負壓吸塵器及時吸走，能低能高效完成除塵功能，及時排除 蝕刻完成的薄膜塵粉，高度清潔，提高成品質量。較佳地，所述雷射器20位於所述X軸軌道40的中部。由於基板10需隨滑臺50與 X軸軌道40的滑動最終實現基板10四周邊緣的蝕刻，X軸軌道40的長度需大於基板10沿 前進方向的長度，將雷射器20設置於X軸軌道40的中部，能最大範圍減小X軸軌道40的 長度，減小佔地面積，節約設備資源，降低成本，使薄膜層邊緣清除裝置更加緊湊。參考圖3，相應地，本發明同時還提供了一種使用上述薄膜層邊緣清除裝置對太陽 能基板上的薄膜層的邊緣進行清除的清除方法，所述基板10由外界滾輪送至兩X軸軌道40 之間，設定所述基板10沿輸入方向的前邊緣為第一邊緣11，沿輸入方向的後邊緣為第三邊 緣13，與雷射器20的起始位置位於同一側的基板邊緣為第四邊緣14，位於與雷射器20的 起始位置相對側的邊緣為第二邊緣12，所述清除方法包括以下步驟(SOl)由基板第二邊緣同側的推動機構將基板水平推動並由第四邊緣同側的夾持
5機構將基板夾持住，通過滑臺與X軸軌道的滑動連接，將基板定位在使第一邊緣正對雷射 頭的位置，雷射器從雷射頭髮射雷射，並沿Y軸軌道對基板的第一邊緣進行蝕刻清除；(S02)滑臺帶動基板沿基板輸入方向繼續向前滑動，雷射器對基板的第二邊緣進 行蝕刻清除；(S03)雷射器沿Y軸軌道返回對基板的第三邊緣進行蝕刻清除；(S04)鬆開夾持住基板的夾持機構，並通過同側第四邊緣的推動機構將基板水平 推動並由同側第二邊緣的夾持機構將基板夾持住，滑臺帶動基板沿基板輸入方向的反向向 後滑動，雷射器對基板的第四邊緣進行蝕刻清除。參考圖1至圖3，本發明實施例的薄膜層邊緣清除裝置的工作原理如下所述所述 雷射器20位於基板10的第四邊緣14的同側，基板10由外界滾輪類的傳輸裝置傳送入兩 X軸軌道40之後，通過基板10第二邊緣12 —側的推動機構60推動基板10向第四邊緣14 一側水平移動，並利用第四邊緣14 一側的夾持機構70對基板10的進行抓取，此時，基板10 的第四邊緣14為夾持邊，可實現對其他邊緣的清除，通過滑臺50與X軸軌道40的滑動連 接，調整使基板10的第一邊緣11與雷射器20的雷射頭正對，該對位過程可通過傳感器實 現精確對位，雷射器20沿Y軸軌道30水平滑動清除基板10的第一邊緣11，雷射器20滑動 至Y軸軌道30的另一端並與基板10的第二邊緣12對準，接著由滑臺50帶動基板10沿X 軸軌道40滑動在雷射器20的蝕刻下清除第二邊緣12，再接著雷射器20沿Y軸軌道30沿 回程方向滑動蝕刻清除基板10的第三邊緣13，之後再公開原先夾持基板10的第四邊緣14 的夾持機構70，將基板10通過推動機構60推向對邊，使第二邊緣12被夾持，換邊夾持基板 10，對位後滑臺50帶動基板10沿X軸軌道40滑動在雷射器20的蝕刻下清除基板10的第 四邊緣14，最後鬆開夾持機構70，送出基板10，動作連貫，操作簡單，蝕刻清除效果好，本發 明的推動機構60、夾持機構70、雷射器20以及滑臺50的驅動均可同時電連接一控制器，實 現自動化控制。與現有技術相比，由於本發明的薄膜層邊緣清除裝置通過兩X軸軌道40與Y軸軌 道30架設了基板10與雷射器20的活動軌道，為雷射器20對基板10薄膜層15的四周邊 緣的蝕刻清除提供平臺，通過推動機構60與夾持機構70實現對基板10的定位抓取，保證 蝕刻過程的穩定可靠性，基板10送入兩X軸軌道40之間後，由一邊的推動機構60把基板 10推向另一邊，並由另一邊所在的夾持機構70將基板10夾持固定，然後通過雷射器20沿 Y軸軌道30清除基板10的一邊，由滑臺50帶動基板10沿X軸軌道40滑動在雷射器20 的蝕刻下清除一邊，接著雷射器20沿Y軸軌道30回程蝕刻清除基板10的第三邊，之後再 公開原先夾持基板10的夾持機構70，將基板10通過推動機構60推向對邊，換邊夾持基板 10，滑臺50帶動基板10沿X軸軌道40滑動在雷射器20的蝕刻下清除基板10的第四邊， 最後鬆開夾持機構70，送出基板10，動作連貫，操作簡單，由於基板10上的薄膜層15向下， 雷射從雷射頭射出並穿透過玻璃的基板10對薄膜層15進行蝕刻，雷射頭位於基板10的上 方，從而保證薄膜層15的邊緣被雷射器20蝕刻後隨重力自然飄落，不殘留在基板10上，保 證較高的清潔度，本發明的薄膜層邊緣清除裝置能高效可靠、同時快速有效地清除太陽能 電池板上的薄膜層的邊緣，提高電池板成品質量。相應地，本發明所提供的薄膜層邊緣清除 方法也實現了高效可靠、快速有效清除太陽能電池板薄膜層邊緣，提高成品質量的效果。以上所揭露的僅為本發明的優選實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
1.一種薄膜層邊緣清除裝置，適用於對太陽能電池基板上的薄膜層的邊緣進行清除， 其特徵在於包括雷射器、Y軸軌道、兩X軸軌道、兩滑臺、至少兩推動機構及至少兩夾持機 構，兩所述X軸軌道沿X軸方向呈水平置放並相互平行設置，所述基板位於兩所述X軸軌道 之間並沿X軸方向傳輸，所述基板上的薄膜層向下，所述滑臺與所述X軸軌道滑動連接，所 述夾持機構對稱固定在所述滑臺上並對基板的邊緣進行夾持和釋放，所述推動機構對稱固 定在所述滑臺上並沿Y軸方向對所述基板進行水平推動，所述Y軸軌道垂直橫跨兩所述X 軸軌道並位於所述滑臺、基板的上方，所述雷射器與所述Y軸軌道滑動連接，所述雷射器具 有雷射頭且所述雷射頭位於所述基板的上方，所述雷射頭正對所述基板的邊緣。
2.如權利要求1所述的薄膜層邊緣清除裝置，其特徵在於還包括吸塵槽，所述吸塵槽 沿Y軸軌道設於兩所述X軸軌道之間並位於所述基板的下方，所述雷射頭正對所述吸塵槽。
3.如權利要求2所述的薄膜層邊緣清除裝置，其特徵在於還包括負壓吸塵器，所述負 壓吸塵器的吸塵口與所述吸塵槽連通。
4.如權利要求1所述的薄膜層邊緣清除裝置，其特徵在於所述雷射器位於所述X軸 軌道的中部。
5.一種使用如權利要求1-4任一項所述的薄膜層邊緣清除裝置對太陽能電池基板上 的薄膜層的邊緣進行清除的清除方法，所述基板由外界滾輪送至兩X軸軌道之間，設定所 述基板沿輸入方向的前邊緣為第一邊緣，沿輸入方向的後邊緣為第三邊緣，與雷射器的起 始位置位於同一側的基板邊緣為第四邊緣，位於與雷射器的起始位置相對側的邊緣為第二 邊緣，其特徵在於包括以下步驟(1)由基板第二邊緣同側的推動機構將基板水平推動並由第四邊緣同側的夾持機構將 基板夾持住，通過滑臺與X軸軌道的滑動連接，將基板定位在使第一邊緣正對雷射頭的位 置，雷射器從雷射頭髮射雷射，並沿Y軸軌道對基板的第一邊緣進行蝕刻清除；(2)滑臺帶動基板沿基板輸入方向繼續向前滑動，雷射器對基板的第二邊緣進行蝕刻 清除；(3)雷射器沿Y軸軌道返回對基板的第三邊緣進行蝕刻清除；(4)鬆開夾持住基板的夾持機構，並通過第四邊緣同側的推動機構將基板水平推動並 由第二邊緣同側的夾持機構將基板夾持住，滑臺帶動基板沿基板輸入方向的反向向後滑 動，雷射器對基板的第四邊緣進行蝕刻清除。
全文摘要
本發明公開了一種薄膜層邊緣清除裝置，包括雷射器、Y軸軌道、兩X軸軌道、兩滑臺、至少兩推動機構及至少兩夾持機構，兩X軸軌道沿X軸方向呈水平置放並相互平行設置，基板位於兩X軸軌道之間並沿X軸方向傳輸，基板上的薄膜層向下，滑臺與X軸軌道滑動連接，夾持機構對稱固定在滑臺上並對基板的邊緣進行夾持和釋放，推動機構對稱固定在滑臺上並沿Y軸方向對基板進行水平推動，Y軸軌道垂直橫跨兩X軸軌道並位於滑臺、基板的上方，雷射器具有雷射頭且雷射頭位於基板的上方並與Y軸軌道滑動連接。本發明的薄膜層邊緣清除裝置能高效可靠、快速有效地清除太陽能電池基板上的薄膜層的邊緣，提高成品質量。本發明同時公開了一種薄膜層邊緣清除方法。
文檔編號H01L31/18GK102110745SQ20101059487
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者餘超平, 劉惠森, 楊明生, 王勇, 王曼媛, 範繼良, 藍劾 申請人:東莞宏威數碼機械有限公司