專利名稱：：利用多重光束及各適當(dāng)?shù)睦咨涔鈱W(xué)頭的雷射制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于雷射雕刻裝置(laserscribingdevice)的雷射光學(xué)頭(laseroptichead)，且特別涉及一種包括雷射光學(xué)頭的雷射雕刻裝置。本發(fā)明還涉及一種在基板表面上進(jìn)行雷射制程的方法，以及關(guān)于制造薄膜太陽能電池的方法。此外，本發(fā)明涉及利用雷射雕刻裝置將基板切割成為附設(shè)區(qū)段的方法。
背景技術(shù)：
：多年來，已知可利用雷射形成溝槽以雕刻薄膜太陽能電池區(qū)段，如US4，292,092及JP89172274(US1985/4542578)所述。在已知文獻(xiàn)中，通過調(diào)整用以控制光學(xué)頭的位置的機(jī)械系統(tǒng)，使光學(xué)頭的方向與主要溝槽方向垂直，現(xiàn)存的雷射雕刻工具的光學(xué)頭可用于各種寬度的電池區(qū)段。利用校正程序(calibrationprocedure)來比較及修正區(qū)段中溝槽的理想位置及實(shí)際位置。上述校正可根據(jù)反復(fù)的程序(iterativeprocedure)或修正檢查表(look-upcorrectiontable)。在制造環(huán)境中進(jìn)行所謂P1-P2-P3雕刻制程的各個(gè)工具，例如在各個(gè)復(fù)合光學(xué)頭中的各激光束必須分別進(jìn)行其校正程序。此外，每當(dāng)電池區(qū)段寬度改變時(shí)上述校正程序就必須重復(fù)進(jìn)行。為了維持在區(qū)段內(nèi)連遮蔽區(qū)(deadarea)上的允許誤差，以及避免雕刻圖案的重疊，上述校正是必要的。校正程序的困難度會隨著區(qū)段溝槽位置準(zhǔn)確度的需求而增加，其本身是遮蔽區(qū)的函數(shù)例如，當(dāng)欲得的遮蔽區(qū)寬度為400微米時(shí)，校正準(zhǔn)確度僅須達(dá)20微米，然而當(dāng)遮蔽區(qū)寬度為200微米時(shí)，校正準(zhǔn)確度須高于10微米，通常須達(dá)3微米。光學(xué)頭位置的準(zhǔn)確度要足以符合10微米或10微米以下的光束位置校正準(zhǔn)確度變得非常困難。一般而言，為了達(dá)到這樣高的準(zhǔn)確度，校正程序必須更深入且耗時(shí)，且必須更頻繁的重復(fù)。此外，在制造環(huán)境中，一般進(jìn)行各P1-P2-P3制程時(shí)不同工具可具有多種可能的組合，因而導(dǎo)致區(qū)段溝槽位置錯(cuò)誤的累積，使得在整個(gè)制造線中，各雷射雕刻工具的遮蔽區(qū)的安全限制(safelimit)必須遠(yuǎn)大于性能限制(performancelimit)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是提供一種用于雷射雕刻裝置的光學(xué)頭，其提供一種非常準(zhǔn)確且可靠的雕刻薄膜太陽能電池的方法，并減小遮蔽區(qū)的寬度。特別地，本發(fā)明一實(shí)施例提供用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭，包括繞射(diffractive)光學(xué)組件、聚焦物鏡(focusingobjective)及調(diào)整組件，其中繞射光學(xué)組件及聚焦物鏡設(shè)置在共同(common)光學(xué)軸上且彼此分開，而調(diào)整組件則配置于與光學(xué)軸正交的第三平面上以旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件。繞射光學(xué)組件(diffractiveopticalelement；DOE)較佳為單一、小型(compact)的光學(xué)組件，其可將一入射光束，例如為激光束，分為在特定平面上的許多光束。由單繞射光學(xué)組件所產(chǎn)生的所有光束具有幾乎相同的強(qiáng)度，且彼此間具有固定的間隔角度(angularinterval)并以光學(xué)頭的光學(xué)軸為中心。而后，由繞射光學(xué)組件而來的多重光束入射至聚焦物鏡，其較佳地將光束向太陽能電池傳輸并聚焦，以制造太陽能電池層堆棧。聚焦物鏡的光學(xué)性能較佳與繞射光學(xué)組件特定的光束間隔角度及光學(xué)頭與太陽能電池的距離相配。因此，上述光學(xué)頭可用于將太陽能電池圖案化為不同區(qū)段。聚焦物鏡可包括已知可用于將光聚焦的任何工具，例如透鏡、場透鏡(fieldlenses)、修復(fù)透鏡(reimagelenses)、條狀鏡(stripmirror)、和/或其它工具。在其它實(shí)施例中，光學(xué)頭包括擴(kuò)大望遠(yuǎn)鏡光學(xué)工具(expansiontelescopeopticalmeans)以形成較大的入射直徑和/或下降(falling-out)光束。繞射光學(xué)組件及聚焦物鏡較佳設(shè)置在共同光學(xué)軸中，使得進(jìn)入繞射光學(xué)組件的入射光，由聚焦物鏡光學(xué)傳輸至如基板和/或太陽能電池上。繞射光學(xué)組件較佳作為相光柵(phasegrating)組件，以將入射光束分為多個(gè)分割的光束。上述光束較佳為激光束，且包括大體為高斯強(qiáng)度分布(Gaussianintensitydistribution)。多個(gè)分割的光束較佳以沿著一軸旋轉(zhuǎn)，該軸與光束分布方向平行和/或與第三平面正交。因此，根據(jù)本發(fā)明所述可知光學(xué)頭可用于在基板表面制造溝槽，其中，通過沿著光學(xué)軸旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件，即在第三平面上與光學(xué)軸正交，使得相鄰光束間的所得節(jié)距(Pitch)可輕易且準(zhǔn)確的調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的包括繞射光學(xué)組件的光學(xué)頭，其制造可非常微小且準(zhǔn)確，因此由繞射光學(xué)組件而來的光束分裂(bean-splitting)的穩(wěn)定性，可視為所形成多重光束(multiplebeams)的性質(zhì)的穩(wěn)定性，例如，其能量分布及位置的準(zhǔn)確度，使得在遮蔽區(qū)減小和/或最小化的情況下，其性能相較于傳統(tǒng)而言非常穩(wěn)定。此外，本發(fā)明所提供的光學(xué)頭，通過沿光學(xué)軸旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件，可輕易調(diào)整電池區(qū)段寬度，且仍可維持復(fù)合光束位置及性質(zhì)的穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相反的是，為了連結(jié)繞射光學(xué)組件的旋轉(zhuǎn)角度及電池區(qū)段寬度，只需要單一校正程序，因此減少工具設(shè)置及調(diào)整所需的時(shí)間。本發(fā)明的光學(xué)頭特別適用于圖案化太陽能電池的隔離的溝槽。通過利用繞射光學(xué)組件可提升產(chǎn)能(throughput)，即利用多重光束及繞射光學(xué)組件以接近或等于0°或90°的角度旋轉(zhuǎn)圖案化隔離溝槽，而能夠同時(shí)雕刻多重溝槽，從而準(zhǔn)確且良好的控制圖案化溝槽，其具有很近的間隔和/或在單一制程路線(singleprocessingpass)中重疊，基板較佳隨光學(xué)頭而移動。因此，本發(fā)明提供一種光束分裂的較佳方法，其可應(yīng)用于如太陽能電池的區(qū)段寬度的簡單變化，且可快速制造整體電池上的區(qū)段溝槽及平行或正交于主要區(qū)段溝槽方向的隔離溝槽，例如在太陽能電池的邊緣。本發(fā)明的光學(xué)頭和/或雕刻裝置的額外優(yōu)點(diǎn)是可減少薄膜太陽能電池的漏電流。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，調(diào)整組件包括機(jī)動臺(motorisedstage)和/或步進(jìn)馬達(dá)(st印permotor)，以沿著光學(xué)軸旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件。在其它較佳實(shí)施例中，雷射光學(xué)頭包括控制器，且控制器用以將繞射光學(xué)組件放置在光學(xué)軸的定義角度位置。在此，調(diào)整組件較佳用以將繞射光學(xué)組件放置在角度位置的準(zhǔn)確度<lmrad，較佳<0.lmrad，且更佳(0.Olmrad。在上述實(shí)施例中，繞射光學(xué)組件沿著光學(xué)軸精確地旋轉(zhuǎn)，因此，使多重光束在這目標(biāo)上，例如在基板和/或太陽能電池上，非常準(zhǔn)確的對位。當(dāng)利用前述工具時(shí)，光束位置的準(zhǔn)確度較佳10微米，更佳3微米。因此，上述實(shí)施例可形成寬度小于200微米的遮蔽區(qū)。在本發(fā)明其它較佳實(shí)施例中，在接合外殼(jointhousing)中至少包含繞射光學(xué)組件及聚焦物鏡，且接合外殼包括一材料，其用以降低接合外殼由于環(huán)境改變所造成的熱膨脹(thermalexpansion)的敏感度。因此，上述材料更佳地包括低膨脹材料，較佳地為熔融硅石(fusedsilica)。這些都有助于提升繞射光學(xué)組件和/或由繞射光學(xué)組件產(chǎn)生的多重光束的旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確度，特別是經(jīng)過一段時(shí)間的準(zhǔn)確度，因此基板的雷射雕刻非常準(zhǔn)確。在本發(fā)明又一實(shí)施例中，繞射光學(xué)組件及聚焦物鏡彼此相隔>70毫米且<150毫米，較佳>25毫米且<50毫米。繞射光學(xué)組件的間隔角度范圍較佳地介于>1.5°至^6.5°，更佳地介于彡3°至。聚焦物鏡適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)直徑較佳地為彡15毫米且<70毫米，且較佳地為>25毫米且<50毫米。本發(fā)明的目的還提出用于在基板的表面上進(jìn)行雷射制程的雷射雕刻裝置，包括定位組件(positioningmeans)、前述雷射光學(xué)頭、及移動組件，其中定位組件用以放置在第一平面上待進(jìn)行制程的基板表面，雷射光學(xué)頭通過分裂入射激光束以產(chǎn)生多重激光束，使得多重激光束彼此間具有固定的預(yù)設(shè)距離，且使得多重激光束平行并定義第二平面，聚焦物鏡系用以在基板上聚焦多重激光束，以在表面上制造平行溝槽，使得第一平面及第二平面形成相交的線(intersectingline)，且使得由各激光束入射至基板上所形成在表面中的溝槽，其彼此間隔有節(jié)距(Pitch)，且移動組件用以相對于基板的移動方向移動雷射光學(xué)頭。上述雷射雕刻裝置為基板提供非常準(zhǔn)確且可靠的雕刻，較佳為太陽能電池雕刻。上述基板可為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何基板。較佳地可為太陽能電池中的基板，例如為薄膜太陽能電池。薄膜太陽能電池通常包括玻璃基板，在玻璃基板上設(shè)置透明或半透明電極層，而后再形成光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體(photoelectricconversionsemiconductor)及背電極層，上述光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體由具有PIN或NIP結(jié)構(gòu)(N系負(fù)摻雜硅；I系本質(zhì)硅(intrinsicsilicon)；P系正摻雜硅)的非晶(amorphous)或微晶(microcrystalline)硅薄膜所形成。背電極可再次包括透明導(dǎo)電層加上反射層、導(dǎo)電及反射金屬層、或相似的技術(shù)。光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體可形成為單一的(single)、串聯(lián)的(tandem)、多重的(multiple)接面；各接面又可具有PIN或OTP結(jié)構(gòu)。因此，電極層包括利用雷射雕刻裝置進(jìn)行制程的表面。玻璃基板可為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知任何適用于所制造的薄膜裝置中的任何玻璃基板。在一較佳實(shí)施例中，玻璃基板為浮動玻璃(floatglass)、安全玻璃(securityglass)、和/或石英玻璃。浮動玻璃，其尺寸較佳地大于一般用于制造太陽能電池的尺寸，通常在形成槽(formingchamber)中，通過輸送熔融玻璃，較佳地為持續(xù)輸送，至延伸的錫浴(extendedtinbath)。而后，熔融玻璃分布在錫表面和/或以適當(dāng)?shù)墓ぞ咄辽僖粋€(gè)方向拉長熔融玻璃，而作為平坦連續(xù)玻璃膜或?qū)?。通過小心的控制冷卻及拉長的制程，可調(diào)整所形成的玻璃薄膜的形狀及厚度。根據(jù)本發(fā)明所述的薄膜層的沉積可利用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的各種沉積技術(shù)。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，薄膜層的沉積利用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積如真空濺鍍制程。氣相沉積制程更佳地為電漿化學(xué)氣相沉積(PECVD)、常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)、和/或有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)制程。沉積在玻璃基板上的透明電極可包括任何已知的適當(dāng)材料。其較佳地包括透明導(dǎo)電氧化物(transparentconductiveoxide；TC0)，更佳地為氧化鋅或銦錫氧化物(ITO)。上電極(frontelectrode)的沉積較佳利用真空/磁控管(vacuum/magnetron)濺鍍、蒸發(fā)、或化學(xué)氣相沉積，更佳地為利用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)，且最佳地是以二乙基鋅(diethylzinc)作為前驅(qū)物進(jìn)行低壓化學(xué)氣相沉積以形成氧化鋅薄膜層。本領(lǐng)域技術(shù)人員可提供任何適當(dāng)?shù)墓ぞ咦鳛槎ㄎ唤M件，較佳地為平坦桌面和/或支持基板設(shè)置于其上。相同的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可提供雷射工具以入射激光束至繞射光學(xué)組件上，例如參照US4，292,092和/或US1985/4M2578。雷射工具較佳在光譜的紅外光區(qū)中操作，在第二諧波波長Ondharmonicwavelength；532nm)和/或第三諧波波長(3rdharmonicwavelength;532nm)，雷射工具脈沖之脈波長(pulselength)的范圍在0·01至50奈米秒之間，且其操作脈沖重復(fù)頻率范圍在IkHz至40MHz之間，較佳在40MHz。在基板中的溝槽制程利用雷射雕刻裝置例如可為所謂的P1、P2和/或P3圖案，也可為了邊緣和/或橫向隔離(transverseisolation)的單一雷射雕刻圖案P4。移動組件較佳地包括運(yùn)送機(jī)(conveyer)和/或帶狀物，且適用于以固定速度移動基板，且其移動方向較佳平行于溝槽制程方向。在另一較佳實(shí)施例中，移動組件用于移動光學(xué)頭，使得基板在多個(gè)路徑上被雷射雕刻。因此，根據(jù)本發(fā)明，較佳地分別利用由繞射光學(xué)組件產(chǎn)生多重分裂的激光束以在基板中形成溝槽，且各激光束彼此間存在有一預(yù)定距離，其與繞射光學(xué)組件的間隔角度有關(guān)，而在基板中產(chǎn)生的溝槽彼此相隔有節(jié)距的距離。當(dāng)以調(diào)整組件旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件時(shí)，節(jié)距的尺寸較佳隨著角度的位置來改變。在此，根據(jù)另一較佳實(shí)施例，調(diào)整組件通過改變移動方向及相交線的角度而調(diào)整溝槽的節(jié)距。即，通過旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件可調(diào)整節(jié)距的尺寸，因此改變移動方向與第一平面及第二平面所形成的相交線間的角度。移動方向較佳地與溝槽方向相同。節(jié)距，即雕刻距離，更佳地為兩個(gè)相鄰溝槽間的最近距離，其正交于相鄰溝槽測量而得。在又一較佳實(shí)施例中，角度>0°及<90°和/或該角度使得至少相鄰二溝槽至少部分重疊。由于至少相鄰二溝槽部分重疊，可精準(zhǔn)的確定例如在連續(xù)區(qū)中的太陽能電池的所有材料層都被移除。當(dāng)角度為0°時(shí)，較佳地為由多重激光束形成“單一”溝槽，而當(dāng)角度為90°時(shí)，較佳地為節(jié)距等于激光束的距離。在本發(fā)明另一較佳實(shí)施例中，第二平面大體上與第一平面正交，和/或光學(xué)軸大體與第一平面正交。雷射光學(xué)頭更佳地產(chǎn)生>3及<9的激光束，較佳產(chǎn)生4激光束，其中較佳地多重光束彼此平行。在又一實(shí)施例中，調(diào)整組件形成>4毫米及<10.8毫米的節(jié)距，較佳為彡5.5毫米及<8.5毫米，更佳為<0.1毫米。雷射光學(xué)頭更佳可達(dá)到<10微米的溝槽位置準(zhǔn)確度，較佳為<3微米。在另一實(shí)施例中，設(shè)置多重激光束以將溝槽形成于沉積在表面的薄膜材料中。薄膜材料可包括非晶和/或微晶硅薄膜，其設(shè)置有PIN或NIP接面結(jié)構(gòu)平行于薄膜表面。PIN/NIP結(jié)構(gòu)可夾置于透明薄膜電極間，其可在基板的主要表面上的各個(gè)區(qū)域中持續(xù)延伸，例如透光基板或覆板(superstrate)。本發(fā)明的目的還包括達(dá)成在基板的表面上進(jìn)行雷射制程的方法，包括以下步驟(a)設(shè)置該基板的該表面在第一平面進(jìn)行制程，(b)通過繞射光學(xué)組件分裂單一雷射光以產(chǎn)生多重激光束，使得該多重激光束彼此間具有預(yù)設(shè)的固定距離，以及使得該多重激光束平行設(shè)置已定義第二平面，(c)將該多重激光束聚焦至該基板上以在該表面形成平行溝槽，使得該第一表面及該第二表面形成交叉線，且通過該分別激光束入射至該基板以在表面中形成該溝槽，使得該溝槽由節(jié)距彼此間隔，且通過改變該欲得移動方向及該交叉線間的角度來調(diào)整該節(jié)距，以及(d)在移動方向上相對于該基板移動該多重激光束。在更佳實(shí)施例中，設(shè)置第二平面以大體正交于第一平面。較佳地，改變欲得移動方向及交叉線間的角度被旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件所影響。更佳地為旋轉(zhuǎn)該繞射光學(xué)組件由移動臺所影響，該移動臺能夠沿光學(xué)軸旋轉(zhuǎn)，在該光學(xué)軸上該繞射光學(xué)組件及用以聚焦該多重激光束的聚焦物鏡彼此間隔設(shè)置。在另一實(shí)施例中，繞射光學(xué)組件在第三平面上旋轉(zhuǎn)，且第三平面大體與入射單一激光束正交，和/或大體與第二平面正交。在又一實(shí)施例中，上述方法包括校正在該移動方向及該交叉線之間的角度。在又一實(shí)施例中，角度為及<90°，和/或設(shè)置該角度使得至少二相鄰溝槽至少部分重疊。在一更佳實(shí)施例中，步驟(e)可選擇地以一角度進(jìn)行，以形成至少部分重疊的溝槽。在一更佳實(shí)施例中，設(shè)置該繞射光學(xué)組件以產(chǎn)生>3且<9個(gè)激光束，較佳地為4個(gè)激光束。較佳地，調(diào)整移動方向及交叉線之間的角度，使得節(jié)距為彡4mm且彡10.8mm，較佳地為彡5.5mm且彡8.5mm，且更佳地為彡0.Imm0在一更佳實(shí)施例中，設(shè)置該繞射光學(xué)組件以在該基板上聚焦該多重激光束，因此達(dá)到一溝槽定位準(zhǔn)確度<10μm。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)之前所述雷射光學(xué)頭和/或雷射雕刻裝置衍生出更多實(shí)施例和/或在基板表面進(jìn)行雷射制程的方法的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明又一目的在于達(dá)成利用所述的雷射雕刻裝置以將該基板切割成為多個(gè)區(qū)段，包括薄膜太陽能電池，該薄膜太陽能電池包括該基板及薄膜材料沉積在該積板上，且該薄膜材料包括利用該雷射雕刻裝置處理的該表面。為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明。圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)包括以雕刻線分割太陽能電池的薄膜太陽能電池的原理；圖2根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例，顯示了雷射光學(xué)頭的繞射光學(xué)組件及聚焦物鏡間的光學(xué)關(guān)系；圖3A-3C為根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的光學(xué)頭的側(cè)視或剖面圖；圖4A、4B、5A、5B根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例，顯示了在各應(yīng)用中利用雷射光學(xué)頭，其相鄰激光束的節(jié)距，以及旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件所產(chǎn)生的附設(shè)個(gè)激光束。主要組件符號說明1薄膜太陽能電池2基板3上電極層4光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體5背電極層6第一隔離溝槽7溝槽8〃第二隔離溝槽9-遮蔽區(qū)10光學(xué)頭11.繞射光學(xué)組件12.多重激光束13.聚焦物鏡14.入射激光束15.第二平面16.光學(xué)軸17.節(jié)距18.繞射光學(xué)組件分割19.直徑20中心設(shè)置區(qū)21.調(diào)整組件22.距離23第一平面24.區(qū)段溝槽方向/移25.交叉線具體實(shí)施例方式圖1為傳統(tǒng)薄膜太陽能電池1的一部分的剖面圖。在透明絕緣基板2上設(shè)置透明上電極層3，在透明上電極層3上形成光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體4，以及在光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體4上再形成透明背電極5。光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體4包括非晶和/或微晶硅薄膜堆棧。圖1還顯示了溝槽6、7、8。上述結(jié)構(gòu)的目的在于建立由電性串聯(lián)連接的多重太陽能區(qū)段所組成的單片光伏模塊。因此，透明電極層3由第一隔離溝槽6所分割，其決定電池區(qū)段的寬度。光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4填入上述溝槽，在制造的制程中，其整體層狀堆棧的順序依次為層3、溝槽6、層4、溝槽7、層5、溝槽8。以透明背電極層5的材料填入的溝槽7，使得相鄰的電池1電性接觸。事實(shí)上。電池1的背電極5與另一相鄰電池1的上電極3接觸。背表面電極層5及光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體4由第二隔離溝層8分割。上述結(jié)構(gòu)的制程較佳利用雷射光等方法。薄膜太陽能電池1的制造方法例如如下首先在透明絕緣基板2上沉積透明電極層3，例如利用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)。透明電極層3，也稱為透明導(dǎo)電氧化物(TCO)包括如氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)和/或銦錫氧化物(ITO)。而后，以雷射雕刻移除部份透明電極層3，而形成第一隔離溝槽6，其將透明電極層3分割為多個(gè)隔離、相鄰層。接著，在透明電極層3上，進(jìn)行電漿化學(xué)氣相沉積以沉積光電轉(zhuǎn)換堆棧層4。堆棧層4包括至少ρ摻雜層、i_本質(zhì)層及η摻雜層在例如薄膜非晶硅中。可重復(fù)進(jìn)形上述步驟已形成多接面非晶硅薄膜太陽能電池1。因此，p-i-n接面可由微晶(microcystalline)材料或非晶及微晶的混合材料所形成，以建立光電轉(zhuǎn)換層4。而后，雷射雕刻光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4以移除部份光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4，而形成將光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4分割微多個(gè)隔離層4的溝槽7。接著，沉積背表面電極層5以填入溝槽7中，因此形成接觸線，并覆蓋光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4。背表面電極層5也可為透明導(dǎo)電氧化物(TCO)，例如氧化鋅(SiO)、氧化錫(SnO2)、銦錫氧化物(ITO)、或金屬層如鋁、或前述的組合。最后，雷射雕刻光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4及背表面電極層5，以形成第二隔離溝槽8，其將光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4分割為電性串聯(lián)連接的多個(gè)光主動(photoactive)層4或區(qū)段。因此制造出圖1所顯示的薄膜太陽能電池1。本發(fā)明一實(shí)施例公開了大體為5-10毫米的間隔的雷射雕刻溝槽，在太陽能電池1并延伸至其整體長度間，將TCO層3分成多個(gè)電性隔離區(qū)。在沉積后，利用雷射雕刻光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4。在此層中雕刻的溝槽7應(yīng)與起初在TCO層3中的溝槽平行，其整體長度一般在5-30毫米之內(nèi)，且盡量靠近初始溝槽6，一般距離介于10至150毫米。在沉積背表面電極層5之后，利用雷射形成溝槽8，其同時(shí)分割背表面電極層5及光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4，以完成區(qū)段的電性串聯(lián)內(nèi)聯(lián)機(jī)。雕刻的溝槽8與TCO層中初始溝槽6平行，其整體長度一般在5-30毫米之內(nèi)，且盡量靠近光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層的溝槽7，一般距離介于10至150毫米。所形成具有串聯(lián)內(nèi)聯(lián)機(jī)太陽能電池區(qū)段的太陽能電池1，可減少薄膜太陽能電池的漏電流，且整體面板所產(chǎn)生的電壓由在各電池及多重電池中所形成的電位所產(chǎn)生。一般而言，1.4m2的面板被分為50-200個(gè)電池，使得整體面板的輸出電壓在30-200V的范圍內(nèi)。除了在US4，292，092及JP59172274(US1985/4542578)所述的材料之外，可利用許多其它的材料制造薄膜太陽能電池1。在其它等效的裝置中，光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體層4以碲化鎘(CdTe)、硒化銅銦(copper-indium-diselenide；CIS)、硒化銅銦鎵(copper-indium-gallium-diselenide;CIGS)、結(jié)晶娃玻璃(crustallinesilicononglass；CSG)等。一般利用雷射來雕刻層3、4、5中的部分或全部溝槽6、7、8，以在這些裝置中形成具有串聯(lián)內(nèi)聯(lián)機(jī)的多個(gè)太陽能電池1。分別在層3、4、5中雕刻溝槽6、7、8有時(shí)候從玻璃板涂布的一側(cè)施加激光束，但其也可從相反側(cè)施加激光束，此時(shí)光束在與薄膜反應(yīng)之前先通過玻璃。所使用的雷射一般在光譜的紅外光(IR)范圍操作，但也可用在例如在532nm的第二諧波波長Qndharmonicwavelength)及在532nm的第三諧波波長(3rdharmonicwavelength)。一般而言激光脈沖的脈波長(pulselength)的范圍在0.01至50奈米秒之間，且其操作脈沖重復(fù)頻率范圍在IkHz至IMHz之間，但也可高至40MHz。利用一般稱為光學(xué)頭的光機(jī)械系統(tǒng)，將激光束導(dǎo)向?qū)佣褩?、4、5上進(jìn)行已知的制程，上述光學(xué)頭系設(shè)計(jì)為提供有效率的材料制程所需空間上的強(qiáng)度分布。薄膜太陽能電池也可制作在如金屬板的非透明基板上。在此實(shí)施例中，則不可能透過基板2進(jìn)行光照，因此所有的雕刻制程的光束都必須由涂布的一側(cè)入射。在一些其它實(shí)施例中，太陽能面板制造在彈性基板2上，例如薄金屬或聚合物板。在前述的例子中，只能從涂布的一側(cè)進(jìn)行光照。然而在后述的例子中，從涂布的一側(cè)或是穿過基板2的光照都有可能。在太陽能電池1上的溝槽6的位置決定了區(qū)段的寬度。區(qū)段寬度的選擇，結(jié)合電池的尺寸，取決于欲得太陽能電池1的電性，例如，較寬的區(qū)段會增加漏電流ISC(SC短路)，較窄(即較多)的區(qū)段會增加開路電壓(opencircuitvoltage)0其它可能影響區(qū)段溝槽6、7、8的寬度的因素包括電池的設(shè)置為串聯(lián)連接、并聯(lián)連接、或其它電池連接的組合，從而使被上電極層3及背電極層5的材料層電阻所影響產(chǎn)生電池內(nèi)的漏電流達(dá)最佳化。為了達(dá)到太陽能電池1區(qū)段間有效的串聯(lián)連接，各溝槽6(也稱為圖案1或Pl)應(yīng)與溝槽7(也稱為圖案2或P2)—起建造，而后在建造溝槽8(也稱為圖案3或P3)，如現(xiàn)有技術(shù)所述。在電池1由Pl溝槽6的最外緣至相鄰P3溝槽7的最外緣所定義的狹窄區(qū)域無法用來收集光伏電流，為有效率的失去或遮蔽(dead)區(qū)9。在電池1中的各區(qū)段復(fù)制此區(qū)域，且其數(shù)量可為電池1可用的主動區(qū)的數(shù)百分比。因此，必須縮小遮蔽區(qū)9的數(shù)量，以獲得較大的電池效率?？赏ㄟ^減小Pl至P2溝槽6、7間的距離，及P2至P3溝槽7、8間的距離來縮小遮蔽區(qū)。然而，若任何圖案交迭(cross)則會造成區(qū)段間內(nèi)聯(lián)機(jī)的失效。即若溝槽順序P1-P2-P3被破壞，將會造成太陽能電池1功率的降低。縮小溝槽間的距離必須在各制程步驟中設(shè)置有準(zhǔn)確的激光束，使得遮蔽區(qū)可縮小，但可避免溝槽圖案的交迭。在雕刻制程開始之前，設(shè)定各制程P1-P2-P3的雷射雕刻工具在正確的距離設(shè)置區(qū)段溝槽6、7、8的位置。在現(xiàn)有技術(shù)中此步驟有賴于校正程序，其通過光學(xué)頭10的位置來比較欲得溝槽6、7、8的位置及溝槽6、7、8的實(shí)際位置，并根據(jù)需要修正光學(xué)頭10的位置。此步驟在太陽能電池1上需要圖案排列組件或基準(zhǔn)點(diǎn)(fiducials)，且其進(jìn)行的頻率可改變，當(dāng)所選的區(qū)段寬度為初次形成，則僅需進(jìn)行一次，而一直到每一次利用上述工具形成太陽能電池基板2時(shí)都需進(jìn)行。明顯地，在現(xiàn)有技術(shù)中，各激光束和/或各光學(xué)頭必須進(jìn)行一次校正程序，且校正程序必須進(jìn)行的頻率越高，雷射制程步驟的整體周期時(shí)間就越長。若排列組件測量系統(tǒng)或光學(xué)頭位置系統(tǒng)的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度遠(yuǎn)小于欲得區(qū)段溝槽6、7、8的位置準(zhǔn)確度時(shí)，校正的頻率則需增加。雷射制程步驟的整體周期時(shí)間影響太陽能電池制造的整體產(chǎn)能，因此縮短時(shí)間可改善太陽能電池1的經(jīng)營成本。縮短雷射周期時(shí)間的數(shù)個(gè)方法包括操作多重光學(xué)頭10而將多重激光束12射至太陽能電池1，以在太陽能電池2的長邊上同時(shí)制造許多平行的區(qū)段溝槽6、7、8。上述方法需要光學(xué)頭10或基板2的通過次數(shù)較少。如前述，在現(xiàn)有系統(tǒng)中，必須校正各激光束及各光學(xué)頭10以將區(qū)段溝槽6、7、8準(zhǔn)確的設(shè)置于太陽能電池1上。平行且設(shè)置在靠近太陽能電池1邊緣的邊緣隔離溝槽為必要的，因此在區(qū)段的一端與其它區(qū)段間、或與太陽能電池1上用于收集電流的接觸區(qū)間不會產(chǎn)生電流短路。短路，即分流(shunt)，可降低太陽能電池的功率效能。與區(qū)段溝槽正交的橫向隔離溝槽，其可橫跨太陽能電池1，一般用于限制可流過電池1的最大電流，其中避免太陽光照而避免電池上述區(qū)域的損害及太陽能電池1整體效能的降低。邊緣及橫向隔離溝槽的形成皆可利用在區(qū)段制程P1-P2-P3之后進(jìn)行單一雷射雕刻制程，或利用與溝槽雕刻成為Pl及P3的一部分的制程。在上述兩者中皆需基板2上太陽能電池1的所有材料層，并在隔離溝槽間提供足夠的電阻。一般而言，多次利用基板2或光學(xué)組件通過而形成多重距離非常近或重疊的隔離溝槽6、7、8，此時(shí)相鄰溝槽6、7、8的中心距離小于各溝槽的寬度。多重隔離溝槽6、7、8降低隔離分流、或其它失效的可能性，導(dǎo)致會造成電池性能降低的電流短路。然而，隔離溝槽6、7、8的數(shù)量及距離越大，太陽能電池1無法產(chǎn)生電流的區(qū)域也越大。在一般結(jié)合Pl及P3以形成隔離溝槽6、8的制程中，Pl及后續(xù)的P3溝槽6、8彼此必須準(zhǔn)確的重疊，以確保移除在連續(xù)區(qū)中太陽能電池1的所有材料層3、4、5。在制造環(huán)境中，為了在不同雕刻制程中實(shí)際上達(dá)到準(zhǔn)確設(shè)置，必須多重、距離相近或重疊的Pl及P3組溝槽6、8，以確保兩制程重疊在太陽能電池1上，且形成有效的隔離溝槽。形成隔離溝槽所需雷射雕刻溝槽6、7、8的數(shù)目以及其彼此間距離的情況，會相當(dāng)程度的影響制程時(shí)間，且可占雷射制程步驟的整體周期時(shí)間很大的一部分。這些薄膜太陽能電池裝置的主要特性在于雕刻數(shù)個(gè)溝槽6、7、8，各溝槽長度達(dá)一公尺或多公尺，以在面板上形成多個(gè)區(qū)段。因此，每一層的整體雷射溝槽長度必須達(dá)100公尺或超過100公尺。上述雷射溝槽必須在可接受的面板制程周期時(shí)間內(nèi)利用工業(yè)雷射雕刻工具所形成。其一般為小于2分鐘，因此雷射雕刻速率必須達(dá)到每秒數(shù)公尺。在雷射雕刻工具中，當(dāng)激光束入射至太陽能電池1或基板2上，利用雷射光照的太陽能電池1的區(qū)段倚賴光學(xué)頭10的移動，其將激光束射至太陽能電池1及基板2，其可為固定或相對于參考的機(jī)械框架而移動，使得持續(xù)的溝槽6、7、8形成在太陽能電池層中。一種現(xiàn)有方法是利用單一光束雕刻所有的線，但利用電流計(jì)驅(qū)動鏡掃描系統(tǒng)(galvanometerdrivenmirrorscannersystem)使光束高速移動。例如在美國專禾1J公開號No.US2003/0209527A1所述。利用掃描系統(tǒng)在全寬600毫米的寬面板上移動激光束，其移動速度達(dá)4米/秒(metres/sec)，且面板以正交方向通過掃描單元。前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于為了覆蓋面板的整體寬度，必須利用具有較大掃描場范圍的掃描鏡。這通常表示掃描鏡具有相當(dāng)長的焦距。此外，在每次掃描時(shí)，通常也必須利用具有第三軸的掃描系統(tǒng)以動態(tài)調(diào)整光束尺寸的延伸，以維持聚焦在整體面板寬度。因此在控制系統(tǒng)上增加了復(fù)雜性，掃描鏡所需要的長焦距導(dǎo)致所形成的焦點(diǎn)最小尺寸受到限制，因此所制造的溝槽寬度不如欲得寬度狹窄。且當(dāng)具有鏡焦距的掃描系統(tǒng)尺度造成位置設(shè)置的錯(cuò)誤，也造成準(zhǔn)確設(shè)置溝槽的困難。上述困難都會造成問題，因理想的溝槽6、7、8的寬度應(yīng)該盡可能的狹窄，且相鄰溝槽應(yīng)盡可能靠近以縮減溝槽6、7、8之間的遮蔽區(qū)。此外，由于光學(xué)系統(tǒng)要達(dá)到線掃描(inescan)的限制，此方法一般限于雕刻與面板較短方向平行的面板，一般長度達(dá)600毫米。上述系統(tǒng)無法形成與面板長軸平行的溝槽6、7、8。在一些已知的例子中的工具在雕刻時(shí)具有固定的光學(xué)組件，即面版必須非?？焖俚囊苿印榱吮苊膺^大的面板速度，常利用多重光學(xué)系統(tǒng)以產(chǎn)生平行的激光束來制造溝槽6、7、8。在一例子中，尺寸約1.ImX1.:的面板需要100個(gè)分別的溝槽6、7、8，其可在60秒內(nèi)有8個(gè)平行的激光束，且面板以少于300毫米/秒(mm/sec)的最大速度移動。在許多雷射工具結(jié)構(gòu)中具有多重光束方法?，F(xiàn)有的另一個(gè)方法是利用由功率相對低的單一雷射所組成的光學(xué)系統(tǒng)，例如其功率在355nm或532nm時(shí)少于5W，或在1064nm時(shí)少于10W。此低功率雷射耦接至將雷射傳送至工作件的單一光學(xué)頭。多個(gè)上述的光學(xué)系統(tǒng)組裝在工具中以增加凈處理速度。在德國專利申請?zhí)朜o.DE102006033四6.2及美國專利申請?zhí)朜o.US2008/(^63877中有上述系統(tǒng)的描述。上述方法的缺點(diǎn)在于其面板或所有的光學(xué)系統(tǒng)必須以與溝槽方向正交的方向進(jìn)入，以在整個(gè)面板上都覆蓋有溝槽6、7、8。亦即，其定位系統(tǒng)必須非常準(zhǔn)確，否則在光學(xué)頭10的所有位置都必須進(jìn)行每個(gè)激光束位置的校正，以達(dá)模塊需求的必要準(zhǔn)確度。具有多重雷射來源的系統(tǒng)花費(fèi)通常很高，且會負(fù)面影響太陽能電池的經(jīng)營成本。此外，大量的雷射光源需要常規(guī)的保養(yǎng)服務(wù)且整體而言失效的機(jī)率較高，因此降低可正常運(yùn)作的時(shí)間且增加經(jīng)營成本?，F(xiàn)有的另一個(gè)方法是利用由相對高功率的單一雷射所組成的光學(xué)系統(tǒng)，例如在355nm的功率高于10W，或在532nm高于5W，或在1064nm高于20W。高功率激光束而后通過偏光分裂(polarizationdivision)或強(qiáng)度分裂(intensitydivision)以將多重激光束傳至多個(gè)光學(xué)頭10，一般為2-4個(gè)。在此例子中，單一雷射工具可裝置有許多上述光學(xué)系統(tǒng)。在德國專利申請?zhí)朜o.DE102006033四6.2中有上述系統(tǒng)的描述。上述工具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于每個(gè)工具僅需要一個(gè)，或一般為二個(gè)，雷射光源，因此減少每個(gè)工具之雷射光源的停工時(shí)間(downtime)。然而，在上述光學(xué)系統(tǒng)中的校對、偏光控制及光束功率的平衡在實(shí)際運(yùn)用上復(fù)雜且耗時(shí)。光學(xué)系統(tǒng)中激光束性質(zhì)的任何改變，例如光束位置、功率、強(qiáng)度輪廓(profile)，可造成面板的上在制程區(qū)域的各光束間的重大改變。光束間的功率改變及輪廓改變會影響溝槽6、7、8的品質(zhì)，而光束間位置的改變可造成需要頻繁的校正操作。因此，由于必須有頻繁校正的常態(tài)工作且進(jìn)行校對確認(rèn)，而造成工具可正常運(yùn)作時(shí)間的縮短。上述所有的現(xiàn)有雷射工具的光束位置一般為在工具中直線雷射數(shù)組中，其具有與溝槽方向正交的直線軸。為了在工具上使雷射在兩個(gè)正交的方向上雕刻面板，例如形成邊緣隔離及橫向隔離溝槽6、7、8，可以只利用一個(gè)激光束雕刻面板的所有路徑，或在工具中選轉(zhuǎn)面板以形成正交溝槽6、7、8。在上述第一個(gè)方法的例子中，此單一光束的制程沒有效率且通常占工具周期時(shí)間很大的一個(gè)因素。在上述第二個(gè)方法的例子中，面板旋轉(zhuǎn)時(shí)間增加了工具的周期時(shí)間。一般而言，面板尺寸為非對稱的，且工具結(jié)構(gòu)通常由于缺乏包含面板長邊的空間而造成面板無法旋轉(zhuǎn)，該面板的長邊在主要溝槽方向的正交方向。可設(shè)置具有多重光學(xué)頭10的雷射雕刻工具，使得多重激光束可射向太陽能電池1，其多重激光束的方向正交于區(qū)段溝槽方向，因此在太陽能電池1的長邊上可同時(shí)產(chǎn)生數(shù)個(gè)平行的區(qū)段溝槽6、7、8。然而，上述方法不適用于設(shè)置與主要區(qū)段溝槽6、7、8方向正交的邊緣隔離溝槽及橫向隔離溝槽。在設(shè)置需要高準(zhǔn)確度多重重疊或距離相近的邊緣隔離溝槽及橫向隔離溝槽時(shí)，其方向與區(qū)段溝槽6、7、8的方向平行，然而必須在與區(qū)段溝槽6、7、8正交的方向準(zhǔn)確定位才可以準(zhǔn)確設(shè)置區(qū)段溝槽6、7、8。機(jī)械系統(tǒng)的光學(xué)頭10在兩個(gè)方向上都必須準(zhǔn)確設(shè)置溝槽，因此相當(dāng)復(fù)雜。一般而言，較簡單的方法為只留下一個(gè)光學(xué)頭10及激光束，而機(jī)械上或光學(xué)上的關(guān)閉其它所有的光學(xué)頭10及激光束，使得一次只有設(shè)置一個(gè)隔離溝槽6、7、8。沒有多重平行光束的制程，完成圖案化6、7、8所需時(shí)間變得占據(jù)雷射制程整體周期時(shí)間的一大部分，且影響模塊的經(jīng)營成本。能夠簡單地調(diào)整電池區(qū)段寬度、并在區(qū)段及隔離溝槽多重圖案化及溝槽位置校正的耗減少的方法，將有利于雷射制程時(shí)間，且因此利于制造太陽能電池的經(jīng)營成本。根據(jù)本發(fā)明所提供的解決方法設(shè)置有光學(xué)頭10，其利用繞射光學(xué)組件(DOE)11以提供多重激光束12。在光學(xué)頭10中，繞射光學(xué)組件11與聚焦物鏡13組合。繞射光學(xué)組件11為單一、小型的光學(xué)構(gòu)件，其可將入射激光束14分裂成在特定的第二平面15中的多重激光束12。由單一DOEll所產(chǎn)生的光束12具有幾乎相等的強(qiáng)度，且彼此間具有固定的間隔角度(angularinterval)α并光學(xué)頭10的光學(xué)軸16為中心。而后，由DOEll而來的多重光束12入射至聚焦物鏡13，其將激光束12射入并聚焦在太陽能電池1上，以進(jìn)行太陽能電池堆棧3、4、5的制程。聚焦物鏡13的光學(xué)效能，與DOE11特定的光束分裂間隔角度χ以及光學(xué)頭10與太陽能電池基板2的距離相配。由光學(xué)頭10的DOE11所圖案化所得的電池區(qū)段寬17，由DOE11的分裂角度α及光學(xué)頭10及DOE11間的距離18所決定。在圖2中，顯示太陽能電池制程中，入射激光束14通過光學(xué)頭10可能的路徑以及所行成的多重聚焦激光束12。在此實(shí)施例中，設(shè)置DOE11，使得單一入射光束14分裂為四個(gè)分開的光束12，其而后聚焦在太陽能電池堆棧層3、4、5上，而能夠同時(shí)在太陽能電池1中形成四個(gè)區(qū)段溝槽6、7、8。通過在光學(xué)雷射頭10中旋轉(zhuǎn)DOE11，所形成在相鄰激光束12間正交于主要溝槽方向M的節(jié)距(Pitch)11，即電池區(qū)段寬17，可依照不同制程需要調(diào)整，因此提供了基板2的雷射處理的彈性，例如用以雕刻太陽能電池堆棧層3、4、5。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，一般的電池區(qū)段寬度17，即節(jié)距17，介于5.5至8.5mm之間，但也可大到10.8mm。如圖2所示，其是由DOE11至聚焦物鏡13的距離18，以及DOE11的分裂角度間隔α所決定，然而，其通常被聚焦物鏡13的最大光學(xué)直徑19所限制。在一實(shí)施例中，DOE11的角度間隔α—般可介于1.5度至5度，但也可大到6.5度，而DOE11與聚焦物鏡13的距離18—般在70至150mm的范圍內(nèi)。聚焦物鏡13適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)直徑19可在25至50mm的范圍內(nèi)。在第3A至3C圖顯示在一可能的實(shí)施例中光學(xué)頭的工程示意圖。其包括中心設(shè)置區(qū)(centralmountingblock)設(shè)置有其它組件，包括聚焦物鏡13、DOE11、及用于沿著光學(xué)軸16旋轉(zhuǎn)DOE11的調(diào)整組件21，例如機(jī)動臺21。圖中其它額外的組件使光學(xué)頭10在雷射雕刻工具中可正確運(yùn)作的必要組件，包括校對及位置控制系統(tǒng)、光束光閘(beamshuttering)、以及定及維護(hù)ilil(setupandmaintenanceaccess)。然而，^；^并與巨*發(fā)明的目的，因此并未近一步詳述，但為本領(lǐng)域技術(shù)人員可應(yīng)用和/或了解。整體組裝過程分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換及評估階段，其可準(zhǔn)確的設(shè)置用于進(jìn)行太陽能電池堆棧層3、4、5制程的光學(xué)頭10及多重激光束12。如此緊密的組件排列，使得低重量的組件在需要快速制程時(shí)可以高速移動，且可設(shè)計(jì)為具有高位置穩(wěn)定性。此外，在光學(xué)軸16的材料長度很短，因此組件對于環(huán)境改變而產(chǎn)生的熱膨脹的容忍度更高。通過選擇適當(dāng)?shù)腄OE11及聚焦物鏡13，可利用一個(gè)光學(xué)頭10來提供3至7個(gè)的多重光束12。在DOE11后方的多重光束12中的分裂角度間隔α的準(zhǔn)確一般小于0.lmrad，且結(jié)合光學(xué)頭10至DOE11間隔18約為100mm，造成區(qū)段溝槽6、7、8的位置準(zhǔn)確度大于10毫米。然而，相較于其它形式的傳統(tǒng)光束分裂光學(xué)組件上述光束間隔的穩(wěn)定性已大幅提升，傳統(tǒng)的光學(xué)組件的DOE11系統(tǒng)仰賴整合至DOE11結(jié)構(gòu)的周期性精密標(biāo)度組件(periodicfinescalefeatures)。DOE11是利用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)材料所制作的，例如熔融硅石(fusedsilica)，其預(yù)期經(jīng)過一段時(shí)間后具穩(wěn)定性且在環(huán)境條件(如溫度)下不改變。光學(xué)頭10的DOE11緊密設(shè)置以單一光學(xué)組件提供多重區(qū)段溝槽6、7、8，并具有高度位置準(zhǔn)確性及良好的穩(wěn)定性。在本發(fā)明中新穎地利用光學(xué)頭10的DOE11，而能夠克服當(dāng)電池區(qū)段寬17改變時(shí)在機(jī)械定位上光學(xué)頭10重復(fù)再校正的復(fù)雜性，或由于定位系統(tǒng)其它改變或偏移所必須進(jìn)行的校正的復(fù)雜性。此光學(xué)頭10的DOE11的新穎的使用方法也使得雷射雕刻工具可圖案化邊緣隔離及橫向隔離溝槽6、7、8，并維持利用多重光束12，因此減少整體雷射制程的周期時(shí)間。這些特征在圖4A及4B中將進(jìn)一步說明。如上述，DOE11在特定平面15中提供了多重光束12規(guī)律的角度間隔。參照圖4A及4B，在第一制程平面23的多重光束12的距離22決定電池區(qū)段寬度17。平面22的方向?qū)?yīng)于周期性精密標(biāo)度組件在DOE11結(jié)構(gòu)中的方向。通過沿著光學(xué)頭10的光學(xué)軸16旋轉(zhuǎn)DOE11，可旋轉(zhuǎn)平面17，且其中具有分裂的多重光束12。當(dāng)多重光束12通過聚焦物鏡13，且考慮到在區(qū)段溝槽方向M的正交方向上的這些光束12的間隔或距離22，其是在多重光束12的交叉25及太陽能電池1基板2間所繪直線的角度，這些多重光束所雕刻的有效電池區(qū)段寬度17將直接隨著產(chǎn)物的余弦(cosine)角θ及多重光束12的距離22而改變。在實(shí)際應(yīng)用中，沿著光學(xué)頭10的光學(xué)軸16旋轉(zhuǎn)的DOE11，可通過設(shè)置DOE11的高準(zhǔn)確度移動臺21，因此可沿著光學(xué)軸16準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)，且其移動角度θ至少90°且準(zhǔn)確到一般優(yōu)于lOym。因此，在太陽能電池1中的多重激光束12可平行或正交于區(qū)段溝槽方向24，或在任何介于此二極限的角度。區(qū)段溝槽距離的最大值，亦即電池區(qū)段寬度17的最大值，在θ=0°時(shí)達(dá)到，亦即光束分裂方向正交于溝槽方向Μ。由DOEll所提供光學(xué)光束分裂的穩(wěn)定特性，結(jié)合旋轉(zhuǎn)臺21的準(zhǔn)確度，可確保各光學(xué)頭10只需要一次電池區(qū)段寬17對DOE11旋轉(zhuǎn)角度θ的校正，而不需要針對各分裂光束校正。一旦在雷射雕刻工具中對各光學(xué)頭10進(jìn)行校正，可輕易的依據(jù)后續(xù)制程設(shè)定固定的區(qū)段寬度17，或者根據(jù)太陽能電池1電性最佳化的需要微小的調(diào)整區(qū)段寬17，或者在電池寬度的基礎(chǔ)下校正其它不欲得因素所造去區(qū)段寬17的改變。校正程序一般花費(fèi)10至20秒以將校對標(biāo)記圖案化在太陽能電池1未使用的區(qū)域，而后注記其位置并將校正因素(correctionfactor)施加在各制程光束的位置上。在制造過程中，僅需不頻繁的進(jìn)行這些步驟以確定校正工具并未偏移，或當(dāng)布局改變時(shí)利用不同的電池區(qū)段寬度。當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ接近90°或0°時(shí)，如圖5Α及5Β所示，可將多重光束12的距離減小，其方向設(shè)置為在區(qū)段溝槽方向24，或在正交方向，使得由光束12所形成的各個(gè)溝槽6、7、8彼此間非?？拷蛏踔敛糠种丿B，以有效地形成單一寬度溝槽6、7、8。復(fù)合溝槽("compositeVoove)6,7,8受益于DOE11光束分裂的相同特征，在于準(zhǔn)確且穩(wěn)定的控制整體寬度17，而在其結(jié)構(gòu)中不需建立額外的校正。這些多重隔離溝槽結(jié)構(gòu)可在基板2對光學(xué)頭10進(jìn)行相對移動的單一制程過程中形成。上述復(fù)合溝槽6、7、8適合用于邊緣隔離或橫向隔離溝槽6、7、8，因?yàn)檫@些組件一般受益于由多重溝槽所提供額外的隔離。一般而言，利用4至9個(gè)分別的溝槽6、7、8以形成邊緣隔離或橫向隔離溝槽6、7、8，且在一個(gè)全尺寸太陽能電池模塊中，一般會具有至少4個(gè)的各種型態(tài)的隔離溝槽6、7、8。相較于以雷射制程光學(xué)頭之雷射制程步驟，其需利用單一激光束的多重步驟以圖案化邊緣及橫向隔離溝槽6、7、8，利用本發(fā)明所述新穎的技術(shù)所需周期時(shí)間可縮短35至65秒。此外，在關(guān)于建筑整合太陽能(BuildingIntegratedPhotovoltaics；BIPV)的應(yīng)用中，較佳地移除焊條(ribbon)中硅層在區(qū)段溝槽6、7、8的正交方向行進(jìn)的面積至20%。這一般需要在數(shù)千個(gè)重疊的橫向溝槽6、7、8中重復(fù)進(jìn)行P3的圖案化8，以有效的增加模塊的光穿透率。在上述描述的本發(fā)明中，DOE11的旋轉(zhuǎn)角度θ接近90時(shí)，可同時(shí)雕刻多重重疊的橫向溝槽6、7、8，因此可有效的降低雷射制程的周期時(shí)間，其影響大約等同于用以圖案化的多重光束12的數(shù)目。雖然本發(fā)明已公開上述多個(gè)較佳實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明作任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭(10)，包括繞射光學(xué)組件(11)，聚焦物鏡(13)，以及調(diào)整組件(21)，其中所述繞射光學(xué)組件(11)及所述聚焦物鏡(1在共同光學(xué)軸(16)上彼此間隔設(shè)置，以及所述調(diào)整組件用于在正交于所述光學(xué)軸(16)的第三平面上旋轉(zhuǎn)所述繞射光學(xué)組件(11)。2.如權(quán)利要求1所述的用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭(10)，其中所述調(diào)整組件包括機(jī)動臺和/或步進(jìn)馬達(dá)，以沿著所述光學(xué)軸(16)旋轉(zhuǎn)所述繞射光學(xué)組件(11)。3.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭(10)，包括控制器，且所述控制器用于將所述繞射光學(xué)組件(11)定位在所述光學(xué)軸(16)定義角度位置(Θ)。4.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭(10)，其中所述調(diào)整組件用于將所述繞射光學(xué)組件(11)設(shè)置于角度位置(Θ)且其準(zhǔn)確度^0.Imrad05.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭(10)，其中至少所述繞射光學(xué)組件(11)及所述聚焦物鏡(1包含在接合外殼中，且所述接合外殼包括用以降低所述接合外殼對環(huán)境改變所造成的熱膨脹的敏感度的材料。6.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭(10)，其中所述材料包括低膨脹材料，較佳地為熔融硅石。7.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于雷射雕刻裝置的雷射光學(xué)頭(10)，其中所述繞射光學(xué)組件(11)及所述聚焦物鏡(13)彼此距離(18)彡70mm且彡150mm，較佳彡25mmJeL^50mm。8.一種雷射雕刻裝置，用于雷射處理基板O)的表面，包括定位組件，根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雷射光學(xué)頭(10)，以及移動組件，其中所述定位組件用于設(shè)置所述基板O)的所述表面以在第一平面上進(jìn)行制程，所述雷射光學(xué)頭(10)通過分裂入射激光束(14)以產(chǎn)生多重激光束(12)，使得所述多重激光束(1彼此間存在有預(yù)定的固定距離(22)，使得所述多重激光束(1平行設(shè)置而定義第二平面(15)，所述聚焦物鏡(1用于將所述多重激光束(1聚焦至所述基板(上，以在所述表面制造平行溝槽(6、7、8)，使得所述第一表面及所述第二表面(1形成交叉線(25)，且使得通過所述各個(gè)激光束入射至所述基板(上，而在所述表面中制造的所述溝槽(6、7、8)彼此由節(jié)距(17)間隔，以及所述移動組件用于以相對于所述基板O)的移動方向04)上移動所述雷射光學(xué)頭(10)。9.如權(quán)利要求8所述的雷射雕刻裝置，其中所述調(diào)整組件通過改變所述移動方向04)及所述交叉線05)間的所述角度(90°-θ)，以調(diào)整所述溝槽(6、7、8)的所述節(jié)距(17)。10.如權(quán)利要求8或9所述的雷射雕刻裝置，其中所述角度(Θ)^O0且<90°，和/或設(shè)置所述角度(Θ)使得至少二個(gè)相鄰的溝槽(6、7、8)至少部分重疊。11.如權(quán)利要求8-10中任意一項(xiàng)所述的雷射雕刻裝置，其中所述第二平面(1設(shè)置為正交于所述第一平面03)和/或所述光學(xué)軸(16)主要設(shè)置為正交所述第一平面03)。12.如權(quán)利要求8-11中任意一項(xiàng)所述的雷射雕刻裝置，其中所述雷射光學(xué)頭(10)產(chǎn)生彡3且<9個(gè)激光束(12)，較佳為4個(gè)激光束(12)。13.如權(quán)利要求8-12中任意一項(xiàng)所述的雷射雕刻裝置，其中所述調(diào)整組件用以產(chǎn)生彡4讓且彡10.8讓的節(jié)距(17)，較佳彡5.5讓且彡8.5mm，且更佳彡0.1讓。14.如權(quán)利要求8-13中任意一項(xiàng)所述的雷射雕刻裝置，其中所述雷射光學(xué)頭(10)用以達(dá)到溝槽定位準(zhǔn)確度<10μm。15.如權(quán)利要求8-14中任意一項(xiàng)所述的雷射雕刻裝置，其中所述多重激光束(1用以在所述表面(沉積的薄膜材料中產(chǎn)生溝槽(6、7、8)。16.一種雷射處理基板O)的表面的方法，包括以下步驟(a)設(shè)置所述基板O)的所述表面在第一平面進(jìn)行制程，(b)通過繞射光學(xué)組件(11)分裂單一雷射光(14)以產(chǎn)生多重激光束(12)，使得所述多重激光束彼此間具有預(yù)設(shè)的固定距離(22)，以及使得所述多重激光束(1平行設(shè)置定義第二平面(15)，(c)將所述多重激光束(1聚焦至所述基板(上以在所述表面形成平行溝槽(6、7、8)，使得所述第一表面及所述第二表面形成交叉線0，且通過個(gè)別激光束入射至所述基板O)以在表面中形成所述溝槽(6、7、8)，使得所述溝槽(6、7、8)由節(jié)距(17)彼此間隔，且所述節(jié)距(17)通過改變所述欲得移動方向04)及所述交叉線0間的角度(90°-Θ)來調(diào)整，以及(d)在移動方向04)上相對于所述基板(移動所述多重激光束(12)。17.如權(quán)利要求16所述的雷射處理基板O)的表面的方法，其中設(shè)置所述第二平面(15)大體正交于所述第平面03)。18.如權(quán)利要求16或17所述的雷射處理基板(的表面的方法，其中改變所述欲得移動方向04)及所述交叉線0間的角度(90°-θ)被旋轉(zhuǎn)所述繞射光學(xué)組件(11)所影響。19.如權(quán)利要求18所述的雷射處理基板O)的表面的方法，其中旋轉(zhuǎn)所述繞射光學(xué)組件(11)由移動臺所影響，所述移動臺能夠沿光學(xué)軸(16)的旋轉(zhuǎn)，在所述光學(xué)軸(16)上所述繞射光學(xué)組件(11)及用以聚焦所述多重激光束(1的聚焦物鏡(1彼此間隔設(shè)置。20.如權(quán)利要求18或19所述的雷射處理基板O)的表面的方法，其中所述繞射光學(xué)組件(11)在第三平面上旋轉(zhuǎn)，且所述第三平面大體與所述入射單一激光束(14)正交，和/或大體與所述第二平面正交。21.如權(quán)利要求16-20中任意一項(xiàng)所述的雷射處理基板(2)的表面的方法，包括校正在所述移動方向04)及所述交叉線05)之間的所述角度(90°-θ)。22.如權(quán)利要求16-21中任意一項(xiàng)所述的雷射處理基板O)的表面的方法，其中所述角度(90°-θ)為彡0°及<90°，和/或設(shè)置所述角度(90°-θ)使得至少二相鄰溝槽(6、7、8)至少部分重疊。23.如權(quán)利要求16-22中任意一項(xiàng)所述的雷射處理基板O)的表面的方法，其中步驟(e)能夠選擇性地以角度(90°-θ)進(jìn)行，以形成至少部分重疊的溝槽(6、7、8)。24.如權(quán)利要求16-23中任意一項(xiàng)所述的雷射處理基板(的表面的方法，其中設(shè)置所述繞射光學(xué)組件(11)以產(chǎn)生>3且<9個(gè)激光束(12)，較佳為4個(gè)激光束(12)。25.如權(quán)利要求16-24中任意一項(xiàng)所述的雷射處理基板O)的表面的方法，其中調(diào)整所述移動方向04)及所述交叉線0之間的所述角度(90°-θ)，使得所述節(jié)距(17)為彡4mm且彡10.8mm，較佳彡5.5mm且彡8.5mm，且更佳彡0.1mm。26.如權(quán)利要求16-25中任意一項(xiàng)所述的雷射處理基板(的表面的方法，其中設(shè)置所述繞射光學(xué)組件(11)以在所述基板(上聚焦所述多重激光束(1，因此達(dá)到溝槽定位準(zhǔn)確度<10μm。27.一種制造薄膜太陽能電池的方法，包括以下步驟(1)在基板(2)上沉積薄膜材料(3、4、5)，以及(2)利用如權(quán)利要求1646中任意一項(xiàng)所述的方法對所述基板(進(jìn)行雷射制程，其中所述薄膜材料(3、4、幻包括對所述表面進(jìn)行處理，或(2')利用如權(quán)利要求8-15中任意一項(xiàng)所述的雷射雕刻裝置對所述基板(進(jìn)行雷射制程，其中所述薄膜材料(3、4、幻包括對所述表面進(jìn)行處理。28.如權(quán)利要求27所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中所述步驟(或步驟O’)包括對所述基板(至少20%的所述表面面積進(jìn)行雷射制程。29.利用申請專利范圍第8-15中任意一項(xiàng)所述的雷射雕刻裝置以將所述基板(切割成為多個(gè)區(qū)段，包括薄膜太陽能電池(1)，所述薄膜太陽能電池(1)包括所述基板(及薄膜材料(3、4、幻沉積在所述基板(上，且所述薄膜材料(3、4、幻包括利用所述雷射雕所述裝置處理的所述表面。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于雷射雕刻裝置的雷射頭(10)，包括繞射光學(xué)組件(11)、聚焦物鏡(13)及調(diào)整組件(21)，其中繞射光學(xué)組件(11)及聚焦物鏡(13)設(shè)置在共同光學(xué)軸(16)上且彼此分隔，且調(diào)整組件(21)用于在正交光學(xué)軸(16)的第三平面上旋轉(zhuǎn)繞射光學(xué)組件(11)。本發(fā)明可減少薄膜太陽能電池的漏電。文檔編號H01L31/18GK102343484SQ20111019691公開日2012年2月8日申請日期2011年7月8日優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日發(fā)明者希瑟·布思,朱利安·卡什莫爾申請人:歐瑞康太陽股份公司(特呂巴赫)