Cigs薄膜太陽能電池刻劃設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池刻劃設備的技術領域，尤其涉及一種CIGS薄膜太陽能電池刻劃設備。
【背景技術】
[0002]當今全球光伏市場是以晶體硅太陽電池為主，但高能耗的生產工藝導致能源資源的快速消耗將使社會無法承受，也必將制約著光伏產業(yè)更大規(guī)模的發(fā)展。因此，發(fā)展低成本、新型薄膜太陽電池是未來國際光伏產業(yè)的必然趨勢。
[0003]CIGS薄膜太陽能電池是在玻璃或其它廉價襯底上沉積6層以上化合物半導體和金屬薄膜料而成，其中，其薄膜總厚度約3?4微米。另外，該電池成本低、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強，其光電轉換效率目前是各種薄膜太陽電池之首，光譜響應范圍寬，在陰雨天光強下輸出功率高于其它任何種類太陽電池，被國際上稱為下一時代最有前途的廉價太陽電池之一，有可能成為未來光伏電池的主流產品之一。
[0004]目前國內外的CIGS薄膜太陽能電池的生產流程，其具體可分為:濺射膜層、激光刻劃薄膜層(Pl刻劃)、形成CIGS吸收層、形成CdS緩沖層、機械刻劃CIGS層(P2刻劃)、濺射透明導電膜摻鋁氧化鋅、機械刻劃吸收層和透明導電層(P3刻劃)、留膜清邊(P4.1刻劃)、清邊(P4.2刻劃)、封裝及測試。而在刻劃CIGS薄膜太陽能電池時，普遍采用激光刻劃或激光加機械刀具刻劃。由于CIGS電池三種疊層(薄膜層、CIGS吸收層及AZO導電層)的材料屬性(光譜吸收曲線)不一樣，所以，往往需要兩種不同種類的激光進行刻劃，如納秒綠光或紅外激光激光設備刻膜層(Pl)，用皮秒綠光激光器來進行刻劃CIGS層(P2)和CIGS+AZ0層(P2+P3)，這樣，CIGS薄膜太陽能電池刻劃就會用多種激光器來進行，花費成本高，且兩臺激光設備占用空間較大、設計布局困難；若激光加機械刀具刻劃，利用激光對CIGS薄膜太陽能電池中的膜層進行激光刻劃，而對激光難以刻劃的CIGS薄膜太陽能電池疊層進行機械刀具刻劃，但這樣的組合刻劃方式，亦需要配置兩臺刻劃設備，一臺為激光刻劃設備，另一臺為機械刻劃設備，而這樣的刻劃方式，不但在刻劃CIGS薄膜太陽能電池時顯得麻煩費事，而且兩臺刻劃設備占用空間較大、花費成本高。
[0005]因此，有必要提供一種技術手段以解決上述缺陷。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之缺陷，提供一種具有光路刻劃裝置和機械刻劃裝置的CIGS薄膜太陽能電池刻劃設備，以解決現(xiàn)有技術中的刻劃工藝需要使用兩臺不同種類激光源的激光設備或激光設備加機械刀具刻劃設備進行刻劃所帶來的操作麻煩、占用空間較大、花費成本高的問題。
[0007]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種CIGS薄膜太陽能電池刻劃設備，包括支撐底座、設于所述支撐底座上且可沿所述支撐底座的縱向方向往復移動的I向移動單元、橫跨于所述I向移動單元且可沿所述支撐底座的橫向方向往復移動的X向移動單元、安裝在所述y向移動單元上用以供CIGS薄膜太陽能電池放置加工的加工平臺、利用激光對CIGS薄膜太陽能電池進行刻劃的光路刻劃裝置、利用刀具對CIGS薄膜太陽能電池進行刻劃的機械刻劃裝置及用以控制所述y向移動單元、所述X向移動單元、所述光路刻劃裝置和所述機械刻劃裝置的控制單元；
[0008]所述光路刻劃裝置安裝在所述X向移動單元上，且其具有用以對CIGS薄膜太陽能電池的薄膜層進行第一道刻劃的Pl刻劃模塊和用以對CIGS薄膜太陽能電池的周邊除薄膜層外進行第四道刻劃的P4.1刻劃模塊；
[0009]所述機械刻劃裝置設于所述X向移動單元的底端且可沿所述支撐底座的豎直方向上下移動，且其具有用以對CIGS薄膜太陽能電池的CIGS層進行第二道刻劃的P2刻劃模塊、用以對CIGS薄膜太陽能電池的CIGS層和導電層進行第三道刻劃的P3刻劃模塊和用以對CIGS薄膜太陽能電池的周邊進行第四道刻劃的P4.2刻劃模塊；
[0010]所述控制單元分別與所述y向移動單元、所述X向移動單元、所述光路刻劃裝置、所述機械刻劃裝置電連接。
[0011]具體地，所述光路刻劃裝置包括激光器、位于該激光器的激光束出口處的擴束鏡組、移動對向于該擴束鏡組的Pl刻劃構件、對向于該擴束鏡組的P4.1刻劃構件及用以供該Pl刻劃構件和該P4.1刻劃構件固定設置的鏡座；
[0012]所述Pl刻劃構件包括移動對向于所述擴束鏡組出射激光方向的第一 45°全反鏡、對向于所述第一 45°全反鏡出射激光方向以使所述激光器的激光束沿所述支撐底座的橫向方向射向折向變?yōu)檠厮鲋蔚鬃目v向方向射向的第二 45°全反鏡、對向于所述第二 45°全反鏡出射激光方向以使所述激光器的激光束沿所述支撐底座的縱向方向射向折向變?yōu)檠厮鲋蔚鬃呢Q直方向射向的第三45°全反鏡、對向于所述第三45°全反鏡出射激光方向的聚焦鏡組、用以調節(jié)所述聚焦鏡組上下移動的調節(jié)座及位于所述聚焦鏡組的下方用以清除Pl刻劃時產生的灰塵的第一除塵頭，所述第二 45°全反鏡垂直于所述第一 45°全反鏡出射激光方向，所述第三45°全反鏡垂直于所述第二 45°全反鏡出射激光方向，所述調節(jié)座呈上下移動設置在所述鏡座的下端，所述聚焦鏡組設置在所述調節(jié)座上且其出射激光方向通過所述第一除塵頭對向于所述加工平臺，所述第一除塵頭呈上下移動設于所述鏡座上；
[0013]所述P4.1刻劃構件包括對向于所述擴束鏡組出射激光方向的第四45°全反鏡、對向于所述第四45°全反鏡出射激光方向且可上下移動的振動鏡組及位于所述振動鏡組的下方用以清除P4.1刻劃時產生的灰塵的第二除塵頭，所述振動鏡組設置在所述調節(jié)座上且其出射激光方向通過所述第二除塵頭對向于所述加工平臺，所述第二除塵頭呈上下移動設于所述鏡座上。
[0014]進一步地，所述Pl刻劃構件還包括供所述第一 45°全反鏡設置固定的第一固定座及用以驅動該第一固定座來回移動的第一氣缸，所述第一氣缸的輸出軸連接于所述第一固定座上，且所述第一氣缸與所述控制單元電連接，所述第一 45°全反鏡通過所述第一氣缸驅動所述第一固定座移動而移動對向于所述擴束鏡組出射激光方向。
[0015]進一步地，所述Pl刻劃構件還包括供所述第一除塵頭設置固定的第二固定座及用以驅動該第二固定座來回移動的第二氣缸，所述第二氣缸的輸出軸連接于所述第二固定座上，且所述第二氣缸與所述控制單元電連接，所述第一除塵頭通過所述第二氣缸驅動所述第二固定座移動而呈上下移動設于所述鏡座上；
[0016]所述P4.1刻劃構件還包括供所述第二除塵頭設置固定的第三固定座及用以驅動該第三固定座來回移動的第三氣缸，所述第三氣缸的輸出軸連接于所述第三固定座上，且所述第三氣缸與所述控制單元電連接，所述第二除塵頭通過所述第三氣缸驅動所述第三固定座移動而呈上下移動設于所述鏡座上。
[0017]具體地，所述機械刻劃裝置包括可沿所述支撐底座的豎直方向上下移動z軸組件、安裝在所述z軸組件上的機械刻劃組件及用以清除所述機械刻劃組件刻劃時產生的灰塵的除塵機構；
[0018]所述機械刻劃組件包括刻刀、用以調節(jié)所述刻刀的刀尖相對于所述支撐底座的橫向方向的角度的X向角度調整部、用以調節(jié)所述刻刀的刀尖相對于所述支撐底座的縱向方向的角度的y向角度調整部及用于驅動所述X向角度調整部和所述y向角度調整部工作的調整驅動單元，所述刻刀設置在X向角度調整部上，所述調整驅動單元分別連接于所述X向角度調整部、所述y向角度調整部，且所述調整驅動單元與所述控制單元電連接。
[0019]進一步地，所述調整驅動單元為音圈電機。
[0020]進一步地，所述除塵機構包括靠近于所述刻刀的第三除塵頭及設置在所述調整驅動單元上用以將所述機械刻劃組件刻劃時產生的灰塵吹向于所述第三除塵頭的吹氣嘴，所述除塵頭吸氣的中心軸線、所述吹氣嘴的中心軸線與所述刻刀的中心軸線圍成的平面平行于所述支撐底座的縱向方向。
[0021]具體地，所述y向移動單元包括設置在所述支撐底座上的第一大理石基座、設于所述第一大理石基座上且沿所述支撐底座的縱向方向往復移動的y向平臺、用以驅動所述y向平臺移動的y向驅動裝置及用以調節(jié)所述y向平臺的移動距離的y向移動調節(jié)機構；
[0022]所述y向驅動裝置連接于所述y向平臺，且其與所述控制單元電連接；
[0023]所述y向移動