專利名稱：太陽能生產(chǎn)線的計量與檢測套組的制作方法
太陽能生產(chǎn)線的計量與檢測套組發(fā)明背景發(fā)明領域本發(fā)明的實施例大體上涉及在生產(chǎn)線上生產(chǎn)太陽能電池器件期間，用于質(zhì)量檢測和收集計量資料的一套模組。相關技術的描述光伏(PV)器件或太陽能電池是將太陽光轉(zhuǎn)換成直流(DC)電力的器件。典型的薄膜型太陽能器件，或薄膜太陽能電池具有一個或多個p-i-n結。每個p-i-n結包含p型層、本征型層和n型層。當太陽能電池的p-i-n結暴露在陽光(含有光子能量)下，陽光通過光伏效應轉(zhuǎn)化為電能。太陽能電池可以平鋪成更大的太陽能電池陣列。太陽能陣列是通過連接數(shù)個太陽能電池所構成，然后以特定的框架和連接器來將它們連接成面板。通常情況下，薄膜太陽能電池包括有源區(qū)、或光電轉(zhuǎn)換單元、和透明導電氧化物 (TCO)薄膜，被設置為正面電極和/或作為背面電極。該光電轉(zhuǎn)換單元包括p型硅層、n型硅層和夾在P型和n型硅層之間的本征型(i型)硅層。幾種類型的硅薄膜，包括微晶硅薄膜Oc-Si)、非晶娃薄膜(的a-Si)、多晶娃薄膜(poly-Si)等,可被用來形成光電轉(zhuǎn)換單元的P型、n型、和/或i型層。背面電極可包含一個或多個導電層。需要改進形成太陽能電池的工藝,使具有良好的介面接觸、低接觸電阻、及高整體性能。因為傳統(tǒng)的能源價格上升，需要使用低成本太陽能電池器件來產(chǎn)生低成本的電力。傳統(tǒng)的太陽能電池制造過程是高度勞動密集型，且有許多可能影響生產(chǎn)線的產(chǎn)出、太陽能電池的成本和器件產(chǎn)量的干擾。例如，傳統(tǒng)的太陽能電池器件的質(zhì)量檢測通常只能在完全形成的太陽能電池器件上進行性能測試，或只能人工從生產(chǎn)線上取出部分形成的太陽能電池器件并進行檢測。在制造太陽能電池器件的期間，沒有檢測方式提供計量資料，以保證太陽能電池器件的質(zhì)量和診斷或調(diào)整生產(chǎn)線工藝。因此，需要一種生產(chǎn)線，具有一組可策略性配置的模組，以在各種層的形成中提供對太陽能電池器件的檢測，同時收集和使用計量資料來診斷、調(diào)整或改善在生產(chǎn)太陽能電池器件期間的生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程。發(fā)明概沭在本發(fā)明的一實施例中，一種太陽能電池生產(chǎn)線包括多個自動化裝置，所述多個自動化裝置配置為沿著路徑，連續(xù)地傳輸基板；第一光學檢測模組，所述第一光學檢測模組沿著該路徑定位，以接收基板，該基板上沉積有正面接觸層和定位在一個或多個叢集工具(cluster tool)的上游,所述一個或多個叢集工具有至少一個處理腔室,所述至少一個處理腔室經(jīng)調(diào)適以沉積含硅層在該基板的表面，其中該光學檢測模組包括檢測裝置，定位以檢視該基板的區(qū)域且配置為以光學方式接收關于在該被檢視的區(qū)域上是否存在缺陷的資訊；薄膜特征模組，所述薄膜特征模組沿著位于在所述一個或多叢集工具下游的路徑定位，并具有一個或多個檢測裝置，配置為檢測設置在該基板的該表面的該含硅層的區(qū)域，使得可決定相關于該含硅層的厚度的資訊；及系統(tǒng)控制器元件，所述系統(tǒng)控制器元件與這些模組的每一個連通，并配置為分析從這些模組的每一個接收到的資訊及發(fā)出指示，以在該生產(chǎn)線內(nèi)對這些模組的一個或多個采取改正措施。在本發(fā)明的另一實施例中，一種太陽能電池生產(chǎn)線包括第一光學檢測模組，所述第一光學檢測模組定位在所述一個或多叢集工具上游的該生產(chǎn)線內(nèi)，所述一個或多個叢集工具具 有一個或多個處理腔室，所述一個或多個處理腔室經(jīng)調(diào)適以在該正面接觸層上沉積多個含硅層，和配置為接收上面沉積有正面接觸層的基板，其中該第一光學檢測模組包括檢測裝置，所述檢測裝置定位以檢視該基板的區(qū)域且配置為以光學方式接收關于在該被檢視的區(qū)域上是否存在缺陷的資訊；第二光學檢測模組，所述第二光學檢測模組定位在所述一個或多個叢集工具下游且配置為接收該基板，該基板上沉積有多個含硅層，其中該第二光學檢測模組包括檢測裝置，所述檢測裝置定位以檢視該基板的區(qū)域和配置為以光學方式接收是否在該被檢視的區(qū)域的多個含硅層存在有缺陷；多個刻劃檢測模組，其中所述多個刻劃檢測模組的第一個被定位在該第二光學檢測模組的下游，和配置為接收具有形成在多個含硅層上的多個刻劃區(qū)域的該基板，其中該第一刻劃檢測模組被配置為以光學方式檢測形成在多個含硅層上的該被刻劃區(qū)域；及系統(tǒng)控制器元件，所述系統(tǒng)控制器元件與這些模組的每一個連通，并配置為分析從這些模組的每一個接收到的資訊及發(fā)出指示，以在該生產(chǎn)線內(nèi)對這些模組的一個或多個采取改正措施。在本發(fā)明的另一實施例中，一種在生產(chǎn)線上形成太陽能電池的方法包括以下步驟使用多個自動化裝置，連續(xù)地沿著傳輸路徑傳輸多個基板；在多個處理模組中處理所述多個基板的每一個，所述多個處理模組沿著該傳輸路徑定位；及在多個檢測模組中檢測所述多個基板的每一個，所述多個檢測模組沿著該傳輸路徑定位。在一實施例中，處理所述多個基板的每一個包括移除正面接觸層的一部分，該正面接觸層沉積在每一個基板的表面，該每一個基板位于在沿著該傳輸路徑定位的第一處理模組上；在該正面接觸層上沉積第一多個含硅層，該正面接觸層位于在第一叢集工具，該第一叢集工具位于在第二處理模組內(nèi)，該第二處理模組被定位在該第一處理模組沿著該傳輸路徑的下游；在第三處理模組移除多個含硅層的一部分，該第三處理模組位于在該第二處理模組沿著該傳輸路徑的下游；在第四處理模組移除多個含硅層的金屬層，該第四處理模組位于在該第三處理模組沿著該傳輸路徑的下游；及在第五處理模組移除該金屬層的一部分，該第五處理模組位于在該第四處理模組的下游，以在每一個基板上形成至少兩個連續(xù)地連接的太陽能電池。在一實施例中，檢測所述多個基板的每一個包括在第一檢測模組以光學方式檢測每一個基板，該第一檢測模組位于在該第二處理模組上游，并確定是否在該區(qū)域內(nèi)存在缺陷；測量在該正面接觸層的這些部分之間的電子連續(xù)性，該正面接觸層被定位在相對于在第二檢測模組的該正面接觸層的該被移除部分的相對側(cè)，該第二檢測模組被定位在該第二處理模組的上游；在第三檢測模組檢測在每一個基板上的所述第一多個含硅層，該第三檢測模組被定位在該第一叢集工具的下游，和確定所述第一多個含硅層的至少一個的厚度；在第四檢測模組以光學方式檢測在每一個基板上的所述第一多個含硅層的區(qū)域，該第四檢測模組被定位在該第二處理模組的下游，和確定是否在該區(qū)域內(nèi)的所述多個含硅層存在缺陷；以光學方式檢測每一個基板的區(qū)域，其中在第五檢測模組已移除至少所述第一多個含硅層的至少一部分，該第五檢測模組定位在該第三處理模組的下游；及以光學方式檢測每一個基板的區(qū)域，其中在第六檢測模組已移除該金屬層的至少一部分，該第六檢測模組定位在該第五處理模組的下游。在本發(fā)明的又一實施例中，一種太陽能電池生產(chǎn)線包括多個自動化裝置，所述多個自動化裝置配置為沿著路徑，連續(xù)地傳輸基板；第一刻劃模組，所述第一刻劃模組沿著該路徑定位，以接收上面沉積有正面接觸層的基板，和配置為在該正面接觸層上形成多個刻劃的區(qū)域；第一叢集工具，所述第一叢集工具被定位在該第一刻劃模組沿著該路徑的下游，所述第一叢集工具具有一個或多個處理腔室，所述一個或多個處理腔室配置為將第一多個含硅層沉積在該正面接觸層；第一薄膜特征模組，所述第一薄膜特征模組被定位在該第一叢集工具沿著該路徑的下游，所述第一薄膜特征模組具有一個或多個檢測裝置，所述一個或多個檢測裝置配置為檢測設置在每一個基板的該表面上的該第一含硅層的區(qū)域，使得可確定相關于所述第一多個含硅層的至少一個的厚度的資訊；及第二叢集工具，所述第二叢集工具被定位在該第一薄膜特征模組沿著該路徑的下游，所述第二叢集工具具有一個或多個處理腔室，所述一個或多個處理腔室配置為將第二多個含硅層沉積在所述第一多個含硅層；第二薄膜特征模組，所述第二薄膜特征模組被定位在該第二叢集工具沿著該路徑的下游，所述第二薄膜特征模組具有一個或多個檢測裝置，所述一個或多個檢測裝置配置為檢測設置在每一個基板的該表面上的該第二含硅層的區(qū)域，使得可確定相關于所述第二多個 含硅層的至少一個的厚度的資訊；及系統(tǒng)控制器元件，所述系統(tǒng)控制器元件與所述第一和第二薄膜特征模組連通，并配置為分析從所述第一和第二薄膜特征模組的每一個接收到的資訊及發(fā)出指示，以在該生產(chǎn)線內(nèi)對這些模組的一個或多個采取改正措施。附圖
簡單說明所以，上述簡介的本發(fā)明的特征可參考實施例進一步理解和敘述，部分實施例繪示于附圖中。然而要指出的是，附圖僅說明本發(fā)明的典型實施例，因此不應被視為其范圍的限制，本發(fā)明還適用于其他具有同等功效的實施例。圖I表示依本文所述的一具體實施例，用以形成太陽能電池器件的工藝順序。圖2表示依本文所述的一具體實施例，太陽能電池生產(chǎn)線的平面圖。圖3A是依本文所述的一具體實施例，薄膜太陽能電池器件的側(cè)面截面圖。圖3B是依本文所述的一具體實施例，薄膜太陽能電池器件的側(cè)面截面圖。圖3C是依本文所述的一具體實施例，復合太陽能電池結構的平面圖。圖3D是沿著圖3C的截面A-A的側(cè)面截面圖。圖3E是依本文所述的一具體實施例，薄膜太陽能電池器件的側(cè)面截面圖。圖3F是依本文所述的一具體實施例，被電子檢測模組進行電子檢測的器件基板的示意性、等角的、局部的視圖。圖3G是在檢測模組被檢測的特定器件基板的一部分的示意性截面圖。圖3H是依本文所述的一具體實施例，被特定保證模組進行電子檢測的器件基板的示意性、截面的、局部的視圖。圖31是上面映射有缺陷的器件基板的示意性、部分的、平面示意圖。圖4是依本文所述一實施例的光學檢測模組的等角視圖。圖5是可以包含在系統(tǒng)控制器中的各種控制功能的一實施例的示意圖。具體描沭本發(fā)明的實施例大體上涉及使用處理模組用以形成太陽能電池器件的系統(tǒng)，其中該處理模組經(jīng)調(diào)整以在形成太陽能電池器件時執(zhí)行一個或多個工藝。在一實施例中，該系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整以形成薄膜太陽能電池器件，這是通過接收大型未處理的基板和執(zhí)行多重沉積、材料移除、清洗、切片、粘接、和各種檢測和測試程式，以形成多個完整的、具功能性的、和經(jīng)過測試的太陽能電池器件，然后可將該太陽能電池器件運到終端使用者，用以安裝于所期望位置，來產(chǎn)生電力。在一實施例中，該系統(tǒng)在各種層的形成中提供對太陽能電池器件的檢測，同時收集和使用計量資料來診斷、調(diào)整或改善在生產(chǎn)太陽能電池器件期間的生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程。雖然下面的討論主要敘述形成硅薄膜太陽能電池器件，這種配置不是作為本發(fā)明范圍的限制，因為本文討論的設備和方法還可以用于形成、測試和分析其他類型的太陽能電池器件，例如，III-V族型太陽能電池、硫族薄膜太陽能電池(例如，CIGS、CdTe電池)、無定形或微晶硅太陽能電池、光化學類型太陽能電池(例如，染料敏化)、晶體硅太陽能電池、有機類型的太陽能電池、或其他類似的太陽能電池器件。本系統(tǒng)通常為自動處理模組和自動化裝置的配置，該自動處理模組和自動化裝置用以形成太陽能電池器件并通過自動化材料處理系統(tǒng)互連。在一實施例中，該系統(tǒng)是完全自動化的太陽能電池器件生產(chǎn)線，該完全自動化的太陽能電池器件生產(chǎn)線減少或去除對人工互動和/或勞動密集型的加工步驟的需要，以改善太陽能電池器件的可靠性、生產(chǎn)工藝的可重復性，以及擁有太陽能電池器件形成工藝的成本。在一配置中，該系統(tǒng)通常包含基 板接收模組，所述基板接收模組經(jīng)調(diào)整以接收傳入的基板；一個或多個吸收層沉積叢集工具，所述一個或多個吸收層沉積叢集工具具有至少一個處理腔室，其中該至少一個處理腔室經(jīng)調(diào)整以在該基板的處理表面沉積含硅層；一個或多個背面接觸沉積腔室，所述一個或多個背面接觸沉積腔室經(jīng)調(diào)整以在該基板的該處理表面上沉積背面接觸層；一個或多個材料移除腔室，所述一個或多個材料移除腔室經(jīng)調(diào)整以從每一個基板的處理表面移除材料；一個或多個切片模組，所述一個或多個切片模組用以將被處理的基板切片成多個較小的處理基板；太陽能電池封裝裝置；高壓模組，所述高壓模組經(jīng)調(diào)整以加熱和暴露復合太陽能電池結構至大于大氣壓力的壓力；接線盒附接區(qū)域，所述接線盒附接區(qū)域附接至連接元件，連接元件使該太陽能電池連接到外部部件；組檢測模組，所述組檢測模組經(jīng)調(diào)整以在各層的形成中檢測每一個太陽能電池器件；以及一個或多個質(zhì)量模組，所述一個或多個質(zhì)量模組經(jīng)調(diào)整以測試和使每個完全形成的太陽能電池器件合格。在一實施例中，該組檢測模組包括一個或多個光學檢測模組；和電子檢測模組，所述電子檢測模組經(jīng)調(diào)整以收集計量資料和與系統(tǒng)控制器交換資料，以診斷、調(diào)整、改進和/或保證在太陽能電池器件生產(chǎn)系統(tǒng)中的工藝的質(zhì)量。圖I說明工藝順序100的一實施例，包含多個步驟(即步驟102-142)，這些步驟使用本文所述的新穎的太陽能電池生產(chǎn)線200來形成太陽能電池器件。在工藝順序100的處理步驟的配置、數(shù)量和次序的用意不在于限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。圖2是生產(chǎn)線200的一實施例的平面圖，目的是說明一些典型的處理模組和經(jīng)過系統(tǒng)的流程和其他系統(tǒng)設計的相關方面，因此并非意在限制本文所述發(fā)明的范疇。通常，系統(tǒng)控制器290可用于控制用于太陽能電池生產(chǎn)線200的一個或多個部件。系統(tǒng)控制器290通常設計為促進整體太陽能電池生產(chǎn)線200的控制和自動化，且通常包括中央處理單元(CPU)(未示出)、存儲器(未示出)、和支撐電路(或I/O)(未示出)。CPU可以是用于工業(yè)環(huán)境中的任何形式的電腦處理器的一種，該任何形式的電腦處理器用以控制各種系統(tǒng)功能、基板移動、腔室工藝、和支撐硬體(例如，探測器、機器手臂、電機、燈等)以及監(jiān)測工藝(例如，基板支撐溫度、電源供應參數(shù)、腔室處理時間、I/o信號，等等)。存儲器被連接到CPU，并可以是一個或多個現(xiàn)成的本地或遠端存儲器，例如，隨機存取存儲器(RAM)、唯讀存儲器(ROM)、軟碟、硬碟，或任何其他形式的數(shù)位存儲器?？稍诖鎯ζ髦芯幋a和儲存軟體指令和資料，以指示CPU。支撐電路也被連接到CPU，用于以傳統(tǒng)方式支撐處理器。支撐電路可包括緩存、電源供應器、時鐘電路、輸入/輸出電路、子系統(tǒng)、等等?？捎上到y(tǒng)控制器290讀取的程式(或電腦指令)確定要在基板上執(zhí)行哪些任務。優(yōu)選地，程式是可由系統(tǒng)控制器290讀取的包括程式碼的軟體，以伴隨太陽能電池生產(chǎn)線200上的各種工藝配方任務和各種腔室工藝配方步驟，執(zhí)行與下 列相關的任務監(jiān)測、執(zhí)行和控制運動、支撐和/或定位基板。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290還包含多個可編程邏輯控制器(PLC)，所述PLC用來控制本地的一個或多個太陽能電池生產(chǎn)模組；及材料處理系統(tǒng)控制器(如，PLC或標準電腦)，所述材料處理系統(tǒng)控制器處理完整的太陽能電池生產(chǎn)線的更高一級的策略移動、調(diào)度和運作。在一實施例中，該系統(tǒng)控制器包括被定位在檢測模組的本地控制器，以映射和評估當每一個基板經(jīng)過生產(chǎn)線200時，在該基板上所檢測到的缺陷，并確定是否允許該基板繼續(xù)前進，或?qū)⒒逋嘶匾赃M行改正處理或予以廢棄。在此并呈美國專利申請第12/202，199號(代理人文件第11141號)以供參考，其中可發(fā)現(xiàn)可用于本文所述實施例的系統(tǒng)控制器、分散式控制結構、以及其他系統(tǒng)控制結構的示例。可使用圖I所表示的工藝順序形成的太陽能電池300的示例，以及在太陽能電池生產(chǎn)線200所表示的部件被表示在圖3A-3E中。圖3A的示意圖表示一種簡化的單結非晶硅或微晶硅太陽能電池300，單結非晶硅或微晶硅太陽能電池300可形成于下文所述的系統(tǒng)中且可通過下文所述的系統(tǒng)分析。如圖3A所示，單結非晶硅或微晶硅太陽能電池300朝向光源或太陽輻射301。太陽能電池300通常包括上面形成有薄膜的基板302，如，玻璃基板、聚合物基板、金屬基板、或其他合適的基板。在一實施例中，基板302是玻璃基板，大約2200毫米X2600毫米X3毫米大小。太陽能電池300還包括形成于基板302上的第一透明導電氧化物(TCO)層310 (如，氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO));形成在該第一 TCO層310上的第一 P-i-n結320 ;形成在該第一 p-i-n結320上的第二 TCO層340 ;和形成在該第二TCO層340上的背面接觸層350。為了通過增強捕捉燈光提高光的吸收，基板和/或一個或多個形成于上面的薄膜可被選擇性地通過濕法、等離子體、離子、和/或機械工藝產(chǎn)生紋理。例如，在圖3A所示的實施例中，在該第一 TCO層310上產(chǎn)生紋理，而隨后沉積于上面的薄膜大體上依照下面的表面的形貌。在一配置中，第一 p-i-n結320可包括p型非晶硅層322 ;形成在p型非晶硅層322上的本征型非晶硅層324 ;和形成在本征型非晶態(tài)硅層324上的n型非晶硅層326。在一示例中，p型非晶硅層322可形成為約60埃至約300埃之間的厚度，本征型非晶硅層324可形成為約1500埃至3500埃之間的厚度，以及N型非晶半導體層326可形成為約100埃至約500埃之間的厚度。背面接觸層350可包括但不限于選自下列的材料，包括鋁、銀、鈦、鉻、金、銅、鉬、及其合金和其組合。圖3b是示意圖表示太陽能電池300的一實施例，太陽能電池300是朝向光源或太陽輻射光301的多結太陽能電池。太陽能電池300包括上面形成有薄膜的基板302，如，玻璃基板、聚合物基板、金屬基板、或其他合適的基板。太陽能電池300可進一步包括形成在基板302上的第一透明導電氧化物(TCO)層310 ;形成在該第一 TCO層310上的第一 p-i-n結320 ;形成在該第一 p-i-n結320上的第二 p-i_n結330 ;形成在該第二 p_i_n結330上的第二 TCO層340 ;以及形成在該第二 TCO層340上的背面接觸層350。在圖3B所示的實施例中，在該第一 TCO層310上產(chǎn)生紋理，而隨后沉積于上面的薄膜大致依照下面的表面的形貌。第一 P-i-n結320可包括p型非晶硅層322 ;形成在該p型非晶硅層322上的本征型非晶硅層324 ;和形成在該本質(zhì)非晶硅層324上的n型微晶硅層326。在一示例中，p型非晶硅層322可形成為約60埃至約300埃之間的厚度，本征型非晶硅層324可形成為約1500埃至3500埃之間的厚度，以及N型微晶半導體層326可形成為約100埃至約400埃之間的厚度。第二 P-i-n結330可包括p型微晶硅層332 ;形成在該p型微晶硅層332上的本征型微晶硅層334 ;和形成在該本征型微晶硅層334上的n型非晶硅層336。在一示例中，P型微晶硅層332可形成為約100埃至約400埃之間的厚度，本征型微晶硅層334可形成為約10000埃至約30000埃之間的厚度，以及N型非晶硅層336可形成為約100埃至約500埃之間的厚度。背面接觸層350可包括但不限于選自下列的材料，包括鋁、銀、鈦、鉻、金、銅、鉬、及其合金和其組合。圖3C的平面圖說明已在生產(chǎn)線200上生產(chǎn)的形成的太陽能電池300的后表面的示例。圖3D是如圖3C所示的部分太陽能電池300 (請見截面A-A)的側(cè)面截面圖。雖然圖3D說明類似于圖3A所述設定的單結電池，并非意在限制本文所述發(fā)明的范圍。如圖3C和3D所示，太陽能電池300可包含基板302、太陽能電池器件元件(例如，元件符號310-350)、一個或多個的內(nèi)部電子連接(例如，側(cè)邊匯流排355、橫跨匯流排356)、層粘接材料360、背面玻璃基板361和接線盒370。接線盒370通常包含兩個連接點371和372，連接點371和372經(jīng)由側(cè)邊匯流排355和橫跨匯流排356電連接太陽能電池300的部分，側(cè)邊匯流排355和橫跨匯流排356與太陽能電池300的背面接觸層350和有源區(qū)電子連通。為了避免與涉及在基板302上執(zhí)行的動作混淆，在以下的討論中，具有一個或多個的沉積層(例如，元件符號310-350)和/或一個或多個的內(nèi)部電子連接(例如，側(cè)邊匯流排355、橫跨匯流排356)沉積于上面的基板302通稱為器件基板303。同樣地，已使用粘接材料360粘接至背面玻璃基板361的器件基板303被稱為復合太陽能電池結構304。圖3E是太陽能電池300的示意性截面圖，圖3E說明用于在太陽能電池300內(nèi)形成單個電池382A-382B的各種刻劃區(qū)域。如圖3E所示，太陽能電池300包括透明基板302、第一 TCO層310、第一 p-i-n結320、背面接觸層350。可執(zhí)行三個激光刻劃步驟以產(chǎn)生溝槽381A、381B、和381C，通常都需要它們以形成高效率太陽能電池器件。雖然單個電池382A和382B在基板302上一起形成，單個電池382A和382B通過形成在背面接觸層350和第一P-i-n結320的絕緣溝槽381C相互隔離。此外，溝槽381B形成于第一 p-i_n結320，以使背面接觸層350與第一 TCO層310電子接觸。在一實施例中，通過在沉積第一 p-i-n結320和背面接觸層350之前，以激光刻劃移除一部分TCO層310，以形成絕緣溝槽381A。同樣地，在一實施例中，通過在沉積背面接觸層350之前，以激光刻劃移除一部分第一 p-i-n結20，以在該第一 P-i-n結320上形成溝槽381B。雖然單結型太陽能電池已表示于圖3E，這種配置并非用于限制本文所述發(fā)明的范圍。一般太陽能電池的形成工藝順序請參照圖I和2，工藝順序100 —般開始于步驟102，其中基板302被裝載至設置在太陽能電池生產(chǎn)線200的裝載模組202。在一實施例中，在"原始"狀態(tài)接收基板302，其、中并沒有良好控制基板302的邊緣、整體尺寸和/或潔凈度。接收"原始"基板302降低在形成太陽能器件之前儲存和準備基板302的成本，從而降低太陽能電池器件成本、設施成本和最終形成太陽能電池器件的生產(chǎn)成本。但是，通常這有利于接收"原始"基板302，在步驟102被接收至該系統(tǒng)之前已具有沉積在基板302的表面的透明導電氧化物(TCO)層(如，第一 TCO層310)。如果導電層(如TCO層)不沉積在"原始"基板的表面，則需要在基板302的表面上執(zhí)行正面接觸沉積步驟(步驟107)(將詳述于下文)。在一實施例中，基板302或303被以連續(xù)方式裝載到太陽能電池生產(chǎn)線200，因此不使用卡匣(cassette)或批次型基底裝載系統(tǒng)。在進行至工藝順序的下一步驟前，需要將基板從卡匣卸載、處理、而后傳回卡匣的卡匣式和/或批次裝載類型的系統(tǒng)可能會非常耗時、并減少太陽能電池生產(chǎn)線的產(chǎn)出量。批次處理的使用不利于本發(fā)明的某些實施例，例如，從單一基板制造多個太陽能電池器件。此外，使用批次處理方式的工藝順序通常阻礙了使用經(jīng)由生產(chǎn)線的基板的非同步流程，一般相信這個非同步流程能在穩(wěn)定狀態(tài)處理期間及當一個或多個模組因維修或因故障而停機時，提供更好的基板產(chǎn)出量。一般來說，當一個或多個處理模組因維修或甚至在正常操作期間停機時，因為基板的排序和裝載可能需要大量 基本維持時間，批次或卡匣為基礎的方式無法實現(xiàn)本文所述生產(chǎn)線的產(chǎn)出量。在下一步驟(步驟104)中，基板302的表面被準備好，以防止在之后的工藝中產(chǎn)生問題。在步驟104的實施例中，基板被插入到前端基板縫模組204，以用于準備基板302或303的邊緣，以減少損壞(如，在隨后工藝期間產(chǎn)生切片或顆粒)的可能性?；?02或303的損壞可影響生產(chǎn)太陽能電池器件的器件產(chǎn)量和成本。在一實施例中，前端縫模組204被用于磨圓或削平基板302或303的邊緣。在一實施例中，鉆石鑲帶或盤被用來研磨來自基板302或303邊緣的材料。在另一實施例中，砂輪、噴砂、或激光燒蝕技術被用來移除來自基板302或303邊緣的材料。接下來，基板302或303被傳送到清洗模組205，其中步驟105 (或基板清洗步驟)是在基板302或303上執(zhí)行，以移除在表面上發(fā)現(xiàn)的任何污染物。常見的污染物可包括在基板成形工藝(如，玻璃制造工藝)和/或在運輸或儲存基板302或303期間沉積在基板302或303上的材料。通常，清洗模組205使用濕式化學洗滌和漂洗的步驟，以移除任何不良污染物。在一示例中，清洗基板302或303的工藝可能會出現(xiàn)如下。第一，基板302或303從傳輸桌或自動化裝置281進入清洗模組205的污染物移除部分。通常，系統(tǒng)控制器290設定每一個基板302或303進入清洗模組205的時間點。污染物移除區(qū)段可利用連接真空系統(tǒng)的干式圓柱形刷，來從基板302的表面移出和取出污染物。接著，在該清洗模組205內(nèi)的運輸器傳輸基板302或303到預先沖洗部分，在這里噴管以溫度(例如，50°C )從DI水加熱器分配熱DI水至基板302或303的表面。通常，由于器件基板303具有本文所述的TCO層，和由于TCO層通常為電子吸收材料，DI水是用于避免TCO層的可能污染和離子化的的任何痕跡。接下來，沖洗基板302，303進入清洗部分。在清洗部分，基板302或303是使用刷子(如，PERL0N)和熱水的濕式清洗。在某些情況下，洗滌劑(如，Alc0n0XTM，CitrajetTM，Deto jet ，Transene 和Basic H )、表面活性劑、pH調(diào)整劑、及其它清洗化學品被用于從基板表面清洗和移除不需要的污染物微粒。水的再循環(huán)系統(tǒng)回收熱水。接下來，在清洗模組205的最后沖洗部分，基板302或303被以環(huán)境溫度的水沖洗，以移除污染物的任何痕跡。最后，在干燥部分，吹風機被用來以熱空氣吹干基板302或303。在一配置中，去離子桿被用來在完成干燥工藝時，從基板302或303移除電荷。在下一步驟(或正面基板檢測步驟106)中，基板302或303是經(jīng)由檢測模組206檢測，而計量資料被收集和傳送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，以光學方式檢測基板302或303的缺陷，如，碎片、裂紋、夾雜物、氣泡、或劃痕，這些缺陷可能抑制完全形成的太陽能電池器件(例如，太陽能電池300)的表現(xiàn)。在一實施例中，基板302的光學特征是經(jīng)由檢測模組206檢測，而計量資料被收集和發(fā)送到系統(tǒng)控制器290，以用于分析和儲存。在一實施例中，器件基板303的TCO層的光學特征是經(jīng)由檢測模組206檢測，而計量資料被收集和發(fā)送到系統(tǒng)控制器290，以用于分析和儲存。
在一實施例中，基板302，303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在正面基板檢測步驟106的一實施例中，當基板302和303經(jīng)過檢測模組206時，基板302和303經(jīng)過光學檢測，并取得基板302和303的圖像且將基板302和303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板302和303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，在系統(tǒng)200上，基板302和303繼續(xù)在它的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板302和303。在一實施例中，在基板302和303檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板302和303的決定可在本地的檢測模組206內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在基板302和303的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受基板302和303。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括基板302和303邊緣碎片的大小，或在基板302和303的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在確定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一個特定的基板302和303時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，基板302和303的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，器件基板303的TCO層是經(jīng)由檢測模組206檢測。TCO層的的光學特征(例如，光傳輸和不透明度)可經(jīng)由檢測模組206檢測和獲得。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定基板302和303的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一個基板302和303上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一個器件基板303的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。而后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。光學檢測模組的一實施例，例如，檢測模組206將詳述于下文的"光學檢測模組"一節(jié)。雖然檢測模組206最早被描述和討論于清洗模組205的下游，光學檢測模組206 (和相應的檢測步驟106)也可以經(jīng)由生產(chǎn)線200提供于其他各種地點，詳如下文所述。通常，檢測模組206 (和相應的檢測步驟106)可提供于位于生產(chǎn)線200的每一個機械處理模組之后，以檢測基板302、器件基板303、或復合的太陽能電池結構304的任何物理損壞。從任何或所有的檢測模組206所取出的計量資料可被系統(tǒng)控制器290分析和使用，以診斷趨勢并采取任何必要的改正措施。在下一步驟(或步驟108)中，個別的電池是經(jīng)由刻劃工藝彼此電子隔離。TCO表面和/或在裸露的玻璃表面上的污染顆粒會干擾刻劃程式。在激光刻劃中，例如，如果雷射光束穿過粒子，可能無法在電池間刻劃出連續(xù)線路，因而造成短路。此外，在刻劃后存在于刻劃圖案上和/或電池的TCO上的任何顆粒碎片可能導致層與層之間的分流和不均勻。因此，通常需要明確和維護良好的工藝，以確保在整個生產(chǎn)工藝中移除污染物。在一實施例中，清洗模組205可獲取自應用材料公司(加州，圣大克勞拉)的能源與環(huán)境解決方案部門。參照圖I和2，在一實施例中，在執(zhí)行步驟108之前，基板302被運送到前端處理模 組(未示于圖2)，其中前端接觸形成工藝或步驟107執(zhí)行于基板302上。在一實施例中，前端處理模組類似于下文所述的處理模組218。在步驟107，一個或多個正面接觸基板形成步驟可包括一個或多個的準備、蝕刻和/或材料沉積步驟，以在裸露的太陽能電池基板302上形成正面接觸區(qū)域。在一實施例中，步驟107通常包含一個或多個物理氣相沉積步驟，用來在基板302的表面上形成正面接觸區(qū)域。在一實施例中，正面接觸區(qū)域包含透明導電氧化物(TCO)的層，透明導電氧化物(TCO)的層可包含選自下列的金屬元素鋅(Zn)、鋁(Al)、銦(In)和錫(Sn)。在一示例中，氧化鋅(ZnO)是用于形成正面接觸層的至少一部分。在一實施例中，前端處理模組是ΑΤ0Ν 物理氣相沉積5. 7工具，ΑΤ0Ν 物理氣相沉積5. 7工具可以獲取自應用材料公司(加州，圣大克勞拉)，其中執(zhí)行一個或多個處理步驟，以沉積正面接觸形成步驟。在另一實施例中，一個或多個CVD步驟被用來在基板302的表面上形成正面接觸區(qū)域。接著，該器件基板303被運送到刻劃模組208，其中在器件基板303上執(zhí)行步驟108或正面接觸隔離步驟，以使器件基板303的不同區(qū)域彼此電子隔離。在步驟108，使用材料移除步驟(如，激光燒蝕工藝)來從器件基板303移除材料。步驟108的成功標準是取得良好的電池-電池及電池-邊緣間的隔離，同時減少刻劃區(qū)域。在一實施例中，釹釩酸鹽(Nd = YVO4)激光源被用于從器件基板303的表面燒蝕材料，以形成使器件基板303的區(qū)域與下一個間電子隔離的線路。在一實施例中，在步驟108期間執(zhí)行的激光刻劃工藝使用1064nm波長的脈沖激光，以在設置在基板302上的材料上形成圖案，以使構成太陽能電池300的各個電池的每一個(例如，元件符號382A和382B(圖3E))電子隔離。在一實施例中，可以獲取自應用材料公司(加州，圣大克勞拉)的5. 7平方米的基板激光刻劃模組是用來提供簡單可靠的光學和基板移動，用以對器件基板303表面的區(qū)域進行精確的電子隔離。在另一實施例中，水射流切割工具或鉆石刻劃是用來隔離器件基板303表面的各種區(qū)域。在一方面中，需要通過使用一種可包含電阻加熱器和/或冷卻元件(例如，熱交換器，熱電裝置)的主動溫度控制硬體元件，來保證器件基板303進入刻劃模組208的溫度介于約20°C至約26°C的范圍內(nèi)。在一實施例中，需要控制器件基板303的溫度為大約25±0. 5°C。在一實施例中，器件基板303可以被選擇性地傳送到另一個檢測模組206，其中相應的檢測步驟106可在器件基板303上進行，以檢測在刻劃模組208內(nèi)由處理裝置造成的缺陷。在一實施例中，基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在正面基板檢測步驟106的一實施例中，當基板303經(jīng)過檢測模組206時，基板303經(jīng)過光學檢測，并獲得基板303的圖像且將基板303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板303。在一實施例中，在基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板303的決定可在本地的檢測模組206內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在基板303的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受基板303。在 一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括基板303邊緣碎片的大小，或在基板303的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一個特定的基板303時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，基板303的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定基板303的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整先前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一基板303上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一器件基板303的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，采取以故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接下來，器件基板303被運送到檢測模組209，其中正面接觸隔離檢測步驟109被執(zhí)行于該器件基板303上，以保證正面接觸隔離步驟108的質(zhì)量。然后收集到的計量資料被發(fā)送到和儲存在系統(tǒng)控制器290。圖3F是根據(jù)本文所述的一具體實施例的被檢測模組進行檢測的器件基板303的示意性、等角的局部視圖。在一實施例中，檢測模組209探測器件基板303的每一個單個電池311，來測量是否導電路徑或者連續(xù)性存在于相鄰電池311間的隔離區(qū)域。在一實施例中，器件基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組209。當器件基板303經(jīng)過檢測模組209，每一對相鄰電池311間的電子連續(xù)性是經(jīng)由探針391來測量，如圖3F所示。在一實施例中，電壓源397在器件基板303的相鄰電池311之間施加電壓，及經(jīng)由測量裝置396測量與相鄰電池311接觸的探針391間的電阻。如果測量超出指定標準，例如，約1ΜΩ，，可發(fā)送指令，以指示在被探測的電池之間不存在連續(xù)性。如果測量少于指定標準，例如，約6kQ，，可發(fā)送指令，以指示在被探測的電池之間存在連續(xù)性或短路。針對電池連續(xù)性的資訊可傳送至收集、分析和儲存資料的系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，檢測模組209所獲得的資訊被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否器件基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則器件基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的器件基板303。在一實施例中，在器件基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組209內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被獲得和分析。在此實施例中，拒絕特定器件基板303的決定可在本地的檢測模組209內(nèi)進行。在一實施例中，如果從檢測模組209提供給系統(tǒng)控制器290的資訊指示兩個相鄰單元之間存在連續(xù)性，則可拒絕該器件基板303，并且可經(jīng)由刻劃模組208將器件基板303送回，以進行修正。在一實施例中，檢測模組209可被納入刻劃模組208中，以發(fā)現(xiàn)相鄰電池之間任何區(qū)域的連續(xù)性，并在離開刻劃模組208之前修正。在一實施例中，電壓源397施加電壓于器件基板303的一個或多個相鄰電池311， 及由測量裝置396測量與電池311接觸的探針391之間的電阻。因此，器件基板303上的TCO層的片電阻可器件基板上的各種地點被確定。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組209接收的計量資料，用于確定基板303的再發(fā)缺陷的根源，以及改正或調(diào)整正面接觸隔離步驟108或其他之前工藝例如，基板清洗步驟105，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用收集到的資料映射在每一器件基板303上檢測到的缺陷，以用于計量資料分析。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，采取以故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接著，器件基板303被運送到清洗模組210，其中在器件基板303上執(zhí)行步驟110或預先沉積基板清洗步驟，以在執(zhí)行電池隔離步驟108之后，移除在器件基板303的表面上發(fā)現(xiàn)的任何污染物。通常，清洗模組210使用濕式化學洗滌和漂洗的步驟，以在執(zhí)行電池隔離步驟之后，移除在器件基板303表面上發(fā)現(xiàn)的任何不良污染物。在一實施例中，在器件基板303上執(zhí)行類似于上述工藝順序105的清洗工藝，以移除器件基板303表面上的任何污染物。在一實施例中，器件基板303可以被選擇性地傳送到另一個檢測模組206，其中相應的檢測步驟106可在器件基板303上進行，以檢測在刻劃模組208內(nèi)由處理裝置造成的缺陷。在一實施例中，基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在正面基板檢測步驟106的一實施例中，當基板303經(jīng)過檢測模組206時，基板303經(jīng)過光學檢測，并獲得基板303的圖像且將基板303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的影像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板303。在一實施例中，在基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板303的決定可在本地的檢測模組206內(nèi)進行。
在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在基板303的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受基板303。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括基板303邊緣碎片的大小，或在基板303的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一個特定的基板303時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，基板303的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，在檢測模組206中所收集到的計量資料可以由系統(tǒng)控制器290分析，以檢測器件基板內(nèi)的缺陷，可能導致后續(xù)模組(即，處理模組212)內(nèi)的器件基板303的 破壞。在處理模組212內(nèi)的基板破壞可導致用于清洗和/或修理的模組的至少部分的嚴重故障。因此，檢測和移除有問題的器件基板303可導致生產(chǎn)線200內(nèi)的顯著的產(chǎn)量和成本改善。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定基板303的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一基板303上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一個器件基板303的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，采取以故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接下來，器件基板303被運送到處理模組212，其中在器件基板303上執(zhí)行包括一個或多個光學吸收劑沉積步驟的步驟112。在步驟112，一個或多個光學吸收劑沉積步驟可包括一個或多個的準備、蝕刻和/或材料沉積步驟，以在太陽能電池器件上形成各種區(qū)域。步驟112通常包括一系列的子處理步驟，以用于形成一個或多個p-i-n結。在一實施例中，一個或多個的P-i-n結包括非晶硅和/或微晶硅材料。通常，在處理模組212的一個或多個叢集工具(例如，叢集工具212A-212D)上執(zhí)行一個或多個處理步驟，以在形成在器件基板303的太陽能電池器件上形成一個或多個層。在一實施例中，器件基板303被傳送到存儲器211A，然后被傳送到一個或多個叢集工具212A-212D。在一實施例中，如果被形成的太陽能電池器件包含多個結，例如，如圖3B所示的串聯(lián)結太陽能電池300，在處理模組212中的叢集工具212A可經(jīng)調(diào)整以形成第一P-i-n結，而叢集工具212B-212D可經(jīng)配置以形成第二 p_i_n結330。在這樣一實施例中，該器件基板303可被選擇性地轉(zhuǎn)送到在第一叢集工具212A的處理之后的相應薄膜特征化步驟115的檢測模組215。在一實施例中，選擇性的檢測模組215被配置在整體處理模組212之內(nèi)。在選擇性的沉積薄膜特征化步驟115中，經(jīng)由檢測模組215檢測器件基板303，而計量資料被收集和傳送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，該器件基板303經(jīng)過光譜檢測，以確定沉積在器件基板303上的薄膜的某些特征，例如，沉積在器件基板303上的薄膜的帶隙和在器件基板303整個表面的薄膜厚度的變化。在一實施例中，器件基板303是通過自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組215。當器件基板303經(jīng)過檢測模組215時，器件基板303被光譜檢測，而資料被獲得和發(fā)送到分析和儲存資料的系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，檢測模組215包括檢測區(qū)域，當器件基板303由自動化裝置281運送時，檢測區(qū)域位于在低于或高于該器件基板303的位置。在一實施例中，檢測模組215經(jīng)配置以確定器件基板303穿過其中時的確切位置和速度。因此，所有由檢測模組215從器件基板303的檢測取得的時間函數(shù)的資料，可相對于在器件基板303的各區(qū)域中發(fā)現(xiàn)的各點，放置在位置參考框架中。有了這些資訊，可確定諸如器件基板303表面的薄膜厚度均勻 性的參數(shù)，并傳送至系統(tǒng)控制器290收集和分析。在一實施例中，由系統(tǒng)控制器290從檢測模組215接收的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則在系統(tǒng)200上，器件基板303繼續(xù)在它的路徑上前進，前進到處理程式的下一站。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的器件基板303。在一實施例中，被檢測模組214收集到的資料被設置在檢測模組215本地內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分所獲得和分析。在此實施例中，拒絕特定器件基板303的決定可在本地的檢測模組215內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可分析從檢測模組215接收到的資訊，以得知相關于特定薄膜參數(shù)的器件基板的特征。在一實施例中，可測量和分析整個器件基板303的表面的厚度和厚度變化，以監(jiān)測和調(diào)整薄膜沉積步驟112的工藝參數(shù)。在一實施例中，也可測量和分析整個器件基板303的沉積薄膜層的帶隙，以測量和調(diào)整薄膜沉積步驟112的工藝參數(shù)。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組215接收的計量資料，用于確定器件基板303的再發(fā)缺陷的根源，并改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。例如，如果系統(tǒng)控制器290確定在薄膜厚度上的缺陷是再發(fā)于特定的薄膜層，則系統(tǒng)控制器290可發(fā)出信號，以指示在步驟112的特定工藝的工藝配方可能需要加以改進。因此，工藝配方可自動或手動完善，以確保完成的太陽能電池器件符合所需的性能標準。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組或腔室。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組或腔室離開生產(chǎn)線，和重新配置在工藝模組中的腔室或故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。例如，如果系統(tǒng)控制器290確定特定薄膜層持續(xù)來自一特定腔室，則系統(tǒng)控制器290可發(fā)出信號，以指示腔室已脫離生產(chǎn)線，而流程可重新配置以避開該腔室，直到可以維修腔室為止。在工藝順序100的一實施例中，降溫步驟(或步驟113)是在步驟112進行之后進行。降溫步驟通常用于穩(wěn)定器件基板303的溫度，以保證在隨后的處理步驟被每一個器件基板303所遇到的處理條件可以重復出現(xiàn)。通常，離開處理模組212的器件基板303的溫度可以有許多攝氏溫度的變化，并超過50°C的溫度，這會導致在后續(xù)處理步驟和太陽能電池特性的變異。在一實施例中，降溫步驟113是執(zhí)行于出現(xiàn)在一個或多個存儲器211的一個或多個基板支撐位置。在生產(chǎn)線的配置中，如圖2所示，處理器件基板303可被設置在存儲器211B的位置，維持一段所需時期，以控制器件基板303的溫度。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290是用于通過存儲器211控制器件基板303的定位、時間和移動，以在向下游生產(chǎn)線移動之前，控制器件基板303的溫度。在下一步驟(或沉積薄膜檢測步驟114)中，器件基板303是經(jīng)由檢測模組214檢測，而計量資料被收集和傳送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，器件基板303被光學檢測，以檢測在步驟112時沉積的薄膜層上的缺陷，例如針孔，該缺陷可能造成完全形成太陽能電池器件(如，太陽能電池300)的第一 TCO層310和背面接觸層350之間的短路。在一實施例中，器件基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組214。當器件基板303經(jīng)過檢測模組214時，器件基板303被光譜檢測，而器件基板303的圖像被獲得并傳送到系統(tǒng)控制器290，在其中分析圖像和收集計量資料。在一實施例中，檢測模組214所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290收集并分析，以確定是否器件基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則器件基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的器件基板303。在一實施例中，在器件基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模 組214內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被獲得和分析。在此實施例中，拒絕特定器件基板303的決定可在本地的檢測模組214內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可比較從檢驗模組214接收的資訊與程式資料，以決定是否被檢測到的薄膜缺陷是延伸經(jīng)過在步驟112沉積的所有薄膜層的針孔，還是該被檢測到的薄膜缺陷是只有延伸經(jīng)過部分薄膜層的局部針孔。如果系統(tǒng)控制器290決定針孔延伸經(jīng)過所有層，而且尺寸和/或數(shù)量超過規(guī)定的標準，則可以采取修正的行動，例如移除器件基板303，以手動檢測或廢棄器件基板303。如果系統(tǒng)控制器290確定針孔是局部針孔或任何針孔檢測到的針孔的大小或數(shù)量不超過規(guī)定的標準，則將該器件基板303運出檢測模組214，以在處理系統(tǒng)200中進一步處理。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組214接收的計量資料，用于確定器件基板303的再發(fā)缺陷的根源，并改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。例如，如果系統(tǒng)控制器290決定局部針孔再發(fā)于特定薄膜層，則系統(tǒng)控制器290可發(fā)出信號以指示處理模組212的特定腔室可能受污染，而且被污染的腔室可脫離生產(chǎn)線以改正問題，而無需關閉整條生產(chǎn)線。在這種情況下，系統(tǒng)控制器290可能進一步采取行動，以重新配置生產(chǎn)流程，以避開受污染的腔室。在另一例子中，該系統(tǒng)控制器可指示潔凈室篩檢程式或鼓風機可能受污染，而需要清洗或更換。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地端或集中地映射在每一個器件基板303上檢測到的缺陷，以用于計量資料分析。光學檢測模組的一實施例(例如，檢測模組214)將詳述于下文的"光學檢測模
組"一節(jié)。在下一步驟(或沉積薄膜特征化步驟115)中，器件基板303是經(jīng)由額外檢測模組215檢測，而計量資料被收集和傳送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，該器件基板303經(jīng)過光譜檢測，以確定沉積在器件基板303上的薄膜的某些特征，例如，沉積在器件基板303上的薄膜的帶隙和在器件基板303整個表面的薄膜厚度的變化。在一實施例中，器件基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組215。當器件基板303經(jīng)過檢測模組215時，器件基板303被光譜檢測，而器件基板303的圖像被獲得并傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290中分析圖像和收集并儲存計量資料。
在檢測模組215的一實施例中，檢測模組215被配置為類似如圖4所示的光學檢測模組400，光從照明光源經(jīng)由基板415傳播到單一光譜圖像感應器，例如，在多個光學檢測裝置420的一個上的光譜感應器。在這種配置中，光線經(jīng)由被設置在照明光源415和光學檢測裝置420之間的基板，并沿著所有不同方向分散，而通過使用設置在檢測模組215內(nèi)的鏡子和/或鏡片，離開基板的光線可被導向單一光學檢測裝置420。光的衍射，干涉和/或反射是光波長的函數(shù)，從而位于基板上的薄膜影響穿過基板照射的光線。因此，它們不是一種波長的光，而是許多種波長穿過基板，即，寬帶光源可用于照明光源415，以改善所收集資料的解析度和質(zhì)量。當光線穿過基板，光線從基板的正面表面反射，經(jīng)過層(即，傳輸)和折射。然后光線抵達下一介面并反射，它穿過下一層傳播并折射。當光線穿過基板和形成于上面的各層時，重復這個程式。之后離開基板并被光學檢測裝置420收集的眾多光束，可被系統(tǒng)控制器290分析，而波長和其他收到的資料(例如，光照強度)可被分析并可由收斂的冪級數(shù)所描述。因此，可以用菲涅爾(Fresnel)公式計算傳輸系數(shù)。菲涅爾公式顯示，傳輸?shù)陌俜直仁窃S多光學變數(shù)的函數(shù)，例如，各種薄膜厚度、表面粗糙度、采用光角、不同的薄膜和波長的指數(shù)。菲涅爾演算法也考慮到光線進入基板的角度，并進行計算，以依據(jù)被處理基板的光學特征來確定薄膜性質(zhì)?；貧w路徑分析可以用來解出當已知傳輸百分比時的變 數(shù)，例如，使用L-M(Levenberg-Marquardt)演算法或單純型演算法。一旦根據(jù)傳輸百分比計算出薄膜指數(shù)，可依據(jù)另一種使不同薄膜指數(shù)關聯(lián)于結晶函數(shù)的函數(shù)來計算結晶分率。在一實施例中，檢測模組215是檢測帶，當器件基板303由自動化裝置281運送時，檢測帶215處在低于或高于該器件基板303的位置。在一實施例中，檢測模組215經(jīng)配置以確定器件基板303穿過其中時的確切位置和速度。因此，依時間序列，從檢測模組215收集到的所有資料，可放置在器件基板303的參考框架內(nèi)。有了這些資訊，可決定諸如器件基板303整個表面的薄膜厚度均勻性的參數(shù)，并傳送往系統(tǒng)控制器290收集和分析。在檢測模組215的一實施例中，光學檢測裝置420包括鏡頭、衍射光柵、和焦平面陣列，該焦平面陣列包含許多安排在陣列(例如，矩形網(wǎng)格矩陣)的光電感應器。在操作中，不同波長的光來自基板的不同位置，當光經(jīng)過基板并在焦平面陣列上形成不同的列，該焦平面數(shù)陣列經(jīng)配置以接收離散波長的光、或波段，例如，波長介于600nm至1600nm之間的光。在面板在光源上移動時收集資料，由光學檢測裝置420接收到的時間相關資訊還包括沿著該面板的位置資訊。從而形成資料立方體，對應至當它在時間t移動時，在面板上位置X的光波長，然后當基板在Y方向上移動時，被映射以產(chǎn)生位置Y。焦平面陣列即時產(chǎn)生資料的快照。特定波長與薄膜互相作用，所以如果你隨著時間在各種X點上使用一波長，它可指示在該點的厚度變化。然后系統(tǒng)控制器依據(jù)用于處理特定基板的工藝參數(shù)，對每一個基板比較所收集的資料與理論特性。采用被設置以通過較傳統(tǒng)的固定感應器陣列接收從寬帶源發(fā)出的所有光線的單一光學檢測裝置420的檢測模組215的一個優(yōu)點在于系統(tǒng)控制器所收集的資料可能會錯過異常的現(xiàn)象，這是因為只有基板的離散部分被照明，并由在傳統(tǒng)感應器陣列的每個感應器所檢測。因此，在基板的離散部分之間的遺漏資料是盲點。但是，利用本發(fā)明的實施例，可獲得明顯更多的資訊，這是因為整個基板都被照明。此外，可檢測整個基板，或可變檢測模式，以檢測基板的特定部分。本發(fā)明實施例也提供全部基板100%的采樣率，而且在沉積后立即測量每個基板。此外，系統(tǒng)控制器290可被用于界定沿著基板所需的檢測點。光學傳輸技術對于厚度和帶邊是敏感的，而對基板對齊或震動較不敏感。此外，可用10毫米的空間解析度來測量整個基板。由于增加的解析度，較寬的光波長范圍可有好的計量，從而改善資料的收集。在一實施例中，由系統(tǒng)控制器290從檢測模組215接收的資料被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則器件基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的器件基板303。在一實施例中，被檢測模組214收集到的資料被設置在檢測模組215本地內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分所獲得和分析。在此實施例中，拒絕特定器件基板303的決定可在本地的檢測模組215內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可分析從檢測模組215接收到的資訊，以得知相關于特定薄膜參數(shù)的器件基板的特征。在一實施例中，可測量和分析整個器件基板303的表面的厚度和厚度變化，以監(jiān)測和調(diào)整薄膜沉積步驟112的工藝參數(shù)。在一實施例中，也可測 量和分析整個器件基板303的沉積薄膜層的帶隙，以監(jiān)測和調(diào)整薄膜沉積步驟112的工藝參數(shù)。在一實施例中，在兩個檢測模組215收集的計量資料可被收集和比較，以得知在步驟112中沉積于器件基板303的薄膜層的特征，特別是針對多結太陽能電池(例如，圖3B)。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從每一個檢測模組215接收的計量資料，用于確定器件基板303的再發(fā)缺陷的根源，并改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。例如，如果系統(tǒng)控制器290確定在薄膜厚度上的缺陷再發(fā)于特定的薄膜層，則系統(tǒng)控制器290可發(fā)出信號，以指示在步驟112的特定工藝的工藝配方可能需要加以改進。因此，工藝配方可自動或手動完善，以確保完成的太陽能電池器件符合所需的表現(xiàn)標準。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組或腔室。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組或腔室離開生產(chǎn)線，和重新配置在工藝模組中的腔室或故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。例如，如果系統(tǒng)控制器290確定特定薄膜層持續(xù)來自于特定腔室，則系統(tǒng)控制器290可發(fā)出信號，以指示腔室已脫離生產(chǎn)線，而流程可重新配置以避開該腔室，直到可以維修腔室為止。接著，器件基板303被運送到刻劃模組216，其中在器件基板303上執(zhí)行步驟116或互連形成步驟，以使器件基板303的不同區(qū)域彼此電子隔離。在步驟116，使用材料移除步驟(如，激光燒蝕工藝)來從器件基板303移除材料。在一實施例中，釹釩酸鹽(NdiYVO4)激光源被用于從器件基板的表面燒蝕材料，以形成使一個太陽能電池與下一個間電子隔離的線路。在一實施例中，可以從應用材料公司獲取的5. 7平方米基板激光刻劃模組是用于執(zhí)行準確刻劃工藝。在一實施例中，在步驟108期間執(zhí)行的激光刻劃工藝使用532nm波長的脈沖激光，以在設置在基板303上的材料上形成圖案，以使構成太陽能電池300的各個電池每一個電子隔離。如圖3E所示，在一實施例中，溝槽381B使用激光刻劃工藝形成于第一 P-i-n結320層。在另一實施例中，水射流切割工具或鉆石刻劃是用來隔離太陽能電池表面的各區(qū)域。在一方面中，需要通過使用一種可包含電阻加熱器和/或冷卻部件(例如，熱交換器，熱電裝置)的主動溫度控制硬體元件，來保證器件基板303進入刻劃模組216的溫度介于約20°C至約26°C的范圍內(nèi)。在一實施例中，需要控制基板溫度為大約 25±0· 50C ο在一實施例中，太陽能電池生產(chǎn)線200具有至少一個存儲器211，該至少一個存儲器211設置在刻劃模組216之后。在生產(chǎn)期間，存儲器21IC可用于對處理模組218的基板提供現(xiàn)成的供應，和/或提供收集區(qū)域，其中如果處理模組218停機或無法跟上刻劃模組216的產(chǎn)出量，則可儲存來自處理模組212的基板。在一實施例中，通常需要監(jiān)測和/或主動控制離開存儲器211C的基板溫度，以保證背面接觸形成步驟120的結果是可重復的。在一方面中，需要保證，退出存儲器211C或到達處理模組218的基板溫度介于約20°C至約26°C的溫度范圍。在一實施例中，需要控制基板溫度為大約25±-0. 5°C。在一實施例中，需要設置一個或多個有能力容納80片基板的存儲器211C。接下來，器件基板303可被運往檢測模組217，其中可執(zhí)行激光檢測步驟117和可收集計量資料并傳送至系統(tǒng)控制器290。在激光檢測步驟117的一實施例中，當基板303經(jīng)過檢測模組217時，基板303經(jīng)過光學檢測，并獲得基板303的圖像且將基板303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組217產(chǎn)生在器件基板303內(nèi)激光刻劃區(qū)域的圖像。在系統(tǒng)控制器290接收到圖像之后，系統(tǒng)控制器290可以執(zhí)行圖像的數(shù)位化掃描，以決定激光刻 劃區(qū)域的各種視覺特征，和取出各種形態(tài)參數(shù)，然后系統(tǒng)控制器290便可在刻劃模組216調(diào)整激光刻劃參數(shù)，以修正工藝的變動，以識別不當處理的器件基板303，或識別在刻劃模組216的錯誤。基于激光刻劃圖像的視覺分析，可以取出指示激光刻劃工藝質(zhì)量和穩(wěn)定度的形態(tài)參數(shù)。在一實施例中，控制器290被用來分析由檢測模組217所接收到的在刻劃工藝期間形成在基板表面的刻劃的數(shù)位圖像。有些形態(tài)參數(shù)可以是激光刻劃的模糊度、短軸、長軸、偏心率、效率、重迭區(qū)、顏色均勻度。在一實施例中，檢測模組217所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以決定是否基板303的激光刻劃區(qū)域符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板303。在一實施例中，該器件基板303可能會返回刻劃模組216，作進一步的處理。在一實施例中，在基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組221內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板303的決定可在本地的檢測模組217內(nèi)進行。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接下來，器件基板303被運送到處理模組218，其中在器件基板303上執(zhí)行一個或多個基板背面接觸形成步驟(或步驟118)。在步驟118，一個或多個基板背面接觸形成步驟可包括一個或多個的準備、蝕刻和/或材料沉積步驟，以形成太陽能電池器件的背面接觸區(qū)域。在一實施例中，步驟118通常包含一個或多個物理氣相沉積步驟，用來在器件基板303的表面上形成背面接觸層350。在一實施例中，使用一個或多個物理氣相沉積步驟，以形成背面接觸區(qū)域，背面接觸區(qū)域包含從下列選出的金屬層鋅(Zn)、錫(Sn)、鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、鎳(Ni)和釩(V)。在一示例中，氧化鋅(ZnO)或鎳釩合金是用于形成背面接觸層305的至少一部分。在一實施例中，一個或多個處理步驟的進行可以使用AT0N PVD5. 7工具，ATON PVD5. 7工具可獲取自應用材料公司(加州，圣大克勞拉)。在另一實施例中，一個或多個CVD步驟被用來在器件基板303的表面上形成背面接觸層350。在一實施例中，太陽能電池生產(chǎn)線200具有至少一個存儲器211，該至少一個存儲器211設置在處理模組218之后。在生產(chǎn)期間，存儲器211D可用于對刻劃模組220的基板提供現(xiàn)成的供應，和/或提供收集區(qū)域，其中如果刻劃模組220停機或無法跟上處理模組218的產(chǎn)出量，則可儲存來自處理模組218的基板。在一實施例中，通常需要監(jiān)測和/或主動控制離開存儲器211D的基板溫度，以保證背面接觸形成步驟120的結果是可重復的。在一方面中，需要保證，退出存儲器211D或到達刻劃模組220的基板溫度介于約20°C至約26°C之間的溫度范圍。在一實施例中，需要控制基板溫度為大約25±0. 5°C。在一實施例中，需要設置一個或多個有能力容納80片基板的存儲器211C。接下來，器件基板303被運送到檢測模組219，其中在器件基板303上執(zhí)行檢測步驟119。在一實施例中，背面接觸層350的片電阻被檢測模組219測量，而計量資料被系統(tǒng)控制器290收集、分析和儲存。在一實施例中，背面接觸層350的光學反射特性被檢測模組219測量，而計量資料被系統(tǒng)控制器290收集、分析和儲存。 圖3G是在檢測模組219被檢測的特定器件基板303的一部分的示意性截面圖。在一實施例中，通過使用探針391、光源398、電壓源392、測量裝置393、感應器384、和系統(tǒng)控制器290，檢測模組219測量器件基板303的背面接觸層350的質(zhì)量和材料特性。在一實施例中，在檢測模組219內(nèi)的光源398投射低水平的光線至器件基板303，而感應器384測量背面接觸層350的反射率。在一實施例中，光源398包括多個發(fā)光二極體(LED)。在這樣的實施例中，來自各個LED的光可被投射到器件基板303的局部區(qū)域，如，邊緣區(qū)域385，而可以獲得背面接觸層350的反射率。在一實施例中，光源398包含一個或多個燈或LED，該一個或多個燈或LED投射類比太陽光譜的光譜。在一實施例中，光源398被配置，以變化光照度，以提高在器件基板303中識別特定特性或缺陷的能力。例如，光源398可以只發(fā)出紅色光譜波長的光線、只發(fā)出藍色光譜波長的光線、先發(fā)出紅色光譜波長的光線再發(fā)出藍色光譜波長的光線、或一些其他光譜發(fā)射的組合。在一實施例中，器件基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組219。當器件基板303經(jīng)過檢測模組，電壓經(jīng)由電壓源392施加至整個背面接觸層350，及背面接觸層350是經(jīng)由探針391探測，而電阻是經(jīng)由測量裝置393測量，以決定背面接觸層350的片電阻。所測量的資訊可被傳送至收集、分析和儲存資料的系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組219接收的計量資料，用于確定器件基板303的再發(fā)缺陷的根源，并改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。例如，如果系統(tǒng)控制器290通過背面接觸層350的反射率確定有缺陷再發(fā)，則系統(tǒng)控制器290可發(fā)出信號，以指示在步驟118的特定工藝的工藝配方可能需要加以改進。因此，工藝配方可自動或手動完善，以確保完成的太陽能電池器件符合所需的性能標準。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。在一實施例中，器件基板303可以被選擇性地傳送到另一個檢測模組206，其中相應的檢測步驟106可在器件基板303上進行，以偵測在刻劃模組216或處理模組218內(nèi)由處理裝置造成的缺陷。在一實施例中，基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在檢測步驟106的一實施例中，當基板303經(jīng)過檢測模組206時，基板303經(jīng)過光學檢測，并獲得基板303的圖像且將基板303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板303。在一實施例中，在基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板303的決定可在本地的檢測模組206內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在基板303的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受基板303。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括基板303邊緣碎片的大小，或在基板303的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼 續(xù)處理或拒絕每一個特定的基板303時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，基板303的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定基板303的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一個基板303上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一個器件基板303的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接著，器件基板303被運送到刻劃模組220，其中在器件基板303上執(zhí)行步驟120或背面接觸隔離步驟，以使基板表面上包含的多個太陽能電池彼此電子隔離。在步驟120，使用材料移除步驟(如，激光燒蝕工藝)來從基板表面移除材料。在一實施例中，釹釩酸鹽(NchYVO4)激光源被用于從器件基板303的表面燒蝕材料，以形成使一個太陽能電池與下一個間電子隔離的線路。在一實施例中，可以從應用材料公司獲取的5. 7平方米基板激光刻劃模組是用于準確地刻劃器件基板303的所欲區(qū)域。在一實施例中，在步驟120期間執(zhí)行的激光刻劃工藝使用532nm波長的脈沖激光，以在設置在基板303上的材料上形成圖案，以使構成太陽能電池300的各個電池的每一個電子隔離。如圖3E所示，在一實施例中，溝槽381C使用激光刻劃工藝形成于第一 p-i-n結320和背面接觸層350。在一方面中，需要通過使用一種可包含電阻加熱器和/或冷卻部件(例如，熱交換器，熱電裝置)的主動溫度控制硬體元件，來保證器件基板303進入刻劃模組220的溫度介于約20°C至約26°C的范圍內(nèi)。在一實施例中，需要控制基板溫度為大約25±0. 5°C。接下來，器件基板303可被運往檢測模組221，其中可執(zhí)行激光檢測步驟117和可收集計量資料并傳送至系統(tǒng)控制器290。在激光檢測步驟121的一實施例中，當基板303經(jīng)過檢測模組221時，基板303經(jīng)過光學檢測，并獲得基板303的圖像且將基板303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組221產(chǎn)生在器件基板303內(nèi)激光刻劃區(qū)域的圖像。在系統(tǒng)控制器290接收到圖像之后，系統(tǒng)控制器290可以執(zhí)行圖像的數(shù)位化掃描，以決定激光刻劃區(qū)域的各種視覺特征，和取出各種形態(tài)參數(shù)，而后系統(tǒng)控制器290便可在刻劃模組220調(diào)整激光刻劃參數(shù)，以修正工藝的變動，以識別不當處理的器件基板303，或識別在刻劃模組220的錯誤?；诩す饪虅潏D像的視覺分析，可以取出指示激光刻劃工藝質(zhì)量和穩(wěn)定度的形態(tài)參數(shù)。在一實施例中，控制器290被用來分析由檢測模組221所接收到的在刻劃工藝期間形成在基板表面的刻劃的數(shù)位圖像。有些形態(tài)參數(shù)可以是激光刻劃的模糊度、短軸、長軸、偏心率、效率、重迭區(qū)、顏色均勻度。 在一實施例中，檢測模組221所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以決定是否基板303的激光刻劃區(qū)域符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，基板303繼續(xù)它在生產(chǎn)線200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板303。在一實施例中，該器件基板303可能會返回刻劃模組220，作進一步的處理。在一實施例中，在基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組217內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板303的決定可在本地的檢測模組221內(nèi)進行。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接下來，器件基板303被輸送到質(zhì)量保證模組222，步驟122 (或質(zhì)量保證和/或分流移除步驟)執(zhí)行于器件基板303，以保證它符合期望的質(zhì)量標準，并在某些情況下，改正所形成的太陽能電池器件的缺陷。質(zhì)量保證模組測量器件基板303的一些電子特征，然后發(fā)送計量資料至系統(tǒng)控制器290并和儲存在其中。圖3H是在質(zhì)量檢測模組222被檢測的特定器件基板303的一部分的示意性截面圖。在一實施例中，質(zhì)量保證模組222探測器件基板303的每一個單個電池382，以決定是否導電路徑或短路存在于相鄰電池382之間。在一實施例中，器件基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過質(zhì)量保證模組222。當器件基板303經(jīng)過質(zhì)量保證模組222，每一對相鄰電池382間的電子連續(xù)性是經(jīng)由探針391來測量,如圖3G所示。在一實施例中，施加電壓于器件基板303的相鄰電池382之間，及測量與相鄰電池382接觸的探針391間的電阻。如果測量超出指定標準，例如，約IkQ，，可發(fā)送指令，以指示在被探測的電池382之間不存在連續(xù)性。如果測量少于指定標準，例如，約150 Ω，，可發(fā)送指令，以指示在被探測的電池382之間存在連續(xù)性或短路。針對電池382連續(xù)性的資訊可傳送至收集、分析和儲存資料的系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，如果在兩個相鄰電池382之間發(fā)現(xiàn)短路或其他類似的缺陷，則質(zhì)量保證模組222在相鄰電池382之間啟動反向偏壓，以改正在器件基板303上的缺陷。在這個修正工藝期間，質(zhì)量保證模組222提供足夠高的電壓，以使相鄰電池382之間的缺陷改變相位、分解、或以某種方式改變，以移除或減少電子短路的幅度。在一實施例中，欲在上述分流消除操作中施加的電壓強度可通過測量每個電池382的二極體結電容，如下所詳述。在一實施例中，特定器件基板303可在處理程式100送回上游，以在器件基板303上重新進行一個或多個制造步驟(例如，背面接觸隔離步驟(步驟120))，以改正被檢測到的質(zhì)量問題與被處理的器件基板303。在一實施例中，通過使用探針391、光源398、電壓源392、測量裝置393、和系統(tǒng)控制器290，質(zhì)量保證模組222測量器件基板303的質(zhì)量和材料特性。在一實施例中，質(zhì)量保證模組222內(nèi)的光源398投射低水平的光至器件基板303的p_i_n結，而探針391測量每一個電池382的輸出，以決定器件基板303的電子特征。在一實施例中，測量每一個電池382的二極體結電容，以決定是否在相鄰的電池382之間存在任何分流及其大小，它允許即時調(diào)整電壓幅度，以用于上述的任何分流消除操作。在一實施例中，光源398包括多個發(fā)光二極體(LED)。在這樣的一實施例中，來自單個LED的光可被投射到器件基板303的一局部區(qū)域，而可獲得局部區(qū)域的電子特征，及可 映射整個器件基板303的電子特征。在一實施例中，光源398包含一個或多個燈或LED，該一個或多個燈或LED投射類比太陽光譜的光譜。在一實施例中，光源398被配置，以改變光照度，以提高在器件基板303中識別特定特性或缺陷的能力。例如，光源398可以只發(fā)出紅色光譜波長的光線、只發(fā)出藍色光譜波長的光線、先發(fā)出紅色光譜波長的光線再發(fā)出藍色光譜波長的光線、或一些其他光譜發(fā)射的組合。在一實施例中，質(zhì)量保證模組222被配置為測量和記錄特定器件基板303的諸多特性，如，光電流、串聯(lián)電阻、片電阻、開路電流電壓、暗電流和光譜回應。在一實施例中，質(zhì)量保證模組222被配置為發(fā)送電流和電壓資訊給系統(tǒng)控制器290，用以依區(qū)域映射每個器件基板303的質(zhì)量。在一實施例中，質(zhì)量保證模組222包括一個或多個螢幕(未示出)，用以阻擋在暗電流測量期間的環(huán)境光線，以提供相關于例如在太陽能電池結的特定缺陷的資
o圖31是被質(zhì)量保證模組222檢測且上面映射有缺陷的器件基板303的示意性、部分的、平面圖。在一實施例中，質(zhì)量保證模組222還包括可變電阻器375，串聯(lián)兩個最外層電池382，如圖31所示。參照圖3H和圖31，可將可變電阻375設置為所需電阻，及光源398可發(fā)出光，以類比在器件基板303上的太陽光譜，而測量器件393獲得橫跨相鄰電池382的電壓和/或電流讀數(shù)。例如，可變電阻器375可被設置為0，以達到閉路條件。在另一示例中，可變電阻器375可被設置為無限大，以達到開路條件。在又一示例中，可變電阻器375可被設置為所需電阻，以達到最大功率條件。在上述三個例子的任一中，可在每個電池382測量電壓，并發(fā)送到系統(tǒng)控制器290進行儲存和分析。在一實施例中，在一個或多個閉路條件或最大功率條件下，在每一個電池382的電壓讀數(shù)可在每個器件基板303的系統(tǒng)控制器290集中的或本地的映射。然后，可以分析器件基板303的每個電池382的電壓映射，以用于決定器件基板303內(nèi)的非均勻性。例如，在閉路條件下，負電壓讀數(shù)的電池382指示區(qū)域為具有相較于正電壓讀數(shù)的電池382來得薄的第一 p-i-n結320和/或第二 p-i-n結330。在另一示例中,在最大功率條件下,較低電壓讀數(shù)的電池382指示區(qū)域為具有相較于較高電壓讀數(shù)的電池382來得薄的第一 p-i-n結320和/或第二 p-i-n結330。因此，在特定條件下從電壓讀數(shù)獲得的資訊可用于在整個器件基板303的表面上映射第一 p-i-n結320和/或第二 p-i_n結330的相對厚度。
在一實施例中，特定器件基板303的每個電池382在交叉刻劃區(qū)域被刻劃線381區(qū)分為多個部分(如，交叉刻劃區(qū)域383)，以減少在完全形成的太陽能電池器件的每個電池流動的電流。在這樣的一實施例中，質(zhì)量保證模組222可配置為探測電池382，以檢測電池382之間的交叉電池缺陷，如圖31的區(qū)域383所示。也可以通過在所期望條件下(例如，閉路、開路、或最大功率條件)，探測橫跨交叉刻劃區(qū)域383的每個電池382，來映射橫跨器件基板303的第一 p-i-n結320和/或第二 p-i_n結330的相對厚度。此外，質(zhì)量保證模組222可配置為識別和記錄在特定的器件基板303內(nèi)的多種其他缺陷，包括電池彼此間的缺陷和邊緣隔離缺陷。例如，一種類型的電池間彼此的缺陷可能包括在單個電池382之間的刻劃線381的缺陷，造成不該有的電流通道，如圖31的區(qū)域395所示。在另一示例中，一種類型的邊緣隔離缺陷可能包括在邊緣隔離區(qū)域394之間的刻劃線381的缺陷，在邊緣隔離區(qū)域394的相鄰電池382之間造成不該有的電流通道，如圖31所示。在一實施例中，相關于測量特性和確認的缺陷的資訊可傳送到系統(tǒng)控制器290儲存，以供進一步分析。在一實施例中，映射每個器件基板303或許多器件基板303的特性和/或缺陷系由系統(tǒng)控制器290所產(chǎn)生。
在一實施例中，質(zhì)量保證模組222所獲得的資訊被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否每一個器件基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則器件基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的器件基板303。在一實施例中，在器件基板303檢測到的缺陷在設置在質(zhì)量保證模組222內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被獲得和分析。在此實施例中，拒絕特定器件基板303的決定可在本地的質(zhì)量保證模組222內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從質(zhì)量保證模組222接收的計量資料，用于確定器件基板303的再發(fā)缺陷的根源，并改正或調(diào)整之前工藝，例如之前步驟102-120。例如，如果在特定電池382之間的短路持續(xù)重復發(fā)生，則控制系統(tǒng)290可發(fā)出警告，以指示之前工藝(如，背面接觸隔離步驟120)需要改正或調(diào)整，以防止在隨后的器件基板303重復出現(xiàn)缺陷。在一實施例中，之前的工藝可手動分析和改正或調(diào)整，以消除重復發(fā)生的缺陷來源。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290可被編程，以診斷和改正或調(diào)整一個或多個之前的工藝(步驟102-120)，以治療重復發(fā)生的缺陷來源。在另一示例中，在藍色光譜的光線波長的光譜回應經(jīng)由質(zhì)量保證模組222測量，并由系統(tǒng)控制器290分析。而后分析的結果可在步驟112用來調(diào)整工藝，以最佳化p-i-n結320(圖3A)形成的某些參數(shù)，例如，第一 P型非晶硅層322 (圖3A)的厚度和質(zhì)量。例如，如果在器件基板303某些區(qū)域的藍色光譜的光線波長的回應低于特定閾值，則可調(diào)整步驟112的工藝，以減少在相應區(qū)域的P層厚度。相應地，如果在器件基板303某些區(qū)域的開路電流電壓低于特定閾值，則可調(diào)整步驟112的工藝，以增加在相應區(qū)域的P層厚度。在又一示例中，描述跨過器件基板303的第一 p-i-n結320和/或第二 p_i_n結330的相對厚度的器件基板303的映射可用于調(diào)整步驟112的工藝，以提供均勻的薄膜厚度。選擇性地，描述跨過器件基板303的第一 p-i-n結320和/或第二 p-i_n結330的相對厚度的器件基板303的映射可用于調(diào)整在刻劃模組208、216、和/或220之間的各種刻劃線，以補償薄膜厚度的變動。例如，可設置刻劃模組208、216和220，以在具有較厚的第一 p-i-n結320和/或第二 p-i-n結330的器件基板303的區(qū)域上將線刻劃得更緊密。因此，通過使電池382更寬或更窄，可補償不均勻的薄膜厚度，以拉平橫跨器件基板303表面的每個電池382產(chǎn)生的電壓。在一實施例中，器件基板303可以被選擇性地傳送到另一檢測模組206，其中相應的檢測步驟106可在器件基板303上進行，以檢測在刻劃模組220內(nèi)由處理裝置造成的缺陷。在一實施例中，基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在檢測步驟106的一實施例中，當基板303經(jīng)過檢測模組206時，基板303經(jīng)過光學檢測，并獲得基板303的圖像且將基板303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板303。在一實施例中，在基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板303的決定可在本地的檢測模組 206內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在基板303的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受基板303。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準，包括基板303邊緣碎片的大小，或在基板303的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一個特定的基板303時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，基板303的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定基板303的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一個基板303上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一個器件基板303的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組生產(chǎn)工藝流程。接下來，器件基板303可被選擇性地運送到基板切片模組224，其中基板切片步驟124是用來將器件基板303切割為多個較小器件基板303，以形成復數(shù)較小太陽能電池器件。在步驟124的一實施例中，器件基板303插入基板切片模組224，基板切片模組224使用CNC玻璃切割工具準確地切和割器件基板303，以形成理想大小的太陽能電池器件。在一實施例中，器件基板303被插入切片模組224，使用玻璃刻劃工具，準確地刻劃器件基板303的表面。然后，器件基板303沿著刻劃線斷裂，以產(chǎn)生完成太陽能電池器件所需的大小和數(shù)量的部分。在一實施例中，太陽能電池生產(chǎn)線200經(jīng)調(diào)整，以接受(步驟102)和處理5. 7平方米或更大的基板302或器件基板303。在一實施例中，在步驟124中，這些大面積基板302被部分處理，然后切片為四個I. 4平方米的器件基板303。在一實施例中，該系統(tǒng)是設計為處理大型器件基板303 (例如，TCO涂層2200毫米X 2600毫米X 3毫米玻璃)和生產(chǎn)各種大小的太陽能電池器件，而無需額外的裝置或處理步驟。目前，對于每個不同大小的太陽能電池器件，非晶硅(a-Si)薄膜工廠必須有一條生產(chǎn)線。在本發(fā)明中，該生產(chǎn)線可以快速切換以生產(chǎn)不同的太陽能電池器件尺寸。在本發(fā)明的一方面中，該生產(chǎn)線能夠提供較高的太陽能電池器件產(chǎn)出量(這通常是以每年百萬瓦計算)，通過在大型基板上形成太陽能電池器件，然后將基板切片，以形成較適合大小的太陽能電池。在生產(chǎn)線200的一實施例中，生產(chǎn)線的前端(FEOL)(例如，步驟102-122)的目的是處理大面積器件基板303 (例如，2200毫米X 2600毫米)，而生產(chǎn)線后端(BEOL)的目的是進一步處理大面積器件基板303或使用切片工藝形成的多個較小的器件基板303。在這種配置中，生產(chǎn)線的其他部分接收并進一步處理各種規(guī)格。具有單一輸入的產(chǎn)出量的彈性在太陽能薄膜產(chǎn)業(yè)是獨特的，并節(jié)省大量的資本開支。輸入玻璃的材料成本也較低，因為太陽能電池器件制造商可以購買較大數(shù)量的單一玻璃尺寸，以生產(chǎn)各種尺寸的模組。在一實施例中，步驟102-122可被配置為調(diào)整使用的設備，以在大型器件基板303(例如，2200mmX2600mmX3mm的玻璃器件基板303)上執(zhí)行工藝順序，而步驟124可經(jīng)調(diào)整以制造各種小型太陽能電池器件，而不需要額外的裝置。在另一實施例中，步驟124被定位在步驟122之前的工藝順序200，使得最初的大型器件基板303可被切片，以形成多個單個的太陽能電池，然后一次或整組(即，一次兩個或更多個)經(jīng)測試和特征化。在這種情況下，步驟102-121可被配置為調(diào)整使用的設備，以在大型器件基板303 (例如，2200mmX 2600mmX 3mm的玻璃基板)上執(zhí)行工藝順序，而步驟122和124可經(jīng)調(diào)整以制造各種小型模組，而不需要額外的裝置。在一實施例中，器件基板303可以被選擇性地傳送到另一個檢測模組206，其中相應的檢測步驟106可在器件基板303上進行，以檢測在刻劃模組216或切片模組224內(nèi)由處理裝置造成的缺陷。在一實施例中，基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在檢測步驟106的一實施例中，當基板303經(jīng)過檢測模組206時，基板303經(jīng)過光學檢測，并獲得基板303的圖像且將基板303的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的基板303。在一實施例中，在基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定基板303的決定可在本地的檢測模組206內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在基板303的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受基板303。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準，包括基板303邊緣碎片的大小，或在基板303的夾雜物或氣泡沫大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼、續(xù)處理或拒絕每一個特定的基板303時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，基板303的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定基板303的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一個基板303上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一個器件基板303的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。參照圖I和2，接下來器件基板303被運送到封口 /邊緣移除模組226，其中基板 表面和邊緣準備步驟126是用來準備器件基板303的各種表面，以防止之后在這個工藝中產(chǎn)生問題。步驟126的一實施例，器件基板303被插入封口 /邊緣移除模組226，以準備器件基板303的邊緣，以塑造和準備器件基板303的邊緣。器件基板303邊緣的損壞可能影響生產(chǎn)可用太陽能電池器件的器件產(chǎn)量和成本。在另一實施例中，封口 /邊緣移除模組226被用于從器件基板303的邊緣移除沉積材料(例如，10毫米)，以提供用來在器件基板303和背面玻璃之間形成可靠的密封(即，下文所述的步驟134-136)的區(qū)域。從器件基板303的邊緣移除的材料也可以有利于防止在最終形成的太陽能電池上發(fā)生的電子短路。在一實施例中，鉆石鑲帶或盤被用來研磨來自器件基板303邊緣區(qū)域的沉積材料。在另一實施例中，砂輪被用來研磨來自器件基板303邊緣區(qū)域的沉積材料。在又一實施例中，雙砂輪被用來移除來自器件基板303邊緣的沉積材料。在再一實施例中，噴砂或激光燒蝕技術被用來移除來自器件基板303邊緣的沉積材料。在一方面中，通過使用塑形的砂輪、成角度的和對齊的砂光機、和/或磨輪，封口 /邊緣移除模組226被用于圓角或斜切器件基板303的邊緣。接下來，器件基板303被運到預檢模組227，其中選擇性的預檢步驟127執(zhí)行于該器件基板303上，以保證形成在基板表面上的器件達到理想的質(zhì)量標準。在步驟127，通過使用一個或多個基板接觸探針，使用發(fā)光源和探測裝置來測量形成的太陽能電池器件的的輸出。如果模組227在形成的器件上檢測到缺陷，它可以采取改正的行動或可以廢棄該太陽能電池。接著，器件基板303被運送到清洗模組228，其中在器件基板303上執(zhí)行步驟128或預先層壓基板清洗步驟，以在執(zhí)行步驟122-127之后，移除在器件基板303的表面上發(fā)現(xiàn)的任何污染物。通常，清洗模組228使用濕式化學洗滌和漂洗的步驟，以在執(zhí)行電池隔離步驟之后，移除在基板表面上發(fā)現(xiàn)的任何不良污染物。在一實施例中，在器件基板303上執(zhí)行類似于工藝順序105的清洗工藝，以移除基板303表面上的任何污染物。在下一步驟(或基板檢測步驟129)中，器件基板303是經(jīng)由檢測模組229檢測，而計量資料被收集和傳送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，以光學方式檢測器件基板303的缺陷，如，碎片、裂紋、或劃痕，它們可能抑制完全形成的太陽能電池器件(例如，太陽能電池300)的性能。在一實施例中，器件基板303是通過自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組229。當器件基板303經(jīng)過檢測模組229時，器件基板303被光學檢測，而器件基板303的圖像被獲得并傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290中分析圖像和收集并儲存計量資料。在一實施例中，檢測模組229所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否器件基板303符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則器件基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的器件基板303。在一實施例中，在器件基板303檢測到的缺陷在設置在檢測模組229內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定器件基板303的決定可在本地的檢測模組229內(nèi)進行。

在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在器件基板303的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷是否可以在系統(tǒng)200中繼續(xù)處理基板303。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括在器件基板303邊緣的碎片的大小。在一實施例中，約5毫米或更小的碎片是可以接受的。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一特定的基板302和303時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，器件基板303的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組229接收的計量資料，用于確定基板303的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝例如，基板切片步驟124或邊緣準備步驟126)，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地端或集中地映射在每一器件基板303上檢測到的缺陷，以用于計量資料分析。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。光學檢測模組的一實施例(例如，檢測模組229)將詳述于下文的"光學檢測模組"一節(jié)。在下一步驟(或邊緣檢測步驟130)中，器件基板303是經(jīng)由檢測模組230檢測，而計量資料被收集和傳送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，使用光學干涉測量技術來檢測器件基板303的邊緣，以在邊緣移除區(qū)域檢測任何殘留物，它們可能造成短路或外部環(huán)境可以攻擊完全形成的太陽能電池器件(如，太陽能電池300)的部分的路徑。在一實施例中，器件基板303是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組230。當器件基板303經(jīng)過檢測模組230時，以干涉測量的方式來檢測器件基板303的邊緣移除區(qū)域，而從該檢測所收集到的資訊被發(fā)送到系統(tǒng)控制器290收集和分析。在一實施例中，檢測模組230在邊緣移除區(qū)域確定器件基板303的表面輪廓。被配置在檢測模組230本地內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分可分析收集到的表面輪廓資料，以保證邊緣移除區(qū)域輪廓處在所期望范圍內(nèi)。如果符合指定的輪廓標準，則器件基板303繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的輪廓標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的器件基板303。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可在本地或集中地用指定的高度范圍來比較相關于在器件基板303的邊緣消除區(qū)域的高度，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受器件基板303。在一實施例中，如果判斷邊緣移除區(qū)域高度在某一區(qū)域太大，器件基板可被送回封口 /邊緣移除模組226，在邊緣準備步驟126中修理。在一實施例中，如果邊緣輪廓并非至少約10 U m低于器件基板303的正面表面，則拒絕器件基板303，以重新處理(例如，邊緣準備工藝126)或廢棄。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集、分析和儲存從檢測模組229接收的計量資料，用于確定器件基板303的再發(fā)缺陷的根源，并改正或調(diào)整之前的邊緣準備工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，由檢測模組229所收集的資料可指示，在上游模組(例如，封口/邊緣移除模組226)需要維修或部分更換。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。 接下來，基板303被運送到粘接線附加模組231，其中步驟131或粘接線附加步驟是在基板303上執(zhí)行。步驟131是用來接附各種需要的線/絲，以連接各種外部電子部件至形成的太陽能電池器件。通常情況下，粘接線231附加模組是自動焊線工具，自動焊線工具有利地用來可靠且迅速地形成眾多的互連介面，往往需要這些眾多的互連介面以在生產(chǎn)線200上形成大型太陽能電池。在一實施例中，粘接線附加模組231是用來在背面接觸區(qū)域形成側(cè)邊匯流排355(圖3C)和橫跨匯流排356(步驟118)。在這種配置中，側(cè)邊匯流排355可以是導電材料，可貼附、粘接、和/或熔接到背面接觸區(qū)域的背面接觸層350，以形成良好電子接觸。在一實施例中，側(cè)邊匯流排355和橫跨匯流排356的每一個包括金屬帶(例如，銅帶、鎳涂覆銀帶、銀涂覆鎳帶、鍍錫銅帶、鎳涂覆銅帶、或其他導電材料，可攜帶由太陽能電池傳遞的電流，和可靠地粘接至背面接觸區(qū)域的金屬層。在一實施例中，金屬帶的寬度介于約2毫米至約10毫米之間，厚度則介于約I毫米至約3毫米之間。電子連接到側(cè)邊匯流排355的接頭的橫跨匯流排356可以利用絕緣材料357(如絕緣膠帶)與太陽能電池的背面接觸層電子隔離。橫跨匯流排356的每一個的末端通常有一條或多條導線，用來將側(cè)邊匯流排355和橫跨匯流排356連接至接線盒370的電子連接，其中接線盒370是用于連接形成的太陽能電池至其他外部電子部件。接下來在步驟132，準備粘接材料360 (圖3D)和"背面玻璃"基板361，以遞送到太陽能電池形成工藝(即，工藝順序100)。準備工藝中通常執(zhí)行于玻璃鋪設模組232，玻璃鋪設模組232通常包括材料準備模組232A、玻璃裝載模組232B、玻璃清洗模組232C、和玻璃檢測模組232D。背面玻璃基板361使用層壓工藝粘接至形成于上述步驟102-131的器件基板303 (步驟134，詳見下文)。通常，步驟132需要準備被放置在器件基板303的玻璃基板361和沉積層上的高分子材料，以形成密封，以在生命周期期間，防止環(huán)境傷害太陽能電池。參考圖2，步驟132通常包括一系列的子步驟，其中在材料準備模組232A準備粘接材料360，然后粘接材料360被放置在器件基板303之上，而背面玻璃基板361被裝入裝載模組232B。背面玻璃基板361被清洗模組232C沖洗。然后背面玻璃基板361被檢測模組232D檢測，然后背面玻璃基板361被放置在粘接材料360和器件基板303。在一實施例中，材料準備模組232A經(jīng)調(diào)整以片狀接收粘接材料360，并執(zhí)行一個或多個切割操作，以提供被調(diào)整尺寸的粘接材料，例如，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，以在形成在器件基板303上的背面玻璃和太陽能電池之間形成可靠的密封。通常，當使用聚合物粘接材料360時，需要控制太陽能電池生產(chǎn)線200的溫度(例如，16-18°C )和相對濕度(例如，RH 20-22% )，其中粘接材料360被儲存和整合到太陽能電池器件，以保證形成在粘接模組234的粘接特性是可重復的，而且聚合物材料穩(wěn)定的。在用于溫度和濕度控制區(qū)域之前(例如，T = 6-8°C；RH = 20-22% )，通常需要儲存粘接材料。當形成大型太陽能電池時，在粘接器件各種部件的公差迭加(步驟134)可能是問題，因此需要精確地控制粘接材料特性和切片工藝的公差，以保證形成可靠的密封。在一實施例中，因為PVB的UV穩(wěn)定、防潮、熱回圈、良好的美國防火等級、遵守國際建筑法規(guī)、低成本、和可再加工的熱塑膠特性，所以使用PVB是有利的。在步驟132的一部分，使用自動化機器手臂裝置運送和定位粘接材料360在器件基板303的背面接觸層350、側(cè)邊匯流排355 (圖3C)、及橫跨匯流排356 (圖3C)元件之上。然后定位該器件基板303和粘接材料360，以接收背面玻璃基板361，使用與定位粘接材料360相同的自動化機器手臂裝置，或第二自動化機器手臂裝置，來將該背面玻璃基板361放置于上面。在一實施例中，在將背面玻璃基板361定位于粘接材料360之上前，對背面玻璃基板361執(zhí)行一個或多個準備步驟，以保證后序的密封工藝和形成最終的太陽能產(chǎn)品。在一示例中，以基板361的邊緣、整體尺寸和/或潔凈度沒有得到很好的控制的"原始"狀態(tài)接 收該背面玻璃基板361。接收"原始"基板減少在形成太陽能器件之前的準備和儲存基板的成本，從而降低最終形成的太陽能電池器件的太陽能電池器件成本、設備成本、和生產(chǎn)成本。在步驟132的實施例中，在執(zhí)行背面玻璃基板清洗步驟之前，在縫模組(例如，封口機204)中準備背面玻璃基板361的表面和邊緣。在步驟132接下來的子步驟中，背面玻璃基板361被傳送到清洗模組232C，其中基板清洗步驟在基板361上執(zhí)行，以移除在基板361表面上發(fā)現(xiàn)的任何污染物。常見的污染物可包括在形成工藝(如，玻璃生產(chǎn)工藝)期間和/或在運輸基板361期間沉積在基板上361上的材料。通常，清洗模組232B使用濕化學洗滌和漂洗的步驟，以移除任何不良污染物，如上所述。在步驟132接下來的子步驟中，經(jīng)由檢測模組232D檢測背面玻璃基板361，及收集計量資料并發(fā)送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，背面玻璃基板361經(jīng)由光學檢測，以檢測缺陷，如，碎片、裂縫、或劃痕，這些缺陷可能抑制完全形成的太陽能電池器件(如，太陽能電池300)的性能。在一實施例中，背面玻璃基板361經(jīng)由自動化裝置281經(jīng)過檢測模組232D。當玻璃基板361經(jīng)過檢測模組232D時，背面玻璃基板361被光學檢測，而背面玻璃基板361的圖像被獲得并傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290中分析圖像并收集和儲存計量資料。在一實施例中，被檢測模組232D獲得的圖像經(jīng)過系統(tǒng)控制器290分析，以決定是否背面玻璃基板361符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果規(guī)定的質(zhì)量標準達到了，背面玻璃基板361繼續(xù)在系統(tǒng)200內(nèi)制造。但是，如果規(guī)定的條件不能滿足，則可以采取行動，修復缺陷或拒絕有缺陷的背面玻璃基板361。在一實施例中，在設置在檢測模組內(nèi)232D本地內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分映射和分析發(fā)現(xiàn)的背面玻璃基板361的缺陷。在這個實施例中，拒絕特定背面玻璃基板361可在檢測模組232D本地內(nèi)決定。例如，系統(tǒng)控制器290可比較相關于在背面玻璃基板361的邊緣上的裂縫的大小的資訊與規(guī)定的可允許裂紋長度，以決定是否可以讓該背面玻璃基板361在處理系統(tǒng)200中的工藝繼續(xù)進行。在一實施例中，約I毫米或更小的裂縫是可以接受的。系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括該背面玻璃基板361的邊緣的碎片的大小。在一實施例中，約5毫米或更小的碎片是可以接受的。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一個特殊的背面玻璃基板361，系統(tǒng)控制器可對映射到基板的特定區(qū)域的缺陷使用加權方式。例如，在關鍵區(qū)域發(fā)現(xiàn)的缺陷(例如，背面玻璃基板361的邊緣區(qū)域)可獲得遠高于較不關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷的加權。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組232D接收的計量資料，用于確定背面玻璃基板361的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地端或集中地映射在每一個背面玻璃基板361上檢測到的缺陷，以用于計量資料分析。光學檢測模組的一實施例(例如，檢測模組232D)將詳述于下文的"光學檢測模
組"一節(jié)。 然后，使用自動機器手臂裝置將準備的背面玻璃基板361定位在粘接材料和部分器件基板303上。接下來，該器件基板303、該背面玻璃基板361、和該粘接材料360被運往粘接模組234，其中執(zhí)行步驟134或?qū)訅翰襟E，以粘接背面玻璃基板361到上文所述步驟102-132的器件底板。在步驟134，粘接材料360(例如，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA))被夾在背面玻璃基板361和器件基板303之間。使用各種加熱元件及在粘接模組234上的其他裝置，將熱和壓力施加至基板，以形成粘接的和密封的器件。從而該器件基板303、背面玻璃基板361和粘接材料360形成復合太陽能電池結構304 (圖3D)，復合太陽能電池結構304至少部分地容納太陽能電池器件的有源區(qū)。在一實施例中，形成在背面玻璃基板361上的至少一個洞維持至少部分未被粘接材料360覆蓋的部分，以允許橫跨匯流排356或側(cè)邊匯流排355的部分保持暴露，以在之后的步驟304(即步驟138)中，在太陽能電池結構304的這些區(qū)域產(chǎn)生電子連接。在一實施例中，復合太陽能電池結構304可以被選擇性地傳送到另一個檢測模組206，其中相應的檢測步驟106可執(zhí)行于復合太陽能電池結構304，以檢測在粘接模組234內(nèi)由處理裝置造成的缺陷。在一實施例中，復合太陽能電池結構304是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在檢測步驟106的一實施例中，當復合太陽能電池結構304經(jīng)過檢測模組206時，復合太陽能電池結構304被光學檢測，并獲得復合太陽能電池結構304的圖像且將復合太陽能電池結構304的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否復合太陽能電池結構304符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則復合太陽能電池結構304繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的復合太陽能電池結構304。在一實施例中，在復合太陽能電池結構304檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定復合太陽能電池結構304的決定可在本地的檢測模組206內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在復合太陽能電池結構304的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受復合太陽能電池結構304。在一實施例中，約I毫米或更小的裂縫是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準，包括復合太陽能電池結構304邊緣碎片的大小，或在復合太陽能電池結構304的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一特定的復合太陽能電池結構304時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，器件復合太陽能電池結構304的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。 在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定復合太陽能電池結構304的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一個復合太陽能電池結構304上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一個器件復合太陽能電池結構304的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，使故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接下來，復合太陽能電池結構304被傳送到高壓模組236，其中步驟136或高壓步驟執(zhí)行于復合太陽能電池結構304,以移除在粘接結構的積存氣體(trapped gasses),及保證在步驟136期間形成良好的粘接。在步驟136，粘接的太陽能電池結構304被插入到高壓模組的處理區(qū)，其中輸入高溫和高壓氣體以減少積存氣體的量，并改進在器件基板303、背面玻璃基板和粘接材料360之間的粘接的特性。執(zhí)行在高壓釜的工藝也有益于保證在玻璃和粘接層(如PVB層)之間的應力更易于控制，以防止之后因為應力在粘接/層壓工藝期間減少所引起的的密封的失敗或玻璃的失敗。在一實施例中，可能需要加熱器件基板303、背面玻璃基板361、和粘接材料360，使形成的太陽能電池結構304的一個或多個部件達到應力減小的溫度。在下一步驟(或?qū)訅嘿|(zhì)量檢測步驟137)中，復合太陽能電池結構304是經(jīng)由檢測模組237檢測，而計量資料被收集和傳送到系統(tǒng)控制器290。在一實施例中，以光學檢測復合太陽能電池結構304的缺陷，如，碎片、裂紋、夾雜物、氣泡、或劃痕，這些缺陷可能抑制完全形成的太陽能電池器件(例如，太陽能電池300)的性能。在一實施例中，復合太陽能電池結構304是利用自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組237。當復合太陽能電池結構304經(jīng)過檢測模組237時，復合太陽能電池結構304被光學檢測，并獲得復合太陽能電池結構304的圖像且將復合太陽能電池結構304的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存。在一實施例中，檢測模組237所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，并與編程資料比較，以確定是否復合太陽能電池結構304符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則復合太陽能電池結構304繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的復合太陽能電池結構304。在一實施例中，在復合太陽能電池結構304檢測到的缺陷在設置在檢測模組232D內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定復合太陽能電池結構304的決定可在本地的檢測模組232D內(nèi)進行。例如，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于從復合太陽能電池結構304的邊緣擴散的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受復合太陽能電池結構304。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括復合太陽能電池結構304邊緣碎片的大小，或在復合太陽能電池結構304的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一個特定的復合太陽能電池結構304時，系統(tǒng)控制器可以對映射到復合太陽能電池結構304的特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，器件復合太陽能電池結構304的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組237接收的計量資料，用于 確定復合太陽能電池結構304的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝例如，高壓步驟136)，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地端或集中地映射在每一個復合太陽能電池結構304上檢測到的缺陷，以用于計量資料分析。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。而后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，采取以故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。光學檢測模組的一實施例(例如，檢測模組237)將詳述于下文的"光學檢測模組"一節(jié)。接下來，太陽能電池結構304被運往接線盒接附模組238，其中接線盒接附步驟138執(zhí)行于形成的太陽能電池結構304之上。在步驟138時使用的接線盒接附模組238是用來在一部分形成的太陽能電池安裝接線盒370 (圖3C)。安裝的接線盒370作為在外部電子部件間的介面，該介面連接到形成的太陽能電池(例如，其他太陽能電池或電源電網(wǎng))和內(nèi)部電子連接點(例如，在步驟131形成的導線)。在一實施例中，接線盒370包含一個或多個連接點371和372，使形成的太陽能電池可以很容易地且系統(tǒng)化地連接到其他外部裝置，以提供產(chǎn)生的電力。在一實施例中，復合太陽能電池結構304可以被選擇性地傳送到另一個檢測模組206，其中相應的檢測步驟106可執(zhí)行于復合太陽能電池結構304，以檢測在接線盒接附模組238內(nèi)由處理裝置造成的任何缺陷。在一實施例中，復合太陽能電池結構304是經(jīng)由自動化裝置281傳送經(jīng)過檢測模組206。在檢測步驟106的一實施例中，當復合太陽能電池結構304經(jīng)過檢測模組206時，復合太陽能電池結構304被光學檢測，并獲得復合太陽能電池結構304的圖像且將復合太陽能電池結構304的圖像傳送到系統(tǒng)控制器290，其中在系統(tǒng)控制器290處該圖像被分析而計量資料被收集和儲存在存儲器中。在一實施例中，檢測模組206所獲得的圖像被系統(tǒng)控制器290分析，以確定是否復合太陽能電池結構304符合規(guī)定的質(zhì)量標準。如果符合指定的質(zhì)量標準，則復合太陽能電池結構304繼續(xù)它在系統(tǒng)200的路徑上前進。但是，如果未符合指定的標準，可以采取行動，以修復缺陷或拒絕有缺陷的復合太陽能電池結構304。在一實施例中，在復合太陽能電池結構304檢測到的缺陷在設置在檢測模組206內(nèi)的系統(tǒng)控制器290的一部分中被映射和分析。在此實施例中，拒絕特定復合太陽能電池結構304的決定可在本地的檢測模組206內(nèi)進行。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可用指定的允許裂紋長度，來比較相關于在復合太陽能電池結構304的邊緣的裂紋大小的資訊，來判斷在系統(tǒng)200的后續(xù)處理中是否可以接受復合太陽能電池結構304。在一實施例中，約I毫米或更小的裂紋是可以接受的。該系統(tǒng)控制器可比較的其他標準包括復合太陽能電池結構304邊緣碎片的大小，或在復合太陽能電池結構304的夾雜物或氣泡的大小。在一實施例中，可以接受約5毫米或以下的碎片，以及可以接受小于約I毫米的夾雜物或氣泡。在決定是否允許繼續(xù)處理或拒絕每一個特定的復合太陽能電池結構304時，系統(tǒng)控制器可以對映射到基板特定區(qū)域的缺陷施加加權方式。例如，在關鍵區(qū)域(如，器件復合太陽能電池結構304的邊緣區(qū)域)所發(fā)現(xiàn)的缺陷可給予較在非關鍵區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的缺陷來得高的加權。 在一實施例中，系統(tǒng)控制器290收集并分析從檢測模組206接收的計量資料，用于確定復合太陽能電池結構304的再發(fā)缺陷的根源，以使它可以改正或調(diào)整之前工藝，以消除再發(fā)缺陷。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290在本地映射在每一個復合太陽能電池結構304上發(fā)現(xiàn)的缺陷，用于通過使用者或系統(tǒng)控制器290手動地或自動地執(zhí)行計量資料分析。在一實施例中，每一個器件復合太陽能電池結構304的光學特征被與下游計量資料進行比較，以關聯(lián)和診斷生產(chǎn)線200的趨勢。在一實施例中，使用者或系統(tǒng)控制器290依據(jù)所收集和分析的計量資料進行修正的動作，例如，在生產(chǎn)線200上的一個或多個工藝或模組上改變工藝參數(shù)。在另一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用計量資料，以確定故障的下游模組。然后系統(tǒng)控制器290可采取改正措施，例如，采取以故障模組離開生產(chǎn)線，和重新配置故障的工藝模組的生產(chǎn)工藝流程。接下來，太陽能電池結構304被運送到器件測試模組240，其中器件篩選和分析步驟140執(zhí)行于太陽能電池結構304，以保證在太陽能電池結構304表面形成的器件達到所期望的質(zhì)量標準。在一實施例中，器件測試模組240是太陽能類比模組，該太陽能類比模組用于檢定和測試一個或多個成形的太陽能電池的輸出。在步驟140，發(fā)光源和探測裝置是用來利用經(jīng)調(diào)整以電子接觸接線盒370的終端的一個或多個自動化部件，測量形成的太陽能電池器件的輸出。如果模組在形成的器件上檢測到缺陷，它可以采取改正的行動或可以廢棄該太陽能電池。接下來，太陽能電池結構304被運送到支撐結構模組241，其中支撐結構安裝步驟141執(zhí)行于太陽能電池結構304，以將具有連接到在步驟102-140中形成的太陽能電池結構304的一個或多個安裝元件的完成的太陽能電池器件提供給可方便地安裝和快速安裝在使用者端的完成的太陽能電池器件。接下來,太陽能電池結構304被運送到卸載模組242,其中步驟142或器件卸載步驟執(zhí)行于基板上，以從太陽能電池生產(chǎn)線200移除形成的太陽能電池。在太陽能電池生產(chǎn)線200的一實施例中，生產(chǎn)線的一個或多個區(qū)域是定位在潔凈室環(huán)境，以減少或防止會影響太陽能電池器件可用率和壽命的污染。在如圖2所示的一實施例中，萬級潔凈室空間250圍繞著用于執(zhí)行步驟108-118和步驟130-134的模組設置。光學檢測模組圖4是光學檢測模組(例如，檢測模組206、214、229、232D和237)的示意性、等距視圖。在一實施例中，光學檢測模組400包括框架結構405、照明光源415和光學檢測裝置420。在一實施例中，照明光源415包括均勻的光線來源，均勻的光線來源用于在基板302和303的整個寬度投射光線。照明光源415可包括能照明基板302和303以用于檢測的任何類型的光源。在一實施例中，可控制從照明光源415發(fā)射的光的波長，以提供最佳的光學檢測條件。在一實施例中，照明光源415可只發(fā)出紅色光譜波長的光線。在一實施例中，照明光源415可發(fā)射紅色光譜波長的光線，然后發(fā)出藍色光譜波長的光線。在一實施例中，光學檢測裝置420包含一個或多個照相機(如CXD相機)，以及可用于光學檢測基板302和303的各區(qū)域的其他配套部件。在一實施例中，光·學檢測裝置420包括多個CXD相機，該多個CXD相機設置于照明光源415之上，使得基板302和303可在光學檢測裝置420和照明光源415之間傳送。在一實施例中，光學檢測裝置420與系統(tǒng)控制器290連通。在一實施例中，光學檢測模組400定位在系統(tǒng)200內(nèi)，以從自動化裝置281接收基板302和303。當基板302和303經(jīng)由光學檢測模組400傳送時，自動化裝置281可在光學檢測裝置420和照明光源415之間饋送基板302和303。在一實施例中，當經(jīng)由光學檢測模組400饋送基板302和303時，基板302和303是經(jīng)由照明光源415從基板302和303的一側(cè)照明，同時光學檢測裝置420獲得來自基板302和303相反側(cè)的圖像。光學檢測裝置420發(fā)送基板302和303的獲得圖像到系統(tǒng)控制器290，其中分析圖像和收集計量資料。在一實施例中，設置在光學檢測模組400本地的中央控制器290的部分保留圖像，以用于分析。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290使用由光學檢測裝置420提供的的資訊，以決定是否基板302和303符合規(guī)定的標準。然后，系統(tǒng)控制器290可采取行動以改正所發(fā)現(xiàn)的任何缺陷或從系統(tǒng)200拒絕基板302和303。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290可利用從光學檢測裝置420收集的資訊，來診斷再發(fā)缺陷的根源和改正或調(diào)整工藝，以減少或消除再發(fā)缺陷。控制系統(tǒng)設計本發(fā)明的實施例還提供自動化系統(tǒng)，包含一個或個多控制器，以控制基板流程、材料、和在太陽能電池制造工藝順序中分配處理腔室。自動化系統(tǒng)還可以用于即時控制和調(diào)整在系統(tǒng)中形成的每一個完成的器件的特性。自動化系統(tǒng)還可以用于控制系統(tǒng)的啟動和故障排除，以減少基板廢料，提聞器件廣量，和改善廣生基板的時間。圖5是可以包含在系統(tǒng)控制器290中的各種控制功能的一實施例的示意圖。在一實施例中，系統(tǒng)控制器290包含工廠自動化系統(tǒng)(FAS) 291，工廠自動化系統(tǒng)(FAS) 291處理基板工藝的策略方面，從而系統(tǒng)控制器290可控制分配至或經(jīng)由系統(tǒng)各部分的基板分配，及安排各種維修動作。因此，F(xiàn)AS可以控制和接收來自控制結構中許多部件的資訊，例如，材料處理/控制系統(tǒng)(MHS) 295、企業(yè)資源系統(tǒng)(ERP) 292、預防性維護(PM)管理系統(tǒng)293、和資料獲取系統(tǒng)294。FAS 291通常提供對工廠的完整控制和監(jiān)測、反饋控制、前饋控制、自動工藝控制(APC)和統(tǒng)計工藝控制(SPC)技術、以及其他持續(xù)改進的技術，以提高工廠產(chǎn)量。FAS291可另包括其他控制系統(tǒng)(如，生產(chǎn)管理系統(tǒng)(YMS))，以促進計量資料的分析和診斷在生產(chǎn)線200上特定太陽能電池制造路徑步驟的故障模組。MHS系統(tǒng)295通常控制系統(tǒng)內(nèi)的實際行動和各種模組，以控制經(jīng)由系統(tǒng)的一個或多個基板的移動。MHS系統(tǒng)295通常與多個可編程邏輯控制器(PLC)相接，所述多個可編程邏輯控制器(PLC)的每個負責移動和控制執(zhí)行于太陽能電池生產(chǎn)線200的各種較小處理方面。MHS和FAS系統(tǒng)可使用前饋或其他自動化控制邏輯，來控制和處理經(jīng)由系統(tǒng)的基板的系統(tǒng)化運動。由于制造太陽能電池的成本通常是問題，最大限度地降低生產(chǎn)線的建造成本往往是需要解決的重要問題。因此，在一實施例中，MHS系統(tǒng)295采用便宜可編程邏輯控制器(PLC)網(wǎng)路，來執(zhí)行較低水平的控制任務(例如，控制一個或多個自動化裝置281)，并控制包含在生產(chǎn)線200中的一個或個多模組296(例如，接線盒接附模組238、高壓模組236)。使用裝置的這種配置也有優(yōu)勢，因為PLC通常非?？煽亢鸵子谏?。在一示例中，MHS系統(tǒng)295可調(diào)整，以通過從MHS系統(tǒng)發(fā)送的指令和經(jīng)過監(jiān)控控制器297 (這也可能是PLC類型裝置)傳送的指令，以控制經(jīng)過自動化裝置281的群組或區(qū)塊298的基板。ERP系統(tǒng)292處理各種財務和支援生產(chǎn)太陽能電池器件期間發(fā)生的類型功能。ERP系統(tǒng)292可以用來確保每個模組都可以使用在工藝順序內(nèi)的所期望時間。ERP系統(tǒng)292可控制并告知使用者在生產(chǎn)線上當前和未來的各種支援類型問題。在一實施例中，ERP系統(tǒng)292有能力預測和排列在工藝順序內(nèi)使用的各種消耗材料。ERP系統(tǒng)292也可用于檢視、分析和控制系統(tǒng)的產(chǎn)出量，以提高所形成器件的利潤效益。在一實施例中，ERP系統(tǒng)292整合 了 SAP，以排列和控制管理消耗材料、剩余、和其他材料相關的問題。(PM)管理系統(tǒng)293通常用于控制排程和停用系統(tǒng)中的各種元件，以執(zhí)行維修工作。因而PM系統(tǒng)293可用于協(xié)調(diào)執(zhí)行于生產(chǎn)線相鄰模組的維修工作，以保證生產(chǎn)線的停機時間或生產(chǎn)線的分支可被最小化。在一示例中，當任一部件分別從服務中移除時，可能需要取下叢集工具212B及其相關入口(inlet)自動化裝置281，以減少這兩部分不必要的停機時間。PM系統(tǒng)293和292的ERP系統(tǒng)通常可以共同工作，以在預防性維修工作已準備好執(zhí)行時，確保所有的剩余部分和其他消耗元件已經(jīng)備妥，并正在等待維修人員。在一實施例中，F(xiàn)AS 291也耦合到資料獲取系統(tǒng)294，該資料獲取系統(tǒng)294經(jīng)調(diào)整以接收、儲存、分析和報告從每個處理工具接收到的各種工藝資料、在線計量資料、離線計量資料和其他有利于確保在基板上執(zhí)行的工藝能夠重復且遵照規(guī)格的指示。從內(nèi)部輸入/感應器或從外部源(例如，外部系統(tǒng)(ERP系統(tǒng)，遠端源))收集的輸入和輸出資料經(jīng)過分析，并被分送到太陽能電池生產(chǎn)線的所期望區(qū)域，和/或整合在工藝順序的各種區(qū)域，以改善回圈時間、系統(tǒng)或腔室可用性、裝置產(chǎn)量和工藝效率。一實施例提供工廠自動化控制軟體的使用，以用于光伏電池生產(chǎn)工廠。工廠自動化軟體提供進行中工作(WIP)的資料儲存和分析，以及追蹤的序列號和資料儲存。該軟體還執(zhí)行資料挖掘，以提高產(chǎn)量，并聯(lián)結公司ERP,以協(xié)助預測、WIP計劃、銷售、擔保償付，及防備和現(xiàn)金流量分析。雖然上文針對本發(fā)明的實施例，也可以衍生其他或更進一步的實施例，而不偏離本發(fā)明基本范疇，本發(fā)明的范疇是由下列權利要求書所界定。
權利要求
1.一種太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線包括 多個自動化裝置，所述多個自動化裝置配置為沿著路徑連續(xù)地傳輸基板； 第一光學檢測模組，所述第一光學檢測模組沿著該路徑定位，以接收基板，該基板上沉積有正面接觸層，所述第一光學檢測模組定位在一個或多個叢集工具的上游，所述一個或多個叢集工具有至少一個處理腔室，所述至少一個處理腔室經(jīng)調(diào)適以沉積含硅層在該基板的表面，其中該光學檢測模組包括檢測裝置，所述檢測裝置定位以檢視該基板的區(qū)域且配置為以光學方式接收關于在該被檢視的區(qū)域上是否存在缺陷的資訊； 薄膜特征模組，所述薄膜特征模組沿著位于所述一個或多個叢集工具下游的路徑定位，并具有一個或多個檢測裝置，所述一個或多個檢測裝置配置為檢測設置在該基板的該表面上的該含硅層的區(qū)域，使得可確定相關于該含硅層的厚度的資訊；以及 系統(tǒng)控制器元件，所述系統(tǒng)控制器元件與這些模組的每一個連通，并配置為分析從這些模組的每一個接收到的資訊及發(fā)出指示，以在該生產(chǎn)線內(nèi)對這些模組的一個或多個采取改正措施。
2.如權利要求I所述的太陽能電池生產(chǎn)線，其中該第一光學檢測模組包括照明光源和多個檢測裝置，其中所述檢測裝置的每一個被配置為當該基板被定位在該照明光源和所述多個檢測裝置之間時，獲得該基板的多個區(qū)域的多個光學圖像，以及其中該薄膜特征模組包括 自動化裝置，所述自動化裝置配置為經(jīng)由該薄膜特征模組，橫向移動該基板； 照明光源，所述照明光源定位為照亮該基板的一側(cè)；以及 檢測裝置，所述檢測裝置定位為當該自動化裝置經(jīng)由該薄膜特征模組傳送該基板時，以光譜學檢測該含硅層的該區(qū)域，和檢測該基板的位置和速度。
3.如權利要求2所述的太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線還包括第二光學檢測模組，所述第二光學檢測模組沿著位于所述一個或多個叢集工具下游的路徑定位，且具有一個或多個照明光源和檢測裝置，該檢測裝置定位為當檢視該基板的區(qū)域時，以獨立的非重迭波長的光連續(xù)地照明該基板的該區(qū)域，其中該第二光學檢測模組配置為以光學方式接收相關于在該被檢視的區(qū)域的一個或多個含硅層是否有缺陷存在的資訊。
4.如權利要求3所述的太陽能電池生產(chǎn)線，其中該系統(tǒng)控制器進一步配置為如果從該第一光學檢測模組接收到的該資訊指示在該被檢視的區(qū)域存在的缺陷超過閾值，則發(fā)出指示以拒絕該基板，并依據(jù)該含硅層的該厚度和所述一個或多個含硅層是否存在缺陷的資訊，對所述至少一個處理室發(fā)出指示，以改變工藝參數(shù)。
5.如權利要求4所述的太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線還包括 背面接觸層檢測模組，所述背面接觸層檢測模組沿著位于所述一個或多個叢集工具下游的路徑定位，以接收該基板，該基板具有背面接觸層，該背面接觸層形成在所述一個或多個含硅層之上，所述背面接觸層檢測模組具有多個電子探針、光源、測量裝置、以及一個或多個感測器，所述背面接觸層檢測模組配置為測量該背面接觸層的電子和光學特性； 質(zhì)量保證模組，所述質(zhì)量保證模組沿著位于所述一個或多個叢集工具下游的路徑定位，以接收該基板，該基板在該含硅層上沉積有該背面接觸層，其中該正面接觸層、該含硅層、和該背面接觸層的至少一部分被移除，以形成至少兩個連續(xù)連接的太陽能電池，其中該質(zhì)量保證模組具有多個探針和測量裝置，所述測量裝置耦接到所述多個探針的至少兩個，所述質(zhì)量保證模組配置為測量所述至少兩個連續(xù)連接的太陽能電池的至少一個電子特性。
6.一種太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線包括 第一光學檢測模組，所述第一光學檢測模組定位在所述一個或多個叢集工具上游的該生產(chǎn)線內(nèi)，所述一個或多個叢集工具具有一個或多個處理腔室，所述一個或多個處理腔室經(jīng)調(diào)適以在正面接觸層上沉積多個含硅層，所述第一光學檢測模組配置為接收基板，該基板上沉積有正面接觸層，其中該第一光學檢測模組包括檢測裝置，所述檢測裝置定位以檢視該基板的區(qū)域且配置為以光學方式接收關于在該被檢視的區(qū)域上是否存在缺陷的資訊； 第二光學檢測模組，所述第二光學檢測模組定位在所述一個或多個叢集工具下游且配置為接收該基板，該基板上沉積有多個含硅層，其中該第二光學檢測模組包括檢測裝置，所述檢測裝置定位以檢視該基板的區(qū)域和配置為以光學方式接收是否在該被檢視的區(qū)域的多個含娃層存在有缺陷； 多個刻劃檢測模組，其中所述多個刻劃檢測模組的第一個被定位在該第二光學檢測模組的下游，和配置為接收具有形成在多個含硅層上的多個刻劃區(qū)域的該基板，其中該第一刻劃檢測模組被配置為以光學方式檢測形成在多個含硅層上的該被刻劃區(qū)域；以及 系統(tǒng)控制器元件，所述系統(tǒng)控制器元件與這些模組的每一個連通，并配置為分析從這些模組的每一個接收到的資訊及發(fā)出指示，以在該生產(chǎn)線內(nèi)對這些模組的一個或多個采取改正措施。
7.如權利要求6所述的太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線還包括電子檢測模組，所述電子檢測模組定位在所述一個或多個叢集工具上游的生產(chǎn)線內(nèi)，以接收在該正面接觸層中形成有多個隔離區(qū)域的基板，其中該電子檢測模組具有多個探針和測量裝置，所述電子檢測模組被配置為測量跨越所述隔離區(qū)域的電子連續(xù)性；以及 背面接觸層檢測模組，所述背面接觸層檢測模組定位在所述多個刻劃檢測模組的該第一個的下游，且配置為接收在所述多個含硅層上形成有背面接觸層的基板，其中該背面接觸層檢測模組被配置為測量該背面接觸層的電子和光學特性。
8.如權利要求7所述的太陽能電池生產(chǎn)線，其中所述多個刻劃檢測模組的第二個被定位在所述多個刻劃檢測模組的第一個的下游，以接收具有多個刻劃區(qū)域的該基板，所述多個刻劃區(qū)域形成于沉積在所述多個含硅層上的該背面接觸層，所述多個刻劃檢測模組以光學方式檢測形成在該背面接觸層的該刻劃區(qū)域。
9.如權利要求8所述的太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線還包含質(zhì)量保證模組，所述質(zhì)量保證模組定位在所述多個刻劃檢測模組的第二個的下游，以接收具有多個刻劃區(qū)域形成于該背面接觸層的基板，該背面接觸層沉積在所述多個含硅層上，所述質(zhì)量保證模組具有多個探針和測量裝置，該測量裝置耦合至所述多個探針，所述質(zhì)量保證模組被配置為測量跨越形成在該背面接觸層的這些刻劃區(qū)域的至少一個電子特性。
10.一種在生產(chǎn)線中形成太陽能電池的方法，所述方法包括以下步驟 使用多個自動化裝置，連續(xù)地沿著傳輸路徑傳輸多個基板； 在多個處理模組中處理所述多個基板的每一個，所述多個處理模組沿著該傳輸路徑定位，其中處理所述多個基板的每一個包括 在沿著該傳輸路徑定位的第一處理模組中，移除正面接觸層的一部分，該正面接觸層沉積在每一個基板的表面上； 在第二處理模組內(nèi)的第一叢集工具中，在該正面接觸層上沉積第一多個含硅層，該第二處理模組被定位在該第一處理模組沿著該傳輸路徑的下游； 在第三處理模組中，移除多個含硅層的一部分，該第三處理模組位于該第二處理模組沿著該傳輸路徑的下游； 在第四處理模組中，沉積金屬層于所述多個含硅層上，該第四處理模組位于該第三處理模組沿著該傳輸路徑的下游；以及 在第五處理模組中，移除該金屬層的一部分，以在每一個基板上形成至少兩個連續(xù)地連接的太陽能電池，該第五處理模組位于該第四處理模組的下游；及 在多個檢測模組中檢測所述多個基板的每一個，所述多個檢測模組沿著該傳輸路徑定 位，其中檢測所述多個基板的每一個包括 在第一檢測模組中，以光學方式檢測每一個基板的區(qū)域，并確定是否在該區(qū)域內(nèi)存在缺陷，該第一檢測模組位于該第二處理模組上游； 在第二檢測模組中，測量在該正面接觸層的這些部分之間的電子連續(xù)性，該正面接觸層被定位在該正面接觸層的被移除部分的相對側(cè)，該第二檢測模組被定位在該第二處理模組的上游； 在第三檢測模組中，檢測在每一個基板上的所述第一多個含硅層，和確定所述第一多個含硅層的至少一個的厚度，該第三檢測模組被定位在該第一叢集工具的下游； 在第四檢測模組中，以光學方式檢測每一個基板的至少所述第一多個含硅層的區(qū)域，和確定是否在該區(qū)域內(nèi)的所述多個含硅層存在缺陷，該第四檢測模組被定位在該第二處理模組的下游； 在第五檢測模組中，以光學方式檢測每一個基板的已移除至少所述第一多個含硅層的至少一部分的區(qū)域，該第五檢測模組被定位在該第三處理模組的下游；及 在第六檢測模組中，以光學方式檢測每一個基板的已移除該金屬層的至少一部分的區(qū)域，該第六檢測模組被定位在該第五處理模組的下游。
11.如權利要求10所述的方法，所述方法還包括下列步驟 在該第二工藝模組中的第二叢集工具中，在所述第一多個含硅層上沉積第二多個含硅層； 在第七檢測模組中，檢測所述第二多個含硅層，和確定所述第二多個含硅層的至少一個的厚度，該第七檢測模組被定位在該第二叢集工具沿著該傳輸路徑的下游；以及 在第八檢測模組中，測量在每一個基板上的所述至少兩個連續(xù)連接的太陽能電池的至少一個電子特性，及確定是否在每一個基板上的所述至少兩個連續(xù)連接的太陽能電池存在缺陷，該第八檢測模組被定位在該第六檢測模組沿著該路徑的下游。
12.—種太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線包括 多個自動化裝置，所述多個自動化裝置配置為沿著路徑，連續(xù)地傳輸基板； 第一刻劃模組，所述第一刻劃模組沿著該路徑定位，以接收基板，該基板上沉積有正面接觸層，所述第一刻劃模組配置為在該正面接觸層上形成多個刻劃的區(qū)域； 第一叢集工具，所述第一叢集工具被定位在該第一刻劃模組沿著該路徑的下游，所述第一叢集工具具有一個或多個處理腔室，所述一個或多個處理腔室配置為將第一多個含硅層沉積在該正面接觸層； 第一薄膜特征模組，所述第一薄膜特征模組被定位在該第一叢集工具沿著該路徑的下游，所述第一薄膜特征模組具有一個或多個檢測裝置，所述一個或多個檢測裝置配置為檢測設置在每一個基板的該表面上的該第一含硅層的區(qū)域，使得可確定相關于所述第一多個含硅層的至少一個的厚度的資訊； 第二叢集工具，所述第二叢集工具被定位在該第一薄膜特征模組沿著該路徑的下游，所述第二叢集工具具有一個或多個處理腔室，所述一個或多個處理腔室配置為將第二多個含娃層沉積在所述第一多個含娃層上； 第二薄膜特征模組，所述第二薄膜特征模組被定位在該第二叢集工具沿著該路徑的下游，所述第二薄膜特征模組具有一個或多個檢測裝置，所述一個或多個檢測裝置配置為檢測設置在每一個基板的該表面上的該第二含硅層的區(qū)域，使得可確定相關于所述第二多個含硅層的至少一個的厚度的資訊；以及 系統(tǒng)控制器元件，所述系統(tǒng)控制器元件與該第一和第二薄膜特征模組連通，并配置為分析從這些薄膜特征模組接收到的資訊及發(fā)出指示，以在該生產(chǎn)線內(nèi)對這些模組的一個或多個采取改正措施。
13.如權利要求12所述的太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線還包括沿著該路徑定位的多個光學檢測模組，所述多個光學檢測模組包括 第一光學檢測模組，所述第一光學檢測模組定位在該第一叢集工具的上游，并具有檢測裝置，所述檢測裝置被定位為檢視該基板的區(qū)域和以光學方式接收關于是否在該被檢視的區(qū)域存在缺陷的資訊；以及 第二光學檢測模組，所述第二光學檢測模組定位在該第二叢集工具沿著該路徑的下游，并具有照明光源及檢測裝置，該照明光源被定位為照明所述第一和第二多個含硅層的區(qū)域，所述檢測裝置配置為檢視該被照明區(qū)域和以光學方式接收關于是否在該被檢視區(qū)域的所述第一和第二多個硅層存在缺陷的資訊。
14.如權利要求13所述的太陽能電池生產(chǎn)線，所述太陽能電池生產(chǎn)線還包括 第二刻劃模組，所述第二刻劃模組定位在該第二叢集工具沿著該路徑的下游，和被配置為在所述第一和第二多個含硅層上形成多個刻劃區(qū)域； 第一刻劃檢測模組，所述第一刻劃檢測模組定位在該第二刻劃模組沿著該路徑的下游，和被配置為在所述第一和第二多個含硅層上以光學方式檢測所述多個刻劃區(qū)域； 沉積模組，所述沉積模組定位在該第一刻劃模組的下游，和被配置為在所述第一和第二多個含娃層上沉積含金屬層；及 第二刻劃模組，所述第二刻劃模組定位在該沉積模組沿著該路徑的下游，和被配置為在該含金屬層上形成多個刻劃區(qū)域； 第二刻劃檢測模組，所述第二刻劃檢測模組定位在該第二刻劃模組沿著該路徑的下游，和被配置為在該含金屬層上以光學方式檢測所述多個刻劃區(qū)域；以及 質(zhì)量保證模組，所述質(zhì)量保證模組定位在該第二刻劃模組沿著該路徑的下游，并具有光源，所述光源被定位為照明該基板；多個探針，所述多個探針被定位為接觸該含金屬層的所述多個刻劃區(qū)域的每一個的相對側(cè)上的該含金屬層；以及測量裝置，所述測量裝置耦合所述多個探針，所述測量裝置被配置為測量該基板的區(qū)域的至少一個電子特性。
15. 一種用于在太陽能電池生產(chǎn)線中測試部分形成的太陽能電池器件的模組，所述模組包括 光源，所述光源定位為照明該部分形成的太陽能電池器件，該部分形成的太陽能電池器件上形成有多個連續(xù)地連接的太陽能電池； 多個探針，所述多個探針被定位為接觸所述多個連續(xù)地連接的太陽能電池的至少兩個； 電壓源，所述電壓源耦接到所述多個探針并被配置為橫跨這些連續(xù)地連接的太陽能電池的一個或多個來施加電壓； 可變電阻，所述可變電阻耦合至所述多個探針的至少兩個，和被配置為串聯(lián)于所述連續(xù)地連接的太陽能電池來施加所需電阻；以及 測量裝置，所述測量裝置耦合至所述多個探針，并被配置為測量該部分形成的太陽能電池器件的區(qū)域的至少一個電子特性。
全文摘要
本發(fā)明的實施例通常涉及使用處理模組用以形成太陽能電池器件的系統(tǒng)，其中該處理模組經(jīng)調(diào)整以在形成太陽能電池器件時執(zhí)行一個或多個工藝。在一實施例中，該系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整以形成薄膜太陽能電池器件，這是通過接收大型未處理的基板和執(zhí)行多重沉積、材料移除、清洗、切片、粘接、和各種檢測和測試程式，以形成多個完整的、具功能性的、和經(jīng)過測試的太陽能電池器件，然后可將該太陽能電池器件運到終端使用者，用以安裝于所期望位置，來產(chǎn)生電力。在一實施例中，該系統(tǒng)在各種層的形成中提供對太陽能電池器件的檢測，同時收集和使用計量資料來診斷、調(diào)整或改善在生產(chǎn)太陽能電池器件期間的生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程。
文檔編號H01L31/042GK102725859SQ201080006560
公開日2012年10月10日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權日2009年2月4日
發(fā)明者卡什夫·馬克蘇德, 王大鵬, 米歇爾·R·弗賴, 維基·斯韋丹科, 蘇杰發(fā) 申請人:應用材料公司