專利名稱：：在太陽能電池表面讀寫識別碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在太陽能電池(solarcell)燒錄識別碼(identification)方法，特別是指以激光(laser)在太陽能電池表面燒錄識別碼的方法。
背景技術(shù)：
：近年來，由于環(huán)保意識的抬頭和其他能源逐漸的枯竭，使得世界各國開始重視再生能源的利用。再生能源包括太陽能、風能、水力能或生質(zhì)能等來源無所匱乏的資源。而在亞熱帶地區(qū)，日照豐富，因此，利用太陽能電池(solarcell)作為太陽能源的開發(fā)，使太陽能的光電轉(zhuǎn)換效率提高，為現(xiàn)今各產(chǎn)業(yè)研究的焦點。為了監(jiān)控每一片晶片的工藝狀況，達到進一步提聞廣品良品率的目的，在傳統(tǒng)半導體集成電路的工藝中，將識別碼燒錄在晶片上的技術(shù)已經(jīng)相當成熟。然而，在太陽能電池(solarcell)的工藝中，此方面的技術(shù)及應(yīng)用卻尚未普及。其中一個原因是，若將識別碼燒錄在太陽能電池的前表面，會增加遮光的效應(yīng)，而使光電轉(zhuǎn)換效率降低，另一個原因是，對于整體工藝的成本來說，這并不符合經(jīng)濟效益(一片集成電路晶片的產(chǎn)值約在數(shù)百甚至數(shù)仟倍之多大于太陽電池晶片)。沒有識別碼，在制備太陽能電池的過程中就無從追蹤每一片晶片的工藝參數(shù)。更有甚者，當太陽能電池良品率出現(xiàn)異常時，很難即時從生產(chǎn)線工藝記錄的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題所在，也就無從找出對應(yīng)的改善措施。因此，若每一片晶片能有各自的識別碼，有助于進一步對工藝參數(shù)做最佳化的調(diào)整。在公開案號為20070163634的美國專利申請案中，僅是概括的揭示太陽能電池在完成工藝后，將識別碼印制于太陽能電池的概念，印制的手段包括以激光、噴砂或以抗化學腐蝕的油墨印制于太陽能電池表面、背面或側(cè)邊。而在另一公開案號為20,080，160,648的美國專利申請案中，則揭示在進行工藝前后，分別記錄晶片表面的光致突光影像(photoluminescence)。一旦太陽能電池的良品率出現(xiàn)異常時，通過比對不同晶片的表面影像來作為識別的方式。然而，要以這種方法辨識出是哪一片晶片，比對將非常不容易。尤其自同一晶棒，它的柱狀長晶特性將使得切割下的晶片，相鄰兩片晶片的表面圖像會非常相似，容易造成判別錯誤。另外，目前業(yè)界太陽能電池生產(chǎn)的速率每日至少有12萬片，可以想見，用來儲存圖像的數(shù)據(jù)庫需要非常大的容量，更別說是比對了。為了方便追溯工藝紀錄及太陽能電池的測試數(shù)據(jù)，有必要發(fā)展一種在太陽能電池上燒錄識別碼的技術(shù)，使識別碼刻錄于太陽能電池照射面時，不僅不影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，又容易判讀。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種在太陽能電池表面讀寫識別碼的方法，包括提供一批次太陽能電池基板的半成品，半成品是指太陽能電池基板已完成部分或所有工藝；及以激光對太陽能電池基板吸光面或背面寫入一識別晶片的識別碼，以激光針對識別碼所在區(qū)域做熱處理，以改變識別碼所在區(qū)域的光學性質(zhì)，其中，識別碼無法以肉眼直接辨識，在可見光以外的光源才能辨識。所述可見光以外的光源，最好波長大于IlOOnm或小于400nm。由于識別碼對于可見光的反射率不高，肉眼難以辨識，因此，判讀識別碼時，是以一紫外光電荷耦合元件或一遠紅外光電荷耦合元件讀取?；蛘咭砸慌鋫溆锌梢姽鉃V光片的白光讀取裝置來讀取。識別碼選自圖形記號、數(shù)字標記、文字及其任意組合所組成的群組其中的一種，圖形記號、數(shù)字標記或文字代表太陽能電池基板的測試數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)或晶片代號。同時配合一對照表，可以追溯各別片太陽能電池的工藝參數(shù)及/或測試數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一實施例，是將太陽能電池基板所有的工藝履歷及測試結(jié)果，整合成一圖形記號。本發(fā)明的方法不但可以整合于原本的工藝中，相較于前案而言，除了判讀容易之夕卜，又不會降低太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。并且，當太陽能電池的良品率下降時，檢測人員可以依據(jù)每一片太陽能電池基板的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，進行分析及查找問題，并適時調(diào)整工藝參數(shù)，來使太陽能電池的品質(zhì)最佳化。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中圖IA顯示本發(fā)明實施例的具有識別碼的太陽能電池基板；圖IB顯示太陽能電池基板吸光面結(jié)構(gòu)化之后對不同波長的光反射率；圖2A顯示本發(fā)明實施例中，以識別碼讀取裝置所讀取到的識別碼；及圖2B顯示圖2A識別碼的局部放大圖。附圖標號10:太陽能電池基板11:識別碼12:識別碼讀取裝置具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文依本發(fā)明在太陽能電池(solarcell)表面讀寫識別碼的方法，特舉較佳實施例，并配合所附相關(guān)圖式，作詳細說明如下，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。請參照圖1A，本發(fā)明實施例中，利用激光在太陽能電池基板10上，形成一識別晶片的識別碼11。值得注意的是，本發(fā)明中以激光燒錄識別碼11時，使表面晶粒結(jié)構(gòu)局部燒灼，識別碼11所在區(qū)域的光學性質(zhì)會隨之改變。在太陽能電池工藝中，一批次太陽能電池基板至少會依序經(jīng)過清潔、結(jié)構(gòu)化(texturing)、擴散、絕緣、鍍抗反射層、網(wǎng)印電極及燒結(jié)等工藝,并進行電性測試。而本發(fā)明的以激光燒錄識別碼的步驟，可以在太陽能電池基板完成結(jié)構(gòu)化(texturing)的工藝后進行。更好選擇，是在太陽能電池基板完成所有的工藝及電性測試后進行，以一并將測試結(jié)果整合至識別碼中。又一較佳實施例，是針對具有選擇性射極結(jié)構(gòu)的太陽能電池，在該批次太陽能電池基板以激光輔助摻雜形成選擇性射極結(jié)構(gòu)的工藝后，進行燒錄識別碼的步驟。在本發(fā)明實施例中，識別碼可以選擇性地燒錄于太陽能電池基板的吸光面或背面。本發(fā)明實施例中，使用光波長為532nm的摻釹釩酸釔(Nd:YV04)激光，燒錄識別碼時所使用的功率僅有大約5至25W，脈沖頻率大約Ik至50kHz，相較于一般太陽能電池工藝中，用來圖案化所使用的激光脈沖頻率(大于IOOkHz)更低。請參照圖1B，為太陽能電池吸光面經(jīng)粗糙化之后，對于不同光波長的反射率。由圖中可以看出，太陽能電池吸光面對于可見光及紅外線(波長大約400至1050nm)而言，反射率僅有大約10%至18%，對光波長大于IlOOnm或小于400nm(圖IB中被圈選的區(qū)域)的反射率至少大于25%。也就是說，在識別碼11所在區(qū)域，表面晶粒的結(jié)構(gòu)雖然改變了，但在可見光下，很難直接觀察到差異所在。在可見光以外的光源下，最好波長大于IIOOnm或小于400nm，才能更清楚辨識表面性質(zhì)已經(jīng)被改變的區(qū)域。換言之，本發(fā)明中識別碼無法以肉眼直接判讀，需配合一識別碼讀取裝置12。圖2A即為在本發(fā)明實施例中，以識別碼讀取裝置12讀取識別碼的結(jié)果。而圖2B為圖2A的局部放大圖，由圖2B中即可清楚觀察到經(jīng)過激光熱處理后，晶粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化的區(qū)域。所述的識別碼讀取裝置12為一紫外光電荷耦合元件或一遠紅外光電荷耦合元件，也可以是配備一可見光濾光片的白光讀取裝置。以此種方式將識別碼紀錄于太陽能電池基板的吸光面，對于太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率幾乎沒有任何影響。識別碼選自圖形記號、數(shù)字標記、文字及其任意組合所組成的群組其中的一種。而圖形記號、數(shù)字標記或文字可以代表太陽能電池基板的測試數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)或晶片代號。本發(fā)明實施例中，更包括建立一對照表(look-uptable)，包含識別碼圖形、數(shù)字標記或文字所對應(yīng)的信息。比如以數(shù)字標記代表個別片晶片的編號，以星形記號代表工藝過程中的異常，或是以英文字母AD對該片太陽能電池測試結(jié)果分級等等。整體而言，在該片太陽能電池基板上紀錄的信息，可以依照實際工藝需求來做設(shè)計。本發(fā)明較佳實施例以圖2A的識別碼為例，圖2A中的識別碼11為一經(jīng)過設(shè)計的圖形，圖形的不同區(qū)域可以分別代表晶片編號、測試數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)等情況。也就是說，將該片太陽能電池的工藝履歷及測試結(jié)果全部整合一個識別碼圖形中，只要針對此圖形進行解碼，即可追溯該片太陽能電池的工藝狀況。綜上所述，本發(fā)明所提供的在太陽能電池基板燒錄識別碼的方法，具有下列優(yōu)占-^\\\(I)工藝參數(shù)校正更容易。由于每一片太陽能電池基板都擁有各自的識別碼，使得每一片太陽能電池基板在制備過程中的參數(shù)可以被記錄及建檔。當太陽能電池的良品率下降時，檢測人員可以依據(jù)每一片太陽能電池基板的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，進行分析及查找問題，并適時調(diào)整工藝參數(shù)，來使太陽能電池的品質(zhì)最佳化。(2)不影響光電轉(zhuǎn)換效率。由于識別碼所在區(qū)域?qū)梢姽獾姆瓷渎屎艿?，因此，該區(qū)域仍然可以吸收太陽光來產(chǎn)生載子，對于整體光電轉(zhuǎn)換效率來說，并無太大影響。(3)判讀容易，又不造成系統(tǒng)負擔。本發(fā)明中，只要使用一紫外線或遠紅外線電荷耦合元件，即可讀取識別碼，不需要如同先前技術(shù)一般比對晶片的表面圖像，來辨識晶片，非常方便。另外，數(shù)據(jù)庫中不需要儲存大量圖片，只需要儲存對照表即可，因此，不會造成系統(tǒng)過大的負擔。本發(fā)明雖以較佳實例闡明如上，然其并非用以限定本發(fā)明精神與發(fā)明實體僅止于上述實施例。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員，當可輕易了解并利用其它元件或方式來產(chǎn)生相同的功效。是以，在不脫離本發(fā)明的精神與范疇內(nèi)所作的修改，均應(yīng)包含在權(quán)利要求范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種在太陽能電池表面讀寫識別碼的方法，其特征在于，包括提供一批次太陽能電池基板的半成品，所述半成品是指所述太陽能電池基板已完成部分或所有工藝'及以激光對所述太陽能電池基板吸光面或背面燒錄一識別晶片的識別碼，以激光針對所述識別碼所在區(qū)域的表面晶粒做局部燒灼，以改變所述識別碼所在區(qū)域的光學性質(zhì)，其中，所述識別碼無法以肉眼直接辨識，在可見光以外的光源下才能辨識。2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述識別碼選自圖形記號、數(shù)字標記、文字及其任意組合所組成的群組其中的一種，所述圖形記號、數(shù)字標記或文字代表所述太陽能電池基板的測試數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)或晶片代號。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述識別碼為一圖形記號，所述圖形記號整合所述太陽能電池基板所有的工藝履歷及測試結(jié)果。4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述可見光以外的光源波長大于llOOnm，或小于400nm。5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，判讀所述識別碼時，以一紫外光電荷耦合元件或一遠紅外光電荷稱合元件讀取。6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，判讀所述識別碼時，以一配備有可見光濾光片的白光讀取裝置來讀取。7.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，更包括建立一對照表，所述對照表包括所述識別碼所代表的信息。8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述半成品已完成結(jié)構(gòu)化的工藝，再以激光燒錄所述識別碼。9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，燒錄所述識別碼的步驟，整合于所述批次太陽能電池基板以激光輔助摻雜形成選擇性射極結(jié)構(gòu)的步驟中。10.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述半成品已完成所有工藝，以激光燒錄所述識別碼之前，更包括一測試所述批次太陽能電池基板的步驟，以之后能一并將測試結(jié)果整合于所述識別碼。全文摘要本發(fā)明公開了一種在太陽能電池表面讀寫識別碼的方法，首先，提供一批次太陽能電池基板的半成品，半成品是指太陽能電池基板已完成部分或所有工藝；及以激光對太陽能電池基板吸光面或背面寫入一識別晶片的識別碼，以激光針對識別碼所在區(qū)域做熱處理，以改變識別碼所在區(qū)域的光學性質(zhì)，其中，識別碼無法以肉眼直接辨識，在可見光以外光源才能辨識。本發(fā)明的方法不但可以整合于原本的工藝中，而且相較于現(xiàn)有技術(shù)，除了判讀容易之外，又不會降低太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。并且，當太陽能電池的良品率下降時，檢測人員可以依據(jù)每一片太陽能電池基板的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，進行分析及查找問題，并適時調(diào)整工藝參數(shù)，來使太陽能電池的品質(zhì)最佳化。文檔編號H01L31/18GK102623548SQ20111032921公開日2012年8月1日申請日期2011年10月26日優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日發(fā)明者煙浩,簡榮吾申請人:英穩(wěn)達科技股份有限公司