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3. 发明专利

TWI317176B 雷射劃線製程 PROCESS FOR LASER SCRIBING 有权
简体标题：激光划线制程 PROCESS FOR LASER SCRIBING
公开(公告)号：TWI317176B
公开(公告)日：2009-11-11
申请号：TW096118931
申请日：2007-05-28
申请人：歐利康巴瑟斯塗裝英國有限公司
发明人：羅伯特巴恩
IPC分类号： H01L , B23K
CPC分类号： H01L31/18 , B23K26/032 , B23K26/04 , B23K26/064 , B23K26/0648 , B23K26/0665 , B23K26/082 , B23K26/083 , B23K26/12 , B23K26/1224 , B23K26/123 , B23K26/364
摘要：一種用於在典型地為太陽能面板(11)的一面板上之薄塗層內正確地以雷射劃線的方法，其利用包含一光學系統及一掃描器透鏡的一雷射光束掃描器單元(13)，其特徵在於包含以下步驟：使用該單元(13)以沿著一第一方向(X)移動一雷射光束(12)，以便在該面板(11)上刻劃出線段(15)，這些線段是所要求的總直線長度之一部份；以垂直於第一方向(X)的一第二方向(Y)連續地相對於該面板(11)移動該單元(13)，以形成一劃線條帶(16)；定位該掃描器單元(13)，致使在每條緊鄰要被加工之帶子的帶子中之劃線的開始位置均正確地重疊已經被加工的上一條帶內的劃線之最終位置的端部，致使所有的劃線均互相連接；以及重複該等使用及移動步驟，以形成複數條平行的刻劃條帶，以利用連續的劃線覆蓋該面板的全面積。
本發明另外包括一種藉由此方法所製成的產品 A method for accurately laser scribing lines in thin coatings on a panel, typically a solar panel (11), utilizing a laser beam scanner unit (13) including an optical system and a scanner lens characterized by the steps of : using the unit (13) to move a laser beam (12) in a first direction (X) to scribe sections of lines (15) on the panel (11) that are a fraction of the total line length required; moving the unit (13) continuously with respect to the panel (11) in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X) to form a band (16) of scribe lines; positioning the scanner unit (13) so that the starting position of scribe lines in each band next to be processed overlap exactly the finishing position ends of scribes lines in the last band that has been processed so that all scribe lines interconnect; and repeating the using and moving steps to form a plurality of parallel bands of scribe lines to cover the full area of the panel with continuous scribe lines.
The invention further includes a product fabricated by way of the method. 【創作特點】依據本發明，設有一種用於在一面板上(典型地為一太陽能面板(11))之薄塗層內正確地以雷射劃線的方法，其利用包含一光學系統及一掃描器透鏡的一雷射光束掃描器單元(13)，其特徵在於包含以下步驟：使用該單元(13)以沿著一第一方向(X)移動一雷射光束(12)，以便在該面板(11)上刻劃出線段(15)，這些線段是所要求的總直線長度之一部份；以垂直於第一方向(X)的第二方向(Y)連續地相對於該面板(11)而移動該單元(13)，以形成一條劃線條帶(16)；定位該掃描器單元(13)，致使在下一個要被加工的每條帶子中之劃線的開始位置均正確地重疊到已經被加工的上一條帶子內的劃線之最終位置端部，致使所有的劃線均互相連接；以及重複該等使用及移動步驟，以形成複數條平行的劃線帶，以利用連續的劃線覆蓋該面板的全面積。
依據本發明之一第一較佳變例，此方法之進一步的特徵在於提供用於光學系統及掃描器透鏡(13)之一步驟，以便將該雷射光束(12)聚焦於該面板(11)的表面上。
依據本發明的第二較佳變例或第一較佳變例，此方法之進一步特徵在於提供用於光學系統及掃描器透鏡(13)之步驟，以便使該雷射光束(12)能夠被成形、均勻化且成像於該面板(11)的表面上。
依據本發明的第三較佳變例、或第一或第二較佳變例，此方法之進一步特徵在於使用超過一個掃描器單元(23、23’，如圖2所示)，該等單元(23、23’)被並聯使用。
依據本發明之第四變例或上述較佳變例，本發明之進一步特徵在於可以在一真空室內實施。
依據本發明之第五變例或上述較佳變例，此方法其特徵在於另外包含設置一個被裝配到掃描器(42)上的單一偵測器(45’)之步驟，致使，在原始劃線操作之後的第二劃線操作期間，該偵測器(45)係用以偵測先前刻劃好的直線(43)在與加工中的帶子相鄰之面板(41)的一區域中之現有層上的位置，以便允許將第二劃線操作相對於原始劃線操作實施正確定位。
依據本發明之第六變例或上述較佳變例，此方法之進一步的特徵在於提供至少兩個被裝配至每個掃描器(42)上的偵測器(45、45’)之步驟，致使，在一第二劃線操作期間，偵測器(45、45’)之功能係要偵測先前刻劃好的直線在與加工中的帶子相鄰之面板(41)的一區域中之現有層上的端部位置，以便允許將第二劃線相對於原始劃線在角度及位置上正確定位。
根據本發明的一第二觀點，設有一種藉由上述申請專利範圍任一項所述之方法所製成的產品。
在本發明中，一掃描器單元被用來以高速移動光束(例如US2003/0209527A1所揭示)，但是，由掃瞄器單元所產生的光束掃描區域之長度被侷限為所需要的總直線長度之一部份，而非全部的直線長度。這一點的原因乃是：需要多條帶子以刻劃出直線的總長度，如此意味著藉由基板的掃描器單元在兩個軸上相對於掃描器單元的光束移動是需要的，以便覆蓋全部的面積。
作為一範例，考量以下的情形，其中需要具有600x1200mm尺寸的一面板被刻劃出大約120條直線，且直線間距大約10mm，所有直線均平行於面板的最短邊緣。此面板被以單一掃描器進行加工，且藉由單一雷射所供給。掃描器所刻劃的直線長度被限制為面板寬度的五分之一，所以掃描長度為120mm，且需要五條帶子來覆蓋整個面板面積。此製程包括該面板相對於該掃描頭在垂直於劃線方向的方向上之連續移動，同時實施BTS掃描以便在具有120mm的寬度之一條帶子上劃線。在面板移動過為120mm之全長之後，該面板或掃描器在平行於直線方向的方向上步進一段帶子的寬度，然後重複此製程。在五個這樣的操作之後，面板的全部區域已經都被覆蓋住。在一條帶子的劃線端部與相鄰帶子之間的正確重疊當然對於具有連續劃線來說是必要的。
本發明中所述之配置方式的關鍵優點在於：藉由將掃描長度限制成劃線長度的一部份，則可以使用相當短焦距(一般為200mm以下)的掃描透鏡，以及因此可以輕易達成較小的光點尺寸以及高精確性光點定位。也不需要使用三軸式掃描器。
本發明的另一主要優點在於：它能夠輕易掃描較大的面板尺寸。這一點在上述US2003/0209527A1號案所揭示的製程類型中是無法達成的，因為對於具有高達1m以上的視野尺寸之光點尺寸及位置的精確控制是非常困難的。
用於刻劃太陽能面板的此方法之另一關鍵優點在於使用具有短焦距的掃描透鏡，如此能夠使用這類的透鏡實施成像，而非聚焦模式，如此允許其等能與均質且成形過的雷射光束一起使用。
作為運用此掃描器的刻劃技術是如何放大比例來加工較大的面板之範例可以考慮以下的情形：具有2.0x1.6m尺寸的一太陽能面板，其中需要平行於長邊緣的100條劃線。在此情形中，使用四個掃描器單元，每個掃描頭均可被藉由其本身雷射來供給，或者可以根據製程使用來自一雷射的一部份光束。
四個掃描器係被安裝於面板上方的起重機架之移動載架上，且這些掃描器彼此之間隔為面板寬度的四分之一，在此情形中為400mm。面板被安裝於一單軸式臺座上，致使它能夠被在垂直於門形機架的方向上移動。此製程之步驟敘述如下：1)該面板移動，使得該等掃描器被定位於該面板前緣上方；2)該掃描器載架在門形機架上移動，致使其中一掃描器被定位成接近面板的側緣；3)所有四個掃描器在BTS模式進行操作，使該掃描器載架在平行於該面板前緣的方向上連續移動，在一條100mm寬的帶子中刻劃出平行面板長側邊的一系列直線；4)掃描器載架移動的距離等於該等掃描器之間的間隔，在此情形中為400mm，致使，在該面板的前緣，該帶子的整個長度均已經被劃線；5)然後，該面板被指引往前100mm，且重複上述製程，在第一條劃線附近產生出第二條劃線，以在一條帶子內的直線端部正確地重合下一條帶子的端部；6)重複此製程20次，致使能產生出20條帶子，且整個面板表面均被以連續的劃線所覆蓋。
假如該等劃線被要求須在平行於該面板的短邊緣之方向上產生時，則可以如下的方式使用相同的光學配置：1)該面板移動，致使此掃描器列被定位於該面板前緣的上方；2)掃描器載架在門形機架上移動，致使四個掃描器中的一個會接近該面板的側緣；3)所有四個掃描器均於BTS模式中操作，而該面板在平行於該面板長邊的方向上連續移動，在一條平行於面板側緣延伸的100mm寬之帶子中刻劃出平行該面板短邊且間距為10mm的一系列直線；4)該面板移動過為2.0m的全長，而在該面板表面上產生四條直線；5)在掃描器門形機架上的載架側向地步進100mm，且重複此製程，而該面板以相反方向移動，在與第一組帶子相鄰處產生四條以上的帶子；6)重複上述製程兩次以上，直到總共已經產生出16條帶子且已經覆蓋住全部的面板區域為止。
在上述範例中，使用四個掃描頭僅被用作為說明此製程之用。當然，可以根據面板尺寸及製程時間規定而定從一個到八個甚至更多的任何數量之掃描頭。當添加更多掃描頭時，掃描器操作的總數或者每個掃描器在面板上的總移動會減少，因而能減少加工時間。
在上述範例中，使用100或120mm的掃描線長度僅作為說明此製程之用。可根據製程要求而定，使用任何的掃描線長度或帶子的寬度。一般來說，在使用高精確度及高解析度光罩成像，以產生一成形、尖銳邊緣的光點之情形中，可使用短焦距的透鏡，且在每條帶子中的劃線長度一般是在50到100mm的範圍內。在其中可以使用一聚焦光點且劃線定位精確度的要求並未如此之高的情形中，可以使用一較長焦距的透鏡，且劃線長度可高達200mm以上。
用於使太陽能面板刻劃的方法更為有效之重要規定乃是在於：帶子之間的結合區域不能損壞基板或者以任何方式限制太陽能面板的性能。必須有一個小重疊區域，其中一條線的端部恰好重疊於相鄰的對應直線，且因此製程條件必須為此重疊區域所接收的額外雷射照射不會對面板的有效操作引起任何問題。對於運用玻璃為主的太陽能面板製造中所使用的薄膜來說，通常雷射光束會與薄膜相交，且在一次或兩次雷射發射之後，可能會使薄膜脫落，而且，當光束通過此玻璃時，額外的照射就沒有任何效果。假如選擇正確的波長與能量密度的話，則不管哪一層脫落均可運用此方法。
在上述提供的範例中，雷射光束或光束均由上方入射到該面板的上方塗鍍側。這一點並非是唯一的配置方式，且同樣地可以使用其他配置方式。該等光束也可以從上方入射，且面板可以被配置成使得該被塗鍍側面朝下。替代地，該等掃描器單元也可以被定位在該面板的下方，而該等光束被導引朝上，且該面板的上或下表面皆被塗鍍。
在所有上述提供的範例中，該面板已經被配置成可以在一軸上移動，同時帶有該等掃描器的載架可在正交軸上移動。也可以使用其他配置方式。在製程期間，該面板可以保持靜止，而藉由在面板上的一移動門形機架，使該等掃描器在兩軸上移動。另一方面，該等掃描器可以被維持成靜止，而使該面板在兩軸上移動。
假如需要在塗鍍單元之間的轉移期間於一個被固持於真空室內的面板上劃線，該面板在一個方向上移動而該等掃描器在另一方向移動之配置方式是非常方便的。在此情形中，該面板沿著一軸水平地在此真空室內移動，而同時該等掃描器單元在此真空室上方的門形機架上以垂直方向移動，而使得該等雷射光束被導引向下通過面板表面上的一窗口。面板的塗鍍側在此配置情形中可以面朝上或面朝下，此配置方式甚至允許在升高溫度的面板上劃線。
水平式地安裝面板並非是唯一的配置方式。本發明也可以在面板被固持成垂直方向或甚至與垂直成某一角度而進行操作。在此情形中，面板在水平方向上的移動以及掃描器在垂直方向上的移動是一種實用的配置方式。假如需要在塗鍍單元之間的轉移期間，在真空容室內所維持的一面板上進行劃線時，此種配置方式是特別恰當的。塗鍍單元係以面板被定向成垂直或接近垂直的平面中而進行操作。
在刻劃太陽能面板期間發生的一項主要的問題是精確控制在面板表面上的刻劃位置。大部份的太陽能面板製造配置方式需要三個分開的相繼雷射劃線操作。對於在第一層中的劃線之定位精確度要求是比在第二層與第三層的刻線要求更不嚴格得多，第二層與第三層的刻線必須相對於先前的劃線定位得更加正確。上述本發明的一項關鍵優點在於短長度的劃線被產生於一連串相當窄的帶子中之情形中即可以輕易地實施一種對齊方式，以測量與正在被刻劃的帶子相鄰之現有劃線之面板上的位置。當被測量到的帶子相繼地被刻劃時，所收集到的資料被儲存且被用來校正掃描器軌跡。以此方式，此系統能連續地測量在欲被刻劃的下一條帶子中先前刻劃好的直線之正確位置，同時可執行將第二劃線相對於每條帶子中的原始劃線之正確定位。吾等稱此種對齊技術為「動態刻劃對齊(DSA)」。
動態刻劃對齊(DSA)藉由將一適當的偵測器裝配至每個掃描頭以最簡單形式實施。此偵測器在平行於該等劃線的方向上與光束中心偏移了一段距離，此距離將該偵測器放入相鄰劃線帶子的寬度內。在此位置中，當該掃描器在面板的表面上方移動，或者面板在掃描器底下移動時，該偵測器會記錄在下一個要被加工的直線帶中的劃線之位置。當偵測器記錄出一劃線的存在時，在門形機架或面板臺座上的編碼器位置會被記錄成為劃線位置的參考。對於所有在此帶子中的劃線重複此步驟。在已經刻劃了一條完整帶子使得關於在相鄰帶子內的所有劃線之位置的整組資料已經被記錄之後，該等資料被處理且下載到該掃描器控制器上。此等資料下載操作可以在面板或掃描器從已經被雷射刻劃過的帶子上方之位置移動到已經被測量過的相鄰帶子上方之位置。然後使用此等記錄且處理過的刻劃位置資料來校正該掃描器的移動，致使被掃描的直線之軌跡可以被校正，用於先前刻劃好的直線之些微移動，且因此可以正確地維持在每條新直線以及每條先前刻劃好的直線之間的間隔。
為了允許刻劃出平行於面板任一邊緣的直線，每個掃描器頭需要有被裝配於其之兩個偵測器。這些偵測器彼此以90°的角度進行安裝，且從平行於兩個臺座軸的掃描器光束中心線之方向偏移。從掃描器光束中心線偏移的距離能使這些偵測器在每個情形中被放置於相鄰帶子上方。
「動態刻劃對齊(DSA)」的方法是非常有效的，因為它允許所有直線的刻劃位置之局部變化能夠被測量出來且補償，而不需要顯著地減緩整個刻劃製程。DSA能達成這一點乃是由於已經存在面板較下層薄膜中的劃線之所有線段的位置記錄發生在一帶子內，同時第二直線被正確定位且刻劃於相鄰帶子中的一上層內，所以，不會對刻劃製程增加任何顯著的時間。惟一需要的額外時間是被用以測量第一條直線。在此情形中，不可能同時劃線，所以這會對整個製程增加一點時間。然而，由於沿著第一條帶子的對齊通過能夠以最大的可允許臺座速度完成，此速度明顯地比劃線所使用的速度更快，且由於欲刻劃多條帶子，所以為了收集與第一帶子內的直線位置有關之資料而增加一次額外的操作對於整個時間來說增加量是很微小的。
用於DSA之單一個劃線位置偵測器的使用僅能允許每個相繼的劃線能正確對齊並定位到每條先前的劃線之單一位置上。假如在每個掃描器頭上使用兩個偵測器，而使其等沿著在平行於劃線方向的一直線移動且被定位成使得一個偵測器可記錄接近相鄰帶子內的劃線之一端，且另一偵測器記錄相反端附近，就可以明顯地改善DSA技術。如此意味著一個偵測器從該掃描器光束中心位置移動了大約一半的劃線帶子寬度，且偵測器之間的間隔接近整個帶子的寬度。以此方式，該兩個偵測器可記錄每條劃線兩端附近的位置，致使能夠被用來偵測劃線區段的空間及角度變化。藉由將另外一組兩個偵測器裝配至掃描器頭，且相對於該第一組以90度的角度配置，可以偵測出該面板上兩個方向中的直線端部之位置，而且，當製作下一組劃線時，可以補償位置與角度位置誤差。
很多種運用光學的感測器可以被用作為DSA偵測器。在每個情形中的要求乃是要偵測出當直線彼此互相重疊時在一薄膜內所切割的直線之位置。如此意味著在劃線位置薄膜的光學穿透性能會經常顯著地改變，致使能夠輕易地測量出光學穿透性中的變化。
简体摘要：一种用于在典型地为太阳能皮肤(11)的一皮肤上之薄涂层内正确地以激光划线的方法，其利用包含一光学系统及一扫描仪透镜的一激光光束扫描仪单元(13)，其特征在于包含以下步骤：使用该单元(13)以沿着一第一方向(X)移动一激光光束(12)，以便在该皮肤(11)上刻划出线段(15)，这些线段是所要求的总直线长度之一部份；以垂直于第一方向(X)的一第二方向(Y)连续地相对于该皮肤(11)移动该单元(13)，以形成一划线条带(16)；定位该扫描仪单元(13)，致使在每条紧邻要被加工之带子的带子中之划线的开始位置均正确地重叠已经被加工的上一条带内的划线之最终位置的端部，致使所有的划线均互相连接；以及重复该等使用及移动步骤，以形成复数条平行的刻划条带，以利用连续的划线覆盖该皮肤的全面积。本发明另外包括一种借由此方法所制成的产品 A method for accurately laser scribing lines in thin coatings on a panel, typically a solar panel (11), utilizing a laser beam scanner unit (13) including an optical system and a scanner lens characterized by the steps of : using the unit (13) to move a laser beam (12) in a first direction (X) to scribe sections of lines (15) on the panel (11) that are a fraction of the total line length required; moving the unit (13) continuously with respect to the panel (11) in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X) to form a band (16) of scribe lines; positioning the scanner unit (13) so that the starting position of scribe lines in each band next to be processed overlap exactly the finishing position ends of scribes lines in the last band that has been processed so that all scribe lines interconnect; and repeating the using and moving steps to form a plurality of parallel bands of scribe lines to cover the full area of the panel with continuous scribe lines. The invention further includes a product fabricated by way of the method. 【创作特点】依据本发明，设有一种用于在一皮肤上(典型地为一太阳能皮肤(11))之薄涂层内正确地以激光划线的方法，其利用包含一光学系统及一扫描仪透镜的一激光光束扫描仪单元(13)，其特征在于包含以下步骤：使用该单元(13)以沿着一第一方向(X)移动一激光光束(12)，以便在该皮肤(11)上刻划出线段(15)，这些线段是所要求的总直线长度之一部份；以垂直于第一方向(X)的第二方向(Y)连续地相对于该皮肤(11)而移动该单元(13)，以形成一条划线条带(16)；定位该扫描仪单元(13)，致使在下一个要被加工的每条带子中之划线的开始位置均正确地重叠到已经被加工的上一条带子内的划线之最终位置端部，致使所有的划线均互相连接；以及重复该等使用及移动步骤，以形成复数条平行的划线带，以利用连续的划线覆盖该皮肤的全面积。依据本发明之一第一较佳变例，此方法之进一步的特征在于提供用于光学系统及扫描仪透镜(13)之一步骤，以便将该激光光束(12)聚焦于该皮肤(11)的表面上。依据本发明的第二较佳变例或第一较佳变例，此方法之进一步特征在于提供用于光学系统及扫描仪透镜(13)之步骤，以便使该激光光束(12)能够被成形、均匀化且成像于该皮肤(11)的表面上。依据本发明的第三较佳变例、或第一或第二较佳变例，此方法之进一步特征在于使用超过一个扫描仪单元(23、23’，如图2所示)，该等单元(23、23’)被并联使用。依据本发明之第四变例或上述较佳变例，本发明之进一步特征在于可以在一真空室内实施。依据本发明之第五变例或上述较佳变例，此方法其特征在于另外包含设置一个被装配到扫描仪(42)上的单一侦测器(45’)之步骤，致使，在原始划线操作之后的第二划线操作期间，该侦测器(45)系用以侦测先前刻划好的直线(43)在与加工中的带子相邻之皮肤(41)的一区域中之现有层上的位置，以便允许将第二划线操作相对于原始划线操作实施正确定位。依据本发明之第六变例或上述较佳变例，此方法之进一步的特征在于提供至少两个被装配至每个扫描仪(42)上的侦测器(45、45’)之步骤，致使，在一第二划线操作期间，侦测器(45、45’)之功能系要侦测先前刻划好的直线在与加工中的带子相邻之皮肤(41)的一区域中之现有层上的端部位置，以便允许将第二划线相对于原始划线在角度及位置上正确定位。根据本发明的一第二观点，设有一种借由上述申请专利范围任一项所述之方法所制成的产品。在本发明中，一扫描仪单元被用来以高速移动光束(例如US2003/0209527A1所揭示)，但是，由扫瞄仪单元所产生的光束扫描区域之长度被局限为所需要的总直线长度之一部份，而非全部的直线长度。这一点的原因乃是：需要多条带子以刻划出直线的总长度，如此意味着借由基板的扫描仪单元在两个轴上相对于扫描仪单元的光束移动是需要的，以便覆盖全部的面积。作为一范例，考量以下的情形，其中需要具有600x1200mm尺寸的一皮肤被刻划出大约120条直线，且直线间距大约10mm，所有直线均平行于皮肤的最短边缘。此皮肤被以单一扫描仪进行加工，且借由单一激光所供给。扫描仪所刻划的直线长度被限制为皮肤宽度的五分之一，所以扫描长度为120mm，且需要五条带子来覆盖整个皮肤面积。此制程包括该皮肤相对于该扫描头在垂直于划线方向的方向上之连续移动，同时实施BTS扫描以便在具有120mm的宽度之一条带子上划线。在皮肤移动过为120mm之全长之后，该皮肤或扫描仪在平行于直线方向的方向上步进一段带子的宽度，然后重复此制程。在五个这样的操作之后，皮肤的全部区域已经都被覆盖住。在一条带子的划线端部与相邻带子之间的正确重叠当然对于具有连续划线来说是必要的。本发明中所述之配置方式的关键优点在于：借由将扫描长度限制成划线长度的一部份，则可以使用相当短焦距(一般为200mm以下)的扫描透镜，以及因此可以轻易达成较小的光点尺寸以及高精确性光点定位。也不需要使用三轴式扫描仪。本发明的另一主要优点在于：它能够轻易扫描较大的皮肤尺寸。这一点在上述US2003/0209527A1号案所揭示的制程类型中是无法达成的，因为对于具有高达1m以上的视野尺寸之光点尺寸及位置的精确控制是非常困难的。用于刻划太阳能皮肤的此方法之另一关键优点在于使用具有短焦距的扫描透镜，如此能够使用这类的透镜实施成像，而非聚焦模式，如此允许其等能与均质且成形过的激光光束一起使用。作为运用此扫描仪的刻划技术是如何放大比例来加工较大的皮肤之范例可以考虑以下的情形：具有2.0x1.6m尺寸的一太阳能皮肤，其中需要平行于长边缘的100条划线。在此情形中，使用四个扫描仪单元，每个扫描头均可被借由其本身激光来供给，或者可以根据制程使用来自一激光的一部份光束。四个扫描仪系被安装于皮肤上方的起重机架之移动载架上，且这些扫描仪彼此之间隔为皮肤宽度的四分之一，在此情形中为400mm。皮肤被安装于一单轴式台座上，致使它能够被在垂直于门形机架的方向上移动。此制程之步骤叙述如下：1)该皮肤移动，使得该等扫描仪被定位于该皮肤前缘上方；2)该扫描仪载架在门形机架上移动，致使其中一扫描仪被定位成接近皮肤的侧缘；3)所有四个扫描仪在BTS模式进行操作，使该扫描仪载架在平行于该皮肤前缘的方向上连续移动，在一条100mm宽的带子中刻划出平行皮肤长侧边的一系列直线；4)扫描仪载架移动的距离等于该等扫描仪之间的间隔，在此情形中为400mm，致使，在该皮肤的前缘，该带子的整个长度均已经被划线；5)然后，该皮肤被指引往前100mm，且重复上述制程，在第一条划线附近产生出第二条划线，以在一条带子内的直线端部正确地重合下一条带子的端部；6)重复此制程20次，致使能产生出20条带子，且整个皮肤表面均被以连续的划线所覆盖。假如该等划线被要求须在平行于该皮肤的短边缘之方向上产生时，则可以如下的方式使用相同的光学配置：1)该皮肤移动，致使此扫描仪列被定位于该皮肤前缘的上方；2)扫描仪载架在门形机架上移动，致使四个扫描仪中的一个会接近该皮肤的侧缘；3)所有四个扫描仪均于BTS模式中操作，而该皮肤在平行于该皮肤长边的方向上连续移动，在一条平行于皮肤侧缘延伸的100mm宽之带子中刻划出平行该皮肤短边且间距为10mm的一系列直线；4)该皮肤移动过为2.0m的全长，而在该皮肤表面上产生四条直线；5)在扫描仪门形机架上的载架侧向地步进100mm，且重复此制程，而该皮肤以相反方向移动，在与第一组带子相邻处产生四条以上的带子；6)重复上述制程两次以上，直到总共已经产生出16条带子且已经覆盖住全部的皮肤区域为止。在上述范例中，使用四个扫描头仅被用作为说明此制程之用。当然，可以根据皮肤尺寸及制程时间规定而定从一个到八个甚至更多的任何数量之扫描头。当添加更多扫描头时，扫描仪操作的总数或者每个扫描仪在皮肤上的总移动会减少，因而能减少加工时间。在上述范例中，使用100或120mm的扫描线长度仅作为说明此制程之用。可根据制程要求而定，使用任何的扫描线长度或带子的宽度。一般来说，在使用高精确度及高分辨率光罩成像，以产生一成形、尖锐边缘的光点之情形中，可使用短焦距的透镜，且在每条带子中的划线长度一般是在50到100mm的范围内。在其中可以使用一聚焦光点且划线定位精确度的要求并未如此之高的情形中，可以使用一较长焦距的透镜，且划线长度可高达200mm以上。用于使太阳能皮肤刻划的方法更为有效之重要规定乃是在于：带子之间的结合区域不能损坏基板或者以任何方式限制太阳能皮肤的性能。必须有一个小重叠区域，其中一条线的端部恰好重叠于相邻的对应直线，且因此制程条件必须为此重叠区域所接收的额外激光照射不会对皮肤的有效操作引起任何问题。对于运用玻璃为主的太阳能皮肤制造中所使用的薄膜来说，通常激光光束会与薄膜相交，且在一次或两次激光发射之后，可能会使薄膜脱落，而且，当光束通过此玻璃时，额外的照射就没有任何效果。假如选择正确的波长与能量密度的话，则不管哪一层脱落均可运用此方法。在上述提供的范例中，激光光束或光束均由上方入射到该皮肤的上方涂镀侧。这一点并非是唯一的配置方式，且同样地可以使用其他配置方式。该等光束也可以从上方入射，且皮肤可以被配置成使得该被涂镀侧面朝下。替代地，该等扫描仪单元也可以被定位在该皮肤的下方，而该等光束被导引朝上，且该皮肤的上或下表面皆被涂镀。在所有上述提供的范例中，该皮肤已经被配置成可以在一轴上移动，同时带有该等扫描仪的载架可在正交轴上移动。也可以使用其他配置方式。在制程期间，该皮肤可以保持静止，而借由在皮肤上的一移动门形机架，使该等扫描仪在两轴上移动。另一方面，该等扫描仪可以被维持成静止，而使该皮肤在两轴上移动。假如需要在涂镀单元之间的转移期间于一个被固持于真空室内的皮肤上划线，该皮肤在一个方向上移动而该等扫描仪在另一方向移动之配置方式是非常方便的。在此情形中，该皮肤沿着一轴水平地在此真空室内移动，而同时该等扫描仪单元在此真空室上方的门形机架上以垂直方向移动，而使得该等激光光束被导引向下通过皮肤表面上的一窗口。皮肤的涂镀侧在此配置情形中可以面朝上或面朝下，此配置方式甚至允许在升高温度的皮肤上划线。水平式地安装皮肤并非是唯一的配置方式。本发明也可以在皮肤被固持成垂直方向或甚至与垂直成某一角度而进行操作。在此情形中，皮肤在水平方向上的移动以及扫描仪在垂直方向上的移动是一种实用的配置方式。假如需要在涂镀单元之间的转移期间，在真空容室内所维持的一皮肤上进行划线时，此种配置方式是特别恰当的。涂镀单元系以皮肤被定向成垂直或接近垂直的平面中而进行操作。在刻划太阳能皮肤期间发生的一项主要的问题是精确控制在皮肤表面上的刻划位置。大部份的太阳能皮肤制造配置方式需要三个分开的相继激光划线操作。对于在第一层中的划线之定位精确度要求是比在第二层与第三层的刻线要求更不严格得多，第二层与第三层的刻线必须相对于先前的划线定位得更加正确。上述本发明的一项关键优点在于短长度的划线被产生于一连串相当窄的带子中之情形中即可以轻易地实施一种对齐方式，以测量与正在被刻划的带子相邻之现有划线之皮肤上的位置。当被测量到的带子相继地被刻划时，所收集到的数据被存储且被用来校正扫描仪轨迹。以此方式，此系统能连续地测量在欲被刻划的下一条带子中先前刻划好的直线之正确位置，同时可运行将第二划线相对于每条带子中的原始划线之正确定位。吾等称此种对齐技术为“动态刻划对齐(DSA)”。动态刻划对齐(DSA)借由将一适当的侦测器装配至每个扫描头以最简单形式实施。此侦测器在平行于该等划线的方向上与光束中心偏移了一段距离，此距离将该侦测器放入相邻划线带子的宽度内。在此位置中，当该扫描仪在皮肤的表面上方移动，或者皮肤在扫描仪底下移动时，该侦测器会记录在下一个要被加工的直线带中的划线之位置。当侦测器记录出一划线的存在时，在门形机架或皮肤台座上的编码器位置会被记录成为划线位置的参考。对于所有在此带子中的划线重复此步骤。在已经刻划了一条完整带子使得关于在相邻带子内的所有划线之位置的整组数据已经被记录之后，该等数据被处理且下载到该扫描仪控制器上。此等数据下载操作可以在皮肤或扫描仪从已经被激光刻划过的带子上方之位置移动到已经被测量过的相邻带子上方之位置。然后使用此等记录且处理过的刻划位置数据来校正该扫描仪的移动，致使被扫描的直线之轨迹可以被校正，用于先前刻划好的直线之些微移动，且因此可以正确地维持在每条新直线以及每条先前刻划好的直线之间的间隔。为了允许刻划出平行于皮肤任一边缘的直线，每个扫描仪头需要有被装配于其之两个侦测器。这些侦测器彼此以90°的角度进行安装，且从平行于两个台座轴的扫描仪光束中心线之方向偏移。从扫描仪光束中心线偏移的距离能使这些侦测器在每个情形中被放置于相邻带子上方。 “动态刻划对齐(DSA)”的方法是非常有效的，因为它允许所有直线的刻划位置之局部变化能够被测量出来且补偿，而不需要显着地减缓整个刻划制程。DSA能达成这一点乃是由于已经存在皮肤较下层薄膜中的划线之所有线段的位置记录发生在一带子内，同时第二直线被正确定位且刻划于相邻带子中的一上层内，所以，不会对刻划制程增加任何显着的时间。惟一需要的额外时间是被用以测量第一条直线。在此情形中，不可能同时划线，所以这会对整个制程增加一点时间。然而，由于沿着第一条带子的对齐通过能够以最大的可允许台座速度完成，此速度明显地比划线所使用的速度更快，且由于欲刻划多条带子，所以为了收集与第一带子内的直线位置有关之数据而增加一次额外的操作对于整个时间来说增加量是很微小的。用于DSA之单一个划线位置侦测器的使用仅能允许每个相继的划线能正确对齐并定位到每条先前的划线之单一位置上。假如在每个扫描仪头上使用两个侦测器，而使其等沿着在平行于划线方向的一直线移动且被定位成使得一个侦测器可记录接近相邻带子内的划线之一端，且另一侦测器记录相反端附近，就可以明显地改善DSA技术。如此意味着一个侦测器从该扫描仪光束中心位置移动了大约一半的划线带子宽度，且侦测器之间的间隔接近整个带子的宽度。以此方式，该两个侦测器可记录每条划线两端附近的位置，致使能够被用来侦测划线区段的空间及角度变化。借由将另外一组两个侦测器装配至扫描仪头，且相对于该第一组以90度的角度配置，可以侦测出该皮肤上两个方向中的直线端部之位置，而且，当制作下一组划线时，可以补偿位置与角度位置误差。很多种运用光学的传感器可以被用作为DSA侦测器。在每个情形中的要求乃是要侦测出当直线彼此互相重叠时在一薄膜内所切割的直线之位置。如此意味着在划线位置薄膜的光学穿透性能会经常显着地改变，致使能够轻易地测量出光学穿透性中的变化。

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