使用沖壓類型技術(shù)以形成撓性基板的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施例大體而言是關(guān)于形成供光電模組使用的撓性基板的方法。所述方法包括以下步驟：使金屬箔成形，且將該金屬箔粘接于撓性背板?？呻S后將任選的層間電介質(zhì)及抗銹材料涂敷于設(shè)置在撓性背板上的經(jīng)成形金屬箔的上表面?？墒褂玫赌Ｇ懈睢⑤伹懈罨蚣す馇懈罴夹g(shù)使金屬箔成形。刀模切割、輥切割及激光切割技術(shù)藉由省略先前用以圖案化金屬箔的防染印花及蝕刻步驟簡化撓性基板形成工藝。此外，刀模切割、輥切割及激光切割技術(shù)減少先前用于圖案化金屬箔的耗材的消耗。
【專利說明】使用沖壓類型技術(shù)以形成撓性基板的工藝
[0001]發(fā)明背景【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實施例大體而言是關(guān)于形成供光電模組使用的撓性基板的方法。
[0003]相關(guān)技術(shù)的描述
[0004]太陽能電池是將日光轉(zhuǎn)換成電能的光電裝置。每一太陽能電池產(chǎn)生特定量的電能，且每一太陽能電池通常平鋪成互連太陽能電池的陣列，所述互連太陽能電池經(jīng)尺寸調(diào)整以傳遞所需量的產(chǎn)生的電能。最常見的太陽能電池基底材料為呈單晶或多晶基板的形式的硅。因為形成產(chǎn)生電力的硅基太陽能電池的攤余成本比使用傳統(tǒng)方法產(chǎn)生電力的成本更高，所以已致力于降低形成太陽能電池及容納所述太陽能電池的太陽能電池模組的成本。
[0005]使用硅太陽能電池的光電模組的典型的制造順序包括形成太陽能電池電路、組裝層狀結(jié)構(gòu)(玻璃、聚合物、太陽能電池電路、聚合物、背板)且隨后層壓該層狀結(jié)構(gòu)。太陽能電池電路通常包括圖案化導(dǎo)電材料的薄板，該薄板具有所需觸點配置。藉由用抗蝕劑涂覆導(dǎo)電箔、將該圖案化箔曝露于蝕刻劑以將該箔蝕刻成所需配置且隨后自該電路移除剩余的抗蝕劑，來圖案化太陽能電池電路。隨后使用機(jī)器人抓取電路且將該電路定位于背板上。
[0006]導(dǎo)電箔的蝕刻不僅費時，而且相對昂貴，因為該導(dǎo)電箔的蝕刻需要額外的處理步驟及裝備(例如，印刷抗蝕劑的絲網(wǎng)印刷設(shè)備、蝕刻導(dǎo)電箔的構(gòu)件及抗蝕劑移除步驟)。此夕卜，抗蝕材料及蝕刻劑是必須再補(bǔ)充的耗材。
[0007]因此，需要形成撓性基板的更便宜、更有效率的方法，所述撓性基板具有供光電模組使用的電路。
發(fā)明概要
[0008]本發(fā)明的實施例大體而言是關(guān)于形成供光電模組使用的撓性基板的方法。所述方法包括以下步驟:使金屬箔成形，隨后將該金屬箔粘接于撓性背板。可隨后將任選的層間電介質(zhì)及抗銹材料(ant1-tarnish material)涂敷于設(shè)置在撓性背板上的經(jīng)成形金屬箔的上表面?？墒褂玫赌Ｇ懈?die cutting)、輥切割或激光切割技術(shù)來使金屬箔成形。刀模切割、棍切割及激光切割技術(shù)藉由省略先前用以圖案化金屬箔的防染印花(resist-printing)及蝕刻步驟來簡化撓性基板形成工藝。此外，刀模切割、輥切割及激光切割技術(shù)減少先前用以使金屬箔成形的耗材的消耗。
[0009]在一個實施例中，一種形成供光電模組使用的撓性基板的方法包括以下步驟:將金屬箔定位于沖壓機(jī)內(nèi)，且致動該沖壓機(jī)以使該金屬箔成形。隨后將撓性背板定位為鄰近沖壓機(jī)內(nèi)的經(jīng)成形金屬箔。隨后將粘接劑涂敷于撓性背板或經(jīng)成形金屬箔。隨后將壓力施加于撓性背板、經(jīng)成形金屬箔及粘接劑，以將經(jīng)成形金屬箔粘接于撓性背板。
[0010]在另一實施例中，一種形成供光電模組使用的撓性基板的方法包括以下步驟:將粘接劑涂敷于撓性背板的上表面。將粘接劑定位為鄰近于金屬箔，且使用激光在金屬箔中形成預(yù)定形狀。將經(jīng)成形金屬箔設(shè)置于粘接劑上，且將該經(jīng)成形金屬箔接合至撓性背板。隨后將層間電介質(zhì)設(shè)置于經(jīng)成形金屬箔上。層間電介質(zhì)具有穿過該層間電介質(zhì)的開口。隨后在層間介電層的開口內(nèi)將抗銹材料設(shè)置于經(jīng)成形金屬箔上。
[0011]在另一實施例中，一種形成供光電模組使用的撓性基板的方法包括以下步驟:將撓性背板及金屬箔定位于支撐輥與旋轉(zhuǎn)模之間。隨后將粘接劑設(shè)置于撓性背板上，且隨后使用旋轉(zhuǎn)模使金屬箔成形。隨后當(dāng)使撓性背板、經(jīng)成形金屬箔及粘接劑通過支撐輥與旋轉(zhuǎn)模之間時，將該經(jīng)成形金屬箔粘接于撓性背板。隨后將層間電介質(zhì)涂敷于經(jīng)成形金屬箔。層間電介質(zhì)具有穿過該層間電介質(zhì)的開口。隨后經(jīng)由層間電介質(zhì)中的開口將抗銹材料涂敷于經(jīng)成形金屬箔。
[0012]附圖簡單說明
[0013]可藉由參考本發(fā)明的實施例(其中一些實施例在附圖中示出)來獲得在上文中簡短概述過的本發(fā)明的更為具體的說明，從而可詳細(xì)了解本發(fā)明的上述特征的方式。然而，應(yīng)注意，所述附圖僅圖示本發(fā)明的典型實施例，且因此不應(yīng)被視為本發(fā)明的范疇的限制，因為本發(fā)明可允許其他同等有效的實施例。
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用圖1中所示系統(tǒng)形成撓性基板的方法的流程圖。
[0016]圖3A及圖3B為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用圖3A及圖3B中所示系統(tǒng)形成撓性基板的方法的流程圖。
[0018]圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)的示意圖。
[0019]圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用圖5中所示系統(tǒng)形成撓性基板的方法的流程圖。
[0020]圖7為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖8圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用圖7中所示系統(tǒng)形成撓性基板的方法的流程圖。
[0022]圖9A及圖9B為可根據(jù)本發(fā)明的實施例形成的經(jīng)成形金屬箔的示意圖。
[0023]為了促進(jìn)理解，在可能情況下已使用相同元件符號以指定為諸圖所共有的相同元件?？深A(yù)期的是，一個實施例的元件及特征結(jié)構(gòu)可有利地并入其他實施例中而無需進(jìn)一步敘述。
[0024]詳細(xì)說明
[0025]本發(fā)明的實施例大體而言是關(guān)于形成供光電模組使用的撓性基板的方法。所述方法包括以下步驟:使金屬箔成形，隨后將金屬箔粘接于撓性背板?？呻S后將任選的層間電介質(zhì)及抗銹材料涂敷于設(shè)置在撓性背板上的經(jīng)成形金屬箔的上表面?？墒褂玫赌Ｇ懈睢⑤伹懈罨蚣す馇懈罴夹g(shù)來使金屬箔成形。刀模切割、輥切割及激光切割技術(shù)藉由省略先前用以圖案化金屬箔的防染印花及蝕刻步驟來簡化撓性基板形成工藝。此外，刀模切割、輥切割及激光切割技術(shù)減少先前用于使金屬箔成形的耗材的消耗。本文所使用的術(shù)語“撓性基板”通常指代的是適用于卷軸式處理系統(tǒng)的多層基板。
[0026]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100包括沖壓機(jī)102、兩個機(jī)器人120、130及箱盒(magazine) 128。沖壓機(jī)102包括模塊104及沖壓塊106。模塊104包括模組的凹形部分104a，而沖壓塊106包括模組的凸形部分106a。凹形部分104a及凸形部分106a對應(yīng)于將在金屬箔108中形成的形狀，該金屬箔108定位于該凹形部分104a與該凸形部分106a之間。沖壓塊106可藉由致動器110向模塊104致動，以使得模組的凸形部分106a可穿透金屬箔108且進(jìn)入凹形部分104a，從而在金屬箔108中形成形狀。連接至模塊104的真空裝置112藉由經(jīng)由設(shè)置于模塊104中的開口施加真空壓力，來幫助維持沖壓工藝期間金屬箔108的適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)。饋送輥114調(diào)適成為沖壓機(jī)102中的沖壓工藝提供金屬箔108，而引出輥116經(jīng)調(diào)適以卷取自沖壓工藝剩余的廢金屬箔。
[0027]機(jī)器人120定位于沖壓機(jī)102的下游。機(jī)器人120包括臂122及真空夾持器124。機(jī)器人120具有足夠的范圍用以自沖壓機(jī)102的模塊104移除一塊經(jīng)成形金屬箔且將該經(jīng)成形金屬箔設(shè)置于箱盒128中，該箱盒128定位于該機(jī)器人120的下游。箱盒128調(diào)適成含有供后續(xù)處理使用的經(jīng)成形金屬箔的堆迭。類似于機(jī)器人120，機(jī)器人130定位于箱盒128的下游。機(jī)器人120調(diào)適成自箱盒128移除經(jīng)成形箔且將經(jīng)成形金屬箔定位于撓性背板134上。粘接劑涂敷器132定位為鄰近撓性背板134的表面，以在置放經(jīng)成形金屬箔之前將粘接劑涂敷于該撓性背板134。此外，電介質(zhì)涂敷器133及抗銹劑涂敷器(ant1-tarnishapplicator) 135定位于粘接劑涂敷器132的下游，以將介電材料及抗銹材料涂敷于經(jīng)成形金屬箔的曝露表面。引出輥136經(jīng)調(diào)適以卷取撓性背板134，該撓性背板134上具有經(jīng)成形金屬箔，而饋送輥138自箱盒128提供用于定位后續(xù)金屬箔的新的背板134。
[0028]粘接劑涂敷器132、電介質(zhì)涂敷器133及抗銹劑涂敷器135為絲網(wǎng)印刷裝置，所述絲網(wǎng)印刷裝置經(jīng)調(diào)適以將各自的材料涂敷于經(jīng)成形金屬箔的上表面。然而，預(yù)期包括輥的任何涂敷裝置可有利地用來將材料涂敷于經(jīng)成形金屬箔。
[0029]圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用圖1中所示系統(tǒng)100形成撓性基板的方法的流程圖240。流程圖240開始于步驟241處。在步驟241中，金屬箔自饋送輥展開且定位于位于沖壓機(jī)中的模組之間。金屬箔由鋁形成且具有自約30微米至約80微米的范圍內(nèi)的厚度；例如，約60微米至約65微米。使用真空源經(jīng)由定位于沖壓機(jī)的模塊中的開口施加真空，以將金屬箔夾緊至該模塊。真空減少在沖壓工藝期間金屬箔在模塊上的移動，藉此增加沖壓工藝的準(zhǔn)確性及一致性。在沖壓工藝期間，將沖頭向金屬箔致動，以在該金屬箔中形成諸如電路的預(yù)定形狀。隨后將沖頭自模塊縮回，以曝露經(jīng)成形金屬箔。沖頭通常在沖壓工藝期間移除約百分之十或更少的金屬箔。
[0030]在步驟242中，將連接至機(jī)器人的真空夾持器定位于該沖壓機(jī)的沖壓塊與模塊之間。將真空夾持器置放為與經(jīng)成形金屬箔接觸，且經(jīng)由該真空夾持器施加真空，以將該經(jīng)成形金屬箔夾緊至機(jī)器人。停止經(jīng)由沖壓機(jī)的模塊施加的真空，以將經(jīng)成形金屬箔釋放給機(jī)器人。機(jī)器人隨后將經(jīng)成形金屬箔移送至經(jīng)成形金屬箔的箱盒，以儲存或運輸所述經(jīng)成形金屬箔。與藉由機(jī)器人移送經(jīng)成形金屬箔同時，饋送輥及引出輥標(biāo)示位于沖頭與模之間的金屬箔，以使得新的金屬箔位于沖壓機(jī)內(nèi)以供后續(xù)沖壓工藝使用。
[0031]在步驟243中，在預(yù)定量的時間之后，藉由第二機(jī)器人自箱盒抓取經(jīng)成形金屬箔，以將該經(jīng)成形金屬箔置放在撓性背板上。撓性背板由聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethelene terephthalate; PET)形成,且撓性背板具有自約100微米至約200微米的范圍內(nèi)的厚度。當(dāng)?shù)诙C(jī)器人正自箱盒移除經(jīng)成形金屬箔時，粘接劑涂敷器將壓敏性圖案化粘接劑(對應(yīng)于該金屬箔的形狀)涂敷于撓性背板的上表面，以接合該經(jīng)成形金屬箔。壓敏性粘接劑可為可購自Flexcon (Spencer, MA)的FLEXMAR1<K PM500(透明的)，且該壓敏性粘接劑可涂敷至約5微米的厚度。機(jī)器人隨后將經(jīng)成形金屬箔置放于壓敏性粘接劑上，且機(jī)器人施加足夠壓力以將經(jīng)成形金屬箔接合至撓性背板。背板饋送輥隨后分配額外的背板以用于置放來自箱盒的后續(xù)經(jīng)成形金屬箔，而背板引出輥卷起上面具有經(jīng)成形金屬箔的撓性背板。
[0032]在步驟244中，在背板饋送輥及背板引出輥已定位用于后續(xù)經(jīng)成形金屬箔粘接的新的背板材料之后，將層間介電材料絲網(wǎng)印刷于粘接于撓性背板的經(jīng)成形金屬箔上。以實質(zhì)上覆蓋經(jīng)成形金屬箔的圖案印刷層間介電材料；然而，留下穿過該層間介電材料的開口，以允許經(jīng)成形金屬箔與太陽能電池之間的電連接，該太陽能電池隨后定位于該經(jīng)成形金屬箔上方。層間電介質(zhì)由丙烯酸聚合物或酚聚合物材料形成，且該層間電介質(zhì)沉積至約25微米的厚度。在步驟245中，將抗銹材料設(shè)置于未被層間電介質(zhì)覆蓋的區(qū)域中的經(jīng)成形金屬箔上，以防止該經(jīng)成形金屬箔的曝露區(qū)域的氧化。抗銹材料為諸如金屬銅的含銅材料或諸如可購自Enthone, Inc.的ENTEK ? CU56的銹蝕抑制劑。
[0033]流程圖240圖示形成供光電模組使用的撓性基板的一個實施例；然而，可考慮形成撓性基板的其他實施例。在另一實施例中，步驟244與245中的任一者或兩者可在步驟241之前發(fā)生。在此實施例中，電介質(zhì)涂敷器及抗銹劑涂敷器定位于沖壓機(jī)的上游。沖壓機(jī)可經(jīng)調(diào)適以切穿金屬箔與層間電介質(zhì)兩者。在另一實施例中，預(yù)期金屬箔可在步驟241之前接合至撓性背板的第一層，諸如，PET,以便向該經(jīng)成形金屬箔提供額外的剛性，來幫助處理該經(jīng)成形金屬箔。金屬箔及接合至該金屬箔的任選撓性背板的第一層可隨后在沖壓機(jī)中成形且
[0034]裝載至箱盒中。在將經(jīng)成形金屬箔置放于第二撓性金屬上之前，藉由背板剝離裝置來移除撓性背板的第一層。然而，還可預(yù)期的是，撓性背板的第一層可保持在經(jīng)成形金屬箔上，從而在最終的卷軸式產(chǎn)品中產(chǎn)生彼此接合的撓性背板的兩個層。使用壓敏性粘接劑可將撓性背板的兩個層接合在一起。
[0035]圖3A及圖3B為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)300的示意圖。圖3A圖示處于沖壓位置的系統(tǒng)300。系統(tǒng)300包括沖壓機(jī)102及定位于沖壓機(jī)102上游的粘接劑涂敷器132。沖壓機(jī)102包括彼此相鄰而定位的模塊104及沖壓塊106。模塊104包括模組的凹形部分104a，而沖壓塊106包括該模組的凸形部分106a。凹形部分104a及凸形部分106a對應(yīng)于將在金屬箔108中形成的形狀，該金屬箔108定位于該凹形部分104a與該凸形部分106a之間。
[0036]致動器110經(jīng)調(diào)適以致動凸形部分106a越過沖壓塊106的下表面，以將該凸形部分106a置放于沖壓位置，如圖所示。沖壓塊106可藉由致動器110向模塊104致動，以使得模組的凸形部分106a可穿透金屬箔108且進(jìn)入凹形部分104a。連接至模塊104的真空裝置112經(jīng)由該模塊104內(nèi)的開口提供吸力，以將金屬箔108夾緊至該模塊的上表面。饋送輥114調(diào)適成為沖壓機(jī)102中的沖壓工藝提供未使用的金屬箔108，而引出輥116經(jīng)調(diào)適以卷取自沖壓工藝剩余的廢金屬箔。
[0037]圖3B圖示處于接合位置的系統(tǒng)300。在接合位置處，沖壓塊106的凸形部分106a凹進(jìn)至該沖壓塊106中，以形成該沖壓塊106的下部平坦表面。凸形部分可使用致動器110致動。此外，將設(shè)置于饋送輥138及引出輥136上的撓性背板134定位于沖壓塊106與模塊104之間。諸如步進(jìn)馬達(dá)的致動器348連接至饋送輥138及引出輥136，且致動器348經(jīng)調(diào)適以橫向移動該饋送輥138及該引出輥136，以將撓性背板134定位于模塊104與沖壓塊106之間。粘接劑涂敷器132定位于撓性背板134的前(即，上游)邊緣處，且粘接劑涂敷器132經(jīng)調(diào)適以隨著背板材料自饋送輥138展開而以預(yù)定圖案將粘接材料涂敷于撓性背板。
[0038]圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用圖3A及圖3B中所示系統(tǒng)300形成撓性基板的方法的流程圖450。在步驟451中，金屬箔自饋送輥展開且定位于位于沖壓機(jī)中的模組之間。一旦將金屬箔定位，則使用真空源經(jīng)由定位于沖壓機(jī)的模塊中的開口施加真空，以將該金屬箔夾緊至該模塊。真空減少在沖壓工藝期間金屬箔在模塊上的移動，以增加沖壓工藝的準(zhǔn)確性及一致性。在沖壓工藝期間，將沖頭向金屬箔致動，以在該金屬箔中形成預(yù)定形狀。隨后將沖頭自模塊縮回，以曝露經(jīng)成形金屬箔。
[0039]在步驟452中，將模組的凸形部分縮回至沖壓塊中，以在該沖壓塊上形成下部平坦表面。使用耦接至模組的凸形部分的致動器將模組的該凸形部分縮回。在步驟453中，將撓性背板定位于沖壓塊與模塊之間鄰近于在步驟451中經(jīng)沖壓的經(jīng)成形金屬箔處。藉由沿著導(dǎo)軌致動背板饋送輥及背板引出輥，來定位撓性背板。致動器將撓性背板橫向移動至經(jīng)成形金屬箔上方的位置，所述致動器為經(jīng)調(diào)適以提供遞增的致動的步進(jìn)馬達(dá)。所述致動器應(yīng)允許撓性背板的一致且可重復(fù)的定位，以促進(jìn)工藝均勻性。
[0040]在步驟454中，藉由諸如絲網(wǎng)印刷裝置的粘接劑涂敷器將壓敏粘接劑涂敷于撓性背板的下表面。隨著撓性背板自饋送輥展開，將壓敏性粘接劑以預(yù)定圖案涂敷，以將背板材料定位于經(jīng)成形金屬箔上方，該經(jīng)成形金屬箔位于模塊上。
[0041]在步驟455中，將沖壓塊(具有下部平坦表面)向模塊致動，以將撓性背板壓向經(jīng)成形金屬箔。在施加足夠壓力之后，壓敏性粘接劑將經(jīng)成形金屬箔接合至撓性背板，該壓敏性粘接劑藉由沖壓塊的致動而置放為與該經(jīng)成形金屬箔接觸。隨后自模塊舉升沖壓塊，從而釋放施加于撓性背板及經(jīng)成形金屬箔的壓力。隨著自模塊舉升沖壓塊，經(jīng)由設(shè)置于該模塊中的開口維持真空壓力，以將金屬箔的非所需部分吸取至該模塊。因此，減小了由步驟454中粘接劑的過度涂敷或未對準(zhǔn)造成的金屬箔的非所需部分接合至撓性背板的機(jī)率。
[0042]在步驟456中，藉由致動背板饋送輥及背板引出輥，來橫向移動撓性背板，以將該撓性背板自沖壓機(jī)的沖壓塊與模塊之間移位。同時，在金屬箔引出輥上卷起模塊上方剩余的廢金屬箔，而將新的金屬箔自金屬箔饋送輥定位于該模塊上方。隨后可重復(fù)流程圖450中描述的工藝。
[0043]流程圖450圖示形成供光電模組使用的撓性基板的一個實施例；然而，還可考慮形成撓性基板的其他實施例。在另一實施例中，步驟454可在步驟451之前發(fā)生。當(dāng)步驟454在步驟451之前發(fā)生時，可將粘接劑印刷于與沖壓機(jī)分隔的位置處的背板上。可隨后將背板卷起且移送至沖壓機(jī)，以將經(jīng)成形金屬箔接合至撓性背板。藉由將粘接劑預(yù)印刷于撓性背板上，來簡化系統(tǒng)300 (由于粘接劑涂敷器位于另一工作站處)。此外，由于預(yù)印刷可在另一站處發(fā)生，且因此預(yù)印刷不取決于在沖壓機(jī)處發(fā)生的工藝步驟，所以加快了將經(jīng)成形金屬箔接合至撓性背板的工藝。然而，當(dāng)步驟454在步驟451之前發(fā)生時，應(yīng)選擇粘接劑，以使得在處理期間撓性背板(該撓性背板上具有粘接劑)可展開，但仍維持足夠的粘接劑質(zhì)量，以使得經(jīng)成形金屬箔將充分地粘接于該撓性背板，以便滿足最終的裝置規(guī)格。[0044]在另一實施例中，預(yù)期可改變步驟454，從而可將壓敏性粘接劑涂敷于金屬箔而非撓性背板。在此實施例中，隨著金屬箔正在沖壓機(jī)處展開，可將粘接劑涂敷于該金屬箔，或者，可將該粘接劑涂敷于不同于該沖壓機(jī)的工作站處。當(dāng)在沖壓之前將粘接劑涂敷于金屬箔時，沖壓機(jī)應(yīng)經(jīng)調(diào)適以穿透粘接劑與金屬箔兩者。
[0045]在另一實施例中，預(yù)期可將沖壓機(jī)反向，以使得模塊及金屬箔位于沖壓塊及撓性背板上方。因此，撓性背板處理表面為直立的。在此實施例中，模塊內(nèi)的真空開口可用以在撓性背板定位于該模塊下方時保持經(jīng)成形金屬箔而抵靠著該模塊。藉由定位撓性背板以使得該撓性背板的處理表面面向上方，可在置放經(jīng)成形金屬箔之后執(zhí)行額外的處理步驟，諸如，印刷層間電介質(zhì)或抗銹材料。因此，將不必重定向撓性背板來在該撓性背板上執(zhí)行額外的處理步驟。
[0046]此外，盡管步驟453描述為將撓性背板在沖壓機(jī)的模塊與沖壓塊之間橫向移動，但預(yù)期可使用允許沖壓金屬箔而不沖壓該撓性背板的任何移動范例。因此，步驟453并不旨在限于撓性背板的側(cè)向移動(side-to-side movement)。
[0047]圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)500的示意圖。系統(tǒng)500包括激光器558、支撐臺504及粘接劑涂敷器132。撓性背板134圖示為在饋送輥138與引出輥136之間延伸。撓性背板134定位于支撐臺504上方及金屬箔108下面。支撐臺504可包括幫助在該支撐臺504上方移動撓性背板134的輥或可移動的帶。金屬箔108繞導(dǎo)輥559彎曲且在金屬箔饋送輥114與金屬箔引出輥116之間延伸。粘接劑涂敷器132定位于支撐臺504的上游，且粘接劑涂敷器132經(jīng)調(diào)適以將圖案化粘接劑涂敷于撓性背板134。
[0048]諸如Nd = YAG激光器的激光器558設(shè)置為鄰近金屬箔108的上表面。激光器558經(jīng)定位以將電磁輻射束沿著路徑A引導(dǎo)至金屬箔108的表面。激光器558經(jīng)調(diào)適以在金屬箔中形成預(yù)定形狀，從而產(chǎn)生經(jīng)成形金屬箔590，以粘接于撓性背板134。諸如紫外線(UV)燈的粘接劑固化裝置557定位于激光器558的下游，以固化圖案化粘接劑。電介質(zhì)涂敷器133及抗銹劑涂敷器135定位于粘接劑固化裝置557的下游，且電介質(zhì)涂敷器133及抗銹劑涂敷器135經(jīng)調(diào)適以分別涂敷層間電介質(zhì)及抗銹材料。
[0049]盡管激光器558描述為Nd: YAG激光器，但預(yù)期也可使用諸如CO2激光器的其他激光器。此外，還預(yù)期可省略導(dǎo)輥559，且可將金屬箔108定位為實質(zhì)上平行于撓性背板134。
[0050]圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，形成撓性基板的方法的流程圖660。在步驟661中，在撓性背板的上表面上以預(yù)定圖案絲網(wǎng)印刷粘接劑。在步驟662中，將撓性背板及該撓性背板上的粘接劑定位于金屬箔下面的支撐臺上方。在步驟663中，隨著圖案化粘接劑的前邊緣緊鄰激光器的路徑A移動，該激光器將諸如電路圖案的形狀切入金屬箔，該金屬箔位于撓性背板上的圖案化粘接劑上方。由于重力，被切割脫離金屬箔的電路圖案部分與圖案化粘接劑接觸。隨著撓性背板及金屬箔各自被向下游移動，藉由激光器切割額外的金屬箔，直至自該金屬箔切割出完整的圖案且該完整圖案設(shè)置于撓性背板上為止。
[0051]在步驟664中，設(shè)置于撓性背板上的經(jīng)成形金屬箔被鄰近于粘接劑固化裝置移動，以固化位于經(jīng)成形金屬箔與撓性背板之間的圖案化粘接劑。在步驟665中，在粘接劑已固化之后，使用諸如絲網(wǎng)印表機(jī)的電介質(zhì)涂敷器將層間介電材料印刷于經(jīng)成形金屬箔上。以實質(zhì)上覆蓋經(jīng)成形金屬箔的圖案來涂敷層間電介質(zhì)；然而，留下穿過該層間電介質(zhì)的開口，以允許經(jīng)成形金屬箔與太陽能電池之間的電連接，該太陽能電池隨后定位于該經(jīng)成形金屬箔上方。在步驟666中，將抗銹材料設(shè)置于未被層間電介質(zhì)覆蓋的區(qū)域中的經(jīng)成形金屬箔上，以防止該經(jīng)成形金屬箔的曝露區(qū)域的氧化。
[0052]流程圖660圖示形成供光電模組使用的撓性基板的一個實施例；然而，還可考慮形成撓性基板的其他實施例。在另一實施例中，預(yù)期可將粘接劑涂敷于金屬箔而非撓性背板。在又一實施例中，預(yù)期金屬箔可在導(dǎo)輥前面成形而非沿著路徑A在導(dǎo)輥的下游成形。在又一實施例中，預(yù)期步驟665與666中的任一者或兩者可在步驟661之前發(fā)生。在此實施例中，選擇激光器以使金屬箔與層間介電材料兩者成形。此外，還預(yù)期步驟663中金屬箔的成形可發(fā)生在金屬箔與撓性背板兩者皆靜止時，與以上所述的在金屬箔與撓性背板兩者皆在移動時的情況相反。
[0053]在又一實施例中，預(yù)期可用處于靜止位置的激光器使金屬箔成形?？呻S后將粘接劑涂敷于經(jīng)成形金屬箔或撓性背板，且可將該撓性背板設(shè)置于該經(jīng)成形金屬箔上，以將該經(jīng)成形金屬箔粘接于該撓性背板。
[0054]圖7為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用于形成撓性基板的系統(tǒng)700的示意圖。系統(tǒng)700包括旋轉(zhuǎn)模768、支撐輥704、粘接劑涂敷器132、電介質(zhì)涂敷器133、抗銹劑涂敷器135及導(dǎo)輥559。藉由旋轉(zhuǎn)模768與支撐輥704之間的導(dǎo)輥559導(dǎo)引定位于饋送輥138及引出輥136上的撓性背板134。諸如絲網(wǎng)印刷機(jī)的粘接劑涂敷器132定位于旋轉(zhuǎn)模768及支撐輥704的上游，且粘接劑涂敷器132經(jīng)調(diào)適以將圖案化粘接劑涂敷于撓性背板134的上表面。
[0055]旋轉(zhuǎn)模768定位于粘接劑涂敷器132的下游及支撐輥704上方。旋轉(zhuǎn)模768為圓柱形滾筒，該圓柱形滾筒經(jīng)調(diào)適以用與金屬箔108及撓性背板134相同的行進(jìn)速率旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)模768包括成形部分706a，所述成形部分706a連接至該旋轉(zhuǎn)模768的外表面。成形部分706a經(jīng)調(diào)適以用于:隨著金屬箔108及撓性背板134通過旋轉(zhuǎn)模768與支撐輥704之間，使所需形狀形成至該金屬箔108中。成形部分706a可為用于沖壓金屬箔的沖頭，或成形部分706a可為用于切割該金屬箔的刀刃。旋轉(zhuǎn)模768及支撐輥704被充分緊密地定位在一起，以活化壓敏性粘接劑且將經(jīng)成形金屬箔590粘接于撓性背板134。電介質(zhì)涂敷器133及抗銹劑涂敷器135定位于旋轉(zhuǎn)模768及支撐輥704的下游，且電介質(zhì)涂敷器133及抗銹劑涂敷器135經(jīng)調(diào)適以分別涂敷層間電介質(zhì)及抗銹材料。
[0056]圖8圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用圖7中所示系統(tǒng)700形成撓性基板的方法的流程圖870。在步驟871中，隨著撓性背板自饋送輥展開，粘接劑涂敷器將壓敏性粘接劑以所需圖案涂敷于撓性背板的上表面。在步驟872中，旋轉(zhuǎn)模使金屬箔成形。隨著金屬箔在旋轉(zhuǎn)模與支撐輥之間行進(jìn)，使用成形部分藉由旋轉(zhuǎn)模使該金屬箔成形，所述成形部分移除所述金屬箔的區(qū)段(以形成經(jīng)成形金屬箔)。旋轉(zhuǎn)模及支撐輥壓縮經(jīng)成形金屬箔、撓性背板及該經(jīng)成形金屬箔與該撓性背板之間的壓敏性粘接劑，以將該經(jīng)成形金屬箔接合至該撓性背板的上表面。在經(jīng)成形金屬箔接合至撓性背板之后，剩余的金屬箔圍繞金屬箔引出輥卷繞，且撓性背板定位為鄰近于電介質(zhì)涂敷器，該撓性背板上具有該經(jīng)成形金屬箔。
[0057]在步驟873中，使用電介質(zhì)涂敷器將層間介電材料印刷于經(jīng)成形金屬箔上。以實質(zhì)上覆蓋經(jīng)成形金屬箔的圖案涂敷層間電介質(zhì)；然而，留下穿過該層間電介質(zhì)的開口，以允許經(jīng)成形金屬箔與太陽能電池之間的電連接，該太陽能電池隨后定位于該經(jīng)成形金屬箔上方。在步驟874中，將諸如銅的抗銹材料定位于未被層間電介質(zhì)覆蓋的區(qū)域中的經(jīng)成形金屬箔上，以防止該經(jīng)成形金屬箔的曝露區(qū)域的氧化。
[0058]流程圖870描述形成撓性基板的一個實施例；然而，還可考慮形成撓性基板的其他實施例。在另一實施例中，可在步驟871之前將金屬箔接合至第一撓性背板。在此實施例中，在步驟872中，隨著金屬箔及第一撓性背板通過旋轉(zhuǎn)模與支撐輥之間，僅金屬箔成形，而同時第一撓性背板保持實質(zhì)上未成形。形狀的深度可藉由調(diào)整旋轉(zhuǎn)模的外表面上的成形部分的尺寸來決定。在金屬箔成形期間，經(jīng)成形金屬箔及第一撓性背板可任選地接合至第二撓性背板，以使得該經(jīng)成形金屬箔的表面曝露(例如，該第一撓性背板接合至該第二撓性背板)。在此實施例中，因為將第一撓性背板用作載具，所以金屬箔的成形及第二撓性背板的接合不必同時發(fā)生。
[0059]圖9A及圖9B為可根據(jù)本發(fā)明的實施例形成的經(jīng)成形金屬箔590的示意圖。經(jīng)成形金屬箔包括金屬表面991及溝槽992。溝槽992位于部分金屬箔已(例如)藉由沖壓、按壓或切割而被移除之處。穿過經(jīng)成形金屬箔590形成溝槽992，以分隔且電氣隔離金屬表面991。
[0060]圖9A中所示的虛線指示太陽能電池的位置，在最終制造的裝置中，所述太陽能電池可定位于經(jīng)成形金屬箔590上方。盡管太陽能電池將大體覆蓋經(jīng)成形金屬箔590的表面，但虛線圖示為具有略小于該經(jīng)成形金屬箔590的區(qū)域的區(qū)域，以便更清楚地圖示該經(jīng)成形金屬箔590。然而，預(yù)期可根據(jù)工藝規(guī)范調(diào)整經(jīng)成形金屬箔590的區(qū)域及定位于該經(jīng)成形金屬箔590上的太陽能電池。
[0061]通常，太陽能電池的一個極性的背觸點定位于經(jīng)成形金屬箔590的溝槽992的一偵牝而相反極性的背觸點定位于該溝槽992的另一側(cè)。圖9A中所示的經(jīng)成形金屬箔590經(jīng)調(diào)適以具有3個太陽能電池，該3個太陽能電池在最終制造的裝置中定位于該經(jīng)成形金屬箔590上。然而，預(yù)期可形成經(jīng)成形金屬箔590來容納多于3個太陽能電池，例如，約12個太陽能電池至約72個太陽能電池或更多。在經(jīng)成形金屬箔590經(jīng)調(diào)適以容納12個太陽能電池的示例中，該經(jīng)成形金屬箔590可包括經(jīng)成形金屬箔的四個I X 3條帶，以形成12太陽能電池陣列。在此實施例中，經(jīng)成形金屬箔590可在單一步驟中成形(例如,3X4太陽能電池陣列的單一電路)，或經(jīng)成形金屬箔590可在四個分路(例如，四個1X3電路陣列沖成形且隨后在撓性背板上組合。
[0062]圖9B圖不根據(jù)一個實施例的經(jīng)成形金屬箔590的溝槽992的局部放大視圖。分離的金屬表面991藉由金屬突出部993彼此連接，所述金屬突出部993橋接溝槽992。金屬突出部993為當(dāng)溝槽992成形至箔中時未被移除的金屬箔的區(qū)域。因此，經(jīng)成形金屬箔590仍為藉由金屬突出部993保持在一起的整體塊。金屬突出部993幫助處理經(jīng)成形金屬箔590，尤其在金屬箔在成形時未接合至撓性背板的實施例中。
[0063]金屬突出部993幫助處理經(jīng)成形金屬箔590 ;然而，金屬突出部993通常應(yīng)在完成最終裝置之前移除，以允許分離的金屬表面991之間的電絕緣。可使用諸如鉆孔器或刀刃的機(jī)械裝置，或藉由使用激光器來移除金屬突出部993。預(yù)期機(jī)械裝置或激光器還可在移除金屬突出部993時劃穿撓性背板，該撓性背板接合至經(jīng)成形金屬箔590的背側(cè)。劃穿該撓性背板通常是可接受的，尤其倘若在諸如鋁箔的耐候保護(hù)層此后將接合至撓性背板的情況下。[0064]盡管經(jīng)成形金屬箔590圖示為具有金屬突出部993，但預(yù)期可形成該經(jīng)成形金屬箔590而不具有該金屬突出部993。因此，歸因于形成完整的溝槽，在成形時提供金屬表面991之間的電絕緣。
[0065]本文所述的實施例通常涉及由鋁形成的金屬箔；然而，可考慮其他材料。舉例而言，經(jīng)成形金屬箔可為銅箔，該銅箔具有自約30微米至約40微米的范圍內(nèi)的厚度?；蛘撸饘俨蔀殇X箔，該鋁箔具有設(shè)置于該鋁箔上的銅層。在此實施例中，通常在使金屬箔成形之前及在涂敷層間電介質(zhì)或抗銹材料之前將銅濺射至鋁上。此外，當(dāng)金屬箔的曝露表面為銅時(例如，當(dāng)使用銅箔或鍍銅的鋁箔時)，抗銹材料可為不必要的。
[0066]此外，盡管本文所述的實施例通常使用壓敏性粘接劑及紫外線固化型粘接劑，但可考慮其他粘接劑。舉例而言，還可考慮利用熱固化型粘接劑。根據(jù)本文所述的實施例使用的粘接劑應(yīng)經(jīng)選擇以使得所述粘接劑不產(chǎn)生顯著的滲氣。此外，預(yù)期壓敏性粘接劑可代替紫外線固化型粘接劑而使用，反之亦然。當(dāng)將替代性粘接劑用于以上所述方法中時，應(yīng)理解，可能需要對各別的撓性基板形成設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改變。
[0067]此外，本文的實施例通常涉及PET的撓性背板，然而，可考慮其他撓性背板材料。舉例而言，預(yù)期撓性背板可由聚氟乙烯、聚酯、聚酰亞胺或聚乙烯形成。此外，預(yù)期撓性背板還可具有諸如鋁的金屬層，該金屬層接合至與經(jīng)成形金屬箔相對的表面，以便提供環(huán)境保護(hù)。
[0068]又，盡管本文通常將銅用作抗銹材料，但預(yù)期還可使用諸如有機(jī)樹脂的其他材料。
[0069]本發(fā)明的益處包括形成供光電制造使用的撓性基板的較低成本替代物。藉由利用刀模切割、沖壓或激光切割工藝形成經(jīng)成形金屬箔，來減少用于圖案化箔的耗材的使用，從而提供顯著的成本節(jié)省。此外，本文論述的成形技術(shù)允許大面積金屬箔成形，此舉改良生產(chǎn)產(chǎn)量。
[0070]盡管上文是針對本發(fā)明的實施例，但可在不脫離本發(fā)明的基本范疇的情況下設(shè)計本發(fā)明的其他及另外的實施例，且本發(fā)明的范疇藉由所附權(quán)利要求來決定。
【權(quán)利要求】
1.一種形成供光電模組使用的撓性基板的方法，所述方法包括以下步驟: 將金屬箔定位于沖壓機(jī)內(nèi)； 致動所述沖壓機(jī)，以形成經(jīng)成形金屬箔； 將撓性背板定位為鄰近于所述沖壓機(jī)內(nèi)的所述經(jīng)成形金屬箔； 將粘接劑涂敷于所述撓性背板或所述經(jīng)成形金屬箔；及 將壓力施加于所述撓性背板、所述經(jīng)成形金屬箔及所述粘接劑，以將所述經(jīng)成形金屬箔粘接于所述撓性背板。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中涂敷所述粘接劑的步驟包括以下步驟:將所述粘接劑絲網(wǎng)印刷于所述撓性背板上。
3.如權(quán)利 要求1所述的方法，其中施加壓力的步驟包括以下步驟:致動所述沖壓機(jī)以將壓力施加于所述撓性背板、所述經(jīng)成形金屬箔及位于所述撓性背板與所述經(jīng)成形金屬箔之間的所述粘接劑。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟:經(jīng)由設(shè)置于所述沖壓機(jī)中的開口施加真空，以將所述金屬箔粘接于所述沖壓機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述撓性基板包括聚對苯二甲酸乙二醇酯，且所述金屬箔包括鋁。
6.一種形成供光電模組使用的撓性基板的方法，所述方法包括以下步驟: 將粘接劑涂敷于撓性背板的上表面； 將所述撓性背板定位為鄰近于金屬箔，所述撓性背板上具有所述粘接劑； 使用激光器使所述金屬箔成形，以形成經(jīng)成形金屬箔； 將所述經(jīng)成形金屬箔設(shè)置于所述粘接劑上； 將所述經(jīng)成形金屬箔接合至所述撓性背板； 將層間電介質(zhì)設(shè)置于所述經(jīng)成形金屬箔上，所述層間電介質(zhì)具有穿過所述層間電介質(zhì)的開口 ；及 在所述層間介電層的所述開口內(nèi)將抗銹材料(ant1-tarnishing material)設(shè)置于所述經(jīng)成形金屬箔上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述粘接劑為紫外線固化型粘接劑。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中將所述粘接劑定位為鄰近于金屬箔的步驟包括以下步驟:將所述撓性背板在饋送輥與弓I出輥之間輪動。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述抗銹材料包括銅。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述金屬箔包括鋁，所述鋁上具有銅涂層。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述激光器為Nd:YAG激光器或CO2激光器。
12.—種形成供光電模組使用的撓性基板的方法，所述方法包括以下步驟: 將撓性背板及金屬箔定位于支撐輥與旋轉(zhuǎn)模之間； 將粘接劑設(shè)置于所述撓性背板上； 使用所述旋轉(zhuǎn)模使所述金屬箔成形； 當(dāng)使所述撓性背板、所述經(jīng)成形金屬箔及所述粘接劑通過所述支撐輥與所述旋轉(zhuǎn)模之間時，將所述經(jīng)成形金屬箔粘接于所述撓性背板； 將層間電介質(zhì)涂敷于所述經(jīng)成形金屬箔，所述層間電介質(zhì)具有穿過所述層間電介質(zhì)的開口 ；及 經(jīng)由所述層間電介質(zhì)中的所述開口將抗銹材料涂敷于所述經(jīng)成形金屬箔。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中: 所述撓性背板包括聚對苯二甲酸乙二醇酯； 所述金屬箔包括鋁，且所述抗銹劑包括銅；以及 所述粘接劑為壓敏性粘接劑。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述金屬箔包括銅，所述銅具有約30微米至約40微米的范圍內(nèi)的厚度。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述金屬箔包括鋁，所述鋁上具有一層銅，并且其中所述經(jīng)成形金屬箔具有 溝槽及橋接所述溝槽的金屬突出部。
【文檔編號】H01L31/18GK103430328SQ201280014128
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月18日
【發(fā)明者】J·特勒, B·J·墨菲, D·H·米金 申請人:應(yīng)用材料公司