在太阳能电池表面读写识别码的方法

摘要

本发明公开了一种在太阳能电池表面读写识别码的方法，首先，提供一批次太阳能电池基板的半成品，半成品是指太阳能电池基板已完成部分或所有工艺；及以激光对太阳能电池基板吸光面或背面写入一识别晶片的识别码，以激光针对识别码所在区域做热处理，以改变识别码所在区域的光学性质，其中，识别码无法以肉眼直接辨识，在可见光以外光源才能辨识。本发明的方法不但可以整合于原本的工艺中，而且相较于现有技术，除了判读容易之外，又不会降低太阳能电池光电转换效率。并且，当太阳能电池的良品率下降时，检测人员可以依据每一片太阳能电池基板的工艺参数数据，进行分析及查找问题，并适时调整工艺参数，来使太阳能电池的品质最佳化。

权利要求

1.一种在太阳能电池表面读写识别码的方法，其特征在于，包括：

提供一批次太阳能电池基板的半成品，所述半成品是指所述太阳能电池基板已完成部分或所有工艺；及以激光对所述太阳能电池基板吸光面或背面烧录一识别晶片的识别码，以激光针对所述识别码所在区域的表面晶粒做局部烧灼，以改变所述识别码所在区域的光学性质，其中，所述识别码不适合以可见光作为辩识光源，最佳的辩识光源是光源波长介于

1100nm-1200nm或300nm～400nm。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别码选自图形记号、数字标记、文字及其任意组合所组成的群组其中的一种，所述图形记号、数字标记或文字代表所述太阳能电池基板的测试数据、工艺参数或晶片代号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述识别码为一图形记号，所述图形记号整合所述太阳能电池基板所有的工艺履历及测试结果。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判读所述识别码时，以一紫外光电荷耦合元件或一远红外光电荷耦合元件读取。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判读所述识别码时，以一配备有可见光滤光片的白光读取装置来读取。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更包括建立一对照表，所述对照表包括所述识别码所代表的信息。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半成品已完成结构化的工艺，再以激光烧录所述识别码。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，烧录所述识别码的步骤，整合于所述批次太阳能电池基板以激光辅助掺杂形成选择性射极结构的步骤中。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半成品已完成所有工艺，以激光烧录所述识别码之前，更包括一测试所述批次太阳能电池基板的步骤，以之后能一并将测试结果整合于所述识别码。

说明书

在太阳能电池表面读写识别码的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种在太阳能电池(solar cell)烧录识别码(identification)方法，特别是指以激光(laser)在太阳能电池表面烧录识别码的方法。

背景技术

[0002] 近年来，由于环保意识的抬头和其他能源逐渐的枯竭，使得世界各国开始重视再生能源的利用。再生能源包括：太阳能、风能、水力能或生质能等来源无所匮乏的资源。而在亚热带地区，日照丰富，因此，利用太阳能电池(solar cell)作为太阳能源的开发，使太阳能的光电转换效率提高，为现今各产业研究的焦点。

[0003] 为了监控每一片晶片的工艺状况，达到进一步提高产品良品率的目的，在传统半导体集成电路的工艺中，将识别码烧录在晶片上的技术已经相当成熟。然而，在太阳能电池(solar cell)的工艺中，此方面的技术及应用却尚未普及。其中一个原因是，若将识别码烧录在太阳能电池的前表面，会增加遮光的效应，而使光电转换效率降低，另一个原因是，对于整体工艺的成本来说，这并不符合经济效益(一片集成电路晶片的产值约在数百甚至数仟倍之多大于太阳电池晶片)。

[0004] 没有识别码，在制备太阳能电池的过程中就无从追踪每一片晶片的工艺参数。更有甚者，当太阳能电池良品率出现异常时，很难即时从生产线工艺记录的数据发现问题所在，也就无从找出对应的改善措施。因此，若每一片晶片能有各自的识别码，有助于进一步对工艺参数做最佳化的调整。

[0005] 在公开案号为20070163634的美国专利申请案中，仅是概括的揭示太阳能电池在完成工艺后，将识别码印制于太阳能电池的概念，印制的手段包括以激光、喷砂或以抗化学腐蚀的油墨印制于太阳能电池表面、背面或侧边。

[0006] 而在另一公开案号为20,080,160,648的美国专利申请案中，则揭示在进行工艺前后，分别记录晶片表面的光致荧光影像(photoluminescence)。一旦太阳能电池的良品率出现异常时，通过比对不同晶片的表面影像来作为识别的方式。然而，要以这种方法辨识出是哪一片晶片，比对将非常不容易。尤其自同一晶棒，它的柱状长晶特性将使得切割下的晶片，相邻两片晶片的表面图像会非常相似，容易造成判别错误。

[0007] 另外，目前业界太阳能电池生产的速率每日至少有12万片，可以想见，用来储存图像的数据库需要非常大的容量，更别说是比对了。

[0008] 为了方便追溯工艺纪录及太阳能电池的测试数据，有必要发展一种在太阳能电池上烧录识别码的技术，使识别码刻录于太阳能电池照射面时，不仅不影响太阳能电池的光电转换效率，又容易判读。

发明内容

[0009] 有鉴于上述课题，本发明的目的之一在于提供一种在太阳能电池表面读写识别码的方法，包括：提供一批次太阳能电池基板的半成品，半成品是指太阳能电池基板已完成部分或所有工艺；及以激光对太阳能电池基板吸光面或背面写入一识别晶片的识别码，以激光针对识别码所在区域做热处理，以改变识别码所在区域的光学性质，其中，识别码无法以肉眼直接辨识，在可见光以外的光源才能辨识。

[0010] 所述可见光以外的光源，最好波长大于1100nm或小于400nm。由于识别码对于可见光的反射率不高，肉眼难以辨识，因此，判读识别码时，是以一紫外光电荷耦合元件或一远红外光电荷耦合元件读取。或者以一配备有可见光滤光片的白光读取装置来读取。

[0011] 识别码选自图形记号、数字标记、文字及其任意组合所组成的群组其中的一种，图形记号、数字标记或文字代表太阳能电池基板的测试数据、工艺参数或晶片代号。同时配合一对照表，可以追溯各别片太阳能电池的工艺参数及/或测试数据。本发明的另一实施例，是将太阳能电池基板所有的工艺履历及测试结果，整合成一图形记号。

[0012] 本发明的方法不但可以整合于原本的工艺中，相较于前案而言，除了判读容易之外，又不会降低太阳能电池光电转换效率。并且，当太阳能电池的良品率下降时，检测人员可以依据每一片太阳能电池基板的工艺参数数据，进行分析及查找问题，并适时调整工艺参数，来使太阳能电池的品质最佳化。

附图说明

[0013] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

[0014] 图1A显示本发明实施例的具有识别码的太阳能电池基板；

[0015] 图1B显示太阳能电池基板吸光面结构化之后对不同波长的光反射率；

[0016] 图2A显示本发明实施例中，以识别码读取装置所读取到的识别码；及[0017] 图2B显示图2A识别码的局部放大图。

[0018] 附图标号：

[0019] 10：太阳能电池基板 11：识别码

[0020] 12：识别码读取装置

具体实施方式

[0021] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文依本发明在太阳能电池(solar cell)表面读写识别码的方法，特举较佳实施例，并配合所附相关图式，作详细说明如下，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。

[0022] 请参照图1A，本发明实施例中，利用激光在太阳能电池基板10上，形成一识别晶片的识别码11。值得注意的是，本发明中以激光烧录识别码11时，使表面晶粒结构局部烧灼，识别码11所在区域的光学性质会随之改变。

[0023] 在太阳能电池工艺中，一批次太阳能电池基板至少会依序经过清洁、结构化(texturing)、扩散、绝缘、镀抗反射层、网印电极及烧结等工艺，并进行电性测试。

[0024] 而本发明的以激光烧录识别码的步骤，可以在太阳能电池基板完成结构化(texturing)的工艺后进行。更好选择，是在太阳能电池基板完成所有的工艺及电性测试后进行，以一并将测试结果整合至识别码中。

[0025] 又一较佳实施例，是针对具有选择性射极结构的太阳能电池，在该批次太阳能电池基板以激光辅助掺杂形成选择性射极结构的工艺后，进行烧录识别码的步骤。在本发明实施例中，识别码可以选择性地烧录于太阳能电池基板的吸光面或背面。

[0026] 本发明实施例中，使用光波长为532nm的掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)激光，烧录识别码时所使用的功率仅有大约5至25W，脉冲频率大约1k至50kHz，相较于一般太阳能电池工艺中，用来图案化所使用的激光脉冲频率(大于100kHz)更低。

[0027] 请参照图1B，为太阳能电池吸光面经粗糙化之后，对于不同光波长的反射率。由图中可以看出，太阳能电池吸光面对于可见光及红外线(波长大约400至1050nm)而言，反射率仅有大约10％至18％，对光波长大于1100nm或小于400nm(图1B中被圈选的区域)的反射率至少大于25％。

[0028] 也就是说，在识别码11所在区域，表面晶粒的结构虽然改变了，但在可见光下，很难直接观察到差异所在。在可见光以外的光源下，最好波长大于1100nm或小于400nm，才能更清楚辨识表面性质已经被改变的区域。换言之，本发明中识别码无法以肉眼直接判读，需配合一识别码读取装置12。图2A即为在本发明实施例中，以识别码读取装置12读取识别码的结果。而图2B为图2A的局部放大图，由图2B中即可清楚观察到经过激光热处理后，晶粒结构产生变化的区域。所述的识别码读取装置12为一紫外光电荷耦合元件或一远红外光电荷耦合元件，也可以是配备一可见光滤光片的白光读取装置。以此种方式将识别码纪录于太阳能电池基板的吸光面，对于太阳能电池的光电转换效率几乎没有任何影响。

[0029] 识别码选自图形记号、数字标记、文字及其任意组合所组成的群组其中的一种。而图形记号、数字标记或文字可以代表太阳能电池基板的测试数据、工艺参数或晶片代号。

[0030] 本发明实施例中，更包括建立一对照表(look-up table)，包含识别码图形、数字标记或文字所对应的信息。比如：以数字标记代表个别片晶片的编号，以星形记号代表工艺过程中的异常，或是以英文字母A～D对该片太阳能电池测试结果分级等等。整体而言，在该片太阳能电池基板上纪录的信息，可以依照实际工艺需求来做设计。

[0031] 本发明较佳实施例以图2A的识别码为例，图2A中的识别码11为一经过设计的图形，图形的不同区域可以分别代表晶片编号、测试数据、工艺参数等情况。也就是说，将该片太阳能电池的工艺履历及测试结果全部整合一个识别码图形中，只要针对此图形进行解码，即可追溯该片太阳能电池的工艺状况。

[0032] 综上所述，本发明所提供的在太阳能电池基板烧录识别码的方法，具有下列优点：

[0033] (1)工艺参数校正更容易。由于每一片太阳能电池基板都拥有各自的识别码，使得每一片太阳能电池基板在制备过程中的参数可以被记录及建档。当太阳能电池的良品率下降时，检测人员可以依据每一片太阳能电池基板的工艺参数数据，进行分析及查找问题，并适时调整工艺参数，来使太阳能电池的品质最佳化。

[0034] (2)不影响光电转换效率。由于识别码所在区域对可见光的反射率很低，因此，该区域仍然可以吸收太阳光来产生载子，对于整体光电转换效率来说，并无太大影响。

[0035] (3)判读容易，又不造成系统负担。本发明中，只要使用一紫外线或远红外线电荷耦合元件，即可读取识别码，不需要如同先前技术一般比对晶片的表面图像，来辨识晶片，非常方便。另外，数据库中不需要储存大量图片，只需要储存对照表即可，因此，不会造成系统过大的负担。

[0036] 本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。凡本领域技术人员，当可轻易了解并利用其它元件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范畴内所作的修改，均应包含在权利要求范围内。