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1、(10)申请公布号 CN 102236348 A (43)申请公布日 2011.11.09 CN 102236348 A *CN102236348A* (21)申请号 201010167619.3 (22)申请日 2010.04.26 G05B 19/418(2006.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人 亚洲太阳科技有限公司 地址 中国香港九龙 (72)发明人 张一熙 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 任默闻 (54) 发明名称 以 Mac 为基础的薄膜太阳能电池全球化工厂 管理系统 (57) 摘要 本发明提出一种以 Mac 。
2、为基础的薄膜太阳能 电池全球化工厂管理系统， 其包括 ： 一 Mac 作业系 统服务器， 其与多个薄膜太阳能电池生产工艺设 备沟通连接， 以获取所述各设备的生产工艺数据 ； 至少一以 Mac 作业系统为基础的使用者端计算装 置， 其与所述服务器沟通连接以远距请求由服务 器获取的生产工艺数据 ； 以及至少一标准化远端 统计工艺管制单元， 其分别耦合到所述使用者端 计算装置以读取及分析该工艺数据。本发明通过 该服务器， 及通过网际网络的一端连接量产及检 测设备， 另一端连接多个位于远端的使用者计算 装置， 以收集薄膜太阳能电池工艺品管检测数据， 达到实时监控生产数据及变异的效果， 具有降低 现场操。
3、作人员成本及全球化远距监控的意义。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 4 页 CN 102236352 A1/1 页 2 1. 一种以 Mac 为基础的薄膜太阳能电池全球化工厂管理系统， 其特征在于， 所述系统 包括 ： 一 Mac 作业系统服务器， 其与多个薄膜太阳能电池生产工艺设备沟通连接， 以获取所 述各设备的生产工艺数据 ； 一或多个以 Mac 作业系统为基础的使用者端计算装置， 其与所述服务器沟通连接以请 求由服务器获取的生产工艺数据 ； 及 一或多个标准化统计工艺管制单元， 其分别耦合到所述。
4、一或多个使用者端计算装置以 读取及分析所述工艺数据， 其包括 ： 一标准化的数据格式输出单元， 其可输出标准化数据格式， 以使所述一或多个使用者 端计算装置之间以及所述一或多个使用者端计算装置与所述服务器之间可以互相沟通 ； 及 一标准化接口， 其提供信息以使所述使用者从远端实时监视所述工艺。 2. 如权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述使用者端计算装置， 还包括 ： 一生产控制单元， 其耦合到标准化接口， 用以于所述标准化统计工艺管制单元检测出 变异存在时， 通过所述标准化接口， 对所述一或多个使用者传送一通知， 并接收使用者输入 的数据或参数。 3. 如权利要求 1 所述的系统，。
5、 其特征在于， 所述使用者端计算装置， 还包括 ： 一远端存取控制单元， 其耦合到标准化接口， 用以使所述一或多个使用者可通过所述 标准化接口， 远端控制所述 Mac 作业系统服务器。 4. 如权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述标准化统计工艺管制单元的标准化数 据格式， 还包括下列的其中一或多者 ： 一直方图、 一查检表、 一柏拉图或一散布图。 5.如权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述一或多个以Mac作业系统为基础的使用 者端计算装置可为以下其中的一或多者 ： 一以 Mac 作业系统为基础的桌上型计算装置 ； 一以 Mac 作业系统为基础的膝上型计算装置 ； 及 一以 Ma。
6、c 作业系统为基础的手持通信装置。 权 利 要 求 书 CN 102236348 A CN 102236352 A1/6 页 3 以 Mac 为基础的薄膜太阳能电池全球化工厂管理系统 技术领域 0001 本发明是有关于用于量产薄膜太阳能电池的制造及远端检测控制设备， 特别是关 于薄膜太阳能电池工艺及检测数据控制的系统。 背景技术 0002 太阳能发电作为替代性能源来源的重要性， 随全球气候变迁及新兴能源需求迫切 而日益受重视。太阳能电池包括硅晶圆太阳能电池及非晶系硅太阳能电池， 由于用以制备 硅晶圆太阳能电池的多晶硅材料缺乏， 加速薄膜太阳能电池等替代性方案产生。 0003 非晶系的薄膜太阳能。
7、电池具有材料成本远低于硅晶圆太阳能电池的优势， 其制作 过程是在塑胶、 玻璃或金属基板上形成可产生光电效应的薄膜， 厚度仅几 m， 相比于一般 硅晶圆所需厚度 200m， 在同一受光面积下， 薄膜太阳能电池可较硅晶圆太阳能电池大幅 减少硅原料用量。 0004 现行薄膜太阳能电池的量产制造设备， 多由 TFT-LCD 产业设备架构引用， 并没有 对薄膜太阳能电池工艺进行最佳化或工艺需求的设计， 所以设备成本居高不下， 具有低成 本优势的薄膜太阳能电池量产及控制设备， 可提升竞争优势。 0005 降低薄膜太阳能电池产制成本， 可由生产模块弹性化与工艺自动化共同达成。在 工艺自动化方面， 薄膜太阳能。
8、电池量产工艺一般可分为前段成膜工程工艺及后段模块组装 工艺， 由于薄膜太阳能量产设备的整厂输出方案多由前段设备的 PECVD 厂商主导， 但对于 后段模块封装的整合相对不完整。 0006 在检测的重要性方面， 由于薄膜太阳能电池是在同一片基板设置模块， 与晶片型 太阳能电池模块使用不同片电池片加以串连及并连， 两者具有差异， 所以在硅薄膜太阳能 电池生产制造过程中， 品质检测控制为重要的议题。 0007 对于自动化工厂管理上， 统计工艺管制 (SPC) 具有重要意义， 其采用 PC 做数据输 入及绘制图表， 并能适时根据变异控制， 因应生产需求变化做出弹性调整。又， 由于网际网 络普及化， 有。
9、利于远距离的操作端对于工厂工艺的远端工艺监控， 避免无自动化且仰赖大 量人工进行工艺管制。 0008 因此， 为降低薄膜太阳能电池量产工艺成本， 有必要结合统计工艺管制、 远端工艺 监控于薄膜太阳能工厂管理上， 以提升竞争优势。 发明内容 0009 本发明提出一种以 Mac 为基础的薄膜太阳能电池全球化工厂管理系统， 其包括 ： 一 Mac 作业系统服务器， 其与多个薄膜太阳能电池生产工艺设备沟通连接， 以获取所述各 设备的生产工艺数据 ； 一或多个以 Mac 作业系统为基础的使用者端计算装置， 其与所述服 务器沟通连接以请求由服务器获取的生产工艺数据 ； 以及一或多个标准化远端统计工艺管 制。
10、单元， 其分别耦合到所述一或多个使用者端计算装置以读取及分析该工艺数据。 0010 前述耦合到所述一或多个使用者端计算装置的一或多个标准化远端统计工艺管 说 明 书 CN 102236348 A CN 102236352 A2/6 页 4 制单元， 还包括 ： 一标准化的数据格式输出单元， 以使所述一或多个使用者端计算装置之间 以及所述一或多个使用者端计算装置与所述服务器之间可以互相沟通 ； 以及， 一标准化接 口， 其提供信息以使所述使用者从远端实时监视所述工艺。 0011 前述标准化数据格式输出单元， 可以标准化格式输出下列图表格式的一或多者， 以建立数据管理架构， 其包括 ： 一直方图、。
11、 一查检表、 一柏拉图、 一散布图。 0012 前述标准化统计工艺管制单元， 还包括一生产控制单元， 其通过一标准化接口与 前述标准化数据格式输出单元相连接。 前述输出单元将标准数据格式输出显示于标准化接 口， 且在所述标准数据格式中出现品管变异时， 所述生产控制单元将对所述一或多个使用 者传送一通知， 以便于所述一或多个使用者通过网际网络连线对生产端服务器进行远端变 异控制。 0013 前述以 Mac 作业系统为基础的使用者端计算装置， 还包括一远端存取控制单元， 在所述一或多个使用者接收前述品管变异时， 可通过所述远端存取控制单元， 远端控制所 述 Mac 作业系统服务器。 0014 前述。
12、该一或多个以 Mac 作业系统为基础的使用者端计算装置， 可为以下其中之一 或多者 ： 一以 Mac 作业系统为基础的桌上型计算装置 ； 一以 Mac 作业系统为基础的膝上型 计算装置 ； 及一以 Mac 作业系统为基础的手持通信装置。 0015 本发明通过利用该 MAC 服务器， 及通过网际网络一端沟通连接薄膜太阳能电池量 产及检测设备系统， 另一端连接多个位于远端的使用者计算装置， 使该使用者计算装置能 通过一标准化接口向服务器随时请求收集薄膜太阳能电池工艺品管检测数据， 达到实时监 控生产数据及变异的效果， 即具有降低现场操作人员成本及全球化远距监控的意义。 附图说明 0016 图 1 。
13、为已知的薄膜太阳能电池的量产及检测设备系统方框图 ； 0017 图 2 为依据本发明的一具体实施例的薄膜太阳能电池全球化工厂管理系统的示 意图 ； 0018 图3为依据本发明的一具体实施例的以Mac作业系统为基础的使用者端计算装置 的系统示意图 ； 0019 图 4 为依据本发明的一具体实施例的标准化的数据格式输出单元所输出的直方 图数据格式示意图 ； 0020 图 5 为依据本发明的另一具体实施例的标准化的数据格式输出单元所输出的散 布图数据格式示意图。 0021 附图标号 0022 101 清洗设备 0023 102 TCO 薄膜沉积设备 0024 103 激光切割设备 0025 104 。
14、硅薄膜镀膜设备 0026 105 激光切割设备 0027 106 背电极制作设备 0028 107 激光切割设备 说 明 书 CN 102236348 A CN 102236352 A3/6 页 5 0029 108 组合设备 0030 109 封装设备 0031 110 产品光能效率测量设备 0032 111 基本 Voc 定性测量设备 0033 112 玻璃自动光学检测设备 0034 123 玻璃自动光学检测设备 0035 201-A Mac 使用者端计算装置 0036 201-B Mac 使用者端计算装置 0037 201-N Mac 使用者端计算装置 0038 202 网络 0039 。
15、203 Mac 服务器 0040 300 Mac 使用者端计算装置 0041 301 统计工艺管制单元 0042 302 标准化格式输出单元 0043 303 标准化接口 0044 304 生产控制单元 0045 305 远端存取控制单元 0046 306 通信接口 0047 307 处理器 0048 308 主存储器 0049 309 储存装置 0050 310 总线 0051 311 网络服务提供者 具体实施方式 0052 本发明前述目的或特征， 将依据后附附图加以详细说明。 但需理解的是， 后附附图 及所举示例， 只是作为说明而非在限制或限缩本发明。 0053 虽然本发明将参阅含有本发明。
16、具体实施例的所附附图予以充分描述， 但在此描述 之前应了解， 本领域技术人员可以修改本文中所描述的发明， 同时获致本发明的功效。因 此， 需了解以下的描述对本领域技术人员而言为一广泛的揭示， 且其内容不在于限制本发 明。 0054 图 1 为已知的薄膜太阳能电池的量产及检测设备系统方框图。设备 101 中， 载入 玻璃基板 (substrate) 于机台后， 必须先进行清洗工艺， 去除玻璃表面的粉尘、 污渍或其他 有机物。于设备 102， 进行前电极制作， 先于玻璃基板上利用物理汽相沉积 (PVD) 或低压化 学汽相沉积 (LPCVD) 进行玻璃表面透明导电薄膜 (TCO) 沉积， 再以激光切。
17、割分离玻璃基板 上的 TCO 膜成为独立的区块 ( 设备 103)。 0055 于设备 104， 进行硅薄膜制作， 先预热玻璃基材， 待升温到 200 300， 再以等 离子体辅助汽相镀膜设备 (PECVD) 进行薄膜沉积， 依硅薄膜太阳能电池结构不同设计进行 P-I-N 层镀膜。镀膜结束后进行冷却 (cooling)， 接着于设备 105 对 P-I-N 层镀膜进行第二 说 明 书 CN 102236348 A CN 102236352 A4/6 页 6 道激光切割。在设备 106 进行背电极制作， 利用物理汽相沉积设备制作进行 ZnO+Al 溅射工 艺。 在设备107， 进行背电极图案制作。
18、， 利用激光切割分离背电极， 至此薄膜太阳能电池制作 完成。设备 108 及 109， 进行薄膜太阳能电池组合及封装。 0056 硅薄膜太阳能电池工艺的检测设备， 一般配置有 “实时线上检测” 设备及 “离线线 上检测” 设备。 “实时线上检测” 设备， 包括 112、 123 玻璃自动光学检测设备 (automatic optical inspection， AOI)， 用以在玻璃来料缺陷检测以及第一道激光处理后切割结果检 测 ； 第三道激光切割后 (107)， 完整的前段成膜程序完成， 在进行 108、 109 后段模块组装， 需进行基本 Voc 定性测量 ( 设备 111)， 模块封装完。
19、成后以设备 110 进行产品光能效率测量 (I-V test)。 0057 至于离线测试装备则有多种， 常见检测设备集中在前段成膜工艺区， 包括薄膜厚 度测量、 TCO 阻断值及雾度 (Haze) 测量、 长时曝光测量 (lightsoaking)、 元件量子效应 (Quantum Efficiency)、 激光切割绝缘效果测量 ( 以上未明示于图 1 中 )、 I-V 特性测量等。 0058 由于硅薄膜太阳能电池是在同一片基板制作成模块， 与晶片型太阳电池模块是使 用一片片电池片串并连而成， 有很大差异， 故在薄膜太阳能电池量产设备中， 薄膜太阳能电 池生产工艺的品管 (SPC) 即显得有重。
20、要性， 其可利用线上统计品质管制 (on-line SQC) 及 离线统计品质管制 (off-line SQC) 达成。 0059 现行硅薄膜太阳能电池量产制成自动化整合情形不一， 有几乎无自动化而依赖现 场大量人工， 也有自动化然仍须配置相当数量操作者于现场， 不利于成本控制。 已知硅薄膜 太阳能电池量产及检测设备中， 一般设有一服务器， 管理控制前段成膜工程区进料及后段 组装工程区作业等， 本发明提出利用该服务器， 通过网际网络一端沟通连接薄膜太阳能电 池量产及检测设备系统， 另一端连接多个位于远端的使用者计算装置， 使该使用者计算装 置能通过一标准化接口向服务器随时请求收集薄膜太阳能电池。
21、工艺品管检测数据， 达到实 时监控生产数据及变异的效果， 即具有降低现场操作人员成本及全球化远距监控的意义。 0060 现请参照图 2， 其为依据本发明的一具体实施例的薄膜太阳能电池全球化工厂管 理系统的示意图。其包括 ： 一以 Mac 作业系统为基础的服务器 203， 其与硅薄膜太阳能电池 量产及检测设备系统 100 沟通连接， 用以搜集薄膜太阳能电池工艺生产数据及品管检测数 据 ； 0061 一或多个以Mac作业系统为基础的使用者端计算装置201-A至201-N， 其通过网络 202， 与服务器 203 沟通连接， 用以请求由服务器搜集的薄膜太阳能电池工艺生产数据及品 管检测数据。如此， 。
22、位于现场或远端的操作者或工程人员， 得以通过该一或多个以 Mac 作业 系统为基础的使用者端计算装置， 获取工艺生产数据及品管检测数据， 以进行工艺数据分 析。 0062 现请参照图 3， 其为依据本发明的一具体实施例的以 Mac 作业系统为基础的使用 者端计算装置的系统示意图。 于该使用者端计算装置300中， 包括有 ： 一统计工艺管制单元 301(SPC Unit)、 一标准化格式输出单元 302、 一标准化接口 303、 一生产控制单元 304、 一远 端存取控制单元305、 一通信接口306、 一处理器307、 一主存储器308、 一储存装置309、 一总 线 310 ； 其通过网络服。
23、务提供者 311(ISP)， 由网际网络 202 连接到服务器 203。 0063 使用者端计算装置， 通过 ISP 311 及网际网络 202 向服务器 203 获取工艺生产数 据及品管检测数据后， 通过通信接口 306、 总线 310， 将该等数据输入于 SPC 单元 301， SPC 说 明 书 CN 102236348 A CN 102236352 A5/6 页 7 单元 301 对于该工艺数据进行分析， 分析该工艺是否处于控制状态 (In-control)， 如在工 艺中存在变异， 导致工艺改变， 甚至工艺成为失控状态 (Out-of-control)， 也能实时检测出 来。 006。
24、4 SPC 单元检测出变异时， 通过对该些变异进行归纳分析， 能够找出变异存在的可能 原因。 常用的归纳分析方法为统计学方法， 其可以通过直方图(Histograms)、 查检表(Check sheets)、 柏拉图 (Pareto diagrams)、 散布图 (scatterdiagrams) 或管制图等。 0065 请参考图 4， 其为依据本发明的一具体实施例的标准化的数据格式输出单元所输 出的直方图数据格式示意图。由该直方图中可以观察出生产数据下列几个数据特性 ： 数据 分配形状 (shape)、 数据集中趋势及数据散布情形。 0066 另请参考图 5， 其为依据本发明的另一具体实施例。
25、的标准化的数据格式输出单元 所输出的散布图数据格式示意图， 该散布图可以显示数据的相关性及相关程度。 0067 现回到图 3， SPC 单元 301 读取由服务器获取的生产及检测数据后， 通过标准化格 式输出单元 302， 可输出标准化的数据格式， 通过总线 310， 显示于标准化接口 303， 可使该 一或多个使用者于其计算装置所读取的数据格式相同， 进而使该使用者之间可互相沟通。 0068 较佳地， 使用者也可通过标准化接口 303， 对于 SPC 单元 301 输出数据中的一或多 个数据或参数进行修改， 同样通过该标准化接口 303 对其他使用者显示。 0069 较佳地， 使用者也可通过。
26、标准化接口 303， 对于 SPC 单元 301 输出数据中的一或多 个数据或参数进行修改后， 通过总线 310、 通信接口 306， 通过 ISP 网络服务提供者 311 及网 际网络 202 将修改后的参数传送到服务器 203。 0070 较佳地， 在另一具体实施例中， 使用者也可通过远端存取控制单元 305， 通过总线 310、 通信接口 306， 通过 ISP 网络服务提供者 311 及网际网络 202 对于该生产端服务器 203 进行远端存取控制。 0071 由于服务器 203 是以 Mac 作业系统为基础， 其与一或多个同样以 Mac 作业系统为 基础的使用者端计算装置， 在中央控。
27、制及存取控制上具有较佳优势， 例如一较高权限远端 使用者， 如图2的201-A， 可以中央化目录方式管理其他201-B201-N使用者， 通过标准化 系统偏好设定、 密码规则等， 控制其他使用者端计算装置的硬件、 软件及网络资源的存取权 限， 达成简易的中央化管理的目的。对于降低薄膜太阳能生产工艺设备及管理成本而言具 有优势。 0072 较佳地， 该远端存取控制单元 305 可使具有较高权限使用者 201-A， 通过网际网络 连线， 控制安装在其他远端使用者 201-B 201-N 内的软件。使用者 201-A 可以在服务器 203 上制作系统磁盘映像档， 来对网络上任何一个远端 Mac 计算。
28、装置使用者 201-B 201-N 进行升级或复原， 其可以节省时间， 也可减少通过DVD或FireWire设备来发布软件的成本， 对于降低薄膜太阳能生产工艺设备及管理成本而言具有优势。 0073 总之， 本发明提出一种以 Mac 为基础的薄膜太阳能电池全球化工厂管理系统， 其 包括 ： 一 Mac 作业系统服务器， 其与多个薄膜太阳能电池生产工艺设备沟通连接， 以获取该 各设备的生产工艺数据 ； 一或多个以 Mac 作业系统为基础的使用者端计算装置， 其与该服 务器沟通连接以请求由服务器获取的生产工艺数据 ； 以及一或多个标准化远端统计工艺管 制单元， 其分别耦合到该一或多个使用者端计算装置。
29、以读取及分析该工艺数据。 0074 在详细说明本发明的具体实施例后， 本领域技术人员可清楚地了解， 在不脱离前 说 明 书 CN 102236348 A CN 102236352 A6/6 页 8 述权利要求书范围与精神下可进行各种变化及改变， 且本发明也不受限于说明书中所举实 施例的实施方式。 说 明 书 CN 102236348 A CN 102236352 A1/4 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102236348 A CN 102236352 A2/4 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102236348 A CN 102236352 A3/4 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102236348 A CN 102236352 A4/4 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102236348 A 。