Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest bereichsweisen Entfernen einer Schicht auf einem Trägersubstrat, wobei die Schicht wenigstens eine

Schichtlage umfasst, insbesondere zur Randentschichtung von Solarzellen bzw. Solarmodulen, bei dem zumindest ein Teilbereich der Schicht des Trägersubstrates durch Beleuchtung, insbesondere sukzessive fleckweise Beleuchtung mit einem, insbesondere gepulsten Laserstrahl abgetragen wird.

Im Stand der Technik sind viele Anwendungen bekannt, bei denen Trägersubstrate, wie z.B. Platten aus Glas oder Keramik oder auch anderen Materialien in einem Herstellungsprozess mit einer Schicht aus ggfs. mehreren Schichtlagen versehen werden, beispielsweise einer funktionalen Schicht, z.B. umfassend leitende Elektrodenschichtlagen und/oder halbleitende Schichtlagen, was insbesondere das Gebiet der Solarzellen betrifft, sowie auch Reflektionsschichtla- gen für Licht oder Wärmestrahlung, was z.B. Fensteranwendungen betrifft.

Häufig muss nach einem Herstellungsprozess, bei dem eine solche Schicht z.B. vollflächig auf einem Substrat angebracht wurde, die Schicht nachträglich in bestimmten Bereichen, z.B. einem Plattenrand wieder entfernt werden.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Bei Solarzellen, insbesondere den sogenannten Dünnschichtmodulen wird beispielsweise ein Randbereich der Solarzellensubstrate (z.B. transparente Glasplatten) nach der Herstellung wieder von der zuvor aufgebrachten Schicht befreit, um zum Einen einen Isolationsbereich zu schaffen und/oder zum Anderen eine sichere Einkapselung mit einer späteren Deckschicht zu erzielen.

Bei Fensteranwendung wird z.B. im Bereich des späteren Randverbundes eine Schicht entfernt, um eine Verklebung des Randverbundes herstellen zu können.

Der Gegenstand der Erfindung ist jedoch nicht auf diese beiden nur beispielhaft genannten Anwendungen beschränkt.

Im Anwendungsgebiet der Solartechnik sind z.B. mehrere Entschichtungsverfah- ren bekannt geworden.

Beispielsweise wird zur Entschichtung des Randes von Dünnschichtsolarzellen bzw. -modulen das Sandstrahlverfahren eingesetzt. Durch das Sandstrahlen können jedoch im Glassubstrat Mikrorisse initiiert werden, die beim späteren Einsatz im Freiland ein unerwünschtes Eindringen von Feuchtigkeit begünstigen können. Durch das Sandstrahlen ist weiterhin die Staubbelastung erhöht und das Strahlgut wird durch die Abrasion verunreinigt und muss gereinigt oder entsorgt werden.

In einem anderen Verfahren wird eine nasschemische Entschichtung

vorgenommen. Dabei wird eine geeignete Ätzpaste auf die zu entschichtenden Bereiche einer Solarzelle aufgetragen. Nach der chemischen Reaktion müssen Pastereste sowie Reaktionsrückstände von der Substratoberfläche des

Solarmoduls entfernt werden.

Auch das Entschichten mit Laserstrahlung wird im Gebiet der Solarzellen bzw. der Solarmodule eingesetzt, wobei ein Laserstrahl aus gepulstem Laserlicht mit einer geeigneten zeitlichen Pulsdauer und geeigneter Wellenlänge eine Substratoberfläche beleuchtet und so durch die sogenannte Laserablation eine ^' Schicht auf dem Substrat entfernt wird. Dieses Entfernen erfolgt jeweils nur in dem

Beleuchtungsfleck auf dem Substrat, so dass für ein größer flächiges Entfernen der Schicht der Laserstrahlfleck und das Substrat relativ zueinander bewegt werden und so ein sukzessiver fleckweiser Abtrag der Schicht erfolgt.

Bei dieser Laserablation erfolgt ein hoher Energieeintrag in den beleuchteten Schichtbereich innerhalb einer sehr kurzen Zeit von z.B. wenigen Nano-, Piko- oder sogar Femtosekunden, wobei bedingt durch die schnelle Erhitzung des Schichtmaterials und/oder Trägersubstrates die Schicht vom Trägersubstrat förmlich abgesprengt wird.

Um hier eine Belastung der Umgebung mit den entfernten und z.T. auch gesundheitsgefährlichen Schichtmaterialien zu vermeiden, werden bislang im Stand der Technik aufwändige Absauganlagen installiert, mit welchen die

Schichtmaterialen am Ort der Entstehung abgesaugt und aus dem Luftstrom ausgefiltert werden. Derartige Absauganlagen sind kosten- und wartungsintensiv, z.B. aufgrund der benötigten Reinigungen. Die ausgefilterten Materialien müssen weiterhin als Sondermüll entsorgt werden.

Diese vorgenannten Verfahren haben weiterhin den Nachteil, dass die wertvollen Materialien, z.B. solche, die für die Herstellung der photoaktiven Schicht von Solarzellen / Solarmodulen verwendet werden, nicht zurückgewonnen werden können und bei den beschriebenen Laserverfahren z.T. auch in die Umgebung verdampfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, nach der Herstellung von Trägersubstraten mit jeglicher Art von ein- oder auch mehrlagiger Schicht diese Schicht zumindest bereichsweise wieder zu entfernen, z.B. bei Dünnschichtsolarmodulen den Rand zu entschichten und einen Isolationsbereich zu schaffen, wobei hierbei auf das beschriebene Laserverfahren zur Abtragung zurückgegriffen wird, jedoch die Schichtmaterialien kostengünstig und ohne großen apparativen Aufwand, insbesondere ohne Absaugung aufgefangen werden sollen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest auf dem zu entschichtenden Teilbereich des Trägersubstrates ein Transfermedium befestigt bzw. angeordnet wird und beim Beleuchten mit dem Laserstrahl die vom

Trägersubstrat gelösten Schichtbestandteile am Transfermedium anhaften, insbesondere auf das Transfermedium übertragen werden und zusammen mit dem Transfermedium nach Beendigung der Beleuchtung vom Trägersubstrat entfernt werden.

So ist es ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung, dass es verhindert wird, dass die durch Laserablation abgesprengten Schichtmaterialien in alle

erdenklichen Raumrichtungen verteilt werden. Durch die Befestigung eines Transfermediums zumindest auf dem zu entschichtenden Teilbereich des

Trägersubstrates oder sogar vollflächig auf diesem werden die abgesprengten Schichtmaterialien auf ihrem Weg von der Trägersubstratoberfläche in den Raum aufgehalten, da diese sofort bei der Laserablation von dem Trägersubstrat auf das dem Trägersubstrat gegenüberliegende Transfermedium übertragen werden und spätestens mit Auftreffen auf der Oberfläche des Transfermedium dort anhaften, sofern eine Haftung nicht bereits schon durch die Befestigung des Transfermedium an der zu entfernenden Schicht erzielt ist.

Ein Transfermedium kann z.B. durch ein zum Trägersubstrat art- und/oder materialgleiches Substrat gebildet werden. In der Anwendung der EntSchichtung einer Solarzelle kann somit ein Transfermedium z.B. eine Glasplatte sein, die in Kontakt mit oder zumindest nahe der Oberfläche der zu entfernenden Schicht angeordnet wird, so dass abgesprengte Schichtmaterial sich unmittelbar dort anlagert und nicht in den freien Raum entweichen kann.

In einer anderen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, dass das

Transfermedium durch eine Klebefolie gebildet wird, die mit ihrer klebenden Seite zumindest auf den Bereich einer zu entfernenden Schicht aufgeklebt wird. In einem solchen Fall haftet das zu entfernende Schichtmaterial bereits vor der Ablösung vom Trägersubstrat an der Folie aufgrund der Klebewirkung zwischen Folie und Schicht, bzw. zwischen Folie und der obersten Schichtlage dieser Schicht, sofern diese mehrere Schichtlagen aufweist.

Durch den Laserablationsprozess wird sodann das Schichtmaterial vom

Trägersubstrat gelöst, wobei es an der Folie befestigt bleibt und mit dieser vom Trägersubstrat nach Beendigung der Beleuchtung bzw. des Ablationsprozesses abgezogen werden kann.

Unabhängig von der Ausführung des Transfermediums kann es z.B. vorgesehen sein, dass der Laserstrahl die zu entfernende Schicht durch das Transfermedium hindurch beleuchtet. In diesem Fall ist das Transfermedium für den Laserstrahl transparent auszugestalten, damit dieser nicht oder nicht zu stark in dem

Transfermedium, z.B. einer Folie absorbiert wird.

In einer anderen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, dass der Laserstrahl die zu entfernende Schicht durch das Trägersubstrat hindurch beleuchtet. Dies ist z.B. vorteilhaft, wenn die zu entfernende Schicht aus mehreren Schichtlagen besteht, da in diesem Fall der Laserstrahl unmittelbar diejenige Schichtlage trifft, über die alle Schichtlagen an dem Trägersubstrat befestigt sind.

Vorteilhaft ist es bei der Erfindung insgesamt, dass auch eine gute Möglichkeit besteht, die entfernten Schichtbestandteile, z.B. bei Solarzellen die Materialien der photoaktiven Schichtlagen, insbesondere nach Ablösen vom Transfermedium wieder zu verwerten bzw. zurückzugewinnen.

Besonders in der Anwendung bei Solarzellen kann mit der Erfindung auf einfache Weise eine elektrische Isolation des Randes von Solarzellen / Solarmodulen erreicht werden. Eine zu entfernende Schicht kann hier als gesamtes Schichtpaket aus mehreren Schichtlagen abgelöst werden, insbesondere wenn die Beleuchtung durch das Trägersubstrat erfolgt. Durch den Einsatz des Transfermedium, wie z.B. einer Folie, insbesondere einer selbstklebenden Folie können Nanostäube in der Raumluft reduziert werden. Unerwünschte Rückstände wie Flakes, die sich durch das Entschichten wieder auf dem halbfertigen Solarmodul anlagern können, werden mit dem neuen Verfahren effektiv vermieden.

Weiterhin leistet die Erfindung einen Beitrag zum Umweltschutz und wertvolle Rohstoffe können weiterverarbeitet werden.

Es besteht des Weiteren die Möglichkeit in einer Ausgestaltung der Erfindung eine einfache optische Qualitätskontrolle im Prozess der Entschichtung durchzuführen.

Beispielsweise kann das vollständige Entschichten eines Trägersubstrates in einem gewünschten Bereich durch Untersuchung des Transfermediums erfolgen, indem geprüft wird, ob die zu entfernende Schicht dort vollständig anhaftet. Das evtl. Fehlen von Schichtbestandteilen lässt den Rückschluss zu, dass dieser noch auf dem Trägersubstrat anhaftet, da im Ablationsprozess keine Möglichkeit bestand, dass die Schichtmaterialien in die Umgebung entwichen sind. Evtl.

Prozessfehler werden somit unmittelbar aufgedeckt, ohne dass das empfindliche Trägersubstrat selbst untersucht werden muss.

Ein zusätzlicher Vorteil ist es, dass auch schon bestehende Entschichtungsanla- gen nachgerüstet werden können. Hier können die bisherigen Absaugvorrichtungen stillgelegt bzw. entfernt werden, wobei dann erfindungsgemäß und mit allgemeiner Gültigkeit ein Transfermedium auf dem Trägersubstrat auf der Seite der Schicht angebracht wird, die entfernt werden soll, so dass diese zu

entfernende Schicht zwischen Trägersubstrat und Transfermedium eingekapselt ist.

Die Erfindung eignet sich zur Herstellung bzw. Weiterverarbeitung von

Solarmodulen, wobei die Art der photoaktiven Schicht (anorganisch: Si, CdTe, CIGS oder organisch) frei gewählt werden kann. Ebenso eignet sich die Erfindung für andere Anwendung, z.B. im Fensterbau bei der Herstellung von Isolierglasscheiben. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, den Abtrag einer mehrlagigen Beschichtung auch flächig und schichtlagenselektiv

durchzuführen. In diesem Fall kann z.B. mit einer Folie dann die gewünschte Schichtlage einer Schicht flächig aufgenommen.

Hierfür ist es vorteilhaft die Beleuchtung durch das Transfermedium durchzuführen jedoch nicht hierauf beschränkt. Beginnend mit der unter dem Transfermedium angeordneten ersten Schichtlage kann die Beschichtung so Lage für Lage abgetragen werden. Hierfür ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Laser in seinen Parametern angepasst werden kann, um nur auf die jeweils zuerst unter dem Transfermedium angeordnete Schichtlage oder eine ganz bestimmte Schichtlage unter dem Transfermedium, z.B. unter einer Folie liegenden Schichtlage ablativ zu wirken.

Dies kann z.B. durch Änderung der Wellenlänge und/oder der Pulsdauer und/oder der Lichtintensität und/oder des Beleuchtungswinkels zur Flächennormalen und/oder der Polarisation des Laserstrahls eingestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.

Die Figur 1 zeigt nicht maßstäblich ein Trägersubstrat 5, auf dem eine Schicht aus drei einzelnen Schichtlagen 2, 3 und 4 angeordnet ist. Es kann sich z.B. um die Schichten von Front-, Rückelektrode und photoaktivem Material einer Solarzelle handeln.

Erfindungsmäß ist es hier vorgesehen auf die Schicht, d.h. hier auf die letzte Schichtlage 2 aller Schichtenlagen ein Transfermedium 1 aufzubringen. In dem hier beschriebenen Fall handelt es sich beispielsweise um eine Klebefolie 1 , die mit ihrer klebenden Seite diese letzte Schichtlage 2 kontaktiert, wodurch eine feste klebende Verbindung zwischen der Schicht aus den drei Lagen und der Folie 1 hergestellt ist und bislang noch die gesamte Schicht an dem Trägersubstrat 5 befestigt ist. Gemäß Figur 1 wird nun in den Randbereichen von der Seite des Trägersubstrates 5 mit einem gepulsten Laserstrahl 6 durch das Trägersubstrat hindurch die Schicht beleuchtet, wobei der Laserstrahl 6 in den beleuchteten Bereichen jeweils mit der ersten Schichtlage 4 wechselwirkt und durch einen Ablationsprozess diese Schichtlage 4 vom Trägersubstrat 5 löst.

Um die Ablation zu bewirken, ist der Laser hinsichtlich Wellenlänge, Pulsdauer und Intensität passend zur beleuchteten Schichtlage 4 ausgewählt.

Wie Figur 2 zeigt, ist hier zunächst die ablativ gelöste Schicht aus den einzelnen Lagen 2,3,4, zwischen der aufgeklebten Folie und dem Trägersubstrat

eingekapselt. Da jedoch die Schichtlage 4 vom Trägersubstrat ablativ gelöst ist, kann nun durch Abziehen der Klebefolie 1 der jeweils gelöste Randbereich der Schicht in allen drei Lagen entfernt werden, da diese an der Folie 1 haftet. Figur 3 zeigt den entfernten Teil 7a, d.h. die Einheit aus Folie 1 und den beiden entferntem Randbereichen. Zurück bleibt auf dem Trägersubstrat gemäß Figur 4 ein im Rand entschichteter Teil 7b.

Da die Folie in den nicht ablativ gelösten Bereichen an der Schicht weniger haftet als die Schicht am Trägersubstrat 5, löst sich hier wieder die Folie bei Abziehen von der Schicht, so dass der nicht ablativ gelöste Schichtbereich am

Trägersubstrat 5 verbleibt.

Um einen kontrollierten Abriss aller Schichtlagen im ablativ gelösten Bereich von dem nicht gelösten Bereich zu erzielen, kann es in einer Weiterbildung auch vorgesehen sein, mit einem, z.B. demselben Laser zusätzlich zwischen diesen beiden Bereichen eine Sollbruchstelle zu erzeugen.