CN102047392A - 薄膜太阳电池的划线装置 - Google Patents

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Abstract

提供可容易调整被形成的划线的线宽的薄膜太阳电池的划线装置。具备支承薄膜太阳电池的基板的支承手段、沿前述基板的一面的划线预定线按压装设于前端的刃前缘的划线头、使前述基板与前述划线头相对移动的移动手段。以前述划线头与前述基板相对移动而在前述基板的一面形成划线。前述划线头的前述刃前缘的前端形状为圆柱状，且前述刃前缘是配设为相对移动的移动方向与圆柱形状的中心线方向大致一致。

Description

薄膜太阳电池的划线装置
技术领域
本发明是关于可在薄膜太阳电池表面的薄膜上高精度实行划线加工的薄膜太阳电池的划线装置。
背景技术
在能量问题、二氧化碳排出量问题等逐渐成为各国的重要课题的近日，做为不排出二氧化碳的能量源的太阳电池的开发正快速进展中。特别是由于光电变换效率高且在构造面可获得安定的输出特性，故将CIGS(Cu(InGn)Se2)系黄铜矿化合物用于光吸收层的太阳电池已大量被开发。
图1是显示CIGS系薄膜太阳电池的制造流程的示意图。在图1(a)中是在SLG(碱石灰玻璃)基板1上以溅镀形成成为正侧的下部电极的Mo电极层2，以划线加工形成下部电极分离用的槽L。
其次，在图1(b)中是在Mo电极层2上形成由化合物半导体(CIGS)薄膜构成的光吸收层3，在其上以CBD(化学浴沉淀)法形成为异质连接的由ZnS薄膜等构成的缓冲层4的膜，在其上以溅镀形成由ZnO薄膜等构成的绝缘层5，从下部电极分离用的槽L往横向远离特定间隔的位置以划线加工形成到达Mo电极层2的电极间接触用的槽M1。
之后，在图1(c)中是从绝缘层5之上形成由ZnO:Al薄膜等构成的成为上部电极的透明电极层6，以划线加工形成到达下部的Mo电极层2的电极分离用的槽M2。
在制造CIGS系薄膜太阳电池的流程中，在槽M1、槽M2的形成时使用激光划线加工时，会有激光的热使光吸收层3的光电变换特性劣化的问题。针对此点，在例如专利文献1及2中是藉由压接具有筒体的前端部变细的刃前缘的刃，不使用激光而进行机械式划线加工。
【专利文献1】日本特开2002-94089号公报
【专利文献2】日本特开2004-115356号公报
发明内容
然而，如揭示于专利文献1及2的划线装置中，刃前缘的形状为具有特定的锥状的圆锥针等，在压接于基板的面时为使接触面积增加而前端部分被切平。因此，虽能较安定地将膜剥离，但薄膜易于不规则剥离，会有难以高精度实行划线加工的问题。
特别是为维持划线的线宽为一定，必须使薄膜的剥离程度为一定。虽能以配合基板的性状增减按压刃前缘的负荷来调整，但由于对基板表面的按压力一律增减，故微调非常困难。
本发明是有鉴于上述事情而提出，以提供可容易调整被形成的划线的线宽的薄膜太阳电池的划线装置为目的。
为达成上述目的，第1发明的薄膜太阳电池的划线装置具备支承薄膜太阳电池的基板的支承手段、沿前述基板的一面的划线预定线按压装设于前端的刃前缘的划线头、使前述基板与前述划线头相对移动的移动手段，以前述划线头与前述基板相对移动而在前述基板的一面形成划线的薄膜太阳电池的划线装置，以前述划线头的前述刃前缘的前端形状为圆柱状，且前述刃前缘是配设为相对移动的移动方向与圆柱形状的中心线方向大致一致为特征。
在第1发明是使前述基板与前述划线头相对移动以沿前述薄膜太阳电池的基板的一面的划线预定线按压刃前缘。亦即，可固定划线头而使基板移动，反之，可停止基板而使划线头移动，也可使双方移动。前述划线头的前述刃前缘的前端形状为圆柱状，且将刃前缘配设为相对移动的移动方向与圆柱形状的中心线方向大致一致。由于前述划线头的前述刃前缘的前端形状为圆柱状，故将刃前缘按压于基板表面并使其相对移动时，对表面薄膜的按压力会随从刃前缘最先接触基板的中央部分往大致垂直于移动方向的方向逐渐变小，故在薄膜剥离的境界按压力平缓变化，不会急剧变化。因此，在境界部分产生非刻意的大剥离的可能性很少，可使薄膜沿所要的划线预定线剥离。划线预定线的线宽也可由刃前缘的圆柱形状的半径及刃前缘的按压力的增减容易调整。
第2发明的薄膜太阳电池的划线装置是以在第1发明中前述划线头的至少刃前缘由超硬合金构成为特征。
在第2发明中，划线头的刃前缘以超硬合金形成使刃前缘的寿命长，变形也少，故可在长时间高精度进行划线加工。
藉由上述构成，由于前述划线头的前述刃前缘的前端形状为圆柱状，故将刃前缘按压于基板表面并使相对移动时，对表面薄膜的按压力会随从刃前缘最先接触基板的中央部分往大致垂直于移动方向的方向逐渐变小，故在薄膜剥离的境界按压力平缓变化，不会急剧变化。因此，在境界部分产生非刻意的大剥离的可能性很少，可使薄膜沿所要的划线预定线剥离。划线预定线的线宽也可由刃前缘的圆柱形状的半径及刃前缘的按压力的增减容易调整。
附图说明
图1是显示CIGS系薄膜太阳电池的制造流程的示意图。
图2是显示本发明的实施形态的薄膜太阳电池的划线装置的构成的示意图。
图3是显示以往的薄膜太阳电池的划线装置的刃前缘的构成的立体图。
图4是显示使用以往的刃前缘时的划线的形成状态的示意图。
图5是显示本实施形态的薄膜太阳电池的划线装置的刃前缘的构成的立体图。
图6是显示使用本实施形态的刃前缘时的划线的形成状态的示意图。
18：平台          19：桥部
20：支承柱        21：导引棒
22：导引部        23：保持具支承体
9：保持具         W：太阳电池基板
7：划线头         8：刃前缘
具体实施方式
以下基于说明其实施形态的图面详细说明本发明。
图2是显示本发明的实施形态的薄膜太阳电池的划线装置的构成的示意图。如图2所示，本实施形态的薄膜太阳电池的划线装置具备可在大致水平方向(Y方向)移动，且可以90度及角度θ旋转的平台18。
以夹平台18被设置的两侧的支承柱20、20与在X方向延伸的导引棒21构成的桥部19是被设置为跨设于平台18上。保持具支承体23可沿在导引棒21形成的导引部22移动，且藉由马达24的旋转在X方向移动。
在保持具支承体23设有划线头7，在划线头7的下部设有保持划线加工载设置于平台18上的太阳电池基板W的薄膜表面的刃前缘8的保持具9。
在可在X方向及Y方向移动的台座12、13上载置有摄影机10、11。台座12、13是沿设置于在X方向延伸的支承台14的导引部15移动。摄影机10、11可以手动操作上下运动，可调整摄影的焦点。被摄影机10、11拍摄的影像是显示于荧幕16、17。
在载置于平台18之上的太阳电池基板W表面记载有确定位置的对准标记，藉由以摄影机10、11拍摄对准标记调整太阳电池基板W的位置。具体而言，以摄影机10、11拍摄载置于平台18之上的太阳电池基板W表面的对准标记，确定对准标记的位置。基于被确定的对准标记的位置检出太阳电池基板W载置时的方向偏差，使平台18旋转特定角度θ以修正。
之后，以每使平台18在Y方向移动特定节距便使划线头7下降以使刃前缘8在按压太阳电池基板W表面的状态下往X方向移动于X方向加工太阳电池基板W的表面。欲在Y方向加工太阳电池基板W的表面时，是以在使平台18旋转90度的状态下进行同样的动作来对应。
在划线头7的前端部分设有剥离太阳电池基板W的表面的薄膜的刃前缘8。图3是显示以往的薄膜太阳电池的划线装置的刃前缘的构成的立体图。
如图3所示，刃前缘8’具有圆筒形状，在前端部分具有特定的锥状而呈前细的形状。且在前端部分为确保使太阳电池基板W的薄膜剥离的表面积而在大致垂直于圆筒形状的中心线的方向被切断，前端部分呈圆锥台形。亦即，相对于在圆筒形状部分剖面形状为半径r1的圆形，在圆锥台形状部分的前端剖面形状为比半径r1小的半径r2的圆形。以将此形状的刃前缘8’按压于太阳电池基板W的表面的薄膜并使划线头7沿划线预定线往Y方向相对移动来划线加工。
图4是显示使用以往的刃前缘8’时的划线的形成状态的示意图。在如图4所示使用以往的刃前缘8’时，虽能维持以虚线表示的划线预定线41，但却成为有多余被剥离之部分散在之状态。
针对此点，在本实施形态是将刃前缘8的形状变更为圆柱形状。图5是显示本实施形态的薄膜太阳电池的划线装置的刃前缘8的构成的立体图。
如图5所示，本实施形态的划线装置的刃前缘8是前端部分具有所谓圆柱形状。亦即，刃前缘8在垂直于X方向的面的剖面形状是在前端部分呈半径R的半圆形状，以将刃前缘8’按压于太阳电池基板W的表面的薄膜并使划线头7往X方向相对移动来划线加工。
图6是显示使用本实施形态的刃前缘8时的划线的形成状态的示意图。如图6所示，比起使用以往的刃前缘8’的状况，可更正确描绘以虚线表示的划线预定线41，多余被剥离的部分也明显减少。此是由于前述刃前缘8具有圆柱形状，故将刃前缘8按压于太阳电池基板W表面并使相对移动时，对表面薄膜的按压力会随从刃前缘最先接触基板的中央部分往外侧逐渐变小，故在薄膜剥离的境界按压力平缓变化。因此，在境界部分不会产生非刻意的大剥离，可使薄膜沿所要的划线预定线剥离。
划线预定线的线宽也可容易调整。亦即，由于前述刃前缘8具有圆柱形状，故藉由增减刃前缘8在垂直于X方向的面的剖面形状即半圆形状的半径R及刃前缘8的按压力的增减可以所要的线宽形成划线。
划线头7的刃前缘8的材质可为钻石(单结晶钻石、烧结钻石(PCD)等)，也可为超硬合金。在以超硬合金形成刃前缘8时，比起以钻石形成刃前缘8的状况能以较低的按压力形成同等的剥离，能较大范围调整划线加工的线宽。
另外，在上述实施形态虽是以使划线头7在X方向移动以实行划线加工，但由于只要划线头7与太阳电池基板W可相对移动即可，故可在太阳电池基板W被固定的状态下使划线头7在X方向及Y方向移动，也可不使划线头7移动而仅使太阳电池基板W在X方向及Y方向移动。不论为何种状况，只要将刃前缘8的安装方向变更为使刃前缘8在圆柱形状的刃前缘8的前端部分接触太阳电池基板W的线的方向相对移动即可。
只要在本发明的主旨的范围内，各种变形、置换等皆为可能。

Claims (2)

1.一种薄膜太阳电池的划线装置，具备支承薄膜太阳电池的基板的支承手段、沿前述基板的一面的划线预定线按压装设于前端的刃前缘的划线头、及使前述基板与前述划线头相对移动的移动手段，以前述划线头与前述基板相对移动而在前述基板的一面形成划线，其特征在于：
前述划线头的前述刃前缘的前端形状为圆柱状，且前述刃前缘是配设为相对移动的移动方向与圆柱形状的中心线方向大致一致。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳电池的划线装置，其特征在于其中，前述划线头的至少刃前缘是由超硬合金构成。
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