CN111033645A - 带有透明导电膜的基板的制造方法、带有透明导电膜的基板及太阳能电池 - Google Patents

带有透明导电膜的基板的制造方法、带有透明导电膜的基板及太阳能电池 Download PDF

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Abstract

一种带有透明导电膜的基板的制造方法，向在基板的表面形成的透明导电膜照射亚纳秒‑纳秒激光，在所述透明导电膜的至少一部分形成凹凸形状的激光诱导周期表面结构。优选的是，对所述亚纳秒‑纳秒激光的积分通量进行控制，以使得在所述透明导电膜的照射面上所述亚纳秒‑纳秒激光的光束的至少一部分为能够去除所述透明导电膜的积分通量与不能去除所述透明导电膜的积分通量之间的值。

Description

带有透明导电膜的基板的制造方法、带有透明导电膜的基板 及太阳能电池
技术领域
本发明涉及带有透明导电膜的基板的制造方法、带有透明导电膜的基板及太阳能电池。
背景技术
在液晶显示器、有机EL显示器等平板显示器、太阳能电池中，使用在玻璃等透明基板的表面形成有氧化铟锡(ITO)膜等透明导电膜的带有透明导电膜的基板。在带有透明导电膜的基板中，透明导电膜以规定的图案形成于基板的表面。透明导电膜的图案化例如通过激光加工来进行。在激光加工的情况下，通过向基板表面的透明导电膜照射激光而赋予能量，从而去除透明导电膜的一部分并进行图案化。在透明导电膜被去除之后而露出的基板的表面形成绝缘性的保护膜。
在专利文献1中公开了如下技术，即在透明导电膜被去除了的去除区域与透明导电膜的边界区域形成透明导电膜成为岛状的岛状部分，利用其锚固效果使保护膜难以剥离。在专利文献1中公开了如下内容，即，为使不向周边部分热扩散，使用脉冲宽度为10皮秒以下、优选为飞秒的超短脉冲激光来进行透明电极的图案化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-190392号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在这样的超短脉冲激光中，由于透明导电膜的岛状部分的尺寸形成得较小，因此，边界区域中的透明导电膜成为密集的凹凸形状，另外，有在岛之间容易残留透明导电膜、或岛彼此未完全分离的情况，因此有可能锚固效果变得不充分。另外，在超短脉冲激光中，由于每一个脉冲的能量较小，因此对于去除透明电极而进行图案化而言有时需要花费时间。另外，超短脉冲激光在每一个脉冲的能量相同的情况下，脉冲宽度越短，峰值越高，因此有可能在峰值高的部分对基板造成损伤。为了防止这样的损伤，需要使峰值降低到不对基板造成损伤的程度，但这样一来，每一个脉冲的能量变小，因此在图案化方面更花费时间。这样，若在图案化方面花费时间，则带有透明导电膜的基板的制造时间变长，制造性降低。因此带有透明导电膜的基板的制造成本变高。
另外，在超短脉冲激光的情况下，为了与该超短脉冲宽度对应，输出超短脉冲激光的激光装置本身、与激光装置一起使用的透镜等周边设备也需要高价的设备，因此设备成本变高。其结果是，所制造的带有透明导电膜的基板也变得高价。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够廉价且适当地实现透明导电膜的形状加工的带有透明导电膜的基板的制造方法、具有适当形状的透明导电膜的廉价的带有透明导电膜的基板、以及使用该基板的太阳能电池。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题而实现上述目的，本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，在该带有透明导电膜的基板的制造方法中，向在基板的表面形成的透明导电膜照射亚纳秒-纳秒激光，在所述透明导电膜的至少一部分形成凹凸形状的激光诱导周期表面结构。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，对所述亚纳秒-纳秒激光的积分通量进行控制，以使得在所述透明导电膜的照射面上所述亚纳秒-纳秒激光的光束的至少一部分的区域为能够去除所述透明导电膜的积分通量与不能去除所述透明导电膜的积分通量之间的值。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，对所述亚纳秒-纳秒激光的积分通量进行控制，以使得对于所述亚纳秒-纳秒激光的光束，在中心区域为能够去除所述透明导电膜的积分通量，在位于所述中心区域的周围的第一周围区域为能够形成所述激光诱导周期表面结构的积分通量，在位于所述第一周围区域的周围的第二周围区域为不能去除所述透明导电膜的积分通量。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，通过所述亚纳秒-纳秒激光对所述透明导电膜进行图案化。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，控制所述亚纳秒-纳秒激光的光束的、积分通量为能够形成所述激光诱导周期表面结构的区域的宽度，由此控制所述透明导电膜被去除的宽度与形成所述激光诱导周期表面结构的宽度的比率。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，所述激光诱导周期表面结构具有沿规定方向延伸且所述透明导电膜被去除了的去除部和沿所述规定方向延伸且残留有所述透明导电膜的残留部在与所述规定方向交叉的方向上交替地配置的结构。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，在所述透明导电膜的相互分离的第一区域与第二区域之间形成所述激光诱导周期表面结构，调整所述第一区域与所述第二区域之间的电阻值。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，通过设定所述规定方向来调整所述第一区域与所述第二区域之间的电阻值。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，在所述透明导电膜形成有包含所述第一区域和所述第二区域的电路图案，所述规定方向相对于所述电路图案的长度方向倾斜。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，按照所述规定方向与将所述第一区域和所述第二区域以最短距离连结的方向正交的方式形成所述激光诱导周期表面结构，使所述第一区域与所述第二区域之间电绝缘。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，将两个所述激光诱导周期表面结构以彼此的所述规定方向交叉的方式重叠而形成，使所述第一区域与所述第二区域之间电绝缘。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，所述透明导电膜的残留部以0.3μm至3.0μm的范围的间隔配置。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的制造方法的特征在于，通过设定所述亚纳秒-纳秒激光的偏振方向来调整所述规定方向。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的特征在于，具备：基板；以及透明导电膜，其形成于所述基板的表面，在所述基板的表面形成有所述基板未被所述透明导电膜覆盖的露出区域、和所述基板被所述透明导电膜覆盖的覆膜区域，在所述露出区域与所述覆膜区域的边界区域具有凹凸结构，所述凹凸结构由沿规定方向延伸且所述透明导电膜被去除了的去除部和沿所述规定方向延伸且残留有所述透明导电膜的残留部在与所述规定方向交叉且所述边界区域延伸的方向上交替地配置而成。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的特征在于，具备：基板；以及透明导电膜，其形成于所述基板的表面，所述带有透明导电膜的基板具有凹凸结构，所述凹凸结构由沿规定方向延伸且所述透明导电膜被去除了的去除部和沿所述规定方向延伸且残留有所述透明导电膜的残留部在与所述规定方向交叉的方向上交替地配置而成，所述透明导电膜通过所述去除部和所述残留部成为规定的图案形状。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的特征在于，所述凹凸结构为激光诱导周期表面结构。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的特征在于，所述激光诱导周期表面结构由亚纳秒-纳秒激光形成。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的特征在于，所述透明导电膜的残留部以0.3μm至3.0μm的范围的间隔配置。
本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板的特征在于，至少在所述透明导电膜的所述凹凸结构之上形成有膜。
本发明的一个实施方式的太阳能电池的特征在于，所述太阳能电池具备本发明的一个实施方式的带有透明导电膜的基板。
发明效果
根据本发明，起到能够廉价且适当地实现透明导电膜的形状加工的效果。
附图说明
图1是用于说明实施方式1的带有透明导电膜的基板的制造方法的图。
图2A是使用实施方式1的制造方法制造的带有透明导电膜的基板的示意图。
图2B是使用实施方式1的制造方法制造的带有透明导电膜的基板的示意图。
图3是用于说明凹凸结构与积分通量的关系的图。
图4是表示凹凸结构的显微镜照片的图。
图5A是用于说明激光的积分通量的图。
图5B是用于说明激光的积分通量的图。
图5C是用于说明激光的积分通量的图。
图5D是用于说明激光的积分通量的图。
图6是实施方式2的带有透明导电膜的基板的示意图。
图7是表示凹凸结构的照片的图。
图8是表示实施方式3的带有透明导电膜的基板的示意图。
图9A是实施方式4的带有透明导电膜的基板的示意图。
图9B是实施方式4的带有透明导电膜的基板的示意图。
图9C是实施方式4的带有透明导电膜的基板的示意图。
图10A是实施方式5的带有透明导电膜的基板的示意图。
图10B是实施方式5的带有透明导电膜的基板的示意图。
图11是实施方式6的带有透明导电膜的基板的示意图。
图12是实施方式7的太阳能电池的示意性分解立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明不被该实施方式限定。另外，在附图的记载中，对相同或对应的要素适当标注相同的附图标记。另外，需要注意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与实际不同。在附图的相互之间，有时也包括彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。
(实施方式1)
图1是用于说明实施方式1的带有透明导电膜的基板的制造方法的图。实施方式1的制造方法是通过加工装置100，对在基板的表面整面形成有透明导电膜的、带有透明导电膜的基板的透明导电膜实施规定的图案化，从而制造后述的带有透明导电膜的基板的方法。加工装置100具备激光装置101、电扫描仪102、以及fθ透镜103。
激光装置101例如具备光纤激光器等的激光光源，输出脉冲宽度为0.1纳秒至999纳秒范围的亚纳秒-纳秒脉冲激光即激光L1。另外，激光装置101具备用于调整激光L1的偏振方向的偏振片等的偏振调整器、以及用于调整激光L1的光束的形状的光束成形器。光束成形器例如由DOE(Diffractive Optical Element(衍射光学元件))构成。
电扫描仪102具备分别由电动马达旋转驱动的电流镜102a、102b，利用旋转的电流镜102a、102b使激光装置101输出的激光L1反射，而使激光L1扫描。在图1中，将扫描后的激光L1表示为激光L2、L3、L4。
fθ透镜103将电扫描仪102等角度扫描后的激光在规定的平面上聚光，且使其在该平面上进行等速度扫描。上述的规定的平面设定为与载置于未图示的工作台的带有透明导电膜的基板S的表面一致，因此，激光L1(激光L2、L3、L4)以通过fθ透镜103聚光于带有透明导电膜的基板S的表面的状态被照射，如轨迹TL那样被扫描。通过对在带有透明导电膜的基板S的表面形成的透明导电膜照射亚纳秒-纳秒的激光L1而去除透明导电膜的一部分，由此能够在透明导电膜形成规定的图案。
图2A、2B是使用实施方式1的制造方法制造的带有透明导电膜的基板10的示意图。图2A是带有透明导电膜的基板10的、与图1的带有透明导电膜的基板S的区域A1对应的部分的俯视图。图2B是图2A的A-A线剖视图。
带有透明导电膜的基板10具备基板1和透明导电膜2。基板1例如是由玻璃等透明材质构成的基板。透明导电膜2是由氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)系材料等透明的导电性材料构成的膜，通过利用激光L1进行图案化，从而以规定的图案形成于基板1的表面。
在带有透明导电膜的基板10的表面形成有基板1未被透明导电膜2覆盖的露出区域1a和基板1被透明导电膜2覆盖的覆膜区域1b。露出区域1a是通过图1中所示的激光L1去除了透明导电膜2的区域，沿着激光L1的扫描方向即方向D1(参见图2A)形成。
并且，带有透明导电膜的基板10在露出区域1a与覆膜区域1b的边界区域1c具有凹凸结构3。关于凹凸结构3将在后面详细叙述。
并且，如图2B所示，带有透明导电膜的基板10具有保护膜4。保护膜4以覆盖基板1的表面的露出区域1a、凹凸结构3、以及透明导电膜2的一部分的方式形成。保护膜4由绝缘性材料构成。绝缘性材料例如是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝等无机材料、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等有机材料。需要说明的是，在图2A中，省略了保护膜4的图示。保护膜4可以在利用激光L1将透明导电膜2图案化之后，使用公知的方法形成。
接下来，对凹凸结构3进行具体说明。如图3所示，凹凸结构3具有在边界区域1c中，沿方向D2延伸的去除部3a以及残留部3b在与方向D2交叉的方向D1上交替地配置的凹凸形状。去除部3a是透明导电膜2被激光L1去除了的部分，残留部3b是透明导电膜2未被激光L1去除而残留的部分。残留部3b与覆膜区域1b上的透明导电膜2连接。方向D1如上所述是激光L1的扫描方向，与边界区域1c的延伸方向相同。
这样的凹凸结构3被称为激光诱导周期表面结构(Laser Induced PeriodicSurface Structure：LIPSS)，由激光L1的干涉而产生。在凹凸结构3中，去除部3a或残留部3b以与激光L1的波长相同程度的间隔大致周期性地配置。例如，在激光L1的波长为1070nm的情况下，去除部3a或残留部3b也以约1μm的间隔配置。去除部3a或残留部3b通过变更激光L1的波长，例如以0.3μm至3.0μm的范围的间隔(周期d)配置。另外，方向D2可以通过设定激光L1的偏振方向来调整。另外，若将激光L1的扫描方向即方向D1与去除部3a及残留部3b的延伸方向即方向D2所成的角设为θ，则边界区域1c的宽度w的下限值为d/cosθ。另外，残留部3b的长度1为w/sinθ＝d/sinθ·cosθ。通过将周期d的范围即0.3μm至3.0μm的范围的值代入上述式中，从而导出宽度w及长度1的值。
另外，这样的凹凸结构3能够通过对在基板1的表面形成的透明导电膜2照射激光L1时控制激光L1的积分通量(fluence)来形成。在此，积分通量是指激光的光束的截面中的每单位面积的能量，单位例如是J/cm2或W/cm2。
参照图3，对凹凸结构与积分通量的关系进行说明。在图3中，对应于露出区域1a、边界区域1c和覆膜区域1b，示出了激光L1的积分通量的分布的曲线图。横轴为距激光L1的光束中心的距离，纵轴为积分通量。从图3可知，在激光L1的光束内，存在积分通量为值F2以上的区域、积分通量为小于值F2且大于值F1的区域、以及积分通量为值F1以下的区域。在激光L1的积分通量大于值F2的区域中，通过激光L1赋予透明导电膜2的能量较多，因此透明导电膜2被去除。因此，形成露出区域1a。在激光L1的积分通量小于值F1的区域中，通过激光L1赋予透明导电膜2的能量较少，因此透明导电膜2未被去除。在激光L1的积分通量小于值F2且大于值F1的区域中，通过激光L1赋予透明导电膜2的能量成为能够形成LIPSS的量，因此形成凹凸结构3。这样，通过控制激光L1的积分通量，以使向透明导电膜2照射的照射面中的激光L1的光束的至少一部分成为能够去除透明导电膜2的积分通量值F2与无法去除透明导电膜2的积分通量值F1之间的值，从而能够形成凹凸结构3。需要说明的是，值F1、F2是根据透明导电膜2的材质、厚度等而决定的值。
需要说明的是，图4是表示本发明的发明者们对在玻璃基板的表面形成有ITO膜的带有透明导电膜的基板照射了波长为1550nm且脉冲宽度为1.6ns的激光的情况的、带有透明导电膜的基板的显微镜照片的图。需要说明的是，在图4中，图示出表示尺寸的刻度，1刻度为1.0μm。从图4可知，在照片的左侧的区域透明导电膜被去除而形成露出区域，在比中央稍靠右侧的区域形成周期为1μm左右的凹凸结构，在右侧的区域残留有透明导电膜。
接下来，对用于形成基于LIPSS的凹凸结构3的激光的积分通量进行说明。图5A～5D是用于说明激光的积分通量的图。图5A是表示在透明导电膜2的照射面上激光L1的光束B1的每个区域的积分通量的图。对于光束B1，在中心区域B11中，积分通量为值F2以上，是能够去除透明导电膜2的积分通量。另外，在位于中心区域B11的周围的第一周围区域B12中为能够形成基于LIPSS的凹凸结构3那样的小于值F2且大于值F1的积分通量。并且，在位于第一周围区域B12的周围的第二周围区域B13中为不能去除透明导电膜2的值F1以下的积分通量。需要说明的是，在实际的激光的光束中，积分通量连续地变化，但在图5A～5D中，将值F1、F2作为阈值而阶梯状地表示积分通量。
例如，在向透明导电膜2照射具有图5A所示的积分通量的光束B1的激光L1并进行扫描时，所形成的露出区域1a的宽度为中心区域B11的直径即宽度W11，所形成的凹凸结构3的宽度为第一周围区域B12的宽度即宽度W12。这样，若将激光L1的积分通量控制为使激光L1的光束B1具有中心区域B11、第一周围区域B12、以及第二周围区域B13，则能够制造图2A、2B所示的结构的带有透明导电膜的基板10。
需要说明的是，激光L1的光束中的积分通量的分布可以通过激光装置101所具备的激光光源的输出调整和光束成形器的特性的设定来变更。例如，能够如图5B所示的光束B2那样，以积分通量小于值F2且大于值F1的区域的宽度W22相对于积分通量为值F2以上的区域的宽度W21变宽的方式进行调整。另外，能够如图5C所示的光束B3那样，以宽度W32相对于宽度W31变窄的方式进行调整。这样，通过控制激光L1的光束(光束B1、B2、B3)中的作为能够形成LIPSS的积分通量的区域的宽度(宽度W12、W22、W32)，从而能够控制透明导电膜2被去除的宽度(宽度W11、W21、W31)与形成LIPSS的宽度(宽度W12、W22、W32)的比率。
进而，如图5D所示，也可以调整激光L1的光束B4，使得在宽度W4的区域中积分通量小于值F2且大于值F1，并且不存在积分通量为值F2以上的区域。关于由光束B4那样的激光L1形成的凹凸结构的例子，作为实施方式2在后面详细叙述。
需要说明的是，在图5A～5D中，对激光L1的光束为圆形的情况进行了说明，但激光L1的光束并不限于圆形，可以采用能够通过光束成形器实现的各种形状。
根据实施方式1的制造方法，能够在对透明导电膜2进行图案化的同时，形成作为LIPSS的凹凸结构3。在凹凸结构3中，与专利文献1那样的岛状部分不同，在去除部3a中透明导电膜被完全去除，残留部3b之间通过去除部3a完全分离。其结果是，在凹凸结构3可靠地形成在深度方向上高低差较大的宏观结构，因此对保护膜4的锚固效果好。另外，能够容易地调整凹凸结构3的宽度，因此也能够容易调整锚固效果的程度。进而，由于激光L1为亚纳秒-纳秒脉冲激光，因此能够将峰值降低到不对基板造成损伤的程度，并且能够使每一个脉冲的能量较大。因此，能够缩短对图案化所花费的时间，并且还能够降低设备成本。另外，也能够廉价地准备光束成形器。因此，在带有透明导电膜的基板10的制造中，能够廉价且适当地实现透明导电膜2的形状加工。另外，所制造的带有透明导电膜的基板10为具有适合形状的透明导电膜2的廉价基板。
(实施方式2)
图6是实施方式2的带有透明导电膜的基板10A的示意图，是带有透明导电膜的基板10A的一部分的俯视图。
带有透明导电膜的基板10A具备基板1和在基板1的表面形成的透明导电膜2A。透明导电膜2A是由与透明导电膜2相同的透明的导电性材料构成的膜。
透明导电膜2A具有作为第一区域的区域2A1、作为第二区域的区域2A2、以及位于区域2A1与区域2A2之间的区域2A3。
在区域2A3中，透明导电膜2A具有沿方向D3延伸的去除部2A31及残留部2A32在方向D4上交替地配置的凹凸结构，方向D4与方向D3以90度以外的角度交叉。去除部2A31是透明导电膜2A被激光L1去除了的部分，残留部2A32是透明导电膜2A未被激光L1去除而残留的部分。残留部2A32与区域2A1及区域2A2电连接。方向D4是激光L1的扫描方向。该凹凸结构是通过使激光L1在区域2A1与区域2A2之间扫描而形成的LIPSS，去除部2A31或残留部2A32以与激光L1的波长相同程度的间隔大致周期性地配置。
在区域2A3中，透明导电膜2A呈通过去除部2A31和残留部2A32使区域2A1与区域2A2之间的电阻值为规定值的图案形状。
以下，具体地进行说明。在透明导电膜中不存在凹凸结构的情况下，透明导电膜的彼此分离的两个区域之间的电阻值通常是根据透明导电膜的构成材料的电阻率和两个区域之间的距离而确定的值。
相对于此，在透明导电膜2A的情况下，区域2A1与区域2A2之间的电阻值是根据透明导电膜2A的构成材料的电阻率、区域2A1与区域2A2之间的距离、以及区域2A3的凹凸结构的形状而确定的值。具体而言，在电流流过区域2A1与区域2A2之间的情况下，电流路径并不是以最短距离连结区域2A1和区域2A2的路径P1，而是经由区域2A3的残留部2A32中的至少任一个的路径P2。路径P2的长度比路径P1的长度长，且在残留部2A32中透明导电膜2A的宽度窄。因此，区域2A1与区域2A2之间的电阻值比区域2A3中不存在凹凸结构的情况高。
这样，通过在区域2A1与区域2A2之间的区域2A3形成LIPSS，能够调整区域2A1与区域2A2之间的电阻值。电阻值的调整可以通过设定去除部2A31或残留部2A32的配置间隔来进行，也可以通过设定去除部2A31及残留部2A32的延伸方向D3来进行。即，若增大方向D3相对于以最短距离连结区域2A1和区域2A2的连结路径P1的角度，则路径P2相应地变长，因此能够提高电阻值。方向D3能够通过设定激光L1的偏振方向来调整，因此能够通过激光装置101所具备的偏振调整器而容易地进行调整。
需要说明的是，作为这样的LIPSS的凹凸结构可以通过如图5D所示的光束B4那样的、不存在积分通量为值F2以上的区域的激光L1来形成。
另外，图7是表示本发明的发明者们对在玻璃基板的表面形成有ITO膜的带有透明导电膜的基板照射了波长为1550nm且脉冲宽度为1.6ns的激光的情况的、带有透明导电膜的基板的显微镜照片的图。需要说明的是，在图7中，图示出表示尺寸的刻度，1刻度为1.0μm。从图7可知，在照片的中央的区域形成有周期为1μm左右的凹凸结构。
(实施方式3)
图8是实施方式3的带有透明导电膜的基板10B的示意图，是带有透明导电膜的基板10B的一部分的俯视图。
带有透明导电膜的基板10B具备基板1和在基板1的表面形成的透明导电膜2B。透明导电膜2B是由与透明导电膜2相同的透明的导电性材料构成的膜。
透明导电膜2B具有作为第一区域的区域2B1、作为第二区域的区域2B2、以及位于区域2B1与区域2B2之间的区域2B3。
在区域2B3中，透明导电膜2B具有沿方向D5延伸的去除部2B31及残留部2B32在方向D6上交替地配置的凹凸结构。方向D6是与以最短距离连结区域2B1和区域2B2的路径平行的方向，且与方向D5正交。去除部2B31是透明导电膜2B被激光L1去除了的部分，残留部2B32是透明导电膜2B未被激光L1去除而残留的部分。方向D5是激光L1的扫描方向。该凹凸结构是通过使激光L1在区域2B1与区域2B2之间扫描而形成的LIPSS。
在区域2B3中，透明导电膜2B呈通过去除部2B31和残留部2B32使区域2B1与区域2B2之间电绝缘的图案形状。即，由于在区域2B1与区域2B2之间存在透明导电膜2B被去除了的多个去除部2B31，因此被电绝缘。需要说明的是，通过增加区域2B3的方向D6上的宽度、去除部2B31的数量，能够进一步可靠地进行区域2B1与区域2B2之间的电绝缘。在图8中，去除部2B31的数量为6，但并不限定于此。
这样，通过以去除部2B31及残留部2B32的延伸方向D5与以最短距离连结去除部2B31和残留部2B32的路径的方向D6正交的方式形成LIPSS，能够使区域2B1与区域2B2之间电绝缘。需要说明的是，方向D5能够通过设定激光L1的偏振方向来调整，因此能够通过激光装置101所具备的偏振调整器容易地进行调整。作为这样的LIPSS的凹凸结构也能够通过图5D所示的光束B4那样的激光L1来形成。
需要说明的是，在带有透明导电膜的基板10B中，方向D5与方向D6正交，但方向D5与方向D6也可以不一定正交，方向D5与方向D6所成的角度只要是能够使区域2B1与区域2B2之间电绝缘的角度即可。另外，区域2B3的方向D5上的长度只要是能够使区域2B1与区域2B2之间电绝缘的长度即可。
(实施方式4)
图9A～9C是实施方式4的带有透明导电膜的基板10C的示意图。图9A是带有透明导电膜的基板10C的一部分的俯视图。图9B是将图9A的区域A2放大示出的图。图9C是图9B的B-B线剖视图。
带有透明导电膜的基板10C具备基板1和在基板1的表面形成的透明导电膜2C。透明导电膜2C是由与透明导电膜2相同的透明的导电性材料构成的膜。
透明导电膜2C具有作为第一区域的区域2C1、作为第二区域的区域2C2、2C3、2C4、2C5、以及位于区域2C1与区域2C2、2C3、2C4、2C5各自之间的区域2C6、2C7、2C8、2C9。
如图9B所示，在区域2C6中，透明导电膜2C具有在区域2C6延伸的方向上延伸的去除部2C61和残留部2C62在与区域2C6所延伸的方向大致正交的方向上交替地配置的凹凸结构。去除部2C61是透明导电膜2C被激光L1去除了的部分，残留部2C62是透明导电膜2C未被激光L1去除而残留的部分。区域2C6延伸的方向是激光L1的扫描方向。该凹凸结构是通过使激光L1扫描而形成的LIPSS。
在区域2C6中，透明导电膜2C呈通过去除部2C61和残留部2C62使区域2C1与区域2C2之间电绝缘的图案形状。另外，如图9C所示，带有透明导电膜的基板10C具有保护膜4C。保护膜4C以覆盖透明导电膜2C中的区域2C1、2C2各自的一部分和区域2C6的方式形成。保护膜4C由与保护膜4相同的绝缘性材料构成。需要说明的是，在图9A、9B中，省略了保护膜4C的图示。保护膜4C能够与保护膜4同样地使用公知的方法形成。
另外，区域2C7～2C9也具有与区域2C6相同的LIPSS的凹凸结构，分别形成使区域2C1与区域2C3～2C5各自之间电绝缘的图案形状。此外，与保护膜4C相同的保护膜以覆盖区域2C7～2C9的每一个与其两侧的区域(区域2C1和区域2C3～2C5中的任一个)的方式形成。
与实施方式3的情况同样地，作为这样的LIPSS的凹凸结构也能够通过如图5D所示的光束B4那样的激光L1形成。
区域2C6～2C9分别使其两侧的区域电绝缘，并且区域整体对在其上形成的各保护膜发挥锚固效果。这样，由于区域2C6～2C9均一并具有绝缘功能和锚固功能，因此与通过不同的结构来实现绝缘功能和锚固功能的情况相比，能够以精细且节省空间的方式设置。因此，有助于带有透明导电膜的基板10C的表面的有效利用。
(实施方式5)
图10A、10B是实施方式5的带有透明导电膜的基板10D的示意图。图10A是带有透明导电膜的基板10D的一部分的俯视图，图10B是图10A的一部分的放大图。
带有透明导电膜的基板10D具备基板1和在基板1的表面形成的透明导电膜2D。透明导电膜2D是由与透明导电膜2相同的透明的导电性材料构成的膜。
在透明导电膜2D形成有两个分支的电路图案，在一方的分支侧具有作为第一区域的区域2D1、作为第二区域的区域2D2、以及位于区域2D1与区域2D2之间的区域2D3。
如图10B所示，在区域2D3中，透明导电膜2D具有沿方向D7延伸的去除部2D31及残留部2D32在方向D8上交替地配置的凹凸结构。需要说明的是，方向D7相对于方向D8倾斜。方向D8是透明导电膜2D的电路图案的长度方向。去除部2D31是透明导电膜2D被激光L1去除了的部分，残留部2D32是透明导电膜2D未被激光L1去除而残留的部分。激光L1的扫描方向与方向D8平行。该凹凸结构是通过使激光L1在区域2D1与区域2D2之间扫描而形成的LIPSS。需要说明的是，去除部2D31形成为不使区域2D1与区域2D2之间电绝缘。
在区域2D3中，透明导电膜2D呈通过去除部2D31和残留部2D32使区域2D1与区域2D2之间的电阻值为规定的值的图案形状。具体而言，与图6所示的带有透明导电膜的基板10A的情况同样地，在流过区域2D3的电流中，存在如下分量：流过如经由残留部2D32中的至少任一个的路径P3那样的、比以最短距离流过区域2D3的路径长的路径的分量。另外，在残留部2D32中透明导电膜2D的宽度窄。因此，区域2D1与区域2D2之间的电阻值比在区域2D3不存在凹凸结构的情况高。
这样，通过在区域2D1与区域2D2之间的区域2D3形成LIPSS，能够调整区域2D1与区域2D2之间的电阻值。与带有透明导电膜的基板10A的情况同样地，若增大方向D7相对于方向D8的角度，则能够提高电阻值。需要说明的是，例如，若以横过区域2D3的宽度方向(与方向D8正交的方向)的程度较长地形成去除部2D31，则也能够使区域2D1与区域2D2之间电绝缘(即，将电阻值调整为非常高的值)。
(实施方式6)
图11是实施方式6的带有透明导电膜的基板10E的示意图，是带有透明导电膜的基板10E的一部分的俯视图。
带有透明导电膜的基板10E具备基板1和在基板1的表面形成的透明导电膜2E。透明导电膜2E是由与透明导电膜2相同的透明的导电性材料构成的膜。
透明导电膜2E具有作为第一区域的区域2E1、作为第二区域的区域2E2、以及位于区域2E1与区域2E2之间的区域2E3。
在区域2E3中，透明导电膜2E是将由沿规定方向延伸的去除部2E31a及残留部2E32a构成的凹凸结构2E3a、以及由沿与去除部2E31a及残留部2E32a所延伸的方向交叉的方向延伸的去除部2E31b及残留部2E32b构成的凹凸结构2E3b这两个凹凸结构以彼此的延伸方向交叉的方式重叠而形成。通过这样将作为LIPSS的凹凸结构2E3a、2E3b二者重叠来形成，能够使区域2E1与区域2E2之间电绝缘。需要说明的是，如上所述，LIPSS中的去除部及残留部的延伸方向能够通过设定激光L1的偏振方向来调整。因此，在制造带有透明导电膜的基板10E时，例如，首先在激光装置101中将激光L1设定为某偏振方向而形成凹凸结构2E3a，接着变更激光L1的偏振方向而形成凹凸结构2E3b即可。需要说明的是，也可以将三个以上的LIPSS重叠而形成更复杂的凹凸结构。
(实施方式7)
图12是实施方式7的太阳能电池200的示意性分解立体图。太阳能电池200具备成为正极的背面电极层201、产生电动势的半导体层202、提供负极的带有透明导电膜的基板10、以及作为覆盖层的玻璃基板203。
半导体层202例如由单晶硅、非晶硅等用于太阳能电池的公知的半导体材料构成。半导体层202具有依次层叠导电型为p型的半导体层202a、作为纯半导体的半导体层202b、以及导电型为n型的半导体层202c而构成的所谓的PIN型结构。
带有透明导电膜的基板10是透明导电膜作为负极发挥功能，并且在透明导电膜形成有作为LIPSS的凹凸结构(纹理)的基板。这样的纹理发挥对射入的太阳光的表面反射的降低、太阳光的封入等效果，有助于提高太阳能电池200的光电转换效率。
太阳能电池200具备具有在提高光电转换效率方面适合的形状的透明导电膜的廉价的带有透明导电膜的基板10，因此成为具备适合特性的廉价的电池。特别是，太阳能电池200要求大面积，但由于带有透明导电膜的基板10是使用亚纳秒-纳秒脉冲激光以高速制造的基板，因此对太阳能电池200的低成本化的贡献较大。
需要说明的是，在上述实施方式的带有透明导电膜的基板10或10C中，除了保护膜4或4C以外，在形成应通过凹凸结构3或区域2C6～2C9的凹凸结构发挥锚固效果的膜的情况下，只要至少在凹凸结构3或区域2C6～2C9的凹凸结构上形成膜即可。
另外，上述实施方式的激光装置101具备偏振调整器和光束成形器，但也可以将偏振调整器或光束成形器、或者这两者配置于激光装置的外部。
另外，在实施方式1中，说明了边界区域1c的宽度w的下限值为d/cosθ的情况，但例如最初形成如图6所示的区域2A3那样的凹凸结构，然后，扫描具有平顶光束的激光而去除包含凹凸结构的侧部的一部分在内的透明导电膜，由此能够实现小于d/cosθ的宽度w。在此，平顶光束是指具有如图5D所示的光束B4那样的形状，但在宽度W4的区域中积分通量为值F2以上，在除此以外的区域中积分通量为值F1以下的光束。
另外，本发明并不被上述实施方式限定。将上述的各构成要素适当组合而构成的方案也包含于本发明。例如，上述实施方式中的任一带有透明导电膜的基板均可以用于实施方式7的太阳能电池。特别是，优选重叠多个凹凸结构而形成复杂结构的纹理的实施方式6的带有透明导电膜的基板。另外，本领域技术人员能够容易导出进一步的效果、变形例。因此，本发明的更广泛的方案不限定于上述的实施方式，而能够进行各种变更。
附图标记说明：
1 基板
1a 露出区域
1b 覆膜区域
1c 边界区域
2、2A、2B、2C、2D、2E 透明导电膜
2A1、2A2、2A3、2B1、2B2、2B3、2C1、2C2、2C3、2C4、2C5、2C6、2C7、2C8、2C9、2D1、2D2、2D3、2E1、2E2、2E3 区域
2A31、2B31、2C61、2D31、2E31a、2E31b、3a 去除部
2A32、2B32、2C62、2D32、2E32a、2E32b、3b 残留部
2E3a、2E3b、3 凹凸结构
4、4C 保护膜
10、10A、10B、10C、10D、10E、S 带有透明导电膜的基板
100 加工装置
101 激光装置
102 电扫描仪
102a、102b 电流镜
103 fθ透镜
200 太阳能电池
201 背面电极层
202、202a、202b、202c 半导体层
203 玻璃基板
A1、A2 区域
B1、B2、B3、B4 光束
B11 中心区域
B12 第一周围区域
B13 第二周围区域
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8 方向
L1、L2、L3、L4 激光
P1、P2、P3 路径
TL 轨迹。

Claims (20)

1.一种带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
向在基板的表面形成的透明导电膜照射亚纳秒-纳秒激光，在所述透明导电膜的至少一部分形成凹凸形状的激光诱导周期表面结构。
2.根据权利要求1所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
对所述亚纳秒-纳秒激光的积分通量进行控制，以使得在所述透明导电膜的照射面上所述亚纳秒-纳秒激光的光束的至少一部分的区域为能够去除所述透明导电膜的积分通量与不能去除所述透明导电膜的积分通量之间的值。
3.根据权利要求2所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
对所述亚纳秒-纳秒激光的积分通量进行控制，以使得对于所述亚纳秒-纳秒激光的光束，在中心区域为能够去除所述透明导电膜的积分通量，在位于所述中心区域的周围的第一周围区域为能够形成所述激光诱导周期表面结构的积分通量，在位于所述第一周围区域的周围的第二周围区域为不能去除所述透明导电膜的积分通量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
通过所述亚纳秒-纳秒激光对所述透明导电膜进行图案化。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
控制所述亚纳秒-纳秒激光的光束的、积分通量为能够形成所述激光诱导周期表面结构的区域的宽度，由此控制所述透明导电膜被去除的宽度与形成所述激光诱导周期表面结构的宽度的比率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
所述激光诱导周期表面结构具有沿规定方向延伸且所述透明导电膜被去除了的去除部和沿所述规定方向延伸且残留有所述透明导电膜的残留部在与所述规定方向交叉的方向上交替地配置的结构。
7.根据权利要求6所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
在所述透明导电膜的相互分离的第一区域与第二区域之间形成所述激光诱导周期表面结构，调整所述第一区域与所述第二区域之间的电阻值。
8.根据权利要求7所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
通过设定所述规定方向来调整所述第一区域与所述第二区域之间的电阻值。
9.根据权利要求7或8所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
在所述透明导电膜形成有包含所述第一区域和所述第二区域的电路图案，所述规定方向相对于所述电路图案的长度方向倾斜。
10.根据权利要求7所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
按照所述规定方向与将所述第一区域和所述第二区域以最短距离连结的方向正交的方式形成所述激光诱导周期表面结构，使所述第一区域与所述第二区域之间电绝缘。
11.根据权利要求7所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
将两个所述激光诱导周期表面结构以彼此的所述规定方向交叉的方式重叠而形成，使所述第一区域与所述第二区域之间电绝缘。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
所述透明导电膜的残留部以0.3μm至3.0μm的范围的间隔配置。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的带有透明导电膜的基板的制造方法，其特征在于，
通过设定所述亚纳秒-纳秒激光的偏振方向来调整所述规定方向。
14.一种带有透明导电膜的基板，其特征在于，具备：
基板；以及
透明导电膜，其形成于所述基板的表面，
在所述基板的表面形成有所述基板未被所述透明导电膜覆盖的露出区域、和所述基板被所述透明导电膜覆盖的覆膜区域，在所述露出区域与所述覆膜区域的边界区域具有凹凸结构，所述凹凸结构由沿规定方向延伸且所述透明导电膜被去除了的去除部和沿所述规定方向延伸且残留有所述透明导电膜的残留部在与所述规定方向交叉且所述边界区域延伸的方向上交替地配置而成。
15.一种带有透明导电膜的基板，其特征在于，具备：
基板；以及
透明导电膜，其形成于所述基板的表面，
所述带有透明导电膜的基板具有凹凸结构，所述凹凸结构由沿规定方向延伸且所述透明导电膜被去除了的去除部和沿所述规定方向延伸且残留有所述透明导电膜的残留部在与所述规定方向交叉的方向上交替地配置而成，
所述透明导电膜通过所述去除部和所述残留部成为规定的图案形状。
16.根据权利要求14或15所述的带有透明导电膜的基板，其特征在于，
所述凹凸结构为激光诱导周期表面结构。
17.根据权利要求16所述的带有透明导电膜的基板，其特征在于，
所述激光诱导周期表面结构由亚纳秒-纳秒激光形成。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的带有透明导电膜的基板，其特征在于，
所述透明导电膜的残留部以0.3μm至3.0μm的范围的间隔配置。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的带有透明导电膜的基板，其特征在于，
至少在所述透明导电膜的所述凹凸结构之上形成有膜。
20.一种太阳能电池，其特征在于，
所述太阳能电池具备权利要求14至19中任一项所述的带有透明导电膜的基板。
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