JP2000126934A - 研削加工工具およびそれを用いた太陽電池の製造方法 - Google Patents
研削加工工具およびそれを用いた太陽電池の製造方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板の表面に、複数の微細な凹凸を一
度に、かつ高精度に形成できる研削加工工具を提供す
る。 【解決手段】 メタルボンド砥石１０の外周面に、放電
加工により一定のピッチで複数の突条１２を形成する。
突条１２は、先端１２ａに向かって細くなるように成形
する。このメタルボンド砥石１０を用いて、半導体基板
１の表面を研削加工し、基板１表面に微細な凹凸３を一
度に複数形成する。
度に、かつ高精度に形成できる研削加工工具を提供す
る。 【解決手段】 メタルボンド砥石１０の外周面に、放電
加工により一定のピッチで複数の突条１２を形成する。
突条１２は、先端１２ａに向かって細くなるように成形
する。このメタルボンド砥石１０を用いて、半導体基板
１の表面を研削加工し、基板１表面に微細な凹凸３を一
度に複数形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶Ｓｉ太陽電
池の製造方法に関し、特に基板表面に凹凸を形成すると
きに用いられる研削加工工具に関する。
池の製造方法に関し、特に基板表面に凹凸を形成すると
きに用いられる研削加工工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、Ｓｉ太陽電池において、基板
表面の太陽光の反射を低減する目的で基板表面に凹凸を
形成することは、太陽電池のエネルギー変換の高効率化
を図る要素技術の一つとして重要なものとなっている。
表面の太陽光の反射を低減する目的で基板表面に凹凸を
形成することは、太陽電池のエネルギー変換の高効率化
を図る要素技術の一つとして重要なものとなっている。
【０００３】単結晶Ｓｉ基板を用いた太陽電池では、
（１００）面を有する基板をアルカリ溶液中でエッチン
グすることによって、基板表面にピラミッド状の凹凸を
形成することができる。また、基板表面にレジストを塗
布し、これを格子状にパターニングした後、アルカリ溶
液中でエッチングを行うことによって、上記と同様な凹
凸を形成することができる。
（１００）面を有する基板をアルカリ溶液中でエッチン
グすることによって、基板表面にピラミッド状の凹凸を
形成することができる。また、基板表面にレジストを塗
布し、これを格子状にパターニングした後、アルカリ溶
液中でエッチングを行うことによって、上記と同様な凹
凸を形成することができる。
【０００４】一方、低コスト化に有効な多結晶Ｓｉ基板
では、基板内の面方位が様々であるため、結晶の面方位
に依存するアルカリ溶液中のエッチングでは均一な凹凸
を形成することができない。そのため、基板表面におけ
る太陽光の反射を効果的に低減することができない。
では、基板内の面方位が様々であるため、結晶の面方位
に依存するアルカリ溶液中のエッチングでは均一な凹凸
を形成することができない。そのため、基板表面におけ
る太陽光の反射を効果的に低減することができない。
【０００５】そこで、近年、結晶の面方位に依存せずに
表面反射を低減する方法として、基板表面にＶ字状また
はＵ字状の断面を有する微細でかつ均一な溝状の凹凸を
形成する方法が開発されている。溝の形成方法として
は、表面にレジストを塗布し、パターニングをした後、
エッチングする化学的加工法（特開平３−７１６７７号
公報参照）や、レーザビーム、ダイシングマシーン等を
用いた機械的加工法等が提案されている。
表面反射を低減する方法として、基板表面にＶ字状また
はＵ字状の断面を有する微細でかつ均一な溝状の凹凸を
形成する方法が開発されている。溝の形成方法として
は、表面にレジストを塗布し、パターニングをした後、
エッチングする化学的加工法（特開平３−７１６７７号
公報参照）や、レーザビーム、ダイシングマシーン等を
用いた機械的加工法等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、基板表面
に凹凸を形成する方法としては、様々な方法が考案され
ているが、これらの方法により、低コストな太陽電池が
量産された例は少ない。その理由は、上記の方法では、
反射率の低減、コスト、受光面電極の占有率等の種々の
問題があるためである。
に凹凸を形成する方法としては、様々な方法が考案され
ているが、これらの方法により、低コストな太陽電池が
量産された例は少ない。その理由は、上記の方法では、
反射率の低減、コスト、受光面電極の占有率等の種々の
問題があるためである。
【０００７】以下、これらの問題点について詳述する。
まず、エッチングによる化学的加工法において、アルカ
リ溶液を用いた異方性エッチングでは、均一な凹凸を形
成することができない。一方、酸溶液を用いた等方性エ
ッチングでは、エッチングが幅方向にも進行するため、
アスペクト比が低く、反射率の低減効果は少ない。さら
に、レジストの塗布工程とパターニング工程といったコ
ストのかかる工程が必要であることも問題となってい
る。
まず、エッチングによる化学的加工法において、アルカ
リ溶液を用いた異方性エッチングでは、均一な凹凸を形
成することができない。一方、酸溶液を用いた等方性エ
ッチングでは、エッチングが幅方向にも進行するため、
アスペクト比が低く、反射率の低減効果は少ない。さら
に、レジストの塗布工程とパターニング工程といったコ
ストのかかる工程が必要であることも問題となってい
る。
【０００８】次に、レーザビームによる機械的加工法で
は、溝を一度に一本ずつ形成するため、量産性に劣る。
そこで、多数のレーザビームを同時に照射しようとすれ
ば、レーザ加工機を複数台必要とし、コストが増大する
といった問題がある。
は、溝を一度に一本ずつ形成するため、量産性に劣る。
そこで、多数のレーザビームを同時に照射しようとすれ
ば、レーザ加工機を複数台必要とし、コストが増大する
といった問題がある。
【０００９】また、ダイシングマシーンによる加工方
法、特に１つの刃部を有する研削加工工具（「シングル
ブレード」ともいう。）を用いた加工方法では、比較的
安価であり、高精度に溝加工を行える。しかし、基板表
面に溝を一本ずつ形成するため、高速性や量産性の点で
十分と言えない。
法、特に１つの刃部を有する研削加工工具（「シングル
ブレード」ともいう。）を用いた加工方法では、比較的
安価であり、高精度に溝加工を行える。しかし、基板表
面に溝を一本ずつ形成するため、高速性や量産性の点で
十分と言えない。
【００１０】そこで、本発明者は、これらを解決する方
法として、複数の突条を有する研削加工工具（「マルチ
ブレード」ともいう。）を用いた研削加工を行うシステ
ムの開発が最適であると判断した。ところが、このよう
な研削加工工具を作製するには、以下に示す問題点があ
る。すなわち、シングルブレードを重ね合わせて１つの
研削加工工具を作製する場合、各シングルブレード間の
重ね合わせ精度が保証できない。すなわちこの作製方法
では、少なくとも突条のピッチ誤差が±５０μｍ程度は
存在することになり、基板表面に、例えばピッチ７０μ
ｍ、深さ７０μｍの複数本の溝を精度良く加工すること
は困難となる。
法として、複数の突条を有する研削加工工具（「マルチ
ブレード」ともいう。）を用いた研削加工を行うシステ
ムの開発が最適であると判断した。ところが、このよう
な研削加工工具を作製するには、以下に示す問題点があ
る。すなわち、シングルブレードを重ね合わせて１つの
研削加工工具を作製する場合、各シングルブレード間の
重ね合わせ精度が保証できない。すなわちこの作製方法
では、少なくとも突条のピッチ誤差が±５０μｍ程度は
存在することになり、基板表面に、例えばピッチ７０μ
ｍ、深さ７０μｍの複数本の溝を精度良く加工すること
は困難となる。
【００１１】また、例えばメタルボンド砥石を放電加工
して研削加工工具を作製する方法も考えられるが、この
方法では、通常、相手側の電極に銅等を用いるため、電
極自体が放電で消耗し、例えば５００μｍピッチ間隔で
ピッチ誤差５μｍ以内といった高精度に多数本の突条を
有する研削加工工具を作製することは不可能であった。
して研削加工工具を作製する方法も考えられるが、この
方法では、通常、相手側の電極に銅等を用いるため、電
極自体が放電で消耗し、例えば５００μｍピッチ間隔で
ピッチ誤差５μｍ以内といった高精度に多数本の突条を
有する研削加工工具を作製することは不可能であった。
【００１２】さらに、相手側の電極にワイヤを用いて放
電加工を行うことにより、メタルボンド砥石を所定の断
面形状に形成する形成方法もあるが（特開昭６１−４６
６６号公報参照）、微細ピッチの突条の具体的な形成方
法については何ら開示されていない。
電加工を行うことにより、メタルボンド砥石を所定の断
面形状に形成する形成方法もあるが（特開昭６１−４６
６６号公報参照）、微細ピッチの突条の具体的な形成方
法については何ら開示されていない。
【００１３】本発明は、上記問題点に鑑み、半導体基板
の表面に複数の凹凸を高精度に形成できる研削加工工具
を提供することを目的とする。また、その研削加工工具
を用いて量産性に優れた太陽電池の製造方法を提供する
ことを目的とする。
の表面に複数の凹凸を高精度に形成できる研削加工工具
を提供することを目的とする。また、その研削加工工具
を用いて量産性に優れた太陽電池の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段である、半導体基板の表面に微細な凹凸を形成する研
削加工工具は、メタルボンド砥石の外周面に、一定のピ
ッチで複数の突条が形成され、突条は先端に向かって細
くなる形状とされたものである。そして、突条は、基部
から垂直に立ち上がって先端がＶ字状またはＵ字状とさ
れ、各突条は、一定の間隔をおいて平行に並べられる。
段である、半導体基板の表面に微細な凹凸を形成する研
削加工工具は、メタルボンド砥石の外周面に、一定のピ
ッチで複数の突条が形成され、突条は先端に向かって細
くなる形状とされたものである。そして、突条は、基部
から垂直に立ち上がって先端がＶ字状またはＵ字状とさ
れ、各突条は、一定の間隔をおいて平行に並べられる。
【００１５】研削加工工具の製造方法としては、電極ワ
イヤに対してメタルボンド砥石の外周面を回転させなが
ら、両者の間に放電を起こさせることにより、メタルボ
ンド砥石の外周面を放電加工し、両者を相対的に移動さ
せながら、複数の突条を形成する。突条の先端を成形す
るとき、電極ワイヤが突条の基部から先端に向かって移
動するように、メタルボンド砥石あるいは電極ワイヤを
移動する。このような放電加工を利用すれば、外周面に
複数の突条を形成した研削加工工具を容易に作製するこ
とができる。
イヤに対してメタルボンド砥石の外周面を回転させなが
ら、両者の間に放電を起こさせることにより、メタルボ
ンド砥石の外周面を放電加工し、両者を相対的に移動さ
せながら、複数の突条を形成する。突条の先端を成形す
るとき、電極ワイヤが突条の基部から先端に向かって移
動するように、メタルボンド砥石あるいは電極ワイヤを
移動する。このような放電加工を利用すれば、外周面に
複数の突条を形成した研削加工工具を容易に作製するこ
とができる。
【００１６】そして、上記研削加工工具を用いて半導体
基板の表面を研削加工すれば、基板表面に微細な凹凸を
一度に複数形成することができ、太陽電池の量産に寄与
することができる。
基板の表面を研削加工すれば、基板表面に微細な凹凸を
一度に複数形成することができ、太陽電池の量産に寄与
することができる。
【００１７】ここで、研削加工工具の突条の先端部分を
使用して、研削加工工具と半導体基板とを突条の並んで
いる方向に突条のピッチより短い距離ずつ相対的に移動
しながら研削加工を行えば、半導体基板の表面に突条の
ピッチより短ピッチの凹凸を形成することができ、より
微細な凹凸を形成できる。
使用して、研削加工工具と半導体基板とを突条の並んで
いる方向に突条のピッチより短い距離ずつ相対的に移動
しながら研削加工を行えば、半導体基板の表面に突条の
ピッチより短ピッチの凹凸を形成することができ、より
微細な凹凸を形成できる。
【００１８】また、メタルボンド砥石に、粒度が＃１５
００〜２０００のものを用いれば、半導体基板に凹凸を
高精度に形成でき、その表面も滑らかにすることができ
る。
００〜２０００のものを用いれば、半導体基板に凹凸を
高精度に形成でき、その表面も滑らかにすることができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の一実
施形態に係る太陽電池の構成を示す図である。この太陽
電池は、半導体基板としての多結晶Ｓｉ基板１の表面
に、ｎ+層２が形成され、不純物を拡散することによっ
てｐｎ接合部が形成されている。ｎ+層２の表面に、太
陽光の吸収を促進するための断面Ｖ字状の複数の平行な
溝からなる凹凸３が形成され、さらに、凹凸３の表面
に、太陽光の反射を防止するための反射防止膜４が形成
されている。また、受光面に表面電極５、裏面に裏面電
極６がそれぞれ形成されている。これらの電極５，６の
形成方法には、蒸着法あるいは金属ペーストによるスク
リーン印刷法等があるが、低コスト化を要求される太陽
電池においては、金属ペーストのスクリーン印刷法が一
般的である。なお、図中、７はｐ+層を示す。
図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の一実
施形態に係る太陽電池の構成を示す図である。この太陽
電池は、半導体基板としての多結晶Ｓｉ基板１の表面
に、ｎ+層２が形成され、不純物を拡散することによっ
てｐｎ接合部が形成されている。ｎ+層２の表面に、太
陽光の吸収を促進するための断面Ｖ字状の複数の平行な
溝からなる凹凸３が形成され、さらに、凹凸３の表面
に、太陽光の反射を防止するための反射防止膜４が形成
されている。また、受光面に表面電極５、裏面に裏面電
極６がそれぞれ形成されている。これらの電極５，６の
形成方法には、蒸着法あるいは金属ペーストによるスク
リーン印刷法等があるが、低コスト化を要求される太陽
電池においては、金属ペーストのスクリーン印刷法が一
般的である。なお、図中、７はｐ+層を示す。
【００２０】基板１表面の凹凸３は、研削加工工具であ
るメタルボンド砥石を用いて研削加工を行うことにより
形成される。メタルボンド砥石は、メタルを結合剤とし
て用いる砥石であり、砥石に使用される砥粒としては、
溶解アルミナ質砥粒または炭化ケイ素質砥粒等が用いら
れる。また、これ以外にダイヤモンドが使用されてもよ
い。
るメタルボンド砥石を用いて研削加工を行うことにより
形成される。メタルボンド砥石は、メタルを結合剤とし
て用いる砥石であり、砥石に使用される砥粒としては、
溶解アルミナ質砥粒または炭化ケイ素質砥粒等が用いら
れる。また、これ以外にダイヤモンドが使用されてもよ
い。
【００２１】砥石の粒度は、＃１５００〜２０００（平
均粒径１０〜１５μｍ相当）のものが使用される。この
大きさの粒度の砥石を用いることにより、高速の研削加
工が可能となり研削加工の能率が向上するという利点が
ある。また、基板１の研削に欠けが生じにくくなり、凹
凸３の形状精度が高くなり、高品質な凹凸３を形成する
ことができる。
均粒径１０〜１５μｍ相当）のものが使用される。この
大きさの粒度の砥石を用いることにより、高速の研削加
工が可能となり研削加工の能率が向上するという利点が
ある。また、基板１の研削に欠けが生じにくくなり、凹
凸３の形状精度が高くなり、高品質な凹凸３を形成する
ことができる。
【００２２】メタルボンド砥石１０は、図１，２に示す
ように（図１は図２のＡ部拡大図）、円盤状とされ、そ
の外周面１１に一定のピッチで複数の突条１２が形成さ
れ、突条１２は先端１２ａに向かって細くなる形状とさ
れる。具体的には、突条１２は、基部１２ｂから垂直に
立ち上がって先端１２ａがＶ字状またはＵ字状とされ、
各突条１２は、一定の間隔をおいて平行に並べられてい
る。なお、突条１２の数は、基板１表面に一度に多くの
凹凸３を形成できることから多いほどよいが、多すぎる
と作製に手間がかかるので、必要に応じて適度な数にす
ることが望ましい。
ように（図１は図２のＡ部拡大図）、円盤状とされ、そ
の外周面１１に一定のピッチで複数の突条１２が形成さ
れ、突条１２は先端１２ａに向かって細くなる形状とさ
れる。具体的には、突条１２は、基部１２ｂから垂直に
立ち上がって先端１２ａがＶ字状またはＵ字状とされ、
各突条１２は、一定の間隔をおいて平行に並べられてい
る。なお、突条１２の数は、基板１表面に一度に多くの
凹凸３を形成できることから多いほどよいが、多すぎる
と作製に手間がかかるので、必要に応じて適度な数にす
ることが望ましい。
【００２３】図４は、上記突条１２を有するメタルボン
ド砥石加工システムの構成を示す図である。このシステ
ムでは、放電加工によりメタルボンド砥石１０の外周面
１１に複数の突条１２を形成する。
ド砥石加工システムの構成を示す図である。このシステ
ムでは、放電加工によりメタルボンド砥石１０の外周面
１１に複数の突条１２を形成する。
【００２４】同図を参照して、このシステムは、大別し
てワイヤ放電加工装置１３およびワーク回転機１４から
なる。ワイヤ放電加工装置１３は、ＸＹステージ１５、
数値制御（ＮＣ）装置１６、ワイヤ供給装置１７および
電源装置１８からなる。ＸＹステージ１５は、Ｘモータ
１９およびＹモータ２０の駆動により、前後方向および
左右方向に水平移動する。各モータ１９，２０は、ＮＣ
装置１６からの指令により駆動され、ＮＣ装置１６に
は、メタルボンド砥石１０を所定の形状に加工するため
に、ＸＹステージ１５を所定の手順に従って移動させる
プログラムが予め設定されている。
てワイヤ放電加工装置１３およびワーク回転機１４から
なる。ワイヤ放電加工装置１３は、ＸＹステージ１５、
数値制御（ＮＣ）装置１６、ワイヤ供給装置１７および
電源装置１８からなる。ＸＹステージ１５は、Ｘモータ
１９およびＹモータ２０の駆動により、前後方向および
左右方向に水平移動する。各モータ１９，２０は、ＮＣ
装置１６からの指令により駆動され、ＮＣ装置１６に
は、メタルボンド砥石１０を所定の形状に加工するため
に、ＸＹステージ１５を所定の手順に従って移動させる
プログラムが予め設定されている。
【００２５】ＸＹステージ１５にワーク回転機１４が載
置され、ワーク回転機１４の回転軸に、メタルボンド砥
石１０の中心孔１０ａが嵌め込まれ、ワーク回転機１４
は所定の回転数でメタルボンド砥石１０を回転させる。
置され、ワーク回転機１４の回転軸に、メタルボンド砥
石１０の中心孔１０ａが嵌め込まれ、ワーク回転機１４
は所定の回転数でメタルボンド砥石１０を回転させる。
【００２６】ワイヤ供給装置１７は、供給リール２１、
上下ローラ２２，２３、上下ガイド２４，２５および巻
取リール２６からなる。ワイヤ２７は、φ０.２ｍｍの
銅または黄銅からなり、ＸＹステージ１５の上方に設け
られた供給リール２１から供給され、上ローラ２２およ
び上ガイド２４を介してＸＹステージ１５に形成された
貫通孔２８を通り、下ガイド２５および下ローラ２３を
介してＸＹステージ１５の下方に設けられた巻取リール
２６に巻き取られている。
上下ローラ２２，２３、上下ガイド２４，２５および巻
取リール２６からなる。ワイヤ２７は、φ０.２ｍｍの
銅または黄銅からなり、ＸＹステージ１５の上方に設け
られた供給リール２１から供給され、上ローラ２２およ
び上ガイド２４を介してＸＹステージ１５に形成された
貫通孔２８を通り、下ガイド２５および下ローラ２３を
介してＸＹステージ１５の下方に設けられた巻取リール
２６に巻き取られている。
【００２７】上下ローラ２２，２３によりワイヤ２７は
上下方向に張り渡され、メタルボンド砥石１０の外周面
１１に対向するよう保持される。また、上下ガイド２
４，２５は、ワイヤ２７が上下方向に移動する際に揺れ
等がないように支持する。なお、図には示していない
が、巻取リール２６を回転させるためのモータが備えら
れ、ＮＣ装置１６により駆動されて、ワイヤ２７を移動
させる。
上下方向に張り渡され、メタルボンド砥石１０の外周面
１１に対向するよう保持される。また、上下ガイド２
４，２５は、ワイヤ２７が上下方向に移動する際に揺れ
等がないように支持する。なお、図には示していない
が、巻取リール２６を回転させるためのモータが備えら
れ、ＮＣ装置１６により駆動されて、ワイヤ２７を移動
させる。
【００２８】電源装置１８は、メタルボンド砥石１０お
よびワイヤ２７に対して放電電圧を供給するためのもの
であり、＋（プラス）端子が回転軸を介してメタルボン
ド砥石１０に接続され、−（マイナス）端子がワイヤ２
７に接触している給電子３０に接続されている。放電電
圧は、ワイヤ２７が放電時に溶損しない電圧に設定され
ている。また、電源装置１８には、ワイヤ２７およびメ
タルボンド砥石１０の短絡を検出する短絡検出回路（図
示せず）が設けられている。
よびワイヤ２７に対して放電電圧を供給するためのもの
であり、＋（プラス）端子が回転軸を介してメタルボン
ド砥石１０に接続され、−（マイナス）端子がワイヤ２
７に接触している給電子３０に接続されている。放電電
圧は、ワイヤ２７が放電時に溶損しない電圧に設定され
ている。また、電源装置１８には、ワイヤ２７およびメ
タルボンド砥石１０の短絡を検出する短絡検出回路（図
示せず）が設けられている。
【００２９】この構成による動作を説明すると、まず、
図５(a) に示すように、ワーク回転機１４により、メタ
ルボンド砥石１０を所定の回転数で回転させる。ＮＣ装
置１６によってＸ，Ｙモータ１９，２０を駆動すること
により、ＸＹステージ１５を前後左右に移動させる。こ
れにより、メタルボンド砥石１０は、ワイヤ２７に対し
て短絡せずに放電が起こるように適当な間隔をあけて位
置決めされる。
図５(a) に示すように、ワーク回転機１４により、メタ
ルボンド砥石１０を所定の回転数で回転させる。ＮＣ装
置１６によってＸ，Ｙモータ１９，２０を駆動すること
により、ＸＹステージ１５を前後左右に移動させる。こ
れにより、メタルボンド砥石１０は、ワイヤ２７に対し
て短絡せずに放電が起こるように適当な間隔をあけて位
置決めされる。
【００３０】このとき、巻取リール２６によりワイヤ２
７を巻き取って移動させると同時に、電源装置１８によ
りメタルボンド砥石１０およびワイヤ２７に放電電圧を
供給する。すると、メタルボンド砥石１０およびワイヤ
２７の間に放電が起こり、メタルボンド砥石１０が熱的
に加工される。メタルボンド砥石１０およびワイヤ２７
が短絡状態になったことを短絡検出回路で検出すると、
一旦、正常な放電が行える位置になるよう、メタルボン
ド砥石１０を後退させる。その位置から改めて放電を開
始する。
７を巻き取って移動させると同時に、電源装置１８によ
りメタルボンド砥石１０およびワイヤ２７に放電電圧を
供給する。すると、メタルボンド砥石１０およびワイヤ
２７の間に放電が起こり、メタルボンド砥石１０が熱的
に加工される。メタルボンド砥石１０およびワイヤ２７
が短絡状態になったことを短絡検出回路で検出すると、
一旦、正常な放電が行える位置になるよう、メタルボン
ド砥石１０を後退させる。その位置から改めて放電を開
始する。
【００３１】このようにして、同図(b) に示すように、
メタルボンド砥石１０の外周面１１を研削し、溝３１を
形成する。このとき、メタルボンド砥石１０に加工液が
注がれてもよい。なお、図中の矢印は、ワイヤ２７の動
きを示しているが、実際にはメタルボンド砥石１０が移
動している。
メタルボンド砥石１０の外周面１１を研削し、溝３１を
形成する。このとき、メタルボンド砥石１０に加工液が
注がれてもよい。なお、図中の矢印は、ワイヤ２７の動
きを示しているが、実際にはメタルボンド砥石１０が移
動している。
【００３２】溝３１を形成すれば、次に、メタルボンド
砥石１０を再び初期の位置に戻し、前後方向に移動さ
せ、所定の位置でワイヤ２７との間で放電を起こす。こ
れにより、２番目の溝３１を形成する。同様にして、メ
タルボンド砥石１０を移動させて放電加工を行うことに
より、一定のピッチで複数の溝３１を形成し、各溝３１
の間に櫛刃状の突条１２を形成する。図５(b) によれ
ば、溝３１はやや深めに形成される。これは、次工程
で、突条１２の先端部分を成形するとき、ワイヤ２７が
侵入できるように放電加工の妨げになる部分を削除して
おくためである。
砥石１０を再び初期の位置に戻し、前後方向に移動さ
せ、所定の位置でワイヤ２７との間で放電を起こす。こ
れにより、２番目の溝３１を形成する。同様にして、メ
タルボンド砥石１０を移動させて放電加工を行うことに
より、一定のピッチで複数の溝３１を形成し、各溝３１
の間に櫛刃状の突条１２を形成する。図５(b) によれ
ば、溝３１はやや深めに形成される。これは、次工程
で、突条１２の先端部分を成形するとき、ワイヤ２７が
侵入できるように放電加工の妨げになる部分を削除して
おくためである。
【００３３】次いで、各突条１２の先端部分をＶ字状ま
たはＵ字状に成形する。すなわち、同図(c) に示すよう
に、ワイヤ２７が突条１２の基部１２ｂから先端１２ａ
に向かって移動するように、メタルボンド砥石１０を移
動させる。これにより、先端部分の角を落としていくこ
とにより、所望のＶ字形状の先端１２ａを形成する。こ
の場合、傾斜を緩やかにすれば、より鈍角なＶ字形とな
り、傾斜を急にすればより鋭角なＶ字形となる。
たはＵ字状に成形する。すなわち、同図(c) に示すよう
に、ワイヤ２７が突条１２の基部１２ｂから先端１２ａ
に向かって移動するように、メタルボンド砥石１０を移
動させる。これにより、先端部分の角を落としていくこ
とにより、所望のＶ字形状の先端１２ａを形成する。こ
の場合、傾斜を緩やかにすれば、より鈍角なＶ字形とな
り、傾斜を急にすればより鋭角なＶ字形となる。
【００３４】実際には、φ０.２ｍｍのワイヤ２７を用
いて、突条ピッチが０.４２ｍｍ、そのピッチ誤差が±
３μｍの凹凸３を形成することができ、Ｖ字角度が４０
°、先端の曲率半径が５μｍといった突条１２を高精度
に加工することができる。このようにして、メタルボン
ド砥石１０の先端形状をＶ字状またはＵ字状に高精度に
形成する。
いて、突条ピッチが０.４２ｍｍ、そのピッチ誤差が±
３μｍの凹凸３を形成することができ、Ｖ字角度が４０
°、先端の曲率半径が５μｍといった突条１２を高精度
に加工することができる。このようにして、メタルボン
ド砥石１０の先端形状をＶ字状またはＵ字状に高精度に
形成する。
【００３５】そして、仕上げ精度が要求される場合は、
さらに、次のステップにおいて、仕上げ加工を実施す
る。電源装置１８からの放電エネルギーは、溝入れと初
期形状出しのときには、高いエネルギーで行い、仕上げ
の最終ステップに近づくほど低いエネルギーで行うとよ
い。このように、メタルボンド砥石１０の外周面１１
に、高精度の突条１２を形成することができる。
さらに、次のステップにおいて、仕上げ加工を実施す
る。電源装置１８からの放電エネルギーは、溝入れと初
期形状出しのときには、高いエネルギーで行い、仕上げ
の最終ステップに近づくほど低いエネルギーで行うとよ
い。このように、メタルボンド砥石１０の外周面１１
に、高精度の突条１２を形成することができる。
【００３６】なお、突条１２の先端部分を成形すると
き、メタルボンド砥石１０を定位置にしたまま、ワイヤ
２７を先端１２ａから基部１２ｂに向かって移動させて
もよい。また、ＸＹステージ１５を高さ方向に移動させ
るためのＺモータを設けて、ワイヤ２７を巻き取って上
下方向に移動させる代わりに、メタルボンド砥石１０を
上下方向に移動させてもよい。
き、メタルボンド砥石１０を定位置にしたまま、ワイヤ
２７を先端１２ａから基部１２ｂに向かって移動させて
もよい。また、ＸＹステージ１５を高さ方向に移動させ
るためのＺモータを設けて、ワイヤ２７を巻き取って上
下方向に移動させる代わりに、メタルボンド砥石１０を
上下方向に移動させてもよい。
【００３７】上記の方法によって外周面１１に複数の突
条１２を形成したメタルボンド砥石１０を用いて、図
１，２に示すように、基板１の表面に凹凸３を形成す
る。詳細には、メタルボンド砥石１０を図示しない平面
研削盤に装着し、基板１を水平移動可能な載置台に固定
する。そして、メタルボンド砥石１０の外周面１１が基
板１の表面に沿うように、メタルボンド砥石１０を位置
決めする。
条１２を形成したメタルボンド砥石１０を用いて、図
１，２に示すように、基板１の表面に凹凸３を形成す
る。詳細には、メタルボンド砥石１０を図示しない平面
研削盤に装着し、基板１を水平移動可能な載置台に固定
する。そして、メタルボンド砥石１０の外周面１１が基
板１の表面に沿うように、メタルボンド砥石１０を位置
決めする。
【００３８】メタルボンド砥石１０を平面研削盤で高速
に回転させながら、メタルボンド砥石１０の軸方向と直
交する方向に基板１を移動させて、基板１の表面を研削
する。この場合、突条１２の先端部分のみを使用して、
基板１の表面を研削する（図６(a) 参照）。なお、基板
１を移動させる代わりに、メタルボンド砥石１０を移動
させるようにしてもよい。
に回転させながら、メタルボンド砥石１０の軸方向と直
交する方向に基板１を移動させて、基板１の表面を研削
する。この場合、突条１２の先端部分のみを使用して、
基板１の表面を研削する（図６(a) 参照）。なお、基板
１を移動させる代わりに、メタルボンド砥石１０を移動
させるようにしてもよい。
【００３９】次いで、一旦、メタルボンド砥石１０を上
昇させ、軸方向に移動ピッチＰｍだけ移動させる。そし
て、メタルボンド砥石１０を回転させながら基板１の表
面に接するまで下降させ、同様にして、基板１を移動さ
せて、基板１の表面を研削する（同図(b) 参照）。
昇させ、軸方向に移動ピッチＰｍだけ移動させる。そし
て、メタルボンド砥石１０を回転させながら基板１の表
面に接するまで下降させ、同様にして、基板１を移動さ
せて、基板１の表面を研削する（同図(b) 参照）。
【００４０】以後、同様にして、同図(c) ，(d) に示す
ように、メタルボンド砥石１０を移動ピッチＰｍずつ移
動させ、基板１の表面に均一な溝状の凹凸３を形成す
る。このように、突条１２の先端部分を使用すれば、突
条１２のピッチＰｔより短ピッチで、移動ピッチＰｍと
等しいピッチの凹凸３を形成することができる。例え
ば、突条１２のピッチが０.４２ｍｍのメタルボンド砥
石１０を用いて、基板１の表面にピッチ７０μｍ、深さ
７０μｍの凹凸３を加工する場合は、メタルボンド砥石
１０を７０μｍずつ軸方向に５回シフトすればよい。
ように、メタルボンド砥石１０を移動ピッチＰｍずつ移
動させ、基板１の表面に均一な溝状の凹凸３を形成す
る。このように、突条１２の先端部分を使用すれば、突
条１２のピッチＰｔより短ピッチで、移動ピッチＰｍと
等しいピッチの凹凸３を形成することができる。例え
ば、突条１２のピッチが０.４２ｍｍのメタルボンド砥
石１０を用いて、基板１の表面にピッチ７０μｍ、深さ
７０μｍの凹凸３を加工する場合は、メタルボンド砥石
１０を７０μｍずつ軸方向に５回シフトすればよい。
【００４１】このように、外周面１１に複数の突条１２
を形成したメタルボンド砥石１０を用いて、基板１の表
面を研削すれば、１つの刃部しか有さないメタルボンド
砥石に比べ、多くの凹凸３を一度にかつ高速にしかも高
精度に形成することができるので、加工時間の短縮を図
れる。しかも、研削するときに突条１２の先端部分を使
用すれば、突条１２のピッチより短ピッチの凹凸３を形
成することができ、より多くの微細な凹凸３を形成でき
る。したがって、太陽電池の量産化に大いに寄与するこ
とができる。
を形成したメタルボンド砥石１０を用いて、基板１の表
面を研削すれば、１つの刃部しか有さないメタルボンド
砥石に比べ、多くの凹凸３を一度にかつ高速にしかも高
精度に形成することができるので、加工時間の短縮を図
れる。しかも、研削するときに突条１２の先端部分を使
用すれば、突条１２のピッチより短ピッチの凹凸３を形
成することができ、より多くの微細な凹凸３を形成でき
る。したがって、太陽電池の量産化に大いに寄与するこ
とができる。
【００４２】以上のように、基板１の表面に均一な凹凸
３を形成した太陽電池を評価したところ、形成前のエネ
ルギー変換効率は１３.８％であったが、形成後の変換
効率は１６.１％となり、大幅に変換効率を向上させる
ことができた。
３を形成した太陽電池を評価したところ、形成前のエネ
ルギー変換効率は１３.８％であったが、形成後の変換
効率は１６.１％となり、大幅に変換効率を向上させる
ことができた。
【００４３】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることができる。例えば、放
電加工に代えて、電磁石を利用した電子衝撃加工を用い
てもよい。
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることができる。例えば、放
電加工に代えて、電磁石を利用した電子衝撃加工を用い
てもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、この発明によると、外周
面に一定のピッチで複数の突条が形成された研削加工工
具によって、半導体基板の表面に微細で均一な凹凸を一
度に複数形成することができる。したがって、製造時間
の削減を図れ、低コストで高効率な太陽電池を量産する
ことができる。
面に一定のピッチで複数の突条が形成された研削加工工
具によって、半導体基板の表面に微細で均一な凹凸を一
度に複数形成することができる。したがって、製造時間
の削減を図れ、低コストで高効率な太陽電池を量産する
ことができる。
【００４５】また、研削加工工具の突条の先端部分を使
用して研削加工を行えば、半導体基板の表面に突条のピ
ッチより短ピッチの凹凸を形成することができ、より多
くの微細な凹凸を形成できる。
用して研削加工を行えば、半導体基板の表面に突条のピ
ッチより短ピッチの凹凸を形成することができ、より多
くの微細な凹凸を形成できる。
【００４６】また、メタルボンド砥石に、粒度が＃１５
００〜２０００のものを用いれば、表面の欠け等のない
高精度な凹凸を形成することができ、加工回数が１回だ
けですみ、研削加工の能率が向上する。
００〜２０００のものを用いれば、表面の欠け等のない
高精度な凹凸を形成することができ、加工回数が１回だ
けですみ、研削加工の能率が向上する。
【００４７】そして、研削加工工具の製造に関して、電
極ワイヤに対してメタルボンド砥石の外周面を回転させ
ながら、両者の間に放電を起こさせて、メタルボンド砥
石の外周面を放電加工すれば、外周面に複数の突条を形
成した研削加工工具を容易に作製することができる。
極ワイヤに対してメタルボンド砥石の外周面を回転させ
ながら、両者の間に放電を起こさせて、メタルボンド砥
石の外周面を放電加工すれば、外周面に複数の突条を形
成した研削加工工具を容易に作製することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るメタルボンド砥石に
よって基板に凹凸が形成される様子を示す図
よって基板に凹凸が形成される様子を示す図
【図２】基板に凹凸を形成するときのメタルボンド砥石
および基板を示す図
および基板を示す図
【図３】凹凸が形成された太陽電池の断面図
【図４】メタルボンド砥石の突条を形成する加工システ
ムの構成図
ムの構成図
【図５】メタルボンド砥石に突条を形成する過程を示す
図
図
【図６】基板に凹凸を形成する過程を示す図
１ 多結晶Ｓｉ基板 ３ 凹凸 １０ メタルボンド砥石 １１ 外周面 １２ 突条 １２ａ 先端 １２ｂ 基部 ２７ ワイヤ ３１ 溝
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB05 BA28 CB04 DA06 FB02 FB03 FB04 FD05 GA02 GA03 GB05 HA08 JA02 JA04 3C063 AA02 AB02 AB03 AB10 BA24 BB07 BC02 EE15 5F051 GA04 GA14
Claims (8)
- 【請求項１】 メタルボンド砥石の外周面に、一定のピ
ッチで複数の突条が形成され、該突条は先端に向かって
細くなる形状とされたことを特徴とする研削加工工具。 - 【請求項２】 突条は、基部から垂直に立ち上がって先
端がＶ字状またはＵ字状とされ、前記各突条は、一定の
間隔をおいて平行に並べられたことを特徴とする請求項
１記載の研削加工工具。 - 【請求項３】 メタルボンド砥石の外周面に一定のピッ
チで溝を形成することにより、該各溝の間に櫛刃状の突
条を形成し、その後、前記突条の先端を成形して、先端
に向かって細くすることを特徴とする研削加工工具の製
造方法。 - 【請求項４】 電極ワイヤに対してメタルボンド砥石の
外周面を回転させながら、両者の間に放電を起こさせる
ことにより、前記メタルボンド砥石の外周面を放電加工
し、両者を相対的に移動させながら、複数の突条を形成
することを特徴とする請求項３記載の研削加工工具の製
造方法。 - 【請求項５】 突条の先端を成形するとき、電極ワイヤ
が前記突条の基部から先端に向かって移動するように、
メタルボンド砥石あるいは前記電極ワイヤを移動するこ
とを特徴とする請求項３または４記載の研削加工工具の
製造方法。 - 【請求項６】 外周面に複数の突条を有する研削加工工
具を用いて半導体基板の表面を研削加工して、前記基板
表面に微細な凹凸を一度に複数形成することを特徴とす
る太陽電池の製造方法。 - 【請求項７】 研削加工工具の突条の先端部分を使用し
て、前記研削加工工具と半導体基板とを前記突条の並ん
でいる方向に前記突条のピッチより短い距離ずつ相対的
に移動しながら研削加工を行い、前記半導体基板の表面
に前記突条のピッチより短ピッチの凹凸を形成すること
を特徴とする請求項６記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項８】 メタルボンド砥石は、その粒度が＃１５
００〜２０００であることを特徴とする請求項６または
７記載の太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10304894A JP2000126934A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 研削加工工具およびそれを用いた太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10304894A JP2000126934A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 研削加工工具およびそれを用いた太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000126934A true JP2000126934A (ja) | 2000-05-09 |
Family
ID=17938574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10304894A Pending JP2000126934A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 研削加工工具およびそれを用いた太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000126934A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002075816A1 (fr) * | 2001-03-19 | 2002-09-26 | Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. | Pile solaire et son procede de fabrication |
| WO2008013282A1 (en) | 2006-07-27 | 2008-01-31 | Toppan Printing Co., Ltd. | Method for producing microneedle |
| CN100444414C (zh) * | 2001-03-19 | 2008-12-17 | 信越半导体株式会社 | 太阳能电池及其制造方法 |
| JP2010192640A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Disco Abrasive Syst Ltd | 半導体基板の加工方法 |
| JP2015085431A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 京セラ株式会社 | 研削砥石および研削方法 |
| CN109311111A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-02-05 | 深圳大学 | 一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置及方法 |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP10304894A patent/JP2000126934A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7615391B2 (en) | 2001-03-19 | 2009-11-10 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Solar cell and method of fabricating the same |
| AU2002238953B2 (en) * | 2001-03-19 | 2007-03-29 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd | Solar cell and its manufacturing method |
| WO2002075816A1 (fr) * | 2001-03-19 | 2002-09-26 | Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. | Pile solaire et son procede de fabrication |
| US7355114B2 (en) | 2001-03-19 | 2008-04-08 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Solar cell and its manufacturing method |
| CN100444414C (zh) * | 2001-03-19 | 2008-12-17 | 信越半导体株式会社 | 太阳能电池及其制造方法 |
| US7789733B2 (en) | 2006-07-27 | 2010-09-07 | Toppan Printing Co., Ltd. | Method of manufacturing microneedle |
| JP2009254876A (ja) * | 2006-07-27 | 2009-11-05 | Toppan Printing Co Ltd | マイクロニードルの製造方法 |
| WO2008013282A1 (en) | 2006-07-27 | 2008-01-31 | Toppan Printing Co., Ltd. | Method for producing microneedle |
| JP2012143579A (ja) * | 2006-07-27 | 2012-08-02 | Toppan Printing Co Ltd | マイクロニードルの製造方法 |
| US8292696B2 (en) | 2006-07-27 | 2012-10-23 | Hisamitsu Pharmaceutical Co., Inc. | Method of manufacturing microneedle |
| US8876575B2 (en) | 2006-07-27 | 2014-11-04 | Toppan Printing Co., Ltd. | Microneedle and method of manufacturing microneedle |
| JP2010192640A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Disco Abrasive Syst Ltd | 半導体基板の加工方法 |
| JP2015085431A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 京セラ株式会社 | 研削砥石および研削方法 |
| CN109311111A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-02-05 | 深圳大学 | 一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置及方法 |
| WO2019056266A1 (zh) * | 2017-09-21 | 2019-03-28 | 深圳大学 | 一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置及方法 |
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