JP2001135836A - 薄膜のスクライブ方法、その装置及び太陽電池モジュール - Google Patents

薄膜のスクライブ方法、その装置及び太陽電池モジュール

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JP2001135836A
JP2001135836A JP31240099A JP31240099A JP2001135836A JP 2001135836 A JP2001135836 A JP 2001135836A JP 31240099 A JP31240099 A JP 31240099A JP 31240099 A JP31240099 A JP 31240099A JP 2001135836 A JP2001135836 A JP 2001135836A
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thin film
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scanning
scribing
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Katsuhiko Hayashi
克彦 林
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/362Laser etching
    • B23K26/364Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は太陽電池モジュールの形成された
薄膜を能率よくスクライブできるようにしたスクライブ
方法を提供することにある。 【解決手段】 基板に形成された薄膜をレーザ光によっ
て所定の幅寸法の帯状にスクライブする薄膜のスクライ
ブ方法において、上記レーザ光を上記基板の所定方向に
沿って相対的に走査させる第1の工程と、上記レーザ光
が上記薄膜の有効領域から外れた位置で上記レーザ光を
上記所定方向と交差する方向へ所定距離だけ相対的に走
査させる第2の工程と、上記レーザ光を上記第1の工程
におけるレーザ光の走査方向と平行かつ逆方向に相対的
に走査させる第3の工程とを連続して行うことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は基板に形成された
薄膜をレーザ光によって所定の幅寸法の帯状にスクライ
ブするスクライブ方法、その装置及びスクライブされた
薄膜を備えた太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】太陽電池モジュールは、図4に示すよう
にガラス製の基板1にSIO膜2を設け、このSIO
膜2に薄膜としての透明導電膜3、半導体層4及び裏
面電極層5が順次積層形成される。
【0003】透明導電膜3、半導体層4及び裏面電極層
5はそれぞれレーザ光によって帯状にスクライブされ
る。つまり、透明導電膜3は第1の分断溝6によって帯
状に分断され、半導体層4は第2の分断溝7によって帯
状に分断される。さらに、半導体層4と裏面電極層5と
は第3の分断溝8によって分断される。
【0004】それによって、上記基板1には透明導電膜
3と裏面電極層5とによって電気的に直列に接続された
複数のセル9が形成される。なお、図示しないがセル9
は封止部材によって液密に封止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記透明導電
膜、半導体層及び裏面電極層などの薄膜をレーザ光によ
ってスクライブする場合、レーザ光を基板の所定方向に
沿って走査させて1本の分断溝を形成したならば、たと
えばシャッタなどによってレーザ光の照射を停止する。
そして、基板を上記所定方向と直交する方向へ所定寸法
移動させた後、上記シャッタを開放してレーザ光を上記
所定方向と逆方向へ走査することで、上記薄膜を所定の
幅寸法の帯状に分断するということが行われていた。
【0006】しかしながら、従来のスクライブ方法は、
上述したように、1本の分断溝をスクライブしたなら
ば、次の分断溝をスクライブするまでの間、シャッタを
閉じてレーザ光の照射を遮断している。
【0007】そのため、その遮断、つまりシャッタの開
閉に余計な時間が掛かることになったり、レーザ光の走
査が一時的に停止することになるから、これらのことに
よって生産性の低下を招くということがあった。
【0008】この発明は、レーザ光の走査を停止させず
に薄膜をスクライブすることで、生産性の向上を図るこ
とができるようにした薄膜のスクライブ方法、その装置
及び太陽電池モジュールを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、基板
に形成された薄膜をレーザ光によって所定の幅寸法の帯
状にスクライブする薄膜のスクライブ方法において、上
記レーザ光を上記基板の所定方向に沿って相対的に走査
させる第1の工程と、上記レーザ光が上記薄膜の有効領
域から外れた位置で上記レーザ光を上記所定方向と交差
する方向へ所定距離だけ相対的に走査させる第2の工程
と、上記レーザ光を上記第1の工程におけるレーザ光の
走査方向と平行かつ逆方向に相対的に走査させる第3の
工程とを連続して行うことを特徴とする薄膜のスクライ
ブ方法にある。
【0010】請求項2の発明は、基板に形成された薄膜
をレーザ光によって所定の幅寸法の帯状にスクライブす
る薄膜のスクライブ装置において、上記基板が載置され
るテーブルと、上記薄膜をスクライブするレーザ光を出
力するレーザ発振器と、上記レーザ光を上記基板上で相
対的に走査させる駆動手段と、この駆動手段の駆動を制
御し上記レーザ光が上記薄膜を所定の幅寸法の帯状にス
クライブするよう一筆書きの要領で相対的に走査させる
制御手段とを具備したことを特徴とする薄膜のスクライ
ブ装置にある。
【0011】請求項3の発明は、基板に形成された薄膜
がレーザ光によって所定の幅寸法の帯状にスクライブさ
れた太陽電池モジュールにおいて、上記レーザ光を上記
基板の所定方向に沿って相対的に走査させる第1の工程
と、上記レーザ光が上記薄膜の有効領域から外れた位置
で上記レーザ光を上記所定方向と交差する方向へ所定距
離だけ相対的に走査させる第2の工程と、上記レーザ光
を上記第1の工程におけるレーザ光の走査方向と平行か
つ逆方向に相対的に走査させる第3の工程とを連続して
行うことで製造されることを特徴とする太陽電池モジュ
ールにある。
【0012】請求項1乃至請求項3の発明によれば、基
板に対してレーザ光を一筆書きの要領で連続的に走査さ
せることができるため、基板に形成された薄膜を能率よ
くスクライブすることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。
【0014】図1と図2はこの発明の一実施の形態を示
す。図1はスクライブ装置の概略的構成を示し、このス
クライブ装置はレーザ発振器11を備えている。このレ
ーザ発振器11から出力されたレーザ光12は反射鏡1
3で反射して光路が変換されるようになっている。
【0015】光路が変換されたレーザ光12の進行方向
にはXY駆動装置14が配設されている。このXY駆動
装置14は、ベース15を有し、このベース15上には
X駆動源16によってX方向に駆動されるXテーブル1
7及びこのXテーブル17上にY駆動源18によってX
方向と直交するY方向に駆動されるYテーブル19が配
置されている。
【0016】上記各駆動源16,18は制御装置21に
よって予め設定されたプログラムに基づいて駆動が制御
されるようになっている。つまり、上記Yテーブル19
はベース15上でX方向とY方向とに駆動されることに
なる。
【0017】上記Yテーブル19上には太陽電池モジュ
ールのガラス製の基板1が載置される。この基板1に
は、たとえば図4に示すSIO膜2上に透明導電膜3
だけが全面にわたって形成されていて、この透明導電膜
3がレーザ光12によって以下のような手順でスクライ
ブされる。
【0018】なお、基板1に形成された透明導電膜3
は、図2に示すようにセルとして利用される有効領域3
aと、この有効領域3aの周辺部のマージン領域3bと
に分けられる。また、基板1を照射するレーザ光12
は、図示しないレンズによって集束され、このレンズの
ほぼ焦点位置に上記透明導電膜3が位置するよう高さ方
向の位置決め行われる。
【0019】まず、基板1を透明導電膜3が形成された
面を上にして上記Yテーブル19上に載置する。次に、
レーザ発振器11から出力されるレーザ光12の照射位
置が図2にAで示す透明導電膜3の幅方向一端で、しか
も長手方向一端の上記マージン領域3bの一側よりもわ
ずかに内側になるようYテーブル19を位置決めする。
つまり、レーザ光12をスクライブのスタート点Aに位
置決めする。
【0020】次に、X駆動源16を作動させてXテーブ
ル17を駆動し、レーザ光12を有効領域3aの長手方
向に沿って走査させ、その有効領域3aを第1のスクラ
イブ線31によってスクライブする。レーザ光12が基
板1の長手方向他端のマージン領域3bのB点に達した
ならば、レーザ光12の照射を停止することなくYテー
ブル17をY方向へ所定寸法P駆動し、レーザ光12に
よる照射位置をC点に移動させる。それによって、透明
導電膜3のマージン領域3bには第2のスクライブ線3
2によってY方向に沿うスクライブが行われる。
【0021】このYテーブル17のY方向への駆動に連
続してX駆動源16によりXテーブル17を先程とは逆
のX方向へ駆動する。それによって、レーザ光12は基
板1の長手方向に沿って走査されるから、基板1の透明
導電膜3には上記第1のスクライブ線31と平行な第2
のスクライブ線33によって長手方向に沿うスクライブ
が行われる。
【0022】レーザ光12が基板1の長手方向一端のマ
ージン領域3bのD点に到達したならば、Yテーブル1
9をY方向へ所定寸法P駆動し、レーザ光12の照射位
置をE点へ移動する。それによって、マージン領域3b
にはY方向に沿う第4のスクライブ線34が形成され
る。
【0023】上記第4のスクライブ線34のスクライブ
と連続してXテーブル17をX方向へ駆動し、透明導電
膜3をスクライブすることで、上記第1、第3のスクラ
イブ線31,33と平行な第5のスクライブ線35が形
成されることになる。
【0024】以下、同様にレーザ光12の走査を繰り返
すことで、透明導電膜3を基板1の幅方向に沿って所定
の幅寸法Pの帯状にスクライブすることができる。
【0025】すなわち、レーザ光12の照射を途中で中
断することなく、レーザ光12を透明導電膜3上で一筆
書きの要領で連続して走査させることで、上記透明導電
膜3を所定の幅寸法の帯状にスクライブするようにし
た。そのため、レーザ光12の中断によるロス時間の発
生を招くことがなくなるから、生産性の向上を図ること
ができる。
【0026】とくに、太陽電池モジュールの場合、レー
ザ光12による薄膜のスクライブは、透明導電膜3だけ
でなく、半導体層4や裏面電極層5にも行うばかりか、
太陽電池モジュールが大型の場合には形成されるセルの
数も多くなる。そのため、レーザ光12による薄膜のス
クライブの能率向上は、太陽電池モジュールの生産性向
上に大きく寄与することになる。
【0027】上記一実施の形態ではレーザ光12の走査
方向の変換を透明導電膜3のマージン領域3bで行うよ
うにしたが、マージン領域3bが少ない場合などにはレ
ーザ光12の走査方向の変換を図3に示すように基板1
の長手方向両端から外れた位置で行うようにしてもよ
い。
【0028】なお、この実施の形態において、上記一実
施の形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略す
る。
【0029】また、上記一実施の形態では透明導電膜を
スクライブする場合について説明したが、この透明導電
膜上に形成される半導体層及び裏面電極層の場合も同様
なスクライブを行えばよい。なお、裏面電極層をスクラ
イブする場合、通常は基板の裏面電極層が形成された面
と逆の面側からレーザ光を照射してスクライブが行われ
るが、そのような場合もこの発明の範囲に含まれる。
【0030】さらに、レーザ光の走査は、基板をXY駆
動装置によって駆動する代わりに、レーザ発振器をXY
方向に駆動して行うようにしてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上のように、請求項1乃至請求項3の
発明によれば、基板に形成された薄膜をレーザ光によっ
てスクライブする場合、このレーザ光を一筆書きの要領
で連続して走査させるようにした。
【0032】そのため、たとえばレーザ光の照射をスク
ライブの折り返し点で中断する場合に比べて生産性の向
上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示すスクライブ装置
の概略的構成図。
【図2】同じく基板を走査するレーザ光の軌跡を示した
説明図。
【図3】この発明の他の実施の形態を示す基板を走査す
るレーザ光の軌跡を示した説明図。
【図4】一般的な太陽電池モジュールの構成の一部を示
す断面図。
【符号の説明】
1…基板 3…透明導電膜(薄膜) 4…半導体層(薄膜) 5…裏面電極(薄膜) 11…レーザ発振器 12…レーザ光 16…X駆動源(駆動手段) 18…Y駆動源(駆動手段9) 21…制御装置(制御手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に形成された薄膜をレーザ光によっ
    て所定の幅寸法の帯状にスクライブする薄膜のスクライ
    ブ方法において、 上記レーザ光を上記基板の所定方向に沿って相対的に走
    査させる第1の工程と、 上記レーザ光が上記薄膜の有効領域から外れた位置で上
    記レーザ光を上記所定方向と交差する方向へ所定距離だ
    け相対的に走査させる第2の工程と、 上記レーザ光を上記第1の工程におけるレーザ光の走査
    方向と平行かつ逆方向に相対的に走査させる第3の工程
    とを連続して行うことを特徴とする薄膜のスクライブ方
    法。
  2. 【請求項2】 基板に形成された薄膜をレーザ光によっ
    て所定の幅寸法の帯状にスクライブする薄膜のスクライ
    ブ装置において、 上記基板が載置されるテーブルと、 上記薄膜をスクライブするレーザ光を出力するレーザ発
    振器と、 上記レーザ光を上記基板上で相対的に走査させる駆動手
    段と、 この駆動手段の駆動を制御し上記レーザ光が上記薄膜を
    所定の幅寸法の帯状にスクライブするよう一筆書きの要
    領で相対的に走査させる制御手段とを具備したことを特
    徴とする薄膜のスクライブ装置。
  3. 【請求項3】 基板に形成された薄膜がレーザ光によっ
    て所定の幅寸法の帯状にスクライブされた太陽電池モジ
    ュールにおいて、 上記レーザ光を上記基板の所定方向に沿って相対的に走
    査させる第1の工程と、 上記レーザ光が上記薄膜の有効領域から外れた位置で上
    記レーザ光を上記所定方向と交差する方向へ所定距離だ
    け相対的に走査させる第2の工程と、 上記レーザ光を上記第1の工程におけるレーザ光の走査
    方向と平行かつ逆方向に相対的に走査させる第3の工程
    とを連続して行うことで製造されることを特徴とする太
    陽電池モジュール。
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