JP2008071874A - Apparatus and method of machining solar battery substrate - Google Patents

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Yoshitaka Kawada
田 義 高 川
Junichi Kinoshita
下 純 一 木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure the high accuracy of patterning a solar battery substrate and largely improve conversion efficiency of a solar battery element even in machining a wavy solar battery substrate or a curved substrate. <P>SOLUTION: An apparatus of machining a solar battery substrate includes a substrate holding part 50 for holding the solar battery substrate 60, and a laser irradiation part 20 for irradiating laser light LB through a condenser lens 22 onto the substrate 60 held by the holding part 50. A measuring part 10 for measuring a speckle pattern SP generated from the substrate 60 by the laser light LB from the irradiation part 20 is provided in the vicinity of the substrate holding part 50. A distance between the condenser lens 22 and the substrate 60 can be adjusted so that a spot diameter of the laser light LB on the substrate 60 comes into a constant range based on a size of the speckle pattern SP generated from the substrate 60 and measured by the measuring part 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は「うねり」のある太陽電池基板、または曲面状の太陽電池基板を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができる太陽電池基板加工装置および太陽電池基板加工方法に関する。   The present invention relates to a solar cell substrate processing apparatus and a solar cell substrate processing method capable of patterning with high accuracy even when processing a solar cell substrate with “undulation” or a curved solar cell substrate.

従来から、太陽電池素子を製造する場合、シリコン膜、金属膜、透明電極膜などをパターニングすることが必要となる。このようなシリコン膜には、アモルファス・シリコン膜または多結晶シリコン膜(ポリシリコン膜)が用いられる場合が多い。特に、近年は原料のシリコンの供給不安が広がっているため、薄いシリコン薄膜を用いた太陽電池素子への期待が高まっている。   Conventionally, when manufacturing a solar cell element, it is necessary to pattern a silicon film, a metal film, a transparent electrode film, and the like. As such a silicon film, an amorphous silicon film or a polycrystalline silicon film (polysilicon film) is often used. In particular, in recent years, there has been growing concern over the supply of silicon as a raw material, and so expectations for solar cell elements using thin silicon thin films are increasing.

太陽電池素子を得るために太陽電池基板をパターン加工する方法として、レーザ光による加工法が幅広く利用されてきた。これは、加工対象であるシリコン膜、金属膜、透明電極膜などをPEP工程なしでパターニングできるメリットが大きかったためである。   As a method of patterning a solar cell substrate to obtain a solar cell element, a processing method using a laser beam has been widely used. This is because the merit of patterning a silicon film, a metal film, a transparent electrode film, or the like to be processed without a PEP process is great.

ところで、パターン加工の精度が太陽電池素子の変換効率に影響を与えるため、太陽電池基板のパターン加工の要求精度は年々厳しくなってきている。   By the way, since the precision of pattern processing affects the conversion efficiency of a solar cell element, the required precision of pattern processing of a solar cell substrate is becoming stricter year by year.

このように太陽電池基板をパターン加工する際のパラメータとしては、レーザ波長、レーザエネルギ、パルス幅、繰り返し周波数、走査速度、加工スポット径などを挙げることができる。このうち、レーザ波長、パルス幅、繰り返し周波数、走査速度といったパラメータは、変動要因が小さく、比較的安定している。これに対して、レーザエネルギと加工スポット径は、変動しやすく、比較的、パターン加工に影響を与えやすいパラメータである。   As such parameters for patterning the solar cell substrate, laser wavelength, laser energy, pulse width, repetition frequency, scanning speed, machining spot diameter, and the like can be exemplified. Of these, parameters such as laser wavelength, pulse width, repetition frequency, and scanning speed have relatively small fluctuation factors and are relatively stable. On the other hand, the laser energy and the processing spot diameter are parameters that are likely to vary and relatively affect pattern processing.

このようなレーザエネルギと加工スポット径のうち、レーザエネルギは、加工点エネルギのモニタリングと実測値を基準としたパワーフィードバックによって、±数%以下の精度を確保することができる。   Of such laser energy and machining spot diameter, the laser energy can ensure accuracy of ± several percent or less by monitoring the machining point energy and power feedback based on the actual measurement value.

これに対して、加工スポット径を一定に保つことは、現状では有効な方法を見出せなかったため、改善が求められていた。特に、太陽電池基板が大型化するにつれて、太陽電池基板の「うねり」が増大する傾向にあり、加工スポット径を一定に保つことが深刻な問題となってきている。   On the other hand, maintaining a constant processing spot diameter has not been found as an effective method at present, and therefore an improvement has been demanded. In particular, as the size of the solar cell substrate increases, the “swell” of the solar cell substrate tends to increase, and keeping the processing spot diameter constant has become a serious problem.

また、近年、太陽電池を瓦等の曲面をもった建築部材上に貼り付けて使う用途が広がっている。このため、従来は平面基板上に形成していた太陽電池素子を、曲面基板上に形成する要求が高まってきている。しかしながら、このような曲面を有する太陽電池素子を形成する場合、加工スポット径を一定に保つことが格段に難しくなる。   In recent years, the use of a solar cell by attaching it on a building member having a curved surface such as a tile has been expanded. For this reason, the request | requirement which forms the solar cell element conventionally formed on the flat substrate on a curved substrate has increased. However, when forming a solar cell element having such a curved surface, it is extremely difficult to keep the processing spot diameter constant.

ところで、現状、レーザ加工幅に対する典型的な要求精度は、50μm±5μmである。この要求精度を満足するために必要な、太陽電池基板のシリコン薄膜と集光レンズとの間の距離の所定の距離からのズレ(位置決め精度)は、実験的には±10μm以下である。これに対して、太陽電池素子を製造するための太陽電池基板に発生している「うねり」は、実測値で最大で±100μmであった。このため、何の制御もしない状態でパターン加工を行うと、上述した要求精度を到底満足することはできない。なお、50μm±5μmというレーザ加工幅に対する要求精度は、年々厳しくなってきている。   By the way, at present, the typical required accuracy for the laser processing width is 50 μm ± 5 μm. The deviation (positioning accuracy) from a predetermined distance between the silicon thin film of the solar cell substrate and the condensing lens necessary to satisfy the required accuracy is ± 10 μm or less experimentally. On the other hand, the “swell” generated in the solar cell substrate for manufacturing the solar cell element was ± 100 μm at the maximum in actual measurement. For this reason, if the pattern processing is performed without any control, the above-described required accuracy cannot be satisfied at all. Incidentally, the required accuracy for the laser processing width of 50 μm ± 5 μm is becoming stricter year by year.

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、「うねり」のある太陽電池基板、または曲面状の太陽電池基板を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができ、太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる太陽電池基板加工装置および太陽電池基板加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and even when processing a solar cell substrate having a “swell” or a curved solar cell substrate, pattern processing can be performed with high accuracy. An object of the present invention is to provide a solar cell substrate processing apparatus and a solar cell substrate processing method capable of greatly improving the conversion efficiency of solar cell elements.

本発明は、太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工装置において、太陽電池基板を保持する基板保持部と、基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射部と、基板保持部近傍に配置され、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定部とを備え、測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離が調整可能であることを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention relates to a solar cell substrate processing apparatus for patterning a solar cell substrate with a laser beam, a substrate holding unit for holding the solar cell substrate, and a solar cell substrate held by the substrate holding unit via a condenser lens. A laser irradiation unit for irradiating a laser beam and a measurement unit that is disposed in the vicinity of the substrate holding unit and that measures a speckle pattern generated from the solar cell substrate by the laser beam from the laser irradiation unit is measured by the measurement unit. Based on the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate, the distance between the condenser lens and the solar cell substrate can be adjusted so that the spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate falls within a certain range. Is a solar cell substrate processing apparatus.

このような構成によって、「うねり」のある太陽電池基板、または曲面状の太陽電池基板を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができ、太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる。   With such a configuration, even when processing a solar cell substrate with “undulations” or a curved solar cell substrate, pattern processing can be performed with high accuracy, greatly improving the conversion efficiency of the solar cell element. Can be made.

本発明は、太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工装置において、太陽電池基板を保持する基板保持部と、基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射部と、基板保持部近傍に配置され、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定部と、基板保持部近傍に配置され、太陽電池基板の表面形状を検出する形状検出部とを備え、測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさと、形状検出部によって検出された太陽電池基板の表面形状とに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離が調整可能であることを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention relates to a solar cell substrate processing apparatus for patterning a solar cell substrate with a laser beam, a substrate holding unit for holding the solar cell substrate, and a solar cell substrate held by the substrate holding unit via a condenser lens. A laser irradiating unit for irradiating laser light and a substrate holding unit are arranged in the vicinity of the substrate holding unit, a measuring unit for measuring a speckle pattern generated from the solar cell substrate by laser light from the laser irradiating unit, and a substrate holding unit are arranged in the vicinity of A shape detection unit for detecting the surface shape of the solar cell substrate, the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measurement unit, and the surface shape of the solar cell substrate detected by the shape detection unit Based on this, the distance between the condenser lens and the solar cell substrate can be adjusted so that the spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate falls within a certain range. Preparative a solar cell substrate processing apparatus according to claim.

このような構成によって、より大きな「うねり」のある太陽電池基板、またはより大きな曲面を有する太陽電池基板を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができ、太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる。   With such a configuration, even when processing a solar cell substrate having a larger “swell” or a solar cell substrate having a larger curved surface, pattern processing can be performed with high accuracy, and conversion of solar cell elements is possible. Efficiency can be greatly improved.

本発明は、測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさを最大にすることによって、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径を定めることを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention defines a spot diameter of laser light on a solar cell substrate by maximizing the size of a speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by a measurement unit. Device.

このような構成によって、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、当該スポット径を精度良く制御することができる。   With such a configuration, the spot diameter can be accurately controlled so that the spot diameter of the laser light on the solar cell substrate falls within a certain range.

本発明は、測定部は、CCD素子又はラインセンサーからなることを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention is the solar cell substrate processing apparatus, wherein the measurement unit is composed of a CCD element or a line sensor.

本発明は、形状検出部に接続され、形状検出部によって検出された太陽電池基板の表面形状を記憶する形状記憶部をさらに備え、形状記憶部に記憶された太陽電池基板の表面形状に基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離が調整可能であることを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention further includes a shape storage unit that is connected to the shape detection unit and stores the surface shape of the solar cell substrate detected by the shape detection unit, and is based on the surface shape of the solar cell substrate stored in the shape storage unit. The solar cell substrate processing apparatus is characterized in that the distance between the condenser lens and the solar cell substrate can be adjusted so that the spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate falls within a certain range.

本発明は、形状検出部は、レーザ変位計又は接触式変位計からなることを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention is the solar cell substrate processing apparatus, wherein the shape detection unit is formed of a laser displacement meter or a contact displacement meter.

本発明は、集光レンズは、基板保持部に対する距離が調整自在であることを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention is the solar cell substrate processing apparatus, characterized in that the distance between the condensing lens and the substrate holding portion is adjustable.

このような構成により、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、当該スポット径の大きさを容易に制御することができる。   With such a configuration, the spot diameter can be easily controlled so that the spot diameter of the laser light on the solar cell substrate falls within a certain range.

本発明は、基板保持部は、太陽電池基板の集光レンズに対する距離が調整自在になるよう、太陽電池基板を保持することを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention is the solar cell substrate processing apparatus, wherein the substrate holding unit holds the solar cell substrate so that the distance of the solar cell substrate to the condensing lens is adjustable.

このような構成により、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、当該スポット径の大きさを容易に制御することができる。   With such a configuration, the spot diameter can be easily controlled so that the spot diameter of the laser light on the solar cell substrate falls within a certain range.

本発明は、基板保持部近傍に設けられ、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径を計測するスポット径計測部と、当該スポット径計測部と前記レーザ照射部に接続された制御部とをさらに備え、制御部は、スポット径計測部からの情報に基づいて、前記スポット径が一定範囲から外れたと判断すると、レーザ照射部の駆動を停止することを特徴とする太陽電池基板加工装置である。   The present invention further includes a spot diameter measuring unit that is provided in the vicinity of the substrate holding unit and measures a spot diameter of laser light on the solar cell substrate, and a control unit connected to the spot diameter measuring unit and the laser irradiation unit. The control unit is a solar cell substrate processing apparatus that stops driving the laser irradiation unit when it is determined that the spot diameter is out of a certain range based on information from the spot diameter measurement unit.

このような構成により、太陽電池基板上で、所定の範囲のスポット径を確実に維持することができるので、太陽電池基板をより高い精度でパターン加工することができる。   With such a configuration, since a spot diameter in a predetermined range can be reliably maintained on the solar cell substrate, the solar cell substrate can be patterned with higher accuracy.

本発明は、太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工方法において、基板保持部によって、太陽電池基板を保持する基板保持工程と、レーザ照射部によって、基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射工程と、基板保持部近傍に配置された測定部によって、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定工程とを備え、測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離を調整することを特徴とする太陽電池基板加工方法である。   The present invention relates to a solar cell substrate processing method for patterning a solar cell substrate with laser light, a substrate holding step for holding the solar cell substrate by the substrate holding unit, and the sun held by the substrate holding unit by the laser irradiation unit. The speckle pattern generated from the solar cell substrate by the laser light from the laser irradiation unit is formed by the laser irradiation step of irradiating the battery substrate with the laser light via the condenser lens and the measurement unit arranged in the vicinity of the substrate holding unit. And a condensing lens so that the spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate falls within a certain range based on the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measurement unit. And a solar cell substrate processing method, wherein the distance between the solar cell substrate and the solar cell substrate is adjusted.

このような構成によって、「うねり」のある太陽電池基板、または曲面状の太陽電池基板を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができ、太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる。   With such a configuration, even when processing a solar cell substrate with “undulations” or a curved solar cell substrate, pattern processing can be performed with high accuracy, greatly improving the conversion efficiency of the solar cell element. Can be made.

本発明は、太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工方法において、基板保持部によって、太陽電池基板を保持する基板保持工程と、基板保持部近傍に配置された形状検出部によって、太陽電池基板の表面形状を検出する形状検出工程と、レーザ照射部によって、基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射工程と、基板保持部近傍に配置された測定部によって、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定工程とを備え、測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさと、形状検出部によって検出された太陽電池基板の表面形状とに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離を調整することを特徴とする太陽電池基板加工方法である。   The present invention provides a solar cell substrate processing method for patterning a solar cell substrate with a laser beam, a substrate holding step for holding a solar cell substrate by a substrate holding unit, and a shape detection unit arranged in the vicinity of the substrate holding unit, A shape detection step for detecting the surface shape of the solar cell substrate, a laser irradiation step for irradiating the solar cell substrate held by the substrate holding portion with the laser irradiation portion via the condenser lens by the laser irradiation portion, and a substrate holding portion A speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measurement unit, comprising a measurement step of measuring a speckle pattern generated from the solar cell substrate by a laser beam from the laser irradiation unit by a measurement unit arranged in the vicinity And the laser on the solar cell substrate based on the surface shape of the solar cell substrate detected by the shape detector As the spot diameter of the enters the predetermined range, a solar cell substrate processing method characterized by adjusting the distance between the condenser lens and the solar cell substrate.

このような構成によって、より大きな「うねり」のある太陽電池基板、またはより大きな曲面を有する太陽電池基板を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができ、太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる。   With such a configuration, even when processing a solar cell substrate having a larger “swell” or a solar cell substrate having a larger curved surface, pattern processing can be performed with high accuracy, and conversion of solar cell elements is possible. Efficiency can be greatly improved.

本発明によれば、太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離を調整することができる。このため、「うねり」のある太陽電池基板、または曲面状の太陽電池基板を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができ、太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる。   According to the present invention, based on the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate, the distance between the condenser lens and the solar cell substrate so that the spot diameter of the laser light on the solar cell substrate falls within a certain range. Can be adjusted. For this reason, even when processing a solar cell substrate with “undulation” or a curved solar cell substrate, pattern processing can be performed with high accuracy, and the conversion efficiency of the solar cell element can be greatly improved. it can.

第1の実施の形態
以下、本発明に係る太陽電池基板加工装置の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図1乃至図4は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a solar cell substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 to FIG. 4 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.

本発明の太陽電池基板加工装置は、ガラス基板62と、当該ガラス基板62上に配置されたシリコン薄膜61とからなる太陽電池基板60(図2参照)に対して、レーザ光LBを用いてパターン加工するものである。   The solar cell substrate processing apparatus according to the present invention uses a laser beam LB to pattern a solar cell substrate 60 (see FIG. 2) composed of a glass substrate 62 and a silicon thin film 61 disposed on the glass substrate 62. To be processed.

図1に示すように、太陽電池基板加工装置は、太陽電池基板60を保持する基板保持部50と、基板保持部50により保持された太陽電池基板60に、レーザ光LBを照射するレーザ照射部20と、基板保持部50近傍に配置され、レーザ照射部20からのレーザ光LBによって太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPを測定する測定部10とを備えている。   As shown in FIG. 1, the solar cell substrate processing apparatus includes a substrate holding unit 50 that holds a solar cell substrate 60 and a laser irradiation unit that irradiates the solar cell substrate 60 held by the substrate holding unit 50 with laser light LB. 20 and a measurement unit 10 that is disposed in the vicinity of the substrate holding unit 50 and measures the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 by the laser beam LB from the laser irradiation unit 20.

また、図1に示すように、レーザ照射部20と基板保持部50との間には、レーザ照射部20から照射されたレーザ光LBを略平行にするコリメートレンズ21と、コリメートレンズ21によって略平行になったレーザ光LBを太陽電池基板60上に集光する集光レンズ22とが配置されている。なお、測定部10としては、CCD素子やラインセンサーなどを用いることができる。   Further, as shown in FIG. 1, a collimator lens 21 that makes the laser beam LB irradiated from the laser irradiation unit 20 substantially parallel between the laser irradiation unit 20 and the substrate holding unit 50 and the collimating lens 21 substantially A condenser lens 22 that condenses the parallel laser beam LB on the solar cell substrate 60 is disposed. As the measurement unit 10, a CCD element, a line sensor, or the like can be used.

図1に示すレーザ照射部20としては、太陽電池基板60のシリコン薄膜61への吸収率が高いSHG-YAGレーザまたはSHG-YVO4レーザを用いることが好ましい。ところで、これらSHG-YAGレーザおよびSHG-YVO4レーザの波長は、いずれも532nmである。また、Qスイッチ法を用いてレーザ照射部20からレーザ光LBを照射することによって、ナノ秒オーダーのパルスレーザを照射することができ、太陽電池基板60のシリコン薄膜61への熱影響を抑制することができる。なお、レーザ照射部20から照射されるレーザ光LBは、集光レンズ22によって太陽電池基板60上に集光され、数10μmのスポット径になっている。   As the laser irradiation unit 20 shown in FIG. 1, it is preferable to use a SHG-YAG laser or a SHG-YVO4 laser that has a high absorption rate of the solar cell substrate 60 into the silicon thin film 61. By the way, the wavelengths of these SHG-YAG laser and SHG-YVO4 laser are both 532 nm. Further, by irradiating the laser beam LB from the laser irradiation unit 20 using the Q switch method, it is possible to irradiate a nanosecond order pulse laser and suppress the thermal influence on the silicon thin film 61 of the solar cell substrate 60. be able to. The laser beam LB emitted from the laser irradiation unit 20 is condensed on the solar cell substrate 60 by the condenser lens 22 and has a spot diameter of several tens of μm.

また、図1に示すように、基板保持部50は、水平方向に自在に移動する水平方向移動機構51と、上下自在に移動する上下方向移動機構55とを有している。なお、集光レンズ22には、集光レンズ22を上下方向に移動させるレンズ駆動部22aが設けられている。   As shown in FIG. 1, the substrate holding unit 50 includes a horizontal movement mechanism 51 that freely moves in the horizontal direction and a vertical movement mechanism 55 that moves freely. The condenser lens 22 is provided with a lens driving unit 22a that moves the condenser lens 22 in the vertical direction.

また、図1に示すように、レンズ駆動部22a、上下方向移動機構55および測定部10は各々、制御部40に接続されている。そして、この制御部40は、測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさに基づいて、太陽電池基板60上におけるレーザ光LBのスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離を調整することができる。   Further, as shown in FIG. 1, the lens driving unit 22 a, the vertical movement mechanism 55, and the measurement unit 10 are each connected to the control unit 40. Then, based on the size of the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10, the control unit 40 has the spot diameter of the laser light LB on the solar cell substrate 60 within a certain range. Thus, the distance between the condensing lens 22 and the solar cell substrate 60 can be adjusted.

具体的には、図1に示す制御部40は、集光レンズ22を上下方向に自在に移動させたり、上下方向移動機構55を上下方向に移動させたりして、基板保持部50に対する距離を調整することができる。このため、制御部40は、測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさを最大にすることによって、太陽電池基板60上におけるレーザ光LBのスポット径が一定範囲に入るよう、レーザ光LBのスポット径の大きさを容易に制御することができる。   Specifically, the control unit 40 shown in FIG. 1 moves the condenser lens 22 freely in the vertical direction, or moves the vertical movement mechanism 55 in the vertical direction to increase the distance to the substrate holding unit 50. Can be adjusted. For this reason, the control part 40 makes the spot diameter of the laser beam LB on the solar cell substrate 60 constant by maximizing the size of the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10. The spot diameter of the laser beam LB can be easily controlled so as to fall within the range.

また、図1に示すように、基板保持部50近傍には、太陽電池基板60上におけるレーザ光LBのスポット径を計測するスポット径計測部25が設けられている。また、当該スポット径計測部25とレーザ照射部20には、制御部40が接続されている。そして、この制御部40は、スポット径計測部25からの情報に基づいて、スポット径が一定範囲から外れたと判断すると、レーザ照射部20の駆動を停止させる。   As shown in FIG. 1, a spot diameter measuring unit 25 that measures the spot diameter of the laser beam LB on the solar cell substrate 60 is provided in the vicinity of the substrate holding unit 50. A control unit 40 is connected to the spot diameter measurement unit 25 and the laser irradiation unit 20. When the control unit 40 determines that the spot diameter is out of a certain range based on information from the spot diameter measurement unit 25, the control unit 40 stops driving the laser irradiation unit 20.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。   Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

まず、基板保持部50によって、太陽電池基板60が保持される(基板保持工程81)(図1および図4参照)。   First, the solar cell substrate 60 is held by the substrate holding unit 50 (substrate holding step 81) (see FIGS. 1 and 4).

次に、基板保持部50の水平方向移動機構51によって、太陽電池基板60の最初の加工部分がレーザ照射部20の下方に配置され、所定位置に位置決めされる。その後、レーザ照射部20によって、基板保持部50により保持された太陽電池基板60に、集光レンズ22を介してレーザ光LBが照射される(レーザ照射工程83)(図1および図4参照)。このようにレーザ光LBを照射することによって、太陽電池基板60が予定線72に沿った割断線71で割断され、パターン加工される。   Next, the first processing portion of the solar cell substrate 60 is disposed below the laser irradiation unit 20 and positioned at a predetermined position by the horizontal movement mechanism 51 of the substrate holding unit 50. Thereafter, the laser irradiation unit 20 irradiates the solar cell substrate 60 held by the substrate holding unit 50 with the laser beam LB through the condenser lens 22 (laser irradiation step 83) (see FIGS. 1 and 4). . By irradiating the laser beam LB in this way, the solar cell substrate 60 is cleaved by the cleaving line 71 along the planned line 72 and patterned.

この間、基板保持部50近傍に配置された測定部10によって、レーザ照射部20からのレーザ光LBによって太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPが測定される(測定工程85)(図1および図4参照)。   During this time, the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 is measured by the laser beam LB from the laser irradiation unit 20 by the measurement unit 10 disposed in the vicinity of the substrate holding unit 50 (measurement step 85) (FIG. 1 and FIG. 1). (See FIG. 4).

次に、基板保持部50の水平方向移動機構51によって、次の太陽電池基板60の加工部分がレーザ照射部20の下方に配置され、所定位置に位置決めされる。   Next, the processing portion of the next solar cell substrate 60 is disposed below the laser irradiation unit 20 and positioned at a predetermined position by the horizontal movement mechanism 51 of the substrate holding unit 50.

その後、測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさに基づいて、太陽電池基板60上におけるレーザ光LBのスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離が調整される(間隙調整工程87)(図1および図4参照)。   Thereafter, based on the size of the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10, the condensing lens 22 is set so that the spot diameter of the laser beam LB on the solar cell substrate 60 falls within a certain range. And the solar cell substrate 60 are adjusted (gap adjustment step 87) (see FIGS. 1 and 4).

具体的には、測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさが最大になるように、制御部40が、レンズ駆動部22aを制御して集光レンズ22を上下方向に自在に移動させたり、上下方向移動機構55を駆動制御して上下方向に移動させたりして、集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離を調整する(図1参照)。このように、制御部40が、測定部10によって測定されたスペックルパターンSPの大きさが最大になるように集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離を制御することによって、太陽電池基板60表面で散乱される散乱光の強度を一定に保つことができ、ひいては太陽電池基板60に照射されるレーザ光LBの強度を一定に保つことができる。このため、制御部40は、太陽電池基板60上におけるレーザ光LBのスポット径の大きさを精度良く制御することができる。   Specifically, the control unit 40 controls the lens driving unit 22a so that the size of the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10 is maximized. Can be moved freely in the vertical direction, or the vertical movement mechanism 55 is driven to move in the vertical direction to adjust the distance between the condenser lens 22 and the solar cell substrate 60 (see FIG. 1). . As described above, the control unit 40 controls the distance between the condenser lens 22 and the solar cell substrate 60 so that the size of the speckle pattern SP measured by the measurement unit 10 is maximized. The intensity of the scattered light scattered on the surface of the substrate 60 can be kept constant, and as a result, the intensity of the laser light LB irradiated on the solar cell substrate 60 can be kept constant. For this reason, the control unit 40 can accurately control the size of the spot diameter of the laser beam LB on the solar cell substrate 60.

この後は、上述したレーザ照射工程83および測定工程85から各工程が、順次繰り返し行われる。   Thereafter, the respective steps from the laser irradiation step 83 and the measurement step 85 described above are sequentially repeated.

上述のように、間隙調整工程87において、測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさに基づいて、集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離が調整される。このため、太陽電池基板加工装置は、「うねり」のある太陽電池基板60、または曲面状の太陽電池基板60を加工する場合であっても、太陽電池基板60のシリコン薄膜61と集光レンズ22との間の距離の所定の距離からのズレ(位置決め精度)を、±5μm以下の範囲にすることができる。   As described above, the distance between the condenser lens 22 and the solar cell substrate 60 is determined based on the size of the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10 in the gap adjustment step 87. Adjusted. Therefore, even when the solar cell substrate processing apparatus processes the solar cell substrate 60 with “undulation” or the curved solar cell substrate 60, the silicon thin film 61 and the condenser lens 22 of the solar cell substrate 60. The deviation (positioning accuracy) of the distance from the predetermined distance can be within a range of ± 5 μm or less.

この結果、従来の太陽電池基板加工装置では、図3(a)に示すように、太陽電池基板60上に照射されるレーザ光LBの強度が、太陽電池基板60上の場所(座標)によって大きく異なってしまっていたのに対して、本発明の太陽電池基板加工装置によると、図3(b)に示すように、太陽電池基板60上に照射されるレーザ光LBの強度を、太陽電池基板60上の場所(座標)に左右されずに、ほぼ一定に保つことができる。このため、本発明の太陽電池基板加工装置は、パターン加工の幅に対する要求精度である50μm±5μmを、確実に達成することができる。   As a result, in the conventional solar cell substrate processing apparatus, as shown in FIG. 3A, the intensity of the laser beam LB irradiated on the solar cell substrate 60 is increased depending on the location (coordinates) on the solar cell substrate 60. In contrast to the above, according to the solar cell substrate processing apparatus of the present invention, as shown in FIG. 3 (b), the intensity of the laser beam LB irradiated onto the solar cell substrate 60 is changed to the solar cell substrate. It can be kept almost constant without being influenced by the location (coordinates) on 60. For this reason, the solar cell substrate processing apparatus of the present invention can reliably achieve 50 μm ± 5 μm, which is the required accuracy for the width of pattern processing.

従って、本発明の太陽電池基板加工装置によると、「うねり」のある太陽電池基板60、または曲面状の太陽電池基板60を加工する場合であっても、高い精度でパターン加工することができ、得られる太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる。   Therefore, according to the solar cell substrate processing apparatus of the present invention, even when processing the solar cell substrate 60 having “undulation” or the curved solar cell substrate 60, pattern processing can be performed with high accuracy. The conversion efficiency of the solar cell element obtained can be greatly improved.

また、上述のような測定工程85において、制御部40は、スポット径計測部25からの情報に基づいて、スポット径が一定範囲から外れたと判断すると、レーザ照射部20の駆動を停止させる。このため、太陽電池基板60上のスポット径が、所定の範囲内に確実に維持されるので、太陽電池基板60をより高い精度でパターン加工することができる。   In the measurement process 85 as described above, when the control unit 40 determines that the spot diameter is out of a certain range based on the information from the spot diameter measurement unit 25, the control unit 40 stops driving the laser irradiation unit 20. For this reason, since the spot diameter on the solar cell substrate 60 is reliably maintained within a predetermined range, the solar cell substrate 60 can be patterned with higher accuracy.

第2の実施の形態
次に図5(a)(b)および図6により本発明の第2の実施の形態について説明する。図5(a)(b)および図6に示す第2の実施の形態は、基板保持部50近傍に配置された、太陽電池基板60の表面形状を検出する形状検出部30と、当該形状検出部30によって検出された太陽電池基板60の表面形状を記憶する形状記憶部35をさらに設けたものであり、他は図1乃至図4に示す第1の実施の形態と略同一である。ところで、形状検出部30としては、レーザ変位計や接触式変位計などを用いることができる。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment shown in FIGS. 5A, 5B, and 6 includes a shape detection unit 30 that is disposed in the vicinity of the substrate holding unit 50 and detects the surface shape of the solar cell substrate 60, and the shape detection. A shape storage unit 35 for storing the surface shape of the solar cell substrate 60 detected by the unit 30 is further provided, and the others are substantially the same as those in the first embodiment shown in FIGS. By the way, as the shape detection part 30, a laser displacement meter, a contact-type displacement meter, etc. can be used.

図5(a)(b)および図6に示す第2の実施の形態において、図1乃至図4に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the second embodiment shown in FIGS. 5A and 5B and FIG. 6, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. To do.

図5(a)に示すように、形状記憶部35は制御部40に接続されている。このため、制御部40は、測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさだけでなく、形状記憶部35に記憶された太陽電池基板60の表面形状にも基づいて、集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離を調整することができる。   As shown in FIG. 5A, the shape storage unit 35 is connected to the control unit 40. For this reason, the control unit 40 not only determines the size of the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10, but also the surface shape of the solar cell substrate 60 stored in the shape storage unit 35. Based on this, the distance between the condenser lens 22 and the solar cell substrate 60 can be adjusted.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。   Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

まず、基板保持部50によって、太陽電池基板60が保持される(基板保持工程81)(図1および図6参照)。   First, the solar cell substrate 60 is held by the substrate holding unit 50 (substrate holding step 81) (see FIGS. 1 and 6).

次に、基板保持部50近傍に配置された形状検出部30によって、太陽電池基板60の表面形状全体が検出される(形状検出工程91)(図5(a)および図6参照)。このとき、基板保持部50の水平方向移動機構51によって、太陽電池基板60が形状検出部30に対して走査される(図5(a)参照)。   Next, the entire surface shape of the solar cell substrate 60 is detected by the shape detection unit 30 disposed in the vicinity of the substrate holding unit 50 (shape detection step 91) (see FIGS. 5A and 6). At this time, the solar cell substrate 60 is scanned with respect to the shape detection unit 30 by the horizontal movement mechanism 51 of the substrate holding unit 50 (see FIG. 5A).

また、上述の形状検出工程91において、形状検出部30に接続された形状記憶部35によって、形状検出部30で検出された太陽電池基板60の表面形状が記憶される(形状記憶工程93)(図5(a)および図6参照)。   In the shape detection step 91 described above, the surface shape of the solar cell substrate 60 detected by the shape detection unit 30 is stored by the shape storage unit 35 connected to the shape detection unit 30 (shape storage step 93) ( FIG. 5 (a) and FIG. 6).

次に、基板保持部50の水平方向移動機構51によって、太陽電池基板60の最初の過加工部分がレーザ照射部20の下方に配置され、所定位置に位置決めされる。その後、レーザ照射部20によって、基板保持部50により保持された太陽電池基板60に、集光レンズ22を介してレーザ光LBが照射される(レーザ照射工程83)(図1、図5(b)および図6参照)。   Next, the first overworked portion of the solar cell substrate 60 is disposed below the laser irradiation unit 20 and positioned at a predetermined position by the horizontal movement mechanism 51 of the substrate holding unit 50. Thereafter, the laser irradiation unit 20 irradiates the solar cell substrate 60 held by the substrate holding unit 50 with the laser beam LB through the condenser lens 22 (laser irradiation step 83) (FIGS. 1 and 5B). ) And FIG.

このとき、基板保持部50近傍に配置された測定部10によって、レーザ照射部20からのレーザ光LBによって太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPが測定される(測定工程85)(図1および図6参照)。   At this time, the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 by the laser beam LB from the laser irradiation unit 20 is measured by the measurement unit 10 disposed in the vicinity of the substrate holding unit 50 (measurement step 85) (FIG. 1). And FIG. 6).

次に、基板保持部50の水平方向移動機構51によって、次の太陽電池基板60の加工部分がレーザ照射部20の下方に配置され、所定位置に位置決めされる。   Next, the processing portion of the next solar cell substrate 60 is disposed below the laser irradiation unit 20 and positioned at a predetermined position by the horizontal movement mechanism 51 of the substrate holding unit 50.

その後、形状検出部30によって検出されて、形状記憶部35に記憶された太陽電池基板60の表面形状に関する情報と、測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさに関する情報とに基づいて、太陽電池基板60上におけるレーザ光LBのスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離が調整される(間隙調整工程87)(図1、図5(b)および図6参照)。   Thereafter, the information on the surface shape of the solar cell substrate 60 detected by the shape detection unit 30 and stored in the shape storage unit 35 and the size of the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10. And the distance between the condenser lens 22 and the solar cell substrate 60 are adjusted so that the spot diameter of the laser beam LB on the solar cell substrate 60 falls within a certain range (gap adjustment step 87). (See FIG. 1, FIG. 5 (b) and FIG. 6).

具体的には、制御部40が、形状検出部30によって検出されて、形状記憶部35に記憶された太陽電池基板60の表面形状に関する情報によって、太陽電池基板60の大まかな表面形状を把握して、集光レンズ22と太陽電池基板60との間の距離を予想する。そして、太陽電池基板60の表面形状から予想された集光レンズ22と太陽電池基板60との間の距離を考慮し、かつ測定部10によって測定された太陽電池基板60から発生するスペックルパターンSPの大きさを考慮することによって、集光レンズ22と太陽電池基板60の間の距離を調整する。   Specifically, the control unit 40 grasps the rough surface shape of the solar cell substrate 60 based on the information related to the surface shape of the solar cell substrate 60 detected by the shape detection unit 30 and stored in the shape storage unit 35. Thus, the distance between the condenser lens 22 and the solar cell substrate 60 is predicted. Then, the speckle pattern SP generated from the solar cell substrate 60 measured by the measurement unit 10 in consideration of the distance between the condensing lens 22 and the solar cell substrate 60 predicted from the surface shape of the solar cell substrate 60. The distance between the condensing lens 22 and the solar cell substrate 60 is adjusted by considering the size of.

このため、本実施の形態の太陽電池基板加工装置によると、±100μmよりもさらに大きな「うねり」を有する太陽電池基板60、またはより大きな曲面を有する太陽電池基板60を加工する場合であっても、このような太陽電池基板60を高い精度でパターン加工することができ、得られる太陽電池素子の変換効率を大きく向上させることができる。   For this reason, according to the solar cell substrate processing apparatus of the present embodiment, even when processing the solar cell substrate 60 having “waviness” larger than ± 100 μm or the solar cell substrate 60 having a larger curved surface. Such a solar cell substrate 60 can be patterned with high accuracy, and the conversion efficiency of the obtained solar cell element can be greatly improved.

この後は、上述したレーザ照射工程83および測定工程85から各工程が、順次繰り返し行われる。   Thereafter, the respective steps from the laser irradiation step 83 and the measurement step 85 described above are sequentially repeated.

本発明による太陽電池基板加工装置の第1の実施の形態を示す構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows 1st Embodiment of the solar cell substrate processing apparatus by this invention. 本発明による太陽電池基板加工装置によって加工される太陽電池基板を示す斜視図。The perspective view which shows the solar cell board | substrate processed with the solar cell board | substrate processing apparatus by this invention. 本発明の第1の実施の形態による太陽電池基板加工装置によって、太陽電池基板上に照射されるレーザ光の強度分布を示すグラフ図。The graph which shows intensity distribution of the laser beam irradiated on a solar cell board | substrate by the solar cell board | substrate processing apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態による太陽電池基板加工方法を示すフロー図。The flowchart which shows the solar cell board | substrate processing method by the 1st Embodiment of this invention. 本発明による太陽電池基板加工装置の第2の実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of the solar cell substrate processing apparatus by this invention. 本発明の第2の実施の形態による太陽電池基板加工方法を示すフロー図。The flowchart which shows the solar cell board | substrate processing method by the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 測定部
20 レーザ照射部
22 集光レンズ
50 基板保持部
25 スポット径計測部
30 形状検出部
35 形状記憶部
40 制御部
55 上下方向移動機構
60 太陽電池基板
61 シリコン薄膜
62 ガラス基板
81 基板保持工程
83 レーザ照射工程
85 測定工程
87 間隙調整工程
91 形状検出工程
93 形状記憶工程
LB レーザ光
SP スペックルパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Measurement part 20 Laser irradiation part 22 Condensing lens 50 Substrate holding part 25 Spot diameter measurement part 30 Shape detection part 35 Shape memory | storage part 40 Control part 55 Vertical movement mechanism 60 Solar cell substrate 61 Silicon thin film 62 Glass substrate 81 Substrate holding process 83 Laser irradiation process 85 Measurement process 87 Gap adjustment process 91 Shape detection process 93 Shape memory process LB Laser beam SP Speckle pattern

Claims (11)

太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工装置において、
太陽電池基板を保持する基板保持部と、
基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射部と、
基板保持部近傍に配置され、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定部とを備え、
測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離が調整可能であることを特徴とする太陽電池基板加工装置。
In a solar cell substrate processing apparatus for patterning a solar cell substrate with laser light,
A substrate holding unit for holding the solar cell substrate;
A laser irradiation unit that irradiates the solar cell substrate held by the substrate holding unit with laser light through a condenser lens; and
A measurement unit that is disposed in the vicinity of the substrate holding unit and measures a speckle pattern generated from the solar cell substrate by laser light from the laser irradiation unit;
The distance between the condenser lens and the solar cell substrate so that the spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate falls within a certain range based on the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measurement unit. Can be adjusted. A solar cell substrate processing apparatus.
太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工装置において、
太陽電池基板を保持する基板保持部と、
基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射部と、
基板保持部近傍に配置され、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定部と、
基板保持部近傍に配置され、太陽電池基板の表面形状を検出する形状検出部とを備え、
測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさと、形状検出部によって検出された太陽電池基板の表面形状とに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離が調整可能であることを特徴とする太陽電池基板加工装置。
In a solar cell substrate processing apparatus for patterning a solar cell substrate with laser light,
A substrate holding unit for holding the solar cell substrate;
A laser irradiation unit that irradiates the solar cell substrate held by the substrate holding unit with laser light through a condenser lens; and
A measurement unit that is disposed in the vicinity of the substrate holding unit and measures a speckle pattern generated from the solar cell substrate by the laser light from the laser irradiation unit;
A shape detection unit that is disposed in the vicinity of the substrate holding unit and detects the surface shape of the solar cell substrate;
The spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate is within a certain range based on the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measurement unit and the surface shape of the solar cell substrate detected by the shape detection unit. The solar cell substrate processing apparatus, wherein the distance between the condensing lens and the solar cell substrate is adjustable so as to enter.
測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさを最大にすることによって、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径を定めることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の太陽電池基板加工装置。   The spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate is determined by maximizing the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measuring unit. The solar cell board | substrate processing apparatus of description. 測定部は、CCD素子又はラインセンサーからなることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の太陽電池基板加工装置。   The solar cell substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit includes a CCD element or a line sensor. 形状検出部に接続され、形状検出部によって検出された太陽電池基板の表面形状を記憶する形状記憶部をさらに備え、
形状記憶部に記憶された太陽電池基板の表面形状に基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項2記載の太陽電池基板加工装置。
A shape storage unit connected to the shape detection unit and storing the surface shape of the solar cell substrate detected by the shape detection unit;
Based on the surface shape of the solar cell substrate stored in the shape memory unit, the distance between the condensing lens and the solar cell substrate can be adjusted so that the spot diameter of the laser light on the solar cell substrate falls within a certain range. The solar cell substrate processing apparatus according to claim 2.
形状検出部は、レーザ変位計又は接触式変位計からなることを特徴とする請求項2記載の太陽電池基板加工装置。   The solar cell substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the shape detection unit includes a laser displacement meter or a contact displacement meter. 集光レンズは、基板保持部に対する距離が調整自在であることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の太陽電池基板加工装置。   The solar cell substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the condenser lens is adjustable in distance to the substrate holding portion. 基板保持部は、太陽電池基板の集光レンズに対する距離が調整自在になるよう、太陽電池基板を保持することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の太陽電池基板加工装置。   3. The solar cell substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate holding unit holds the solar cell substrate such that a distance of the solar cell substrate to the condensing lens is adjustable. 基板保持部近傍に設けられ、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径を計測するスポット径計測部と、
当該スポット径計測部と前記レーザ照射部に接続された制御部とをさらに備え、
制御部は、スポット径計測部からの情報に基づいて、前記スポット径が一定範囲から外れたと判断すると、レーザ照射部の駆動を停止することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の太陽電池基板加工装置。
A spot diameter measuring unit that is provided in the vicinity of the substrate holding unit and measures the spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate;
A spot diameter measuring unit and a control unit connected to the laser irradiation unit;
3. The control unit according to claim 1, wherein the control unit stops driving the laser irradiation unit when determining that the spot diameter is out of a certain range based on information from the spot diameter measurement unit. Solar cell substrate processing equipment.
太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工方法において、
基板保持部によって、太陽電池基板を保持する基板保持工程と、
レーザ照射部によって、基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射工程と、
基板保持部近傍に配置された測定部によって、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定工程とを備え、
測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離を調整することを特徴とする太陽電池基板加工方法。
In a solar cell substrate processing method for patterning a solar cell substrate with laser light,
A substrate holding step for holding the solar cell substrate by the substrate holding unit;
A laser irradiation step of irradiating the solar cell substrate held by the substrate holding unit with the laser beam via the condenser lens by the laser irradiation unit;
A measurement unit disposed in the vicinity of the substrate holding unit, and a measurement step of measuring a speckle pattern generated from the solar cell substrate by laser light from the laser irradiation unit,
The distance between the condenser lens and the solar cell substrate so that the spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate falls within a certain range based on the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measurement unit. Adjusting the solar cell substrate processing method.
太陽電池基板をレーザ光でパターン加工する太陽電池基板加工方法において、
基板保持部によって、太陽電池基板を保持する基板保持工程と、
基板保持部近傍に配置された形状検出部によって、太陽電池基板の表面形状を検出する形状検出工程と、
レーザ照射部によって、基板保持部により保持された太陽電池基板に、集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ照射工程と、
基板保持部近傍に配置された測定部によって、レーザ照射部からのレーザ光によって太陽電池基板から発生するスペックルパターンを測定する測定工程とを備え、
測定部によって測定された太陽電池基板から発生するスペックルパターンの大きさと、形状検出部によって検出された太陽電池基板の表面形状とに基づいて、太陽電池基板上におけるレーザ光のスポット径が一定範囲に入るよう、集光レンズと太陽電池基板の間の距離を調整することを特徴とする太陽電池基板加工方法。
In a solar cell substrate processing method for patterning a solar cell substrate with laser light,
A substrate holding step for holding the solar cell substrate by the substrate holding unit;
A shape detection step of detecting the surface shape of the solar cell substrate by the shape detection unit arranged in the vicinity of the substrate holding unit;
A laser irradiation step of irradiating the solar cell substrate held by the substrate holding unit with the laser beam via the condenser lens by the laser irradiation unit;
A measurement unit disposed in the vicinity of the substrate holding unit, and a measurement step of measuring a speckle pattern generated from the solar cell substrate by laser light from the laser irradiation unit,
The spot diameter of the laser beam on the solar cell substrate is within a certain range based on the size of the speckle pattern generated from the solar cell substrate measured by the measurement unit and the surface shape of the solar cell substrate detected by the shape detection unit. The solar cell substrate processing method is characterized in that the distance between the condenser lens and the solar cell substrate is adjusted so as to enter.
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