JP2009187981A - 太陽電池パネルのスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の機械で太陽電池パネルの各膜の絶縁分離溝のスクライブと、電極膜の露出ハツリとが行なえるようにする。
【解決手段】絶縁基板の上面に製膜してある電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための並列する分離溝を加工した素板で、上記電極膜の上に光吸収層を、上記光吸収層の上に透明電極層を製膜した素板Ａを荷受けするように設けたテーブル１１と、このテーブルの上を横切るように設けたフレーム１３と、このフレームの両側間に並列状に配置したスクライブ位置への移動調整可能なベース１４と、この各ベースに昇降手段１６を介し昇降するように垂設した上記光吸収層、上記透明電極膜に分離溝をスクライブするニードル１９と上記荷受けした素板の両側縁のライン直上或いは上記フレームの両側端に昇降手段を介し垂設すると共に、上記電極膜の両側縁を露出させるように上記透明電極膜及び光吸収膜をハツリする刃物４５からなる構成を採用する。
【選択図】図２

Description

この発明は、太陽電池パネルのガラスなどの絶縁基板の表面に設けてある電極膜に設けてある光吸収層及び透明電極層に絶縁分離溝を加工すると共に、絶縁基板の両側縁上に電極用の電極膜をハツリにより露出させるようにしたスクライブ装置に関する。

ガラスなどの絶縁基板の表面に設けてある電極膜に光電変換領域毎に絶縁するための分離溝を、上記電極膜に分離溝幅に適した出力のレーザーを絶縁させて加工することは、特開２０００−１２４４８８号公報や特開２００１−３２００７１号公報により既に知られている。

上記分離溝の加工ずみ電極膜の表面には、まず光吸収層（モリブデンなどの）が、次に透明電極層（硫化亜鉛や硫化インジウムなどの）が積層してある。
そして、上述の光吸収層には、レーザー加工により絶縁分離溝が、透明電極層には、レーザー加工により絶縁分離溝がそれぞれ並列状に加工する（例えば、特許文献１）。
特開平８−２４２０１１号公報

ところで、特許文献１のレーザーエッチング方式によると、レーザーによる分離溝の加工にともない熱的ダメージにより加工のデブリや層の隣接縁の熱溶着にともない導通（短絡が生じやすい）するので、抵抗値に変化があり、不良品の発生原因になる問題があった。

特に、電気的に絶縁にするための分離溝を、分離溝の幅や深さに適合したレーザーを結合させて加工するので、上記条件に適合したレーザーの照射出力の設定に手数がかかる問題もあった。

また、絶縁基板の両側縁上面に電極膜を露出させて、＋側と−側の電極とするので、各膜の絶縁分離溝の加工後に別の工程で光吸収膜及び透明電極膜を剥離（ハツリにより）するため非能率的で、大幅なコストアップになる問題があった。

そこで、この発明は、上述の問題を解決した太陽電池パネルのスクライブ装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、この発明は、ガラスなどの絶縁基板の上面に製膜してある電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための並列する分離溝を加工した素板で、上記電極膜の上に光吸収層を製膜した素板、上記光吸収層の上に透明電極層を製膜した素板を荷受けするように設けたテーブルと、このテーブルの上を横切るように設けたフレームと、このフレームの両側間に並列状に配置したスクライブ位置への移動調整可能なベースと、この各ベースに昇降手段を介し昇降するように垂設した上記光吸収層、上記透明電極膜に分離溝をスクライブするニードルと、上記荷受けした素板の両側縁のライン直上或いは上記フレームの両側端に昇降手段を介し垂設すると共に、上記電極膜の両側縁を露出させるように上記透明電極膜及び光吸収膜をハツリする刃物からなり、上記のテーブル或いはフレームのいずれか片方を走行手段により前後方向に進退走行させるようにした構成を採用する。

すると、光吸収層や透明電極層に絶縁分離溝の加工を能率よく、かつ抵抗値に変化がある不良品の発生が少ないと共に、素板の両側縁に刃物により光吸収膜と透明電極膜とをハツリにより剥離して電極膜を露出させた加工が１台の機械で能率よく行なう。

以上のように、この発明の太陽電池パネルのスクライブ装置によれば、テーブル上に光吸収層や透明電極層の製膜してある素板を荷受けしたのち、ベースのニードルを昇降手段により降送して、走行手段によりテーブル或いはフレームのいずれか片方を走行させることで、電極膜上の光吸収層や光吸収層上の透明電極膜にニードルによりスクライブしながら並列する絶縁分離溝を対向する二辺縁間に加工することができる。

このため、レーザーの照射による分離溝の加工にともない発生した熱的ダメージによるデブリや層の隣接縁の熱溶着にともなう導通での抵抗値の変化をきたす不良品の発生、そして、レーザー照射による分離溝の幅や深さに適合したレーザー出力の設定に手数がかかる問題をなくすることができると共に、素板の両側縁上にハツリ刃物により光吸収膜及び透明電極膜をハツリにより剥離しながら電極膜を露出させる加工を１台の機械で能率よく行なうことができる。

このため、スクライブとハツリとを別々の工程で行なうために発生した大幅なコストアップの問題をなくすることができる。

この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施形態では、図５の（イ）に示すように、ガラスなどの絶縁基板１の上面には、電極膜が製膜され、製膜された電極膜２には、光電変換領域毎に電気的に絶縁するための対向する二辺の縁間に並列する分離溝３が形成してある。

上記分離溝３の形成は、既知のように光電変換領域毎に絶縁するための分離溝幅に適した出力のレーザーを結像させて加工する。

上記図５の（イ）に示す分離溝３の加工ずみ電極膜２の上面には、図５の（ロ）に示すようにモリブデンなどの光吸収膜４が製膜されて素板Ａを形成する。

上記の素板Ａは、図１から図３に示すテーブル１１上に供給して荷受けする。
荷受けする素板Ａは、例えば、中空のテーブル１１の頂壁に無数の小孔１２を設けて、テーブル１１内の吸引にともないテーブル１１上に素板Ａを吸引保持させるようにしてある。

勿論、周知のように、例えばテーブル１１上のピンを（図示省略）素板Ａの１つのコーナーを挟む二辺縁に当接させて、定位置に素板Ａを位置決めする。

１３はテーブル１１の上を横切るフレームで、このフレーム１３の左右の両端間には、並列状に配置したベース１４が並んでいる。

上記の各ベース１４は、フレーム１３の１面両端間に設けたレール１５をガイドとして（蟻溝に突条を嵌め合わせて）スライド自在になり、周知の方法、例えば数値制御や人手により所定位置、すなわち、スクライブラインの直上に移動調整できるようにしておく。

そして、各ベース１４には、昇降手段１６により昇降する昇降体１７が設けてあり、この昇降体１７に支持させたホルダ１８には、スクライブ用のニードル１９が保持させてある。

上記の昇降手段１６は、図示の場合ベース１４に設けた縦方向のレール３１にスライド自在に係合したスライダ３２を有する昇降体３３と、この昇降体３３の上端からねじ込んだボールネジ３４と、このボールネジ３４を可逆駆動するようにベース１４に据え付けたモーター３５とで構成され、数値制御によりモーター３５を運転してボールネジ３４をドライブしながら昇降体３３と共にホルダ１８を降送しながらニードル１９によるスクライブ深さを設定するようにしたが、上述の構成に限定されず、上記の目的を達成するその他の構成の昇降手段１６を採用してもよい。

なお、図示のように、ホルダ１８を有する軸材３６の上端にシリンダ３７による押圧力を付与しておくと、スクライブの際のニードル１９の上下の微動を許容して、スクライブの際の追従をスムーズにすることなどができる。

そして、テーブル１１或いはフレーム１３のいずれか片方が走行手段Ｓにより進退走行するようにしてある。

図示の場合、フレーム１３を進退走行させるようにしたが、限定されず、テーブル１１を進退走行させてもよい。

上記の走行手段Ｓは、図示の場合、フレーム１３を門型にして、フレーム１３の両側下端のスライダ２１をレール２２にスライド自在に係合すると共に、モーター２３の可逆運転により伝達機構２４をへてレール２２の外側で軸承してある雄ネジ２５を駆動し、この雄ネジ２５にフレーム１３の両側下端に支持させてある雌ネジ２６をねじ込んで構成したが、その他の手段で進退走行させてもよい。

上記のように構成すると、テーブル１１上に素板Ａを供給したのち、進退走行手段Ｓの運転によりフレーム１３を前進走行させる。

このとき、昇降手段１６によりスクライブ深さにニードル１９を降下させておく。
すると、図５の（ハ）に示すように光吸収膜４をニードル１９により並列する絶縁分離溝５をスクライブする。

上記のスクライブ後に昇降手段１６によりニードル１９を上昇させ、又進退走行手段Ｓによりフレーム１３を後退させておく。

上記分離溝５のスクライブずみ素板Ａの表面には、図５（ニ）に示す硫化亜鉛や硫化インジウムなどの透明電極膜６が製膜された素板Ｂを得る。

その後にテーブル１１上に素板Ｂを荷受けしたのち、素板Ａのスクライブ加工と同様の手順をへて素板Ｂの透明電極膜６に図５（ホ）に示すようにニードル１９により並列する絶縁分離溝７をスクライブする。
すると、図に示すような分離溝５、７がスクライブされる。

なお、図１、３に示すように、テーブル１１を旋回装置４０により可逆回転できるようにすると共に、レール１５により所望位置に移動調整できる（人手や数値制御により）左右両側のベース１４の側にカメラＰ₁、Ｐ₂を搭載し、カメラＰ₁、Ｐ₂により素板Ａ、Ｂの両側辺縁を読み取り、読み取りにともないテーブル１１を正転、逆転させて、素板Ａ、Ｂの位置をアライメントする。

そして、図１、２に示すようにフレーム１３の両側端にハツリ量を設定する昇降手段４２を介し昇降自在に垂設すると共に、電極膜２の両側縁部を露出させるように透明電極膜６及び光吸収膜４をハツリにより剥離する刃物４５を設けておく。

上記の刃物４５をニードル１９と同様に、フレーム１３のレール４１をガイドとして（蟻溝と突条をスライド自在に嵌め合わせて）スライドするベース４６には、昇降手段４２により昇降する昇降体４３が設けてあり、この昇降体４３に支持させたホルダ４４には、ハツリ用の刃物４５が保持させてある。

上記の昇降手段４２には、図示の場合、昇降手段１６と同様にベース４６に設けた縦方向のレール４７にスライド自在に係合したスライダ４８を有する昇降体４９と、この昇降体４９の上端からねじ込んだボールネジ５０と、このボールネジ５０を可逆駆動するようにベース４６に据え付けたモーター５１とで構成され、数値制御によりモーター５１を運転してボールネジ５０をドライブしながら昇降体４９と共にホルダ４４を降送しながら、刃物４５によるハツリ量（深さ）を設定するようにしたが、上述の構成に限定されず、上記の目的を達成するその他の構成の昇降手段４２を採用してもよい。

なお、図示のようにホルダ４４を有する軸材５２の上端にシリンダ５３による押圧力を付与しておくと、ハツリの際刃物４５の上下の微動を許容すると共に、付与押圧力により下方に押し戻してハツリの追従をスムーズにすることができる。

上記のように構成すると、図６（ホ）に示すようにニードル１９により透明電極膜６に絶縁分離溝７をスクライブしたのち、昇降手段４２により刃物４５を降送し、次いで進退走行手段Ｓの運転によりフレーム１３を前進走行させる。

すると、刃物４５により素板Ｂの透明電極膜６及び光吸収膜４の両側縁部分をハツリにより剥離して、図６（ヘ）に示すように電極膜２の両側縁部を露出させる。
従って、１台の機械でスクライブとハツリとの加工が可能である。

なお、図示の場合フレーム１３と共に刃物４５を進退走行させて、テーブル１１を定置式としたが、限定されず、フレーム１３と刃物４５側を定置式にしてテーブル１１を進退走行させてもよい。

その際、刃物４５の昇降手段４２の設置ベースをシリンダなどでテーブル１１の側縁に対し接近、離反のスライド方式にすることもできる。

勿論、フレーム１３のスライドベース４６を入手や数値制御により所定位置に移動させて刃物４２によるハツリ位置を決定すればよい。

この発明の実施の形態を示す平面図。 同上の一部切欠側面図。 同正面図。 加工製品の縦断拡大正面図。 加工工程を示す斜視図。

符号の説明

１ 絶縁基板
２ 電極膜
３ 分離溝
４ 光吸収膜
５ 分離溝
６ 透明電極膜
Ａ，Ｂ 素板
１１ テーブル
１２ 小孔
１３ フレーム
１４、４６ ベース
１５、４１ レール
１６、４２ 昇降手段
１７、４３ 昇降体
１８ ホルダ
１９ ニードル
Ｓ 走行手段
２１ スライダ
２２ レール
２３ モーター
２４ 伝達機構
２５ 雄ネジ
２６ 雌ネジ
３１、４７ レール
３２、４８ スライダ
３３、４９ 昇降体
３４、５０ ボールネジ
３５、５１ モーター
４４ ホルダ
４５ 刃物

Claims (1)

1. ガラスなどの絶縁基板の上面に製膜してある電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための並列する分離溝を加工した素板で、上記電極膜の上に光吸収層を製膜した素板、上記光吸収層の上に透明電極層を製膜した素板を荷受けするように設けたテーブルと、このテーブルの上を横切るように設けたフレームと、このフレームの両側間に並列状に配置したスクライブ位置への移動調整可能なベースと、この各ベースに昇降手段を介し昇降するように垂設した上記光吸収層、上記透明電極膜に分離溝をスクライブするニードルと、上記荷受けした素板の両側縁のライン直上或いは上記フレームの両側端に昇降手段を介し垂設すると共に、上記電極膜の両側縁を露出させるように上記透明電極膜及び光吸収膜をハツリする刃物からなり、上記のテーブル或いはフレームのいずれか片方を走行手段により前後方向に進退走行させるようにしたことを特徴とする太陽電池パネルのスクライブ装置。

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