JP2010194560A - Laser machining method of solar battery panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池パネルとなる被加工物にレーザ光を照射して、被加工物上に積層された太陽電池膜を除去して絶縁帯を形成させる、太陽電池パネルのレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing method for a solar cell panel in which a workpiece to be a solar cell panel is irradiated with laser light, and a solar cell film laminated on the workpiece is removed to form an insulating band.
薄膜化合物系の太陽電池パネルは、透明なガラス基板上に透明電極層や半導体層、裏面電極層等の蒸着薄膜からなる太陽電池膜が積層されたものであり、
例えば、図９に示すように、シングル型、タンデム型、トリプル型などが挙げられる。
シングル型の太陽電池パネルは、ソーダガラスなどの透光性基板上に、ＴＣＯ膜（ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの透光性導電酸化膜）、アモルファスシリコン膜、金属膜を順に蒸着積層することによって構成され、この金属膜側が陰極、ＴＣＯ膜が陽極として機能する。
タンデム型の太陽電池パネルは、透光性基板に、トップセルとなるアモルファスシリコン膜、ＴＣＯ膜、ボトムセルとなる微結晶シリコン膜、金属膜からなる太陽電池膜を積層したものである。
トリプル型の太陽電池パネルは、透光性基板に、ＴＣＯ膜、トップセルとなるアモルファスシリコン膜、ＴＣＯ膜、ミドルセルとなるアモルファスシリコン膜、ＴＣＯ膜、ボトムセルとなる微結晶シリコン膜、金属膜からなる太陽電池膜を積層して形成したものである。
これらの太陽電池パネルをフレームに取り付けるにあたっては、フレームとの絶縁性を確保するため、太陽電池パネル周縁に絶縁帯を形成している。
このような絶縁帯を形成させるには、通常、太陽電池膜に対してレーザ光を照射して、所望の部位の薄膜を選択的に除去することにより行われている。
A thin-film compound solar cell panel is obtained by laminating a solar cell film made of a vapor-deposited thin film such as a transparent electrode layer, a semiconductor layer, and a back electrode layer on a transparent glass substrate,
For example, as shown in FIG. 9, there are a single type, a tandem type, a triple type, and the like.
A single type solar cell panel is formed by sequentially depositing a TCO film (translucent conductive oxide film such as ITO, SnO2, ZnO), an amorphous silicon film, and a metal film on a translucent substrate such as soda glass. The metal film side functions as a cathode, and the TCO film functions as an anode.
A tandem solar cell panel is obtained by laminating an amorphous silicon film serving as a top cell, a TCO film, a microcrystalline silicon film serving as a bottom cell, and a solar cell film composed of a metal film on a translucent substrate.
A triple solar panel includes a TCO film, an amorphous silicon film serving as a top cell, a TCO film, an amorphous silicon film serving as a middle cell, a TCO film, a microcrystalline silicon film serving as a bottom cell, and a metal film on a translucent substrate. It is formed by laminating solar cell films.
When these solar cell panels are attached to the frame, an insulating band is formed on the periphery of the solar cell panel in order to ensure insulation from the frame.
Such an insulating band is usually formed by irradiating a solar cell film with laser light and selectively removing a thin film at a desired site.
例えば、特許文献１には、パルス幅が５０ｎｓ以下のレーザビームを照射しながら、被加工物とレーザビームとを相対的に移動させることにより、被加工物上の半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して絶縁帯を形成する薄膜太陽電池の製造方法が記載されている。
また、特許文献２には、レーザ共振器及び光学系を備え、１００ｎｓ未満のパルス継続時間及び０．１Ｊ／ｃｍ２から１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内のパルスエネルギー密度で、基板上の薄層を除去するようにした担体材料上の薄層剥離の方法が記載されている。
このようなショートパルスによるレーザ加工は、図１０に示すように、被加工物上に照射されるレーザ光の照射ドットを所定のパターンで描画操作することにより行われ、レーザ照射ドットを横方向にある割合（率）でオーバーラップさせながら所定幅分を移動させた後、レーザ照射ドットを横方向と直角な方向に移動させ、移動する横方向と１つ手前の横方向のドットとのオーバーラップ率を、１つ手前の横方向のオーバーラップ率と同一にしてスキャンしていた。
For example, Patent Document 1 discloses that a semiconductor film and a back electrode film on a workpiece are simultaneously formed by relatively moving the workpiece and the laser beam while irradiating a laser beam having a pulse width of 50 ns or less. A method of manufacturing a thin film solar cell that is removed to form an insulating band is described.
Further, Patent Document 2, includes a laser resonator and an optical system, a pulse energy density in the range from the pulse duration of less than 100ns and 0.1 J / cm 2 of 10J / cm 2, a thin layer on a substrate A method for delamination on a carrier material to be removed is described.
As shown in FIG. 10, laser processing using such a short pulse is performed by drawing a laser light irradiation dot to be irradiated on a workpiece in a predetermined pattern. Move the laser irradiation dot in a direction perpendicular to the horizontal direction after moving it by a certain width while overlapping at a certain rate (rate), and overlap the moving horizontal direction with the previous horizontal dot Scanning was performed with the rate equal to the overlap rate in the previous horizontal direction.
しかしながら、従来レーザ加工時の照射ドットの配列を、被加工物の移送に対して同一パターン（格子配列状、図１０参照）となるように形成していたので、絶縁帯形成効率も十分なものではなかった。例えば、被加工物に対してその照射ドットが格子配列状となるパターンでスキャン操作した場合、そのレーザ加工による効率は約２０ｃｍ２／秒程のものであった。
また、前記従来のレーザ加工方法では、レーザ照射される被加工物の移送速度が変化すると、被加工物上にスキャン操作される照射ドットにおけるオーバーラップ率が変動して除去加工の効率が悪化したり精密かつ均一な絶縁帯の形成が阻害されたりするという問題があった。
例えば、被加工物の加工開始部分と終了部分は被加工物の移送速度の加減速部分であり、それらの部分と移送速度が目標速度に到達した部分とでは、レーザ光のスキャン操作を変更する必要があるが、従来の方法ではそのような操作を行っておらず、照射ドットにおけるオーバーラップ率が変わり除去加工に不良を来すという問題もあった。
However, since the irradiation dot array at the time of laser processing has been formed so as to be the same pattern (grid array, see FIG. 10) for the transfer of the workpiece, the insulation band forming efficiency is sufficient. It wasn't. For example, when a scanning operation is performed on the workpiece with a pattern in which the irradiation dots are in a lattice arrangement, the efficiency of the laser processing is about 20 cm 2 / sec.
Further, in the conventional laser processing method, when the transfer speed of the workpiece irradiated with the laser changes, the overlap rate in the irradiation dots scanned on the workpiece fluctuates and the efficiency of the removal processing deteriorates. In other words, the formation of a precise and uniform insulating band is hindered.
For example, the processing start part and the end part of the workpiece are acceleration / deceleration parts of the workpiece transfer speed, and the laser beam scanning operation is changed between these parts and the part where the transfer speed reaches the target speed. Although it is necessary, the conventional method does not perform such an operation, and there is a problem in that the overlap rate in the irradiated dots changes and the removal process becomes defective.
本発明は、前記した課題を解決するためになされたもので、レーザ加工時の照射ドットの配列をオーバーラップさせて千鳥配列状となるように形成して、絶縁帯形成効率を向上させることを目的とする。
また、本発明の他の目的は、レーザ照射される被加工物の移送速度に対応して、被加工物の除去加工部に照射ドットを形成して、絶縁帯を効率的に形成することができる太陽電池パネルのレーザ加工方法を提供することである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is intended to improve the insulation band formation efficiency by overlapping the irradiation dot arrays at the time of laser processing to form a staggered array. Objective.
Another object of the present invention is to efficiently form an insulating band by forming irradiation dots in a removal processing portion of a workpiece in accordance with a transfer speed of the workpiece irradiated with a laser. It is providing the laser processing method of the solar cell panel which can be performed.
（１）本発明の太陽電池パネルのレーザ加工方法は、透光性基板上に太陽電池膜が形成された太陽電池パネルの周縁の太陽電池膜を、レーザ光をスキャンさせて除去する太陽電池パネルのレーザ加工方法であって、
レーザ光を太陽電池パネルの除去加工部の幅方向に往復スキャンさせ、
照射ドットをオーバーラップさせながら除去加工部の幅方向と直角な方向にｎ列の照射ドット列を形成する際に、
第（ｍ＋１）照射ドット列の除去加工部の幅方向の照射ドットの中心位置を、
その前に形成された照射ドット列である第ｍ照射ドット列の除去加工部の幅方向の照射ドットの中心位置と、
照射ドット列方向に、ドットピッチ（Ｐ）の半分ずらし、
前記第ｍ照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線と、
前記第（ｍ＋１）照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線との間隔を、
前記ドットピッチ（Ｐ）の√３／２倍とし、
かつ、前記第ｍ照射ドット列と第（ｍ＋１）照射ドット列とをオーバーラップさせ、
上記の照射ドット列の形成を前記除去加工部の幅方向と直角方向に順次繰り返すことによって、太陽電池パネルの端部に絶縁帯を形成することを特徴とする。
(1) The solar cell panel laser processing method of the present invention is a solar cell panel in which a solar cell film at the periphery of a solar cell panel having a solar cell film formed on a translucent substrate is removed by scanning laser light. The laser processing method of
The laser beam is scanned back and forth in the width direction of the removal processing part of the solar cell panel,
When forming n rows of irradiation dot rows in a direction perpendicular to the width direction of the removal processing portion while overlapping the irradiation dots,
The center position of the irradiation dot in the width direction of the removal processing part of the (m + 1) th irradiation dot row is
The center position of the irradiation dot in the width direction of the removal processing portion of the mth irradiation dot row which is the irradiation dot row formed before that,
Shift half the dot pitch (P) in the direction of the irradiation dot row,
A straight line connecting the center positions of the irradiation dots of the m-th irradiation dot row;
The interval from the straight line connecting the center positions of the irradiation dots of the (m + 1) th irradiation dot row,
√3 / 2 times the dot pitch (P),
And the m-th irradiation dot row and the (m + 1) -th irradiation dot row overlap,
An insulating band is formed at the end of the solar cell panel by sequentially repeating the formation of the irradiation dot row in the direction perpendicular to the width direction of the removal processing portion.
（２）本発明の太陽電池パネルのレーザ加工方法は、前記（１）において、
太陽電池パネルをパネル移送速度Ｖで移送させるとともに、
前記除去加工部に照射するレーザ光を、そのスキャン方向がほぼ∞字状パターンを描くようにレーザ光をバタフライスキャンさせ、
前記太陽電池パネル移送速度Ｖに対応してバタフライ角度αを変更することを特徴とする。
(2) In the laser processing method of the solar cell panel of the present invention, in the above (1),
While transferring the solar panel at the panel transfer speed V,
The laser beam irradiated to the removal processing portion, butterfly scan the laser beam so that the scan direction draws an almost ∞-shaped pattern,
The butterfly angle α is changed according to the solar cell panel transfer speed V.
本発明によれば、レーザ光によって形成される照射ドットの配列を千鳥配列となるようにするので、照射ドットのオーバーラップ率を抑えることができるとともに、除去効率を高めることができ、太陽電池パネル周縁に確実な絶縁機能を有する絶縁帯を効率的に形成することができる。
また、レーザ照射される被加工物の移送速度が変化しても、被加工物上に形成される照射ドットのオーバーラップ率やそのドットパターンの変動が無く、除去加工の効率の向上や形成される絶縁帯の品質を向上させることができる。
According to the present invention, since the arrangement of the irradiation dots formed by the laser beam is a staggered arrangement, the overlap rate of the irradiation dots can be suppressed, and the removal efficiency can be increased. An insulating band having a reliable insulating function can be efficiently formed on the periphery.
In addition, even if the transfer speed of the workpiece irradiated with the laser changes, there is no fluctuation in the overlap rate of the irradiated dots formed on the workpiece and its dot pattern, and the removal processing efficiency is improved and formed. The quality of the insulation band can be improved.
本実施形態に係る太陽電池パネルのレーザ加工方法は、レーザ光を太陽電池パネルの除去加工部の幅方向に往復スキャンさせ、照射ドットをオーバーラップさせながら除去加工部の幅方向と直角な方向にｎ列の照射ドット列を形成する際に、第（ｍ＋１）照射ドット列の除去加工部の幅方向の照射ドットの中心位置を、その前に形成された照射ドット列である第ｍ照射ドット列の除去加工部の幅方向の照射ドットの中心位置と、照射ドット列方向に、ドットピッチ（Ｐ）の半分ずらし、前記第ｍ照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線と、前記第（ｍ＋１）照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線との間隔を、前記ドットピッチ（Ｐ）の√３／２倍とし、かつ、前記第ｍ照射ドット列と第（ｍ＋１）照射ドット列とをオーバーラップさせ、上記の照射ドット列の形成を前記除去加工部の幅方向と直角方向に順次繰り返すことによって、太陽電池パネルの端部に絶縁帯を形成することを特徴とする。
本発明では、照射ドット列での隣接した照射ドットの中心位置間の長さ（Ｐ）をドットピッチといい、上下の照射ドット列において、隣接した照射ドットの中心位置を結んでできた直線間の幅（Ｐ×√３／２）をスキャンピッチという。なお、本発明において、照射ドットの形状は、円形とすることが好ましい。
このような照射ドット列を形成することで、照射ドットのオーバーラップ率を低く設定できるため、除去加工部の太陽電池膜をより高効率的に除去加工して絶縁帯を形成することができる。
In the laser processing method of the solar cell panel according to the present embodiment, the laser beam is reciprocally scanned in the width direction of the removal processing portion of the solar cell panel, and the irradiation dot is overlapped in a direction perpendicular to the width direction of the removal processing portion. When forming the irradiation dot row of n rows, the center position of the irradiation dot in the width direction of the removal processing part of the (m + 1) th irradiation dot row is the mth irradiation dot row that is the irradiation dot row formed before that. A straight line connecting the center position of the irradiation dots of the mth irradiation dot row, shifted by half the dot pitch (P) in the irradiation dot row direction and the center position of the irradiation dots in the width direction of the removal processing portion The interval between the (m + 1) irradiation dot row and the straight line connecting the center positions of the irradiation dots is √3 / 2 times the dot pitch (P), and the mth irradiation dot row and the (m + 1) th irradiation dot. Column Is burlap, by sequentially repeating the formation of the irradiation dot row in the width direction perpendicular to the direction of the removal processing unit, and forming an insulating strip on the end of the solar cell panel.
In the present invention, the length (P) between the center positions of adjacent irradiation dots in the irradiation dot row is referred to as a dot pitch, and in the upper and lower irradiation dot rows, between the straight lines formed by connecting the center positions of the adjacent irradiation dots. (P × √3 / 2) is called the scan pitch. In the present invention, the irradiation dots are preferably circular.
By forming such an irradiation dot row, the overlap rate of irradiation dots can be set low, so that the solar cell film in the removal processing portion can be removed and processed more efficiently to form an insulating band.
また、本実施形態に係る太陽電池パネルのレーザ加工方法は、太陽電池パネルをパネル移送速度Ｖで移送させるとともに、前記除去加工部に照射するレーザ光を、そのスキャン方向がほぼ∞字状パターンを描くようにレーザ光をバタフライスキャンさせ、前記パネル移送速度Ｖに対応してバタフライ角度αを変更することを特徴とする。
これによって、レーザ除去加工する被加工物の移送速度に対応してレーザ照射のスキャン条件を自動修正して、太陽電池パネルの除去加工部の太陽電池膜を高効率で除去することができる。
すなわち、パネル移送方向の速度成分をパネル移送速度Ｖと等しくなるように制御することによって、被加工物上に連続して形成される照射ドットのオーバーラップ率を適正条件に維持することができる。
Further, the laser processing method of the solar cell panel according to the present embodiment transfers the solar cell panel at the panel transfer speed V, and the laser beam that irradiates the removal processing part has a pattern in which the scan direction is approximately ∞. The laser beam is subjected to butterfly scanning as depicted, and the butterfly angle α is changed in accordance with the panel transfer speed V.
Thereby, the scanning condition of the laser irradiation can be automatically corrected in accordance with the transfer speed of the workpiece to be laser-removed and the solar cell film in the removal processing portion of the solar cell panel can be removed with high efficiency.
That is, by controlling the speed component in the panel transfer direction to be equal to the panel transfer speed V, it is possible to maintain the overlap rate of the irradiation dots continuously formed on the workpiece under appropriate conditions.
また、被加工物の移送速度を変更した場合、その速度変化を検知し、レーザ光のバタフライスキャンにおける被加工物面に対するレーザ照射の角度（バタフライ角度）などを自動修正する。この場合において、被加工物を移送装置の駆動モータ等に付属するエンコーダ又は、モータドライバからの速度検出信号にて速度を検出し、速度に対応したバタフライ角度に制御してレーザ光を照射する。
また、除去する太陽電池膜の種類に応じて種々の速度を設定した場合において、適切なバタフライ角度で太陽電池膜を除去することができる。
さらに、被加工物の移送開始時（レーザ除去加工開始時）と移送終了時（レーザ除去加工終了時）においては、速度が加減速状態となるので、そのような速度が変動する状況でもバタフライ角度を適正に自動で設定することが可能である。
Further, when the transfer speed of the workpiece is changed, the speed change is detected, and the laser irradiation angle (butterfly angle) with respect to the workpiece surface in the butterfly scan of the laser beam is automatically corrected. In this case, the speed of the workpiece is detected by a speed detection signal from an encoder attached to a drive motor or the like of the transfer device or a motor driver, and the butterfly angle corresponding to the speed is controlled to irradiate the laser beam.
Moreover, when various speeds are set according to the type of the solar cell film to be removed, the solar cell film can be removed at an appropriate butterfly angle.
Furthermore, since the speed is in an accelerating / decelerating state at the start of transfer of the workpiece (at the start of laser removal processing) and at the end of the transfer (at the end of laser removal processing), the butterfly angle is maintained even in such a situation where the speed varies. Can be automatically set appropriately.
本発明の実施形態において、被加工物である薄膜型の太陽電池パネルは、その受光面（透光性基板）を下にした状態でレーザ除去加工装置のレーザ加工部に搬入され、太陽電池膜の周縁（太陽電池パネル４辺の端部）の太陽電池膜を、太陽電池パネルの下側に配置されたレーザヘッドにより、太陽電池パネルを移送させながら除去加工が行なわれる。そして、特定辺の端部（加工除去部）の太陽電池膜の除去加工が終了したのち、被加工物を回転して未除去の部分（辺）の端部（加工除去部）の太陽電池膜の除去加工を行なう。 In an embodiment of the present invention, a thin-film solar cell panel that is a workpiece is carried into a laser processing unit of a laser removal processing apparatus with its light receiving surface (translucent substrate) facing down, and a solar cell film The solar cell film on the periphery (the end of the solar cell panel 4 side) is removed by moving the solar cell panel with a laser head disposed below the solar cell panel. And after the removal process of the solar cell film of the edge part (process removal part) of a specific side is complete | finished, a workpiece is rotated and the solar cell film of the edge part (process removal part) of an unremoved part (side) Removal processing is performed.
レーザ加工装置は、ガラスなどの透光性基板上に太陽電池膜が形成された太陽電池パネルにレーザ照射して太陽電池膜を除去して絶縁帯を形成させるための装置であり、太陽電池パネルは、透光性基板上に例えば透明電極膜や半導体膜、金属電極膜などの複数の膜を太陽電池膜として積層した構造からなる。
被加工物としての太陽電池パネルとしては、例えば、ほぼ矩形薄板状のシングル型・タンデム型・トリプル型などの薄膜系太陽電池（アモルファスシリコン太陽電池、化合物系太陽電池などを含む）のパネルが挙げられ、大きさなどには特に制限はなく、装置の大きさは被加工物の大きさに応じて変わりうる。
多接合型として知られるタンデム型太陽電池パネルは、利用波長の異なる太陽電池膜を複数積層させて太陽光エネルギを無駄なく利用することで変換効率を高めたものであり、本実施形態のレーザ除去加工方法を特に好ましく適用できる。
The laser processing apparatus is an apparatus for irradiating a solar cell panel having a solar cell film formed on a light-transmitting substrate such as glass with a laser to remove the solar cell film to form an insulating band. Has a structure in which a plurality of films such as a transparent electrode film, a semiconductor film, and a metal electrode film are stacked as a solar cell film on a translucent substrate.
As a solar cell panel as a workpiece, for example, a panel of a thin film type solar cell (including amorphous silicon solar cells, compound type solar cells, etc.) having a substantially rectangular thin plate shape such as a single type, a tandem type, a triple type, etc. The size of the apparatus is not particularly limited, and the size of the apparatus can vary depending on the size of the workpiece.
Tandem solar cell panels, known as multi-junction types, are made by laminating a plurality of solar cell films with different use wavelengths to increase the conversion efficiency by using solar energy without waste. The processing method can be particularly preferably applied.
太陽電池パネルを載置して移送させるレーザ加工用のワークテーブルは、透光性基板を下向きにした太陽電池パネルを回転可能に載置する被加工物の保持装置である。ワークテーブルには、被加工物である薄膜型の太陽電池パネルが位置決め機構などを介して固定される。このテーブル上に、被加工物を、膜面を上側とし透光性基板である受光側を下側にして配置する。
これにより、搬送時に、太陽電池膜面がワークテーブルに触れることがなく、太陽電池パネルの取扱いが容易となる。また、後工程のラミネート加工において、太陽電池パネルの反転の必要がない。
A work table for laser processing on which a solar cell panel is placed and transferred is a workpiece holding device for rotatably mounting a solar cell panel with a light-transmitting substrate facing downward. A thin-film solar cell panel, which is a workpiece, is fixed to the work table via a positioning mechanism or the like. On this table, the workpiece is arranged with the film surface on the upper side and the light-receiving side which is a translucent substrate on the lower side.
Thereby, at the time of conveyance, the solar cell film surface does not touch the work table, and handling of the solar cell panel becomes easy. In addition, there is no need to reverse the solar cell panel in the subsequent laminating process.
被加工物の位置決め機構としては、例えば、突起状やフック状に形成したパネル係止具などをワークテーブル上に移送可能に設け、被加工物の相対する１組の辺の内一方を２点で受け、もう一方の辺を１点で押し付け、残りの１組の辺も同じ要領で同時に行ない位置決めすることができる。 As the workpiece positioning mechanism, for example, a panel locking tool or the like formed in the shape of a protrusion or hook is provided on the work table so that it can be transferred to one of two opposing sides of the workpiece. The other side is pressed at one point, and the other set of sides can be simultaneously positioned in the same manner.
移送装置は、例えば、ボールネジ・リニアガイド・サーボモータなどにより被加工物が載置されているワークテーブルを速度制御しながら直線状に移送走行させる機構を挙げることができ、レーザ加工装置を制御する制御装置により制御することができる。
また、この制御装置は、前記移送装置の動作に連係してレーザヘッドに設けたガルバノスキャナやポリゴンスキャナ、ラインビームなどのレーザ走査系をプログラム制御する。これによって、太陽電池パネルの加工除去部にレーザ照射による照射ドットが所定パターンで高速かつ効率的に形成される。
The transfer device can include, for example, a mechanism for moving the work table on which the workpiece is placed by a ball screw, a linear guide, a servo motor, etc. in a straight line while controlling the speed, and controls the laser processing device. It can be controlled by a control device.
In addition, this control device performs program control of a laser scanning system such as a galvano scanner, a polygon scanner, or a line beam provided in the laser head in conjunction with the operation of the transfer device. Thereby, the irradiation dot by laser irradiation is efficiently formed in the predetermined pattern at the process removal part of a solar cell panel.
レーザヘッドは、レーザ発振器やレーザビームのレンズ系、ガルバノスキャナなどの照射走査系などを収納した装置集合体であり、太陽電池パネルを載置したワークテーブルが直線移送方向に沿って移送し太陽電池膜の端部をレーザ照射によって除去する。
レーザヘッドのレーザ発振器により照射されるレーザ光は、特に制限されるものではないが、パルス幅１７０ｎｓ以上、ピークパワー３５ｋｗ以上、周波数８ｋＨｚから１５ｋＨｚのＹＡＧレーザを用いたパルスレーザであることが望ましい。これによって、照射ドットを隙間なくかつ精密に高速形成し、太陽電池パネルの太陽電池膜を高効率で除去加工することができる。
A laser head is a device assembly that houses a laser oscillator, a laser beam lens system, an irradiation scanning system such as a galvano scanner, and the like. A work table on which a solar cell panel is mounted is transferred along a linear transfer direction. The edge of the film is removed by laser irradiation.
The laser light emitted by the laser oscillator of the laser head is not particularly limited, but is preferably a pulse laser using a YAG laser having a pulse width of 170 ns or more, a peak power of 35 kW or more, and a frequency of 8 kHz to 15 kHz. As a result, the irradiation dots can be accurately formed at high speed without gaps, and the solar cell film of the solar cell panel can be removed and processed with high efficiency.
図１は、本発明の実施例に係る太陽電池パネルのレーザ加工方法において用いられるレーザ加工装置の概略構成図であり、図２は、実施例のレーザ加工方法においてレーザヘッドを示す模式図であり、図３は、実施例のレーザ加工方法により、除去加工部に照射ドット列を形成する状態を示した説明図である。
図４は、実施例のレーザ加工方法により形成される照射ドット列を示した説明図である。図５は、千鳥配列（ａ）の場合と格子配列（ｂ）の場合とで、照射ドットのオーバーラップ率を比較した説明図である。図６は、走行する被加工物に対して、レーザ光を除去加工部を往復スキャンさせる場合についての説明図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus used in a laser processing method for a solar cell panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a laser head in the laser processing method of the embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which an irradiation dot row is formed in the removal processing portion by the laser processing method of the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing an irradiation dot row formed by the laser processing method of the embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram comparing the overlap rate of irradiated dots in the zigzag arrangement (a) and the lattice arrangement (b). FIG. 6 is an explanatory diagram for the case where the traveling workpiece is reciprocated by the laser beam removal processing unit.
図１に示すように、本実施例のレーザ加工方法が適用されるレーザ加工装置１０は、
太陽電池パネル（被加工物Ｗ）を固定保持したワークテーブル１１を所定方向に移送させるためのテーブル駆動機構１２と、このワークテーブル１１を介して移送される被加工物Ｗにレーザ光を所定パターンで照射するためのガルバノスキャナなどのレーザ光をスキャンするための走査系を備えた左右一対のレーザヘッド１３、１４と、これらのテーブル駆動機構１２、レーザヘッド１３、１４のレーザ制御部１５と連係して動作させるための図示しない全体制御部などによって構成されている。
As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 10 to which the laser processing method of this embodiment is applied is as follows.
A table driving mechanism 12 for transferring the work table 11 fixedly holding the solar cell panel (workpiece W) in a predetermined direction, and a predetermined pattern of laser light on the workpiece W transferred via the work table 11 And a pair of left and right laser heads 13 and 14 equipped with a scanning system for scanning laser light such as a galvano scanner for irradiating the laser beam, and the table driving mechanism 12 and the laser control unit 15 of the laser heads 13 and 14 are linked. And an overall control unit (not shown) for operation.
なお、レーザヘッド１３、１４は、加工時において被加工物Ｗの下側になるように配置されており、ワークテーブル１１に載置された被加工物Ｗの透光性基板側からにレーザ光が照射されるようになっている。
また、左右のレーザヘッド１３、１４間の間隔は、図示しない位置変更機構を介して調整され、異なるサイズの被加工物Ｗのレーザ加工に対応できるようにしている。
The laser heads 13 and 14 are arranged so as to be below the workpiece W at the time of processing, and laser light is emitted from the translucent substrate side of the workpiece W placed on the work table 11. Will be irradiated.
Further, the distance between the left and right laser heads 13 and 14 is adjusted via a position changing mechanism (not shown) so as to be able to cope with laser processing of workpieces W of different sizes.
レーザ加工装置１０本体の左右両側には、ワークテーブル１１に被加工物Ｗを供給するための搬入装置１７と、ワークテーブル１１から加工後の被加工物Ｗを排出するための搬出装置１８が設けられているとともに、レーザ加工時に発生する粉塵を吸引するための図示しない集塵ダクトがそのレーザ加工部の近傍に配置されている。 On both the left and right sides of the main body of the laser processing apparatus 10, a carry-in device 17 for supplying the workpiece W to the work table 11 and a carry-out device 18 for discharging the processed workpiece W from the work table 11 are provided. In addition, a dust collection duct (not shown) for sucking dust generated during laser processing is disposed in the vicinity of the laser processing portion.
本発明の実施例に係る太陽電池パネルのレーザ加工方法においては、まず、ワークテーブル１１上に被加工物Ｗを搬入装置１７により載置される。次に、ワークテーブル１１を、テーブル駆動機構１２により所定方向、実施例の場合、投入部からレーザヘッド１３，１４側に向かって所定のパネル移送速度Ｖで移送させる。 In the laser processing method of the solar cell panel according to the embodiment of the present invention, first, the workpiece W is placed on the work table 11 by the carry-in device 17. Next, the work table 11 is transferred at a predetermined panel transfer speed V by the table driving mechanism 12 in a predetermined direction, in the case of the embodiment, from the input unit toward the laser heads 13 and 14 side.
レーザヘッド１３、１４は、図２に示すように、加工時において被加工物Ｗの下側に配置されており、レーザ発振器から照射されたレーザ光をガルバノスキャナＧ内に設けられているＸ軸、Ｙ軸を有するミラーＭで、レーザ光の照射方向をスキャンできるようになっている（図６参照）。 As shown in FIG. 2, the laser heads 13 and 14 are disposed below the workpiece W during processing, and an X axis provided in the galvano scanner G with laser light emitted from a laser oscillator. The mirror M having the Y axis can scan the irradiation direction of the laser light (see FIG. 6).
次に、本発明のレーザ加工方法により被加工物上へ形成された照射ドットについて説明する。 Next, irradiation dots formed on the workpiece by the laser processing method of the present invention will be described.
図３に示すように、太陽電池パネルの除去加工部Ｚには、照射ドット列が、太陽電池膜の除去加工部の幅方向と直角な方向（太陽電池パネルの移送方向）にｎ列形成されているが、本実施例において、この照射ドットの形成は以下のようにして行う。
まず、レーザ光を太陽電池パネルの除去加工部の幅方向にスキャンさせ、照射ドットをオーバーラップさせながら第１照射ドット列を形成した後、次の第２照射ドット列の照射ドットの中心位置を、その前に形成された第１照射ドット列の照射ドットの中心位置と、照射ドット列方向に、ドットピッチ（Ｐ）の半分ずらし、第１照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線と、第２照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線との間隔が、ドットピッチ（Ｐ）の√３／２倍とし、かつ、第１照射ドット列と第２照射ドット列とをオーバーラップさせるように、パネル移送速度とレーザ照射のスキャン速度を調整する。このような調整は、レーザ制御部１５を介してガルバノスキャンのミラー傾斜角度を制御することにより自動制御される。
そして、上記のような照射ドット列の形成を、除去加工部の幅方向と直角方向（パネル移送方向）に順次繰り返すことによって、太陽電池パネルの端部に絶縁帯を形成する。
なお、除去加工部Ｚの幅ｄは、レーザ光のスキャン幅と一致する。
As shown in FIG. 3, irradiation dot rows are formed in n rows in a direction perpendicular to the width direction of the solar cell film removal processing portion (transfer direction of the solar cell panel) in the removal processing portion Z of the solar cell panel. However, in this embodiment, the irradiation dots are formed as follows.
First, the laser beam is scanned in the width direction of the removal processing portion of the solar cell panel, and after forming the first irradiation dot row while overlapping the irradiation dots, the center position of the irradiation dot of the next second irradiation dot row is determined. A straight line connecting the center position of the irradiation dots in the first irradiation dot row and the center position of the irradiation dots in the first irradiation dot row formed by shifting half the dot pitch (P) in the irradiation dot row direction. And the straight line connecting the center positions of the irradiation dots of the second irradiation dot row is √3 / 2 times the dot pitch (P), and the first irradiation dot row and the second irradiation dot row are The panel transfer speed and the scanning speed of laser irradiation are adjusted so that they overlap. Such adjustment is automatically controlled by controlling the mirror tilt angle of the galvano scan via the laser controller 15.
Then, by repeating the formation of the irradiation dot row as described above in the direction perpendicular to the width direction of the removal processing portion (panel transfer direction), an insulating band is formed at the end of the solar cell panel.
Note that the width d of the removal processing portion Z coincides with the scan width of the laser beam.
以下に、照射ドット形成についてさらに具体的に述べる。
太陽電池パネルＷの除去加工部Ｚにおいて、まず照射ドットＤにオーバーラップさせながら、幅方向に第１照射ドット列ＬＤ１を形成する。この場合の照射ドットのオーバーラップ率は、形成される照射ドットＤの直径によって決定される。尚、オーバーラップ率の定義は後述している（図５参照）。
Hereinafter, irradiation dot formation will be described more specifically.
In the removal processing portion Z of the solar cell panel W, first, the first irradiation dot row LD1 is formed in the width direction while overlapping the irradiation dots D. In this case, the overlap rate of the irradiation dots is determined by the diameter of the irradiation dots D to be formed. The definition of the overlap rate will be described later (see FIG. 5).
次に、第１照射ドット列ＬＤ１の下段に、第２照射ドット列ＬＤ２を形成するのであるが、図４を用いて、第１照射ドット列ＬＤ１と第２照射ドット列ＬＤ２との位置関係を説明をする。
図４（ａ）に示すように、第２照射ドット列ＬＤ２の照射ドットの中心位置は、その中心位置を、第１照射ドット列ＬＤ１に形成された照射ドットの中心位置を基点として、第１照射ドット列ＬＤ１方向に、第１照射ドット列ＬＤ１に形成された隣接する照射ドットの中心位置とＰ／２ずらす。さらに第２照射ドット列ＬＤ２の照射ドットの中心位置は、第１照射ドット列ＬＤ１方向と垂直方向に、Ｐ√３／２の長さずらした合成位置に、第１照射ドット列ＬＤ１の照射ドットとオーバーラップするように形成される。すなわち、図４（ａ）に示すように、第１照射ドット列ＬＤ１と第２照射ドット列ＬＤ２のドットＡ，Ｂ，Ｃの中心を結ぶと１辺がＰの正三角形になっている。
次に、第２照射ドット列ＬＤ２の下段に、第３照射ドット列ＬＤ３を形成する。図４（ｂ）に示すように、第３照射ドット列ＬＤ３の照射ドットは、その中心位置を、第２照射ドット列ＬＤ２に形成された照射ドットの中心位置を基点として、第２照射ドット列ＬＤ２方向に、第２照射ドット列ＬＤ２に形成された隣接する照射ドットの中心をＰ／２ずらし、第２照射ドット列ＬＤ２方向と垂直方向に、Ｐ√３／２の長さずらした合成位置に、第１照射ドット列ＬＤ１の照射ドットとオーバーラップするように形成される。
このように、照射ドット列の形成を繰り返すことによって、除去加工部の太陽電池膜を除去して太陽電池パネルの端部に絶縁帯を形成する。
Next, the second irradiation dot row LD2 is formed in the lower stage of the first irradiation dot row LD1, and the positional relationship between the first irradiation dot row LD1 and the second irradiation dot row LD2 is shown in FIG. Explain.
As shown in FIG. 4A, the center position of the irradiation dot of the second irradiation dot row LD2 is the first with the center position as the base point of the irradiation dot center position formed in the first irradiation dot row LD1. In the direction of the irradiation dot row LD1, the center position of the adjacent irradiation dots formed in the first irradiation dot row LD1 is shifted by P / 2. Furthermore, the center position of the irradiation dot of the second irradiation dot row LD2 is set to the irradiation position of the first irradiation dot row LD1 at the combined position shifted by P√3 / 2 in the direction perpendicular to the direction of the first irradiation dot row LD1. And are formed to overlap. That is, as shown in FIG. 4A, when the centers of the dots A, B, and C of the first irradiation dot row LD1 and the second irradiation dot row LD2 are connected, one side is a P-shaped equilateral triangle.
Next, the third irradiation dot row LD3 is formed in the lower stage of the second irradiation dot row LD2. As shown in FIG. 4B, the irradiation dot of the third irradiation dot row LD3 is the second irradiation dot row with the center position as the base point of the irradiation dot center position formed in the second irradiation dot row LD2. A composite position in which the center of adjacent irradiation dots formed in the second irradiation dot row LD2 is shifted by P / 2 in the LD2 direction, and shifted by P√3 / 2 in the direction perpendicular to the second irradiation dot row LD2 direction. In addition, it is formed so as to overlap with the irradiation dots of the first irradiation dot row LD1.
In this manner, by repeating the formation of the irradiation dot row, the solar cell film in the removal processing portion is removed, and an insulating band is formed at the end portion of the solar cell panel.
本発明では、上記で説明したレーザ照射ドットの配列を千鳥配列という。 In the present invention, the arrangement of the laser irradiation dots described above is called a staggered arrangement.
次に、上記のようにして形成した照射ドット間のオーバーラップ率について説明する。
図５は、千鳥配列（ａ）の場合と格子配列（ｂ）の場合とで、オーバーラップ率を比較した説明図である。本実施例の千鳥配列（ａ）における、照射ドット列方向のオーバーラップ率（ドットオーバーラップ率）は、計算によると１３．４％であり、照射ドット列間のスキャンオーバーラップ率は２５．０％となった。
また、従来方法の格子配列（ｂ）におけるオーバーラップ率を計算した結果、ドットオーバーラップ率は２９．３％であり、スキャンオーバーラップ率は２８．３％となった。
ここで、ドットオーバーラップ率とは、レーザ光のビーム径（照射ドットの径に相当する）から照射ドットピッチ（Ｐ）を引いて、それをビーム径で割った値をいう。
また、スキャンオーバーラップ率とは、ビーム径からスキャンピッチ（照射ドット列の間隔に相当）を引いて、それをビーム径で割った値をいう。
以上の演算結果から、本実施例の千鳥配列（ａ）は、格子配列（ｂ）よりオーバーラップ率を低く設定できるため、除去加工部の太陽電池膜をより効率的に除去加工して絶縁帯を形成することができることが分かる。
Next, the overlap rate between irradiated dots formed as described above will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram comparing the overlap rates in the zigzag arrangement (a) and the lattice arrangement (b). In the staggered arrangement (a) of this embodiment, the overlap rate (dot overlap rate) in the irradiation dot row direction is calculated to be 13.4%, and the scan overlap rate between the irradiation dot rows is 25.0. %.
Further, as a result of calculating the overlap rate in the lattice arrangement (b) of the conventional method, the dot overlap rate was 29.3% and the scan overlap rate was 28.3%.
Here, the dot overlap rate is a value obtained by subtracting the irradiation dot pitch (P) from the beam diameter of the laser light (corresponding to the irradiation dot diameter) and dividing the result by the beam diameter.
The scan overlap rate is a value obtained by subtracting the scan pitch (corresponding to the interval between irradiation dot rows) from the beam diameter and dividing it by the beam diameter.
From the above calculation results, the zigzag array (a) of the present embodiment can be set to have a lower overlap rate than the lattice array (b). It can be seen that can be formed.
次に、図６を用いて、走行する被加工物に対して、レーザ光を除去加工部を往復スキャンさせる場合について説明する。
図６（ａ）の符号Ｓに示すように、レーザ照射部の照射口から照射するレーザ光を、除去加工部Ｚの両端間を往復動する際にほぼ∞の字状の軌跡を描くようにバタフライスキャンさせる。
バタフライスキャンさせることにより、照射ドット列において、隣接する照射済ドットとオーバーラップさせるように照射ドットを形成させながらレーザ光をスキャンさせるとともに、除去加工部の端部で折り返してレーザ光の照射ドットを逆方向に次の照射ドット列を形成する際に、照射ドットの中心位置を除去加工部の幅方向に半ピッチ（Ｐ／２）ずすようにスキャンし、さらに照射ドット列の中心位置を、１つ手前の照射ドット列の中心位置に対して垂直方向にＰ√３／２ずらすことにより、千鳥配列状の照射ドット列を形成することができる。
Next, with reference to FIG. 6, a description will be given of a case in which a traveling workpiece is reciprocated by a laser beam removal processing unit.
6A, when the laser beam irradiated from the irradiation port of the laser irradiation unit reciprocates between both ends of the removal processing unit Z, a substantially ∞-shaped locus is drawn. Let the butterfly scan.
By performing a butterfly scan, the laser beam is scanned while forming the irradiation dot so as to overlap with the adjacent irradiated dot in the irradiation dot row, and the irradiation dot of the laser beam is turned back at the end of the removal processing portion. When the next irradiation dot row is formed in the reverse direction, the center position of the irradiation dot is scanned so as to be shifted by a half pitch (P / 2) in the width direction of the removal processing portion, and the center position of the irradiation dot row is further determined. By shifting P√3 / 2 in the vertical direction with respect to the center position of the previous irradiation dot row, a staggered irradiation dot row can be formed.
このような、バタフライスキャンの操作は、反射レーザ光を所定の角度になるように変化するように、ガルバノスキャナＧに設けられた反射ミラーＭの角度を傾けて、被加工物である太陽電池パネルＷに向けてスキャンすることによって、ほぼ∞の字状の軌跡を描くようにすることができる。
ガルバノスキャナＧに設けられた反射ミラーＭは、２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を有しており、反射ミラーのＸ軸を傾けることにより、レーザ光を被加工物である太陽電池パネルＷの移送方向にスキャンさせることができ、反射ミラーＭのＹ軸を傾けることにより、レーザ光を被加工物の移送方向と直角方向（除去加工部の幅方向）にスキャンさせることができる。
そして、被加工物Ｗの移送速度Ｖが変化しても、移送速度Ｖを検知して、ガルバノミラーＭのＸ軸及びＹ軸の傾きを自動制御することで、除去加工部に前述した千鳥配列状の照射ドット列を形成させることができる。
Such a butterfly scan operation is performed by inclining the angle of the reflection mirror M provided on the galvano scanner G so that the reflected laser beam changes to a predetermined angle, and the solar cell panel as the workpiece. By scanning toward W, it is possible to draw an almost ∞-shaped trajectory.
The reflection mirror M provided in the galvano scanner G has two axes (X-axis and Y-axis). By tilting the X-axis of the reflection mirror, the laser light is emitted from the solar cell panel W that is a workpiece. Scanning can be performed in the transfer direction, and by tilting the Y axis of the reflection mirror M, the laser beam can be scanned in a direction perpendicular to the transfer direction of the workpiece (width direction of the removal processing portion).
Even if the transfer speed V of the workpiece W changes, the transfer speed V is detected, and the inclination of the X axis and the Y axis of the galvanometer mirror M is automatically controlled, so that the staggered arrangement described above is provided in the removal processing section. Shaped irradiation dot rows can be formed.
図６（ｂ）を用いてさらに説明すると、被加工物の移送速度Ｖが変化した場合は、移送装置の駆動モータに付属するエンコーダからの速度検出信号にて被加工物の速度を検出し、速度に対応したバタフライ角度αになるようにガルバノミラーＭのＸ軸の傾きを自動制御する。これにより、太陽電池パネル上のレーザの照射ドットの移動軌跡は、ドットの配列が移送方向及び除去加工部の幅方向に対して平行な矩形状となる。
例えば、被加工物Ｗの移送開始時（レーザ除去加工開始時）には、定常速度になるまでに加速するので、バタフライ角度αが次第に大きくするように、ガルバノミラーＭのＸ軸の傾きを定常速度状態の傾きと比較して大きくするように制御する。
また、被加工物Ｗの移送終了時（レーザ除去加工終了時）においては、定常速度から減速するので、バタフライ角度αが次第に小さくするように、ガルバノミラーＭのＸ軸の傾きを定常速度状態の傾きと比較して小さくするように制御する。
ここで、バタフライ角度αは、図６（ｂ）に示すバタフライスキャンＳにおける、ａ点からｂ点へのスキャン方向の直線と、ｃ点からｄ点へのスキャン方向の直線のなす角度をいう。
6B, when the workpiece transfer speed V changes, the workpiece speed is detected by a speed detection signal from an encoder attached to the drive motor of the transfer device. The inclination of the X axis of the galvanometer mirror M is automatically controlled so that the butterfly angle α corresponding to the speed is obtained. Thereby, the movement locus | trajectory of the irradiation dot of the laser on a solar cell panel becomes a rectangular shape with the dot arrangement | sequence parallel to the transfer direction and the width direction of a removal process part.
For example, when the workpiece W starts to be transferred (at the start of laser removal processing), the workpiece W is accelerated until the steady speed is reached. Therefore, the inclination of the X axis of the galvano mirror M is steady so that the butterfly angle α gradually increases. Control is made to be larger than the slope of the speed state.
At the end of the transfer of the workpiece W (at the end of laser removal processing), the speed is decelerated from the steady speed. Therefore, the inclination of the X axis of the galvanometer mirror M is set to the steady speed state so that the butterfly angle α is gradually reduced. Control to make it smaller than the inclination.
Here, the butterfly angle α is an angle formed by a straight line in the scanning direction from the point a to the point b and a straight line in the scanning direction from the point c to the point d in the butterfly scan S shown in FIG.
このようなバタフライ角度αの調整は、図６（ｃ）に示すように、バタフライスキャンにおけるａ点からｂ点へのスキャンにおいて、その速度成分を照射ドット列方向の速度成分（ｆ）とパネル移送方向の速度成分（ｇ）とに分解したときに、パネル移送方向の速度成分（ｇ）が、パネル移送速度Ｖと等しくなるように制御することによって、被加工物Ｗ上の除去加工部に形成される照射ドット列をパネル移送方向に対して直交するように形成することができる。 As shown in FIG. 6C, the adjustment of the butterfly angle α is performed by using the speed component (f) in the irradiation dot row direction and the panel transfer in the scan from the point a to the point b in the butterfly scan. When it is decomposed into the velocity component (g) in the direction, the velocity component (g) in the panel transfer direction is controlled to be equal to the panel transfer velocity V, so that it is formed in the removal processing portion on the workpiece W. The irradiated dot row can be formed so as to be orthogonal to the panel transfer direction.
図７は、実施例のバタフライスキャンパターンと従来のスキャンパターンとで、ドットオーバーラップ率及びスキャンオーバーラップ率を０％に設定した場合において、パネル送り速度を比較した説明図である。なお、図７の場合の除去加工部幅方向へのレーザ照射パルス数（照射ドットの数）を３２パルスとした。
図８は、図７において、ドットオーバーラップ率及びスキャンオーバーラップ率を、３０％に設定変更した場合において、パネル送り速度を比較した説明図である。なお、図８の場合の除去加工部幅方向へのレーザ照射パルス数（照射ドットの数）を４５．７パルスとした。
図７，図８において、レーザ光のパルス照射により被加工物Ｗ上に形成される照射ドットＤの径（ビーム径）を５００μｍ、最高ガルバノスキャン速度を７．０ｍ／ｓ、繰り返し周波数を１２．０ｋＨｚとした。
なお、ドットオーバーラップ率及びスキャンオーバーラップ率は、図５において説明した定義による。
FIG. 7 is an explanatory diagram comparing the panel feed rates when the dot overlap rate and the scan overlap rate are set to 0% in the butterfly scan pattern of the embodiment and the conventional scan pattern. In addition, the number of laser irradiation pulses (number of irradiation dots) in the width direction of the removal processing portion in the case of FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram comparing panel feed rates when the dot overlap rate and the scan overlap rate are changed to 30% in FIG. In addition, the number of laser irradiation pulses (number of irradiation dots) in the width direction of the removal processing portion in the case of FIG. 8 was set to 45.7 pulses.
7 and 8, the diameter (beam diameter) of the irradiation dot D formed on the workpiece W by the pulse irradiation of the laser beam is 500 μm, the maximum galvano scan speed is 7.0 m / s, and the repetition frequency is 12. It was set to 0 kHz.
Note that the dot overlap rate and the scan overlap rate are based on the definitions described in FIG.
図７（Ａ）は、実施例のバタフライスキャンパターンであり、レーザ光を除去加工部においてバタフライスキャンさせる際に、図６（ｂ）に示すａ点からｂ点及びｃ点からｄ点へのスキャンにおいて、パネル移送方向の速度成分（ｇ）をパネル移送速度Ｖと同期させるようにして形成したものである（∞字状パターン）。
一方、図７（Ｂ）は、往復スキャンさせる際の帰りの移動速度を速くして形成したパターンである（早戻りパターン）。
また、図７（Ｃ）は、往復スキャンさせる際の移動速度をパネル移送速度Ｖと同期させずに、単純にジグザグ状にスキャンさせて形成したパターンである（単純ジグザグパターン）。
FIG. 7A shows a butterfly scan pattern of the embodiment. When the laser beam is subjected to the butterfly scan in the removal processing portion, the scan from the point a to the point b and the point c to the point d shown in FIG. , The speed component (g) in the panel transfer direction is formed so as to be synchronized with the panel transfer speed V (∞-shaped pattern).
On the other hand, FIG. 7B shows a pattern formed by increasing the return movement speed when performing reciprocal scanning (fast return pattern).
FIG. 7C shows a pattern formed by simply scanning in a zigzag pattern without synchronizing the moving speed at the time of reciprocating scanning with the panel transfer speed V (simple zigzag pattern).
太陽電池パネルの移送速度を、図７（Ａ）では１８２．６ｍｍ／ｓ、（Ｂ）では１０１．０ｍｍ／ｓ、（Ｃ）では９３．８ｍｍ／ｓ、とすることができ、本実施例である図７（Ａ）のパターンの場合にレーザ加工の作業速度（太陽電池パネル移送速度）を最速とすることができた。 The transfer speed of the solar cell panel can be 182.6 mm / s in FIG. 7A, 101.0 mm / s in (B), and 93.8 mm / s in (C). In the case of the pattern shown in FIG. 7A, the working speed of laser processing (solar cell panel transfer speed) could be maximized.
また、図８（Ａ）は、実施例のバタフライスキャンパターン（∞字状パターン）であり、図８（Ｂ）は、往復スキャンさせる際の帰りの移動速度を速くして形成したパターンであり（早戻りパターン）、図８（Ｃ）は、往復スキャンさせる際の移動速度をパネル移送速度Ｖと同期させずに、単純にジグザグ状にスキャンさせて形成したパターンである（単純ジグザグパターン）。 FIG. 8A is a butterfly scan pattern (∞-shaped pattern) of the embodiment, and FIG. 8B is a pattern formed by increasing the return movement speed when performing reciprocal scanning ( FIG. 8C shows a pattern formed by simply scanning in a zigzag pattern without synchronizing the moving speed at the time of reciprocating scanning with the panel transfer speed V (simple zigzag pattern).
図８の場合においても、太陽電池パネルの移送速度を、（Ａ）では９０．７ｍｍ／ｓ、（Ｂ）では５７．４ｍｍ／ｓ、（Ｃ）では４５．９ｍｍ／ｓ、とすることができ、本実施例である図８（Ａ）のパターンの場合にレーザ加工の作業速度（太陽電池パネル移送速度）を最速とすることができた。
以上の図７，８の結果、本実施例の∞字状パターンの場合が、ドットオーバーラップ率及びスキャンオーバーラップ率によらず、太陽電池パネル移送速度を速くすることができ、除去加工部に絶縁帯を形成する場合に最も効率を良くすることができた。
Also in the case of FIG. 8, the transfer speed of the solar cell panel can be 90.7 mm / s in (A), 57.4 mm / s in (B), and 45.9 mm / s in (C). In the case of the pattern of FIG. 8A, which is this example, the laser processing work speed (solar cell panel transfer speed) could be maximized.
As a result of FIGS. 7 and 8 described above, in the case of the ∞-shaped pattern of the present embodiment, the solar cell panel transfer speed can be increased regardless of the dot overlap rate and the scan overlap rate. The efficiency was most improved when the insulating band was formed.
以上説明したように、本発明は、太陽電池パネルの除去加工部の両端間にレーザ光を照射して絶縁帯を形成する際に、その照射ドットが千鳥配列とすることにより、照射ドットのオーバーラップ率を低く設定でき、除去加工部の太陽電池膜をより効率的に除去加工して絶縁帯を形成することができる。
また、移送するパネルに対して、レーザ光をバタフライスキャンのパターンとすることが、パネル移送速度を速くすることができ、除去加工部に絶縁帯を形成する場合の効率を向上させることができる。
As described above, in the present invention, when the insulating band is formed by irradiating the laser beam between both ends of the removal processing portion of the solar cell panel, the irradiation dots are arranged in a staggered arrangement so that the irradiation dots are exceeded. The wrap ratio can be set low, and the solar cell film in the removal processed portion can be removed and processed more efficiently to form an insulating band.
In addition, by making the laser beam into a butterfly scan pattern for the panel to be transferred, the panel transfer speed can be increased, and the efficiency in the case of forming an insulating band in the removal processing portion can be improved.
１０ レーザ加工装置
１１ ワークテーブル
１２ テーブル駆動機構
１３、１４ レーザヘッド
１５ レーザ制御部
１７ 搬入装置
１８ 搬出装置
Ｗ 被加工物（太陽電池パネル）
Ｚ 除去加工部
ｄ 除去加工部の幅
Ｄ 照射ドット
Ｌ ドットライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser processing apparatus 11 Work table 12 Table drive mechanism 13, 14 Laser head 15 Laser control part 17 Carry-in apparatus 18 Carry-out apparatus W Workpiece (solar cell panel)
Z removal processing section
d Removal processing width D Irradiation dot L Dot line
Claims (2)
レーザ光を太陽電池パネルの除去加工部の幅方向に往復スキャンさせ、
照射ドットをオーバーラップさせながら除去加工部の幅方向と直角な方向にｎ列の照射ドット列を形成する際に、
第（ｍ＋１）照射ドット列の除去加工部の幅方向の照射ドットの中心位置を、
その前に形成された照射ドット列である第ｍ照射ドット列の除去加工部の幅方向の照射ドットの中心位置と、
照射ドット列方向に、ドットピッチ（Ｐ）の半分ずらし、
前記第ｍ照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線と、
前記第（ｍ＋１）照射ドット列の照射ドットの中心位置を結んだ直線との間隔を、
前記ドットピッチ（Ｐ）の√３／２倍とし、
かつ、前記第ｍ照射ドット列と第（ｍ＋１）照射ドット列とをオーバーラップさせ、
上記の照射ドット列の形成を前記除去加工部の幅方向と直角方向に順次繰り返すことによって、
太陽電池パネルの端部に絶縁帯を形成することを特徴とする太陽電池パネルのレーザ加工方法。 A solar cell panel laser processing method for removing a solar cell film at the periphery of a solar cell panel having a solar cell film formed on a translucent substrate by scanning the laser beam,
The laser beam is scanned back and forth in the width direction of the removal processing part of the solar cell panel,
When forming n rows of irradiation dot rows in a direction perpendicular to the width direction of the removal processing portion while overlapping the irradiation dots,
The center position of the irradiation dot in the width direction of the removal processing part of the (m + 1) th irradiation dot row is
The center position of the irradiation dot in the width direction of the removal processing portion of the mth irradiation dot row which is the irradiation dot row formed before that,
Shift half the dot pitch (P) in the direction of the irradiation dot row,
A straight line connecting the center positions of the irradiation dots of the m-th irradiation dot row;
The interval from the straight line connecting the center positions of the irradiation dots of the (m + 1) th irradiation dot row,
√3 / 2 times the dot pitch (P),
And the m-th irradiation dot row and the (m + 1) -th irradiation dot row overlap,
By sequentially repeating the formation of the irradiation dot row in the direction perpendicular to the width direction of the removal processing portion,
A laser processing method for a solar cell panel, wherein an insulating band is formed at an end of the solar cell panel.
前記除去加工部に照射するレーザ光を、そのスキャン方向がほぼ∞字状パターンを描くようにレーザ光をバタフライスキャンさせ、
前記太陽電池パネル移送速度Ｖに対応してバタフライ角度αを変更することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネルのレーザ加工方法。 While transferring the solar panel at the panel transfer speed V,
The laser beam irradiated to the removal processing portion, butterfly scan the laser beam so that the scan direction draws an almost ∞-shaped pattern,
The laser processing method for a solar cell panel according to claim 1, wherein the butterfly angle α is changed in accordance with the solar cell panel transfer speed V.
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