JP2011142297A - 薄膜太陽電池製造方法及びレーザスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、薄膜太陽電池のレーザスクライビング加工工程における加工不良を引き起こした要因であるガラス基板への付着異物、ガラスキズ、ガラス基板内部気泡等に対して、正確な位置・大きさ・形状等を特定し、どのような加工不良も容易にかつ確実にリペアできる方法を提供することを課題とする。
【解決手段】基板に成膜された薄膜層を隣接する構造から分離するためにレーザ光を照射して直線状に溝加工を施す、薄膜太陽電池のレーザスクライビング加工工程において、スクライビングラインを検査して加工不良を引き起した要因であるガラス基板への付着異物・ガラスキズあるいはガラス基板内部気泡等の正確な位置・大きさ・形状等を特定し、最終加工ライン形成後、前記加工不良箇所を回避する新たなスクライビングラインを形成するリペア加工をすることを特徴とする薄膜太陽電池製造方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、薄膜太陽電池の製造工程におけるレーザスクライビング技術に関する。

近年、太陽電池の開発が盛んに行われており、図１０は多くの太陽電池メーカで量産され一般的に知られている、シングル型アモルファスシリコン薄膜太陽電池のスクライブ装置による加工例、図１１は図１０のＡ−Ａ部分拡大断面図である。ガラス基板１の上に透明電極層３が成膜された後、隣接する層から分離するためにレーザ等によって直線状に溝を加工するスクライビングライン加工６が施され、その上にアモルファスシリコン層４が成膜され、同様に分離のためのスクライビングライン加工７が施され、その上に裏面電極層５が成膜され、同様に分離のためのスクライビングライン加工８が施される。通常、加工ライン２の間隔は６〜１２mm、各スクライビングライン間の距離は１００〜１５０μm、各スクライビングラインの幅は４０〜７０μm程度である。

まず、このようなスクライビング加工を行うレーザ加工機（レーザスクライブ装置）の例を図１２〜図１４に示す。図１２はレーザスクライブ装置の平面図、図１３はその側面図、図１４は動作フローチャートである。この加工機の場合、レーザ光が集光レンズ１０８を通して照射されるガラス基板１の位置の真上に集塵機１０９を備え、レーザ加工で発生した粉塵クズ等を除去できる構造になっている。

レーザスクライブ装置による薄膜太陽電池の加工としては、第１の工程として、図１１に示す透明電極層３が成膜されたガラス基板１をレーザスクライブ装置本体１００の搬送面１０２に供給する。なお、本実施例におけるガラス基板１の搬送面１０２を向く面は、透明電極層３が形成されていない面であり、透明電極層３は天を向く方向である。透明電極層３の成膜はスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等、既知の方法で成膜できる。搬送面１０２への供給方法は、本装置が工場生産ラインの中で上流装置と搬送ローダで接続されている場合は搬送ローダ部よりガラス基板１が供給される。搬送ローダで接続されていない場合は搬送ロボット等で供給すればよい。ガラス基板搬送面１０２に供給されたガラス基板１は搬送駆動部１０３に取り付けられているガラス基板保持部１０４によってチャックされ、搬送駆動部１０３が搬送駆動部ガイド１０５上を往復駆動することによってガラス基板１は搬送面１０２上を往復移動する。搬送面１０２はエア浮上テーブルあるいは樹脂製フリーローラ配置したテーブル等、ガラス基板１に極力ダメージを与えない方法で構成する。

ガラス基板１の搬送面１０２上の往復移動に合わせて反射ミラー（１組のガルバノスキャナミラー）１０７、集光レンズ（fθレンズ）１０８を通過したレーザ光１１０をガラス基板１に照射することによってスクライビングライン１１１を形成する。レーザ光１１０による加工によって、レーザ光１１０が照射された位置の透明電極層３が加熱蒸発されることにより発塵するが、これは集塵機１０９によって集められる。反射ミラー１０７及び集光レンズ１０８は移動テーブル１０６上に設置されているため、ガラス基板１の往路加工・復路加工に合わせて形成済みのスクライビング加工ライン上から形成予定ライン上に順次移動することによって所定のライン数を形成する。

この動作を図１４のフローチャートにより説明する。ガラス基板１を搬送して搬送面１０２に供給する。搬送面１０２に供給されたガラス基板１はガラス基板保持部１０４によってチャックされ、搬送面１０２上を往復移動できる状態となる。加工がオペレータの指示等で開始されると、反射ミラー１０７及び集光レンズ１０８（以下、まとめて「加工ヘッド」という。）を備えた移動テーブル１０６が１本目のスクライビングライン上に移動し、Ｎ＝1（１本目）とされる（ステップ３０１）。往路加工に向けてガラス基板1は搬送され（ステップ３０２）、ガラス基板１は所定の設定速度でレーザ光照射位置上を通過し、往路加工（１本目）が実施される（ステップ３０３）。往路（１本目）のスクライビングライン形成後、ガラス基板１は搬送面１０２の移動を停止し、移動テーブル１０６が次スクライビングライン上に移動する（ステップ３０４）。ここで最終加工ラインか否かをチェックした後（ステップ３０５）、復路加工に向けてガラス基板１は搬送され（ステップ３０６）、ガラス基板１は所定の設定速度でレーザ光照射位置上を通過し、復路加工（Ｎ＋１＝２本目）が実施され（ステップ３０７）、停止する（ステップ３０８）。以後、往路加工（Ｎ＝３，５，７，…本目）、復路加工（Ｎ＋１＝４，６，８、…本目）の加工処理を最終ラインの形成まで繰り返し（ステップ３０２〜３１０）、レシピにより設定された所定のライン数を加工後、終了する。ここで、上記の動作は加工ヘッドが１個の場合で説明したが、加工ヘッドが複数の場合は各加工ヘッドが同時に受け持ち範囲を加工し、加工ヘッド毎の所定ライン数を加工後、終了する。

第２の工程としては、第１の工程にて図１１に示す透明電極層３のスクライビングライン６を形成後、透明電極層３上にアモルファスシリコン層４を成膜したガラス基板１をレーザスクライブ装置本体１００の搬送面１０２に供給する。なお、本実施例におけるガラス基板１の搬送面１０２を向く面は、透明電極層３及びアモルファスシリコン層４が成膜されていない面であり、透明電極層３及びアモルファスシリコン層４は天を向く方向である。第１の工程で形成したスクライビングライン６と重ならない位置へアモルファスシリコン層４に対してスクライビングライン７を形成する。加工方法は上記第１の工程と同様である。

第３の工程としては、第２の工程にてアモルファスシリコン層４のスクライビングライン７を形成後、アモルファスシリコン層４上に裏面電極層５を成膜したガラス基板１をレーザスクライブ装置本体１００の搬送面１０２に供給する。なお、本実施例におけるガラス基板１の搬送面１０２を向く面は、透明電極層３、アモルファスシリコン層４及び裏面電極層５が成膜されていない面であり、透明電極層３、アモルファスシリコン層４及び裏面電極層５は天を向く方向である。第１及び第２工程で形成したスクライビングライン６、７と重ならない位置へアモルファスシリコン層４及び裏面電極層５に対してスクライビングライン８を形成する。加工方法は上記第１の工程と同様である。

図１５は図１０の加工ライン２の円Ｂ内の部分拡大図であり、上記の方法で形成されたスクライビングライン６〜８を示す。図中の丸は加工に用いたレーザスポット（５０μｍφ）を示す。その形成過程において、ガラス基板１の膜面側または裏面側に、図１６に示すような、ガラスキズ９や上流工程で実施している洗浄工程で落としきれずに基板にこびりついた異物１０、あるいは図１７に示すようなガラス基板内部気泡１５等が存在する場合、スクライビングラインが途中で途切れてしまうという加工不良が起こることがある。スクライビングライン６ｂは付着異物１０によりレーザ除去加工が阻害され途切れてしまった透明電極層３の加工不良例、スクライビングライン８ｂはガラスキズ９によりレーザ除去加工が阻害され途切れてしまったアモルファスシリコン層４及び裏面電極層５の加工不良例である。

このように透明電極層３に加工するスクライビングライン６に加工不良を生じた場合、図１８に示すように隣接する発電部１１、１２が導通してしまい、結果として発電量が低下してしまう。またアモルファスシリコン層４及び裏面電極層５に加工するスクライビングライン８において加工不良を生じた場合も、図１９に示すように隣接する発電部１３、１４が導通してしまい、結果として発電量が低下してしまう。なおアモルファスシリコン層４のみに対して行うスクライビングライン７は、裏面電極層５から透明電極層３への電子の流れ道の役割のためものであり、ガラスキズ９、付着異物１０あるいはガラス基板内部気泡１５等の影響で途中に途切れが生じても、正常にスクライビングされている箇所を通じて電子が流れるため、発電量の低下の影響はスクライビングライン６、８に比べ極めて小さく無視できるレベルである。

このような加工不良（欠陥）に対して、特許文献1には、スクライビングライン加工後、顕微鏡を用いて欠陥箇所を検出し、欠陥箇所に氷と水の混合物を加速噴射して欠陥部分を除去してリペアする方法が開示されている。

また、特許文献２には、透過レーザ光の検出及び電気特性を測定して欠陥箇所を検出し、検出箇所から異物を第２のレーザ光源を用いての除去やエアナイフ、ブラシでの除去の後、再度レーザ加工を施してリペアする方法が開示されている。

また、特許文献３には、隣接する薄膜太陽電池セル間の短絡の有無をプローブを用いた抵抗値測定により検出した後に、短絡を検出した薄膜太陽電池セルに対して、予め設定した移動距離分だけガラス基板を移動させて、セル修復のための新たな直線のレーザスクライブを短絡が検出されなくなるまで繰り返し行う検査方法及びリペア方法が開示されている。

ガラス基板の欠陥検出検査という観点では、特許文献４に開示されているような、カメラで撮影したガラス基板内欠陥の映像を処理して算出される明度勾配指標の値によって、ガラス基板内欠陥の深さ方向位置を検出する検査方法がある。

特開２００４−２１４５６５号公報（段落００３３〜００３４）

特開２００９−１９５９６８号公報（欠陥検出に関しては段落００２９、段落００３５、及び段落００４７、欠陥除去及びリペア加工に関しては段落００３９〜００４０、段落００５５、及び段落００５８）

特開２０１０−０２１５１７号公報（段落００３９〜００６２、実施の形態２及び３）

特開２００４−３６１３８４号公報（段落００１３〜００４０）

特許文献１の方法では、スクライビングライン加工後、顕微鏡を用いて加工不良箇所を検出しているが、全分離溝に対して検査しなければならないため加工不良箇所の検出に時間を要してしまう。また、加工不良箇所に氷と水の混合物を加速噴射して加工不良部分を除去する際に、他の正常な部分にもダメージを与えてしまう、という問題があった。

また、特許文献２の方法では、加工不良箇所の検出はレーザスクライビング加工と同時に行えるが、加工不良箇所から異物を第２のレーザ光源やエアナイフ、ブラシで除去した後、再度レーザ加工を施すが、装置が大掛かりとなってしまう。また、透過光を用いる場合、透明電極層やアモルファスシリコン層の欠陥の検出が困難である。（特許文献２の段落００３１）。さらに、図１６に示したガラス基板１のキズ９や図１７に示したガラス基板内部気泡１５等による加工不良は異物が付着しているわけではないので、加工不良の原因を除去できないためリペアできない、という問題があった。

また、特許文献３の方法では、短絡がある場合、予め設定した移動距離α分だけガラス基板を移動させて、セル修復のための新たな直線のレーザスクライブを短絡が検出されなくなるまで繰り返し行うため、加工時間が長くなってしまう。

特許文献４は、ガラス基板全面に対しての欠陥箇所の特定のために全面走査が必要となり、検査に時間を要する。

そこで、本発明は、加工不良を引き起こした要因である透明電極層３やガラス基板１のキズ等の正確な位置・大きさ・形状等を特定し、どのような加工不良も容易にかつ確実にリペアできる方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、抵抗テスタ及び検査カメラを用いてレーザスクライビングラインを検査して加工不良を引き起こした要因であるキズ等の正確な位置・大きさ・形状等を特定し、前記加工不良箇所に対してそこを回避する新たなスクライビングラインを加工するとよい。

また、検査カメラとガラス基板との距離をずらしながら膜面側からガラス面側に焦点を移動させることにより、ガラス内部にある気泡等に対しても検出することが可能となる。

透過光ではなく、落射照明の反射光を検出する検査カメラの方が加工不良に関する感度が良いことが知られている。さらに付着異物やガラス基板内部気泡等による加工不良箇所を回避したスクライビングラインを形成することにより、どのような加工不良に対しても確実にリペアすることができる。

一般的なアモルファスシリコン薄膜太陽電池の場合、ガラス基板の板厚は２〜４mm程度である。検査カメラにて膜面上に形成されたライン状態を検査する場合、膜面側とは反対側に当たるガラス面側上に存在したキズによって膜面側上のスクライビングラインに途切れが発生した場合は、カメラの焦点深度（通常μｍオーダ）の関係からガラス面側上にあるキズ等の正確な位置・大きさ・形状は見ることができない。

本発明によれば、加工不良を引き起こした要因であるガラス基板表面のガラスキズ９や付着異物１０及びガラス基板内部気泡１５等の正確な位置・大きさ・形状を特定し、同一装置にて、加工不良箇所を回避した新たなスクライビングラインを形成するリペア加工を確実にかつ発電量の低下を最小限に抑えて行うことができる。

本発明の装置例１に係るレーザスクライブ装置の平面図である。 本発明の装置例１に係るレーザスクライブ装置の側面図である。 本発明の装置例１に係るレーザスクライビング加工の動作フローチャートである。 本発明の装置例２に係るレーザスクライブ装置の平面図である。 本発明の装置例２に係るレーザスクライブ装置の側面図である。 本発明の装置例２に係るレーザスクライビング加工の動作フローチャートである。 本発明に係るレーザスクライビング加工による第１リペア加工例である。 本発明に係るレーザスクライビング加工による第２リペア加工例である。 本発明に係るレーザスクライビング加工による第３リペア加工例である。 レーザスクライビング加工された薄膜太陽電池の例である。 図１０のＡ−Ａ部分拡大断面図である。 従来のレーザスクライブ装置の平面図である。 従来のレーザスクライブ装置の側面図である。 従来のレーザスクライビング加工の動作フローチャートである。 図１０の円Ｂ内の部分拡大図である。 加工不良箇所が発生した場合を示す。 ガラス基板と検査カメラとの位置関係を示した断面図である。 透明電極層３に加工不良が発生した場合の断面図である。 裏面電極層５に加工不良が発生した場合の断面図である。

本発明に好適な装置とそれによる欠陥位置の特定方法を（装置例１）及び（装置例２）として示し、リペア方法を（加工例１）（加工例２）（加工例３）として示す。

（装置例１）
図１及び図２は、本発明の装置例１に係るレーザスクライビング方法に好適なレーザスクライブ装置を示す。図１は平面図、図２は側面図である。従来装置の図１２及び図１３におけるものと同等の要素に関しては同じ番号を付し、説明を省略する。

本発明の装置例１におけるレーザスクライブ装置は、加工ヘッド１０７，１０８の両側に検査カメラ１１２、１１３が配置され、検査カメラ１１２、１１３は基板搬送方向（図中の左方向矢印）に垂直な方向（図中の上下方向矢印）に、集光レンズ１０８が設置された移動テーブル１０６と同期して移動可能なカメラテーブル１１４に配置されている。これらの検査カメラ１１２、１１３によって、加工ヘッドによるスクライビング加工の直前と直後の基板表面を撮影できる。検査カメラ１１２、１１３は、同軸型またはリング照明等の斜光型の落射照明装置（図示せず）を有している。

本発明の装置例１におけるレーザスクライブ装置の動作を図３のフローチャートにより説明する。ステップ２０１から２１０までは概ね図１４に示した従来のフローチャートと同様である。透明電極層３、又は加えてアモルファスシリコン層４及び裏面電極層５（総称して、成膜層２１と呼ぶ）を成膜したガラス基板１を搬送して搬送面１０２に供給する。この加工機の場合、レーザ光が集光レンズ１０８を通して照射されるガラス基板１の位置の真上に集塵機１０９を備え、レーザ加工で発生した粉塵クズ等を除去できる構造である。搬送面１０２に供給されたガラス基板１はガラス基板保持部１０４によってチャックされ、搬送面１０２上を往復移動できる状態となる。加工がオペレータの指示等で開始されると、加工ヘッドを搭載した移動テーブル１０６及びカメラテーブル１１４が１本目のスクライビングライン上に移動し、Ｎ＝１（１本目）とされる（ステップ２０１）。往路加工に向けてガラス基板１は搬送され、加工ヘッド部に入る直前に（ＩＮ側）検査カメラ１１２により表面状態を撮影され、その画像データは画像処理・記録装置１２０に記録される（ステップ２０２）。ガラス基板１は所定の設定速度でレーザ光照射位置（加工ヘッド）上を通過し、往路加工（１本目）が実施され、その直後に（ＯＵＴ側）検査カメラ１１３により表面状態（加工結果）を撮影され、その画像データは画像処理・記録装置１２１に記録された後、演算装置１３０にて画像処理・記録装置１２０に記録された同一箇所の画像データと比較され、異常がある場合には加工不良箇所として加工不良箇所記録装置１４０に記録される（ステップ２０３）。往路（１本目）のスクライビングライン形成後、ガラス基板１は搬送面１０２の移動を停止し、移動テーブル１０６及びカメラテーブル１１４が次スクライビングライン上に移動する（ステップ２０４）。ここで最終加工ラインか否かをチェックした後（ステップ２０５）、復路加工に向けてガラス基板１は搬送され、加工ヘッド部に入る直前に（ＩＮ側）検査カメラ１１３により表面状態を撮影され、その画像データは画像処理・記録装置１２１に記録される（ステップ２０６）。ガラス基板１は所定の設定速度でレーザ光照射位置上を通過し、復路加工（Ｎ＋１＝２本目）が実施され、その直後に（ＯＵＴ側）検査カメラ１１２により表面状態（加工結果）を撮影され、その画像データは画像処理・記録装置１２０に記録された後、演算装置１３０にて画像処理・記録装置１２１に記録された同一箇所の画像データと比較され、異常がある場合には加工不良箇所として加工不良箇所記録装置１４０に記録され（ステップ２０７）、停止する（ステップ２０８）。以後、往路加工（Ｎ＝３、５、７…本目）、復路加工（Ｎ＋１＝４、６、８…本目）の加工処理を最終ラインの形成まで繰り返す（ステップ２０２〜２１０）。ステップ２０５またはステップ２０９でレシピにより設定された所定のライン数を加工完了と判断された後、スクライビングラインの途切れ・膨らみ等の加工不良の個数、不良位置を操作モニタへ表示する（ステップ２１１）。検査レシピで予め設定された不良数の閾値との自動比較により、最終加工ライン形成基板のランク分け・没処理・リペア加工等への振分け指示を操作モニタへ表示する（ステップ２１２）。リペア加工を行うかどうかを判断する（ステップ２１３）。必要に応じて（ＹＥＳの場合）、ガラスキズ９、付着異物１０等の位置を回避するスクライビングラインを形成し（ステップ２１４）、終了する。

ここで、ステップ２０３又はステップ２０７においてＩＮ側の検査カメラの画像データとＯＵＴ側の画像データを比較する例を示したが、ＯＵＴ側の画像が十分鮮明な場合はＯＵＴ側の画像のみで加工不良箇所を判断してもよい。

（装置例２）
図４及び図５は、本発明の装置例２に係るレーザスクライビング方法に好適なレーザスクライブ装置を示す。図４は平面図、図５は側面図である。従来装置の図１２及び図１３におけるものと同等の要素に関しては同じ番号を付し、説明を省略する。

本発明の装置例２におけるレーザスクライブ装置は、ガラス基板１の膜面側にスクライビング間抵抗テスタ１１５、及び加工ヘッド１０７，１０８の片側に検査カメラ１１６が配置され、検査カメラ１１６は移動テーブル１０６と同方向（スクライビングライン１１１に対して垂直な方向）に移動可能なカメラテーブル１１７に配置されている。抵抗テスタ１１５によって各スクライビングライン間の抵抗値を計測でき、また検査カメラ１１６によって最終加工ライン形成後の基板状態を撮影できる。検査カメラ１１６は、同軸型またはリング照明等の斜光型の落射照明装置（図示せず）を有している。

本発明の装置例２におけるレーザスクライブ装置の動作を図６のフローチャートにより説明する。ステップ２０１から２１０までは概ね図１４に示した従来のフローチャートと同様である。透明電極層３、又は加えてアモルファスシリコン層４及び裏面電極層５を（総称して、成膜層２１と呼ぶ）成膜したガラス基板１を搬送して搬送面１０２に供給する。この加工機の場合、レーザ光が集光レンズ１０８を通して照射されるガラス基板１の位置の真上に集塵機１０９を備え、レーザ加工で発生した粉塵クズ等を除去できる構造である。搬送面１０２に供給されたガラス基板１はガラス基板保持部１０４によってチャックされ、搬送面１０２上を往復移動できる状態となる。加工がオペレータの指示等で開始されると、加工ヘッドを設置した移動テーブル１０６が１本目のスクライビングライン上に移動し、Ｎ＝１（１本目）とされる（ステップ２０１）。往路加工に向けてガラス基板１は搬送され（ステップ２２２）、ガラス基板１は所定の設定速度でレーザ光照射位置上を通過し、往路加工（１本目）が実施される（ステップ２２３）。往路（１本目）のスクライビングライン形成後、ガラス基板１は搬送面１０２の移動を停止し、移動テーブル１０６が次スクライビングライン上へ移動する（ステップ２０４）。ここで最終加工ラインか否かをチェックした後（ステップ２０５）、復路加工に向けてガラス基板１は搬送され（ステップ２２６）、ガラス基板１は所定の設定速度でレーザ光照射位置上を通過し、復路加工（Ｎ＋１＝２本目）が実施され（ステップ２２７）、停止する（ステップ２０８）。以後、往路加工（Ｎ＝３、５、７…本目）、復路加工（Ｎ＋１＝４、６、８…本目）の加工処理を最終加工ラインの形成まで繰り返し（ステップ２２２〜２１０）、レシピにより設定された所定のライン数を加工後、終了する。

最終加工ライン形成後に、ガラス基板１の膜面側に設置した抵抗テスタ１１５にて各スクライビングライン間の抵抗値を計測し、短絡の有無を検出する（ステップ２３１）。計測データは記録装置１２３に記録される。抵抗値計測の結果を持って短絡ライン（加工不良ライン）の有無、有の場合はその本数、短絡ライン位置を操作モニタへ表示する（ステップ２３２）。検査レシピで予め設定された不良数の閾値との自動比較により、最終加工ラインを形成した基板のランク分け・没処理・リペア加工等への振分け指示を操作モニタへ表示する（ステップ２３３）。短絡ラインがあるか判断する（ステップ２３４）。短絡ラインが無い場合は終了となる。

短絡ラインがある場合（ＹＥＳの場合）は、必要に応じてリペア加工を行うか判断する（ステップ２３５）。実施する場合は、次の３つのステップからなるリペア加工ステップ２４０に移り、抵抗テスタ１１５の記録装置１２３に記録された短絡ラインの位置情報を、演算装置１３０を介して検査カメラ１１６を設置する移動テーブル１１７の駆動部へ伝達する。演算装置１３０からの位置情報を基に短絡ラインに相当するライン上に検査カメラ１１６を移動させ、先ず膜面側、すなわち各電極層に施された加工ライン上に検査カメラ１１６の焦点を合わせ、ガラス基板１を搬送移動させながら短絡ラインを撮影し、画像処理・記録装置１２２に取得される画像情報を基に加工不良箇所を検出する（ステップ２３６）。次に検出した加工不良箇所において、検査カメラ１１６の焦点を膜面側からガラス面側に移動させながら撮影すると、ガラスキズ９、付着異物１０あるいはガラス基板内部気泡１５等の加工不良を引き起こした要因に焦点が合うことになる。これにより要因を検出し（ステップ２３７）、該当位置・大きさ・形状等が画像処理・記録装置１２２に記録され、検出作業は終了する。このとき検査カメラ１１６はガラス基板面に対して垂直方向に自動で上下に移動することによって、焦点（カメラとの焦点距離２０）を各ポイントに合わせるようになっている（図１７中のＡ〜Ｄ）。そこで加工不良箇所を操作モニタへ表示し（ステップ２３８）、画像処理・記録装置１２２からの情報を基にガラスキズ９、付着異物１０、ガラス基板内部気泡１５等の位置を回避する新たなスクライビングラインを形成するリペア加工（ステップ２３９）を同一装置で実施、終了する。本リペアステップ２４０を用いれば、ガラス基板表面のガラスキズ９、付着異物１０の大きさのみならず、ガラス基板内部気泡１５の大きさを計測することができる。

（加工例１）
図７は本発明に係るレーザスクライビング加工による第１のリペア加工の例である。加工不良箇所９を有するスクライビングライン８ｂに対して、加工不良箇所記録装置１４０または画像処理・記録装置１２２に記録された加工不良箇所９の正確な位置・大きさ・形状等によりリペアラインとスクライビングライン８ｂとの最適な間隔は決まり、加工不良箇所９から外れた位置にリペアのための新たな直線のスクライビングライン８ｃを加工し、加工不良箇所１０を有するスクライビングライン６ｂに対して、加工不良箇所記録装置１４０または画像処理・記録装置１２２に記録された加工不良箇所１０の正確な位置・大きさ・形状等によりリペアラインとスクライビングライン６ｂとの最適な間隔は決まり、加工不良箇所１０から外れた位置にリペアのための新たな直線のスクライビングライン６ｃを加工した場合を示す。なお、回避するスクライビングライン８ｃ及び６ｃは、スクライビングライン７と重なることを避けるため、スクライビングライン７を形成する方向とは逆方向に形成することが望ましい。本例のリペア加工は、新たな直線のスクライビングラインを形成するのみで制御が容易であり、リペア加工位置までガラス基板を移動・停止させる動作が不要なため、同じラインに複数リペア箇所がある場合はリペア加工の時間が短くて済む。但し、本例の場合、アモルファスシリコン層の発電有効面積が減少する。

（加工例２）
図８は本発明に係るレーザスクライビング加工による第２のリペア加工の例である。加工不良箇所９を有するスクライビングライン８ｂに対して、加工不良箇所記録装置１４０または画像処理・記録装置１２２に記録された加工不良箇所９の正確な位置・大きさ・形状等により最適なリペアラインの長さ及びリペアラインとスクライビングライン８ｂとの間隔は決まり、加工不良箇所９を迂回したリペアのための矩形のスクライビングライン８ｄを加工し、加工不良箇所１０を有するスクライビングライン６ｂに対して、加工不良箇所記録装置１４０または画像処理・記録装置１２２に記録された加工不良箇所１０の正確な位置・大きさ・形状等により最適なリペアラインの長さ及びリペアラインとスクライビングライン６ｂとの間隔は決まり、加工不良箇所１０を迂回したリペアのための矩形のスクライビングライン６ｄを加工した場合を示す。なお、迂回するスクライビングライン８ｄ及び６ｄは、スクライビングライン７と重なることを避けるため、スクライビングライン７を形成する方向とは逆方向に形成することが望ましい。本例のリペア加工は、加工不良箇所を迂回する矩形のスクライビングラインを形成するのみなので、リペア加工時間が短く、また発電量の低下も最小限に抑えられる。本例の場合、アモルファスシリコン層の発電有効面積がほとんど減少しない。

（加工例３）
図９は本発明に係るレーザスクライビング加工による第３のリペア加工の例である。加工不良箇所９を有するスクライビングライン８ｂに対して、加工不良箇所記録装置１４０または画像処理・記録装置１２２に記録された加工不良箇所９の正確な位置・大きさ・形状等によりリペアラインの最適な径は決まり、加工不良箇所９を中心としたリペアのための円形のスクライビングライン８ｅを加工し、加工不良箇所１０を有するスクライビングライン６ｂに対して、加工不良箇所記録装置１４０または画像処理・記録装置１２２に記録された加工不良箇所１０の正確な位置・大きさ・形状等によりリペアラインの最適な径は決まり、加工不良箇所１０を中心としたリペアのための円形のスクライビングライン６ｅを加工した場合を示す。本例の場合、例えば加工不良箇所９を中心とした円形のスクライビングライン８ｅが下側で加工不良箇所９に重なっているが、スクライビングラインは円のどちらかで接続されていれば良いため、この場合上側で接続されており、問題ない。なお、円形のスクライビングライン８ｅ及び６ｅに関しては、スクライビングライン７と重なることを避けるため、トレパニング円の中心がスクライビングライン上に設定される時は半径をスクライビングライン７との間隔以下にする必要があるが、トレパニング円の中心がスクライビングライン上に設定されない時はスクライビングライン７と重ならない径とすればよい。本例のリペア加工は、反射ミラー１０７として用いた1組のガルバノスキャナミラーの制御としてよく用いられるトレパニングを用いればよいため、制御が容易でかつ発電量の低下も最小限に抑えられる。本例も、アモルファスシリコン層４の発電有効面積がほとんど減少しない。

ここで、図１、図２に示した装置例１において、更に画像処理・記録装置１２２、検査カメラ１１６、移動テーブル１１７を設け、図３のステップ２１４を図６のステップ２４０に置き換えることにより、ガラス基板内部気泡１５の大きさを計測してリペアすることができる。

１ ガラス基板
２ 加工ライン
３ 透明電極層
４ アモルファスシリコン層
５ 裏面電極層
６ スクライビングライン
７ スクライビングライン
８ スクライビングライン
９ ガラスキズ
１０ ガラス基板付着異物
１５ ガラス基板内部気泡
２０ カメラとの焦点距離
２１ 薄膜層
１００ レーザスクライブ装置本体
１０２ ガラス基板搬送面
１０３ ガラス基板搬送駆動部
１０４ ガラス基板保持部
１０５ 搬送駆動部ガイド
１０６ 移動テーブル
１０７ 反射ミラー
１０８ 集光レンズ
１０９ 集塵機
１１０ レーザ光
１１１ スクライビングライン
１１２ 検査カメラ
１１３ 検査カメラ
１１４ 検査カメラ用移動テーブル
１１５ スクライビング間抵抗テスタ
１１６ 検査カメラ
１１７ 検査カメラ用移動テーブル
１２０ 画像処理・記録装置
１２１ 画像処理・記録装置
１２２ 画像処理・記録装置
１２３ 記録装置
１３０ 演算装置
１４０ 加工不良箇所記録装置

Claims (10)

1. 基板に成膜された薄膜層を隣接する構造から分離するためにレーザ光を照射して直線状に溝加工を施す、薄膜太陽電池のレーザスクライビング加工工程において、
   スクライビングラインを検査して加工不良を引き起した要因の位置と大きさを特定し、
   最終加工ライン形成後、前記加工不良箇所を回避する新たなスクライビングラインを形成するリペア加工をする
   ことを特徴とする薄膜太陽電池製造方法。
2. 前記加工不良箇所を回避する新たなスクライビングラインの形状は直線である
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池製造方法。
3. 前記加工不良箇所を回避する新たなスクライビングラインの形状は矩形である
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池製造方法。
4. 前記加工不良箇所を回避する新たなスクライビングラインの形状は円形である
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池製造方法。
5. レーザスクライビング加工ヘッドの両側に設置した検査カメラにてスクライビ
   を比較して、前記加工不良を引き起した要因の位置・大きさを特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池製造方法。
6. 最終加工ライン形成後、ガラス基板の膜面側に設置した抵抗テスタにて各スクライビングライン間の抵抗値を計測して短絡ラインを検出し、前記ガラス基板のガラス面側に設置した検査カメラにてリペア加工が必要な前記短絡ラインを撮影して、前記加工不良を引き起した要因の位置・大きさを特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池製造方法。
7. ガラス面側に設置した検査カメラの焦点を上下に移動することによってガラス基板内部気泡の大きさを特定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池製造方法。
8. 基板に成膜された薄膜層を隣接する構造から分離するためにレーザ光を照射して直線状に溝加工を施す、薄膜太陽電池のレーザスクライビング加工に用いるレーザスクライブ装置において、
   スクライビング加工ヘッドの直後に設置したスクライビングラインを検査して加工不良の要因を特定するための検出カメラと、
   前記加工不良箇所の位置等を記録するための記録装置と、
   を有し、
   最終加工ライン形成後、記録されている前記加工不良箇所を回避する新たなスクライビングラインを形成するリペア加工をする
   ことを特徴とするレーザスクライブ装置。
9. 前記検査カメラを前記スクライビング加工ヘッドの直前及び直後に設置し、ガラス基板の表面状態を撮影し、撮影された画像データの比較により加工不良箇所を特定する
   ことを特徴とする請求項８に記載のレーザスクライブ装置。
10. 基板に成膜された薄膜層を隣接する構造から分離するためにレーザ光を照射して直線状に溝加工を施す、薄膜太陽電池のレーザスクライビング加工に用いるレーザスクライブ装置において、
    ガラス基板の膜面側に設置したスクライビングライン間の抵抗値を計測して短絡ラインを検出するための抵抗テスタと、
    前記ガラス基板のガラス面側に設置したスクライビングライン加工不良を引き起こした要因を特定するための焦点距離を調整する機構部を有する検査カメラと
    前記加工不良箇所の位置等を記録するための画像処理・記録装置と、
    を有し、
    最終加工ライン形成後、記録されている前記加工不良箇所を回避する新たなスクライビングラインを形成するリペア加工をする
    ことを特徴とするレーザスクライブ装置。
    

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