JP3286537B2 - レーザ光の合成方法 - Google Patents
レーザ光の合成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数本のライン状
レーザ光を互いに連結して長尺のライン状レーザ光とす
る、レーザ光の合成方法の分野に属するものである。
レーザ光を互いに連結して長尺のライン状レーザ光とす
る、レーザ光の合成方法の分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光による加工はスループットが早
く生産性が良好であることから、太陽電池の製造や金属
の加工等様々な分野で使用されている。
く生産性が良好であることから、太陽電池の製造や金属
の加工等様々な分野で使用されている。
【０００３】このレーザ光による加工を用いて太陽電池
を製造する場合について説明する。
を製造する場合について説明する。
【０００４】図４は、レーザ光による加工を用いた、非
晶質シリコンからなる光起電力素子が複数個電気的に直
列接続されてなる集積型太陽電池の製造工程を説明する
ための工程別素子構造図である。
晶質シリコンからなる光起電力素子が複数個電気的に直
列接続されてなる集積型太陽電池の製造工程を説明する
ための工程別素子構造図である。
【０００５】まず同図（Ａ）の工程に於いては、ガラ
ス、プラスチック等の透光性且つ絶縁性を有する基板１
１上に、ＳｎＯ2，ＩＴＯ等からなる透光性電極１２を
熱ＣＶＤ法により形成する。そして、同図に示す如く、
透光性電極１２の所定個所にレーザ光ＬＢ…を照射し、
被照射部の透光性電極を溝状に除去して複数個の透光性
電極１２…を形成する。
ス、プラスチック等の透光性且つ絶縁性を有する基板１
１上に、ＳｎＯ2，ＩＴＯ等からなる透光性電極１２を
熱ＣＶＤ法により形成する。そして、同図に示す如く、
透光性電極１２の所定個所にレーザ光ＬＢ…を照射し、
被照射部の透光性電極を溝状に除去して複数個の透光性
電極１２…を形成する。
【０００６】次いで同図（Ｂ）に示す工程に於いては、
複数個の透光性電極１２…を覆って前記基板１１の全面
に、プラズマＣＶＤ法を用いてｐ型のａ−ＳｉＣ層、ｉ
型のａ−Ｓｉ層及びｎ型のａ−Ｓｉ層を順次積層し、光
電変換層１３とする。そして、同図に示す如く、光電変
換層１３の所定個所にレーザ光ＬＢ…を照射し、被照射
部の光電変換層を溝状に除去して複数個の光電変換層１
３…を形成する。
複数個の透光性電極１２…を覆って前記基板１１の全面
に、プラズマＣＶＤ法を用いてｐ型のａ−ＳｉＣ層、ｉ
型のａ−Ｓｉ層及びｎ型のａ−Ｓｉ層を順次積層し、光
電変換層１３とする。そして、同図に示す如く、光電変
換層１３の所定個所にレーザ光ＬＢ…を照射し、被照射
部の光電変換層を溝状に除去して複数個の光電変換層１
３…を形成する。
【０００７】最後に同図（Ｃ）に示す工程に於いては、
この複数個の光電変換層１３…を覆って前記基板１１の
全面に、Ａｇ，Ａｌ等の金属からなる背面電極１４を蒸
着法或いはスパッタ法等の方法で形成する。そして、同
図に示す如く、背面電極１４の所定個所にレーザ光ＬＢ
…を照射し、被照射部の背面電極を溝状に除去して複数
個の背面電極１４…を形成する。
この複数個の光電変換層１３…を覆って前記基板１１の
全面に、Ａｇ，Ａｌ等の金属からなる背面電極１４を蒸
着法或いはスパッタ法等の方法で形成する。そして、同
図に示す如く、背面電極１４の所定個所にレーザ光ＬＢ
…を照射し、被照射部の背面電極を溝状に除去して複数
個の背面電極１４…を形成する。
【０００８】斯かる工程により、透光性電極１２…、光
電変換層１３…及び背面電極１４…からなる光電変換素
子ＳＣ…が複数個、電気的に直列接続されてなる集積型
太陽電池が製造される。
電変換層１３…及び背面電極１４…からなる光電変換素
子ＳＣ…が複数個、電気的に直列接続されてなる集積型
太陽電池が製造される。
【０００９】従来、レーザ光を用いて、上述のように透
光性電極１２、光電変換層１３或いは背面電極１４に溝
状の除去加工を行うに当たっては、図５の従来のレーザ
加工法を説明するための概念図に示すように、直径約６
０μｍのスポット状のレーザ光Ｓを被加工物２０上に照
射していた。そして、このスポット状のレーザ光Ｓをそ
の一部を重複させながら被加工物２０上で走査し、溝状
の除去加工を行っていた。
光性電極１２、光電変換層１３或いは背面電極１４に溝
状の除去加工を行うに当たっては、図５の従来のレーザ
加工法を説明するための概念図に示すように、直径約６
０μｍのスポット状のレーザ光Ｓを被加工物２０上に照
射していた。そして、このスポット状のレーザ光Ｓをそ
の一部を重複させながら被加工物２０上で走査し、溝状
の除去加工を行っていた。
【００１０】然し乍ら、斯かるスポット状のレーザ光を
用いた加工にあっては製造に長時間を要するため生産性
が低下するという課題があった。加えて、レーザ光が重
複して照射される部分３０では、レーザ光２度照射され
ることとなるため、他の部分に比べてレーザ光照射によ
る影響を大きく受け、このため特性が不均一になる、と
いう課題があった。
用いた加工にあっては製造に長時間を要するため生産性
が低下するという課題があった。加えて、レーザ光が重
複して照射される部分３０では、レーザ光２度照射され
ることとなるため、他の部分に比べてレーザ光照射によ
る影響を大きく受け、このため特性が不均一になる、と
いう課題があった。
【００１１】そこで、現在長さが数１０ｃｍ程度のライ
ン状レーザ光を用いた加工が検討されている（例えば特
開平６−５７７８号に詳しい）。
ン状レーザ光を用いた加工が検討されている（例えば特
開平６−５７７８号に詳しい）。
【００１２】斯かる、ライン状レーザ光の光源として
は、通常ＡｒＦ，ＫｒＦ、ＸｅＣｌ等の短波長のエキシ
マレーザが使用されている。
は、通常ＡｒＦ，ＫｒＦ、ＸｅＣｌ等の短波長のエキシ
マレーザが使用されている。
【００１３】即ちＹＡＧレーザは、その出射光のサイズ
が直径数ｍｍ程度しかなくライン状にした場合に強度が
小さくなるためその長さをあまり長くできない。これに
対し、エキシマレーザの場合にはその出射光のサイズが
数ｃｍ角でありライン状にした場合にその長さをＹＡＧ
レーザに比べて極めて長くできる。
が直径数ｍｍ程度しかなくライン状にした場合に強度が
小さくなるためその長さをあまり長くできない。これに
対し、エキシマレーザの場合にはその出射光のサイズが
数ｃｍ角でありライン状にした場合にその長さをＹＡＧ
レーザに比べて極めて長くできる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、斯かるエキ
シマレーザを用いた場合にあってもその長さは精々３０
ｃｍ〜５０ｃｍ程度にしかできず、１ｍ角以上のサイズ
の太陽電池を製造しようとする場合にはスポット状のレ
ーザ光を用いた場合と同様にレーザ光を一部重複させて
走査する必要があり、レーザ光の重複部と非重複部とで
加工の不均一性が生じるという課題があった。
シマレーザを用いた場合にあってもその長さは精々３０
ｃｍ〜５０ｃｍ程度にしかできず、１ｍ角以上のサイズ
の太陽電池を製造しようとする場合にはスポット状のレ
ーザ光を用いた場合と同様にレーザ光を一部重複させて
走査する必要があり、レーザ光の重複部と非重複部とで
加工の不均一性が生じるという課題があった。
【００１５】
【００１６】
【課題を解決するための手段】 斯かる課題を解決するた
めに、本発明は、 複数本のライン状レーザ光を、その長
尺方向に互いに連結して長尺のレーザ光とするレーザ光
の合成方法であって、互いに連結すべきライン状レーザ
光の一方のライン状レーザ光を、その長尺方向の一部を
他方のライン状レーザ光と重複せしめて、該他方のライ
ン状レーザ光と同一平面上の同一方向に照射すると共
に、前記一方のライン状レーザ光の、前記他方のライン
状レーザ光と重複する部分を遮光することで、前記一方
及び他方のライン状レーザ光をその長尺方向に連結する
ことを特徴としている。
めに、本発明は、 複数本のライン状レーザ光を、その長
尺方向に互いに連結して長尺のレーザ光とするレーザ光
の合成方法であって、互いに連結すべきライン状レーザ
光の一方のライン状レーザ光を、その長尺方向の一部を
他方のライン状レーザ光と重複せしめて、該他方のライ
ン状レーザ光と同一平面上の同一方向に照射すると共
に、前記一方のライン状レーザ光の、前記他方のライン
状レーザ光と重複する部分を遮光することで、前記一方
及び他方のライン状レーザ光をその長尺方向に連結する
ことを特徴としている。
【００１７】さらには、複数本のライン状レーザ光を、
その長尺方向に互いに連結して長尺のレーザ光とするレ
ーザ光の合成方法であって、互いに平行な平面上で同一
方向に照射された、互いに連結すべきライン状レーザ光
を、それらの光路上に設けられた反射鏡により同一平面
上の同一方向に、互いに長尺方向の一部を重複せしめて
反射させると共に、一方のライン状レーザ光における、
他方のライン状レーザ光と重複する部分を、他方のライ
ン状レーザ光の光路上に設けられた前記反射鏡にて遮光
することで、前記一方及び他方のライン状レーザ光をそ
の長尺方向に連結することを特徴としている。
その長尺方向に互いに連結して長尺のレーザ光とするレ
ーザ光の合成方法であって、互いに平行な平面上で同一
方向に照射された、互いに連結すべきライン状レーザ光
を、それらの光路上に設けられた反射鏡により同一平面
上の同一方向に、互いに長尺方向の一部を重複せしめて
反射させると共に、一方のライン状レーザ光における、
他方のライン状レーザ光と重複する部分を、他方のライ
ン状レーザ光の光路上に設けられた前記反射鏡にて遮光
することで、前記一方及び他方のライン状レーザ光をそ
の長尺方向に連結することを特徴としている。
【００１８】
【００１９】
【実施の形態】本発明のレーザ光の合成方法を以下に説
明する。
明する。
【００２０】図１はライン状レーザ光を作成するための
光学系の概略構成図であり、斯かるライン状レーザ光を
作成する方法は例えば特願平６−１２７０３８号に詳し
い。
光学系の概略構成図であり、斯かるライン状レーザ光を
作成する方法は例えば特願平６−１２７０３８号に詳し
い。
【００２１】同図において、１はレーザ光源であり、本
実施形態では波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを
用いる。尚、使用するレーザ光はこれに限る必要はな
く、加工する被加工物の材質に応じて適当な波長やエネ
ルギーを有するレーザ光を選択して用いるようにすれば
良い。例えば、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレー
ザ、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ、波長３
５１ｎｍのＸｅＦエキシマレーザや、波長５７８ｎｍの
銅蒸気レーザ又はその他の金属蒸気レーザ、波長５１５
ｎｍのＡｒレーザ、或いは波長５３０ｎｍのＹＡＧレー
ザの第２高調波を用いても良い。
実施形態では波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを
用いる。尚、使用するレーザ光はこれに限る必要はな
く、加工する被加工物の材質に応じて適当な波長やエネ
ルギーを有するレーザ光を選択して用いるようにすれば
良い。例えば、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレー
ザ、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ、波長３
５１ｎｍのＸｅＦエキシマレーザや、波長５７８ｎｍの
銅蒸気レーザ又はその他の金属蒸気レーザ、波長５１５
ｎｍのＡｒレーザ、或いは波長５３０ｎｍのＹＡＧレー
ザの第２高調波を用いても良い。
【００２２】そして、このレーザ光源１から出射された
１２ｍｍ×２０ｍｍのレーザ光を組み合わせレンズ２に
より長尺方向に拡大すると共に短尺方向に縮小し、１ｍ
ｍ×３５０ｍｍのレーザ光とする。そして、このレーザ
光をホモジナイザ３を通して面内でのエネルギー密度分
布を均一化し、このレーザ光を透光部４Ａが形成された
マスク４に導く。
１２ｍｍ×２０ｍｍのレーザ光を組み合わせレンズ２に
より長尺方向に拡大すると共に短尺方向に縮小し、１ｍ
ｍ×３５０ｍｍのレーザ光とする。そして、このレーザ
光をホモジナイザ３を通して面内でのエネルギー密度分
布を均一化し、このレーザ光を透光部４Ａが形成された
マスク４に導く。
【００２３】このマスク４の透光部４Ａは、照射される
レーザ光よりも長尺方向及び短尺方向の長さが短くなっ
た０．１ｍｍ×３００ｍｍのライン状のパターンに形成
されている。従って、このマスク４に導かれたレーザ光
は、エネルギー密度の変化の大きい周辺部分がマスク４
により遮光され、エネルギー密度分布の略均一な中央付
近のみが透光部４Ａを通過することとなり、大きさ０．
１ｍｍ×３００ｍｍでエネルギー密度分布の略均一な、
ライン状レーザ光が得られる。
レーザ光よりも長尺方向及び短尺方向の長さが短くなっ
た０．１ｍｍ×３００ｍｍのライン状のパターンに形成
されている。従って、このマスク４に導かれたレーザ光
は、エネルギー密度の変化の大きい周辺部分がマスク４
により遮光され、エネルギー密度分布の略均一な中央付
近のみが透光部４Ａを通過することとなり、大きさ０．
１ｍｍ×３００ｍｍでエネルギー密度分布の略均一な、
ライン状レーザ光が得られる。
【００２４】ここで、上記マスク４としては、レーザ光
の照射によって劣化することが少ない材料で構成された
ものを用いるようにし、例えば多層又は単層の誘電体膜
や金属薄膜と石英ガラス基板とで構成される光マスク
や、金属マスクを用いるようにした。
の照射によって劣化することが少ない材料で構成された
ものを用いるようにし、例えば多層又は単層の誘電体膜
や金属薄膜と石英ガラス基板とで構成される光マスク
や、金属マスクを用いるようにした。
【００２５】尚、ライン状レーザ光の作成方法は上述の
方法に限らず、ビームエキスパンダにより大面積化した
レーザ光をシリンドリカルレンズ等で集光し、ライン状
とする方法等を用いても良い（例えば特開平５−２０６
５５８号に詳しい）。
方法に限らず、ビームエキスパンダにより大面積化した
レーザ光をシリンドリカルレンズ等で集光し、ライン状
とする方法等を用いても良い（例えば特開平５−２０６
５５８号に詳しい）。
【００２６】次に、以上のようにして得られたライン状
レーザ光を複数本長尺方向に互いに連結し、長尺のレー
ザ光とする本発明の合成方法について説明する。
レーザ光を複数本長尺方向に互いに連結し、長尺のレー
ザ光とする本発明の合成方法について説明する。
【００２７】図２は複数本のライン状レーザ光を合成す
るための光学系を示した概略構成図である。同図におい
て、ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３は、夫々第１、第２及び
第３ライン状レーザ光であり、いずれもその長尺方向の
長さは３００ｍｍである。これらライン状レーザ光ＬＢ
１、ＬＢ２及びＬＢ３は、図中に矢印Ａ１，Ａ２及びＡ
３で示す如く、互いに平行な平面上の同一方向に照射さ
れる。
るための光学系を示した概略構成図である。同図におい
て、ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３は、夫々第１、第２及び
第３ライン状レーザ光であり、いずれもその長尺方向の
長さは３００ｍｍである。これらライン状レーザ光ＬＢ
１、ＬＢ２及びＬＢ３は、図中に矢印Ａ１，Ａ２及びＡ
３で示す如く、互いに平行な平面上の同一方向に照射さ
れる。
【００２８】そして、これらのライン状レーザ光ＬＢ
１、ＬＢ２及びＬＢ３は、夫々の光路上に設けられた第
１、第２及び第３反射鏡Ｍ１、Ｍ２及びＭ３により、図
中矢印Ｂ１、Ｂ２及びＢ３で示した同一平面上の同一方
向に、互いに長尺方向の一部を重複して被加工物２０側
に反射される。
１、ＬＢ２及びＬＢ３は、夫々の光路上に設けられた第
１、第２及び第３反射鏡Ｍ１、Ｍ２及びＭ３により、図
中矢印Ｂ１、Ｂ２及びＢ３で示した同一平面上の同一方
向に、互いに長尺方向の一部を重複して被加工物２０側
に反射される。
【００２９】従って、前記第１、第２及び第３反射鏡Ｍ
１、Ｍ２及びＭ３にて反射された前記ライン状レーザ光
ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３は、被加工物２０上の被照射
部において、一本のライン状となる。
１、Ｍ２及びＭ３にて反射された前記ライン状レーザ光
ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３は、被加工物２０上の被照射
部において、一本のライン状となる。
【００３０】尚、ここでは、夫々のライン状レーザ光Ｌ
Ｂ１、ＬＢ２及びＬＢ３の、長尺方向の端部約５０ｍｍ
の部分を互いに重複させている。また、本実施形態にお
いては、各反射鏡Ｍ１、Ｍ２及びＭ３の長さをいずれも
レーザ光の長さ３００ｍｍと同じ３００ｍｍとしてい
る。
Ｂ１、ＬＢ２及びＬＢ３の、長尺方向の端部約５０ｍｍ
の部分を互いに重複させている。また、本実施形態にお
いては、各反射鏡Ｍ１、Ｍ２及びＭ３の長さをいずれも
レーザ光の長さ３００ｍｍと同じ３００ｍｍとしてい
る。
【００３１】ここで、第１及び第２ライン状レーザ光Ｌ
Ｂ１及びＬＢ２に注目すると、第１反射鏡Ｍ１により反
射された第１ライン状レーザ光ＬＢ１における、第２ラ
イン状レーザ光ＬＢ２と重複する部分は、第２ライン状
レーザ光ＬＢ２の光路上に設けられた第２反射鏡Ｍ２に
より遮光される。この結果、第１及び第２ライン状レー
ザ光ＬＢ１及びＬＢ２は切れ目及び重複が生じることが
殆どなく、同一平面で長尺方向に互いに連結され、長さ
約５５０ｍｍでエネルギー密度分布の略均一なレーザ光
が得られることとなる。
Ｂ１及びＬＢ２に注目すると、第１反射鏡Ｍ１により反
射された第１ライン状レーザ光ＬＢ１における、第２ラ
イン状レーザ光ＬＢ２と重複する部分は、第２ライン状
レーザ光ＬＢ２の光路上に設けられた第２反射鏡Ｍ２に
より遮光される。この結果、第１及び第２ライン状レー
ザ光ＬＢ１及びＬＢ２は切れ目及び重複が生じることが
殆どなく、同一平面で長尺方向に互いに連結され、長さ
約５５０ｍｍでエネルギー密度分布の略均一なレーザ光
が得られることとなる。
【００３２】即ち、本発明によれば、互いに連結すべき
ライン状レーザ光の一方のライン状レーザ光ＬＢ１を第
１反射鏡Ｍ１にて反射し、その長尺方向の一部を第２反
射鏡Ｍ２にて反射された他方のライン状レーザ光ＬＢ２
と重複せしめて、該他方のライン状レーザ光ＬＢ２と同
一平面上の同一方向に照射している。そして前記一方の
ライン状レーザ光ＬＢ１の、前記他方のライン状レーザ
光ＬＢ２と重複する部分を前記第２反射鏡Ｍ２にて遮光
することで、前記一方及び他方のライン状レーザ光ＬＢ
１及びＬＢ２をその長尺方向に連結している。
ライン状レーザ光の一方のライン状レーザ光ＬＢ１を第
１反射鏡Ｍ１にて反射し、その長尺方向の一部を第２反
射鏡Ｍ２にて反射された他方のライン状レーザ光ＬＢ２
と重複せしめて、該他方のライン状レーザ光ＬＢ２と同
一平面上の同一方向に照射している。そして前記一方の
ライン状レーザ光ＬＢ１の、前記他方のライン状レーザ
光ＬＢ２と重複する部分を前記第２反射鏡Ｍ２にて遮光
することで、前記一方及び他方のライン状レーザ光ＬＢ
１及びＬＢ２をその長尺方向に連結している。
【００３３】また、同様に第２及び第３のライン状レー
ザ光ＬＢ２及びＬＢ３も同一平面上で切れ目無く且つ互
いに重複することもなく長尺方向に互いに連結されるこ
ととなり、この結果第１、第２及び第３のライン状レー
ザ光ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３が長尺方向に連結され
た、長さ約８００ｍｍでエネルギー密度分布の略均一な
長尺のレーザ光が得られることとなる。
ザ光ＬＢ２及びＬＢ３も同一平面上で切れ目無く且つ互
いに重複することもなく長尺方向に互いに連結されるこ
ととなり、この結果第１、第２及び第３のライン状レー
ザ光ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３が長尺方向に連結され
た、長さ約８００ｍｍでエネルギー密度分布の略均一な
長尺のレーザ光が得られることとなる。
【００３４】図３は、ＫｒＦエキシマレーザを用いたエ
ネルギー密度１．０Ｊ／ｃｍ2のライン状レーザ光を４
本、本発明方法により互いに連結して合成した、長さ１
０５０ｍｍの長尺のレーザ光のエネルギー密度分布を示
す特性図である。同図から、本発明方法により合成され
た長尺のレーザ光のエネルギー密度分布は１．０Ｊ／ｃ
ｍ2±５％と、略均一であることがわかる。
ネルギー密度１．０Ｊ／ｃｍ2のライン状レーザ光を４
本、本発明方法により互いに連結して合成した、長さ１
０５０ｍｍの長尺のレーザ光のエネルギー密度分布を示
す特性図である。同図から、本発明方法により合成され
た長尺のレーザ光のエネルギー密度分布は１．０Ｊ／ｃ
ｍ2±５％と、略均一であることがわかる。
【００３５】以上のように、本発明によれば、複数のラ
イン状レーザ光を、同一平面上の同一方向に照射すると
共に、その長尺方向に互いに切れ目無く且つ重複するこ
となく連結することで、前記ライン状レーザ光よりも長
尺で且つエネルギー密度分布の均一なレーザ光を得るこ
とが可能となる。
イン状レーザ光を、同一平面上の同一方向に照射すると
共に、その長尺方向に互いに切れ目無く且つ重複するこ
となく連結することで、前記ライン状レーザ光よりも長
尺で且つエネルギー密度分布の均一なレーザ光を得るこ
とが可能となる。
【００３６】次に、本発明により合成した長尺のレーザ
光を用いて、大きさ１ｍ×１ｍの集積型太陽電池を製造
する工程を、前述の図４を参照して説明する。
光を用いて、大きさ１ｍ×１ｍの集積型太陽電池を製造
する工程を、前述の図４を参照して説明する。
【００３７】まず同図（Ａ）の工程においては、１ｍ×
１ｍのガラスからなる基板１１上の全面に、熱ＣＶＤ法
により厚さ約８０００ÅのＳｎＯ2からなる透光性電極
１２を形成する。そして、該透光性電極１２の所定箇所
に本発明方法により合成した長尺のレーザ光ＬＢ…を照
射し、溝状の除去加工を行い、複数の透光性電極１２…
を形成する。
１ｍのガラスからなる基板１１上の全面に、熱ＣＶＤ法
により厚さ約８０００ÅのＳｎＯ2からなる透光性電極
１２を形成する。そして、該透光性電極１２の所定箇所
に本発明方法により合成した長尺のレーザ光ＬＢ…を照
射し、溝状の除去加工を行い、複数の透光性電極１２…
を形成する。
【００３８】ここで長尺のレーザ光ＬＢ…としては、上
述した長さ約１０５０ｍｍの長尺のレーザ光を用い、そ
のエネルギー密度を０．１Ｊ／ｃｍ2〜１Ｊ／ｃｍ2とし
て透光性電極１２に照射した。
述した長さ約１０５０ｍｍの長尺のレーザ光を用い、そ
のエネルギー密度を０．１Ｊ／ｃｍ2〜１Ｊ／ｃｍ2とし
て透光性電極１２に照射した。
【００３９】従って、レーザ光ＬＢの長さが基板１１の
１辺の長さよりも長いので、１本の溝状の除去加工を１
回の照射で行うことができる。このため、本方法によれ
ば、レーザ光を一部重複させながら走査させて加工を行
う従来の加工法に比べ加工時間が短縮され、またレーザ
光の重複する部分がないので均一な加工が可能となる。
１辺の長さよりも長いので、１本の溝状の除去加工を１
回の照射で行うことができる。このため、本方法によれ
ば、レーザ光を一部重複させながら走査させて加工を行
う従来の加工法に比べ加工時間が短縮され、またレーザ
光の重複する部分がないので均一な加工が可能となる。
【００４０】次いで、同図（Ｂ）に示す工程において
は、複数個の透光性電極１２…を被って基板１１上の全
面に、膜厚約１００Åのｐ型ａ−ＳｉＣ層、膜厚約４０
００Åのｉ型ａ−Ｓｉ層及び膜厚約２００Åのｎ型ａ−
Ｓｉ層を順次積層することにより光電変換層１３を形成
した。ここで、この光電変換層１３の形成にあたっては
通常のプラズマＣＶＤ法を用い、そして反応ガスである
ＳｉＨ4，Ｈ2，ＣＨ4，Ｂ2Ｈ6，ＰＨ3等のガスを適宜切
り替えることにより行った。
は、複数個の透光性電極１２…を被って基板１１上の全
面に、膜厚約１００Åのｐ型ａ−ＳｉＣ層、膜厚約４０
００Åのｉ型ａ−Ｓｉ層及び膜厚約２００Åのｎ型ａ−
Ｓｉ層を順次積層することにより光電変換層１３を形成
した。ここで、この光電変換層１３の形成にあたっては
通常のプラズマＣＶＤ法を用い、そして反応ガスである
ＳｉＨ4，Ｈ2，ＣＨ4，Ｂ2Ｈ6，ＰＨ3等のガスを適宜切
り替えることにより行った。
【００４１】そして、同図に示す如く、光電変換層１３
の所定箇所に本発明により合成した長尺のレーザ光ＬＢ
を照射することで溝状の除去加工を行い、複数の光電変
換層１３…とする。尚、この時のレーザ光ＬＢとしても
長さ１１００ｍｍとした長尺のＫｒＦレーザ光を用い、
そして０．３Ｊ／ｃｍ2〜０．９Ｊ／ｃｍ2のエネルギー
密度で照射した。
の所定箇所に本発明により合成した長尺のレーザ光ＬＢ
を照射することで溝状の除去加工を行い、複数の光電変
換層１３…とする。尚、この時のレーザ光ＬＢとしても
長さ１１００ｍｍとした長尺のＫｒＦレーザ光を用い、
そして０．３Ｊ／ｃｍ2〜０．９Ｊ／ｃｍ2のエネルギー
密度で照射した。
【００４２】この工程に於いても１本の溝状の除去加工
を１回の工程で行うことができるので、従来に比べ加工
時間が短縮され、均一な加工が可能となる。
を１回の工程で行うことができるので、従来に比べ加工
時間が短縮され、均一な加工が可能となる。
【００４３】さらに、同図（Ｃ）に示す工程において
は、この複数個の光電変換層１３…を被って基板１１上
の全面に、膜厚約２μｍのＡｇからなる背面電極１４を
スパッタ法により形成する。そして、同図に示す如く、
背面電極１４の所定箇所に本発明の長尺のレーザ光を照
射することで溝状の除去加工を行い、複数の背面電極１
４…とする。尚、この時のレーザ光ＬＢとしても長さ１
１００ｍｍとした長尺のＫｒＦレーザ光を用い、そして
０．１Ｊ／ｃｍ2〜１Ｊ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射
した。
は、この複数個の光電変換層１３…を被って基板１１上
の全面に、膜厚約２μｍのＡｇからなる背面電極１４を
スパッタ法により形成する。そして、同図に示す如く、
背面電極１４の所定箇所に本発明の長尺のレーザ光を照
射することで溝状の除去加工を行い、複数の背面電極１
４…とする。尚、この時のレーザ光ＬＢとしても長さ１
１００ｍｍとした長尺のＫｒＦレーザ光を用い、そして
０．１Ｊ／ｃｍ2〜１Ｊ／ｃｍ2のエネルギー密度で照射
した。
【００４４】この工程に於いても１本の溝状の除去加工
を１回の工程で行うことができるので、従来に比べ加工
時間が短縮され、均一な加工が可能となる。
を１回の工程で行うことができるので、従来に比べ加工
時間が短縮され、均一な加工が可能となる。
【００４５】そして、以上の工程により、透光性電極１
２…、光電変換層１３…及び背面電極１４…からなる光
電変換素子ＳＣ…が複数個、基板１１上で電気的に直列
接続された集積型太陽電池が製造されることとなる。
２…、光電変換層１３…及び背面電極１４…からなる光
電変換素子ＳＣ…が複数個、基板１１上で電気的に直列
接続された集積型太陽電池が製造されることとなる。
【００４６】このように本発明により合成した長尺のレ
ーザ光を用いることで、従来スポット状レーザ光を用い
た場合に１１〜１２分程度かかっていた集積型太陽電池
のレーザ加工時間を３〜４分程度と約１／３にまで短縮
することができた。また、光電変換効率も１０．４％
と、従来法を用いた場合の１０．２％よりも高い値を得
ることができた。
ーザ光を用いることで、従来スポット状レーザ光を用い
た場合に１１〜１２分程度かかっていた集積型太陽電池
のレーザ加工時間を３〜４分程度と約１／３にまで短縮
することができた。また、光電変換効率も１０．４％
と、従来法を用いた場合の１０．２％よりも高い値を得
ることができた。
【００４７】以上のように、本発明によればエネルギー
密度分布の略均一な長尺のレーザ光を得ることができ、
この長尺のレーザ光を用いることで、集積型太陽電池の
製造時間を従来よりも短縮でき且つ均一な加工が可能と
なるので、良好な光電変換特性を有する太陽電池を生産
性良く製造することが可能となる。
密度分布の略均一な長尺のレーザ光を得ることができ、
この長尺のレーザ光を用いることで、集積型太陽電池の
製造時間を従来よりも短縮でき且つ均一な加工が可能と
なるので、良好な光電変換特性を有する太陽電池を生産
性良く製造することが可能となる。
【００４８】尚、本発明は斯かる集積型太陽電池を製造
に限らず、金属の加工等他のレーザ光を使用した加工一
般に使用することができることは言うまでもない。
に限らず、金属の加工等他のレーザ光を使用した加工一
般に使用することができることは言うまでもない。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば連結する
ライン状レーザ光の本数を調整することで、任意の長さ
の長尺のレーザ光を合成することができる。従って、例
えば前述のように１ｍ×１ｍの大きさの集積型太陽電池
を製造する場合にあっても、透光性電極、光電変換層或
いは背面電極の溝状の加工を一括して行うことができ、
従来のようにライン状レーザ光を一部重複させて照射す
る必要がない。このため、レーザ光の重複部と被重複部
とで加工の不均一が生じることがなく、均一な加工が可
能となると共に、製造に要する時間も短縮でき生産性の
向上を図ることができる。
ライン状レーザ光の本数を調整することで、任意の長さ
の長尺のレーザ光を合成することができる。従って、例
えば前述のように１ｍ×１ｍの大きさの集積型太陽電池
を製造する場合にあっても、透光性電極、光電変換層或
いは背面電極の溝状の加工を一括して行うことができ、
従来のようにライン状レーザ光を一部重複させて照射す
る必要がない。このため、レーザ光の重複部と被重複部
とで加工の不均一が生じることがなく、均一な加工が可
能となると共に、製造に要する時間も短縮でき生産性の
向上を図ることができる。
【図１】ライン状レーザ光を作成するための光学系の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】本発明に係わる複数本のライン状レーザ光を合
成するための光学系の概略構成図である。
成するための光学系の概略構成図である。
【図３】本発明により合成した長尺のレーザ光のエネル
ギー密度分布を示した特性図である。
ギー密度分布を示した特性図である。
【図４】集積型太陽電池の製造工程を説明するための工
程別素子構造図である。
程別素子構造図である。
【図５】従来のレーザ加工法を説明するための概念図で
ある。
ある。
１…レーザ光源、２…組み合わせレンズ、３…ホモジナ
イザ、４…マスク、４Ａ…透光部、１１…基板、１２…
透光性電極、１３…光電変換層、１４…背面電極、２０
…被加工物、ＬＢ…レーザ光 ＬＢ１、ＬＢ２、ＬＢ３…第１、第２及び第３ライン状
レーザ光 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…第１、第２、第３反射鏡、
イザ、４…マスク、４Ａ…透光部、１１…基板、１２…
透光性電極、１３…光電変換層、１４…背面電極、２０
…被加工物、ＬＢ…レーザ光 ＬＢ１、ＬＢ２、ＬＢ３…第１、第２及び第３ライン状
レーザ光 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…第１、第２、第３反射鏡、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/06 H01S 3/10
Claims (2)
- 【請求項１】 複数本のライン状レーザ光を、その長尺
方向に互いに連結して長尺のレーザ光とするレーザ光の
合成方法であって、 互いに連結すべきライン状レーザ光の一方のライン状レ
ーザ光を、その長尺方向の一部を他方のライン状レーザ
光と重複せしめて、該他方のライン状レーザ光と同一平
面上の同一方向に照射すると共に、 前記一方のライン状レーザ光の、前記他方のライン状レ
ーザ光と重複する部分を遮光することで、前記一方及び
他方のライン状レーザ光をその長尺方向に連結 すること
を特徴とするレーザ光の合成方法。 - 【請求項２】 複数本のライン状レーザ光を、その長尺
方向に互いに連結して長尺のレーザ光とするレーザ光の
合成方法であって、 互いに平行な平面上で同一方向に照射された、互いに連
結すべきライン状レーザ光を、それらの光路上に設けら
れた反射鏡により同一平面上の同一方向に、互いに長尺
方向の一部を重複せしめて反射させると共に、 一方のライン状レーザ光における、他方のライン状レー
ザ光と重複する部分を、他方のライン状レーザ光の光路
上に設けられた前記反射鏡にて 遮光することで、前記一
方及び他方のライン状レーザ光をその長尺方向に連結す
ることを特徴とするレーザ光の合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25966096A JP3286537B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | レーザ光の合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25966096A JP3286537B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | レーザ光の合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1099987A JPH1099987A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3286537B2 true JP3286537B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=17337140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25966096A Expired - Fee Related JP3286537B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | レーザ光の合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286537B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6324195B1 (en) | 1999-01-13 | 2001-11-27 | Kaneka Corporation | Laser processing of a thin film |
| KR101815839B1 (ko) * | 2012-09-24 | 2018-01-08 | 리모 파텐트페어발퉁 게엠베하 운트 코. 카게 | 작업 평면에 레이저 빔의 선형 강도 분포를 발생시키기 위한 장치 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25966096A patent/JP3286537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1099987A (ja) | 1998-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |