JP5382502B2 - 薄膜太陽電池のレーザ加工装置および加工方法 - Google Patents
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Description
前記可撓性基板を所定の搬送ピッチで間欠的に搬送する搬送手段と、
前記可撓性基板の搬送経路に沿って配設された加工ステージと、
前記可撓性基板の長手搬送方向に並設された前記加工ステージ上の複数の加工領域に対して、それぞれ加工用レーザ光を走査し、同時並行してパターニングを行なうための複数のガルバノスキャナを含むレーザ光学系と、
前記各ガルバノスキャナを連動させる共通の制御部と、を備え、
前記各ガルバノスキャナは、直交2軸方向の走査に対応した第1および第2ミラーを含み、前記各第1ミラーの走査方向が、前記加工ステージ上に位置決めされた前記可撓性基板の前記各単位モジュールに属する各単位セルの直列接続に係るパターニングラインと平行な前記可撓性基板の長手搬送方向に設定され、前記各第2ミラーの走査方向が、前記各加工領域の境界および前記可撓性基板の前記各単位モジュールを区分するパターニングラインと平行な前記可撓性基板の幅方向に設定されており、
前記加工ステージが、前記可撓性基板の上下方向の搬送経路に沿って配設され、前記各加工領域にそれぞれ同数の単位モジュールが割り当てられており、前記各ガルバノスキャナが、前記加工ステージの上下方向に並設された前記各加工領域に対しそれぞれレーザ光を走査すべく上下方向に並設されており、
前記加工ステージ上に位置決めされた前記可撓性基板の前記各加工領域を、前記各ガルバノスキャナの加工光学系と同軸で走査して、前記各加工領域における先行パターンの画像を取得するそれぞれの撮像手段と、前記各画像から前記先行パターンの実際の位置データを取得し、それに基づいて、加工すべきパターニングラインの補正データを前記制御部に提供する画像処理手段と、をさらに備えた、薄膜太陽電池のレーザ加工装置にある。
帯状可撓性基板の表面に、少なくとも1つの光電変換層およびその表裏両側の電極層が積層形成されるとともに、前記裏側の電極層が1次パターニングラインで多数の単位セルに分割されている1次加工済み可撓性基板を、所定の搬送ピッチで間欠的に搬送して加工ステージに位置決めするステップと、
前記可撓性基板の長手搬送方向に並設された前記加工ステージ上の複数の加工領域に対して、個別に割り当てられたガルバノスキャナで同時並行して撮像用レーザ光を走査しつつ、前記各ガルバノスキャナの加工光学系と同軸に配設されたそれぞれの撮像手段で前記各加工領域の1次パターニングラインを撮像するステップと、
前記各撮像手段に取得された画像を共通の制御部で処理し、得られた1次パターニングラインの実際の位置データに基づいて、加工すべき2次パターニングラインの補正データを求めるステップと、
前記補正データに基づいて前記各ガルバノスキャナを制御し、前記各加工領域に対して、同時並行して加工用レーザ光を走査し、2次パターニングラインを加工するステップであって、前記各ガルバノスキャナのそれぞれの第1ミラーによる前記可撓性基板の長手搬送方向の走査によって前記各単位セルの直列接続に係る2次パターニングラインを加工するとともに、前記各ガルバノスキャナのそれぞれの第2ミラーによる前記可撓性基板の幅方向の走査によって前記各単位セルを単位モジュール毎に分割する2次パターニングラインを加工するようなステップと、を含む、薄膜太陽電池のレーザ加工方法にある。
本発明実施形態に係るレーザ加工装置100は、図3に示すように、帯状可撓性基板1の巻出しロール2、巻出し側のダンサーローラ3、レーザ加工を行なう加工ステージ4、加工済み可撓性基板1のクリーニング装置5、フィードローラ6、検査装置7、巻取り側のダンサーローラ8、加工済み可撓性基板1の巻取りロール9、それらの間の搬送経路で帯状可撓性基板1を案内する複数のアイドルローラなどから主に構成されている。
1 可撓性基板
2 巻出しロール
3 ダンサーローラ
4 加工ステージ
5 クリーニング装置
6 フィードローラ
7 検査装置
8 ダンサーローラ
9 巻取りロール
10,20 レーザ加工ユニット
11,21 レーザ発振器
12,22 結像光学系
14,24 ガルバノスキャナ
14a,24a 第1ミラー
14b,24b 第2ミラー
13,23 焦点調整ユニット
15,25 ダイクロイックミラー
16,26 波長フィルタ
17,27 撮像部
18 面像処理ユニット
19 制御ユニット
40 加工室
41,42 アイドルローラ
43 位置検出センサ
50 単位セル
51 透明電極層
52 光電変換層
54 電極層
53 電極層
ha 集電孔
hc 接続孔
Gx,Gy パターニングライン
M11,M12,M13,M21,M22,M23 単位モジュール
L,L′ 間隔
R1,R2 加工領域
θ,θ′ レーザ走査角(振り角)
Claims (2)
- 帯状可撓性基板の表面に、少なくとも1つの光電変換層およびその表裏両側の電極層が積層形成されるとともに、前記各層が格子状に配向されたパターニングラインで多数の単位セルに分割され、かつ、前記可撓性基板の幅方向に配列された単位セルが前記基板の背面で直列接続されることで単位モジュールを構成している薄膜太陽電池の製造工程において、前記各単位セルを分割するのに用いるレーザ加工装置であって、
前記可撓性基板を所定の搬送ピッチで間欠的に搬送する搬送手段と、
前記可撓性基板の搬送経路に沿って配設された加工ステージと、
前記可撓性基板の長手搬送方向に並設された前記加工ステージ上の複数の加工領域に対して、それぞれ加工用レーザ光を走査し、同時並行してパターニングを行なうための複数のガルバノスキャナを含むレーザ光学系と、
前記各ガルバノスキャナを連動させる共通の制御部と、を備え、
前記各ガルバノスキャナは、直交2軸方向の走査に対応した第1および第2ミラーを含み、前記各第1ミラーの走査方向が、前記加工ステージ上に位置決めされた前記可撓性基板の前記各単位モジュールに属する各単位セルの直列接続に係るパターニングラインと平行な前記可撓性基板の長手搬送方向に設定され、前記各第2ミラーの走査方向が、前記各加工領域の境界および前記可撓性基板の前記各単位モジュールを区分するパターニングラインと平行な前記可撓性基板の幅方向に設定されており、
前記加工ステージが、前記可撓性基板の上下方向の搬送経路に沿って配設され、前記各加工領域にそれぞれ同数の単位モジュールが割り当てられており、前記各ガルバノスキャナが、前記加工ステージの上下方向に並設された前記各加工領域に対しそれぞれレーザ光を走査すべく上下方向に並設されており、
前記加工ステージ上に位置決めされた前記可撓性基板の前記各加工領域を、前記各ガルバノスキャナの加工光学系と同軸で走査して、前記各加工領域における先行パターンの画像を取得するそれぞれの撮像手段と、前記各画像から前記先行パターンの実際の位置データを取得し、それに基づいて、加工すべきパターニングラインの補正データを前記制御部に提供する画像処理手段と、をさらに備えた、薄膜太陽電池のレーザ加工装置。 - 請求項1に記載のレーザ加工装置を用いた薄膜太陽電池のレーザ加工方法であって、
帯状可撓性基板の表面に、少なくとも1つの光電変換層およびその表裏両側の電極層が積層形成されるとともに、前記裏側の電極層が1次パターニングラインで多数の単位セルに分割されている1次加工済み可撓性基板を、所定の搬送ピッチで間欠的に搬送して加工ステージに位置決めするステップと、
前記可撓性基板の長手搬送方向に並設された前記加工ステージ上の複数の加工領域に対して、個別に割り当てられたガルバノスキャナで同時並行して撮像用レーザ光を走査しつつ、前記各ガルバノスキャナの加工光学系と同軸に配設されたそれぞれの撮像手段で前記各加工領域の1次パターニングラインを撮像するステップと、
前記各撮像手段に取得された画像を共通の制御部で処理し、得られた1次パターニングラインの実際の位置データに基づいて、加工すべき2次パターニングラインの補正データを求めるステップと、
前記補正データに基づいて前記各ガルバノスキャナを制御し、前記各加工領域に対して、同時並行して加工用レーザ光を走査し、2次パターニングラインを加工するステップであって、前記各ガルバノスキャナのそれぞれの第1ミラーによる前記可撓性基板の長手搬送方向の走査によって前記各単位セルの直列接続に係る2次パターニングラインを加工するとともに、前記各ガルバノスキャナのそれぞれの第2ミラーによる前記可撓性基板の幅方向の走査によって前記各単位セルを単位モジュール毎に分割する2次パターニングラインを加工するようなステップと、を含む、薄膜太陽電池のレーザ加工方法。
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