JP5804999B2 - 溝加工ツールおよびこれを用いた薄膜太陽電池の溝加工方法ならびに溝加工装置 - Google Patents
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Description
からなる光吸収層3を蒸着法、スパッタリング法等によって形成し、その上に、ヘテロ接
合のためのZnS薄膜等からなるバッファ層4をCBD法(ケミカルバスデポジション法
)により形成し、その上に、ZnO薄膜からなる絶縁層5を形成する。そして、透明電極
層形成前の薄膜太陽電池基板に対して、下部電極分離用の溝Sから横方向に所定距離はな
れた位置に、スクライブ加工によりMo電極層2にまで到達する電極間コンタクト用の溝
M1を形成する。
極としての透明電極層6を形成し、光電変換を利用した発電に必要な各機能層を備えた太
陽電池基板とし、スクライブ加工により下部のMo電極層2にまで到達する電極分離用の
溝M2を形成する。
をスクライブにより溝加工する技術として、レーザスクライブ法とメカニカルスクライブ
法が用いられてきた。
連続放電ランプによってNd:YAG結晶を励起して発信したレーザ光を照射することに
より電極分離用の溝を形成する。この方法は、光吸収層形成後の薄膜太陽電池基板に対し
て溝を形成する場合、スクライブ時にレーザ光の熱によって光吸収層3の光電変換特性が
劣化するおそれがあった。
が先細り状となった金属針(ニードル)等の溝加工ツールの刃先を、所定の圧力をかけて
基板に押しつけながら移動させることによって、電極分離用の溝を加工する技術である。
ルの刃先の形状を先細りの針状にしてあるが、厳密には、薄膜太陽電池に圧接される部分
は接触面積を広くするために平らとなるように先端が略水平にカットされている。すなわ
ち、図8に示すように、先端部分が先細りの円錐台形状にしてある。このような形状の溝加工ツール8’を、薄膜太陽電池基板の溝を形成すべき薄膜(上下両電極や光吸収層等の各種機能層)に押しつけながら、スクライブ予定ラインに沿ってY方向へ相対的に移動させることで、溝加工を行うようにしている。
先端部分が先細りの円錐台形状の溝加工ツールを用いることにより、比較的安定して溝加工を行うことができる。その一方で、薄膜が不規則に大きく剥がれてしまい、除去する必要のない部分まで除去してしまうことがあり、太陽電池の性能および歩留まりが低下するといった問題点があった。
棒状のボディと、ボディの先端に形成された円錐台状の刃先領域とからなり、刃先領域は、底面と底面からボディに向かって延びる側面とを有し、底面と側面とによって形成される角部が刃先をなし、底面からボディに向かって細くなるように形成されている。
また、上記課題を解決するためになされた本発明にかかる薄膜太陽電池の溝加工方法は、薄膜太陽電池基板のスクライブ予定ラインに沿って、溝加工ツールの刃先で押圧しながら、太陽電池基板と溝加工ツールを相対的に移動させて太陽電池基板の薄膜にスクライブラインを形成する集積型薄膜太陽電池の溝加工方法であって、本発明の溝加工ツールを用いて、溝加工ツールの底面を薄膜太陽電池基板の表面に押圧して溝加工を行う。
さらに、上記課題を解決するためになされた本発明にかかる薄膜太陽電池の溝加工装置は、本発明の溝加工ツールと、太陽電池基板が載置されるテーブルと、溝加工ツールの底面を前記太陽電池基板の表面に押圧した状態でスクライブさせるスクライブヘッドを備える。
溝加工ツールは、底面の幅が底面の幅が30μm以上、100μm以下であるようにするのが好ましい。
これにより、ツールの寿命が長く、変形も少ないことから、長期間にわたって精度よく
スクライブ加工することができる。
。
図1は本発明にかかる溝加工ツールを用いた集積型薄膜太陽電池用スクライブ装置の実
施形態を示す斜視図である。スクライブ装置は、水平方向(Y方向)に移動可能で、かつ
、水平面内で90度および角度θ回転可能なテーブル18を備えており、テーブル18は
実質的に太陽電池基板Wの保持手段を形成する。
ー21とで構成されるブリッジ19は、テーブル18上を跨ぐように設けてある。ホルダ
支持体23は、ガイドバー21に形成したガイド22に沿って移動可能に取り付けられ、
モータ24の回転によりX方向に移動する。
下部には、テーブル18上に載置される太陽電池基板Wの薄膜表面をスクライブ加工する
溝加工ツール8を保持するホルダ9が設けられている。
がそれぞれ設けられている。台座12、13は支持台13上でX方向に延設されたガイド
15に沿って移動する。カメラ10、11は、手動操作で上下動することができ、撮像の
焦点を調整することができる。カメラ10、11で撮影された画像はモニタ16、17に
表示される。
メントマークが設けられており、カメラ10、11によりアライメントマークを撮像する
ことにより、太陽電池基板Wの位置を調整する。具体的には、テーブル18に支持された
太陽電池基板W表面のアライメントマークを、カメラ10、11により撮像してアライメ
ントマークの位置を特定する。特定されたアライメントマークの位置に基づいて、太陽電
池基板W表面の載置時の方向ズレを検出し、テーブル18を所定角度回転させることでズ
レを修正する。
下降させて溝形成ツール8の刃先を太陽電池基板Wの表面に押しつけた状態でX方向に移
動させ、太陽電池基板Wの表面をX方向に沿ってスクライブ加工する。太陽電池基板Wの
表面をY方向に沿ってスクライブ加工する場合は、テーブル18を90度回転させて、上
記と同様の動作を行う。
ールにより形成されたスクライブラインとを比較した画像データである。図5(a)は従来の溝加工ツールを用いて形成したスクライブラインを示し、図5(b)は本発明の溝加工ツールを用いて形成したスクライブラインを示す。本発明の溝加工ツールを用いて形成したスクライブした場合には、従来例に比べて、明らかに一定の幅できれいなスクライブラインを形成することができた。
工を実行したが、スクライブヘッド7と、太陽電池基板Wとが相対的に移動できれば足り
ることから、太陽電池基板Wが固定された状態でスクライブヘッド7をX方向またはY方
向に移動させてもよいし、スクライブヘッド7を移動させることなく、太陽電池基板Wの
みをX方向またはY方向に移動させてもよい。
構造のみに特定されるものではない。その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正
、変更することが可能である。
7 スクライブヘッド
8 溝加工ツール
81 ボディ
82 刃先領域
83 刃先領域の底面
84 刃先領域の側面
85 刃先
Claims (6)
- 薄膜太陽電池に押圧した状態でスクライブ予定ラインに沿って移動することにより、前記薄膜太陽電池の薄膜を除去する溝加工ツールであって、
棒状のボディと、前記ボディの先端に形成された円錐台状の刃先領域とからなり、
前記刃先領域は、円形の底面と前記底面の外縁から前記ボディに向かって延びる側面とを有し、前記底面と前記側面とによって形成される角部が刃先をなし、前記底面から前記ボディに向かって細くなるように形成されている薄膜太陽電池の溝加工ツール。 - 前記底面の幅が30μm以上、100μm以下である請求項1に記載の溝加工ツール。
- 前記底面と前記側面とによって形成される刃先の角度が65°以上85°未満である請求項1に記載の溝加工ツール。
- 前記溝加工ツールが、超硬合金またはダイヤモンドで形成されている請求項1に記載の溝加工ツール。
- 薄膜太陽電池のスクライブ予定ラインに沿って、溝加工ツールの刃先で押圧しながら、
前記薄膜太陽電池と前記溝加工ツールを相対的に移動させて前記薄膜太陽電池の薄膜にスクライブラインを形成する薄膜太陽電池の溝加工方法であって、
請求項1〜4のいずれかに記載の溝加工ツールの底面を前記薄膜太陽電池の薄膜の表面に押圧して、前記溝加工を行うことを特徴とする薄膜太陽電池の溝加工方法。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の溝加工ツールと、薄膜太陽電池が載置されるテーブルと、前記溝加工ツールの底面を前記太陽電池の薄膜の表面に押圧した状態で溝加工を行うスクライブヘッドを備えた溝加工装置。
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