JP6547397B2 - 薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法に関する。

従来の薄膜太陽電池の製造工程は、基板上に形成された半導体または金属の薄膜を複数の領域に分割するためのスクライブラインを形成するスクライブ加工を含む。スクライブ加工方法の１つとしてメカニカルスクライブ法が知られている。メカニカルスクライブ法では、半導体または金属の薄膜に刃物を押し付けながら刃物を走査することにより、薄膜にスクライブラインを形成する。

メカニカルスクライブ法の一例である特許文献１の加工方法では、スクライブラインの加工前に薄膜の下層が露出した部分である開口部を形成し、開口部においてスクライブラインの加工開始点に対応する箇所に刃物を降下させ、その刃物を走査することにより薄膜にスクライブラインを形成する。

メカニカルスクライブ法の別の一例である特許文献２の加工方法では、最初に刃先のエッジ部を薄膜に押し付けて切り込みを形成し、次に刃先を薄膜から離間させ、次に刃先の姿勢を変えて刃先の面取り部を薄膜に押し付け、その状態で刃物を走査することにより薄膜にスクライブラインを形成する。

特許第５４８６０５７号公報 特開２０１３−１４１７０２号公報

薄膜太陽電池の製造に関して、生産性を高めるためにスクライブ加工に要する工程を簡素化し、加工時間を短縮することが望まれる。一方、特許文献１の加工方法によれば、スクライブラインを形成する前に開口部を形成する工程が必要となるため、加工工程が複雑化するおそれ、および、スクライブラインの形成に要する時間が長くなるおそれがある。また、特許文献２の加工方法によれば、薄膜に切り込みを形成する工程とスクライブラインを形成する工程との間に、刃物の昇降および刃物の姿勢の変更が必要となるため、装置の構成が複雑化するおそれ、および、スクライブラインの加工に要する時間が長くなるおそれがある。

なお、薄膜太陽電池の薄膜をスクライブ加工するために用いられる刃物の刃先は、一般に先端の幅が数十μｍ程度であることから、刃物を加工対象物に向けて降下させる速度が速い場合、刃物が加工対象物に接触したときに刃先が損傷するおそれがある。このため、スクライブ加工に要する時間を短縮するために、刃物を降下させる速度を速めるという手法を取りにくい。

本発明の目的は、スクライブラインの形成に要する時間を短縮することに寄与する薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法を提供することである。

〔１〕本発明に従う薄膜太陽電池の加工装置の一形態は、薄膜が形成された基板が載せられるステージと、前記薄膜にスクライブラインを形成する刃物と、前記刃物を前記薄膜に押し付けるヘッドと、前記ヘッドを前記ステージに対して相対的に移動させることにより前記刃物を走査する走査手段と、前記ヘッドおよび前記走査手段の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記刃物を前記薄膜に押し付けることにより前記スクライブラインの加工開始点を前記薄膜に形成し、前記加工開始点が形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインを前記薄膜に形成し、前記加工開始点の形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記スクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする。

この加工装置によれば、加工開始点の形成時における押付力がスクライブラインの加工時における押付力よりも強いため、加工開始点において薄膜または積層途中の薄膜が剥離されやすい。このため、スクライブラインの形成のために引き続き刃物が走査されることにより薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、スクライブラインが安定して形成される。また、加工開始点が形成された後、刃物が押し付けられた状態が維持されながらスクライブラインが形成されるため、スクライブラインの加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブラインを形成する過程において刃物の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物の動作が簡素化される。このため、スクライブラインの形成に要する時間が短縮される。なお、薄膜太陽電池が積層構造を備える薄膜を備える場合、基板に形成される薄膜は、積層が完了した薄膜または積層途中の薄膜を意味する。

〔２〕本発明に従う薄膜太陽電池の加工装置の一形態は、薄膜が形成された基板が載せられるステージと、前記薄膜にスクライブラインを形成する刃物を備え、前記刃物を前記薄膜に押し付けるヘッドと、前記ヘッドを前記ステージに対して相対的に移動させることにより前記刃物を走査する走査手段と、前記ヘッドおよび前記走査手段の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記薄膜に押し付けた前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第１のスクライブラインを前記薄膜に形成し、前記第１のスクライブラインが形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第２のスクライブラインを前記薄膜に形成し、前記第１のスクライブラインの形成時の少なくとも一部において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第２のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする。

この加工装置によれば、第１のスクライブラインの形成時における押付力が第２のスクライブラインの加工時における押付力よりも強いため、第１のスクライブラインにおいて薄膜が剥離されやすい。このため、第２のスクライブラインの形成のために引き続き刃物が走査されることにより薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、第２のスクライブラインが安定して形成される。また、第１のスクライブラインが形成された後、刃物が押し付けられた状態が維持されながら第２のスクライブラインが形成されるため、スクライブラインの加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブラインを形成する過程において刃物の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物の動作が簡素化される。このため、スクライブラインの形成に要する時間が短縮される。

〔３〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は、前記第１のスクライブラインの加工開始点から前記第１のスクライブラインの加工終了点までの部分の形成時における前記押付力を前記第２のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする。

この加工装置によれば、第１のスクライブラインの加工開始点から加工終了点までにおいて薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、それにともない第２のスクライブラインの加工開始点においても薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、第２のスクライブラインが安定して形成される。

〔４〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は、前記第１のスクライブラインを形成する場合における前記刃物の走査速度を前記第２のスクライブラインを形成する場合における前記刃物の走査速度よりも遅くする。

この加工装置によれば、スクライブラインの加工工程における初期の部分において刃物の走査速度が遅い速度に設定されるため、薄膜が刃物により確実に除去される。このため、スクライブラインが安定して形成される。

〔５〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記刃物の長手方向に交差する断面における前記刃物の刃先の形状が円形である。
この加工装置によれば、刃先の断面が角を含む場合と比較して、刃先が摩耗した場合における刃先の初期の形状からの変化の度合が小さいため、同一の刃物が長期間にわたって使用される場合においてスクライブラインの仕上がり品質がばらつきにくい。

〔６〕本発明に従う薄膜太陽電池の加工方法の一形態は、基板に形成された薄膜に刃物を押し付けた状態において前記刃物を走査することにより前記薄膜にスクライブラインを形成する薄膜太陽電池の加工方法であって、前記刃物を前記薄膜に押し付けることにより前記スクライブラインの加工開始点を前記薄膜に形成する第１の工程と、前記加工開始点が形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインを前記薄膜に形成する第２の工程と、前記加工開始点の形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記スクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする第３の工程とを備える。

この加工方法によれば、加工開始点の形成時における押付力がスクライブラインの加工時における押付力よりも強いため、加工開始点において薄膜または積層途中の薄膜が剥離されやすい。このため、スクライブラインの形成のために引き続き刃物が走査されることにより薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、スクライブラインが安定して形成される。また、加工開始点が形成された後、刃物が押し付けられた状態が維持されながらスクライブラインが形成されるため、スクライブラインの加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブラインを形成する過程において刃物の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物の動作が簡素化される。このため、スクライブラインの形成に要する時間が短縮される。

〔７〕本発明に従う薄膜太陽電池の加工方法の一形態は、基板に形成された薄膜に刃物を押し付けた状態において前記刃物を走査することにより前記薄膜にスクライブラインを形成する薄膜太陽電池の加工方法であって、前記薄膜に押し付けた前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第１のスクライブラインを前記薄膜に形成する第１の工程と、前記第１のスクライブラインが形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第２のスクライブラインを前記薄膜に形成する第２の工程と、前記第１のスクライブラインの形成時の少なくとも一部において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第２のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする第３の工程とを備える。

この加工方法によれば、第１のスクライブラインの形成時における押付力が第２のスクライブラインの加工時における押付力よりも強いため、第１のスクライブラインにおいて薄膜が剥離されやすい。このため、第２のスクライブラインの形成のために引き続き刃物が走査されることにより薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、第２のスクライブラインが安定して形成される。また、第１のスクライブラインが形成された後、刃物が押し付けられた状態が維持されながら第２のスクライブラインが形成されるため、スクライブラインの加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブラインを形成する過程において刃物の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物の動作が簡素化される。このため、スクライブラインの形成に要する時間が短縮される。

上記薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法はスクライブラインの形成に要する時間を短縮することに寄与する。

は実施の形態１の薄膜太陽電池の加工装置の斜視図である。 は図１の刃物の斜視図である。 は図１の加工装置のブロック図である。 は加工装置による加工完了後の薄膜太陽電池の平面図である。 は図４のＸ−Ｘ断面図である。 は第１の電極形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池の断面図である。 は中間層形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池の断面図である。 は第１の工程における薄膜太陽電池の平面図である。 は第２の工程における薄膜太陽電池の平面図である。 は実施の形態２の加工完了後の薄膜太陽電池の平面図である。 は第１の工程における薄膜太陽電池の平面図である。 は第２の工程における薄膜太陽電池の平面図である。 は変形例の薄膜太陽電池の平面図である。

（実施の形態１）
図１は薄膜太陽電池１を製造する機能を備えた加工装置１００の斜視図である。加工装置１００は各種の構成要素を収容する本体１１０、製造途中の薄膜太陽電池１が載せられるステージ１３０、その薄膜太陽電池１を加工するヘッド１５０、ヘッド１５０をステージ１３０に対して相対的に移動させるヘッドガイド１７０、ステージ１３０の様子を撮影するカメラ１４０、および、ヘッド１５０等の動作を制御する制御装置１２０を備える。

ステージ１３０は本体１１０により支持される。ステージ１３０の上面である載置面１３１は薄膜太陽電池１を支持可能な平面である。ヘッドガイド１７０は、本体１１０の奥行き方向であるＹ方向において本体１１０に対して移動可能な第１のガイド１７１、および、第１のガイド１７１により支持され本体１１０の幅方向であるＸ方向に延びる第２のガイド１７２を備える。第１のガイド１７１および第２のガイド１７２は本体１１０に対して一体的に移動する。

ヘッド１５０は、Ｘ方向に並べられ、ステージ１３０に対して昇降可能な複数の刃物１６０を備え、第２のガイド１７２に沿って移動可能な状態で第２のガイド１７２により支持される。ヘッド１５０は、ステージ１３０に載置された製造途中の薄膜太陽電池１に刃物１６０を押し付ける力である押付力を調節可能であり、薄膜太陽電池１の加工工程等に応じて設定される所定の押付力で刃物１６０を薄膜太陽電池１に押し付ける。ヘッド１５０が備える刃物１６０の本数の一例は２本である。図２に示されるとおり、刃物１６０の刃先１６１は円錐台状を有する。刃物１６０の長手方向に直交する断面における刃先１６１の形状は円形である。

図３は加工装置１００の機能ブロックを示すブロック図である。加工装置１００は、第１のガイド１７１をステージ１３０に対してＹ方向に移動させる第１のアクチュエータ２０１、ヘッド１５０を第２のガイド１７２に対してＸ方向に移動させる第２のアクチュエータ２０２、ならびに、刃物１６０をステージ１３０に接近する方向およびステージ１３０から離間する方向に移動させる第３のアクチュエータ２０３をさらに備える。第１のアクチュエータ２０１は本体１１０内に搭載される。第２のアクチュエータ２０２はヘッドガイド１７０内に搭載される。第３のアクチュエータ２０３はヘッド１５０内に搭載される。なお、第１のアクチュエータ２０１およびヘッドガイド１７０は刃物１６０を走査する走査手段を構成している。

制御装置１２０は、スクライブライン３０を形成するための制御を含む各種の制御を実行する制御部１２１、および、制御のために必要な情報を記憶するメモリ１２２を備え、第１のアクチュエータ２０１、第２のアクチュエータ２０２、第３のアクチュエータ２０３、および、カメラ１４０と電気的に接続される。制御部１２１の一例はマイクロコンピューターまたはＦＰＧＡ（Field of Programmable Gate Array）である。

制御部１２１はヘッド１５０、ヘッドガイド１７０、および、カメラ１４０の動作を制御する。制御部１２１の制御により第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、ヘッド１５０がステージ１３０に対して移動し、これによりヘッド１５０の刃物１６０がＹ方向に走査される。

図４は加工装置１００による加工完了後の薄膜太陽電池１の平面図である。図５は図４のＸ−Ｘ断面図である。図５に示されるとおり、薄膜太陽電池１は基板１０およびその上に形成された薄膜２０を備える。薄膜２０は積層構造を備える。薄膜２０を構成する複数の層は、基板１０上に形成された第１の電極２１、第１の電極２１と電気的に接続された第２の電極２２、および、第１の電極２１と第２の電極２２との間に形成された中間層２３である。第１の電極２１、ならびに、第１の電極２１および中間層２３により構成される層は、それぞれ積層途中の薄膜である。第２の電極２２の上面の角にはステージ１３０上における薄膜太陽電池１の位置を検出するために用いられるアライメントマーク４０が形成されている。

中間層２３は積層構造を備える。中間層２３を構成する複数の層は、第１の電極２１上に形成された光吸収層２３Ａ、光吸収層２３Ａ上に形成されたバッファ層２３Ｂ、および、バッファ層２３Ｂ上に形成された絶縁層２３Ｃである。

薄膜２０には３種類のスクライブライン３０が形成されている。１種類目のスクライブライン３０は、第１の電極２１を分割するスクライブライン３０Ａである。２種類目のスクライブライン３０は、中間層２３を分割するスクライブライン３０Ｂである。３種類目のスクライブライン３０は、第２の電極２２および中間層２３を分割するスクライブライン３０Ｃである。スクライブライン３０Ａはメカニカルスクライブ法とは別の加工方法、例えばレーザースクライブ法により形成される。スクライブライン３０Ｂおよびスクライブライン３０Ｃは加工装置１００を用いたメカニカルスクライブ法により形成される。

スクライブライン３０Ａは光吸収層２３Ａの一部により埋められている。スクライブライン３０Ｂは第２の電極２２の一部により埋められている。スクライブライン３０Ｃは他の物体により埋められていない。スクライブライン３０Ｂを埋める第２の電極２２の一部が第１の電極２１と接触していることにより、第１の電極２１と第２の電極２２とが電気的に接続される。

スクライブライン３０Ｂおよびスクライブライン３０Ｃは、基板１０の辺に平行な長いスクライブライン３０であり、加工開始点３０Ｘから加工終了点３０Ｚまでにわたり延びる溝である。加工開始点３０Ｘはスクライブライン３０Ｂ、３０Ｃが形成される場合に刃物１６０の刃先１６１が最初に押し付けられ、刃物１６０によるスクライブライン３０の加工を補助するために形成される点であり、さらに条件切替点３０Ｙでもある。

条件切替点３０Ｙは加工装置１００によるスクライブライン３０の形成に関する加工条件が切り替えられるスクライブライン３０上の点である。加工条件は、例えば刃物１６０の走査速度、刃物１６０の押付力、および、刃物１６０の位置を含む。実施の形態１では、加工開始点３０Ｘである条件切替点３０Ｙにおいて加工条件の１つである刃物１６０の押付力が切り替えられる。

なお、図４および図８〜図１３では、加工開始点３０Ｘおよび条件切替点３０Ｙが模式的に点として表示されているが、実際の加工開始点３０Ｘおよび条件切替点３０Ｙはスクライブライン３０Ｂ、３０Ｃの他の部分と実質的に同じ幅を有する。目視により加工開始点３０Ｘおよび条件切替点３０Ｙとスクライブライン３０Ｂ、３０Ｃの他の部分との相違を識別することは困難である。

薄膜２０に関する製造工程は大きくは３つの工程、すなわち、第１の電極形成工程、中間層形成工程、および、第２の電極形成工程に区分される。図６は第１の電極形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池１の断面である。図７は中間層形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池１の断面である。図５は加工装置１００による加工完了後の薄膜太陽電池１の断面である。

第１の電極形成工程では、最初に基板１０上に第１の電極２１が形成される。基板１０の材質の一例はソーダライムガラスである。第１の電極２１の材質の一例はモリブデンである。次に、第１の電極２１を分割するスクライブライン３０である複数のスクライブライン３０Ａが第１の電極２１に形成される。

中間層形成工程では、最初に第１の電極２１上に光吸収層２３Ａが形成される。次に、光吸収層２３Ａ上にバッファ層２３Ｂが形成される。次に、バッファ層２３Ｂ上に絶縁層２３Ｃが形成される。光吸収層２３Ａの一例は化合物半導体薄膜である。バッファ層２３Ｂの一例はＺｎＳ薄膜である。絶縁層２３Ｃの一例はＺｎＯ薄膜である。

次に、加工装置１００により中間層２３に複数のスクライブライン３０Ｂが形成される。スクライブライン３０Ｂはスクライブライン３０Ａに対してＸ方向の一方に所定の距離だけオフセットした位置に形成される。

第２の電極形成工程では、最初に中間層２３上に第２の電極２２が形成される。第２の電極２２の材質の一例はＺｎＯ：Ａｌ薄膜である。次に、薄膜２０を構成する第２の電極２２および中間層２３を分割するスクライブライン３０である複数のスクライブライン３０Ｃが第２の電極２２および中間層２３に形成される。

図８〜図１０はメカニカルスクライブ法によるスクライブライン３０の具体的な加工工程に関する図である。ここでは、スクライブライン３０を代表してスクライブライン３０Ｂの加工工程を取り上げている。スクライブライン３０Ｃはスクライブライン３０Ｂの加工工程に準じた加工工程を経て形成される。

図８に示される第１の工程の第１の段階では、ステージ１３０の載置面１３１に平行な仮想面である走査面上における基板１０に対する刃物１６０の位置が調節される。一例では、第１の工程における第１の段階は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０はカメラ１４０により検出されたアライメントマーク４０の位置に基づいて、走査面上における加工開始点３０Ｘの座標を算出し、刃先１６１の座標が加工開始点３０Ｘの座標と一致するように各アクチュエータ２０１、２０２に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて各アクチュエータ２０１、２０２が駆動することにより、刃先１６１の座標が加工開始点３０Ｘの座標と実質的に一致する。

第１の工程の第２の段階では、刃先１６１が中間層２３に押し付けられ、中間層２３に加工開始点３０Ｘが形成される。一例では、第１の工程の第２の段階は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は最初に、刃先１６１が第１の押付力で中間層２３に押し付けられるように第３のアクチュエータ２０３に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第３のアクチュエータ２０３が駆動することにより、刃先１６１が下降して第１の押付力で中間層２３に押し付けられ、刃先１６１の先端が中間層２３に食い込む。なお、第１の押付力の一例は２．０Ｎである。

図９に示される第２の工程では、中間層２３に第２のスクライブライン３２が形成される。一例では、第２の工程は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は、刃物１６０が第２の押付力で中間層２３に押し付けられ、その刃物１６０が第２の走査速度で第１の方向Ｄ１に移動するように各アクチュエータ２０１、２０３に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて各アクチュエータ２０１、２０３が駆動することにより、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態において刃物１６０が第１の方向Ｄ１に移動し、刃物１６０により中間層２３が除去され、第２のスクライブライン３２が形成される。なお、第２の押付力の一例は第１の押付力よりも弱い１．３Ｎである。第２の走査速度の一例は１０００ｍｍ／秒である。

制御装置１２０は次に、刃物１６０の位置が加工終了点３０Ｚに到達したことに基づいて、刃物１６０の走査が一旦停止するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃物１６０が加工終了点３０Ｚで停止し、加工開始点３０Ｘから加工終了点３０Ｚまでの長さを持つスクライブライン３０が形成される。なお、第２のスクライブライン３２の長さは基板１０のサイズに応じて設定され、通常は０．２ｍ程度から１ｍ程度の範囲に含まれる。

加工装置１００によれば、ヘッド１５０に複数本の刃物１６０が取り付けられているため、刃物１６０が中間層２３に１回押し付けられることにより複数の加工開始点３０Ｘが中間層２３に同時に形成される。また、第１の方向Ｄ１に刃物１６０が１回走査されることにより、複数のスクライブライン３０が中間層２３に同時に形成される。

制御装置１２０は、加工開始点３０Ｘから加工終了点３０Ｚまで刃物１６０を１回走査したことにより複数のスクライブライン３０Ｂが中間層２３に形成された後、第１の工程の第１の段階を再び実行し、中間層２３への形成が予定されている次のスクライブライン３０Ｂの加工開始点３０Ｘの座標と刃先１６１の位置とが一致するように各アクチュエータ２０１、２０２に指令信号を出力する。２回目以降の第１の段階では、刃物１６０が第１の方向Ｄ１とは反対の方向である第２の方向Ｄ２に規定の距離だけ移動するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号が出力され、併せて刃物１６０がＸ方向の一方に規定の距離だけ移動するように第２のアクチュエータ２０２に指令信号が出力される。

制御装置１２０は次に、第１の工程の第２の段階および第２の工程を上述のとおり実行することにより次のスクライブライン３０Ｂを中間層２３に形成する。制御装置１２０はその後、中間層２３への形成が予定されている全てのスクライブライン３０Ｂが中間層２３に形成されるまで、上記と同様に第１の工程および第２の工程を繰り返し実行する。

実施の形態１の加工装置１００によれば、例えば以下に示される効果が得られる。
（１）加工装置１００は加工開始点３０Ｘの形成時における第１の押付力をスクライブライン３０の形成時における第２の押付力より強くする。この構成によれば、加工開始点３０Ｘにおいて刃物１６０が薄膜２０または積層途中の薄膜に確実に食い込むため、スクライブライン３０の形成のために引き続き刃物１６０が走査されることにより薄膜２０または積層途中の薄膜が確実に除去され、スクライブライン３０が安定して形成される。また、加工開始点３０Ｘが形成された後、刃物１６０が押し付けられた状態が維持されながらスクライブライン３０が形成される。このため、スクライブライン３０の加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブライン３０を形成する過程において刃物１６０の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物１６０の動作が簡素化される。このため、スクライブライン３０の形成に要する時間が短縮される。

（２）刃先１６１の断面の形状が円形である。この構成によれば、刃先１６１の断面が角を含む場合と比較して、刃先１６１が摩耗した場合における初期の形状からの変化の度合が小さいため、同一の刃物１６０が長期間にわたって使用される場合においてスクライブライン３０の品質がばらつきにくい。

（実施の形態２）
実施の形態２の加工装置１００は実施の形態１の加工装置１００と実質的に同じ構成を備える。実施の形態２では、条件切替点３０Ｙが加工開始点３０Ｘとは異なる位置に設定される点において実施の形態１の加工方法と相違する。

図１０は実施の形態２の加工装置１００による加工完了後の薄膜太陽電池１の平面図である。スクライブライン３０Ｂおよびスクライブライン３０Ｃは、加工開始点３０Ｘから加工終了点３０Ｚまでにわたり延びる溝であり、その加工工程の点から第１のスクライブライン３１および第２のスクライブライン３２の２種類の領域に区分される。スクライブライン３０Ｂ、３０Ｃは実質的に連続して形成された第１のスクライブライン３１および第２のスクライブライン３２により構成される１本の溝である。

第１のスクライブライン３１は刃物１６０による第２のスクライブライン３２の加工を補助するために形成され、基板１０の辺に平行な短いスクライブラインであり、加工開始点３０Ｘから条件切替点３０Ｙまでにわたり延びる直線である。第２のスクライブライン３２は基板１０の辺に平行な長いスクライブラインであり、条件切替点３０Ｙから加工終了点３０Ｚまでにわたり延びる直線である。実施の形態２では、条件切替点３０Ｙは第１のスクライブライン３１の加工終了点であり、その条件切替点３０Ｙにおいて加工条件の２つである刃物１６０の押付力および走査速度が切り替えられる。

図８、図１１、および、図１２はメカニカルスクライブ法によるスクライブライン３０の具体的な加工工程に関する図である。ここでは、スクライブライン３０を代表してスクライブライン３０Ｂの加工工程を取り上げている。スクライブライン３０Ｃはスクライブライン３０Ｂの加工工程に準じた加工工程を経て形成される。

図８に示される第１の工程の第１の段階は実施の形態１と同様の工程である。
図１１に示される第１の工程の第２の段階では、刃先１６１が中間層２３に押し付けられ、中間層２３に第１のスクライブライン３１が形成される。一例では、第１の工程の第２の段階は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は最初に、刃先１６１が第１の押付力で中間層２３に押し付けられるように第３のアクチュエータ２０３に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第３のアクチュエータ２０３が駆動することにより、刃先１６１が下降して第１の押付力で中間層２３に押し付けられ、刃先１６１の先端が中間層２３に食い込む。第１の押付力の一例は第２のスクライブライン３２の形成時における刃物１６０の押付力である第２の押付力よりも強い２．０Ｎである。

制御装置１２０は次に、刃物１６０が第１の走査速度で走査されるように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態において刃物１６０が走査される。このため、中間層２３が刃先１６１により剥離され、第１のスクライブライン３１が中間層２３に形成される。なお、第１の走査速度の一例は５０ｍｍ／秒である。

制御装置１２０は次に、刃物１６０の位置が条件切替点３０Ｙに到達したことに基づいて、刃物１６０の走査が一旦停止するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃物１６０が条件切替点３０Ｙで停止し、加工開始点３０Ｘから条件切替点３０Ｙまでの長さを持つ第１のスクライブライン３１が形成される。第１のスクライブライン３１の長さは、刃物１６０の走査により中間層２３を剥離するために必要な最小限の長さであることが好ましい。最小限の長さの一例は１ｍｍである。図１１に示される例では、第１のスクライブライン３１の長さは最小限の長さよりも長い。その一例は３ｍｍである。

図１２に示される第２の工程では、中間層２３に第２のスクライブライン３２が形成される。一例では、第２の工程は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は、刃物１６０を第２の押付力で中間層２３に押し付け、第２の走査速度で条件切替点３０Ｙから加工終了点３０Ｚに向かう方向である第１の方向Ｄ１へ走査されるように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態において刃物１６０が加工終了点３０Ｚまで走査される。このように、加工条件である刃物１６０の押付力および走査速度は、刃物１６０が条件切替点３０Ｙに到達したことにより切り替えられる。なお、刃物１６０の走査を止めることなく第１の工程および第２の工程を実行することもできる。

刃物１６０が条件切替点３０Ｙから加工終了点３０Ｚまで走査されることにより中間層２３が除去され、第２のスクライブライン３２が形成される。なお、第２のスクライブライン３２が形成される場合における刃物１６０の押付力である第２の押付力の一例は１．３Ｎである。第２のスクライブライン３２が形成される場合における刃物１６０の走査速度である第２の走査速度の一例は第１の走査速度よりも速い１０００ｍｍ／秒である。

制御装置１２０は次に、刃物１６０の位置が加工終了点３０Ｚに到達したことに基づいて、刃物１６０の走査が一旦停止するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃物１６０が加工終了点３０Ｚで停止し、加工開始点３０Ｘから加工終了点３０Ｚまでの長さを持つスクライブライン３０が形成される。

実施の形態２の薄膜太陽電池の加工装置１００によれば、実施の形態１の薄膜太陽電池の加工装置１００により得られる（１）および（２）の効果に加えて、以下に示される効果がさらに得られる。

（３）加工装置１００は第１のスクライブライン３１の加工開始点３０Ｘから第１のスクライブライン３１の加工終了点である条件切替点３０Ｙまでの部分の形成時における第１の押付力を第２の押付力よりも強くする。この構成によれば、加工開始点３０Ｘから条件切替点３０Ｙまでにおいて薄膜２０または積層途中の薄膜が確実に除去され、それにともない第２のスクライブライン３２の加工開始点である条件切替点３０Ｙにおいても薄膜２０または積層途中の薄膜が確実に除去され、第２のスクライブライン３２が安定して形成される。

（４）加工装置１００は第１の走査速度を第２の走査速度よりも遅くする。この構成によれば、スクライブライン３０の加工工程における初期の部分において刃物１６０の走査速度が遅い速度に設定されるため、薄膜２０または積層途中の薄膜が刃物１６０により確実に除去される。このため、スクライブライン３０が安定して形成される。

（変形例）
上記各実施の形態に関する説明は本発明に従う薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法は実施の形態以外に例えば以下に示される上記各実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。

・実施の形態２において、第１のスクライブライン３１の形成時における第１の押付力は任意に変更可能である。一例では、加工開始点３０Ｘから条件切替点３０Ｙまでの形成時における第１の押付力を第２の押付力まで連続的に漸減させることもできる。

・第１のスクライブライン３１の形成方向および形状は任意に変更可能である。一例では、図１３に示されるとおり第１のスクライブライン３１が第２のスクライブライン３２と交差する方向に延びるように形成される。別の一例では、交点を含むように第１のスクライブライン３１が形成される（図示略）。

・第１の電極２１を分割するスクライブライン３０Ａの加工方法はレーザースクライブ法に限られず、加工装置１００を用いたメカニカルスクライブ法に変更可能である。
・上記各実施の形態の走査手段は、第１のアクチュエータ２０１およびヘッドガイド１７０により構成され、本体１１０に固定されたステージ１３０に対してヘッド１５０を移動させることにより刃物１６０を走査しているが、走査手段の構成はこれに限られず任意に変更可能である。変形例の走査手段は、例えば本体１１０に対して移動可能なステージ１３０、および、ステージ１３０を本体１１０に対して移動させるアクチュエータを備える。ヘッド１５０は本体１１０に固定される。この走査手段は、ヘッド１５０に対してステージ１３０を移動させることにより刃物１６０を走査する。走査手段に関するさらに別の変形例は、第１のアクチュエータ２０１、第２のアクチュエータ２０２、ヘッドガイド１７０、本体１１０に対して移動可能なステージ１３０、および、ステージ１３０を本体１１０に対して移動させるアクチュエータを備える。この走査手段は、ヘッドガイド１７０をステージ１３０に対して移動させること、および、ステージ１３０をヘッドガイド１７０に対して移動させることができる。

１ ：薄膜太陽電池
１０ ：基板
２０ ：薄膜
３０ ：スクライブライン
３０Ｘ：加工開始点
３０Ｙ：条件切替点
３１ ：第１のスクライブライン
３２ ：第２のスクライブライン
１００：加工装置
１２０：制御装置
１３０：ステージ
１５０：ヘッド
１６０：刃物
１６１：刃先
１７０：刃物
１７１：刃先

Claims (7)

1. 薄膜が形成された基板が載せられるステージと、
   前記薄膜にスクライブラインを形成する刃物と、
   前記刃物を前記薄膜に押し付けるヘッドと、
   前記ヘッドを前記ステージに対して相対的に移動させることにより前記刃物を走査する走査手段と、
   前記ヘッドおよび前記走査手段の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は前記刃物を前記薄膜に押し付けることにより前記スクライブラインの加工開始点を前記薄膜に形成し、前記加工開始点が形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインを前記薄膜に形成し、前記加工開始点の形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記スクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする
   薄膜太陽電池の加工装置。
2. 薄膜が形成された基板が載せられるステージと、
   前記薄膜にスクライブラインを形成する刃物を備え、前記刃物を前記薄膜に押し付けるヘッドと、
   前記ヘッドを前記ステージに対して相対的に移動させることにより前記刃物を走査する走査手段と、
   前記ヘッドおよび前記走査手段の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記薄膜に押し付けた前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第１のスクライブラインを前記薄膜に形成し、前記第１のスクライブラインが形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第２のスクライブラインを前記薄膜に形成し、前記第１のスクライブラインの形成時の少なくとも一部において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第２のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする
   薄膜太陽電池の加工装置。
3. 前記制御装置は、前記第１のスクライブラインの加工開始点から前記第１のスクライブラインの加工終了点までの部分の形成時における前記押付力を前記第２のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする
   請求項２に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
4. 前記制御装置は、前記第１のスクライブラインを形成する場合における前記刃物の走査速度を前記第２のスクライブラインを形成する場合における前記刃物の走査速度よりも遅くする
   請求項２または３に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
5. 前記刃物の長手方向に交差する断面における前記刃物の刃先の形状が円形である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
6. 基板に形成された薄膜に刃物を押し付けた状態において前記刃物を走査することにより前記薄膜にスクライブラインを形成する薄膜太陽電池の加工方法であって、
   前記刃物を前記薄膜に押し付けることにより前記スクライブラインの加工開始点を前記薄膜に形成する第１の工程と、
   前記加工開始点が形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインを前記薄膜に形成する第２の工程と、
   前記加工開始点の形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記スクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする第３の工程とを備える
   薄膜太陽電池の加工方法。
7. 基板に形成された薄膜に刃物を押し付けた状態において前記刃物を走査することにより前記薄膜にスクライブラインを形成する薄膜太陽電池の加工方法であって、
   前記薄膜に押し付けた前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第１のスクライブラインを前記薄膜に形成する第１の工程と、
   前記第１のスクライブラインが形成された後に前記刃物を前記薄膜に押し付けた状態を維持しながら前記刃物を走査することにより前記スクライブラインの一部である第２のスクライブラインを前記薄膜に形成する第２の工程と、
   前記第１のスクライブラインの形成時の少なくとも一部において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第２のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする第３の工程とを備える
   薄膜太陽電池の加工方法。