JPWO2011027532A1 - 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュールの製造装置 - Google Patents

太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュールの製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】シャント及びクラックの発生を防止することが可能な、レーザ光によるエッジディレーション工程を含む太陽電池の製造方法及び当該方法に用いる製造装置を提供すること。【解決手段】透明基板２上に順に形成された、透明電極層３、光電変換層４及び裏面電極層５を含む積層体１に透明基板２側から第１のレーザ光Ｌ１を照射することで、第１のレーザ光Ｌ１が照射された第１の領域Ａ１上の光電変換層４及び裏面電極層５を除去し、領域Ａ１内に、第１のレーザ光Ｌ１と異なる特性を有する第２のレーザ光Ｌ２を、領域Ａ１と離間するように照射することで、第２のレーザ光Ｌ２が照射された第１の領域Ａ１に含まれる第２の領域Ａ２上の透明電極層３を除去する。【選択図】図５

Description

本発明は、エッジディレーション工程を含む太陽電池モジュールの製造方法及び当該方法に用いられる太陽電池モジュールの製造装置に関する。
太陽電池は、光発電を行う最小単位である太陽電池セルが一枚の基板上に複数形成された太陽電池モジュールから構成されている。ここで、太陽電池モジュールの製造工程の一つに、エッジディレーションと呼ばれる工程がある。太陽電池モジュールの製造工程は一般的に、ガラス等からなる基板上に透明電極層、光電変換層、裏面電極層等を含む薄膜を一様に形成する工程を含む。ここで、基板の周縁部（周縁から一定の幅の部分）上に薄膜が存在している場合、薄膜と周縁部に取り付けられる金属フレーム等とがショートし、あるいは水分等が周縁部から浸潤することによって発電性能が低下するおそれがある。このため、薄膜の形成後に、基板の周縁部上に存在する薄膜を除去する工程であるエッジディレーションが必要となる。
エッジディレーションには、例えばサンドブラスト法を用いる方法がある。サンドブラスト法では研磨粉をガスによって周縁部上の薄膜に噴射し、薄膜を物理的に除去する。しかしサンドブラスト法では、研磨粉が発電領域にも飛散することによって発電性能が低下する、あるいは粉塵が多量に発生する等という問題がある。この他にも回転する砥石により直接研磨する方法や薬液によってエッチングする方法等があるがそれぞれ生産性の点等において問題を有する。そこで、近年、レーザ光を用いたエッジディレーションが検討されている。
例えば、特許文献１には、レーザーを用いる太陽電池モジュールの製造方法及が開示されている。当該製造方法ではレーザーにより、透光性基板上に順次積層された透明導電層、光電変換層、裏面電極層のうち裏面電極層及び光電変換層を除去することによってバリ防止溝が形成される。次に、バリ防止溝の外側（周縁の領域）の透明導電層、光電変換層、裏面電極層をレーザーにより除去することによって周縁分離溝が形成される。この際、レーザービームパターンの端部がバリ防止溝に重なり、レーザービームパターンの中央部がバリ防止溝の外部に到達するようにレーザを照射する。このようにして周縁分離溝を形成することにより、透明導電層の残渣が溝の壁面に付着することによって発生する裏面電極層と透明電極層との短絡（シャント）が防止されるとされている。
特開２００８−６６４５３号公報（段落[００５６]、図７Ｂ）
しかしながら、特許文献１に記載のレーザーを用いる太陽電池モジュールの製造方法では、周縁分離溝が形成される際、レーザービームパターンの中央部においては透明導電層、光電変換層及び裏面電極層が一括で除去される。ここで、透明導電層、光電変換層及び裏面電極層を一括で除去する場合、透光性基板側から照射されるレーザが裏面電極層によって反射され、熱が蓄積することによりレーザービームが照射された部分の透光性基板にクラックが発生するおそれがある。クラックは、製造された太陽電池の外観変化につながるうえ、太陽電池パネルの破損や品質低下、特に経年による水分等の浸潤による発電性能の低下等の原因になると考えられる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、シャント及びクラックの発生を防止することが可能な、レーザ光によるエッジディレーション工程を含む太陽電池の製造方法及び当該製造方法に用いる太陽電池モジュールの製造装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上に順に形成された透明電極層、光電変換層及び裏面電極層とを含む積層体に上記透明基板側から第１のレーザ光を照射することで、上記第１のレーザ光が照射された第１の領域上の上記光電変換層及び上記裏面電極層を除去する。
上記第２のレーザ光が照射された上記第２の領域上の上記透明電極層は、上記第１の領域内に、上記第１のレーザ光と異なる特性を有する第２のレーザ光を、上記第１の領域と離間するように照射することで除去される。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る太陽電池モジュールの製造装置は、透明基板と、上記透明基板上に順に形成された透明電極層、光電変換層及び裏面電極層とを含む積層体にレーザ光を照射する太陽電池モジュールの製造装置であって、レーザ光発振部と、出力調節機構と、ステージと、位置制御機構とを有する。
上記レーザ光発振部は、赤外線波長域に含まれる波長を有するレーザ光を生成する。
上記出力調節機構は、上記光電変換層及び上記裏面電極層を除去するときは、上記レーザ光の出力を調節することで第１のレーザ光を形成させ、上記透明電極層を除去するときは、上記レーザ光の出力を調節することで上記第１のレーザ光より高い出力を有する第２のレーザ光を形成する。
上記ステージは、上記積層体が載置される。
上記位置制御機構は、上記積層体に上記第１のレーザ光が照射されることで形成された上記光電変換層及び上記裏面電極層が除去された第１の領域に、上記積層体に上記第２のレーザ光が照射されることで形成された上記透明電極層が除去された第２の領域が、上記第１の領域に含まれ、かつその周縁が上記第１の領域と離間するように、上記レーザ光発振部と上記ステージの相対位置を制御する。
第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 積層体作製工程において作製される積層体の構造を示す断面図である。 積層体作製工程において作製される積層体を示す平面図である。 エッジディレーション工程における第１のレーザ光の照射の様子を説明する図である。 エッジディレーション工程における第２のレーザ光の照射の様子を説明する図である。 第１の実施形態に係るレーザ光照射装置の概略構成を示す図である。 位置制御機構によるレーザ光の照射位置制御の様子を示す図である。 モジュール化工程においてモジュール化された積層体を示す断面図である。 第２の実施形態に係るレーザ光照射装置の概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係るレーザ光照射装置の概略構成を示す図である。 基板の移動経路を示す図である。 基板の移動経路を示す図である。 第４の実施形態に係るレーザ光照射装置の概略構成を示す図である。
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上に順に形成された透明電極層、光電変換層及び裏面電極層とを含む積層体に上記透明基板側から第１のレーザ光を照射することで、上記第１のレーザ光が照射された第１の領域上の上記光電変換層及び上記裏面電極層を除去する。
上記第２のレーザ光が照射された上記第２の領域上の上記透明電極層は、上記第１の領域内に、上記第１のレーザ光と異なる特性を有する第２のレーザ光を、上記第１の領域の終周縁と離間するように照射することで除去される。
第１のレーザ光により積層体の裏面電極層及び光電変換層が除去され、第２のレーザ光により裏面電極層及び光電変換層が上層に存在しない透明電極層が除去される。第１のレーザ光の特性（波長あるいはエネルギー密度）と第２のレーザ光の特性を異なるものとすることにより、第１のレーザ光によって透明電極層を除去せず、第２のレーザ光によって透明電極層を除去することが可能である。第１のレーザ光は透明電極層を除去しないため、第１のレーザ光の照射によって透明基板にクラックは発生しない。また、第２のレーザ光が透明電極層を除去する際には光電変換層及び裏面電極層が除去されているため、裏面電極層によって第２のレーザ光が反射されることはなく、熱の蓄積によって透明基板にクラックが発生することは防止される。さらに、第２のレーザ光を、第１の領域内に、第１の領域の周縁と離間するように照射することにより、第１のレーザ光の照射により形成された光電変換層及び裏面電極層の端面と、第２のレーザ光により透明電極層が除去される位置が離間する。これにより、透明導電層が除去される際に熱により裏面電極層が溶融し、あるいは透明導電層の残渣が上記端面に付着することにより発生する、裏面電極層と透明導電層の短絡（シャント）の発生を防止することが可能である。
上記第１のレーザ光と上記第２のレーザ光は、赤外線波長域に含まれる同一の波長を有し、上記第２のレーザ光は、上記第１のレーザ光より高いエネルギー密度となるように照射されてもよい。
積層体の透明電極層は、赤外線波長を有するレーザ光に対し若干の吸収を生じる。このため、レーザ光のエネルギー密度を調節することにより、透明電極層が除去されるか否かを選択することが可能である。第１のレーザ光のエネルギー密度を十分小さくし、レーザアブレーション閾値以下にすることにより、透明電極層を除去しないことが可能となる。一方、第２のレーザ光のエネルギー密度を十分大きくすることにより、（大部分が透明電極層を透過するとしても）透明電極層をレーザアブレーションにより除去させることが可能である。このため、赤外線波長を有するレーザのエネルギー密度を調節することで、第１のレーザと第２のレーザとすることが可能である。これにより、本発明の特徴となるエッジディレーションに用いられるレーザ光照射装置は、単一の赤外線レーザ光を出射することが可能なレーザ光生成機構を有していればよく、単純化することが可能である。また、赤外線レーザ光の生成機構は高調波のレーザ光の生成機構に比べて一般に安価であり、レーザ光照射装置のコストを低減することも可能である。
上記第１のレーザ光は、緑色光波長域に含まれる波長を有し、上記第２のレーザ光は、赤外線波長域に含まれる波長を有してもよい。
積層体の透明電極層の、緑色光波長を有するレーザ光に対する吸収率は、赤外線波長を有するレーザ光に対する吸収率に比べ著しく小さい。このため、緑色光波長を有するレーザ光を第１のレーザ光とすることにより、そのエネルギー密度に拘らず透明電極層を除去せず、光電変換層及び裏面電極層を除去することが可能である。また、赤外線波長を有するレーザを第２のレーザ光とすることにより、十分エネルギー密度を大きくすることによって透明電極層を除去することが可能である。
上記第２のレーザ光は、上記透明基板側から上記積層体に照射されてもよい。
第２のレーザ光が照射される際、その照射領域は第１の領域に含まれ、レーザ光を反射する裏面電極層が存在しないため、第２のレーザ光は積層体の透明基板側からに限られず、その反対側から照射することも可能である。しかし、第２のレーザ光を透明基板側から照射することにより、第１のレーザ光と同一の光学系を利用することが可能であり、エッジディレーションに用いられるレーザ光照射装置の装置を単純化することができる。また、光学系に対する除去膜の飛散が透明基板によって防がれるため、光学系の汚染を防止できる。
上記第２の領域は、前記積層体の端部を含んでいてもよい。
積層体の端部の透明電極層、光電変換層及び裏面電極層が全て除去されるため、後の工程において封止剤を透明基板に直接塗布することができ、封止の密着性を向上できるため、より耐湿性、耐天候性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造装置は、透明基板と、上記透明基板上に順に形成された透明電極層、光電変換層及び裏面電極層とを含む積層体にレーザ光を照射する太陽電池モジュールの製造装置であって、レーザ光発振部と、出力調節機構と、ステージと、位置制御機構とを有する。
上記レーザ光発振部は、赤外線波長域に含まれる波長を有するレーザ光を生成する。
上記出力調節機構は、上記光電変換層及び上記裏面電極層を除去するときは、上記レーザ光の出力を調節することで第１のレーザ光を形成させ、上記透明電極層を除去するときは、上記レーザ光の出力を調節することで上記第１のレーザ光より高い出力を有する第２のレーザ光を形成する。
上記ステージは、上記積層体が載置される。
上記位置制御機構は、上記積層体に上記第１のレーザ光が照射されることで形成された上記光電変換層及び上記裏面電極層が除去された第１の領域に、上記積層体に上記第２のレーザ光が照射されることで形成された上記透明電極層が除去された第２の領域が、上記第１の領域に含まれ、かつその周縁が上記第１の領域と離間するように、上記レーザ光発振部と上記ステージの相対位置を制御する。
出力調節機構によってレーザ光の出力が調節されることにより、１つの光学系を用いることができ、照射面でのレーザスポットの面積及びステージの移動速度を変えることなく、エネルギー密度が異なる赤外線レーザ光、即ち第１のレーザ光と第２のレーザ光を形成することが可能である。また、位置制御機構によって、第１のレーザ光により積層体の光電変換層及び裏面電極層が除去された第１の領域に、第２のレーザ光により透明電極層が除去される第２の領域が含まれ、かつその周縁が第１の領域と離間するようにレーザスポット位置を制御される。これにより、透明基板へのクラックの発生及びシャントの発生を防止することが可能となる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。同図に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、積層体を作製する工程（Ｓｔ１）と、エッジディレーション工程（Ｓｔ２）と、モジュール化工程（Ｓｔ３）とを有する。なお、本実施形態に係る太陽電池の製造方法はこれ以外の工程を含んでもよい。以下、それぞれの工程について説明する。
[積層体を作製する工程（Ｓｔ1)]
積層体を作製する工程（Ｓｔ１）について説明する。
図２は、本工程によって作製される積層体１を示す断面図である。図３は、積層体１を示す平面図である。
積層体１は、透明基板２上に、透明電極層３、光電変換層４及び裏面電極層５を積層することによって形成される。透明基板２は、例えば１ｍ×１ｍ、厚さ５ｍｍのサイズを有する白板ガラス（Ｆｅ成分が除去されたガラス）からなる。なお、透明基板２は、これ以外にも青板ガラス（Ｆｅ成分が除去されていないガラス）、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、シリカガラス、鉛ガラス等の各種ガラス、合成樹脂等からなるものであってもよく、サイズもこれに限られない。
最初に、透明電極層３を積層する。透明電極層３は、透明基板２上に熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法により厚さ１μｍのＳｎＯ２薄膜を成膜することにより形成することができる。透明電極層３はＳｎＯ２以外にも、ＺｎＯ、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide)等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Transparent Conductive Oxide）等、光透過性が高い導電性材料からなるものとすることが可能であり、厚さは適宜変更することが可能である。成膜方法も熱ＣＶＤ法に限られず、スパッタリング法、塗布等であってもよい。
次に、透明電極層３を分離する。透明電極層３にＮｄ：ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）をレーザ結晶とする赤外線レーザ光（波長：１０６４ｎｍ）を照射することにより、透明電極層３を線状に除去し（レーザスクライビング）、分離線３ｓを形成する。分離線３ｓは一方向に平行に複数が配列するように形成することができる。レーザ光の波長、出力は適宜選択され、レーザ光は連続波であってもよい。透明電極層３の分離は、後述する光電変換層４により生成される電流を直列に接続するために行われ、分離線３ｓは例えば、一方向に平行に複数が配列するように形成される。透明電極層３の分離はレーザスクライビングによるものに限られず、他の方法を用いてもよい。また、透明電極層３の分離は透明電極層３上に他の層が形成された後に施されてもよい。
次に、光電変換層４を積層する。光電変換層４は、透明電極層３上にプラズマＣＶＤ法により厚さ３０ｎｍのＢドープアモルファスＳｉ膜（ｐ層）、厚さ３００ｎｍのアモルファスＳｉ膜（ｉ層）、厚さ３０ｎｍのＰドープ微結晶Ｓｉ（ｎ層）を順に成膜することにより形成することができる。光電変換層４はこれ以外にも、光電変換が可能な構造であればよく、ｐｉｎ接合の繰り返し構造、すなわちｐｉｎｐｉｎのタンデム型、ｐｉｎｐｉｎｐｉｎのトリプル型等の構造とすることができる。また、例えばｐ層とｉ層の間に配置されるバッファー層や、光の屈折率を調整するＴＣＯ層等の中間層を有していてもよい。成膜方法もプラズマＣＶＤ法に限られない。
次に、光電変換層４を分離する。光電変換層４にＮｄ：ＹＡＧをレーザ結晶とする第２次高調波のグリーンレーザ光（波長：５３２ｎｍ）を照射することにより光電変換層４を線状に除去し、分離線４ｓを形成する。レーザ光の波長、出力は適宜選択され、レーザ光は連続波であってもよい。光電変換層４の分離は、後述する裏面電極層５が透明電極層３と接続するために行われ、分離線４ｓは例えば、分離線３ｓと異なる位置に、分離線３ｓと平行に複数が配列するように形成される。光電変換層４の分離はレーザスクライビングによるものに限られず、他の方法を用いてもよい。また、光電変換層４の分離は、光電変換層４上に他の層が形成された後に施されてもよい。
次に、裏面電極層５を積層する。裏面電極層５は、光電変換層４上にスパッタリング法により厚さ３００ｎｍのＡｇを成膜することにより形成することができる。裏面電極層５はこれ以外にも、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ等の光電変換層４を透過した光を反射することが可能な導電性材料からなるものとすることが可能であり、厚さは適宜変更することが可能である。成膜方法もスパッタリング法に限られず、ＣＶＤ法、塗布法等であってもよい。
次に、光電変換層４及び裏面電極層５を分離する。光電変換層４及び裏面電極層５にＮｄ：ＹＡＧをレーザ結晶とする赤外線レーザ光（波長：１０６４ｎｍ）、あるいはＮｄ：ＹＡＧをレーザ結晶とする第２次高調波のグリーンレーザ光（波長：５３２ｎｍ）を照射することにより、光電変換層４及び裏面電極層５を線状に除去し、セル分離線６を形成する。
セル分離線６は一方向に平行に複数が配列するように形成することができる。レーザ光の波長、出力は適宜選択され、レーザ光は連続波であってもよい。
セル分離線６は、分離線３ｓ及び分離線４ｓと異なる位置に、これらと平行に複数が形成される。レーザ光は裏面電極層５によって反射されないように透明基板２側から入射される。セル分離線６を形成することにより、光電変換層４で生成された電流が透明電極層３及び裏面電極層５を通じて隣接する光電変換層４に流通することが可能となり、セルが分離される。光電変換層４及び裏面電極層５の分離はレーザスクライビングによるものに限られず、他の方法を用いてもよい。
以上のようにして、図２及び図３に示す積層体１が形成される。なお、積層体１の作製方法は上述のものに限られず、適宜変更することが可能である。また、積層体１は、上述した層以外の層を含むものであってもよい。図３に示すように、積層体１の周縁から一定の幅の部分を周縁部１ａとし、積層体１の周縁部１ａ以外の部分を発電に寄与する発電部１ｂとする。
[エッジディレーション工程（Ｓｔ２)]
エッジディレーション工程は、積層体１の周縁部１ａ上に存在する透明電極層３、光電変換層４及び裏面電極層５を除去する工程である。これにより、これらの層と後述するモジュール化工程（Ｓｔ３）で周縁部１ａに取り付けられる金属フレーム等とがショートし、あるいは太陽電池モジュールとして完成された後に、周縁部１ａから水分等が浸潤することを防止することが可能となる。
以下に示すエッジディレーション工程では、最初に、周縁部１ａ上に第１のレーザ光Ｌ１が照射されることにより光電変換層４及び裏面電極層５が除去された第１の領域Ａ１（図４）が形成される。次に、第１の領域Ａ１上に第２のレーザ光Ｌ２が照射されることにより透明電極層３が除去された第２の領域Ａ２（図５）が形成される。本実施形態のエッジディレーション工程では、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２が同一の波長を有する場合について説明する。
第１のレーザ光Ｌ１の積層体１への照射について説明する。
図４は、第１のレーザ光Ｌ１を照射する様子を説明する図である。
図４（ａ）に示すように、積層体１の周縁部１ａに透明基板２側から第１のレーザ光Ｌ１を照射する。第１のレーザ光Ｌ１は、所定の大きさに整形されたレーザスポットを走査し、レーザ光の照射位置に対する積層体１の相対的位置を移動させることにより所定の範囲に照射される。
第１のレーザ光Ｌ１は透明電極層３を透過して光電変換層４に吸収され、光電変換層４が除去されることにより、その上層である裏面電極層５も除去される。透明電極層３は除去されることなく残存する。これにより、図４（ｂ）に示すように、第１のレーザ光Ｌ１が照射された領域である第１の領域Ａ１上に透明電極層３が露出する。また、第１の領域Ａ１上の光電変換層４及び裏面電極層５が除去されることによって光電変換層４の端面４ｔと、裏面電極層５の端面５ｔが新たに形成される。図４（ｃ）は第１のレーザ光Ｌ１が照射された第１の領域Ａ１の範囲を示す平面図である。
第１のレーザ光Ｌ１は赤外線波長域に含まれる波長を有するレーザ光（赤外線レーザ光）とすることが可能である。赤外線レーザ光は透明電極層３で若干吸収されるものの大部分は透過し、光電変換層４に到達して吸収される。このため、第１のレーザ光Ｌ１を適切なエネルギー密度とすることにより、透明電極層３をレーザアブレーションすることなく、光電変換層４のみをレーザアブレーションすることが可能である。また、上述のように、通常、光電変換層４はＣＶＤ法等によって積層されるのに対し、裏面電極層５はスパッタ法等によって積層される。このため、光電変換層４の透明電極層３に対する密着性に対して、裏面電極層５の光電変換層４に対する密着性が高い。これらのことから、透明電極層３と光電変換層４及び裏面電極層５を選択的に除去することは十分に可能である。
具体的には、第１のレーザ光Ｌ１としてＮｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光を用いることが可能である。第１のレーザ光Ｌ１の波長は、透明電極層３への光吸収が小さく、光電変換層４への光吸収が大きい赤外線波長域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）から透明電極層３及び光電変換層４の材料に応じて選択することが可能である。このようなレーザ光として、Ｅｒ：ＹＡＧ（波長２９４０ｎｍ）、Ｈｏ：ＹＡＧ（波長２０９８ｎｍ）、Ｙｂ：ＹＡＧ（波長１０３０ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＶＯ４（波長１０６４、１３４２ｎｍ）、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４（波長１０６３ｎｍ）、Ｔｉサファイア（波長７００〜１０００ｎｍ）等をレーザ結晶とする固体レーザ光がある。これ以外にも、ガスレーザ光、半導体レーザ光を第１のレーザ光Ｌ１としてもよい。また、レーザ光はパルス状であってもよく、連続波であってもよい。
第１のレーザ光Ｌ１のエネルギー密度は、レーザ光の波長によって透明電極層３の透過率、光電変換層４の吸収率が異なるが、透明電極層３を除去せず、光電変換層４及び裏面電極層５を除去することが可能な範囲で適宜選択される。例えば、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光の場合０．５〜１．５Ｊ／ｃｍ２とすることが可能である。
なお、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２のエネルギー密度は、照射面における単位面積あたりの尖頭値出力密度（Ｗ／ｃｍ２）の時間積分値（Ｊ／ｃｍ２）である。
第１のレーザ光Ｌ１により透明電極層３ではアブレーションしないため、第１のレーザ光Ｌ１が照射された段階で透明基板２にクラックが発生することは防止される。また、第１のレーザ光Ｌ１の照射によって新たに形成された端面４ｔ及び端面５ｔは、熱による損傷及び残渣による汚染が少ない。
第２のレーザ光Ｌ２の積層体１への照射について説明する。
図５は、第２のレーザ光Ｌ２を照射する様子を説明する図である。
図５（ａ）に示すように、第１の領域Ａ１に第２のレーザ光Ｌ２を照射する。第２のレーザ光Ｌ２は第１のレーザ光Ｌ１と同様に透明基板２側から照射してもよく、また、レーザ光を反射する裏面電極層５は除去されているため、透明基板２側と反対側から照射してもよい。第２のレーザ光が照射された領域である第２の領域Ａ２は、その周縁が第１の領域Ａ１の周縁と離間した領域とすることができる。第２のレーザ光Ｌ２は、所定の大きさに整形されたレーザスポットを走査し、レーザ光の照射位置に対する積層体１の相対的位置を移動させることにより所定の範囲に照射される。
第２のレーザ光Ｌ２は、第１の領域Ａ１上に存在する露出する透明電極層３に吸収され、透明電極層３は除去される。これにより図５（ｂ）に示すように、第２のレーザ光Ｌ２が照射された領域である第２の領域Ａ２上に透明基板２が露出し、第２の領域Ａ２上の透明電極層３が除去されることによって形成された、透明電極層３の新たな端面３ｔが形成される。端面３ｔの位置は、第１のレーザ光Ｌ１の照射によって形成された端面４ｔ及び端面５ｔの位置と離間する。図５（ｃ）は第２のレーザ光Ｌ２が照射された第２の領域Ａ２の範囲を示す平面図である。第１の領域Ａ１上に形成された第２の領域Ａ２の範囲をＡ１＋Ａ２として示す。
第２のレーザ光Ｌ２は、第１のレーザ光Ｌ１と同一の波長を有するレーザとすることが可能である。上述のように赤外線レーザ光は、大部分が透明電極層３を透過するが、若干は透明電極層３に吸収される。このため、第１のレーザ光Ｌ１と同一の波長であっても、そのエネルギー密度を十分大きくすることによって透明電極層３に透明電極層３が除去されるに十分なエネルギーを印加することが可能である。
具体的には、第２のレーザ光Ｌ２は、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする波長１０６４ｎｍの赤外線レーザを用いることが可能である。第２のレーザ光Ｌ２は、第１のレーザ光Ｌ１と同一の波長を有し、第１のレーザ光Ｌ１より大きいエネルギー密度を有するものとすることが可能である。
第２のレーザ光Ｌ２のエネルギー密度は、レーザの波長によって透明電極層３の吸収率が異なるが、透明電極層３を除去することが可能な範囲で適宜選択される。例えば、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザの場合５Ｊ／ｃｍ２以上とすることが可能である。第２のレーザ光Ｌ２として、第１のレーザ光Ｌ１より出力が高い、あるいは第１のレーザ光Ｌ１よりレーザスポット面積が小さいレーザ光を用いることが可能である。第２のレーザ光Ｌ２はパルス状に限られず、連続波であってもよい。第１のレーザ光Ｌ１が連続波である場合であっても、第２のレーザ光Ｌ２をパルス状とすることも可能である。
第２のレーザ光Ｌ２が照射される際、第１の領域Ａ１上には第２のレーザ光Ｌ２を反射し熱の蓄積の原因となる裏面電極層５（及び光電変換層４）が存在しないため、第２のレーザ光Ｌ２が照射されることによって生じる熱の蓄積が生じず、透明基板２にクラックが生じることが防止される。
また、第２の領域Ａ２を、その周縁が第１の領域Ａ１と離間した領域とすることによって、第１のレーザ光Ｌ１によって形成された端面４ｔ及び端面５ｔと、透明電極層３が除去される位置とが離間する。これにより、第２のレーザ光Ｌ２によって除去された透明電極層３の残渣が裏面電極層５及び光電変換層４の端面に付着することによって発生するシャントを防止することが可能である。
以上のように、本実施形態のエッジディレーションでは、第１のレーザ光Ｌ１により光電変換層４及び裏面電極層５を除去し、第２のレーザ光Ｌ２により透明電極層３を除去することにより、透明基板２へ印加される熱を低減し、クラックの発生を防止することが可能である。また、第１のレーザ光Ｌ１により形成される端面４ｔ及び５ｔ、第２のレーザ光Ｌ２により形成される３ｔの溶融及び残渣の付着を低減し、シャントを防止することが可能である。さらに、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２は同一の赤外線波長を有するため、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２を生成するレーザ光生成機構を単一のものとすることが可能である。
以上のようにして積層体１がエッジディレーションされる。
エッジディレーション工程（Ｓｔ２）に用いられるレーザ光照射装置１０について説明する。
図６はレーザ光照射装置１０の概略構成を示す図である。
同図に示すようにレーザ光照射装置１０は、発振器１１と、可変減衰器１２と、集光レンズ１７と、ホモジナイザ１３と、スキャナ１４と、ｆθレンズ１５と、ステージ１６とを有する。レーザ光照射装置１０においては発振器１１、集光レンズ１７、ホモジナイザ１３、スキャナ１４及びｆθレンズ１５がレーザ光発振部に相等し、可変減衰器１２が出力調節機構に相等する。レーザ光照射装置１０の構成は以下に示すものに限られない。
発振器１１は、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２となる赤外線レーザを出射する。発振器１１は、図示しないＮｄ：ＹＡＧレーザロッド等のレーザ結晶、光励起用のレーザダイオード等を内蔵する。発振器１１はパルス発振するための機械的あるいは電気化学的Ｑスイッチ機構を備えていてもよい。第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２を同一波長の赤外線レーザ光とすることにより、発振器１１は単一の赤外線レーザ光を出射することが可能な構造とすることができる。
可変減衰器１２は、発振器１１から出射された赤外線レーザ光を減衰させ、出力を調節する。可変減衰器１２はビームスプリット型あるいはフレネル反射型のものを用いることが可能である。ビームスプリット型可変減衰器はレーザ光が直線偏光である場合に用いられ、λ／２波長板と偏光ビームスプリッタとからなる。λ／２波長板によりレーザ光の偏光方向を回転させ、偏光ビームスプリッタによりレーザ光をｓ偏光とｐ偏光に分離し、減衰させるものである。フレネル反射型可変減衰器はレーザ光が無偏光である場合に用いられ、反射コーティングを施されたミラーと反射防止コーティングが施されたコンペンセータ(光軸補償板)とからなる。反射ミラーの角度を変えることで入射するレーザ光の透過率を可変し減衰させるものである。
集光レンズ１７は、可変減衰器１２から出射されたレーザ光を、ホモジナイザ１３に集光する。ホモジナイザ１３は、入射するレーザのビーム断面形状を変換して均一な光強度分布とする。レーザ光照射装置１０は、断面形状が１辺０．６ｍｍの正方形である光ファイバをホモジナイザ１３として有する。ホモジナイザ１３により、入射した赤外線レーザ光は均一な光強度分布を有する正方形のレーザ断面形状に変換される。ホモジナイザ１３の構成はこれに限られず、屈折型（マイクロレンズアレイ、非球面レンズ等）、あるいは反射型（ライトパイプ、非球面ミラー等）のものを用いることが可能である。
スキャナ１４は、レーザ光を反射する方向を推移させることによって入射するレーザ光を走査させる。スキャナ１４は回転する多面体のミラーからなるポリゴンスキャナ、外部磁界により振動するミラーからなるガルバノスキャナ、共振により振動するミラーからなるレゾナントスキャナ等の種々の形態のスキャナから選択することが可能である。
ｆθレンズ１５は、スキャナ１４による走査されたレーザ光の走査速度及びレーザスポット形状を補正する。スキャナ１４によって走査されたレーザ光は、その反射角度によって照射対象物（積層体１）に照射された際の走査速度及びレーザスポット形状が変動するが、ｆθレンズ１５によりこれを補正することが可能である。
ステージ１６は、積層体１に対するレーザ光の照射位置を規定する。ステージ１６は、積層体１の面（レーザ被照射面）に平行な一方向であるＸ方向及びＸ方向に直交するＹ方向に移動可能に構成され、Ｘ−Ｙ平面上に自在にレーザ光を照射させることを可能とする。レーザ光照射装置１０は、ステージ１６の移動を制御する図示しない位置制御機構を有する。
以上のように構成されたレーザ光照射装置１０によるエッジディレーションの一例について説明する。
ステージ１６に積層体１が載置され、ステージ１６が移動することにより積層体１の周縁部１ａ上のいずれかの点にレーザ光が照射されるように積層体１の位置が調節される。発振器１１から１０６４ｎｍの波長及び所定の出力を有する赤外線レーザ光が出射され、可変減衰器１２により出力が調節される。当該レーザ光はホモジナイザ１３により一辺が０．６ｍｍの正方形のレーザ断面形状に変換され、均一化される。
当該レーザ光はスキャナ１４により走査され、ｆθレンズ１５を通過して補正され、積層体１の上記一点に照射され、レーザスポットの面積により出力密度が規定される。ステージ１６が移動することにより、レーザ光が所定の範囲に照射され、ステージ１６及の移動速度によりレーザ光の繰返し周波数が規定される。ここで、当該レーザ光は、透明電極層３が除去されず、光電変換層４及び裏面電極層５が除去されるエネルギー密度を有するレーザ光（第１のレーザ光Ｌ１）となるように調節される。位置制御機構によってステージ１６の移動が制御されることにより、周縁部１ａ内に第１のレーザ光Ｌ１が照射された領域である第１の領域Ａ１が形成されていく。
次に、ステージ１６が移動することにより、第１の領域Ａ１上のいずれかの点にレーザ光が照射されるように積層体１の位置が調節される。可変減衰器１２によって出力が変更され、ステージ１６の移動速度によってレーザ光の繰返し周波数が規定される。当該レーザ光は、透明電極層３が除去されるエネルギー密度を有するレーザ光（第２のレーザ光Ｌ２）となるように調節される。位置制御機構によってステージ１６の移動が制御されることにより、第１の領域Ａ１内に第２のレーザ光が照射された領域である第２の領域Ａ２が形成されていく。
位置制御機構は、第２の領域Ａ２の周縁が第１の領域Ａ１の周縁と離間するようにステージ１６の移動を制御してもよい。この場合、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２の面積を小さくできるので、レーザ光走査時間が短縮でき、スループットの向上につながる。或いは、第１の領域部が積層体１の端に及ぶ場合、すなわち第１の領域Ａ１が積層体１の端部を含む場合は、第２の領域Ａ２も同一の積層体１の端部を含んでもよい。この場合、積層体１の端部の各層が全て除去されるため、後工程において基板の封止剤を積層体１に直接塗布することができ、封止の密着性を向上できるため、より耐湿性、耐天候性に優れた太陽電池パネルを作製することができる。
図７は、位置制御機構によるレーザ光の照射位置制御の様子を示す図である。
位置制御機構は、例えば、積層体１の１辺のエッジディレーションを行う際、スキャナ１４により、第１のレーザ光Ｌ１を、第１の領域Ａ１の積層体１の中心側における端部上をＸ軸方向に走査開始位置Ｓから所定の距離α走査させる。１回の走査が終わると、位置制御機構によりＸ軸方向に一定距離βだけ走査開始位置を移動させる。その後、スキャナ１４は第１のレーザ光Ｌ１の照射位置をＹ軸方向において基板中心側と反対方向に、レーザ光の幅と等しい距離だけ移動する。したがって、次の走査ではスキャナ１４はＸ軸方向においては走査開始位置Ｓから一定距離βだけずれた位置であってＹ軸方向においてはレーザ光のＹ軸方向の幅と等しい距離だけ移動した位置から、再びＸ軸方向に所定の距離αだけ走査する。この工程を繰り返し、Ｙ軸方向において予定の範囲への照射が終わると、位置制御機構によりレーザ光Ｌ１の走査開始位置を、先述の走査開始位置ＳからＸ軸方向に所定の距離αおよびレーザ光のＸ軸方向の幅と等しい距離だけ移動する。
このようにスキャナ１４および位置制御機構を使用しながら、第１のレーザ光Ｌ１の照射位置が発電部１ｂの周りを一周するようにステージ１６を移動させる。つまり、第１のレーザ光Ｌ１は領域Ａ１の範囲をすべて走査し照射される。また、第２のレーザ光Ｌ２も第１のレーザ光Ｌ１と同様に、スキャナ１４の走査および位置制御機構を使用しながら、ステージ１６を移動させることで、領域Ａ１中の、より積層体１の外周側であって外周に接する部分を一周するように領域Ａ２を形成できる。このようにして、積層体１のエッジディレーションを行うことができる。
以上のように、発振器１１から出射されるレーザ光を赤外線レーザ光とすることにより、エネルギー密度を調節することで第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２を形成することが可能であり、単一のレーザ光生成機構を有するレーザ光照射装置を用いることが可能である。
［モジュール化工程（Ｓｔ３）］
図８は、モジュール化工程によりモジュール化された積層体１を示す図である。
モジュール化工程Ｓｔ３は、積層体１を太陽電池モジュールとして完成させる工程である。なお、この工程の前に、積層体１を洗浄する工程を設けてもよい。本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法においては、サンドブラスト法を用いる場合のように研磨粉等が発生することはないため、積層体１を洗浄する工程を省略することも可能である。
積層体１に、透明電極層３及び裏面電極層５のそれぞれに接続する図示しない配線を取り付ける。配線は、例えばハンダペーストのリフロー、導電性の接着剤による封止、メッキ等の方法によって形成することが可能である。
次に、裏面電極層５上に絶縁性樹脂からなる絶縁層７を形成する。絶縁性樹脂は例えばＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)からなるものとすることが可能である。次に、絶縁層７上に防湿性が高い材料からなる保護層８を形成する。保護層８は、順に積層されたＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、Ａｌ、ＰＥＴからなるものとすることが可能である。絶縁層７及び保護層８は、積層体１の裏面電極層５側をＥＶＡシート及びＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴシートによって被覆し、減圧下でラミネートすることにより形成することができる。次に、保護層８上に図示しないフレームを取り付け、積層体１がモジュール化される。このようなモジュール化工程は一例であり、ここに示すものに限られない。
以上のようにして太陽電池モジュールが製造される。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法では、エッジディレーション工程Ｓｔ２によって周縁部１ａの透明電極層３、光電変換層４及び裏面電極層５が除去されるのため、フレームとこれらの層を確実に絶縁することが可能である。また、透明基板２、絶縁層７及び保護層８の周縁と、透明電極層３、光電変換層４及び裏面電極層５は離間しているため、透明基板２、絶縁層７及び保護層８の周縁から水分等が浸潤し、発電性能が低下することを防止することが可能である。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態と同一の内容については記載を省略する。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、積層体を作製する工程（Ｓｔ１）と、エッジディレーション工程（Ｓｔ２）と、モジュール化工程（Ｓｔ３）とを有する。積層体を作製する工程（Ｓｔ１）、及びモジュール化工程（Ｓｔ３）は第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と同一であるので記載を省略する。
[エッジディレーション工程（Ｓｔ２)]
第２の実施形態のエッジディレーション工程は、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２の波長が異なる点で第１の実施形態のエッジディレーション工程と異なる。
第１のレーザ光Ｌ１は緑色光波長領域に含まれる波長を有するレーザ光（グリーンレーザ光）とすることが可能である。グリーンレーザ光は透明電極層３を透過し、光電変換層４に到達して吸収される。グリーンレーザ光の透明電極層３の透過率は、赤外線レーザ光の透明電極層３の透過率より著しく大きい。このため、第１のレーザ光Ｌ１をグリーンレーザ光とすることにより、透明電極層３を除去せず、光電変換層４のみを除去することが可能である。また、上述のように、通常、光電変換層４はＣＶＤ法等によって積層されるのに対し、裏面電極層５はスパッタ法等によって積層される。このため、光電変換層４の透明電極層３に対する密着性に対して、裏面電極層５の光電変換層４に対する密着性が高い。これらのことから、第１のレーザ光Ｌ１をグリーンレーザ光とすることにより透明電極層３を除去せず、光電変換層４及び裏面電極層５を除去することは十分に可能である。
具体的には、第１のレーザ光Ｌ１としてＮｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする第２次高調波（波長５３２ｎｍ）のグリーンレーザ光を用いることが可能である。第１のレーザ光Ｌ１の波長は、透明電極層３の透過率が大きい緑色光波長域（５００ｎｍ〜５７０ｎｍ）から透明電極層３及び光電変換層４の材料に応じて選択することが可能である。このようなレーザ光として、Ｎｄ：ＹＶＯ４（波長１０６４ｎｍ）Ｎｄ：ＧｄＶＯ４（波長１０６４ｎｍ）をレーザ結晶とし、第２次高調波波長変換した固体レーザ光（それぞれ波長５３２ｎｍ）、ＧａＮ（波長５３１ｎｍ）の固体レーザ光、Ａｒイオンレーザ光（波長５１５ｎｍ）、銅蒸気レーザ光（波長５１１ｎｍ）等のガスレーザ光、ＺｎＣｄＳｅを活性層とする半導体レーザ光等がある。また、レーザ光はパルス状であってもよく、連続波であってもよい。
第１のレーザ光Ｌ１のエネルギー密度は、レーザ光の波長によって光電変換層４の吸収率が異なるが、透明電極層３にほとんど吸収されないため、光電変換層４及び裏面電極層５を除去するのに十分な大きさとすることが可能である。例えば、波長５３２ｎｍのグリーンレーザ光の場合、０．５Ｊ／ｃｍ２以上とすることが可能である。
第２のレーザ光Ｌ２は、赤外線波長域に含まれる波長を有するレーザ光（赤外線レーザ光）とすることが可能である。上述のように赤外線レーザ光は、大部分が透明電極層３を透過するが、若干は透明電極層３に吸収される。このため、エネルギー密度を十分大きくすることによって透明電極層３に透明電極層３が除去されるに十分なエネルギーを印加することが可能である。
具体的には、第２のレーザ光Ｌ２として、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光を用いることが可能である。第１のレーザ光Ｌ１の波長は、透明電極層３への光吸収が小さく、光電変換層４への光吸収が大きい赤外線波長域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）から透明電極層３の材料に応じて選択することが可能である。このようなレーザ光として、Ｅｒ：ＹＡＧ（波長２９４０ｎｍ）、Ｈｏ：ＹＡＧ（波長２０９８ｎｍ）、Ｙｂ：ＹＡＧ（波長１０３０ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＶＯ４（波長１０６４、１３４２ｎｍ）、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４（波長１０６３ｎｍ）、Ｔｉサファイア（波長７００〜１０００ｎｍ）等をレーザ結晶とする固体レーザ光がある。これ以外にも、ガスレーザ光、半導体レーザ光を第１のレーザ光Ｌ１としてもよい。また、レーザ光はパルス状であってもよく、連続波であってもよい。
第２のレーザ光Ｌ２のエネルギー密度は、レーザ光の波長によって透明電極層３の吸収率が異なるが、透明電極層３を除去することが可能な範囲で適宜選択される。例えば、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光の場合５Ｊ／ｃｍ２以上とすることが可能である。第２のレーザ光Ｌ２はパルス状に限られず、連続波であってもよい。
第２のレーザ光Ｌ２が照射される際、第１の領域Ａ１上には第２のレーザ光Ｌ２を反射し熱の蓄積の原因となる裏面電極層５（及び光電変換層４）が存在しないため、第２のレーザ光Ｌ２が照射されることによって生じる熱の蓄積が生じず、透明基板２にクラックが生じることが防止される。
また、第２の領域Ａ２を、その周縁が第１の領域Ａ１と離間した領域とすることによって、第１のレーザ光Ｌ１によって形成された端面４ｔ及び端面５ｔと、透明電極層３が除去される位置とが離間する。これにより、第２のレーザ光Ｌ２によって除去された透明電極層３の残渣が裏面電極層５及び光電変換層４の端面に付着することによって発生するシャントを防止することが可能である。
以上のように、本実施形態のエッジディレーションでは、第１のレーザ光Ｌ１により光電変換層４及び裏面電極層５を除去し、第２のレーザ光Ｌ２により透明電極層３を除去することにより、透明基板２へ印加される熱を低減し、クラックの発生を防止することが可能である。また、第１のレーザ光Ｌ１により形成される端面４ｔ及び５ｔ、第２のレーザ光Ｌ２により形成される３ｔの溶融及び残渣の付着を低減し、シャントを防止することが可能である。
以上のようにして積層体１がエッジディレーションされる。
エッジディレーション工程（Ｓｔ２）に用いられるレーザ光照射装置２０について説明する。
図９はレーザ光照射装置２０の概略構成を示す図である。
同図に示すようにレーザ光照射装置２０は、発振器２１と、集光レンズ２７と、ホモジナイザ２３と、スキャナ２４と、ｆθレンズ２５と、ステージ２６とを有する。レーザ光照射装置２０においては発振器２１、集光レンズ２７、ホモジナイザ２３、スキャナ２４及びｆθレンズ２５がレーザ光発振部に相等する。レーザ光照射装置２０の構成は以下に示すものに限られない。
レーザ光照射装置２０は、第１の実施形態に係るレーザ光照射装置１０と発振器の構成が異なり、また、可変減衰器を有しない。以下、第１の実施形態に係るレーザ光照射装置１０と異なる点を中心に説明する。
本実施形態に係るレーザ光照射装置２０の発振器２１は、第１のレーザ光Ｌ１となるグリーンレーザ光及び第２のレーザ光Ｌ２となる赤外線レーザ光を出射する。発振器２１は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザロッド等のレーザ結晶、光励起用のレーザダイオード等を内蔵する。発振器２１は、レーザ結晶から生成されるレーザ光（１０６４ｎｍ）を第２次高調波（波長５３２ｎｍ）とする図示しない非線形結晶を備え、赤外線レーザ光とグリーンレーザ光を切り替えて出射することを可能な構造とすることができる。
本実施形態に係るレーザ光照射装置２０は可変減衰器を有しない。
第１の実施形態に係るレーザ光照射装置１０と異なり、発振器２１から生成されるレーザ光の出力を調節する必要がないため、可変減衰器を設けないことが可能である。
これら以外の構成（ホモジナイザ２３、スキャナ２４、ｆθレンズ２５、ステージ２６）は第１の実施形態に係るレーザ光照射装置１０と同様の構成とすることができる。
以上のように構成されたレーザ光照射装置２０によるエッジディレーションの一例について説明する。
ステージ２６に積層体１が載置され、ステージ２６が移動することにより積層体１の周縁部１ａ上のいずれかの点にレーザ光が照射されるように積層体１の位置が調節される。発振器２１から５３２ｎｍの波長及び所定の出力を有するグリーンレーザ光が出射される。出射されたレーザ光は、集光レンズ２７によりホモジナイザ２３に集光される。当該レーザ光はホモジナイザ２３により一辺が０．６ｍｍの正方形のレーザ断面形状に変換され、均一化される。
グリーンレーザ光はスキャナ２４により走査され、ｆθレンズ２５を通過して補正され、積層体１の上記一点に第１のレーザ光Ｌ１として照射される。位置制御機構によってステージ２６の移動が制御されることにより、周縁部１ａ内に第１のレーザ光Ｌ１が照射された領域である第１の領域Ａ１が形成されていく。
次に、ステージ１６が移動することにより、第１の領域Ａ１上のいずれかの点にレーザ光が照射されるように積層体１の位置が調節される。発振器２１から１０６４ｎｍの波長及び所定の出力を有する赤外線レーザ光が出射される。当該レーザ光はホモジナイザ２３により一辺が０．６ｍｍの正方形のレーザ断面形状に変換され、均一化される。
赤外線レーザはスキャナ２４により走査され、ｆθレンズ２５を通過して補正され、積層体の上記一点に第２のレーザ光Ｌ２として照射される。位置制御機構によってステージ２６の移動が制御されることにより、第１の領域Ａ１内に第２のレーザ光が照射された領域である第２の領域Ａ２が形成されていく。
位置制御機構は、例えば、積層体１の１辺のエッジディレーションを行う際、図７に示すように、スキャナ２４により、第１のレーザ光Ｌ１を、第１の領域Ａ１の積層体１の中心側における端部上をＸ軸方向に走査開始位置から一定の距離走査させながら、位置制御機構によりＸ軸方向に所定距離移動させる。その後、スキャナ２４は第１のレーザ光Ｌ１の照射位置をＹ軸方向において基板中心側と反対方向に、レーザ光の幅と等しい距離だけ移動する。その後、スキャナ２４はＸ軸方向の走査開始位置に戻り、再びＸ軸方向に一定の距離走査する。このようにスキャナ２４および位置制御機構を使用しながら、第１のレーザ光Ｌ１の照射位置が発電部１ｂの周りを一周するようにステージ２６を移動させる。また、第２のレーザ光Ｌ２も第１のレーザ光Ｌ１と同様に、スキャナ２４の走査および位置制御機構を使用しながら、照射位置がより外周側を一周するようにステージ２６を移動させる。このようにして、積層体１がエッジディレーションされる。
以上のようにして第２の実施形態に係るエッジディレーション工程Ｓｔ２が実施される。
以下、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と同様に太陽電池モジュールが製造される。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法では、エッジディレーション工程Ｓｔ２によって周縁部１ａの透明電極層３、光電変換層４及び裏面電極層５が除去されるのため、フレームとこれらの層を確実に絶縁することが可能である。また、透明基板２、絶縁層７及び保護層８の周縁と、透明電極層３、光電変換層４及び裏面電極層５は離間しているため、透明基板２、絶縁層７及び保護層８の周縁から水分等が浸潤し、発電性能が低下することを防止することが可能である。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。
第１の実施形態と同一の内容については記載を省略する。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、積層体を作製する工程（Ｓｔ１）と、エッジディレーション工程（Ｓｔ２）と、モジュール化工程（Ｓｔ３）とを有する。積層体を作製する工程（Ｓｔ１）及びモジュール化工程（Ｓｔ３）は第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と同一であるので記載を省略する。
[エッジディレーション工程（Ｓｔ２）]
第３の実施形態のエッジディレーション工程は、第１の実施形態及び第２の実施形態において、第１のレーザ光Ｌ１が積層体１を照射対象となる基板１枚分照射完了した後第２のレーザ光Ｌ２を照射していたことに対し、第１のレーザ光Ｌ１が積層体１を照射対象となる基板１枚分照射完了しないうちに第２のレーザ光Ｌ２を照射開始する点で、第２の実施形態のエッジディレーション工程と異なる。
第１のレーザ光Ｌ１としてＮｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光を用いることが可能である。第１のレーザ光Ｌ１の波長は、透明電極層３への光吸収が小さく、光電変換層４への光吸収が大きい赤外線波長域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）から透明電極層３及び光電変換層４の材料に応じて選択することが可能である。第１のレーザ光Ｌ１のエネルギー密度は、レーザ光の波長によって透明電極層３の透過率、光電変換層４の吸収率が異なるが、透明電極層３を除去せず、光電変換層４及び裏面電極層５を除去することが可能な範囲で適宜選択される。例えば、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光の場合０．５〜１．５Ｊ／ｃｍ２とすることが可能である。
第２のレーザ光Ｌ２として、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光を用いることが可能である。第２のレーザ光Ｌ２の波長は、透明電極層３への光吸収が小さく、光電変換層４への光吸収が大きい赤外線波長域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）から透明電極層３の材料に応じて選択することが可能である。第２のレーザ光Ｌ２のエネルギー密度は、レーザ光の波長によって透明電極層３の吸収率が異なるが、透明電極層３を除去することが可能な範囲で適宜選択される。例えば、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光の場合５Ｊ／ｃｍ２以上とすることが可能である。
エッジディレーション工程（Ｓｔ２）に用いられるレーザ光照射装置３０について説明する。
図１０はレーザ光照射装置３０の概略構成を示す図である。
同図に示すようにレーザ光照射装置３０は、発振器３１と、可変減衰器３２と、λ／２波長板３８と、偏光ビームスプリッタ３９と、集光レンズ３７ａ、３７ｂと、ホモジナイザ３３ａ、３３ｂと、スキャナ３４ａ、３４ｂと、ｆθレンズ３５ａ、３５ｂと、ステージ３６とを有する。レーザ光照射装置３０においては発振器３１、集光レンズ３７ａ、３７ｂ、ホモジナイザ３３ａ、３３ｂ、スキャナ３４ａ、３４ｂ及びｆθレンズ３５ａ、３５ｂがレーザ光発振部に相等し、可変減衰器３２、λ／２波長板３８及び偏光ビームスプリッタ３９が出力調節機構に相等する。レーザ光照射装置３０の構成は以下に示すものに限られない。
発振器３１は、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２となる直線偏光の赤外線レーザ光を出射する。発振器３１は、図示しないＮｄ：ＹＡＧレーザロッド等のレーザ結晶、光励起用のレーザダイオード等を内蔵する。発振器３１はパルス発振するための機械的あるいは電気化学的Ｑスイッチ機構を備えていてもよい。発振器３１は、直線偏光のレーザ光を出射するものとすることができる。また、発振器４１は、出力５００Ｗのものを用いることができる。
可変減衰器３２は、発振器３１から出射された赤外線レーザ光を減衰させ、出力を調節する。λ／２波長板３８は、レーザ光の偏光方向を回転させる。λ／２波長板３８が回転することにより、後述する偏光ビームスプリッタ３９が振り分けるレーザ光の出力の割合を逆転することが可能である。偏光ビームスプリッタ３９は、λ／２波長板３８を通過したレーザ光の一部を透過し、一部を反射する。例えば入射したレーザ光の７０％を透過させ、３０％を反射することが可能である。
偏光ビームスプリッタ３９が透過したレーザ光は、集光レンズ３７ａ、ホモジナイザ３３ａ、スキャナ３４ａ及びｆθレンズ３５ａによって構成される第１のレーザ光経路を通過し、積層体１に照射される。また、偏光ビームスプリッタ３９が反射したレーザ光は、集光レンズ３７ｂ、ホモジナイザ３３ｂ、スキャナ３４ｂ及びｆθレンズ３５ｂによって構成される第２のレーザ光経路を通過し、積層体１に照射される。例えば、偏光ビームスプリッタ３９が入射するレーザ光の３０％を透過（７０％を反射）させる場合、第１のレーザ光経路を通過するレーザ光が低強度レーザ光となり、第２のレーザ光経路を通過するレーザ光が高強度レーザ光となる。この場合において、前述のλ／２波長板３８を回転させると、偏光ビームスプリッタが入射するレーザ光の７０％を透過（３０％を反射）させるようになるため、第１のレーザ光経路を通過するレーザ光が高強度レーザ光となり、第２のレーザ光経路を通過するレーザ光が低強度レーザ光となる。
集光レンズ３７ａは偏光ビームスプリッタ３９によって透過されたレーザ光をホモジナイザ３３ａに集光し、集光レンズ３７ｂは偏光ビームスプリッタ３９によって反射されたレーザ光をホモジナイザ３３ｂに集光する。ホモジナイザ３３ａ、３３ｂは、入射するレーザ光を均一な光強度分布を有する正方形のレーザスポットに変換する。スキャナ３４ａ、３４ｂは、
レーザ光を反射する方向を推移させることによって入射するレーザ光を走査させる。ｆθレンズ３５ａ、３５ｂは、スキャナ３４ａ、３４ｂによって走査されたレーザ光の走査速度及びレーザスポット形状を補正する。
ステージ３６は、積層体１に対するレーザ光の照射位置を規定する。ステージ３６は、積層体１の面（レーザ光被照射面）に平行な一方向であるＸ方向及びＸ方向に直交するＹ方向に移動可能に構成され、Ｘ−Ｙ平面上に自在にレーザ光を照射させることを可能とする。レーザ光照射装置３０は、ステージ３６の移動を制御する図示しない位置制御機構を有する。
なお、レーザ光照射装置３０は、第１のレーザ光経路及び第２のレーザ経路をそれぞれ通過するレーザ光を生成する、２台の発振器３１及び、それらのレーザ光を減衰させる２台の可変減衰器３２を有するものとすることも可能である。レーザ光照射装置３０が無偏光のレーザ光を出射する場合、偏光ビームスプリッタ３９は設ける必要はない。
以上のように構成された無偏光のレーザ光照射装置３０によるエッジディレーションの一例について説明する。
ステージ３６に積層体１が載置され、ステージ３６が移動することにより積層体１の周縁部１ａ上のいずれかの点に第１のレーザ光経路を通過したレーザ光が照射され、上記低強度レーザ光が照射された後の上記周縁部１a上の一点に第２のレーザ光経路を通過したレーザ光が照射されるように、積層体１の位置が調節される。発振器３１から１０６４ｎｍの波長及び所定の出力（例えば５００Ｗ）を有する赤外線レーザ光が出射され、可変減衰器３２により出力が調節され、λ／２波長板３８を得て偏光ビームスプリッタ３９を透過し、あるいは反射し、第１のレーザ光経路及び第２のレーザ光経路に分割される。なお、λ／２波長板３８は透過率３０％（反射率７０％）とし、したがって、第１のレーザ光経路を通過するレーザ光が低強度レーザ、第２のレーザ光経路を通過するレーザ光が高強度レーザ光となる。低強度レーザ光は、集光レンズ３７ａ、ホモジナイザ３３ａを通過して、一辺が０．６ｍｍの正方形のレーザ断面形状に変換され、均一化される。高強度レーザ光は、集光レンズ３７ｂ、ホモジナイザ３３ｂを通過して同様に変換、均一化される。
低強度レーザ光は、スキャナ３４ａにより走査され、ｆθレンズ３５ａを通過して補正される。高強度レーザ光は、スキャナ３４ｂにより走査され、ｆθレンズ３５ｂを通過して補正される。低強度レーザ光は、上記周縁部１ａ上の一点に照射され、高強度レーザ光は、上記低強度レーザ光が照射された後の上記周縁部１a上の一点に照射される。ステージ３６が移動することにより、レーザ光が所定の範囲に照射され、ステージ３６の移動速度により低強度レーザ光及び高強度レーザ光の繰返し周波数が規定される。ここで、低強度レーザ光が透明電極層３が除去されず、光電変換層４及び裏面電極層５が除去されるエネルギー密度を有するレーザ光（第１のレーザ光Ｌ１）となり、高強度レーザ光が透明電極層３が除去されるエネルギー密度を有するレーザ光（第２のレーザ光Ｌ２）となるように調節される。ステージ３６が移動すると、第１のレーザ光Ｌ１に後続して第２のレーザ光Ｌ２が照射されていく。この際第２のレーザ光Ｌ２が照射される領域は、第１のレーザ光が照射された領域の内側となるように調節される。位置制御機構によってステージ３６の移動が制御されることにより、周縁部１ａ内に第１のレーザ光Ｌ１が照射された領域である第１の領域Ａ１が形成され、第１の領域Ａ１内に第２のレーザ光Ｌ２が照射された領域である第２の領域Ａ２が形成されていく。
位置制御機構は、例えば、積層体１の１辺のエッジディレーションを行う際、図７に示すように、スキャナ３４ａによって第１のレーザ光Ｌ１を、スキャナ３４ｂによって第２のレーザ光Ｌ２を、第１の領域Ａ１の積層体１の中心側における端部上をＸ軸方向に走査開始位置Ｓから所定の距離α走査させる。１回の走査が終わると、位置制御機構によりＸ軸方向に一定距離βだけ操作開始位置を移動させる。その後、スキャナ３４ａ、３４ｂは第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の照射位置をＹ軸方向において基板中心側と反対方向に、レーザ光の幅と等しい距離だけ移動する。したがって、次の走査ではスキャナ３４ａ、３４ｂはＸ軸方向においては走査開始位置Ｓから一定距離βだけずれた位置であってＹ軸方向においてはレーザ光のＹ軸方向の幅と等しい距離だけ移動した位置から、再びＸ軸方向に所定の距離αだけ走査する。この工程を繰り返し、Ｙ軸方向において予定の範囲への照射が終わると、位置制御機構によりレーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌ２の走査開始位置を、先述の走査開始位置ＳからＸ軸方向に所定の距離αおよびレーザ光のＸ軸方向の幅と等しい距離だけ移動する。このようにスキャナ３４ａ、３４ｂ及び位置制御機構を使用しながら、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の照射位置が発電部１ｂの周りを一周するようにステージ３６を移動させる。この際、積層体１の一辺のエッジディレーションが終了する毎に、ステージ３６を移動あるいは回転させる。ここで、λ／２波長板３８によりスキャナ３４ａから第２のレーザ光Ｌ２が、スキャナ３４ｂから第１のレーザ光Ｌ１が照射されるように切り替えることで、ステージ３６を切り替える前の移動方向と逆方向に移動させながら、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２を積層体１に照射することが可能となる。これにより、以下に示すように、積層体１を移動あるいは回転させるために必要な時間が少なくてよく、エッジディレーションに要する時間を短縮することが可能となる。
ステージ３６による積層体１の移動方法の具体例について説明する。
図１１は、高強度レーザ光と低強度レーザ光が出射されるレーザ光経路を切り替えることができない場合の積層体１の移動経路を示す図である。積層体１の全周（第１乃至第４辺）をエッジディレーションするものとし、レーザ光が照射される位置は移動しないものとする。Ｘ１は第１のレーザ光経路の照射位置を、Ｘ２は第２のレーザ光経路の照射位置を示す。ここでは、照射位置Ｘ１では第１のレーザ光Ｌ１が照射され、照射位置Ｘ２では第２のレーザ光Ｌ２が照射される。
図１１（ａ）に示すように、積層体１は、当初、位置（１）に位置し、レーザ光（照射位置Ｘ１において第１のレーザ光Ｌ１及び照射位置Ｘ２において第２のレーザ光Ｌ２）の照射を受けながら、ステージ３６により位置（２）に移動する。これにより、積層体１の第１辺がエッジディレーションされる。次に積層体１は、位置（２）においてステージ３６が積層体１の中心を回転中心として右に９０°回転することで位置（３）をとり、ステージ３６の移動により位置（３）から位置（４）に移動する。
続いて、図１１（ｂ）に示すように、ステージ３６により、積層体１はレーザ光の照射を受けながら位置（５）の位置に移動する。これにより積層体１の第２辺がエッジディレーションされる。次に積層体１はステージ３６により回転し、位置（６）をとる。次に、積層体１は、ステージ３６により位置（７）に移動し、レーザ光の照射を受けながら、位置（８）に移動する。これにより積層体１の第３辺がエッジディレーションされる。
続いて、図１１（ｃ）に示すように、積層体１は、ステージ３６により回転し、位置（９）をとり、ステージ３６により位置（１０）に移動し、レーザ光の照射を受けながら、位置（１１）に移動する。これにより積層体１の第４辺がエッジディレーションされる。ここで、位置（２）から位置（３）への回転、位置（３）から位置（４）への移動、位置（５）から位置（６）への回転、位置（６）から位置（７）への移動、位置（８）から位置（９）への回転、位置（９）から位置（１０）への移動の間にはエッジディレーションはなされない。
一方、図１２は、高強度レーザ光と低強度レーザ光が出射されるレーザ光経路を切り替えることができる場合の積層体１の移動経路を示す図である。積層体１の全周（第１乃至第４辺）をエッジディレーションするものとし、レーザ光が照射される位置は移動しないものとする。Ｘ１は第１のレーザ光Ｌ１の照射位置を、Ｘ２は第２のレーザ光Ｌ２の照射位置を示す。ここでは、照射位置Ｘ１では第１のレーザ光Ｌ１が、照射位置Ｘ２では第２のレーザ光Ｌ２が照射され、また、低強度レーザ光と高強度レーザ光が切り替えられると、照射位置Ｘ１では第２のレーザ光Ｌ２が照射され、照射位置Ｘ２では第１のレーザ光Ｌ２が照射される。
図１２（ａ）に示すように、積層体１は、当初、位置（１）に位置し、レーザ光（照射位置Ｘ１において第１のレーザ光Ｌ１及び照射位置Ｘ２において第２のレーザ光Ｌ２）の照射を受けながら、ステージ３６により位置（２）に移動する。これにより、積層体１の第１辺がエッジディレーションされる。次に積層体１は、ステージ３６により位置（３）に移動し、低強度レーザ光と高強度レーザ光が切り替えられる。積層体１は、位置（３）から、レーザ光（照射位置Ｘ２において第１のレーザ光、照射位置Ｘ１において第２のレーザ光）の照射を受けながら、ステージ３６により位置（４）に移動する。これにより積層体１の第２辺がエッジディレーションされる。
続いて、図１２（ｂ）に示すように、積層体１は、ステージ３６により回転して位置（５）をとり、位置（６）に移動する。ここで、再び、低強度レーザ光と高強度レーザ光が切り替えられる。積層体１は、位置（６）から、レーザ光（照射位置Ｘ１において第１のレーザ光Ｌ１及び照射位置Ｘ２において第２のレーザ光Ｌ２）の照射を受けながら、ステージ３６により位置（７）に移動する。これにより積層体１の第３辺がエッジディレーションされる。
続いて、図１２（ｃ）に示すように、積層体１は、ステージ３６により位置（８）に移動する。ここで、再び低強度レーザと高強度レーザが切り替えられる。積層体１は、位置（８）から、レーザ光（照射位置Ｘ２において第１のレーザ光、照射位置Ｘ１において第２のレーザ光）の照射を受けながら、ステージ３６により位置（９）に移動する。これにより積層体１の第４辺がエッジディレーションされる。ここで、位置（２）から位置（３）への移動、位置（４）から位置（５）への回転、位置（５）から位置（６）への移動、位置（７）から位置（８）への移動の間にはエッジディレーションはなされない。
このように、高強度レーザ光と低強度レーザ光が出射されるレーザ光経路を切り替えることができない場合、積層体１の４辺のエッジディレーションには、ステージ３６による３回の移動と３回の回転が必要となる。これに対し、高強度レーザ光と低強度レーザ光が出射されるレーザ光経路を切り替えることができる場合、ステージ３６による３回の移動と、１回の回転のみによって積層体１の４辺をエッジディレーションすることが可能であり、即ち、タクトタイムを低減することが可能である。
以上のようにして、積層体１がエッジディレーションされる。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法では、エッジディレーション工程（Ｓｔ２）において、積層体１に第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２を同時に照射することができる。このため、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２を別々に照射する場合に比べ、エッジディレーション工程に要する時間を低減することが可能である。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について説明する。
第１の実施形態と同一の内容については記載を省略する。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、積層体を作製する工程（Ｓｔ１）と、エッジディレーション工程（Ｓｔ２）と、モジュール化工程（Ｓｔ３）とを有する。積層体を作製する工程（Ｓｔ１）、エッジディレーション工程（Ｓｔ２）及びモジュール化工程（Ｓｔ３）は第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と同一であるので記載を省略する。
[エッジディレーション工程（Ｓｔ２)]
第４の実施形態のエッジディレーション工程は、第３の実施形態と同様に、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２を同時に照射する。
第１のレーザ光Ｌ１としてＮｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光を用いることが可能である。第１のレーザ光Ｌ１の波長は、透明電極層３への光吸収が小さく、光電変換層４への光吸収が大きい赤外線波長域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）から透明電極層３及び光電変換層４の材料に応じて選択することが可能である。第１のレーザ光Ｌ１のエネルギー密度は、レーザ光の波長によって透明電極層３の透過率、光電変換層４の吸収率が異なるが、透明電極層３を除去せず、光電変換層４及び裏面電極層５を除去することが可能な範囲で適宜選択される。例えば、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光の場合０．５〜１．５Ｊ／ｃｍ２とすることが可能である。
第２のレーザ光Ｌ２として、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶をレーザ結晶とする波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光を用いることが可能である。第２のレーザ光Ｌ２の波長は、透明電極層３への光吸収が小さく、光電変換層４への光吸収が大きい赤外線波長域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）から透明電極層３の材料に応じて選択することが可能である。第２のレーザ光Ｌ２のエネルギー密度は、レーザ光の波長によって透明電極層３の吸収率が異なるが、透明電極層３を除去することが可能な範囲で適宜選択される。例えば、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザ光の場合５Ｊ／ｃｍ２以上とすることが可能である。
エッジディレーション工程（Ｓｔ２）に用いられるレーザ光照射装置４０について説明する。
図１３はレーザ光照射装置４０の概略構成を示す図である。
同図に示すようにレーザ光照射装置４０は、発振器４１と、無偏光ビームスプリッタ４９と、可変減衰器４２ａ、４２ｂと、集光レンズ４７ａ、４７ｂと、ホモジナイザ４３ａ、４３ｂと、スキャナ４４ａ、４４ｂと、ｆθレンズ４５ａ、４５ｂと、ステージ４６とを有する。レーザ光照射装置４０においては発振器４１、無偏光ビームスプリッタ４９、集光レンズ４７ａ、４７ｂ、ホモジナイザ４３ａ、４３ｂ、スキャナ４４ａ、４４ｂ及びｆθレンズ４５ａ、４５ｂがレーザ光発振部に相等し、可変減衰器４２ａ、４２ｂが出力調節機構に相等する。レーザ光照射装置４０の構成は以下に示すものに限られない。
発振器４１は、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２となる赤外線レーザ光を出射する。発振器４１は、図示しないＮｄ：ＹＡＧレーザロッド等のレーザ結晶、光励起用のレーザダイオード等を内蔵する。発振器３１はパルス発振するための機械的あるいは電気化学的Ｑスイッチ機構を備えていてもよい。発振器４１は、無偏光のレーザ光を出射するものとすることができる。また、発振器４１は、出力８００Ｗのものを用いることができる。
無偏光ビームスプリッタ４９は、発振器４１から出射されたレーザ光の一部を透過し、一部を反射する。無偏光ビームスプリッタは、例えば入射したレーザ光の５０％を透過し、５０％反射するものとすることができる。無偏光ビームスプリッタ４９が透過したレーザ光は、可変減衰器４２ａ、集光レンズ４７ａ、ホモジナイザ４３ａ、スキャナ４４ａ及びｆθレンズ４５ａによって構成される第１のレーザ光経路を通過し、積層体１に照射される。また、無偏光ビームスプリッタ４９が反射したレーザ光は、集光レンズ４７ｂ、ホモジナイザ４３ｂ、スキャナ４４ｂ及びｆθレンズ４５ｂによって構成される第２のレーザ光経路を通過し、積層体１に照射される。
可変減衰器４２ａは、第１のレーザ光経路上に配置され、入射した赤外線レーザ光を減衰させ、出力を調節する。可変減衰器４２ｂは、第２のレーザ光経路上に配置され、入射した赤外線レーザ光を減衰させ、出力を調節する。可変減衰器４２ａの減衰率より、可変減衰器４２ｂの減衰率を大きくすることで、第１のレーザ光経路を通過するレーザ光が低強度レーザ光となり、第２のレーザ光経路を通過するレーザ光が高強度レーザ光となる。
集光レンズ４７ａは入射したレーザ光をホモジナイザ４３ａに集光し、集光レンズ４７ｂは入射したレーザ光をホモジナイザ４３ｂに集光する。ホモジナイザ４３ａ、４３ｂは、入射したレーザ光を均一な光強度分布を有する正方形のレーザスポットに変換する。スキャナ４４ａ、４４ｂは、レーザ光を反射する方向を推移させることによって入射するレーザ光を走査させる。ｆθレンズ４５ａ、４５ｂは、スキャナ４４ａ、４４ｂによって走査されたレーザ光の走査速度及びレーザスポット形状を補正する。
ステージ４６は、積層体１に対するレーザ光の照射位置を規定する。ステージ４６は、積層体１の面（レーザ光被照射面）に平行な一方向であるＸ方向及びＸ方向に直交するＹ方向に移動可能に構成され、Ｘ−Ｙ平面上に自在にレーザ光を照射させることを可能とする。レーザ光照射装置４０は、ステージ４６の移動を制御する図示しない位置制御機構を有する。
以上のように構成されたレーザ光照射装置４０によるエッジディレーションの一例について説明する。
ステージ４６に積層体１が載置され、ステージ４６が移動することにより積層体１の周縁部１ａ上のいずれかの点に第１のレーザ光経路を通過したレーザ光が照射され、上記低強度レーザ光が照射された後の上記周縁部１a上の一点に第２のレーザ光経路を通過したレーザ光が照射されるように、積層体１の位置が調節される。発振器４１から１０６４ｎｍの波長及び所定の出力（例えば８００Ｗ）を有する赤外線レーザ光が出射され、無偏光ビームスプリッタ４９を透過（透過率５０％）し、あるいは反射（反射率５０％）し、第１のレーザ光経路及び第２のレーザ光経路に分割される。第１のレーザ光経路に分割されたレーザ光は、可変減衰器４２ａにより所定の出力密度（例えば３０％）に減衰されて低強度レーザ光となる。また、第２のレーザ光経路に分割されたレーザ光は、可変減衰器４２ｂによって、可変減衰器４２ａより小さい減衰率によって所定の出力密度（例えば７０％）に減衰されて高強度レーザ光となる。低強度レーザ光は、集光レンズ４７ａ、ホモジナイザ４３ａを通過して、一辺が０．６ｍｍの正方形のレーザ断面形状に変換され、均一化され、高強度レーザ光は、集光レンズ４７ｂ、ホモジナイザ４３ｂを通過して同様に変換、均一化される。
低強度レーザ光は、スキャナ４４ａにより走査され、ｆθレンズ４５ａを通過して補正される。高強度レーザ光は、スキャナ４４ｂにより走査され、ｆθレンズ４５ｂを通過して補正される。低強度レーザ光は、上記周縁部１ａ上の一点に照射され、高強度レーザ光は、上記低強度レーザ光が照射された後の上記周縁部１a上の一点に照射される。ステージ４６が移動することにより、レーザ光が所定の範囲に照射され、ステージ４６及の移動速度により低強度レーザ光及び高強度レーザ光の繰返し周波数が規定される。ここで、低強度レーザ光が透明電極層３が除去されず、光電変換層４及び裏面電極層５が除去されるエネルギー密度を有するレーザ光（第１のレーザ光Ｌ１）となり、高強度レーザ光が透明電極層３が除去されるエネルギー密度を有するレーザ光（第２のレーザ光Ｌ２）となるように調節される。ステージ４６が移動すると、第１のレーザ光Ｌ１に後続して第２のレーザ光Ｌ２が照射されていく。この際第２のレーザ光Ｌ２が照射される領域は、第１のレーザ光が照射された領域の内側となるように調節される。位置制御機構によってステージ４６の移動が制御されることにより、周縁部１ａ内に第１のレーザ光Ｌ１が照射された領域である第１の領域Ａ１が形成され、第１の領域Ａ１内に第２のレーザ光Ｌ２が照射された領域である第２の領域Ａ２が形成されていく。
位置制御機構は、例えば、積層体１の１辺のエッジディレーションを行う際、図７に示すように、スキャナ４４ａによって第１のレーザ光Ｌ１を、スキャナ４４ｂによって第２のレーザ光Ｌ２を、第１の領域Ａ１の積層体１の中心側における端部上をＸ軸方向に走査開始位置Ｓから所定の距離α走査させる。１回の走査が終わると、位置制御機構によりＸ軸方向に一定距離βだけ走査開始位置を移動させる。その後、スキャナ４４ａ、４４ｂは第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の照射位置をＹ軸方向において基板中心側と反対方向に、レーザ光のＸ軸方向の幅と等しい距離だけ移動する。したがって、次の走査ではスキャナ４４ａ、４４ｂはＸ軸方向の走査開始位置Ｓから一定距離βだけずれた位置であってＹ軸方向においてはレーザ光のＹ軸方向の幅と等しい距離だけ移動した位置から、再びＸ軸方向に所定の距離αだけ走査する。このようにスキャナ４４ａ、４４ｂ及び位置制御機構を使用しながら、第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の照射位置が発電部１ｂの周りを一周するようにステージ３６を移動させる。このようにして、積層体１がエッジディレーションされる。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法では、エッジディレーション工程（Ｓｔ２）において、積層体１に第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２を同時に照射することができる。このため、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２を別々に照射する場合に比べ、エッジディレーション工程に要する時間を低減することが可能である。
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。
上述した各実施形態において、レーザ光照射装置は各１台ずつ使用するものとしたが、複数台を同時に用いてエッジディレーションを実施してもよい。例えば、積層体の１辺当たり１台を使用してエッジディレーションすることにより、積層体１の４辺を順にエッジディレーションする場合より短い時間でエッジディレーション工程を完了することが可能となる。
また、上述した各実施形態において、第１のレーザ光経路の照射位置Ｘ１及び第２のレーザ光経路の照射位置Ｘ２の位置関係は不変としたが、これを可変としてもよい。例えば、第１のレーザ光経路の照射位置Ｘ１を中心として、第２のレーザ光経路の照射位置Ｘ２が９０度ずつ回転可能な構成とすることにより、積層体の回転を省略することが可能となる。
Ｌ１ 第１のレーザ
Ｌ２ 第２のレーザ
Ａ１ 第１の領域
Ａ２ 第２の領域
１ 積層体
１ａ 周縁部
１ｂ 発電部
２ 透明基板
３ 透明電極層
４ 光電変換層
５ 裏面電極層
１０、２０、３０、４０ レーザ光照射装置
１１、２１、３１、４１ 発振器
１２、２２、３２、４２ 可変減衰器
１３、２３、３３、４３ ホモジナイザ
１４、２４、３４、４４ スキャナ
１５、２５、３５、４５ θレンズ
１６、２６、３６、４６ ステージ
１７、２７、３７、４７ 集光レンズ
３８ λ／２波長板
３９ 偏光ビームスプリッタ
４９ 無偏光ビームスプリッタ

Claims (6)

  1. 透明基板と、前記透明基板上に順に形成された透明電極層、光電変換層及び裏面電極層とを含む積層体に前記透明基板側から第１のレーザ光を照射することで、前記第１のレーザ光が照射された第１の領域上の前記光電変換層及び前記裏面電極層を除去し、
    前記第１の領域内に、前記第１のレーザ光と異なる特性を有する第２のレーザ光を、前記第１の領域の周縁と離間するように照射することで、前記第２のレーザ光が照射された前記第２の領域上の前記透明電極層を除去する
    太陽電池モジュールの製造方法。
  2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光は、赤外線波長域に含まれる同一の波長を有し、
    前記第２のレーザ光は、前記第１のレーザ光より高いエネルギー密度となるように照射される
    太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記第１のレーザ光は、緑色光波長域に含まれる波長を有し、
    前記第２のレーザ光は、赤外線波長域に含まれる波長を有する
    太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 請求項２又は３に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記第２のレーザ光は、前記透明基板側から前記積層体に照射される
    太陽電池モジュールの製造方法。
  5. 請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記第２の領域は、前記積層体の端部を含む
    太陽電池モジュールの製造方法。
  6. 透明基板と、前記透明基板上に順に形成された透明電極層、光電変換層及び裏面電極層とを含む積層体にレーザ光を照射する太陽電池モジュールの製造装置であって、
    赤外線波長域に含まれる波長を有するレーザ光を生成するレーザ光発振部と、
    前記光電変換層及び前記裏面電極層を除去するときは、前記レーザ光の出力を調節することで第１のレーザ光を形成させ、前記透明電極層を除去するときは、前記レーザ光の出力を調節することで前記第１のレーザ光より高い出力を有する第２のレーザ光を形成する出力調節機構と、
    前記積層体が載置されるステージと、
    前記積層体に前記第１のレーザが光照射されることで形成された前記光電変換層及び前記裏面電極層が除去された第１の領域に、前記積層体に前記第２のレーザ光が照射されることで形成された前記透明電極層が除去された第２の領域が、前記第１の領域に含まれ、かつその周縁が前記第１の領域と離間するように、前記レーザ光発振部と前記ステージの相対位置を制御する位置制御機構と
    を具備する太陽電池モジュールの製造装置。
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