KR20110028345A - 태양 전지의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

이 태양 전지의 제조 방법은, 구획 소자(21)에 존재하는 구조 결함(A1, A2)을 검출하고, 상기 구조 결함(A1, A2)과 상기 스크라이브 선(19)을 포함하는 영역을 촬상함으로써 화상(M)을 얻으며, 서로 인접하는 스크라이브 선(19)끼리의 간격 또는 상기 스크라이브 선(19)의 폭에 상당하는 제1 화소수를 특정하고, 미리 기억된 서로 인접하는 상기 스크라이브 선(19)끼리의 간격, 또는 미리 기억된 상기 스크라이브 선(19)의 폭을 나타내는 실측값을 참조하며, 상기 제1 화소수와 상기 실측값을 비교하여 상기 화상(M) 상에서의 1화소당 실치수를 산출하고, 상기 구조 결함(A1, A2)과 상기 스크라이브 선(19)의 거리에 상당하는 제2 화소수를 특정하며, 상기 제2 화소수와 상기 1화소당 실치수를 비교하여 결함 위치 정보를 산출하고, 상기 결함 위치 정보에 기초하여 레이저 광을 조사하여 상기 구조 결함(A1, A2)을 전기적으로 분리한다.

Description

태양 전지의 제조 방법 및 제조 장치{Solar cell manufacturing method and manufacturing device}
본 발명은, 태양 전지의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것으로, 자세하게는 저비용으로 신속하게 구조 결함의 검출, 수복이 가능한 태양 전지의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
본원은, 2008년 8월 15일에 출원된 특원 2008-209209호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
에너지의 효율적인 이용 관점에서, 최근 태양 전지는 점점 널리 일반적으로 이용되고 있다. 특히, 실리콘 단결정을 이용한 태양 전지는 단위면적당 에너지 변환 효율이 뛰어나다. 그러나, 한편으로 실리콘 단결정을 이용한 태양 전지는, 실리콘 단결정 잉곳을 슬라이스한 실리콘 웨이퍼를 이용하기 때문에, 잉곳의 제조에 대량의 에너지가 소비되고 제조비용이 높다. 특히 옥외 등에 설치되는 대면적의 태양 전지를 실현하는 경우, 실리콘 단결정을 이용하여 태양 전지를 제조하면, 현재로는 상당히 비용이 든다. 그래서, 보다 저렴하게 제조 가능한 아몰퍼스(비정질) 실리콘 박막을 이용한 태양 전지가 저비용의 태양 전지로서 보급되고 있다.
아몰퍼스 실리콘 태양 전지는, 광을 받으면 전자와 홀을 발생하는 아몰퍼스 실리콘막(i형)이 p형 및 n형의 실리콘막에 의해 개재된 pin접합이라고 불리는 층 구조의 반도체막을 이용하고 있다. 이 반도체막의 양면에는, 각각 전극이 형성되어 있다. 태양 광에 의해 발생한 전자와 홀은, p형·n형 반도체의 전위차에 따라 활발하게 이동하고, 이것이 연속적으로 반복됨으로써 양면의 전극에 전위차가 생긴다.
이러한 아몰퍼스 실리콘 태양 전지의 구체적인 구성으로서는, 예를 들어 유리 기판에 TCO(Transparent Conductive Oxide) 등의 투명 전극을 하부 전극으로서 성막하고, 그 위에 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진 반도체막과 상부 전극이 되는 Ag박막 등이 형성된 구성이 채용된다.
이러한 상하 전극과 반도체막으로 이루어진 광전변환체를 구비한 아몰퍼스 실리콘 태양 전지에서는, 기판 상에 넓은 면적으로 균일하게 각 층을 성막한 것만으로는 전위차가 작고 저항값이 커지는 문제가 있다. 그 때문에, 예를 들어 광전변환체를 소정의 크기마다 전기적으로 구획한 구획 소자를 형성하고, 서로 인접하는 구획 소자끼리 전기적으로 접속함으로써 아몰퍼스 실리콘 태양 전지가 구성되어 있다.
구체적으로는, 기판 상에 넓은 면적으로 균일하게 형성한 광전변환체에 레이저 광 등을 이용하여 스크라이브 선(스크라이브 라인)이라고 칭하는 홈을 형성하고, 다수의 단책(短冊) 형상의 구획 소자를 얻어, 이 구획 소자끼리 전기적으로 직렬로 접속한 구조가 채용된다.
그런데, 이러한 구조의 아몰퍼스 실리콘 태양 전지에서는, 제조 단계에서 몇 개의 구조 결함이 생기는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 아몰퍼스 실리콘막의 성막시에 파티클이 혼입되거나 핀 홀이 생기거나 함으로써, 상부 전극과 하부 전극이 국소적으로 합선하는 경우가 있다.
이와 같이, 광전변환체에 있어서, 반도체막을 사이에 두고 상부 전극과 하부 전극 간에 국소적으로 합선하는 것과 같은 구조 결함이 생기면, 발전 전압의 저하나 광전 변환 효율이 저하되는 결함을 야기한다. 이 때문에, 종래의 아몰퍼스 실리콘 태양 전지의 제조 공정에서는, 이러한 합선 등의 구조 결함을 검출하고, 구조 결함이 존재하는 개소(영역)를 제거(전기적으로 분리)함으로써 결함을 수복하고 있다.
종래, 구획 소자 상에서 구조 결함이 생기는 개소를 제거할 때에는, 레이저 광을 이용하여 구조 결함을 둘러싸는 것과 같은 홈(리페어 선)을 형성하고, 구조 결함이 존재하는 영역을 구조 결함이 존재하지 않는 부분으로부터 전기적으로 분리시켜 합선 등의 장해를 방지하는 방법이 일반적으로 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
레이저 광이 조사되는 위치의 위치 결정을 행할 때에는, 예를 들면 구획 소자 상의 임의의 점에 레이저 광을 조사하여 조사 흔적을 형성한 후, 태양 전지가 놓인 스테이지를 소정의 거리만큼 움직이고, 다시 레이저 광을 조사하여 조사 흔적을 형성한다.
다음에, 촬상 장치 등을 이용하여 이들 2개의 조사 흔적을 포함하는 영역을 촬상하고, 얻어진 화상 상에서 2개의 조사 흔적 간의 화소수를 계측한다.
그리고, 2개의 조사 흔적 간의 화소수와 스테이지의 이동 거리로부터 1화소당 스테이지의 이동 거리(실치수)를 특정한다.
이와 같이 얻어진 화상 상의 1화소와 스테이지 상에서의 실치수의 변환값에 기초하여, 화상 상의 구조 결함의 상과 레이저 조사 위치가 합치하도록 스테이지의 이동이 제어되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 소61-96774호 공보
그러나, 상술한 종래와 같은 레이저 광이 조사되는 위치를 제어하는 방법에서는, 촬상 장치와 태양 전지의 거리가 변동되거나 혹은 촬상 배율을 변경할 때마다 촬상한 화상에서의 1화소당 실치수가 바뀌거나 한다.
이 때문에, 개개의 태양 전지마다 1화소당 실치수를 다시 산출하고 나서 스테이지를 이동시켜 레이저 광이 조사되는 위치를 조정한다는 시간이 걸리는 결함 수복 절차가 필요하였다.
또한, 1화소당 실치수를 산출할 때마다 태양 전지의 구획 소자에 마킹이 되는 레이저 흔적을 형성할 필요가 있으므로, 쓸데없는 손상을 구획 소자에 주는 과제도 있었다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 구조 결함을 포함하는 영역을 촬상한 화상에 기초하여 레이저 광이 조사되는 위치를 적은 절차로 용이하게 제어하는 것이 가능한 태양 전지의 제조 방법 및 태양 전지의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 태양의 태양 전지의 제조 방법은, 스크라이브 선에 의해 구획된 복수의 구획 소자를 가지고, 서로 인접하는 상기 구획 소자끼리 전기적으로 접속된 광전변환체를 형성하며, 상기 구획 소자에 존재하는 구조 결함을 검출하고(결함 검출 공정), 상기 구조 결함과 상기 스크라이브 선을 포함하는 영역을 소정의 해상도로 촬상함으로써 화상을 얻으며(촬상 공정), 상기 화상 상에서 서로 인접하는 상기 스크라이브 선끼리의 간격, 또는 상기 스크라이브 선의 폭에 상당하는 제1 화소수를 특정하고(제1 특정 공정), 미리 기억된 서로 인접하는 상기 스크라이브 선끼리의 간격, 또는 미리 기억된 상기 스크라이브 선의 폭을 나타내는 실측값을 참조하며(참조 공정), 상기 제1 화소수와 상기 실측값을 비교하여 상기 화상 상에서의 1화소당 실치수를 산출하고(제1 산출 공정), 상기 화상 상에서 상기 구조 결함과 상기 스크라이브 선의 거리에 상당하는 제2 화소수를 특정하며(제2 특정 공정), 상기 제2 화소수와 상기 1화소당 실치수를 비교하여, 상기 스크라이브 선부터 상기 구조 결함이 존재하는 위치까지의 실치수를 나타내는 결함 위치 정보를 산출하고(제2 산출 공정), 상기 결함 위치 정보에 기초하여 레이저 광이 조사되는 위치를 제어하며, 상기 레이저 광을 조사함으로써 상기 구조 결함을 전기적으로 분리하는(수복 공정) 것을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2 태양의 태양 전지의 제조 장치는, 스크라이브 선에 의해 구획된 복수의 구획 소자를 가지고 서로 인접하는 상기 구획 소자끼리 전기적으로 접속된 광전변환체를 포함하는 태양 전지의 제조 장치로서, 상기 구획 소자에 존재하는 구조 결함과 상기 스크라이브 선을 포함하는 영역을 소정의 해상도로 촬상하는 촬상부; 상기 촬상부에 의해 얻어진 화상 상에서 서로 인접하는 상기 스크라이브 선끼리의 간격, 또는 상기 스크라이브 선의 폭에 상당하는 제1 화소수 및 상기 구조 결함과 상기 스크라이브 선의 거리에 상당하는 제2 화소수를 특정하는 화상 처리부; 상기 구획 소자의 폭 또는 상기 스크라이브 선의 폭을 나타내는 실측값을 기억하는 메모리; 상기 제1 화소수와 상기 실측값을 비교하여 상기 화상 상에서의 1화소당 실치수를 산출하고, 상기 1화소당 실치수와 상기 제2 화소수를 비교하여 상기 스크라이브 선부터 상기 구조 결함이 존재하는 위치까지의 실치수를 나타내는 결함 위치 정보를 산출하는 연산부; 상기 결함 위치 정보에 기초하여 레이저 광이 조사되는 위치를 제어하고, 상기 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부;를 포함한다.
본 발명의 제1 태양의 태양 전지의 제조 방법에 의하면, 태양 전지의 제조 로트마다 약간의 두께 차 등으로 촬상부와 태양 전지의 거리가 변동되거나, 혹은 구조 결함의 검출 정밀도를 높이기 위해 촬상 배율을 높인 것에 기인하여 화상 상에서의 1화소당 실치수가 바뀌거나 한 경우이어도, 미리 메모리에 기억시킨 규정의 실치수(실측값)와 그 구성 화소수에 기초하여 1화소당 실치수가 항상 산출된다.
이에 의해, 태양 전지의 제조 로트 또는 촬상 배율을 변경할 때마다, 1화소당 실치수를 다시 산출한 후에, 스테이지를 이동시켜 레이저 광이 조사되는 위치를 조정한다는 시간이 걸리는 절차가 필요 없게 되어 태양 전지의 결함을 수복하는 공정에 필요로 하는 시간을 삭감하며, 수복 공정에서의 효율을 크게 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, 1화소당 실치수를 산출할 때마다 태양 전지의 구획 소자에 마킹용 레이저 흔적을 형성할 필요도 없으므로, 쓸데없는 손상을 구획 소자에 주지 않고 발전 효율이 뛰어난 태양 전지를 제조하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 제2 태양의 태양 전지의 제조 장치에 의하면, 1화소당 실치수를 산출할 때마다 태양 전지의 구획 소자에 마킹용 레이저 흔적을 형성할 필요가 없으므로, 쓸데없는 손상을 구획 소자에 주지 않고 발전 효율이 뛰어난 태양 전지를 제조하는 것이 가능하게 된다.
도 1은, 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지의 일례를 도시하는 확대 사시도이다.
도 2a는, 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2b는, 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지의 일례를 도시하는 단면도로서, 도 2a에서 부호 B에 의해 나타난 부분이 확대된 확대도이다.
도 3은, 본 발명의 태양 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는, 태양 전지에 존재하는 구조 결함의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5는, 결함 위치 특정 수복 장치(태양 전지의 제조 장치)를 도시하는 개략도이다.
도 6a는, 결함 위치를 특정하는 모습을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6b는, 결함 위치를 특정하는 모습을 설명하기 위한 평면도로서, 도 6a에서 부호 C에 의해 나타난 부분이 확대된 확대도이다.
도 6c는, 결함 위치를 특정하는 모습을 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 본 발명에 관한 태양 전지의 제조 방법 및 이것에 이용되는 본 발명의 태양 전지의 제조 장치의 실시형태에 대해 도면에 기초하여 설명한다.
또, 본 실시형태는, 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위해 구체적으로 설명하는 것이다. 본 발명의 기술 범위는 이하에 서술하는 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.
또한, 이하의 설명에 이용하는 각 도면에서는, 각 구성 요소를 도면 상에서 인식할 수 있는 정도의 크기로 하기 때문에, 각 구성 요소의 치수 및 비율을 실제의 것과는 적절히 다르게 한다.
도 1은, 본 발명의 태양 전지의 제조 방법에 의해 제조되는 아몰퍼스 실리콘형의 태양 전지의 주요부의 일례를 도시하는 확대 사시도이다. 또한, 도 2a는, 도 1의 태양 전지의 층 구성을 도시하는 단면도이다. 도 2b는, 도 2a에서 부호 B에 의해 나타난 부분이 확대된 확대도이다.
태양 전지(10)는, 투명한 절연성 기판(11)의 제1면(11a)(한쪽 면)에 형성된 광전변환체(12)를 가진다. 기판(11)은, 예를 들어 유리 또는 투명 수지 등 태양 광의 투과성이 뛰어나면서 내구성을 가지는 절연 재료로 형성되어 있다. 이 기판(11)의 제2면(11b)(다른 쪽 면)에는 태양 광이 입사한다.
광전변환체(12)에서는, 기판(11)으로부터 순서대로 제1 전극층(하부 전극)(13), 반도체층(14) 및 제2 전극층(상부 전극)(15)이 적층되어 있다.
제1 전극층(하부 전극)(13)은, 투명한 도전 재료, 예를 들면 TCO, ITO(Indium Tin Oxide) 등 광투과성의 금속 산화물로 형성되어 있다.
또한, 제2 전극층(상부 전극)(15)은, Ag, Cu 등 도전성의 금속막에 의해 형성되어 있다.
반도체층(14)은, 예를 들면 도 2b에 도시된 바와 같이, p형 아몰퍼스 실리콘막(17)과 n형 아몰퍼스 실리콘막(18) 사이에 i형 아몰퍼스 실리콘막(16)이 개재되어 구성된 pin접합 구조를 가진다. 그리고, 이 반도체층(14)에 태양 광이 입사하면 전자와 홀이 생기고, p형 아몰퍼스 실리콘막(17)과 n형 아몰퍼스 실리콘막(18)의 전위차에 따라 전자 및 홀은 활발하게 이동하며, 이것이 연속적으로 반복됨으로써 제1 전극층(13)과 제2 전극층(15) 사이에 전위차가 생긴다(광전변환).
광전변환체(12)는, 스크라이브 선(스크라이브 라인)(19)에 의해 외형이 단책 형상인 다수의 구획 소자(21, 21…)로 분할되어 있다. 이 구획 소자(21, 21…)는 서로 전기적으로 구획됨과 동시에, 서로 인접하는 구획 소자(21)끼리 간에 전기적으로 직렬로 접속된다. 이에 의해, 광전변환체(12)는, 구획 소자(21, 21…)가 전부 전기적으로 직렬로 연결된 구조를 가진다. 이 구조에 있어서는, 높은 전위차의 전류를 취출할 수 있다. 스크라이브 선(19)은, 예를 들면 기판(11)의 제1면(11a)에 균일하게 광전변환체(12)를 형성한 후, 레이저 광 등에 의해 광전변환체(12)에 소정의 간격으로 홈을 형성함으로써 형성된다.
또, 이러한 광전변환체(12)를 구성하는 제2 전극층(상부 전극)(15) 상에 절연성 수지 등으로 이루어진 보호층(도시생략)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 구성의 태양 전지를 제조하기 위한 제조 방법을 설명한다.
도 3은, 본 발명의 태양 전지의 제조 방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다. 이 중에서, 특히 구조 결함의 위치 특정부터 수복에 이르는 공정에 대해 상술한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명한 기판(11)의 제1면(11a) 상에 광전변환체(12)를 형성한다(광전변환체의 형성 공정: P1). 광전변환체(12)의 구조로서는, 예를 들면 기판(11)의 제1면(11a)으로부터 순서대로 제1 전극층(하부 전극)(13), 반도체층(14) 및 제2 전극층(상부 전극)(15)이 적층된 구조가 이용된다.
이러한 구조를 가지는 광전변환체(12)의 형성 공정 중에서, 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체층(14)에 불순물 등이 혼입(컨태미네이션)함으로써 생기는 구조 결함(A1)이나, 반도체층(14)에 미세한 핀 홀이 생기는 구조 결함(A2) 등의 결함이 발생하는 경우가 있다. 이러한 구조 결함(A1, A2)은, 제1 전극층(13)과 제2 전극층(15) 사이를 국소적으로 합선(리크)시켜 발전 효율을 저하시킨다.
다음에, 광전변환체(12)로 향하여, 예를 들면 레이저 광선 등을 조사하여 스크라이브 선(스크라이브 라인)(19)을 형성하고, 단책 형상으로 분할된 다수의 구획 소자(21, 21…)를 형성한다(구획 소자의 형성 공정: P2).
이상의 공정을 거쳐 형성된 태양 전지(10)에서는, 구획 소자(21, 21…)에 존재하는 구조 결함(상술한 A1, A2로 대표되는 결함)이 검출된다(결함 검출 공정: P3). 이 결함 검출 공정에 있어서, 구획 소자(21, 21…)에 존재하는 구조 결함을 검출하는 방법은 소정의 결함 검출 장치가 이용된다.
결함 검출 장치의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 결함을 검출하는 방법의 일례로서는, 서로 인접하는 구획 소자(21, 21) 간의 저항값을 구획 소자(21)의 장변 방향으로 소정의 간격으로 측정하고, 저항값이 저하되는 영역, 즉 합선의 원인인 결함이 존재하는 것이 예측되는 대략의 영역을 특정하는 방법을 들 수 있다.
또한, 예를 들면, 구획 소자 전체에 바이어스 전압을 인가하고, 합선 개소(구조 결함이 존재하는 개소)에서 생기는 줄열을 적외선 센서에 의해 검출함으로써, 구조 결함이 존재하는 대략의 영역을 특정하는 방법도 들 수 있다.
상술한 바와 같은 방법에 의해 구획 소자(21, 21…)에 구조 결함이 존재하는 대략의 영역이 확인(발견)되면, 다음에, 이 구조 결함을 레이저 광에 의해 전기적으로 분리시키는 전공정으로서, 이 구조 결함의 정확한 위치를 측정한다(결함 위치 특정 공정: P4).
도 5는, 결함 위치 특정 공정 또는 다음 공정인 수복 공정에 이용되는 본 발명의 결함 위치 특정 수복 장치(태양 전지의 제조 장치)를 도시하는 개념도이다.
결함 위치 특정 수복 장치(30)는, 태양 전지(10)가 놓이는 스테이지(이동 스테이지)(31)와, 이 스테이지(31)에 놓이는 태양 전지(10)의 구획 소자(21, 21…)를 소정의 해상도로 촬상하는 촬상부(카메라)(32)를 포함한다.
또한, 촬상부(32)에는, 촬상된 화상 데이터의 처리를 하는 화상 처리부(34)가 접속된다. 또, 이 화상 처리부(34)에는, 화상의 화소수와 실치수(실측값)의 비교 등을 행하는 연산부(37)가 접속된다. 스테이지(31)에는, 이 스테이지(31)의 이동을 제어하는 스테이지 이동 기구(35)가 접속된다. 또한, 결함 위치 특정 수복 장치(30)는, 구획 소자(21, 21…)의 구조 결함(D)을 전기적으로 분리(제거)하는 수복부(수복 장치)로서 레이저 조사부(33)를 가진다.
즉, 결함 위치 특정 수복 장치(30)에서는, 스테이지(31)에 놓인 태양 전지(10)와 촬상부(32)가 상대적으로 이동하는 것이 가능하고, 또한 태양 전지(10)와 레이저 조사부(33)가 상대적으로 이동하는 것이 가능하다.
스테이지(31)는, 예를 들면 태양 전지(10)를 올려놓고 X축 및 Y축 방향으로 소정의 정밀도로 이동할 수 있다. 촬상부(32)로서는, 예를 들면 고체 촬상 소자(CCD)를 구비한 카메라가 이용된다.
레이저 조사부(33)는, 소정의 위치에서 고정되고, 이 레이저 조사부(33)로부터 태양 전지(10)의 기판(11)으로 향하여 레이저 광이 조사된다.
레이저 조사부(33)로서는, 예를 들면 그린 레이저 광을 조사하는 광원이 이용된다.
스테이지 이동 기구(35)가 스테이지(31)를 X축 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 기판(11) 상에 레이저 광이 조사되는 위치가 제어된다.
화상 처리부(34)는, 촬상부(32)에 의해 얻어진 소정의 해상도를 가지는 화상 상에서, 구획 소자(21)의 형성 부분과 스크라이브 선(19)의 영역의 고저차(두께 차) 등에 기인하는 콘트라스트 비에 의해, 구획 소자(21), 스크라이브 선(19) 및 구조 결함(D) 등을 특정한다.
연산부(37)는, 예를 들면 CPU 등으로 구성되고, 화상 처리부(34)에서 얻어진 구획 소자(21)의 폭(서로 인접하는 상기 스크라이브 선끼리의 간격)을 나타내는 화소수와 실치수의 비교 등을 행한다. 또한, 연산부(37)는, 얻어진 1화소당 실치수 데이터 등에 기초하여 스테이지 이동 기구(35)에 대해 이동 데이터를 출력한다.
또한, 이 연산부(37)에는, 각각의 구획 소자(21)의 실치수 폭의 값이나, 스크라이브 선(19)의 실치수 폭의 값을 기억하는 메모리(36)가 접속된다.
결함 위치 특정 공정(P4)에서는, 상술한 바와 같은 결함 위치 특정 수복 장치(30)를 이용하여, 전공정인 결함 검출 공정(P3)에서 검출된 구조 결함이 존재하는 대략의 영역에 촬상부(32)의 촬상 범위가 합치하도록 스테이지(31)가 이동한다.
그리고, 구획 소자(21)에 존재하는 구조 결함(D)과 그 가장 가까운 스크라이브 선(19)을 포함하는 화상을 소정의 배율 및 소정의 해상도로 촬상한다(촬상 공정: P4a).
도 6a는, 촬상부(32)에서 얻어진 화상(M)의 일례를 도시하는 모식도이다.
촬상부(32)에 의해 얻어진 화상(M)의 데이터는, 화상 처리부(34)로 보내진다. 화상 처리부(34)에서는, 화상(M)의 콘트라스트 비 등에 기초하여 화상(M) 상에서 구획 소자(21)와 스크라이브 선(19)이 특정된다(P4b).
그리고, 화상(M) 상에서 구획 소자(21)의 폭에 상당하는 화소수 혹은 스크라이브 선(19)의 폭에 상당하는 화소수를 검출하고, 제1 화소수(p1)를 얻는다(제1 특정 공정).
예를 들면, 도 6a에 도시된 예에서는, 화상(M) 상에서 구획 소자(21)의 폭(w)에 상당하는 제1 화소수(p1)가 27 화소분에 일치하는 것을 나타내고 있다.
또, 태양 전지를 실제로 촬상함으로써 얻어진 화상(M)의 해상도는, 27화소에 의한 상기 해상도보다도 미세하다. 도 6a에서는, 설명을 용이하게 하기 위해, 화소의 크기를 대폭적으로 대략 표현하고 있다. 이렇게 하여 얻어진 제1 화소수(p1)는 연산부(37)에 입력된다.
다음에, 연산부(37)에서는, 구획 소자(21)의 실치수 폭의 값 혹은 스크라이브 선(19)의 실치수 폭의 값을 메모리(36)로부터 독출한다(참조 공정: P4c).
도 6a에 도시된 예에서는, 구획 소자(21)의 실치수 폭의 값이 독출된다. 그리고, 구획 소자(21)의 실치수 폭의 값과 구획 소자(21)의 폭(w)에 상당하는 제1 화소수(p1)를 비교하여, 1화소당 실치수(Q)를 산출한다(제1 산출 공정: P4d(도 6b참조)).
다음에, 화상 처리부(34)에서는, 화상(M) 상에서 스크라이브 선(19)의 엣지와 구조 결함(D)의 거리에 상당하는 화소수를 검출하고, 제2 화소수(p2)로서 연산부(37)에 입력한다(제2 특정 공정: P4e(도 6c 참조)).
그리고, 연산부(37)에 있어서, 제2 화소수(p2)와 1화소당 실치수(Q)를 비교하고, 스크라이브 선(19)의 엣지와 구조 결함(D) 간의 실치수(L)인 결함 위치 정보를 얻는다(제2 산출 공정: P4f).
이상과 같은 결함 위치 특정 공정(P4)을 거쳐 얻어진 스크라이브 선(19)의 엣지와 구조 결함(D) 간의 실치수(L)를 나타내는 결함 위치 정보에 기초하여, 레이저 광이 조사되는 위치와 구조 결함(D) 근방의 위치가 일치하도록 스테이지(31)를 정밀하게 유도한다.
그리고, 레이저 조사부(33)로부터 구조 결함(D)에 초점을 맞추어 레이저 광을 조사하고, 구조 결함(D)을 둘러싸는 리페어 선을 형성한다(수복 공정: P5). 이에 의해, 구조 결함(D)은, 결함이 존재하지 않는 영역으로부터 전기적으로 분리(제거)된다.
이상과 같은 공정에 의하면, 태양 전지(10)의 제조 로트마다 약간의 두께 차 등으로 촬상부(32)와 태양 전지(10)의 거리가 변동되거나, 혹은 구조 결함의 검출 정밀도를 높이기 위해 촬상 배율을 높인 것에 기인하여 화상 상에서의 1화소당 실치수가 바뀌거나 한 경우이어도, 미리 메모리에 기억시킨 규정의 실치수와 그 구성 화소수에 기초하여 1화소당 실치수가 항상 산출된다.
이에 의해, 태양 전지(10)의 제조 로트 또는 촬상 배율을 변경할 때마다, 1화소당 실치수를 다시 산출한 후에, 스테이지를 이동시켜 레이저 광이 조사되는 위치를 조정한다는 시간이 걸리는 절차가 필요 없게 되어 태양 전지(10)의 결함을 수복하는 공정에 필요로 하는 시간을 삭감하며, 수복 공정에서의 효율을 크게 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, 1화소당 실치수를 산출할 때마다, 태양 전지의 구획 소자에 마킹용 레이저 흔적을 형성할 필요도 없으므로, 쓸데없는 손상을 구획 소자에 주지 않고 발전 효율이 뛰어난 태양 전지(10)를 제조할 수 있다.
이상과 같은 공정을 거쳐 구획 소자(21)에 존재하는 모든 구조 결함(D)을 전기적으로 분리(제거)한 후, 보호층의 형성 공정(P6) 등을 거쳐 제품으로서의 태양 전지를 얻을 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은, 구조 결함을 포함하는 영역을 촬상한 화상에 기초하여, 레이저 광이 조사되는 위치를 적은 절차로 용이하게 제어할 수 있는 태양 전지의 제조 방법 및 태양 전지의 제조 장치에 유용하다.
10 태양 전지 11 기판
12 광전변환체 13 제1 전극
14 반도체층 15 제2 전극
19 스크라이브 선 21 구획 소자
32 촬상부 33 레이저 조사부
34 화상 처리부 36 메모리
37 연산부

Claims (2)

  1. 태양 전지의 제조 방법으로서,
    스크라이브 선에 의해 구획된 복수의 구획 소자를 가지고, 서로 인접하는 상기 구획 소자끼리 전기적으로 접속된 광전변환체를 형성하며,
    상기 구획 소자에 존재하는 구조 결함을 검출하고,
    상기 구조 결함과 상기 스크라이브 선을 포함하는 영역을 소정의 해상도로 촬상함으로써 화상을 얻으며,
    상기 화상 상에서 서로 인접하는 상기 스크라이브 선끼리의 간격 또는 상기 스크라이브 선의 폭에 상당하는 제1 화소수를 특정하고,
    미리 기억된 서로 인접하는 상기 스크라이브 선끼리의 간격 또는 미리 기억된 상기 스크라이브 선의 폭을 나타내는 실측값을 참조하며,
    상기 제1 화소수와 상기 실측값을 비교하여, 상기 화상 상에서의 1화소당 실치수를 산출하고,
    상기 화상 상에서 상기 구조 결함과 상기 스크라이브 선의 거리에 상당하는 제2 화소수를 특정하며,
    상기 제2 화소수와 상기 1화소당 실치수를 비교하여, 상기 스크라이브 선부터 상기 구조 결함이 존재하는 위치까지의 실치수를 나타내는 결함 위치 정보를 산출하고,
    상기 결함 위치 정보에 기초하여 레이저 광이 조사되는 위치를 제어하며, 상기 레이저 광을 조사함으로써 상기 구조 결함을 전기적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.
  2. 스크라이브 선에 의해 구획된 복수의 구획 소자를 가지고 서로 인접하는 상기 구획 소자끼리 전기적으로 접속된 광전변환체를 포함하는 태양 전지의 제조 장치로서,
    상기 구획 소자에 존재하는 구조 결함과 상기 스크라이브 선을 포함하는 영역을 소정의 해상도로 촬상하는 촬상부;
    상기 촬상부에 의해 얻어진 화상 상에서 서로 인접하는 상기 스크라이브 선끼리의 간격, 또는 상기 스크라이브 선의 폭에 상당하는 제1 화소수 및 상기 구조 결함과 상기 스크라이브 선의 거리에 상당하는 제2 화소수를 특정하는 화상 처리부;
    상기 구획 소자의 폭 또는 상기 스크라이브 선의 폭을 나타내는 실측값을 기억하는 메모리;
    상기 제1 화소수와 상기 실측값을 비교하여, 상기 화상 상에서의 1화소당 실치수를 산출하고, 상기 1화소당 실치수와 상기 제2 화소수를 비교하여, 상기 스크라이브 선부터 상기 구조 결함이 존재하는 위치까지의 실치수를 나타내는 결함 위치 정보를 산출하는 연산부;
    상기 결함 위치 정보에 기초하여 레이저 광이 조사되는 위치를 제어하고, 상기 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부;를 구비한 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 장치.
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