KR20130122226A - 레이저를 이용한 태양전지 가공장치 - Google Patents

레이저를 이용한 태양전지 가공장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 관한 것으로서, 제1반입부와, 제1레이저 가공부와, 제1반출부와, 제1회전부를 포함한다. 제1반입부는 태양전지 기판이 반입되고, 태양전지 기판을 정렬하기 위하여 태양전지 기판을 촬상하는 정렬용 카메라를 구비한다. 제1레이저 가공부는 제1회전방향을 따라 제1반입부로부터 이격되게 배치되고, 태양전지 기판에 패턴을 형성하기 위하여 태양전지 기판에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사유닛을 구비한다. 제1반출부는 제1회전방향을 따라 제1레이저 가공부로부터 이격되게 배치되고, 가공이 완료된 태양전지 기판이 반출된다. 제1회전부는 태양전지 기판을 각각 지지하는 복수의 지지판과, 지지판이 제1회전방향을 따라 제1반입부, 제1레이저 가공부 및 제1반출부에 각각 이격되게 배치되는 제1회전판과, 제1회전판을 제1회전방향을 따라 회전시키는 회전구동유닛을 구비한다.

Description

레이저를 이용한 태양전지 가공장치{Apparatus for manufacturing solar cell using laser}
본 발명은 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저빔을 태양전지 기판에 조사하여 태양전지 기판 표면에 전극 패턴을 형성하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 관한 것이다.
태양전지는 광기전력효과 (Photo Voltanic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자다. 광기전력 효과란 반도체의 P-N 접합부나 정류작용이 있는 금속과 반도체의 경계면에 강한 빛을 입사시키면, 반도체 중에 만들어진 전자와 전자핵이 전위차 때문에 분리되어 양쪽 물질에서 서로 다른 종류의 전기가 나타나는 현상이다.
태양전지의 전면과 후면에는 전극이 있는데, 후면 전극은 전체에 걸쳐 형성되어 있고, 전면 전극은 빛이 통과할 수 있도록 총 면적의 5∼15% 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
태양전지 종류 중에 상업용으로 가장 널리 사용되고 있는 것은 실리콘 웨이퍼를 이용한 결정질 실리콘 태양전지로서, 현재 15% 이상의 가장 높은 상용화 효율을 나타내고 있다. 이러한 결정질 실리콘 태양전지의 전극을 형성하는 제조 방법은 여러 방법이 알려져 있는데, 스크린 프린팅으로 전극을 형성하는 방법이 상업용으로 가장 널리 알려져 있다.
최근 들어 환경오염, 전극 폭의 미세화 등을 이유로 레이저빔을 태양전지 기판에 조사하여 전극을 형성하는 방법이 활용되고 있다. 그러나, 레이저를 이용하여 태양전지의 전극을 형성하는 방법은, 레이저빔을 전극이 형성될 경로를 따라 이동시키면서 전극을 형성하므로, 종래의 방식과 비교하여 수율이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양전지 기판이 반입되는 영역, 반입된 태양전지 기판에 레이저빔이 조사되는 영역, 가공이 완료된 태양전지 기판이 반출되는 영역이 각각 분리되고, 회전판을 이용하여 태양전지 기판이 각각의 영역을 순차적으로 통과하면서 가공 공정이 완료되도록 구성함으로써, 태양전지 기판에 전극을 형성하는 작업의 수율을 월등하게 향상시킬 수 있는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치는, 태양전지 기판이 반입되고, 상기 태양전지 기판을 정렬하기 위하여 상기 태양전지 기판을 촬상하는 정렬용 카메라를 구비하는 제1반입부; 제1회전방향을 따라 상기 제1반입부로부터 이격되게 배치되고, 상기 태양전지 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 태양전지 기판에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사유닛을 구비하는 제1레이저 가공부; 상기 제1회전방향을 따라 상기 제1레이저 가공부로부터 이격되게 배치되고, 가공이 완료된 태양전지 기판이 반출되는 제1반출부; 및 상기 태양전지 기판을 각각 지지하는 복수의 지지판과, 상기 지지판이 상기 제1회전방향을 따라 상기 제1반입부, 상기 제1레이저 가공부 및 상기 제1반출부에 각각 이격되게 배치되는 제1회전판과, 상기 제1회전판을 상기 제1회전방향을 따라 회전시키는 회전구동유닛을 구비하는 제1회전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1회전방향을 따라 상기 제1반출부로부터 이격되게 배치되고, 상기 레이저 조사유닛의 정밀도를 보정하기 위하여 상기 레이저 조사유닛에 의해 더미 기판에 형성된 보정용 패턴을 촬상하는 보정용 카메라를 구비하는 제1보정부;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 지지판은, 상기 태양전지 기판의 가장자리부에 해당하는 영역에서 상기 지지판의 상하면을 관통하는 복수의 제1관통홀을 구비하고, 상기 제1반입부는, 상기 지지판의 하측에 배치되며 상기 제1관통홀을 향해 조명광을 조사하는 조명유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 정렬용 카메라는, 상기 지지판의 상측에 배치되고, 상기 복수의 제1관통홀과 동일한 수량으로 복수 개 마련되며, 상기 복수의 제1관통홀 각각과 일렬로 배치된다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 지지판은, 상기 지지판의 상하면을 관통하는 제2관통홀을 구비하고, 상기 제1레이저 가공부는, 상기 지지판의 하측에 배치되며 상기 제2관통홀을 통과하여 조사되는 레이저빔의 파워를 측정하는 파워측정유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 태양전지 기판이 반입되고, 상기 태양전지 기판을 정렬하기 위하여 상기 태양전지 기판을 촬상하는 정렬용 카메라를 구비하는 제2반입부; 제2회전방향을 따라 상기 제2반입부로부터 이격되게 배치되고, 상기 태양전지 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 태양전지 기판에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사유닛을 구비하는 제2레이저 가공부; 상기 제2회전방향을 따라 상기 제2레이저 가공부로부터 이격되게 배치되고, 가공이 완료된 태양전지 기판이 반출되는 제2반출부; 및 상기 태양전지 기판을 각각 지지하는 복수의 지지판과, 상기 지지판이 상기 제2회전방향을 따라 상기 제2반입부, 상기 제2레이저 가공부 및 상기 제2반출부에 각각 이격되게 배치되는 제2회전판과, 상기 제2회전판을 상기 제2회전방향을 따라 회전시키는 회전구동유닛을 구비하는 제2회전부;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1회전판과 상기 제2회전판은, 회전으로 인해 발생하는 진동을 서로 전달하지 않기 위하여 동시에 회전된다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1회전방향과 상기 제2회전방향은 서로 반대 방향이다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제2회전방향을 따라 상기 제2반출부로부터 이격되게 배치되고, 상기 레이저 조사유닛의 정밀도를 보정하기 위하여 상기 레이저 조사유닛에 의해 더미 기판에 형성된 보정용 패턴을 촬상하는 보정용 카메라를 구비하는 제2보정부; 및 상기 제1보정부의 보정용 카메라 또는 상기 제2보정부의 보정용 카메라를 상기 더미 기판상의 원하는 위치로 이동시키는 이동유닛;을 더 포함한다.
본 발명의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 따르면, 태양전지 기판에 전극을 형성하는 작업의 수율을 월등하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 따르면, 태양전지 기판에 형성되는 전극의 위치정밀도를 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치에 따르면, 생산되는 태양전지의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.
도 1은 태양전지 기판의 일례를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 도 2의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치의 제1반입부를 도시한 도면이고,
도 4는 도 3의 제1반입부에서 조명유닛을 이용하여 태양전지 기판을 정렬하는 원리를 설명하는 도면이고,
도 5는 도 2의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치의 제1레이저 가공부를 도시한 도면이고,
도 6은 도 2의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치의 제1보정부 또는 제2보정부에서 이용되는 보정용 패턴이 형성된 더미 기판을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 태양전기 기판(10)에는 다수의 라인으로 구성된 전극 패턴이 형성되는데, 이러한 전극 패턴은 일반적으로 세로 방향의 버스바 라인(11)과 가로 방향의 핑거 라인(12)으로 구성된다. 일반적으로 하나의 태양전기 기판(10)에 버스바 라인(11)은 약 2 내지 3개 정도가 형성되고, 핑거 라인(12)은 약 70 내지 100개 정도가 형성된다.
레이저를 이용하여 이러한 전극 패턴을 형성하기 위해서는 레이저빔(L)을 태양전기 기판(10)에 조사하면서 각각의 라인을 따라 순차적으로 이동시키며 전극을 형성한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치의 제1반입부를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 제1반입부에서 조명유닛을 이용하여 태양전지 기판을 정렬하는 원리를 설명하는 도면이고, 도 5는 도 2의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치의 제1레이저 가공부를 도시한 도면이고, 도 6은 도 2의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치의 제1보정부 또는 제2보정부에서 이용되는 보정용 패턴이 형성된 더미 기판을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 태양전지 가공장치(300)는, 레이저빔을 태양전지 기판에 조사하여 태양전지 기판 표면에 전극 패턴을 형성하는 것으로서, 제1가공부(100)와, 제2가공부(200)와, 이동유닛(260)을 포함한다.
본 실시예에서는 전극 형성공정의 수율을 높이기 위하여 한 쌍의 가공부가 마련된다. 제1가공부(100)와 제2가공부(200)는 서로 이웃하게 배치되며, 제1가공부(100)를 구성하는 구성요소들과 제2가공부(200)를 구성하는 구성요소들은 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 생산현장에서의 전극 형성공정의 수율에 따라 제1가공부(100)와 제2가공부(200) 중 어느 하나의 가공부만을 이용하여 전극 형성공정을 수행할 수도 있다.
상기 제1가공부(100)는, 2장의 태양전기 기판(10)에 대하여 동시에 그리고 연속적으로 전극 형성공정이 수행되는 것으로서, 제1반입부(110)와, 제1레이저 가공부(120)와, 제1반출부(130)와, 제1보정부(140)와, 제1회전부(150)를 포함한다.
상기 제1반입부(110)는, 태양전지 기판(10)이 반입되고, 반입된 태양전지 기판(10)을 정렬하기 위하여 태양전지 기판(10)의 화상을 획득하며, 정렬용 카메라(111)와, 조명유닛(112)을 구비한다.
제1반입부(110)에 반입된 태양전지 기판(10)은 지지판(151)에 의해 지지되고, 태양전지 기판(10) 상측에 배치된 정렬용 카메라(111)로 태양전지 기판(10)을 촬상하여 태양전지 기판(10)의 화상을 획득한다. 또한, 태양전지 기판(10)의 하측에는 조명유닛(112)이 배치되고, 태양전지 기판(10)의 화상을 획득하는 과정에서는 조명유닛(112)으로부터 조사된 조명광(IL)을 이용한다.
상기 제1레이저 가공부(120)는, 제1회전방향(A1)을 따라 제1반입부(110)로부터 일정 각도 이격되게 배치된다. 본 실시예에서 제1회전방향(A1)은 시계방향이며, 제1레이저 가공부(120)는 제1반입부(110)로부터 약 90도 정도 이격되게 배치된다.
제1레이저 가공부(120)는 태양전지 기판(10)에 패턴, 예컨대 전극을 형성하기 위하여 태양전지 기판(10)에 레이저빔(L)을 조사하는 레이저빔 조사유닛(121)을 구비한다. 레이저빔 조사유닛(121)은 레이저빔(L)을 태양전지 기판(10)상의 원하는 위치로 편향시키기 위한 것으로서, 갈바노미터 스캐너(미도시)와 집광렌즈(미도시)에 의해 구현될 수 있다.
갈바노미터 스캐너는 반사미러가 회전모터의 회전축에 결합되도록 구성되어, 반사미러에 입사되는 광을 모터의 회전에 의해 원하는 위치로 조사할 수 있다. 일반적으로 한 쌍의 갈바노미터 스캐너를 이용하면, 레이저빔(L)을 태양전지 기판(10)상의 원하는 위치로 조사할 수 있다. 갈바노미터 스캐너는 기계적인 관성이 적어서 가감속구간이 거의 존재하지 않으므로, 일정한 파워의 레이저빔(L)을 조사하면서 레이저빔(L)을 이동시키는 가공에서 전 구간에 걸쳐 동일한 가공 품질을 얻을 수 있는 장점이 있다.
제1레이저 가공부(120)는 레이저빔 조사유닛(121)으로부터 조사되는 레이저빔(L)의 파워를 측정하는 파워측정유닛(122)을 포함하며, 파워측정유닛(122)은 태양전지 기판(10)의 하측에 배치된다. 본 실시예에서 파워측정유닛(122)으로는 포토다이오드 등이 이용될 수 있다.
상기 제1반출부(130)는, 제1회전방향(A1)을 따라 제1레이저 가공부(120)로부터 일정 각도 이격되게 배치된다. 본 실시예에서 제1반출부(130)는 제1회전방향(A1)을 따라 제1레이저 가공부(120)로부터 약 90도 정도 이격되게 배치된다.
가공이 완료된 태양전지 기판(10)이 제1반출부(130)에 위치하면, 언로딩유닛(미도시)을 이용하여 가공이 완료된 태양전지 기판(10)을 외부로 반출한다. 반출된 태양전지 기판(10)은 컨베이어 시스템 등을 이용하여 이송되고, 카세트에 순차적으로 적재된다.
상기 제1보정부(140)는, 제1회전방향(A1)을 따라 제1반출부(130)로부터 일정 각도 이격되게 배치된다. 본 실시예에서 제1보정부(140)는 제1회전방향(A1)을 따라 제1반출부(A1)로부터 약 90도 정도 이격되게 배치된다.
제1보정부(140)는 레이저 조사유닛(121)의 정밀도를 보정하기 위한 것으로서, 보정용 카메라(141)를 구비한다. 레이저 조사유닛(121)의 정밀도를 보정하기 위해서, 우선 제1레이저 가공부(120)에 태양전지를 생산하기 위한 기판이 아닌 더미 기판(20)을 배치하고, 갈바노미터 스캐너를 이용하여 도 6에 도시된 바와 같이 더미 기판(20)에 보정용 패턴(21)을 형성한다. 본 실시예에서 보정용 패턴(21)은 3행 3열로 이루어진 포인트를 예로 들어 설명한다.
갈바노미터 스캐너와 집광렌즈로 이루어진 레이저 조사유닛(121)의 경우, 전자제품인 갈바노미터 스캐너의 전기적인 특성 및 집광렌즈의 왜곡 현상으로 인해 레이저 조사유닛(121)을 통과하는 레이저빔(L)을 원하는 위치로 정확히 조사할 수 없는 문제가 생긴다. 즉, 레이저 조사유닛(121)을 장시간 사용하는 경우 레이저빔(L)을 조사하고자 하는 목표 위치와 실제 레이저빔(L)이 조사되는 조사 위치에 편차가 발생할 수 있다.
따라서, 도 6과 같이 레이저 조사유닛(121)을 이용하여 더미 기판(20)에 레이저빔(L)을 조사하여 실제 레이저빔(L)이 조사되는 조사 위치에 관한 정보를 획득하고, 실제 조사된 위치(RP)와 목표 위치(TP)의 편차를 산출하여 실제 조사된 위치(RP)와 목표 위치(TP)의 편차를 줄이는 방향으로 레이저 조사유닛(121)을 보정한다.
레이저 조사유닛(121)을 보정하기 위하여, 우선 레이저빔(L)을 조사하고자 하는 목표 위치(TP)가 보정용 카메라(141)를 이동시키는 이동유닛(260)으로 전송된다. 이동유닛(260)은 보정용 카메라(141)의 정중앙부에 목표 위치(TP)가 위치하도록 보정용 카메라(141)를 이동시킨다. 해당 목표 위치(TP)에서 화상(I)을 획득하면 도 6에 도시된 바와 같이 목표 위치(TP)로부터 일정 거리 이격된 실제 조사된 위치(RP)의 포인트가 포함된다. 하나의 화상(I)에 표시된 포인트와 화상(I)의 정중앙부 사이의 거리(d)가 실제 조사된 위치(RP)와 목표 위치(TP)의 편차가 된다. 하나의 포인트에 대한 작업이 완료되면, 보정용 카메라(141)를 보정용 패턴(21)의 각 포인트마다 이동시키면서 화상(I)을 획득하여 전체 영역에 걸쳐 레이저 조사유닛(121)을 보정할 수 있다.
정상적인 전극 형성공정에서는 태양전지 기판(10)을 제1보정부(140) 측으로 회전시킬 필요가 없다. 장치의 전체 파워가 오프된 상태에서 새롭게 온시킨 경우 또는 검사 공정에서 전극이 형성된 위치의 정밀도가 저하된 경우 등 필요한 경우에만 제1보정부(140)를 이용하여 레이저 조사유닛(121)의 정밀도를 보정한다.
상기 제1회전부(150)는, 복수의 지지판(151)과, 제1회전판(152)과, 회전구동유닛(미도시)을 포함한다.
상기 지지판(151)은 태양전지 기판(10)을 각각 지지하며, 제1반입부(110), 제1레이저 가공부(120), 제1반출부(130) 및 제1보정부(140)에 해당하는 영역에 각각 한 쌍씩 배치된다. 지지판(151)은 제1반입부(110), 제1레이저 가공부(120), 제1반출부(130) 및 제1보정부(140)에 고정되지 않고, 제1회전판(152)이 회전함에 따라 제1반입부(110), 제1레이저 가공부(120), 제1반출부(130) 및 제1보정부(140)로 위치를 바꾸면서 순차적으로 그리고 반복적으로 배치된다.
상기 제1회전판(152)에는 복수의 지지판(151)이 배치된다. 한 쌍의 지지판(151)이 제1회전방향(A1)을 따라 약 90도 정도의 각도로 이격되게 배치되어, 제1회전판(152)에는 총 8개의 지지판(151)이 배치될 수 있다.
상기 회전구동유닛은 제1회전판(152)을 제1회전방향(A1)을 따라 회전시킨다. 제1회전판(A1)이 회전함에 따라 지지판(151)은 제1반입부(110), 제1레이저 가공부(120) 및 제1반출부(130)에 순차적으로 배치되면서, 태양전지 기판(10)에 대한 전극 형성공정이 순차적으로 수행된다.
본 실시예에서 회전구동유닛은 제1회전판(152)의 중앙부를 상하 방향으로 통과하는 가상의 수직축을 회전중심축으로 하여 제1회전판(152)을 약 90도 만큼씩 회전시키는 동작을 반복한다. 90도 회전 후 정지된 상태에서, 제1반입부(110)에서는 새로운 태양전지 기판(10)이 반입되고, 제1레이저 가공부(120)에서는 태양전지 기판(10)에 레이저빔이 조사되고, 제1반출부(130)에서는 가공이 완료된 태양전지 기판(10)이 반출된다. 각각의 작업이 완료되면 회전구동유닛은 다시 제1회전판(152)을 약 90도 만큼 회전시켜, 동일한 작업이 완료될 때까지 정지된다.
본 실시예의 회전구동유닛은 다이렉트 드라이브 모터 등을 채용할 수 있다. 이러한 구성은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.
지지판(151)은 태양전지 기판(10)의 가장자리부에 해당하는 영역에서 지지판(151)의 상하면을 관통하는 복수의 제1관통홀(153)을 구비한다. 지지판(151)의 하측에 배치된 조명유닛(112)으로부터 조사된 조명광(IL)이 제1관통홀(153)을 통과하면 도 4에 도시된 바와 같이 태양전지 기판(10)의 가장자리부가 밝게 빛나게 되고, 조명광(IL)이 조사되는 가장자리부에 대한 화상을 획득할 수 있다. 3개소 이상의 가장자리부에 대한 정보를 획득하면, 지지판(151)에 지지된 태양전지 기판(10)의 위치 정보 및 틀어진 각도 정보를 산출할 수 있고, 이러한 위치 정보와 틀어진 각도 정보를 보상하여 태양전지 기판(10)상의 정확한 위치에 전극을 형성할 수 있다.
지지판(151)의 상측에 배치된 정렬용 카메라(111)는 복수의 제1관통홀(153)과 동일한 수량으로 복수 개 마련되며, 복수의 제1관통홀(153) 각각과 일렬로 배치된다. 본 실시예에서는 하나의 지지판(151)에 대하여 제1관통홀(153)이 5개 마련되고, 정렬용 카메라(111) 또한 5개 마련된다.
또한, 지지판(151)은 상하면을 관통하는 제2관통홀(154)을 구비한다. 정상적인 전극 형성공정에서는 지지판(151)에 태양전지 기판(10)을 안착시키고 태양전지 기판(10)에 레이저빔(L)을 조사하는데, 레이저빔(L)의 파워가 전극 형성에 적합한 기준 파워보다 높거나 낮아 불량이 발생할 경우, 레이저빔(L)의 파워를 확인할 필요가 생긴다. 이때, 레이저빔(L)을 제2관통홀(154)을 통과시켜 지지판(151)의 하측에 배치된 파워측정유닛(122)에 입사시킴으로써, 조사되는 레이저빔(L)의 파워가 정상적인가를 확인할 수 있다. 측정된 레이저빔(L)의 파워를 기준으로 정상적인 전극 형성공정이 가능하도록 레이저빔(L)의 파워를 조정할 수 있다.
상기 제2가공부(200)는, 제1가공부(100)와 이웃하게 배치되며, 2장의 태양전기 기판(10)에 대하여 동시에 그리고 연속적으로 전극 형성작업이 수행되는 것으로서, 제2반입부(210)와, 제2레이저 가공부(220)와, 제2반출부(230)와, 제2보정부(240)와, 제2회전부(250)를 포함한다.
상기 제2반입부(210)는 상술한 제1반입부(110)와, 상기 제2레이저 가공부(220)는 상술한 제1레이저 가공부(120)와, 상기 제2반출부(230)는 상술한 제1반출부(130)와, 상기 제2보정부(240)는 상술한 제1보정부(140)와, 상기 제2회전부(250)는 상술한 제1회전부(150)와 실질적으로 동일한 기능을 수행하고, 각각에 포함되는 구성요소 또한 실질적으로 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
한편, 제1회전판(152)과 제2회전판(252)은, 회전으로 인해 발생하는 진동을 서로 전달하지 않기 위하여 동시에 회전된다. 예를 들어 제1가공부(100)의 제1레이저 가공부(120)에서 태양전지 기판(10)에 레이저빔(L)이 조사되는 동안 제2회전판(252)이 회전하게 되면, 회전으로 인한 진동이 제1회전판(152)에 전달되어 제1가공부(100)에서의 작업 정밀도가 현저하게 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 제1회전판(152)과 제2회전판(252)은 동시에 90도만큼 회전하고, 정지된 상태에서 각각의 영역에서 해당 작업이 수행되며, 각각의 영역에서 해당 작업이 완료되면 다시 동시에 90도만큼 회전하여 다음 영역으로 태양전지 기판(10)을 보내는 과정을 반복한다.
본 실시예에서는 제1회전방향(A1)과 제2회전방향(A2)은 서로 반대 방향이다. 예를 들어, 제1회전방향(A1)은 시계방향이고 제2회전방향(A2)은 반시계방향이며, 제2반입부(210)와, 제2레이저 가공부(220)와, 제2반출부(230)와, 제2보정부(240)는 제2회전방향(A2)을 따라 약 90도 정도 이격되게 배치된다. 제1회전방향(A1)과 제2회전방향(A2)은 서로 반대 방향으로 마련함으로써, 제1보정부의 보정용 카메라(141) 및 제2보정부의 보정용 카메라(241)를 이동시키는 이동유닛(260)을 공통으로 사용할 수 있다.
상기 이동유닛(260)은, 제1보정부의 보정용 카메라(141) 및 제2보정부의 보정용 카메라(241)를 보정용 패턴(21)이 형성된 더미 기판(20)상의 원하는 위치로 이동시킨다. 본 실시예에서 이동유닛(260)은 보정용 카메라(141,241)를 직선왕복이송시키는 직선이송유닛이 이용될 수 있으며, 직선이송유닛은 리니어 모터, 회전 모터와 볼 스크류가 조합된 구성 등을 채용할 수 있다. 이러한 구성은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치는, 반입부, 레이저 가공부, 반출부가 각각 분리되고, 회전판을 이용하여 태양전지 기판이 각각의 영역을 순차적으로 통과하면서 가공 공정이 완료되도록 구성함으로써, 태양전지 기판에 전극을 형성하는 작업의 수율을 월등하게 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치는, 태양전지 기판에 레이저빔을 조사하는 레이저 조사유닛을 보정할 수 있는 보정부를 구비함으로써, 태양전지 기판에 형성되는 전극의 위치정밀도를 균일하게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저를 이용한 태양전지 가공장치는, 레이저빔의 파워를 측정하는 파워측정유닛을 구비함으로써, 생산되는 태양전지의 품질을 균일하게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 태양전지 기판
110 : 제1반입부
120 : 제1레이저 가공부
130 : 제1반출부
140 : 제1보정부
150 : 제1회전부
300 : 레이저를 이용한 태양전지 가공장치

Claims (9)

  1. 태양전지 기판이 반입되고, 상기 태양전지 기판을 정렬하기 위하여 상기 태양전지 기판을 촬상하는 정렬용 카메라를 구비하는 제1반입부;
    제1회전방향을 따라 상기 제1반입부로부터 이격되게 배치되고, 상기 태양전지 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 태양전지 기판에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사유닛을 구비하는 제1레이저 가공부;
    상기 제1회전방향을 따라 상기 제1레이저 가공부로부터 이격되게 배치되고, 가공이 완료된 태양전지 기판이 반출되는 제1반출부; 및
    상기 태양전지 기판을 각각 지지하는 복수의 지지판과, 상기 지지판이 상기 제1회전방향을 따라 상기 제1반입부, 상기 제1레이저 가공부 및 상기 제1반출부에 각각 이격되게 배치되는 제1회전판과, 상기 제1회전판을 상기 제1회전방향을 따라 회전시키는 회전구동유닛을 구비하는 제1회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전방향을 따라 상기 제1반출부로부터 이격되게 배치되고, 상기 레이저 조사유닛의 정밀도를 보정하기 위하여 상기 레이저 조사유닛에 의해 더미 기판에 형성된 보정용 패턴을 촬상하는 보정용 카메라를 구비하는 제1보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지판은, 상기 태양전지 기판의 가장자리부에 해당하는 영역에서 상기 지지판의 상하면을 관통하는 복수의 제1관통홀을 구비하고,
    상기 제1반입부는, 상기 지지판의 하측에 배치되며 상기 제1관통홀을 향해 조명광을 조사하는 조명유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정렬용 카메라는,
    상기 지지판의 상측에 배치되고, 상기 복수의 제1관통홀과 동일한 수량으로 복수 개 마련되며, 상기 복수의 제1관통홀 각각과 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지판은, 상기 지지판의 상하면을 관통하는 제2관통홀을 구비하고,
    상기 제1레이저 가공부는, 상기 지지판의 하측에 배치되며 상기 제2관통홀을 통과하여 조사되는 레이저빔의 파워를 측정하는 파워측정유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    태양전지 기판이 반입되고, 상기 태양전지 기판을 정렬하기 위하여 상기 태양전지 기판을 촬상하는 정렬용 카메라를 구비하는 제2반입부;
    제2회전방향을 따라 상기 제2반입부로부터 이격되게 배치되고, 상기 태양전지 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 태양전지 기판에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사유닛을 구비하는 제2레이저 가공부;
    상기 제2회전방향을 따라 상기 제2레이저 가공부로부터 이격되게 배치되고, 가공이 완료된 태양전지 기판이 반출되는 제2반출부; 및
    상기 태양전지 기판을 각각 지지하는 복수의 지지판과, 상기 지지판이 상기 제2회전방향을 따라 상기 제2반입부, 상기 제2레이저 가공부 및 상기 제2반출부에 각각 이격되게 배치되는 제2회전판과, 상기 제2회전판을 상기 제2회전방향을 따라 회전시키는 회전구동유닛을 구비하는 제2회전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1회전판과 상기 제2회전판은,
    회전으로 인해 발생하는 진동을 서로 전달하지 않기 위하여 동시에 회전되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1회전방향과 상기 제2회전방향은 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2회전방향을 따라 상기 제2반출부로부터 이격되게 배치되고, 상기 레이저 조사유닛의 정밀도를 보정하기 위하여 상기 레이저 조사유닛에 의해 더미 기판에 형성된 보정용 패턴을 촬상하는 보정용 카메라를 구비하는 제2보정부; 및
    상기 제1보정부의 보정용 카메라 또는 상기 제2보정부의 보정용 카메라를 상기 더미 기판상의 원하는 위치로 이동시키는 이동유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 태양전지 가공장치.
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