WO2011055460A1 - レーザー加工装置 - Google Patents

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pulse laser
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光博 下斗米
寛孝 刀原
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日清紡メカトロニクス株式会社
日清紡アルプテック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a technique for partially removing a solar cell film by irradiating a solar cell film formed on a translucent substrate with a pulse laser.
  • a solar cell film including a transparent electrode film, a semiconductor film, a back electrode film, and the like is formed on a light-transmitting substrate such as glass. Since the frame is attached to the edge of the light-transmitting substrate, it is necessary to secure the insulating region by removing the solar cell film.
  • a laser processing apparatus that partially irradiates a solar cell film by irradiating a pulsed laser through a translucent substrate. JP 2002-540950 A
  • the above-mentioned conventional laser processing apparatus uses a solid laser such as a YAG laser, and there is a problem that the stability of the laser beam is not sufficient and the enlargement of the apparatus cannot be avoided.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of ensuring the stability of laser light and reducing the size of the apparatus.
  • a laser processing apparatus of the present invention is a laser processing apparatus that irradiates a solar cell film formed on a light-transmitting substrate with a pulse laser to partially remove the solar cell film.
  • the laser output unit includes a fiber laser as a light source and sequentially outputs a pulse laser, and an irradiation position control unit that controls the irradiation position of the pulse laser. According to the present invention, since a fiber laser having high structural stability and long life characteristics is used as a light source, it is possible to ensure the stability of the laser beam and to reduce the size of the apparatus. is there.
  • the translucent substrate is placed on a table that is in contact with a part of the lower surface with the solar cell film positioned on the upper side. According to this, it is possible to irradiate a pulsed laser without touching the side of the translucent substrate on which the solar cell film is formed.
  • the image forming apparatus further includes a transport unit that relatively moves the irradiation position control unit and the translucent substrate. According to this, the portion from which the solar cell film is removed can be extended in the relative movement direction without largely changing the irradiation direction of the pulse laser. Further, in this aspect, a plurality of the irradiation position control units may be arranged apart from each other in a direction intersecting the relative movement direction.
  • the said conveying apparatus may rotate the said translucent board
  • an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of suppressing the occurrence of cracks in a light-transmitting substrate.
  • the irradiation position control unit controls a first control unit that controls the irradiation position of the first pulse laser and a second control unit that controls the irradiation position of the second pulse laser. The second control unit irradiates the second pulse laser at a position where the first control unit has already irradiated the first pulse laser.
  • the present inventors As a result of repeated researches by the present inventors, it is possible to use a pulse laser with a relatively low peak output, and even if the same location is irradiated with the pulse laser several times, the translucent substrate is not cracked. It has been found that film removal can be realized. Then, if the irradiation position control part of the said aspect is used, it is possible to perform several times of pulse laser irradiation in a short time.
  • the intensity of the pulse laser and the output period are inversely proportional, and the output period of the pulse laser can be increased by using a relatively low intensity pulse laser. It is possible to perform in the period without.
  • the irradiation position control unit may include a beam splitter that divides the pulse laser supplied from the laser output unit into the first pulse laser and the second pulse laser. According to this, since the timings of the first pulse laser and the second pulse laser are made common, the control of the first control unit and the second control unit becomes easy.
  • Such an irradiation position control unit can also be applied to a laser processing apparatus using a laser other than a fiber laser as a light source.
  • the laser processing apparatus of the present invention is a laser processing apparatus for irradiating a solar cell film formed on a translucent substrate with a pulsed laser to partially remove the solar cell film,
  • a laser output unit that sequentially outputs; a first control unit that controls the irradiation position of the first pulse laser; and a second control unit that controls the irradiation position of the second pulse laser, the first control unit Is provided with an irradiation position control unit for irradiating the second pulse laser at the position where the first pulse laser has already been irradiated.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a fiber laser included in the laser output unit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the irradiation position control unit.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating conveyance of the translucent substrate.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating conveyance of the translucent substrate.
  • FIG. 6 is a diagram showing a pulse laser irradiated to the solar cell film.
  • FIG. 7 is a diagram showing a pulse laser irradiated to the solar cell film.
  • FIG. 8 is a diagram showing a pulse laser irradiated to the solar cell film.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a pulse laser irradiated to the solar cell film.
  • FIG. 10 is a diagram showing a pulse laser irradiated to the solar cell film.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the laser processing apparatus 1.
  • a laser output unit 3 an irradiation position control unit 4, a substrate transport unit 5, and an interval adjustment unit 6 are connected to a control unit 2 that controls the entire apparatus.
  • the laser output unit 3 includes a fiber laser as a laser light source and an oscillation control circuit, and outputs a pulse laser at a predetermined output cycle.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the fiber laser 30.
  • the fiber laser 30 includes a doped fiber 32 functioning as a resonator in which an amplification medium such as Er ions is doped in a core portion, a plurality of excitation LDs (laser diodes) 34 that emit excitation light, and each excitation LD 34. From the multiple coupler 36 for sending the excitation light from the doped fiber 32, a high reflectivity mirror 38 attached to one end of the doped fiber 32, and a high reflectivity mirror 38 attached to the other end of the doped fiber 32. And an output mirror 39 having a low reflectivity. The laser light amplified in the doped fiber 32 is emitted from the output mirror 39 to the outside.
  • an amplification medium such as Er ions
  • the irradiation position control unit 4 changes the irradiation direction of the pulse laser input from the laser output unit 3 in synchronization with the output period of the pulse laser.
  • the irradiation position control unit 4 is composed of, for example, a galvano scanner.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the irradiation position control unit 4.
  • the irradiation position controller 4 divides the pulse laser L0 supplied from the laser output unit 3 into a first pulse laser L1 and a second pulse laser L2, and irradiation of the first pulse laser L1.
  • a first control unit 41 that controls the direction
  • a second control unit 42 that controls the irradiation direction of the second pulse laser L2, and a driver 45 that drives the first control unit 41 and the second control unit 42.
  • the housing 49 In the housing 49.
  • Each of the first control unit 41 and the second control unit 42 includes a mirror unit that reflects the pulse laser, and an actuator unit that changes the direction of the mirror unit in two axial directions.
  • the beam splitter 43 divides the pulse laser L0 so that the intensity of the first pulse laser L1 and the intensity of the second pulse laser L2 are substantially the same (so-called half mirror). Without being limited thereto, one of the first pulse laser L1 and the second pulse laser L2 may have a higher intensity than the other.
  • the substrate transport unit 5 has a parallel movable table 50 that supports a translucent substrate 92 made of glass or the like having a solar cell film 94 formed on one surface. is doing.
  • the translucent substrate 92 is placed on the table 50 in such a posture that the solar cell film 94 is positioned on the upper side, and is moved so as to pass above the irradiation position control unit 4.
  • the translucent substrate 92 is disposed so that the center portion of the lower surface is in contact with the table 50 and the edge portion of the lower surface is exposed.
  • the irradiation position control unit 4 is disposed below the translucent substrate 92 and emits a pulse laser toward the edge of the translucent substrate 92.
  • the emitted pulse laser passes through the translucent substrate 92 and is irradiated on the solar cell film 94.
  • the irradiation position control unit 4 scans the translucent substrate 92 moved by the table 50 with a pulse laser mainly in a direction orthogonal to the moving direction.
  • the strip-shaped portion S extending in the moving direction of the translucent substrate 92 in the solar cell film 94 is removed, and an insulating region is formed.
  • two irradiation position control units 4 are provided apart from each other in a direction orthogonal to the moving direction of the translucent substrate 92, and insulated from two edges that form a pair of the rectangular translucent substrate 92. Regions are formed all at once.
  • the substrate transport unit 5 rotates the translucent substrate 92 by 90 degrees, Move in the opposite direction.
  • the interval adjusting unit 6 adjusts the interval between the two irradiation position control units 4 and positions them with respect to the other two edges of the translucent substrate 92.
  • insulating regions are formed on all the edges of the translucent substrate 92.
  • the step of forming the insulating region at the edge of the translucent substrate 92 as described above is performed as a part of the subsequent step of manufacturing the thin film solar cell panel.
  • a predetermined step for modularization such as attaching a frame to the edge of the translucent substrate 92, is performed to complete the thin film solar cell panel.
  • the solar cell film 94 includes a transparent electrode film made of ITO, SnO 2 , ZnO or the like, a semiconductor film made of amorphous silicon, or the like, Al, Ag. And a back electrode film made of Ti-Ag or the like.
  • the solar cell film 94 is not limited to a single type in which only one semiconductor film is provided, but may be a tandem type or a triple type in which a plurality of semiconductor films are provided.
  • the pulse laser irradiation will be specifically described below.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the pulse laser irradiated to the solar cell film 94.
  • the first control unit 41 included in the irradiation position control unit 4 sequentially moves the irradiation position of the first pulse laser, and forms a circular region (hereinafter referred to as a first region) formed by the first pulse laser irradiation.
  • the irradiation region 10) is arranged.
  • the first control unit 41 extends the rows of the first irradiation regions 10 in the direction of the arrow SD in FIG. 6 so that the edges of the first irradiation regions 10 overlap each other. Further, the direction of the arrow CD is the transport direction of the translucent substrate 92, and the rows of the first irradiation regions 10 increase in the opposite direction.
  • the first irradiation regions 10 are arranged in a staggered manner so that the distances P between the centers are equal to the six first irradiation regions 10 whose edges overlap each other. Specifically, each column of the first irradiation region 10 extending in the direction of the arrow SD is shifted in the direction of the arrow SD by a distance half the center-to-center distance P with respect to the adjacent column, and ⁇ 3 of the center-to-center distance P / The distance is doubled in the direction of the arrow CD.
  • the center-to-center distance P of the first irradiation region 10 is preferably not more than ⁇ 3 times the radius of the first irradiation region 10 in order to suppress the gap. As shown in FIG.
  • each first irradiation region 10 is formed in such an order as to reciprocate along the direction of the arrow SD.
  • the first control unit 41 arranges one row of the first irradiation regions 10 as shown in FIG. During the formation, the irradiation direction of the first pulse laser is sequentially shifted to the same side as the relative movement. Thereafter, the first control unit 41 shifts the irradiation direction of the first pulse laser to the side opposite to the relative movement, and forms the first irradiation region 10 row again.
  • the 1st control part 41 forms the 1st irradiation field 10 one by one, changing the irradiation direction of the 1st pulse laser in the shape of infinity.
  • the second control unit 42 sequentially moves the irradiation position of the second pulse laser, and forms a circular region (hereinafter referred to as a first region) formed by the second pulse laser irradiation. 2 irradiation regions 20).
  • the second control unit 42 irradiates the first irradiation region 10 that has already been irradiated with the first pulse laser with the second pulse laser to overlap the second irradiation region 20.
  • the solar cell film 94 is removed and an insulating region is formed.
  • the second control unit 42 forms the second irradiation region 20 in the same order as the order in which the first irradiation region 10 is formed. For example, while the first control unit 41 forms a new row of the first irradiation region 10, the second control unit 42 performs the second control on the already formed row of the first irradiation region 10. A row of the irradiation regions 20 is formed.
  • the irradiation direction of the second pulse laser by the second controller 42 includes the distance between the mirrors of the first controller 41 and the second controller 42, the distance to the translucent substrate 92, and the translucent substrate. It is determined in consideration of the transport speed of 92 and the like. 6 and 7 show examples in which the individual first irradiation regions 10 and the second irradiation regions 20 are completely overlapped. However, the present invention is not limited to such an example, and the second irradiation region 20 is the first irradiation region 20.
  • One irradiation region 10 may be shifted in the row direction (the direction of arrow SD) as shown in FIG. 9, or may be shifted in the transport direction (the direction of arrow CD) as shown in FIG.
  • the irradiation position control unit 4 includes the beam splitter 43.
  • the present invention is not limited to this mode, and the first control unit 41 and the second control unit 42 are supplied from the laser output unit 2. You may make it control the irradiation position of two pulse lasers, respectively.
  • the two pulse lasers may be generated by dividing one pulse laser in the laser output unit 3, or may be generated from two independent laser light sources.

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Abstract

　レーザー光の安定性を確保し、装置の小型化を図ることが可能なレーザー加工装置を提供する。　本発明のレーザー加工装置１は、透光性基板上に形成された太陽電池膜にパルスレーザーを照射して、太陽電池膜を部分的に除去するレーザー加工装置１であって、ファイバーレーザーを光源として含み、パルスレーザーを順次出カするレーザー出力部３と、パルスレーザーの照射位置を制御する照射位置制御部４と、を備えることを特徴とする。

Description

レーザー加工装置
　本発明は、レーザー加工装置に関し、特には、透光性基板上に形成された太陽電池膜にパルスレーザーを照射して、太陽電池膜を部分的に除去する技術に関する。
　薄膜型の太陽電池パネルでは、ガラス等の透光性基板上に、透明電極膜、半導体膜および裏面電極膜などを含む太陽電池膜が形成されている。この透光性基板の縁部には、フレームが取り付けられることから、太陽電池膜を除去して絶縁領域を確保する必要がある。
　こうした太陽電池膜を除去する手段の１つとして、透光性基板越しにパルスレーザーを照射して太陽電池膜を部分的に除去するレーザー加工装置が知られている。
特表２００２−５４０９５０号公報
　ところで、上記従来のレーザー加工装置には、ＹＡＧレーザー等の固体レーザーが用いられており、レーザー光の安定性が十分でない、装置の肥大化が避けられない、といった問題がある。
　本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、レーザー光の安定性を確保し、装置の小型化を図ることが可能なレーザー加工装置を提供することを主な目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明のレーザー加工装置は、透光性基板上に形成された太陽電池膜にパルスレーザーを照射して、前記太陽電池膜を部分的に除去するレーザー加工装置であって、ファイバーレーザーを光源として含み、パルスレーザーを順次出力するレーザー出力部と、前記パルスレーザーの照射位置を制御する照射位置制御部と、を備えることを特徴とする。
　上記本発明によると、構造的に安定性が高くしかも長寿命な特性を持つファイバーレーザーが光源として用いられているので、レーザー光の安定性を確保し、装置の小型化を図ることが可能である。
　本発明の一態様では、前記透光性基板は、前記太陽電池膜が上側に位置した姿勢で、下面の一部に当接するテーブル上に載置される。これによると、透光性基板の太陽電池膜が形成される側に触れることなく、パルスレーザーを照射することが可能である。
　本発明の一態様では、前記照射位置制御部と前記透光性基板とを相対移動させる搬送部を更に備える。これによると、パルスレーザーの照射方向を大きく変えることなく、太陽電池膜が除去される部分を相対移動方向に延ばすことが可能である。
　また、この態様では、前記照射位置制御部は、相対移動方向と交差する方向に離れて複数配置されてもよい。これによると、透光性基板の両側の縁部で太陽電池膜を同時に除去することが可能である。
　また、この態様では、前記複数の照射位置制御部の間隔を調整する間隔調整部を更に備えてもよい。これによると、透光性基板の幅が異なる場合であっても、透光性基板の両側の縁部で太陽電池膜を同時に除去することが可能である。
　また、この態様では、前記搬送装置は、前記透光性基板を面内方向に回転させてもよい。これによると、太陽電池膜が除去される部分を異なる方向に延ばすことが可能である。
　ところで、上記従来技術では、太陽電池膜の除去に比較的高強度のパルスレーザーが用いられることから、透光性基板にひびが生じるおそれがある。本発明は、こうした実情に鑑みて、透光性基板にひびが生じることを抑制可能なレーザー加工装置を提供することも目的としている。
　こうした課題を解決するため、本発明の一態様では、前記照射位置制御部は、第１のパルスレーザーの照射位置を制御する第１の制御部および第２のパルスレーザーの照射位置を制御する第２の制御部を含み、前記第１の制御部が既に前記第１のパルスレーザーを照射した位置に、前記第２の制御部が前記第２のパルスレーザーを照射する。
　本発明者らが研究を重ねた結果、比較的低い尖頭出力のパルスレーザーを用いることで、同じ箇所にパルスレーザーを複数回照射しても、透光性基板にひびが生じることなく良好な膜除去を実現できることが判明した。そこで、上記態様の照射位置制御部を用いれば、複数回のパルスレーザー照射を短期間に行うことが可能である。
　特に、パルスレーザーの強度と出力周期とは反比例の関係にあり、比較的低強度のパルスレーザーを用いることで、パルスレーザーの出力周期が高められるので、太陽電池膜の除去を上記従来技術と遜色のない期間で行うことが可能である。
　また、この態様では、前記照射位置制御部は、前記レーザー出力部から供給されるパルスレーザーを前記第１のパルスレーザーと前記第２のパルスレーザーとに分割するビームスプリッタを含んでもよい。これによると、第１のパルスレーザーと第２のパルスレーザーのタイミングが共通化されるので、第１の制御部および第２の制御部の制御が容易になる。
　なお、こうした照射位置制御部は、ファイバーレーザー以外のレーザーを光源とするレーザー加工装置にも適用可能である。すなわち、本発明のレーザー加工装置は、透光性基板上に形成された太陽電池膜にパルスレーザーを照射して、前記太陽電池膜を部分的に除去するレーザー加工装置であって、パルスレーザーを順次出力するレーザー出力部と、第１のパルスレーザーの照射位置を制御する第１の制御部および第２のパルスレーザーの照射位置を制御する第２の制御部を含み、前記第１の制御部が既に前記第１のパルスレーザーを照射した位置に、前記第２の制御部が前記第２のパルスレーザーを照射する照射位置制御部と、を備えることを特徴とする。
　図１は、本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を表すブロック図である。
　図２は、レーザー出力部に含まれるファイバーレーザーの構成例を表す図である。
　図３は、照射位置制御部の構成例を表す図である。
　図４は、透光性基板の搬送を表す図である。
　図５は、透光性基板の搬送を表す図である。
　図６は、太陽電池膜に照射されるパルスレーザーを表す図である。
　図７は、太陽電池膜に照射されるパルスレーザーを表す図である。
　図８は、太陽電池膜に照射されるパルスレーザーを表す図である。
　図９は、太陽電池膜に照射されるパルスレーザーを表す図である。
　図１０は、太陽電池膜に照射されるパルスレーザーを表す図である。
　１　　　レーザー加工装置
　２　　　制御部
　３　　　レーザー出力部
　３０　　ファイバーレーザー
　３２　　ドープトファイバ
　３４　　励起用ＬＤ
　３６　　多重カプラ
　３８　　高反射率ミラー
　３９　　出力用ミラー
　４　　　照射位置制御部
　４１　　第１の制御部
　４２　　第２の制御部
　４３　　ビームスプリッタ
　４５　　ドライバ
　４９　　筐体
　５　　　基板搬送部
　５０　　テーブル
　６　　　間隔調整部
　１０　　第１の照射領域
　２０　　第２の照射領域
　９２　　透光性基板
　９４　　太陽電池膜
　本発明のレーザー加工装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、レーザー加工装置１の構成例を表すブロック図である。レーザー加工装置１では、装置全体の制御を司る制御部２に、レーザー出力部３、照射位置制御部４、基板搬送部５及び間隔調整部６が接続されている。
　レーザー出力部３は、レーザー光源としてのファイバーレーザーと、発振制御回路とを含み、所定の出力周期でパルスレーザーを出力する。図２は、ファイバーレーザー３０の構成例を表す図である。ファイバーレーザー３０は、コア部分にＥｒイオン等の増幅媒体がドープされた、共振器として機能するドープトファイバ３２と、励起光を発する複数の励起用ＬＤ（レーザーダイオード）３４と、各励起用ＬＤ３４からの励起光をドープトファイバ３２内に送り込む多重カプラ３６と、ドープトファイバ３２の一端に取り付けられる高反射率ミラー３８と、ドープトファイバ３２の他端に取り付けられ、高反射率ミラー３８より低反射率の出力用ミラー３９と、を有している。ドープトファイバ３２内で増幅されたレーザー光は、出力用ミラー３９から外部へ放出される。こうしたファイバーレーザー３０では、共振器として機能するドープトファイバ３２を巻いた状態で使用できるので、レーザー加工装置１の小型化を図ることが可能である。また、ドープトファイバ３２には、高反射率ミラー３８や出力用ミラー３９等の光学部品が融着などによって取り付けられるため、温度変化や振動に起因する光学部品の位置ずれが抑制され、その結果、レーザー光の安定性を確保することが可能である。
　照射位置制御部４は、レーザー出力部３から入力されるパルスレーザーの照射方向を、パルスレーザーの出力周期と同期して変化させる。照射位置制御部４は、例えばガルバノスキャナからなる。これに限られず、ポリゴンスキャナ等の他のレーザー走査系であってもよい。図３は、照射位置制御部４の構成例を表す図である。照射位置制御部４は、上記レーザー出力部３から供給されるパルスレーザーＬ０を第１のパルスレーザーＬ１と第２のパルスレーザーＬ２とに分割するビームスプリッタ４３と、第１のパルスレーザーＬ１の照射方向を制御する第１の制御部４１と、第２のパルスレーザーＬ２の照射方向を制御する第２の制御部４２と、第１の制御部４１及び第２の制御部４２を駆動するドライバ４５と、を筐体４９内に有している。第１の制御部４１及び第２の制御部４２のそれぞれは、パルスレーザーを反射するミラー部と、このミラー部の向きを２軸方向に変化させるアクチュエータ部と、を含んでいる。ビームスプリッタ４３は、第１のパルスレーザーＬ１の強度と第２のパルスレーザーＬ２の強度がほぼ同じとなるようにパルスレーザーＬ０を分割する（いわゆる、ハーフミラー）。これに限られず、第１のパルスレーザーＬ１及び第２のパルスレーザーＬ２の一方が他方より高強度となってもよい。
　基板搬送部５は、図４及び図５に示されるように、一方の面上に太陽電池膜９４が形成されたガラス等からなる透光性基板９２を支持する平行移動可能なテーブル５０を有している。透光性基板９２は、太陽電池膜９４が上側に位置する姿勢でテーブル５０上に載置され、照射位置制御部４の上方を通過するように移動される。透光性基板９２は、下面の中央部がテーブル５０に当接し、下面の縁部が露出するように配置される。照射位置制御部４は、透光性基板９２よりも下方に配置され、透光性基板９２の縁部に向けてパルスレーザーを出射する。出射されたパルスレーザーは、透光性基板９２を透過して、太陽電池膜９４に照射される。
　具体的に、照射位置制御部４は、テーブル５０によって移動される透光性基板９２に対し、主にその移動方向と直交する方向にパルスレーザーを走査する。こうして、太陽電池膜９４のうち透光性基板９２の移動方向に延びる帯状の部分Ｓが除去されて、絶縁領域が形成される。本例では、透光性基板９２の移動方向と直交する方向に離れて２つの照射位置制御部４が設けられており、矩形状の透光性基板９２の対となる２つの縁部に絶縁領域が一斉に形成される。
　また、透光性基板９２の対となる２つの縁部に絶縁領域が形成された後、基板搬送部５は、透光性基板９２を９０度回転させた上で、それまでの移動方向とは逆方向に移動させる。このとき、間隔調整部６は、２つの照射位置制御部４の間隔を調整して、これらを透光性基板９２の別の２つの縁部に対して位置決めする。これにより、透光性基板９２の全ての縁部に絶縁領域が形成される。
　以上のような透光性基板９２の縁部に絶縁領域を形成する工程は、薄膜型太陽電池パネル製造の後工程の一部として行われる。本工程の後には、透光性基板９２の縁部にフレームを取り付ける等の、モジュール化のための所定の工程が実施されて、薄膜型太陽電池パネルが完成する。
　なお、太陽電池膜９４は、ＩＴＯ，ＳｎＯ２，ＺｎＯ等からなる透明電極膜と、アモルファスシリコン等からなる半導体膜と、Ａｌ，Ａｇ．Ｔｉ−Ａｇ等からなる裏面電極膜とを含んでいる。太陽電池膜９４は、半導体膜が１層のみ設けられるシングル型に限られず、半導体膜が複数層設けられるタンデム型やトリプル型であってもよい。
　以下、パルスレーザーの照射について具体的に説明する。図６は、太陽電池膜９４に照射されるパルスレーザーの説明図である。照射位置制御部４に含まれる第１の制御部４１は、第１のパルスレーザーの照射位置を順次移動させて、第１のパルスレーザーが照射されてできる円状の領域（以下、第１の照射領域１０という。）を配列させていく。この第１の制御部４１は、第１の照射領域１０の縁部同士が重複するように、図６中の矢印ＳＤの方向に第１の照射領域１０の列を延ばしていく。また、矢印ＣＤの方向は、透光性基板９２の搬送方向であり、これとは逆方向に第１の照射領域１０の列が増加していく。
　各第１の照射領域１０は、これに縁部が重複する６つの第１の照射領域１０と各中心間距Ｐが等しくなるように、千鳥状に配列している。具体的には、矢印ＳＤの方向に延びる第１の照射領域１０の各列は、隣接列に対して中心間距離Ｐの半分の距離だけ矢印ＳＤの方向にずれ、中心間距離Ｐの√３／２倍の距離だけ矢印ＣＤの方向にずれている。また、第１の照射領域１０の中心間距離Ｐは、隙間を抑制するため、第１の照射領域１０の半径の√３倍以下であることが好ましい。
　各第１の照射領域１０は、図７に示されるように、矢印ＳＤの方向に沿って往復するような順序で形成される。ここで、透光性基板９２は矢印ＣＤの方向に相対移動していることから、第１の制御部４１は、図８に示されるように、１本の第１の照射領域１０の列を形成する間に、第１のパルスレーザーの照射方向を相対移動と同じ側へ順次ずらしていく。その後、第１の制御部４１は、第１のパルスレーザーの照射方向を相対移動とは逆側へずらし、再び第１の照射領域１０の列を形成する。このように、第１の制御部４１は、∞字状に第１のパルスレーザーの照射方向を変化させながら、第１の照射領域１０を順次形成していく。
　第２の制御部４２も、第１の制御部４１と同様に、第２のパルスレーザーの照射位置を順次移動させて、第２のパルスレーザーが照射されてできる円状の領域（以下、第２の照射領域２０という。）を配列させていく。このとき、第２の制御部４２は、第１のパルスレーザーが既に照射されてできた第１の照射領域１０に第２のパルスレーザーを照射して、第２の照射領域２０を重複させる。こうして第１のパルスレーザーと第２のパルスレーザーとが重複して照射された照射領域１０，２０では、太陽電池膜９４が除去されて、絶縁領域が形成される。
　この第２の制御部４２は、第１の照射領域１０が形成される順序と同じ順序で、第２の照射領域２０を形成していく。第２の制御部４２は、例えば、第１の制御部４１が新たな第１の照射領域１０の列を形成する間に、既に形成されている第１の照射領域１０の列上に第２の照射領域２０の列を形成する。第２の制御部４２による第２のパルスレーザーの照射方向は、第１の制御部４１と第２の制御部４２のミラー間の距離、透光性基板９２までの距離、及び透光性基板９２の搬送速度などを考慮して決定される。
　なお、図６及び図７では、個々の第１の照射領域１０と第２の照射領域２０とが完全に重複した例を示したが、こうした例に限られず、第２の照射領域２０が第１の照射領域１０に対して、図９に示されるように列方向（矢印ＳＤの方向）にずれてもよいし、図１０に示されるように搬送方向（矢印ＣＤの方向）にずれてもよいし、列方向と搬送方向の両方にずれてもよい。
　上記実施形態では、照射位置制御部４がビームスプリッタ４３を含んでいたが、こうした態様に限られず、第１の制御部４１及び第２の制御部４２が、レーザー出力部３から供給される２つのパルスレーザーの照射位置をそれぞれ制御するようにしてもよい。２つのパルスレーザーは、レーザー出力部３において、１つのパルスレーザーを分割することで生成されてもよいし、独立した２つのレーザー光源から生成されてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。

Claims (9)

  1. 　透光性基板上に形成された太陽電池膜にパルスレーザーを照射して、前記太陽電池膜を部分的に除去するレーザー加工装置であって、
    　ファイバーレーザーを光源として含み、パルスレーザーを順次出力するレーザー出力部と、
    　前記パルスレーザーの照射位置を制御する照射位置制御部と、
    を備えることを特徴とするレーザー加工装置。
  2. 　前記透光性基板は、前記太陽電池膜が上側に位置した姿勢で、下面の一部に当接するテーブル上に載置される、
    　請求項１に記載のレーザー加工装置。
  3. 　前記照射位置制御部と前記透光性基板とを相対移動させる搬送部を更に備える、
    　請求項１に記載のレーザー加工装置。
  4. 　前記照射位置制御部は、相対移動方向と交差する方向に離れて複数配置される、
    　請求項３に記載のレーザー加工装置。
  5. 　前記複数の照射位置制御部の間隔を調整する間隔調整部を更に備える、
    　請求項４に記載のレーザー加工装置。
  6. 　前記搬送装置は、前記透光性基板を面内方向に回転させる、
    　請求項３に記載のレーザー加工装置。
  7. 　前記照射位置制御部は、第１のパルスレーザーの照射位置を制御する第１の制御部および第２のパルスレーザーの照射位置を制御する第２の制御部を含み、前記第１の制御部が既に前記第１のパルスレーザーを照射した位置に、前記第２の制御部が前記第２のパルスレーザーを照射する、
    　請求項１に記載のレーザー加工装置。
  8. 　前記照射位置制御部は、前記レーザー出力部から供給されるパルスレーザーを前記第１のパルスレーザーと前記第２のパルスレーザーとに分割するビームスプリッタを含む、
    　請求項７に記載のレーザー加工装置。
  9. 　透光性基板上に形成された太陽電池膜にパルスレーザーを照射して、前記太陽電池膜を部分的に除去するレーザー加工装置であって、
    　パルスレーザーを順次出力するレーザー出力部と、
    　第１のパルスレーザーの照射位置を制御する第１の制御部および第２のパルスレーザーの照射位置を制御する第２の制御部を含み、前記第１の制御部が既に前記第１のパルスレーザーを照射した位置に、前記第２の制御部が前記第２のパルスレーザーを照射する照射位置制御部と、
    　を備えることを特徴とするレーザー加工装置。
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