レーザースクライブ装置
【課題】太陽電池基板の積層膜を所定パターンにパターニングできたかどうかを、ライン工程においても確実かつ簡単な構造で判定することができる、レーザースクライブ装置を提供することにある。
【解決手段】このレーザースクライブ装置１０は、基板１上に、電極層３と、少なくとも１つの光電変換層５と、透明電極層８とが積層されてなる太陽電池基板の積層膜を、前記透明電極層側８から入射するレーザー光により切断してパターニングするものであって、前記レーザー光を照射するレーザー光照射手段１２と、前記レーザー光の反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段１４とを有している。
【解決手段】このレーザースクライブ装置１０は、基板１上に、電極層３と、少なくとも１つの光電変換層５と、透明電極層８とが積層されてなる太陽電池基板の積層膜を、前記透明電極層側８から入射するレーザー光により切断してパターニングするものであって、前記レーザー光を照射するレーザー光照射手段１２と、前記レーザー光の反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段１４とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池基板をレーザー光により切断してパターニングするための、レーザースクライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池が用いられている。この太陽電池は、例えば、絶縁性基板上に、電極層と、アモルファスシリコンや微結晶シリコン等からなる光電変換層と、透明電極層とが積層した構造をなしている。そして、これらの積層膜は、所定の回路パターンを構成するようにパターニングされる。従来、この種のパターニング方法の一つとして、レーザー光を照射することにより、上記積層膜を所定深さで切断してパターニングする、レーザーパターニング法が知られている。
【０００３】
レーザースクライブを施す装置として、下記特許文献１には、基板上に形成された膜の厚さを測定する膜厚測定部と、膜の一部を除去するレーザー光を出力するレーザー出力部（レーザー）と、膜厚測定部で測定された膜の厚さに基き、レーザー光の強さを調整するレーザー調整部とを具備する薄膜加工装置が開示されている。前記膜厚測定部は、膜に電磁波を照射する照射部と、膜を透過した電磁波を計測する計測部とを具備している。
【０００４】
また、下記特許文献２には、太陽電池セルにレーザー光を照射するレーザー照射手段と、太陽電池セルのパターンを通過した前記レーザー光を検出してパターンの欠陥の有無を判断する形状検査手段とを有するレーザースクライブ装置が開示されている。レーザー照射手段であるレーザー発振器は、基板の表側又は裏側のいずれか配置され、形状検査手段であるレーザー光検出器は、基板の、レーザー発振器とは反対側に配置されている。そして、レーザー発振器から照射されたレーザー光は、基板を透過して反対側のレーザー光検出器により受光される。このとき、基板に異物等が付着している場合には、レーザー光の光路の一部が遮光されて、レーザー光検出器の受光量が減少するので、パターン欠陥が分かるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９８１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１９５９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記光電変換層は、アモルファスシリコンや微結晶シリコン等で形成されている。微結晶シリコンは、アモルファスシリコンに比べ、長波長域でも光を吸収できるという利点があり、太陽電池の特性向上を期待できる。但し、この微結晶シリコンにおいて所望の特性を得るには、アモルファスシリコンよりも厚みが必要となる。そのため、微結晶シリコンに対するレーザー光の出力を、アモルファスシリコンに対するレーザー光の出力よりも高めなければならない。
【０００７】
また、レーザーパターンニング法に際しては、積層膜の透明電極層、光電変換層及び電極層を切削してパターニングするようになっている。このとき、レーザー光が積層膜を削って基板まで到達しているかどうかを判定するには、例えば、加工面を顕微鏡などで観察する必要がある。しかしながら、連続的に製品を生産するライン工程では、そのような観察は困難であった。なお、レーザー光の出力を予め高く設定しておくことも考えられるが、その場合には、積層膜を削ったレーザー光が基板に過度に照射され、基板に悪影響を与える虞れがある。
【０００８】
上記引用文献１の薄膜加工装置では、基板上の膜の厚さを測定する膜厚測定部により膜厚を測定しつつ、レーザー調整部でレーザー光の出力を調整するようになっている。しかしながら、レーザー光を出力するレーザー出力部とは別に、膜に電磁波を照射する照射部と、膜を透過した電磁波を計測する計測部とからなる膜厚測定部を備えるため、構造が複雑でコストが高いというデメリットがある。
【０００９】
また、上記引用文献２では、基板の表裏それぞれにレーザー発振器及びレーザー光検出器を配置し、レーザー発振器から照射され基板を透過したレーザー光を、レーザー光検出器で受光し、その受光量の増減によりパターン欠陥の有無を判別可能となっている。しかしながら、レーザー発振器とは別にレーザー受光器を設ける必要があるので、前記引用文献１と同様に構造が複雑で、更に装置全体が大型化するというデメリットが生じる。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、太陽電池基板の積層膜を所定パターンにパターニングできたかどうかを、確実かつ簡単な構造で判定することができる、レーザースクライブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のレーザースクライブ装置は、基板上に、電極層と、少なくとも１つの光電変換層と、透明電極層とが積層されてなる太陽電池基板の積層膜を、前記透明電極層側から入射するレーザー光により切断してパターニングするレーザースクライブ装置において、前記レーザー光を照射するレーザー光照射手段と、前記レーザー光が前記積層膜の加工面で反射した反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記発明によれば、レーザー光照射手段から基板面に照射されたレーザー光の反射光を検査手段によって検出することにより、透明電極層や光電変換層、電極層が切断されたときの反射光の強度変化によって、所定の積層膜が切断されたか否かを判定することができる。そして、この判定に基づいてレーザー光の出力を適宜調整することにより、目的とする積層膜が確実に切断されるようにすることができる。
【００１３】
また、レーザー光照射手段により照射されたレーザー光の反射光を利用して、パターニングの良否を判断するように構成されているので、検査手段を、太陽電池基板の入射面側、すなわち、レーザー光照射手段と同じ面側に配置することができ、装置を簡単な構造にできると共に、コンパクト化を図ることができる。
【００１４】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記検査手段の判定に基づいて前記レーザー光照射手段の出力を調整する出力制御手段を有していることが好ましい。これによれば、出力制御手段によって、検査手段の判定に基づいてレーザー光の出力を自動的に調整して、目的とする積層膜を確実に切断することができる。その結果、レーザー光の出力を常に適正に保って、パターニング不良を防止しつつ、効率よく積層膜の切断作業を進めることができ、生産性を高めることができる。
【００１５】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記基板及び／又は前記レーザー光照射手段が、前記基板面に沿った二次元方向に移動可能とされ、前記レーザー光照射手段と前記検査手段とは相互の位置関係を保って一緒に前記基板に対して相対移動するように構成されていることが好ましい。これによれば、前記基板及び／又は前記レーザー光照射手段を、前記基板面に沿った二次元方向に移動させることにより、レーザー光を所定のラインに沿って移動させつつ照射させて、目的とするパターンとなるように積層膜を切断することができる。また、前記レーザー光照射手段と前記検査手段とは相互の位置関係を保って一緒に前記基板に対して相対移動することにより、レーザー光の反射光を検査手段に常に同じ条件で確実に入射させることができる。
【００１６】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記検査手段は、前記レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合に、該反射光の強度を減衰させる減光手段を有していることが好ましい。これによれば、レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合に、該反射光を減光手段によって適正な強度にして検査することができるので、目的する積層膜が切断されか否かの判定をより正確に行うことができる。
【００１７】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記太陽電池基板は、前記基板と、該基板の表裏面の少なくとも一面に形成された電極層と、該電極層上に形成された少なくとも一つの光電変換層と、透明電極層とを有し、前記電極層が金属膜からなることが好ましい。これによれば、透明電極層及び光電変換層が切断されたとき、金属膜からなる電極層が露出して、レーザー光の反射光の強度が高くなることにより、透明電極及び光電変換層の切断の可否を判定することができる。更に、基板の反対面にも電極層が形成されていれば、照射面側の電極層が切断されたとき、基板を通過したレーザー光が反対面側の電極層で反射されて、レーザー光の反射光の強度がやや低下するので、照射面側の電極の切断の可否を判定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記発明によれば、レーザー光照射手段から基板面に照射されたレーザー光の反射光を検査手段によって検出することにより、透明電極層や光電変換層、電極層が切断されたときの反射光の強度変化によって、所定の積層膜が切断されたか否かを判定することができる。そして、この判定に基づいてレーザー光の出力を適宜調整することにより、目的する積層膜が確実に切断されるようにすることができる。
【００１９】
また、レーザー光照射手段により照射されたレーザー光の反射光を利用して、パターニングの良否を判断するように構成されているので、検査手段を、太陽電池基板の入射面側、すなわち、レーザー光照射手段と同じ面側に配置することができ、装置を簡単な構造にできると共に、コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るレーザースクライブ装置の概略構成図である。
【図２】同レーザースクライブ装置の説明図である。
【図３】同レーザースクライブ装置を構成する、基板及びレーザー光照射手段の移動方向を説明する斜視図である。
【図４】同レーザースクライブ装置のレーザー光による切断状態を示しており、（ａ）はレーザー光が光電変換層を切削途中における断面図、（ｂ）はレーザー光が裏面電極層に至った状態における断面図、（ｃ）はレーザー光が基板を透過して背面電極層に至った状態における断面図である。
【図５】各層の反射強度の測定試験方法を示す説明図である。
【図６】レーザー光の出力と、反射光の反射強度（照度）との関係を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明のレーザースクライブ装置の一実施形態について説明する。
【００２２】
まず、このレーザースクライブ装置に適用される太陽電池基板について説明する。図２に示すように、この実施形態における太陽電池基板は、基板１と、この基板１の上面に積層された裏面電極層３と、この裏面電極層３の上面に積層された光電変換層５と、前記基板１の、裏面電極層３とは反対側の下面に形成された背面電極層７と、前記光電変換層５の上面に積層された透明電極８とを有している。この実施形態では、裏面電極層３と光電変換層５と透明電極層８とが、本発明における「太陽電池基板の積層膜」をなしている。なお、前記光電変換層５は１又は複数積層されることがある（光電変換層５が２つのタンデム型や、光電変換層５が３つのトリプル型）。更に、上記積層膜には、図示しない保護膜等で被覆されて太陽電池が構成されている。
【００２３】
基板１としては、例えば、ガラス基板や、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフレタートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、アクリルフィルム、アラミドフィルム等の絶縁性プラスチックフィルム基板、ステンレス基板等を用いることができる。この実施形態では、透明電極層８側から光が入射されるので、基板１は必ずしも光透過性である必要はなく、裏面電極５からの電流を取り出すため、裏面電極５に図示しないスルーホール等を介して導通される背面電極７を設けてもよい。しかし、基板１の図１中下面側から光が入射される場合には、基板１は光透過性の材料で形成され、背面電極層７を設けない構成とすることができる。
【００２４】
各電極層３，７は、金属膜からなることが好ましく、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の金属、或いは、これらの合金を用いることができる。また、各電極層３，７の厚さは適宜変更することができ、例えば電流を取り出すための背面電極層７は、裏面電極層３よりも厚く形成することができる。
【００２５】
前記光電変換層５は、微結晶シリコンやアモルファスシリコン等から形成されたｎｉｐ層あるいはｐｉｎ層から構成されている。光入射側にアモルファスシリコン系のｉ層を有する光電変換層を配置し、その背面側に微結晶シリコン系のｉ層を有する光電変換層を配置した構成のものが、光変換効率の点で特に好ましく採用される。そして、微結晶シリコン系のｉ層を有する光電変換層は、比較的長波長の光を吸収させるために膜厚を厚くする必要があるため、レーザー光によって切断しにくく、切断不良が発生しやすいという問題があった。
【００２６】
本発明のレーザースクライブ装置は、上記太陽電池基板の積層膜を、レーザー光により所定の回路パターンにパターニングする際、その切断の良否を判定してレーザーの出力等を制御できるようにしたものである。
【００２７】
図１には、この実施形態におけるレーザースクライブ装置１０の概略構成図が示されている。同図に示すように、このレーザースクライブ装置１０は、太陽電池基板上方に配置され、レーザー光を照射するレーザー光照射手段１２と、同じく太陽電池基板上方に配置され、前記レーザー光が太陽電池基板の積層膜の加工面で反射した反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段１４と、検査手段１４の判定に基づいて、前記レーザー光照射手段１２の出力を調整する出力制御手段１６とを主として有している。
【００２８】
また、検査手段１４と太陽電池基板との間には、レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合、すなわち、後述する検査手段１４の受光素子１４ａにより測光できる範囲を超えた場合に、該反射光の反射強度を減衰させる、ＮＤフィルタ等の減光手段１８が配置されている。更に、前記太陽電池基板は、Ｘ−Ｙ移動ステージ等からなる移動手段２０に支持されている。その結果、図３の矢印Ｘ１，Ｙ１で示すように、基板１が、基板面に沿った二次元方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能となっている。なお、図３の矢印Ｘ２，Ｙ２で示すように、前記レーザー光照射手段１２及び検査手段１４を二次元方向に移動可能としてもよく、基板１及びレーザー光照射手段１２の両者を共に移動可能としてもよい。ただし、基板１が、ロールフィルムから帯状をなして連続的に供給される場合には、レーザー光照射手段１２及び検査手段１４を二次元方向に移動可能にすることが好ましい。
【００２９】
図２に示すように、前記レーザー光照射手段１２は、太陽電池基板上方に配置された加工ヘッド１１に取付けられており、所定出力のレーザー光を出力するレーザー光発振器１２ａと、その光を所定方向に向けて照射する、光ファイバや光集束レンズなどからなる光学エレメント１２ｂとを有している。
【００３０】
前記検査手段１４は、レーザー光の反射光を受光して電気量に変換する受光素子１４ａと、その電気量を処理して照度（ここでは反射強度）を出力する照度計１４ｂと、その照度に基づいて切断の良否を判定して、その結果を前記出力手段に送る判定処理装置１４ｃとを有している（図１，２参照）。この実施形態では、検査手段１４は、前記レーザー光照射手段１２と同様に、太陽電池基板上方に配置された加工ヘッド１１に取付けられている（図２参照）。その結果、前記レーザー光照射手段１２と検査手段１４との相互の位置関係が保持されて、両者が一緒に基板１に対して相対移動するようになっている。
【００３１】
また、前記出力制御手段１６は、前記検査手段１４の判定処理装置１４ｃからの出力信号に基づいて、前記レーザー光照射手段１２のレーザー光発振器１２ａに出力調整信号を送信し、光ファイバ１２ｂから照射されるレーザー光の出力を調整するものである。
【００３２】
そして、前記検査手段１４によるパターニングの良否は、次のようになされる。これについて図４を参照して説明する。この図４には、レーザー光が太陽電池基板に照射されたときの、各層の切断工程が示されている。
【００３３】
すなわち、レーザー光がレーザー光照射手段１２から、透明電極層８に向けて照射されると、透明電極層８が切削されていき、そのときの反射光が検査手段１４により検出される。
【００３４】
透明電極層８が全て切削されると、図４（ａ）に示すように、レーザー光が光電変換層５に照射されていき、光電変換層５が所定深さで溝状に切削されると共に、その溝の内面でレーザー光が反射して、その反射光が検査手段１４により検出される。このとき、光電変換層５の光反射率は、前記透明電極層８や後述する金属膜からなる電極層の光反射率よりも低いので、検出される反射光の強度は比較的低くなる。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、レーザー光が光電変換層５を全て切削して裏面電極層３に至ると、露出した裏面電極層３の表面で反射して、その反射光が検査手段１４に検出される。このとき、金属膜からなる裏面電極層３の光反射率は、光電変換層５の光反射率よりも高いので、反射光の強度が低い状態から高い状態に変化することにより、切削深さが裏面電極層３に達したことがわかる。
【００３６】
図４（ｃ）に示すように、更に、レーザー光が照射されると、裏面電極層３も切削されて、基板１が露出することになる。この場合、基板１が透光性を有する場合は、レーザー光は、基板１を透過して背面電極層７で反射され、その反射光が検査手段１４に検出される。背面電極層７が裏面電極層３よりも厚い場合には、その光反射率が裏面電極層３よりも高くなるが、基板１を２度通過することによる光の減衰が生じるので、検査手段１４で検出された光は、上記背面電極層７の光反射率と基板１を通過することによる光の減衰によって影響される強度となる。いずれにしても、この反射光の強度は、裏面電極層３での反射光の強度とは異なるので、検査手段１４で検出される反射光の強度が変化することになり、それによって裏面電極層３も切削されたことがわかる。
【００３７】
以上のように、レーザー光が基板１上の積層膜をそれぞれ切削するに伴って、検査手段１４で検出される反射光の強度が変化するので、それによって切削層がどこまで達したか（レーザー光による生成された切削溝の底面が、積層膜のどの辺りに位置するか）を検出することができ、目的とする切断が確実になされたかどうかを判定することが可能となる。反射光の強度変化の回数や強度は、基板１上に積層された光電変換層５の積層数等によって異なるので、対象とする層構成と、目的とする切削深さによって、切削の良否の判定をするための、反射光の強度変化の回数や、強度変化の大きさを設定する。
【００３８】
次に、この実施形態におけるレーザースクライブ装置１０の使用方法及び作用効果を説明する。
【００３９】
すなわち、移動手段２０により太陽電池基板を適宜移動させて、加工ヘッド１１の下方にセットする。その後、太陽電池基板の積層膜に向けて、レーザー光照射手段１２からレーザー光を照射する。
【００４０】
すると、積層膜に反射したレーザー光の反射光が、減光手段１８を介して検査手段１４により検出される。そして、その反射光の反射強度が、低い状態（レーザー光が透明電極層８及び光電変換層５を切削中のとき：図４（ａ）参照）から高い状態に変化し（レーザー光が裏面電極層３に至ったとき：図４（ｂ）参照）、更に低い状態に変化したとき（レーザー光が背面電極層７に至ったとき：図４（ｃ）参照）、すなわち、反射光の反射強度の強度変化が２回検出されたときに、レーザー光が、透明電極層８、光電変換層５及び裏面電極層３を切断したものと判断される。なお、レーザー光が裏面電極層３を切断したとき、背面電極層７がある場合は、背面電極層７による反射光が検出されることになるが、該反射光は、基板１を２回通過することによる光の減衰が起こる。また、背面電極７が設けられていない場合には、光が透過して反射光が生じないので、いずれにしても光の減衰が起こることになる。
【００４１】
このように、レーザー光の反射光を検査手段１４によって検出することにより、透明電極層８や光電変換層５、裏面電極層３が所定のパターンに切削されたかどうかのパターニングの良否を、製品が連続的に生産されるライン工程等において、リアルタイムで判定することができる。
【００４２】
レーザー光を照射した箇所の切削がなされたら、移動手段２０により、基板１と、レーザー光照射手段１２及び検査手段１４とを相対移動させて、レーザー光の照射位置を隣接するスポットにずらし、再びレーザー光を照射して切削を行い、これを繰り返すことにより、基板１上の積層膜を所定のラインに沿って切削することができる。
【００４３】
このとき、この実施形態では、レーザー光照射手段１２及び検査手段１４が共に加工ヘッド１１に取付けられており、両者の相互の位置関係を保って一緒に、基板１に対して相対移動させることができるので、レーザー光の反射光を検査手段１４に常に同じ条件で確実に入射させることができる。
【００４４】
また、前記検査手段１４と太陽電池基板との間に減光手段１８が配置されているので、レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合には、該反射光を適正な強度にして検査することができ、目的する積層膜が切断されたか否かの判定をより正確に行うことができる。
【００４５】
また、このレーザースクライブ装置１０においては、レーザー光照射手段１２により照射されたレーザー光の反射光を利用して、パターニングの良否を判定するように構成されているので、検査手段１４を、太陽電池基板の入射面側、すなわち、レーザー光照射手段１２と同じ面側に配置することができ、装置を簡単な構造にできると共に、コンパクト化を図ることができる。
【００４６】
更に、この実施形態では、検査手段１４で判定された切削の良否の判定結果が出力制御手段１６に送られ、出力制御手段１６によって、レーザー光照射手段１２の出力が制御されて、出射されるレーザー光の強度が調整される。例えば、あるラインの切削が終了した時点で、その切削の良否の判定結果に基づいて、次のラインの切削を行うときのレーザー光照射手段１２の出力を調整し、より確実な切削がなされるようにレーザー光の強度が設定される。したがって、レーザー光の出力を常に適正に保って、パターニング不良を防止しつつ、効率よく積層膜の切断作業を進めることができ、生産性を高めることができる。
【００４７】
なお、上記出力制御手段１６を設けずに、検査手段１４によりモニタリングして切断の良否を判定するだけの構成としてもよい。
【実施例】
【００４８】
１．各層の反射強度の測定
レーザー光を各層に照射したときの、反射光の反射強度（照度）を測定した。
【００４９】
（１）試料の作製
（試料１）
ポリイミドフィルムからなる基板に、Ａｇ系合金からなる電極層を積層して、試料１を作製した。
【００５０】
（試料２）
ポリイミドフィルムからなる基板に、前記試料１の電極層よりも厚さの厚い、Ａｇ系合金からなる電極層を積層して、試料２を作製した。
【００５１】
（試料３）
Ａｇ系合金からなる電極層に、微結晶シリコンからなる光電変換層を積層して、試料３を作製した。
【００５２】
（２）測定方法
測定にあたっては、図５に示す構造のレーザースクライブ装置を用いた。このレーザースクライブ装置は、レーザー光発振器１２ａから一定出力のレーザー光が出力され、光ファイバや集束レンズ等からなる光エレメント１２ｂを介してレーザー光が照射されるようになっている。また、前記光エレメント１２ｂは、図示しない固定治具により固定して、測定対象の試料１〜３に対して、レーザー光がほぼ垂直に入射するように調整した。レーザー波長は、第２高調波（５３２ｎｍ）を用いた。
【００５３】
そして、図５に示すように各試料１〜３をステージ９上にセットした。このとき、試料１は、肉薄の電極層を光ファイバ側に向けてセットし、試料２は、肉厚の電極層を光ファイバ側に向けてセットし、試料３は、光電変換層を光ファイバ側に向けてセットした。この状態で、レーザー光を各試料１〜３に照射し、その反射光を照度計１４ｂで測定した。その結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
（３）測定結果
上記表１に示すように、光電変換層を設けた試料３の照度（反射強度）は、試料１，２と比べて低いことが確認できる。また、肉厚の電極層を有する試料２の照度の方が、肉薄の電極層を有する試料１の照度よりも高く、厚さの大小により照度が変化することが分かる。このように、各層により反射光の反射強度が異なるので、反射強度の強度変化を検出することにより、積層膜に対してレーザー光がどの程度進んだかどうかを把握して、積層膜のパターニングの良否を判断可能であることが確認できた。
【００５６】
２．レーザー光の出力と、反射光の反射強度（照度）との関係
レーザー光の出力と反射光の反射強度とが、どのような関係になるかを測定した。
【００５７】
（１）試料の作製
ポリイミドフィルムからなる基板に、Ａｇ系合金からなる電極層を積層し、更に、微結晶シリコンからなる光電変換層を積層して、試料４を作製した。
【００５８】
（２）測定方法
測定装置は、上記と同様の図６に示す構造のレーザースクライブ装置を用いた。そのステージ９に、光電変換層を光ファイバ側に向けて試料４をセットした。この状態で、異なる出力のレーザー光を試料４に照射し、そのときの反射光の照度を測定した。図７に、その結果を示す。
【００５９】
（３）測定結果
図７に示すように、レーザー光の出力を増大させるにつれて、それにほぼ比例して、反射光の照度が増加するのが分かる。これにより、レーザー光の出力と反射光の照射強度との相間関係が求められ、レーザー光の出力が変わっても影響されることなく、反射光の変動から、切削状態の変化を測定できることがわかる。
【００６０】
なお、仮にレーザー光の出力に対して、反射光の反射強度に比例していなかったり、バラツキが大きかったりする場合には、反射光の反射強度の変化を測定しても、それが材料の異同によるものなのか、それとも単なる測定バラツキなのかが判断できない。
【符号の説明】
【００６１】
１ 基板
３ 裏面電極層
５ 光電変換層
７ 背面電極層
９ ステージ
１０ レーザースクライブ装置
１１ 加工ヘッド
１２ レーザー光照射手段
１２ａ レーザー光発振器
１２ｂ 光ファイバ
１４ 検査手段
１４ａ 受光素子
１４ｂ 照度計
１４ｃ 判定処理装置
１６ 出力制御手段
１８ 減光手段
２０ 移動手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池基板をレーザー光により切断してパターニングするための、レーザースクライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池が用いられている。この太陽電池は、例えば、絶縁性基板上に、電極層と、アモルファスシリコンや微結晶シリコン等からなる光電変換層と、透明電極層とが積層した構造をなしている。そして、これらの積層膜は、所定の回路パターンを構成するようにパターニングされる。従来、この種のパターニング方法の一つとして、レーザー光を照射することにより、上記積層膜を所定深さで切断してパターニングする、レーザーパターニング法が知られている。
【０００３】
レーザースクライブを施す装置として、下記特許文献１には、基板上に形成された膜の厚さを測定する膜厚測定部と、膜の一部を除去するレーザー光を出力するレーザー出力部（レーザー）と、膜厚測定部で測定された膜の厚さに基き、レーザー光の強さを調整するレーザー調整部とを具備する薄膜加工装置が開示されている。前記膜厚測定部は、膜に電磁波を照射する照射部と、膜を透過した電磁波を計測する計測部とを具備している。
【０００４】
また、下記特許文献２には、太陽電池セルにレーザー光を照射するレーザー照射手段と、太陽電池セルのパターンを通過した前記レーザー光を検出してパターンの欠陥の有無を判断する形状検査手段とを有するレーザースクライブ装置が開示されている。レーザー照射手段であるレーザー発振器は、基板の表側又は裏側のいずれか配置され、形状検査手段であるレーザー光検出器は、基板の、レーザー発振器とは反対側に配置されている。そして、レーザー発振器から照射されたレーザー光は、基板を透過して反対側のレーザー光検出器により受光される。このとき、基板に異物等が付着している場合には、レーザー光の光路の一部が遮光されて、レーザー光検出器の受光量が減少するので、パターン欠陥が分かるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９８１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１９５９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記光電変換層は、アモルファスシリコンや微結晶シリコン等で形成されている。微結晶シリコンは、アモルファスシリコンに比べ、長波長域でも光を吸収できるという利点があり、太陽電池の特性向上を期待できる。但し、この微結晶シリコンにおいて所望の特性を得るには、アモルファスシリコンよりも厚みが必要となる。そのため、微結晶シリコンに対するレーザー光の出力を、アモルファスシリコンに対するレーザー光の出力よりも高めなければならない。
【０００７】
また、レーザーパターンニング法に際しては、積層膜の透明電極層、光電変換層及び電極層を切削してパターニングするようになっている。このとき、レーザー光が積層膜を削って基板まで到達しているかどうかを判定するには、例えば、加工面を顕微鏡などで観察する必要がある。しかしながら、連続的に製品を生産するライン工程では、そのような観察は困難であった。なお、レーザー光の出力を予め高く設定しておくことも考えられるが、その場合には、積層膜を削ったレーザー光が基板に過度に照射され、基板に悪影響を与える虞れがある。
【０００８】
上記引用文献１の薄膜加工装置では、基板上の膜の厚さを測定する膜厚測定部により膜厚を測定しつつ、レーザー調整部でレーザー光の出力を調整するようになっている。しかしながら、レーザー光を出力するレーザー出力部とは別に、膜に電磁波を照射する照射部と、膜を透過した電磁波を計測する計測部とからなる膜厚測定部を備えるため、構造が複雑でコストが高いというデメリットがある。
【０００９】
また、上記引用文献２では、基板の表裏それぞれにレーザー発振器及びレーザー光検出器を配置し、レーザー発振器から照射され基板を透過したレーザー光を、レーザー光検出器で受光し、その受光量の増減によりパターン欠陥の有無を判別可能となっている。しかしながら、レーザー発振器とは別にレーザー受光器を設ける必要があるので、前記引用文献１と同様に構造が複雑で、更に装置全体が大型化するというデメリットが生じる。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、太陽電池基板の積層膜を所定パターンにパターニングできたかどうかを、確実かつ簡単な構造で判定することができる、レーザースクライブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のレーザースクライブ装置は、基板上に、電極層と、少なくとも１つの光電変換層と、透明電極層とが積層されてなる太陽電池基板の積層膜を、前記透明電極層側から入射するレーザー光により切断してパターニングするレーザースクライブ装置において、前記レーザー光を照射するレーザー光照射手段と、前記レーザー光が前記積層膜の加工面で反射した反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記発明によれば、レーザー光照射手段から基板面に照射されたレーザー光の反射光を検査手段によって検出することにより、透明電極層や光電変換層、電極層が切断されたときの反射光の強度変化によって、所定の積層膜が切断されたか否かを判定することができる。そして、この判定に基づいてレーザー光の出力を適宜調整することにより、目的とする積層膜が確実に切断されるようにすることができる。
【００１３】
また、レーザー光照射手段により照射されたレーザー光の反射光を利用して、パターニングの良否を判断するように構成されているので、検査手段を、太陽電池基板の入射面側、すなわち、レーザー光照射手段と同じ面側に配置することができ、装置を簡単な構造にできると共に、コンパクト化を図ることができる。
【００１４】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記検査手段の判定に基づいて前記レーザー光照射手段の出力を調整する出力制御手段を有していることが好ましい。これによれば、出力制御手段によって、検査手段の判定に基づいてレーザー光の出力を自動的に調整して、目的とする積層膜を確実に切断することができる。その結果、レーザー光の出力を常に適正に保って、パターニング不良を防止しつつ、効率よく積層膜の切断作業を進めることができ、生産性を高めることができる。
【００１５】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記基板及び／又は前記レーザー光照射手段が、前記基板面に沿った二次元方向に移動可能とされ、前記レーザー光照射手段と前記検査手段とは相互の位置関係を保って一緒に前記基板に対して相対移動するように構成されていることが好ましい。これによれば、前記基板及び／又は前記レーザー光照射手段を、前記基板面に沿った二次元方向に移動させることにより、レーザー光を所定のラインに沿って移動させつつ照射させて、目的とするパターンとなるように積層膜を切断することができる。また、前記レーザー光照射手段と前記検査手段とは相互の位置関係を保って一緒に前記基板に対して相対移動することにより、レーザー光の反射光を検査手段に常に同じ条件で確実に入射させることができる。
【００１６】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記検査手段は、前記レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合に、該反射光の強度を減衰させる減光手段を有していることが好ましい。これによれば、レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合に、該反射光を減光手段によって適正な強度にして検査することができるので、目的する積層膜が切断されか否かの判定をより正確に行うことができる。
【００１７】
本発明のレーザースクライブ装置においては、前記太陽電池基板は、前記基板と、該基板の表裏面の少なくとも一面に形成された電極層と、該電極層上に形成された少なくとも一つの光電変換層と、透明電極層とを有し、前記電極層が金属膜からなることが好ましい。これによれば、透明電極層及び光電変換層が切断されたとき、金属膜からなる電極層が露出して、レーザー光の反射光の強度が高くなることにより、透明電極及び光電変換層の切断の可否を判定することができる。更に、基板の反対面にも電極層が形成されていれば、照射面側の電極層が切断されたとき、基板を通過したレーザー光が反対面側の電極層で反射されて、レーザー光の反射光の強度がやや低下するので、照射面側の電極の切断の可否を判定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記発明によれば、レーザー光照射手段から基板面に照射されたレーザー光の反射光を検査手段によって検出することにより、透明電極層や光電変換層、電極層が切断されたときの反射光の強度変化によって、所定の積層膜が切断されたか否かを判定することができる。そして、この判定に基づいてレーザー光の出力を適宜調整することにより、目的する積層膜が確実に切断されるようにすることができる。
【００１９】
また、レーザー光照射手段により照射されたレーザー光の反射光を利用して、パターニングの良否を判断するように構成されているので、検査手段を、太陽電池基板の入射面側、すなわち、レーザー光照射手段と同じ面側に配置することができ、装置を簡単な構造にできると共に、コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るレーザースクライブ装置の概略構成図である。
【図２】同レーザースクライブ装置の説明図である。
【図３】同レーザースクライブ装置を構成する、基板及びレーザー光照射手段の移動方向を説明する斜視図である。
【図４】同レーザースクライブ装置のレーザー光による切断状態を示しており、（ａ）はレーザー光が光電変換層を切削途中における断面図、（ｂ）はレーザー光が裏面電極層に至った状態における断面図、（ｃ）はレーザー光が基板を透過して背面電極層に至った状態における断面図である。
【図５】各層の反射強度の測定試験方法を示す説明図である。
【図６】レーザー光の出力と、反射光の反射強度（照度）との関係を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明のレーザースクライブ装置の一実施形態について説明する。
【００２２】
まず、このレーザースクライブ装置に適用される太陽電池基板について説明する。図２に示すように、この実施形態における太陽電池基板は、基板１と、この基板１の上面に積層された裏面電極層３と、この裏面電極層３の上面に積層された光電変換層５と、前記基板１の、裏面電極層３とは反対側の下面に形成された背面電極層７と、前記光電変換層５の上面に積層された透明電極８とを有している。この実施形態では、裏面電極層３と光電変換層５と透明電極層８とが、本発明における「太陽電池基板の積層膜」をなしている。なお、前記光電変換層５は１又は複数積層されることがある（光電変換層５が２つのタンデム型や、光電変換層５が３つのトリプル型）。更に、上記積層膜には、図示しない保護膜等で被覆されて太陽電池が構成されている。
【００２３】
基板１としては、例えば、ガラス基板や、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフレタートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、アクリルフィルム、アラミドフィルム等の絶縁性プラスチックフィルム基板、ステンレス基板等を用いることができる。この実施形態では、透明電極層８側から光が入射されるので、基板１は必ずしも光透過性である必要はなく、裏面電極５からの電流を取り出すため、裏面電極５に図示しないスルーホール等を介して導通される背面電極７を設けてもよい。しかし、基板１の図１中下面側から光が入射される場合には、基板１は光透過性の材料で形成され、背面電極層７を設けない構成とすることができる。
【００２４】
各電極層３，７は、金属膜からなることが好ましく、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の金属、或いは、これらの合金を用いることができる。また、各電極層３，７の厚さは適宜変更することができ、例えば電流を取り出すための背面電極層７は、裏面電極層３よりも厚く形成することができる。
【００２５】
前記光電変換層５は、微結晶シリコンやアモルファスシリコン等から形成されたｎｉｐ層あるいはｐｉｎ層から構成されている。光入射側にアモルファスシリコン系のｉ層を有する光電変換層を配置し、その背面側に微結晶シリコン系のｉ層を有する光電変換層を配置した構成のものが、光変換効率の点で特に好ましく採用される。そして、微結晶シリコン系のｉ層を有する光電変換層は、比較的長波長の光を吸収させるために膜厚を厚くする必要があるため、レーザー光によって切断しにくく、切断不良が発生しやすいという問題があった。
【００２６】
本発明のレーザースクライブ装置は、上記太陽電池基板の積層膜を、レーザー光により所定の回路パターンにパターニングする際、その切断の良否を判定してレーザーの出力等を制御できるようにしたものである。
【００２７】
図１には、この実施形態におけるレーザースクライブ装置１０の概略構成図が示されている。同図に示すように、このレーザースクライブ装置１０は、太陽電池基板上方に配置され、レーザー光を照射するレーザー光照射手段１２と、同じく太陽電池基板上方に配置され、前記レーザー光が太陽電池基板の積層膜の加工面で反射した反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段１４と、検査手段１４の判定に基づいて、前記レーザー光照射手段１２の出力を調整する出力制御手段１６とを主として有している。
【００２８】
また、検査手段１４と太陽電池基板との間には、レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合、すなわち、後述する検査手段１４の受光素子１４ａにより測光できる範囲を超えた場合に、該反射光の反射強度を減衰させる、ＮＤフィルタ等の減光手段１８が配置されている。更に、前記太陽電池基板は、Ｘ−Ｙ移動ステージ等からなる移動手段２０に支持されている。その結果、図３の矢印Ｘ１，Ｙ１で示すように、基板１が、基板面に沿った二次元方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能となっている。なお、図３の矢印Ｘ２，Ｙ２で示すように、前記レーザー光照射手段１２及び検査手段１４を二次元方向に移動可能としてもよく、基板１及びレーザー光照射手段１２の両者を共に移動可能としてもよい。ただし、基板１が、ロールフィルムから帯状をなして連続的に供給される場合には、レーザー光照射手段１２及び検査手段１４を二次元方向に移動可能にすることが好ましい。
【００２９】
図２に示すように、前記レーザー光照射手段１２は、太陽電池基板上方に配置された加工ヘッド１１に取付けられており、所定出力のレーザー光を出力するレーザー光発振器１２ａと、その光を所定方向に向けて照射する、光ファイバや光集束レンズなどからなる光学エレメント１２ｂとを有している。
【００３０】
前記検査手段１４は、レーザー光の反射光を受光して電気量に変換する受光素子１４ａと、その電気量を処理して照度（ここでは反射強度）を出力する照度計１４ｂと、その照度に基づいて切断の良否を判定して、その結果を前記出力手段に送る判定処理装置１４ｃとを有している（図１，２参照）。この実施形態では、検査手段１４は、前記レーザー光照射手段１２と同様に、太陽電池基板上方に配置された加工ヘッド１１に取付けられている（図２参照）。その結果、前記レーザー光照射手段１２と検査手段１４との相互の位置関係が保持されて、両者が一緒に基板１に対して相対移動するようになっている。
【００３１】
また、前記出力制御手段１６は、前記検査手段１４の判定処理装置１４ｃからの出力信号に基づいて、前記レーザー光照射手段１２のレーザー光発振器１２ａに出力調整信号を送信し、光ファイバ１２ｂから照射されるレーザー光の出力を調整するものである。
【００３２】
そして、前記検査手段１４によるパターニングの良否は、次のようになされる。これについて図４を参照して説明する。この図４には、レーザー光が太陽電池基板に照射されたときの、各層の切断工程が示されている。
【００３３】
すなわち、レーザー光がレーザー光照射手段１２から、透明電極層８に向けて照射されると、透明電極層８が切削されていき、そのときの反射光が検査手段１４により検出される。
【００３４】
透明電極層８が全て切削されると、図４（ａ）に示すように、レーザー光が光電変換層５に照射されていき、光電変換層５が所定深さで溝状に切削されると共に、その溝の内面でレーザー光が反射して、その反射光が検査手段１４により検出される。このとき、光電変換層５の光反射率は、前記透明電極層８や後述する金属膜からなる電極層の光反射率よりも低いので、検出される反射光の強度は比較的低くなる。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、レーザー光が光電変換層５を全て切削して裏面電極層３に至ると、露出した裏面電極層３の表面で反射して、その反射光が検査手段１４に検出される。このとき、金属膜からなる裏面電極層３の光反射率は、光電変換層５の光反射率よりも高いので、反射光の強度が低い状態から高い状態に変化することにより、切削深さが裏面電極層３に達したことがわかる。
【００３６】
図４（ｃ）に示すように、更に、レーザー光が照射されると、裏面電極層３も切削されて、基板１が露出することになる。この場合、基板１が透光性を有する場合は、レーザー光は、基板１を透過して背面電極層７で反射され、その反射光が検査手段１４に検出される。背面電極層７が裏面電極層３よりも厚い場合には、その光反射率が裏面電極層３よりも高くなるが、基板１を２度通過することによる光の減衰が生じるので、検査手段１４で検出された光は、上記背面電極層７の光反射率と基板１を通過することによる光の減衰によって影響される強度となる。いずれにしても、この反射光の強度は、裏面電極層３での反射光の強度とは異なるので、検査手段１４で検出される反射光の強度が変化することになり、それによって裏面電極層３も切削されたことがわかる。
【００３７】
以上のように、レーザー光が基板１上の積層膜をそれぞれ切削するに伴って、検査手段１４で検出される反射光の強度が変化するので、それによって切削層がどこまで達したか（レーザー光による生成された切削溝の底面が、積層膜のどの辺りに位置するか）を検出することができ、目的とする切断が確実になされたかどうかを判定することが可能となる。反射光の強度変化の回数や強度は、基板１上に積層された光電変換層５の積層数等によって異なるので、対象とする層構成と、目的とする切削深さによって、切削の良否の判定をするための、反射光の強度変化の回数や、強度変化の大きさを設定する。
【００３８】
次に、この実施形態におけるレーザースクライブ装置１０の使用方法及び作用効果を説明する。
【００３９】
すなわち、移動手段２０により太陽電池基板を適宜移動させて、加工ヘッド１１の下方にセットする。その後、太陽電池基板の積層膜に向けて、レーザー光照射手段１２からレーザー光を照射する。
【００４０】
すると、積層膜に反射したレーザー光の反射光が、減光手段１８を介して検査手段１４により検出される。そして、その反射光の反射強度が、低い状態（レーザー光が透明電極層８及び光電変換層５を切削中のとき：図４（ａ）参照）から高い状態に変化し（レーザー光が裏面電極層３に至ったとき：図４（ｂ）参照）、更に低い状態に変化したとき（レーザー光が背面電極層７に至ったとき：図４（ｃ）参照）、すなわち、反射光の反射強度の強度変化が２回検出されたときに、レーザー光が、透明電極層８、光電変換層５及び裏面電極層３を切断したものと判断される。なお、レーザー光が裏面電極層３を切断したとき、背面電極層７がある場合は、背面電極層７による反射光が検出されることになるが、該反射光は、基板１を２回通過することによる光の減衰が起こる。また、背面電極７が設けられていない場合には、光が透過して反射光が生じないので、いずれにしても光の減衰が起こることになる。
【００４１】
このように、レーザー光の反射光を検査手段１４によって検出することにより、透明電極層８や光電変換層５、裏面電極層３が所定のパターンに切削されたかどうかのパターニングの良否を、製品が連続的に生産されるライン工程等において、リアルタイムで判定することができる。
【００４２】
レーザー光を照射した箇所の切削がなされたら、移動手段２０により、基板１と、レーザー光照射手段１２及び検査手段１４とを相対移動させて、レーザー光の照射位置を隣接するスポットにずらし、再びレーザー光を照射して切削を行い、これを繰り返すことにより、基板１上の積層膜を所定のラインに沿って切削することができる。
【００４３】
このとき、この実施形態では、レーザー光照射手段１２及び検査手段１４が共に加工ヘッド１１に取付けられており、両者の相互の位置関係を保って一緒に、基板１に対して相対移動させることができるので、レーザー光の反射光を検査手段１４に常に同じ条件で確実に入射させることができる。
【００４４】
また、前記検査手段１４と太陽電池基板との間に減光手段１８が配置されているので、レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合には、該反射光を適正な強度にして検査することができ、目的する積層膜が切断されたか否かの判定をより正確に行うことができる。
【００４５】
また、このレーザースクライブ装置１０においては、レーザー光照射手段１２により照射されたレーザー光の反射光を利用して、パターニングの良否を判定するように構成されているので、検査手段１４を、太陽電池基板の入射面側、すなわち、レーザー光照射手段１２と同じ面側に配置することができ、装置を簡単な構造にできると共に、コンパクト化を図ることができる。
【００４６】
更に、この実施形態では、検査手段１４で判定された切削の良否の判定結果が出力制御手段１６に送られ、出力制御手段１６によって、レーザー光照射手段１２の出力が制御されて、出射されるレーザー光の強度が調整される。例えば、あるラインの切削が終了した時点で、その切削の良否の判定結果に基づいて、次のラインの切削を行うときのレーザー光照射手段１２の出力を調整し、より確実な切削がなされるようにレーザー光の強度が設定される。したがって、レーザー光の出力を常に適正に保って、パターニング不良を防止しつつ、効率よく積層膜の切断作業を進めることができ、生産性を高めることができる。
【００４７】
なお、上記出力制御手段１６を設けずに、検査手段１４によりモニタリングして切断の良否を判定するだけの構成としてもよい。
【実施例】
【００４８】
１．各層の反射強度の測定
レーザー光を各層に照射したときの、反射光の反射強度（照度）を測定した。
【００４９】
（１）試料の作製
（試料１）
ポリイミドフィルムからなる基板に、Ａｇ系合金からなる電極層を積層して、試料１を作製した。
【００５０】
（試料２）
ポリイミドフィルムからなる基板に、前記試料１の電極層よりも厚さの厚い、Ａｇ系合金からなる電極層を積層して、試料２を作製した。
【００５１】
（試料３）
Ａｇ系合金からなる電極層に、微結晶シリコンからなる光電変換層を積層して、試料３を作製した。
【００５２】
（２）測定方法
測定にあたっては、図５に示す構造のレーザースクライブ装置を用いた。このレーザースクライブ装置は、レーザー光発振器１２ａから一定出力のレーザー光が出力され、光ファイバや集束レンズ等からなる光エレメント１２ｂを介してレーザー光が照射されるようになっている。また、前記光エレメント１２ｂは、図示しない固定治具により固定して、測定対象の試料１〜３に対して、レーザー光がほぼ垂直に入射するように調整した。レーザー波長は、第２高調波（５３２ｎｍ）を用いた。
【００５３】
そして、図５に示すように各試料１〜３をステージ９上にセットした。このとき、試料１は、肉薄の電極層を光ファイバ側に向けてセットし、試料２は、肉厚の電極層を光ファイバ側に向けてセットし、試料３は、光電変換層を光ファイバ側に向けてセットした。この状態で、レーザー光を各試料１〜３に照射し、その反射光を照度計１４ｂで測定した。その結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
（３）測定結果
上記表１に示すように、光電変換層を設けた試料３の照度（反射強度）は、試料１，２と比べて低いことが確認できる。また、肉厚の電極層を有する試料２の照度の方が、肉薄の電極層を有する試料１の照度よりも高く、厚さの大小により照度が変化することが分かる。このように、各層により反射光の反射強度が異なるので、反射強度の強度変化を検出することにより、積層膜に対してレーザー光がどの程度進んだかどうかを把握して、積層膜のパターニングの良否を判断可能であることが確認できた。
【００５６】
２．レーザー光の出力と、反射光の反射強度（照度）との関係
レーザー光の出力と反射光の反射強度とが、どのような関係になるかを測定した。
【００５７】
（１）試料の作製
ポリイミドフィルムからなる基板に、Ａｇ系合金からなる電極層を積層し、更に、微結晶シリコンからなる光電変換層を積層して、試料４を作製した。
【００５８】
（２）測定方法
測定装置は、上記と同様の図６に示す構造のレーザースクライブ装置を用いた。そのステージ９に、光電変換層を光ファイバ側に向けて試料４をセットした。この状態で、異なる出力のレーザー光を試料４に照射し、そのときの反射光の照度を測定した。図７に、その結果を示す。
【００５９】
（３）測定結果
図７に示すように、レーザー光の出力を増大させるにつれて、それにほぼ比例して、反射光の照度が増加するのが分かる。これにより、レーザー光の出力と反射光の照射強度との相間関係が求められ、レーザー光の出力が変わっても影響されることなく、反射光の変動から、切削状態の変化を測定できることがわかる。
【００６０】
なお、仮にレーザー光の出力に対して、反射光の反射強度に比例していなかったり、バラツキが大きかったりする場合には、反射光の反射強度の変化を測定しても、それが材料の異同によるものなのか、それとも単なる測定バラツキなのかが判断できない。
【符号の説明】
【００６１】
１ 基板
３ 裏面電極層
５ 光電変換層
７ 背面電極層
９ ステージ
１０ レーザースクライブ装置
１１ 加工ヘッド
１２ レーザー光照射手段
１２ａ レーザー光発振器
１２ｂ 光ファイバ
１４ 検査手段
１４ａ 受光素子
１４ｂ 照度計
１４ｃ 判定処理装置
１６ 出力制御手段
１８ 減光手段
２０ 移動手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、電極層と、少なくとも１つの光電変換層と、透明電極層とが積層されてなる太陽電池基板の積層膜を、前記透明電極層側から入射するレーザー光により切断してパターニングするレーザースクライブ装置において、
前記レーザー光を照射するレーザー光照射手段と、前記レーザー光が前記積層膜の加工面で反射した反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段とを有することを特徴とするレーザースクライブ装置。
【請求項２】
前記検査手段の判定に基づいて前記レーザー光照射手段の出力を調整する出力制御手段を有している請求項１記載のレーザースクライブ装置。
【請求項３】
前記基板及び／又は前記レーザー光照射手段が、前記基板面に沿った二次元方向に移動可能とされ、前記レーザー光照射手段と前記検査手段とは相互の位置関係を保って一緒に前記基板に対して相対移動するように構成されている請求項１又は２記載のレーザースクライブ装置。
【請求項４】
前記検査手段は、前記レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合に、該反射光の強度を減衰させる減光手段を有している請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザースクライブ装置。
【請求項５】
前記太陽電池基板は、前記基板と、該基板の表裏面の少なくとも一面に形成された電極層と、該電極層上に形成された少なくとも一つの光電変換層と、透明電極層とを有し、前記電極層が金属膜からなる請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザースクライブ装置。
【請求項１】
基板上に、電極層と、少なくとも１つの光電変換層と、透明電極層とが積層されてなる太陽電池基板の積層膜を、前記透明電極層側から入射するレーザー光により切断してパターニングするレーザースクライブ装置において、
前記レーザー光を照射するレーザー光照射手段と、前記レーザー光が前記積層膜の加工面で反射した反射光を検出して切断の良否を判定する検査手段とを有することを特徴とするレーザースクライブ装置。
【請求項２】
前記検査手段の判定に基づいて前記レーザー光照射手段の出力を調整する出力制御手段を有している請求項１記載のレーザースクライブ装置。
【請求項３】
前記基板及び／又は前記レーザー光照射手段が、前記基板面に沿った二次元方向に移動可能とされ、前記レーザー光照射手段と前記検査手段とは相互の位置関係を保って一緒に前記基板に対して相対移動するように構成されている請求項１又は２記載のレーザースクライブ装置。
【請求項４】
前記検査手段は、前記レーザー光の反射光が所定強度を超えた場合に、該反射光の強度を減衰させる減光手段を有している請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザースクライブ装置。
【請求項５】
前記太陽電池基板は、前記基板と、該基板の表裏面の少なくとも一面に形成された電極層と、該電極層上に形成された少なくとも一つの光電変換層と、透明電極層とを有し、前記電極層が金属膜からなる請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザースクライブ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９８９６５（Ｐ２０１１−１９８９６５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３４３５（Ｐ２０１０−６３４３５）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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