レーザ加工装置
【課題】リアルタイムで加工済み線の位置情報を取得することができるレーザ加工装置を低コストで提供すること。
【解決手段】レーザ加工装置は、被加工基板６０を保持する保持部１と、被加工基板６０の薄膜６２，６３，６４に対してレーザ光Ｌを照射するレーザ照射部１１と、保持部１およびレーザ照射部１１のうちの少なくとも一方を加工進行方向ＰＤに沿って移動させる加工移動部３５と、既に加工された加工済み線６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得するデータ取得部４１と、を備えている。データ取得部４１は、レーザ光Ｌによって薄膜６２，６３，６４を所定の加工済み線６２Ｔ，６３Ｓに沿って加工している間に、当該所定の加工済み線６２Ｔ，６３Ｓと異なる加工済み線６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得可能となり、レーザ光Ｌによって薄膜６２，６３，６４が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得する。
【解決手段】レーザ加工装置は、被加工基板６０を保持する保持部１と、被加工基板６０の薄膜６２，６３，６４に対してレーザ光Ｌを照射するレーザ照射部１１と、保持部１およびレーザ照射部１１のうちの少なくとも一方を加工進行方向ＰＤに沿って移動させる加工移動部３５と、既に加工された加工済み線６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得するデータ取得部４１と、を備えている。データ取得部４１は、レーザ光Ｌによって薄膜６２，６３，６４を所定の加工済み線６２Ｔ，６３Ｓに沿って加工している間に、当該所定の加工済み線６２Ｔ，６３Ｓと異なる加工済み線６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得可能となり、レーザ光Ｌによって薄膜６２，６３，６４が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池に用いられる被加工基板６０は、ガラス基板６１と、このガラス基板６１に設けられた透明電極膜６２と、この透明電極膜６２に設けられたＳｉなどを含む光電変換層６３と、この光電変換層６３に設けられた裏面金属電極膜６４とを有している（図７参照）。そして、所望の電圧を得るために、これら透明電極膜６２、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４をセルに分割して、互いに直列接続する必要がある。このような直列接続を成膜とレーザパターニングを交互に行うことにより、３次元的な各層（膜）の接続構造とすることで形成する方法がある。この接続構造部分は、集積線６５と呼ばれる（図８参照）。
【０００３】
これらの集積線６５は、発電（光電変換）には寄与しないため、集積線６５を構成するのべ３本のスクライブライン（加工済み線）は、近接するほど太陽電池基板としての変換効率が高くなり好ましい。このため、透明電極膜６２に形成されるＴＣＯスクライブ（パターニング）ライン６２Ｔに沿わせて、光電変換層６３にＳｉスクライブ（パターニング）ライン６３Ｓを形成するとともに、裏面金属電極膜６４にメタルスクライブ（パターニング）ライン６４Ｍを形成することが好ましい。従来は、それぞれのスクライブラインを、基板外形やアライメントマークを基準にして所定の距離だけ離れた位置に加工していた。
【０００４】
しかしながら、被加工基板６０の大型化に伴う温度変化による被加工基板６０の伸縮や、レーザ加工装置の精度上の問題から、スクライブラインを互いに近接させるにも限界がある。また、被加工基板６０の大型化により、基板外形やアライメントマークを基準にしてレーザパターニングを行うと、基準から加工線までの距離が遠くなり、機械的精度を上げる必要がある。また、成膜とレーザパターニングを繰り返し行うので、必ずしも同じ環境（とりわけ温度状況）でレーザパターニングが行われるわけではなく、同じ基板外形やアライメントマークを基準としていては大きなずれが生じてしまうこともあり、補正が必要となる。さらに、このような補正は、レーザパターニングの際に毎回必要となるので、非常に手間と時間がかかる。
【０００５】
また、通常の加工プログラムは、直線補間法によるため、被加工基板６０内に温度分布が生じて、基準となるべきＴＣＯスクライブライン６２Ｔが、後工程を行う際（Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成するときやメタルスクライブライン６４Ｍを形成するとき）に曲線状となってしまっている場合には、場所によってライン間距離が変化してしまう。
【０００６】
この点、従来から、第１層上に積層される第２層に、第１層に形成された第１のスクライブラインに対応する第２のスクライブラインが第１のスクライブラインに沿う形で形成されるよう、相対移動機構を制御することも知られている（特許文献１参照）。この方法によれば、スクライブラインの各々を直接検知して各レーザパターニングを補正しながら行うため、精度良くレーザパターニングを行うことができる。
【０００７】
このように、特許文献１には、非リアルタイム的に行う態様とリアルタイム的に行う態様が開示されているが、本発明は当該特許文献１に記載された発明を改良したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−０４８８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、リアルタイムで加工済み線の位置情報を取得することができるレーザ加工装置を提供することを目的とし、さらに、このようなレーザ加工装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるレーザ加工装置は、
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置であって、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜に対してレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記保持部および前記レーザ照射部のうちの少なくとも一方を、加工進行方向に沿って移動させるとともに、該加工進行方向に直交する方向に移動可能とする加工移動部と、
既に加工された加工済み線の位置情報を取得するデータ取得部と、を備え、
前記データ取得部が、前記レーザ光によって前記薄膜を所定の加工済み線に沿って加工している間に、当該所定の加工済み線と異なる加工済み線の位置情報を取得することで、該レーザ光によって該薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得する。
【００１１】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に位置する第一データ取得部と、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った他方側に位置する第二データ取得部とを有してもよい。
【００１２】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に配置されて、前記レーザ光によって前記薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得可能となっており、
前記データ取得部と前記レーザ照射部の位置関係は、１８０°反転可能となってもよい。
【００１３】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記加工移動部は、前記レーザ照射部を少なくとも加工進行方向に直交する方向に移動させるとともに、前記データ取得部を加工進行方向に直交する方向に移動させない調整移動部を有してもよい。
【００１４】
本発明によるレーザ加工装置は、
前記データ取得部によって取得された加工済み線の位置情報に基づいて、当該加工済み線から所定距離だけ離れた加工予定位置を決定する判断部をさらに備えてもよい。
【００１５】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記データ取得部は、前記被加工基板上の障害物に関する情報を取得可能となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるレーザ加工装置によれば、データ取得部が、レーザ光によって薄膜を所定の加工済み線に沿って加工している間に、当該所定の加工済み線と異なる加工済み線の位置情報を取得可能となっている。このため、リアルタイムで加工済み線の位置情報を取得することができるだけでなく、時間をかけて加工済み線の位置情報を解析することができる。この結果、スペックの高くない装置も用いることができ、ひいては、リアルタイムで加工済み線の位置情報を取得するレーザ加工装置を低コストで提供することができる。
【００１７】
また、本発明によるレーザ加工装置によれば、精度良く既存のスクライブライン（加工済み線）のすぐ近くに次のスクライブラインを加工することができるので、極めて近接した状態でスクライブラインを形成することができる。このため、集積線の占める領域を小さくすることができ、ひいては、発電効率の高い太陽電池基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置の構成を示した側方図。
【図２】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置によって被加工基板を加工する態様を示した上方平面図。
【図３】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置の加工移動部が反転する態様を示した上方平面図。
【図４】本発明の実施の形態における被加工基板の加工態様を示した側方断面図。
【図５】本発明の実施の形態の変形例によるレーザ加工装置を示した上方平面図。
【図６】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置で調整移動部が設けられた態様を示した側方図。
【図７】被加工基板の層構成を示した側方断面図。
【図８】加工された被加工基板を示した上方平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態
以下、本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図６は本発明の実施の形態を示す図である。
【００２０】
本実施の形態のレーザ加工装置は、ガラス基板（基板）６１と、ガラス基板６１に配置された薄膜６２，６３，６４とを有する太陽電池に用いられる被加工基板６０を加工するためのものである（図７参照）。このうち、薄膜は、ガラス基板６１上に設けられた透明電極膜６２と、この透明電極膜６２上に設けられたＳｉなどを含む光電変換層６３と、この光電変換層６３上に設けられた裏面金属電極膜６４とを有している。
【００２１】
レーザ加工装置は、図１に示すように、被加工基板６０を保持する保持部１と、被加工基板６０の薄膜６２，６３，６４に対してレーザ光Ｌを照射するレーザ照射ユニット（レーザ照射部）１１と、レーザ照射ユニット１１を加工進行方向ＰＤ（図２参照）に沿って移動させる加工移動部３５と、既に加工されたスクライブライン（加工済み線）６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得するデータ取得部４１と、を備えている。なお、データ取得部４１としては、例えば、ＣＣＤカメラ、ラインセンサ、レーザスキャンなどを用いることができる。
【００２２】
データ取得部４１は、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った一方側に配置されており、レーザ光Ｌによって光電変換層６３または裏面金属電極膜６４を所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って加工している間に、当該所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓと異なるスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得するように構成されている（図２参照）。この結果、データ取得部４１は、レーザ光Ｌによって光電変換層６３または裏面金属電極膜６４が所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って加工される前に、前もって当該所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、データ取得部４１は、（加工している箇所に対応する）スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに隣接するスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得する態様を例にとって説明するが、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を前もって取得するのであれば、これに限られることはない。例えば、二つ隣のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓや三つ隣のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得してもよいし、別の被加工基板６０（次に加工する被加工基板６０など）に形成されたスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得してもよい。
【００２４】
また、加工移動部３５は、レーザ照射ユニット１１を、データ取得部４１からの情報に基づいて加工進行方向ＰＤに直交する方向にも移動することができる。このため、加工移動部３５は、レーザ照射ユニット１１の位置を、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿わせて随時修正することができる。また、加工移動部３５は１８０°反転可能となっており、データ取得部４１とレーザ照射ユニット１１の位置関係が１８０°反転可能となっている（図３（ｂ）（ｃ）参照）。
【００２５】
ところで、本実施の形態では、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動される態様を用いて説明するが、レーザ光Ｌが被加工基板６０に対して相対的に移動されれば、これに限られることはない。例えば、保持部１が加工進行方向ＰＤに沿って移動されてもよいし、保持部１とレーザ照射ユニット１１の両方が加工進行方向ＰＤに沿って移動されてもよい。
【００２６】
図１に示すように、上述したデータ取得部４１には、データ取得部４１によって取得された薄膜６２，６３，６４のデータを処理する情報処理部４２が接続され、当該情報処理部４２には情報処理部４２によって処理されたデータ（より具体的にはスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報）に基づいて、当該スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓから所定距離だけ離れた加工予定位置を決定する判断部４３が接続され、当該判断部４３には加工移動部３５が接続されている。なお、データ取得部４１は、後述するＴＣＯスクライブライン６２ＴやＳｉスクライブライン６３Ｓの位置情報を取得する。ところで、データ取得部４１としては、例えば、ＣＣＤカメラ、ラインセンサ、レーザスキャンなどを用いることができる。
【００２７】
また、図示しないが、本実施の形態では、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４を成膜する成膜装置が設けられている。なお、当該成膜装置は、透明電極膜６２を成膜するように構成されていてもよい。
【００２８】
上記では、レーザ照射部としてそれ自体が移動可能なレーザ照射ユニット１１を用いて説明したが、これに限られることはなく、例えば、レーザ照射部は、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器（図示せず）と、レーザ発振器から発振されるレーザ光Ｌを案内するとともに当該レーザ光Ｌを端面から外部に照射する一つ以上の光ファイバ（図示せず）と、を有してもよい。この場合には、例えば、レーザ照射部の一部である光ファイバの端面が加工進行方向ＰＤに沿って移動させることで、レーザ光Ｌの被加工基板６０に対する相対的な位置を移動させることができる。
【００２９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００３０】
まず、ガラス基板６１と、当該ガラス基板６１に配置された透明電極膜６２とを有する被加工基板６０が準備される（図４（ａ）参照）。その後、保持部１によって被加工基板６０が保持される。このとき、本実施の形態では透明電極膜６２がガラス基板６１の下方に位置するようにして、保持部１によって被加工基板６０が保持される。なお、これに限られることはなく、透明電極膜６２がガラス基板６１の上方に位置するようにして、保持部１によって被加工基板６０が保持されてもよい。
【００３１】
次に、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、透明電極膜６２が加工されることとなる（図４（ｂ）参照）。このとき、加工移動部３５によって、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動され、この結果、透明電極膜６２が加工進行方向ＰＤに沿って加工され、透明電極膜６２にＴＣＯスクライブライン６２Ｔが形成されることとなる。
【００３２】
次に、成膜装置によって、ガラス基板６１に設けられた透明電極膜６２上にＳｉなどを含む光電変換層６３が形成される（図４（ｃ）参照）。その後、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、光電変換層６３が加工されることとなる。
【００３３】
このときもやはり、加工移動部３５によって、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動され、この結果、光電変換層６３が加工進行方向ＰＤに沿って加工され、光電変換層６３にＳｉスクライブライン６３Ｓが形成されることとなる（図４（ｄ）参照）。
【００３４】
このように光電変換層６３が加工進行方向ＰＤに沿って加工される際、本実施の形態では、以下の工程が行われる。
【００３５】
まず、被加工基板６０の周縁に最も近い位置に延在するＴＣＯスクライブライン６２Ｔの上方をデータ取得部４１が加工移動部３５によって移動される。このとき、当該ＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報がデータ取得部４１によって取得される。そして、このようにデータ取得部４１によって取得されたＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報が情報処理部４２によって処理され、その後、ＴＣＯスクライブライン６２Ｔから所定距離だけ離れた加工予定位置が判断部４３によって決定される。
【００３６】
上述のようにＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報がデータ取得部４１によって取得されると、次に、位置情報の取得されたＴＣＯスクライブライン６２Ｔの上方をレーザ照射ユニット１１が移動される。このとき、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、光電変換層６３が加工されることとなる。
【００３７】
ここで、本実施の形態によれば、レーザ照射ユニット１１が、判断部４３によって決定された加工予定位置上を移動されることから、基準となるＴＣＯスクライブライン６２Ｔに近接した位置で、精度良く、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成することができる。
【００３８】
より具体的には、既に形成されたＴＣＯスクライブライン６２Ｔを基準にして、常時、レーザ照射ユニット１１の位置を補正することができる。このため、ＴＣＯスクライブライン６２Ｔが曲線状に形成された場合であっても、ＴＣＯスクライブライン６２Ｔの全域にわたって近接させて、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成することができるので、ひいては、集積線６５の占める領域を小さくすることができる。また、このように、レーザ照射ユニット１１の位置を常時補正することができるので、周辺の温度管理や加工装置の精度に関する仕様を軽減することができる。
【００３９】
なお、上述のようにレーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射されて所定のＴＣＯスクライブライン６２Ｔに沿って光電変換層６３が加工されている間に、当該所定のＴＣＯスクライブライン６２Ｔに隣接するＴＣＯスクライブライン６２Ｔに沿っての位置情報がデータ取得部４１によって取得される（図２参照）。ところで、データ取得部４１は、加工移動部３５が補正のために加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動する場合でも観察対象であるＴＣＯスクライブライン６２Ｔを観察することができるだけの検知範囲を有している。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、加工を行っている箇所に対応するＴＣＯスクライブライン６２Ｔとは異なる（本実施の形態では隣接する）ＴＣＯスクライブライン６２Ｔに関する位置情報を予め取得することができるので、判断部４３は、時間をかけてＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報を解析して、当該ＴＣＯスクライブライン６２Ｔから所定距離だけ離れた加工予定位置を決定することができる。このため、判断部４３として、（スペックが高くなく）処理に時間がかかるものも用いることができ、ひいては、レーザ加工装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００４１】
後は、上述した工程が繰り返され、最終的には、被加工基板６０の反対側の周縁に最も近い位置に延在するＴＣＯスクライブライン６２Ｔの上方をレーザ照射ユニット１１が移動されて、当該ＴＣＯスクライブライン６２Ｔに対応する光電変換層６３が加工されてＳｉスクライブライン６３Ｓが形成される（図３（ａ）参照）。
【００４２】
このようにＳｉスクライブライン６３Ｓの形成が終了すると、次に、成膜装置によって、透明電極膜６２に設けられた光電変換層６３上に裏面金属電極膜６４が形成される（図４（ｅ）参照）。その後、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４が加工されることとなる（図３（ｄ）および図４（ｆ）参照）。
【００４３】
このとき、加工移動部３５によって、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動され、この結果、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４が加工進行方向ＰＤに沿って加工され、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４にメタルスクライブライン６４Ｍが形成されることとなる。
【００４４】
なお、このように光電変換層６３および裏面金属電極膜６４が加工進行方向ＰＤに沿って加工される際、詳細については省略するが、本実施の形態では、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成する際と同様の工程が行われ、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成する際と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
ところで、上記のようにＳｉスクライブライン６３Ｓの形成が終了したとき、または、メタルスクライブライン６４Ｍの形成が終了したときには、加工移動部３５が１８０°反転され、データ取得部４１とレーザ照射ユニット１１の位置関係が１８０°反転される（図３（ｂ）（ｃ）参照）。このため、本実施の形態によれば、加工移動部３５を加工開始位置に戻すことなく、常に、前もってＴＣＯスクライブライン６２ＴまたはＳｉスクライブライン６３Ｓに関する位置情報を予め取得することができる。
【００４６】
すなわち、処理対象となっている被加工基板６０のＳｉスクライブライン６３Ｓやメタルスクライブライン６４Ｍの形成が終了すると、別の新しい被加工基板６０の光電変換層６３や裏面金属電極膜６４がレーザ光Ｌによって加工されることになるが、このとき、本実施の形態ではデータ取得部４１とレーザ照射ユニット１１の位置関係が１８０°反転されるので、加工移動部３５を加工開始位置に戻すことなく、常に、前もってＴＣＯスクライブライン６２ＴまたはＳｉスクライブライン６３Ｓに関する位置情報を予め取得することができるのである。
【００４７】
ところで、上記では、データ取得部４１が、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った一方側に配置されている態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、図５（ａ）−（ｄ）に示すように、データ取得部４１が、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った一方側（図５の右側）に位置する第一データ取得部４１ａと、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った他方側（図５の左側）に位置する第二データ取得部４１ｂを有する態様を用いてもよい。このような態様によれば、加工移動部３５を１８０°反転させることなく、常に、前もってスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに関する位置情報を予め取得することができる。
【００４８】
また、図５（ａ）−（ｄ）に示すような態様によれば、加工進行方向ＰＤの後方側に位置するデータ取得部（第一データ取得部４１ａまたは第二データ取得部４１ｂ）によって、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓ，６４Ｍの加工状態や、基準となったスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに対する加工されたスクライブライン６３Ｓ，６４Ｍの近接度合いを常時確認することができる。そして、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓ，６４Ｍの加工が不十分な場合には、該当箇所のみ再度レーザ光Ｌで加工することもできる。このため、被加工基板６０の加工をより精度よく行うことができる。
【００４９】
なお、上記では、被加工基板６０の周縁に最も近い位置に延在するスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報も取得する態様を用いて説明したが、これに限られることはない。すなわち、被加工基板６０の周縁に最も近い位置に延在するスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓについては、従来のように被加工基板６０の周縁に位置するアライメントマークを基準としてもよい。このような態様が可能なのは、アライメントマークに近い箇所においては、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに正確に沿わさなくとも不具合が生じにくいためである。
【００５０】
なお、本実施の形態のデータ取得部４１（第一データ取得部４１ａおよび第二データ取得部４１ｂも含む）は、被加工基板６０上のゴミなどの障害物に関する情報も取得することができるようになっている。そして、データ取得部４１からの情報によってゴミなどの障害物が存在すると判断部４３で判断されると、加工移動部３５は、データ取得部４１によって取得された情報に基づいて当該障害物を回避するよう対応するレーザ照射ユニット１１を移動させる。このため、ゴミなどの障害によってレーザ光Ｌが遮断されて薄膜６２，６３，６４が加工されないことを未然に防止することができる。
【００５１】
また、上記では、加工移動部３５を１８０°反転させたり、二つのデータ取得部４１ａ，４１ｂを用いたりする態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、加工移動部３５を加工開始位置に戻す態様であってもよい。
【００５２】
また、上記では、加工移動部３５自体が加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動することで、レーザ照射ユニット１１がスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って移動される態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、図６に示すように、加工移動部３５は、レーザ照射ユニット１１のみを加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させる調整移動部３７を有してもよい。この調整移動部３７は、データ取得部４１を加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させることなく、レーザ照射ユニット１１のみを加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させ、レーザ光Ｌの照射位置をスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って移動させる。
【００５３】
図６のような構成にすることで、大きさの大きな加工移動部３５を加工進行方向ＰＤに直交する方向に随時移動させる必要がなくなるため、好ましい。
【００５４】
また、図６のような構成にすることで、加工移動部３５を加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させる必要がなくなり、データ取得部４１を加工進行方向ＰＤに直交する方向で固定することができる。このため、データ取得部４１として、検知範囲の小さなものも用いることができるようになり、本実施の形態のようなレーザ加工装置をさらに低コストで提供することができるようになる。
【００５５】
また、上述のように、調整移動部３７を設けることによってデータ取得部４１の位置を加工進行方向ＰＤに直交する方向で固定することができるので、判断部４３でのデータ処理が容易になる。
【００５６】
すなわち、加工移動部３５が加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動する場合には、加工移動部３５が加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動することによってデータ取得部４１も加工進行方向ＰＤに直交する方向へ移動してしまう。このため、判断部４３は、データ取得部４１の移動距離も考慮してスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置を解析して決定しなければならない。これに対して、調整移動部３７を設けることによって、データ取得部４１の位置を加工進行方向ＰＤに直交する方向で固定することができ、データ取得部４１の移動距離を考慮する必要がなくなる。この結果、判断部４３としてスペックの低いものも利用することができ、レーザ加工装置をより低コストで提供することができるようになる。
【００５７】
なお、調整移動部３７としては、アクチュエータ、圧電素子、リニアモータ、リニアコイル、シリンダなどを用いることができ、大きさが小さく、動作応答性、動作速度が速いものからなることが好ましい。
【００５８】
ところで、上記では、薄膜が、ガラス基板６１に設けられた透明電極膜６２と、この透明電極膜６２上に設けられたＳｉなどを含む光電変換層６３と、この光電変換層６３上に設けられた裏面金属電極膜６４とを有している態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、薄膜は２層からなってもよいし、４層以上からなってもよい
【符号の説明】
【００５９】
１ 保持部
１１ レーザ照射ユニット（レーザ照射部）
３５ 加工移動部
３７ 調整移動部
４１ データ取得部
４１ａ 第一データ取得部
４１ｂ 第二データ取得部
４２ 情報処理部
４３ 判断部
６０ 被加工基板
６１ ガラス基板（基板）
６２ 透明電極膜（薄膜）
６２Ｔ ＴＣＯスクライブライン(加工済み線)
６３ 光電変換層（薄膜）
６３Ｓ Ｓｉスクライブライン(加工済み線)
６４ 裏面金属電極膜（薄膜）
６４Ｍ メタルスクライブライン(加工済み線)
Ｌ レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池に用いられる被加工基板６０は、ガラス基板６１と、このガラス基板６１に設けられた透明電極膜６２と、この透明電極膜６２に設けられたＳｉなどを含む光電変換層６３と、この光電変換層６３に設けられた裏面金属電極膜６４とを有している（図７参照）。そして、所望の電圧を得るために、これら透明電極膜６２、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４をセルに分割して、互いに直列接続する必要がある。このような直列接続を成膜とレーザパターニングを交互に行うことにより、３次元的な各層（膜）の接続構造とすることで形成する方法がある。この接続構造部分は、集積線６５と呼ばれる（図８参照）。
【０００３】
これらの集積線６５は、発電（光電変換）には寄与しないため、集積線６５を構成するのべ３本のスクライブライン（加工済み線）は、近接するほど太陽電池基板としての変換効率が高くなり好ましい。このため、透明電極膜６２に形成されるＴＣＯスクライブ（パターニング）ライン６２Ｔに沿わせて、光電変換層６３にＳｉスクライブ（パターニング）ライン６３Ｓを形成するとともに、裏面金属電極膜６４にメタルスクライブ（パターニング）ライン６４Ｍを形成することが好ましい。従来は、それぞれのスクライブラインを、基板外形やアライメントマークを基準にして所定の距離だけ離れた位置に加工していた。
【０００４】
しかしながら、被加工基板６０の大型化に伴う温度変化による被加工基板６０の伸縮や、レーザ加工装置の精度上の問題から、スクライブラインを互いに近接させるにも限界がある。また、被加工基板６０の大型化により、基板外形やアライメントマークを基準にしてレーザパターニングを行うと、基準から加工線までの距離が遠くなり、機械的精度を上げる必要がある。また、成膜とレーザパターニングを繰り返し行うので、必ずしも同じ環境（とりわけ温度状況）でレーザパターニングが行われるわけではなく、同じ基板外形やアライメントマークを基準としていては大きなずれが生じてしまうこともあり、補正が必要となる。さらに、このような補正は、レーザパターニングの際に毎回必要となるので、非常に手間と時間がかかる。
【０００５】
また、通常の加工プログラムは、直線補間法によるため、被加工基板６０内に温度分布が生じて、基準となるべきＴＣＯスクライブライン６２Ｔが、後工程を行う際（Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成するときやメタルスクライブライン６４Ｍを形成するとき）に曲線状となってしまっている場合には、場所によってライン間距離が変化してしまう。
【０００６】
この点、従来から、第１層上に積層される第２層に、第１層に形成された第１のスクライブラインに対応する第２のスクライブラインが第１のスクライブラインに沿う形で形成されるよう、相対移動機構を制御することも知られている（特許文献１参照）。この方法によれば、スクライブラインの各々を直接検知して各レーザパターニングを補正しながら行うため、精度良くレーザパターニングを行うことができる。
【０００７】
このように、特許文献１には、非リアルタイム的に行う態様とリアルタイム的に行う態様が開示されているが、本発明は当該特許文献１に記載された発明を改良したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−０４８８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、リアルタイムで加工済み線の位置情報を取得することができるレーザ加工装置を提供することを目的とし、さらに、このようなレーザ加工装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるレーザ加工装置は、
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置であって、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜に対してレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記保持部および前記レーザ照射部のうちの少なくとも一方を、加工進行方向に沿って移動させるとともに、該加工進行方向に直交する方向に移動可能とする加工移動部と、
既に加工された加工済み線の位置情報を取得するデータ取得部と、を備え、
前記データ取得部が、前記レーザ光によって前記薄膜を所定の加工済み線に沿って加工している間に、当該所定の加工済み線と異なる加工済み線の位置情報を取得することで、該レーザ光によって該薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得する。
【００１１】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に位置する第一データ取得部と、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った他方側に位置する第二データ取得部とを有してもよい。
【００１２】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に配置されて、前記レーザ光によって前記薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得可能となっており、
前記データ取得部と前記レーザ照射部の位置関係は、１８０°反転可能となってもよい。
【００１３】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記加工移動部は、前記レーザ照射部を少なくとも加工進行方向に直交する方向に移動させるとともに、前記データ取得部を加工進行方向に直交する方向に移動させない調整移動部を有してもよい。
【００１４】
本発明によるレーザ加工装置は、
前記データ取得部によって取得された加工済み線の位置情報に基づいて、当該加工済み線から所定距離だけ離れた加工予定位置を決定する判断部をさらに備えてもよい。
【００１５】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記データ取得部は、前記被加工基板上の障害物に関する情報を取得可能となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるレーザ加工装置によれば、データ取得部が、レーザ光によって薄膜を所定の加工済み線に沿って加工している間に、当該所定の加工済み線と異なる加工済み線の位置情報を取得可能となっている。このため、リアルタイムで加工済み線の位置情報を取得することができるだけでなく、時間をかけて加工済み線の位置情報を解析することができる。この結果、スペックの高くない装置も用いることができ、ひいては、リアルタイムで加工済み線の位置情報を取得するレーザ加工装置を低コストで提供することができる。
【００１７】
また、本発明によるレーザ加工装置によれば、精度良く既存のスクライブライン（加工済み線）のすぐ近くに次のスクライブラインを加工することができるので、極めて近接した状態でスクライブラインを形成することができる。このため、集積線の占める領域を小さくすることができ、ひいては、発電効率の高い太陽電池基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置の構成を示した側方図。
【図２】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置によって被加工基板を加工する態様を示した上方平面図。
【図３】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置の加工移動部が反転する態様を示した上方平面図。
【図４】本発明の実施の形態における被加工基板の加工態様を示した側方断面図。
【図５】本発明の実施の形態の変形例によるレーザ加工装置を示した上方平面図。
【図６】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置で調整移動部が設けられた態様を示した側方図。
【図７】被加工基板の層構成を示した側方断面図。
【図８】加工された被加工基板を示した上方平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態
以下、本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図６は本発明の実施の形態を示す図である。
【００２０】
本実施の形態のレーザ加工装置は、ガラス基板（基板）６１と、ガラス基板６１に配置された薄膜６２，６３，６４とを有する太陽電池に用いられる被加工基板６０を加工するためのものである（図７参照）。このうち、薄膜は、ガラス基板６１上に設けられた透明電極膜６２と、この透明電極膜６２上に設けられたＳｉなどを含む光電変換層６３と、この光電変換層６３上に設けられた裏面金属電極膜６４とを有している。
【００２１】
レーザ加工装置は、図１に示すように、被加工基板６０を保持する保持部１と、被加工基板６０の薄膜６２，６３，６４に対してレーザ光Ｌを照射するレーザ照射ユニット（レーザ照射部）１１と、レーザ照射ユニット１１を加工進行方向ＰＤ（図２参照）に沿って移動させる加工移動部３５と、既に加工されたスクライブライン（加工済み線）６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得するデータ取得部４１と、を備えている。なお、データ取得部４１としては、例えば、ＣＣＤカメラ、ラインセンサ、レーザスキャンなどを用いることができる。
【００２２】
データ取得部４１は、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った一方側に配置されており、レーザ光Ｌによって光電変換層６３または裏面金属電極膜６４を所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って加工している間に、当該所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓと異なるスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得するように構成されている（図２参照）。この結果、データ取得部４１は、レーザ光Ｌによって光電変換層６３または裏面金属電極膜６４が所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って加工される前に、前もって当該所定のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、データ取得部４１は、（加工している箇所に対応する）スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに隣接するスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得する態様を例にとって説明するが、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を前もって取得するのであれば、これに限られることはない。例えば、二つ隣のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓや三つ隣のスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得してもよいし、別の被加工基板６０（次に加工する被加工基板６０など）に形成されたスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報を取得してもよい。
【００２４】
また、加工移動部３５は、レーザ照射ユニット１１を、データ取得部４１からの情報に基づいて加工進行方向ＰＤに直交する方向にも移動することができる。このため、加工移動部３５は、レーザ照射ユニット１１の位置を、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿わせて随時修正することができる。また、加工移動部３５は１８０°反転可能となっており、データ取得部４１とレーザ照射ユニット１１の位置関係が１８０°反転可能となっている（図３（ｂ）（ｃ）参照）。
【００２５】
ところで、本実施の形態では、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動される態様を用いて説明するが、レーザ光Ｌが被加工基板６０に対して相対的に移動されれば、これに限られることはない。例えば、保持部１が加工進行方向ＰＤに沿って移動されてもよいし、保持部１とレーザ照射ユニット１１の両方が加工進行方向ＰＤに沿って移動されてもよい。
【００２６】
図１に示すように、上述したデータ取得部４１には、データ取得部４１によって取得された薄膜６２，６３，６４のデータを処理する情報処理部４２が接続され、当該情報処理部４２には情報処理部４２によって処理されたデータ（より具体的にはスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報）に基づいて、当該スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓから所定距離だけ離れた加工予定位置を決定する判断部４３が接続され、当該判断部４３には加工移動部３５が接続されている。なお、データ取得部４１は、後述するＴＣＯスクライブライン６２ＴやＳｉスクライブライン６３Ｓの位置情報を取得する。ところで、データ取得部４１としては、例えば、ＣＣＤカメラ、ラインセンサ、レーザスキャンなどを用いることができる。
【００２７】
また、図示しないが、本実施の形態では、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４を成膜する成膜装置が設けられている。なお、当該成膜装置は、透明電極膜６２を成膜するように構成されていてもよい。
【００２８】
上記では、レーザ照射部としてそれ自体が移動可能なレーザ照射ユニット１１を用いて説明したが、これに限られることはなく、例えば、レーザ照射部は、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器（図示せず）と、レーザ発振器から発振されるレーザ光Ｌを案内するとともに当該レーザ光Ｌを端面から外部に照射する一つ以上の光ファイバ（図示せず）と、を有してもよい。この場合には、例えば、レーザ照射部の一部である光ファイバの端面が加工進行方向ＰＤに沿って移動させることで、レーザ光Ｌの被加工基板６０に対する相対的な位置を移動させることができる。
【００２９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００３０】
まず、ガラス基板６１と、当該ガラス基板６１に配置された透明電極膜６２とを有する被加工基板６０が準備される（図４（ａ）参照）。その後、保持部１によって被加工基板６０が保持される。このとき、本実施の形態では透明電極膜６２がガラス基板６１の下方に位置するようにして、保持部１によって被加工基板６０が保持される。なお、これに限られることはなく、透明電極膜６２がガラス基板６１の上方に位置するようにして、保持部１によって被加工基板６０が保持されてもよい。
【００３１】
次に、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、透明電極膜６２が加工されることとなる（図４（ｂ）参照）。このとき、加工移動部３５によって、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動され、この結果、透明電極膜６２が加工進行方向ＰＤに沿って加工され、透明電極膜６２にＴＣＯスクライブライン６２Ｔが形成されることとなる。
【００３２】
次に、成膜装置によって、ガラス基板６１に設けられた透明電極膜６２上にＳｉなどを含む光電変換層６３が形成される（図４（ｃ）参照）。その後、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、光電変換層６３が加工されることとなる。
【００３３】
このときもやはり、加工移動部３５によって、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動され、この結果、光電変換層６３が加工進行方向ＰＤに沿って加工され、光電変換層６３にＳｉスクライブライン６３Ｓが形成されることとなる（図４（ｄ）参照）。
【００３４】
このように光電変換層６３が加工進行方向ＰＤに沿って加工される際、本実施の形態では、以下の工程が行われる。
【００３５】
まず、被加工基板６０の周縁に最も近い位置に延在するＴＣＯスクライブライン６２Ｔの上方をデータ取得部４１が加工移動部３５によって移動される。このとき、当該ＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報がデータ取得部４１によって取得される。そして、このようにデータ取得部４１によって取得されたＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報が情報処理部４２によって処理され、その後、ＴＣＯスクライブライン６２Ｔから所定距離だけ離れた加工予定位置が判断部４３によって決定される。
【００３６】
上述のようにＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報がデータ取得部４１によって取得されると、次に、位置情報の取得されたＴＣＯスクライブライン６２Ｔの上方をレーザ照射ユニット１１が移動される。このとき、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、光電変換層６３が加工されることとなる。
【００３７】
ここで、本実施の形態によれば、レーザ照射ユニット１１が、判断部４３によって決定された加工予定位置上を移動されることから、基準となるＴＣＯスクライブライン６２Ｔに近接した位置で、精度良く、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成することができる。
【００３８】
より具体的には、既に形成されたＴＣＯスクライブライン６２Ｔを基準にして、常時、レーザ照射ユニット１１の位置を補正することができる。このため、ＴＣＯスクライブライン６２Ｔが曲線状に形成された場合であっても、ＴＣＯスクライブライン６２Ｔの全域にわたって近接させて、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成することができるので、ひいては、集積線６５の占める領域を小さくすることができる。また、このように、レーザ照射ユニット１１の位置を常時補正することができるので、周辺の温度管理や加工装置の精度に関する仕様を軽減することができる。
【００３９】
なお、上述のようにレーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射されて所定のＴＣＯスクライブライン６２Ｔに沿って光電変換層６３が加工されている間に、当該所定のＴＣＯスクライブライン６２Ｔに隣接するＴＣＯスクライブライン６２Ｔに沿っての位置情報がデータ取得部４１によって取得される（図２参照）。ところで、データ取得部４１は、加工移動部３５が補正のために加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動する場合でも観察対象であるＴＣＯスクライブライン６２Ｔを観察することができるだけの検知範囲を有している。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、加工を行っている箇所に対応するＴＣＯスクライブライン６２Ｔとは異なる（本実施の形態では隣接する）ＴＣＯスクライブライン６２Ｔに関する位置情報を予め取得することができるので、判断部４３は、時間をかけてＴＣＯスクライブライン６２Ｔの位置情報を解析して、当該ＴＣＯスクライブライン６２Ｔから所定距離だけ離れた加工予定位置を決定することができる。このため、判断部４３として、（スペックが高くなく）処理に時間がかかるものも用いることができ、ひいては、レーザ加工装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００４１】
後は、上述した工程が繰り返され、最終的には、被加工基板６０の反対側の周縁に最も近い位置に延在するＴＣＯスクライブライン６２Ｔの上方をレーザ照射ユニット１１が移動されて、当該ＴＣＯスクライブライン６２Ｔに対応する光電変換層６３が加工されてＳｉスクライブライン６３Ｓが形成される（図３（ａ）参照）。
【００４２】
このようにＳｉスクライブライン６３Ｓの形成が終了すると、次に、成膜装置によって、透明電極膜６２に設けられた光電変換層６３上に裏面金属電極膜６４が形成される（図４（ｅ）参照）。その後、レーザ照射ユニット１１からレーザ光Ｌが照射され、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４が加工されることとなる（図３（ｄ）および図４（ｆ）参照）。
【００４３】
このとき、加工移動部３５によって、レーザ照射ユニット１１が加工進行方向ＰＤに沿って移動され、この結果、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４が加工進行方向ＰＤに沿って加工され、光電変換層６３および裏面金属電極膜６４にメタルスクライブライン６４Ｍが形成されることとなる。
【００４４】
なお、このように光電変換層６３および裏面金属電極膜６４が加工進行方向ＰＤに沿って加工される際、詳細については省略するが、本実施の形態では、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成する際と同様の工程が行われ、Ｓｉスクライブライン６３Ｓを形成する際と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
ところで、上記のようにＳｉスクライブライン６３Ｓの形成が終了したとき、または、メタルスクライブライン６４Ｍの形成が終了したときには、加工移動部３５が１８０°反転され、データ取得部４１とレーザ照射ユニット１１の位置関係が１８０°反転される（図３（ｂ）（ｃ）参照）。このため、本実施の形態によれば、加工移動部３５を加工開始位置に戻すことなく、常に、前もってＴＣＯスクライブライン６２ＴまたはＳｉスクライブライン６３Ｓに関する位置情報を予め取得することができる。
【００４６】
すなわち、処理対象となっている被加工基板６０のＳｉスクライブライン６３Ｓやメタルスクライブライン６４Ｍの形成が終了すると、別の新しい被加工基板６０の光電変換層６３や裏面金属電極膜６４がレーザ光Ｌによって加工されることになるが、このとき、本実施の形態ではデータ取得部４１とレーザ照射ユニット１１の位置関係が１８０°反転されるので、加工移動部３５を加工開始位置に戻すことなく、常に、前もってＴＣＯスクライブライン６２ＴまたはＳｉスクライブライン６３Ｓに関する位置情報を予め取得することができるのである。
【００４７】
ところで、上記では、データ取得部４１が、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った一方側に配置されている態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、図５（ａ）−（ｄ）に示すように、データ取得部４１が、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った一方側（図５の右側）に位置する第一データ取得部４１ａと、レーザ照射ユニット１１に対して加工進行方向ＰＤに直交する方向に沿った他方側（図５の左側）に位置する第二データ取得部４１ｂを有する態様を用いてもよい。このような態様によれば、加工移動部３５を１８０°反転させることなく、常に、前もってスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに関する位置情報を予め取得することができる。
【００４８】
また、図５（ａ）−（ｄ）に示すような態様によれば、加工進行方向ＰＤの後方側に位置するデータ取得部（第一データ取得部４１ａまたは第二データ取得部４１ｂ）によって、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓ，６４Ｍの加工状態や、基準となったスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに対する加工されたスクライブライン６３Ｓ，６４Ｍの近接度合いを常時確認することができる。そして、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓ，６４Ｍの加工が不十分な場合には、該当箇所のみ再度レーザ光Ｌで加工することもできる。このため、被加工基板６０の加工をより精度よく行うことができる。
【００４９】
なお、上記では、被加工基板６０の周縁に最も近い位置に延在するスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置情報も取得する態様を用いて説明したが、これに限られることはない。すなわち、被加工基板６０の周縁に最も近い位置に延在するスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓについては、従来のように被加工基板６０の周縁に位置するアライメントマークを基準としてもよい。このような態様が可能なのは、アライメントマークに近い箇所においては、スクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに正確に沿わさなくとも不具合が生じにくいためである。
【００５０】
なお、本実施の形態のデータ取得部４１（第一データ取得部４１ａおよび第二データ取得部４１ｂも含む）は、被加工基板６０上のゴミなどの障害物に関する情報も取得することができるようになっている。そして、データ取得部４１からの情報によってゴミなどの障害物が存在すると判断部４３で判断されると、加工移動部３５は、データ取得部４１によって取得された情報に基づいて当該障害物を回避するよう対応するレーザ照射ユニット１１を移動させる。このため、ゴミなどの障害によってレーザ光Ｌが遮断されて薄膜６２，６３，６４が加工されないことを未然に防止することができる。
【００５１】
また、上記では、加工移動部３５を１８０°反転させたり、二つのデータ取得部４１ａ，４１ｂを用いたりする態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、加工移動部３５を加工開始位置に戻す態様であってもよい。
【００５２】
また、上記では、加工移動部３５自体が加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動することで、レーザ照射ユニット１１がスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って移動される態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、図６に示すように、加工移動部３５は、レーザ照射ユニット１１のみを加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させる調整移動部３７を有してもよい。この調整移動部３７は、データ取得部４１を加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させることなく、レーザ照射ユニット１１のみを加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させ、レーザ光Ｌの照射位置をスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓに沿って移動させる。
【００５３】
図６のような構成にすることで、大きさの大きな加工移動部３５を加工進行方向ＰＤに直交する方向に随時移動させる必要がなくなるため、好ましい。
【００５４】
また、図６のような構成にすることで、加工移動部３５を加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動させる必要がなくなり、データ取得部４１を加工進行方向ＰＤに直交する方向で固定することができる。このため、データ取得部４１として、検知範囲の小さなものも用いることができるようになり、本実施の形態のようなレーザ加工装置をさらに低コストで提供することができるようになる。
【００５５】
また、上述のように、調整移動部３７を設けることによってデータ取得部４１の位置を加工進行方向ＰＤに直交する方向で固定することができるので、判断部４３でのデータ処理が容易になる。
【００５６】
すなわち、加工移動部３５が加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動する場合には、加工移動部３５が加工進行方向ＰＤに直交する方向に移動することによってデータ取得部４１も加工進行方向ＰＤに直交する方向へ移動してしまう。このため、判断部４３は、データ取得部４１の移動距離も考慮してスクライブライン６２Ｔ，６３Ｓの位置を解析して決定しなければならない。これに対して、調整移動部３７を設けることによって、データ取得部４１の位置を加工進行方向ＰＤに直交する方向で固定することができ、データ取得部４１の移動距離を考慮する必要がなくなる。この結果、判断部４３としてスペックの低いものも利用することができ、レーザ加工装置をより低コストで提供することができるようになる。
【００５７】
なお、調整移動部３７としては、アクチュエータ、圧電素子、リニアモータ、リニアコイル、シリンダなどを用いることができ、大きさが小さく、動作応答性、動作速度が速いものからなることが好ましい。
【００５８】
ところで、上記では、薄膜が、ガラス基板６１に設けられた透明電極膜６２と、この透明電極膜６２上に設けられたＳｉなどを含む光電変換層６３と、この光電変換層６３上に設けられた裏面金属電極膜６４とを有している態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、薄膜は２層からなってもよいし、４層以上からなってもよい
【符号の説明】
【００５９】
１ 保持部
１１ レーザ照射ユニット（レーザ照射部）
３５ 加工移動部
３７ 調整移動部
４１ データ取得部
４１ａ 第一データ取得部
４１ｂ 第二データ取得部
４２ 情報処理部
４３ 判断部
６０ 被加工基板
６１ ガラス基板（基板）
６２ 透明電極膜（薄膜）
６２Ｔ ＴＣＯスクライブライン(加工済み線)
６３ 光電変換層（薄膜）
６３Ｓ Ｓｉスクライブライン(加工済み線)
６４ 裏面金属電極膜（薄膜）
６４Ｍ メタルスクライブライン(加工済み線)
Ｌ レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置において、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜に対してレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記保持部および前記レーザ照射部のうちの少なくとも一方を、加工進行方向に沿って移動させるとともに、該加工進行方向に直交する方向に移動可能とする加工移動部と、
既に加工された加工済み線の位置情報を取得するデータ取得部と、を備え、
前記データ取得部は、前記レーザ光によって前記薄膜を所定の加工済み線に沿って加工している間に、当該所定の加工済み線と異なる加工済み線の位置情報を取得することで、該レーザ光によって該薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に位置する第一データ取得部と、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った他方側に位置する第二データ取得部とを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に配置されて、前記レーザ光によって前記薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得可能となっており、
前記データ取得部と前記レーザ照射部の位置関係は、１８０°反転可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記加工移動部は、前記レーザ照射部を少なくとも加工進行方向に直交する方向に移動させるとともに、前記データ取得部を加工進行方向に直交する方向に移動させない調整移動部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記データ取得部によって取得された加工済み線の位置情報に基づいて、当該加工済み線から所定距離だけ離れた加工予定位置を決定する判断部をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記データ取得部は、前記被加工基板上の障害物に関する情報を取得可能となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置において、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜に対してレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記保持部および前記レーザ照射部のうちの少なくとも一方を、加工進行方向に沿って移動させるとともに、該加工進行方向に直交する方向に移動可能とする加工移動部と、
既に加工された加工済み線の位置情報を取得するデータ取得部と、を備え、
前記データ取得部は、前記レーザ光によって前記薄膜を所定の加工済み線に沿って加工している間に、当該所定の加工済み線と異なる加工済み線の位置情報を取得することで、該レーザ光によって該薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に位置する第一データ取得部と、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った他方側に位置する第二データ取得部とを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記データ取得部は、前記レーザ照射部に対して前記加工進行方向に直交する方向に沿った一方側に配置されて、前記レーザ光によって前記薄膜が所定の加工済み線に沿って加工される前に、前もって当該所定の加工済み線の位置情報を取得可能となっており、
前記データ取得部と前記レーザ照射部の位置関係は、１８０°反転可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記加工移動部は、前記レーザ照射部を少なくとも加工進行方向に直交する方向に移動させるとともに、前記データ取得部を加工進行方向に直交する方向に移動させない調整移動部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記データ取得部によって取得された加工済み線の位置情報に基づいて、当該加工済み線から所定距離だけ離れた加工予定位置を決定する判断部をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記データ取得部は、前記被加工基板上の障害物に関する情報を取得可能となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１２５９０２（Ｐ２０１１−１２５９０２Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８６６７０（Ｐ２００９−２８６６７０）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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