(57)【要約】【課題】ホットスポット対策用のセル分離構造と絶縁耐圧確保のための周縁分離構造とを共通の装置で形成することができる薄膜太陽電池モジュールの製造装置を提供する。【解決手段】上記製造装置５０は、第１のレーザ照射源１００と、第２のレーザ照射源２００とを具備する。第１のレーザ照射源１００は、第１の赤外線レーザＬ１を生成し、セル集積基板１５に周縁分離部Ｖ１を形成する。第２のレーザ照射源２００は、第２の赤外線レーザＬ２を生成し、セル集積基板１５上の個々の発電セルを分断するためのセル分離線を形成する。セル集積基板１５を支持するステージ５１に対して、１のレーザ照射源１００及び第２のレーザ照射源２００を相対移動させながら、周縁分離部Ｖ１及びセル分離線Ｖ２をそれぞれ形成する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する第１の電極層と、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む光電変換層と、第２の電極層との積層膜で各々形成された複数の発電セルが透明基板上に直列的に接続された薄膜太陽電池モジュールの製造装置であって、
第１の赤外線レーザを生成し、前記透明基板の周縁部に前記第１の赤外線レーザを照射することで、前記周縁部上の前記積層膜が除去された周縁分離部を形成する第１のレーザ照射源と、
第２の赤外線レーザを生成し、前記透明基板上の前記発電セルの形成領域に前記第２の赤外線レーザを照射することで、前記発電セルを分断するためのセル分離線を形成する第２のレーザ照射源と、
前記透明基板を支持するためのステージを有し、前記第１のレーザ照射源及び前記第２のレーザ照射源を前記ステージに対して相対移動させる移動機構と、
前記第１のレーザ照射源、前記第２のレーザ照射源及び前記移動機構をそれぞれ制御する制御部と
を具備する薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記制御部は、前記第１のレーザ照射源から前記第１の赤外線レーザを第１の出力で照射させることで前記光電変換層及び前記第２の電極層を除去した後、前記第１のレーザ照射源から前記第１の赤外線レーザを前記第１の出力よりも高い第２の出力で照射させることで前記第１の電極層を除去する
薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記制御部は、前記第２のレーザ照射源から前記第２の赤外線レーザを第１のフォーカス状態で照射させることで前記第１の電極層を除去した後、前記第２のレーザ照射源から前記第２の赤外線レーザを前記第１のフォーカス状態とは異なる第２のフォーカス状態で照射させることで前記光電変換層及び前記第２の電極層を除去する
薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記ステージに支持される前記透明基板の前記周縁分離部の形成領域に対向して前記ステージに配置され、前記周縁分離部の形成方向に沿って分割された複数の吸引口を有する第１の吸引ポートと、吸引ポンプと、前記第１の吸引ポートと前記吸引ポンプとの間に配置され前記複数の吸引口を個々に前記吸引ポンプと接続可能な弁機構とを有する集塵ユニットをさらに具備し、
前記制御部は、前記周縁領域上を走査される前記第１の赤外線レーザの照射位置に対応して、前記複数の吸引口が個々に前記吸引ポンプと接続されるように前記弁機構を制御する
薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記集塵ユニットは、第２の吸引ポートをさらに有し、
前記第２の吸引ポートは、前記ステージに支持される前記透明基板上の前記セル分離線の形成領域に対向して配置され、前記弁機構を介して前記吸引ポンプと接続され、
前記制御部は、前記第２のレーザ照射源から前記第２の赤外線レーザを照射する場合にのみ前記第２の吸引ポートが前記吸引ポンプと接続されるように前記弁機構を制御する
薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項６】
光透過性を有する第１の電極層と、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む光電変換層と、第２の電極層との積層膜で各々形成された複数の発電セルが透明基板上に直列的に接続されたセル集積基板を作製し、
ステージに支持された前記セル集積基板の周縁部に、第１のレーザ照射源から第１の赤外線レーザを照射することで、前記周縁部上の前記積層膜が除去された周縁分離部を形成し、
前記ステージに支持された前記セル集積基板上の前記発電セルの形成領域に、第２のレーザ照射源から第２の赤外線レーザを照射することで、前記発電セルを分断するためのセル分離線を形成する
薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記周縁分離部を形成する工程は、
前記第１の赤外線レーザを第１の出力で照射することで前記光電変換層及び前記第２の電極層を除去し、
前記第１の赤外線レーザを前記第１の出力よりも高い第２の出力で照射することで前記第１の電極層を除去する
薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記セル分離線を形成する工程は、
前記第２の赤外線レーザを第１のフォーカス状態で照射することで前記第１の電極層を除去し、
前記第２の赤外線レーザを前記第１のフォーカス状態とは異なる第２のフォーカス状態で照射することで前記光電変換層及び前記第２の電極層を除去する
薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットスポット現象を回避するためのセル分離構造と、絶縁耐圧を確保するための周縁分離構造とを有する薄膜太陽電池モジュールの製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数の薄膜光電変換セルを直列接続してなる薄膜太陽電池モジュールは、帯状に形成された複数の薄膜光電変換セルをその短軸方向に集積した構造を有している。薄膜光電変換セルは、典型的には、透明基板上に透明電極層、光電変換層、裏面電極層が順に積層された多層構造を有する。【０００３】
このような構成の薄膜太陽電池モジュールにおいては、木の葉や鳥の糞などの遮光物が受光面に付着すると、発電方向と逆方向に直列接続されたダイオードとして振る舞うため、その部分の光起電力が低下しモジュール全体の出力が大幅に低下する。さらに、上記ダイオードとして振る舞うセルに逆方向耐電圧以上の電圧が印加されると、ホットスポット現象と呼ばれる局所的な加熱が生じ、モジュールの破壊にまで至ることがある。ホットスポット現象は、タンデム構造を有する太陽電池モジュールのような各セルの起電圧が高いモジュール構成において特に問題となる。【０００４】
ホットスポット現象に関する問題を回避するため、例えば下記特許文献１には、短冊状に形成された薄膜光電変換セルを長軸方向に分割して、分割されたセルをそれぞれ直列接続することで形成された複数の直列アレイを有し、上記複数の直列アレイが相互に並列接続された薄膜光電変換モジュールが記載されている。【０００５】
一方、薄膜太陽電池モジュールの製造工程には、モジュールの絶縁耐圧を確保するため、エッジディレーションと呼ばれる工程がある。例えば下記特許文献２には、レーザスクライブ法によりセル集積領域と周縁領域とを分離する方法が記載されている。これにより基板の周縁部に取り付けられる金属製フレームとの電気的短絡、あるいは基板の周縁部からの水分の浸潤による発電性能の低下が抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−６８７１３号公報
【特許文献２】特開平１１−１８６５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ホットスポット対策のためのセル分離線と耐電圧確保のための周縁分離線は、いずれもレーザスクライブ法で形成することが可能である。しかしながら、各工程において分離線の形成条件は異なり、透明電極層、半導体層及び裏面電極層各々について最適なレーザ吸収波長も異なる。このため従来では、上記セル分離線と上記周縁分離線とを異なるレーザ加工装置を用いて形成するのが一般的であり、したがって生産性を向上させることは困難であった。【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ホットスポット対策用のセル分離構造と絶縁耐圧確保のための周縁分離構造とを共通の装置で形成することができる薄膜太陽電池モジュールの製造装置及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造装置は、光透過性を有する第１の電極層と、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む光電変換層と、第２の電極層との積層膜で各々形成された複数の発電セルが透明基板上に直列的に接続された薄膜太陽電池モジュールを製造するための装置であって、第１のレーザ照射源と、第２のレーザ照射源と、移動機構と、制御部とを具備する。
上記第１のレーザ照射源は、第１の赤外線レーザを生成し、上記透明基板の周縁部に上記第１の赤外線レーザを照射することで、上記周縁部上の上記積層膜が除去された周縁分離部を形成する。
上記第２のレーザ照射源は、第２の赤外線レーザを生成し、上記透明基板上の上記発電セルの形成領域に上記第２の赤外線レーザを照射することで、上記発電セルを分断するためのセル分離線を形成する。
上記移動機構は、上記透明基板を支持するためのステージを有し、上記第１のレーザ照射源及び上記第２のレーザ照射源を上記ステージに対して相対移動させる。
上記制御部は、上記第１のレーザ照射源、上記第２のレーザ照射源及び上記移動機構をそれぞれ制御する。【００１０】
本発明の一形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、光透過性を有する第１の電極層と、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む光電変換層と、第２の電極層との積層膜で各々形成された複数の発電セルが透明基板上に直列的に接続されたセル集積基板を作製する工程を含む。
ステージに支持された上記セル集積基板の周縁部に、第１のレーザ照射源から第１の赤外線レーザを照射することで、上記周縁部上の上記積層膜が除去された周縁分離部が形成される。
上記ステージに支持された上記セル集積基板上の上記発電セルの形成領域に、第２のレーザ照射源から第２の赤外線レーザを照射することで、上記発電セルを分断するためのセル分離線が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する工程フローである。
【図２】上記薄膜太陽電池モジュール製造用のセル集積基板の製造方法を説明する工程断面図である。
【図３】上記セル集積基板の平面図である。
【図４】上記セル集積基板に周縁分離部を形成する工程を示す要部の断面図である。
【図５】上記周縁分離部の形成に用いられる赤外線レーザの照射源の構成を示す概略図である。
【図６】上記周縁分離部の形成方法を説明する要部の平面図である。
【図７】上記セル集積基板にセル分離線を形成する工程を示す要部の断面図である。
【図８】上記セル分離線の形成に用いられる赤外線レーザの照射源の構成を示す概略図である。
【図９】上記セル集積基板のモジュール工程を示す要部の断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造装置を示す概略平面図である。
【図１１】上記製造装置の概略側面図である。
【図１２】上記製造装置に設けられる集塵ユニットの要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造装置は、光透過性を有する第１の電極層と、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む光電変換層と、第２の電極層との積層膜で各々形成された複数の発電セルが透明基板上に直列的に接続された薄膜太陽電池モジュールを製造するための装置であって、第１のレーザ照射源と、第２のレーザ照射源と、移動機構と、制御部とを具備する。
上記第１のレーザ照射源は、第１の赤外線レーザを生成し、上記透明基板の周縁部に上記第１の赤外線レーザを照射することで、上記周縁部上の上記積層膜が除去された周縁分離部を形成する。
上記第２のレーザ照射源は、第２の赤外線レーザを生成し、上記透明基板上の上記発電セルの形成領域に上記第２の赤外線レーザを照射することで、上記発電セルを分断するためのセル分離線を形成する。
上記移動機構は、上記透明基板を支持するためのステージを有し、上記第１のレーザ照射源及び上記第２のレーザ照射源を上記ステージに対して相対移動させる。
上記制御部は、上記第１のレーザ照射源、上記第２のレーザ照射源及び上記移動機構をそれぞれ制御する。
【００１３】
上記製造装置は、周縁分離部を形成するための第１のレーザ照射源と、セル分離線を形成するための第２のレーザ照射源とを有する。光電変換層は、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含むため、赤外線レーザの照射により第２の電極層とともに除去可能である。また、赤外線レーザのレーザ出力を調整することにより、第１の電極層が除去される。したがって上記製造装置によれば、ホットスポット対策用のセル分離構造と絶縁耐圧確保のための周縁分離構造とを共通の装置で形成することができ、これにより生産性を向上させることができる。
【００１４】
一実施形態において、上記制御部は、上記第１のレーザ照射源から上記第１の赤外線レーザを第１の出力で照射させることで上記光電変換層及び上記第２の電極層を除去した後、上記第１の赤外線レーザを上記第１の出力よりも高い第２の出力で照射させることで上記第１の電極層を除去する。これにより、周縁分離部を効率よく形成することができる。
【００１５】
一実施形態において、上記制御部は、上記第２のレーザ照射源から上記第２の赤外線レーザを第１のフォーカス状態で照射させることで前記第１の電極層を除去した後、前記第２の赤外線レーザを前記第１のフォーカス状態とは異なる第２のフォーカス状態で照射させることで前記光電変換層及び前記第２の電極層を除去する。これにより、セル分離線を効率よく形成することができる。
【００１６】
上記製造装置は、集塵ユニットをさらに具備してもよい。
上記集塵ユニットは、第１の吸引ポートと、吸引ポンプと、弁機構とを有する。上記第１の吸引ポートは、上記ステージに支持される上記透明基板の上記周縁分離部の形成領域に対向して上記ステージに配置され、上記周縁分離部の形成方向に沿って分割された複数の吸引口を有する。上記弁機構は、上記第１の吸引ポートと上記吸引ポンプとの間に配置され上記複数の吸引口を個々に上記吸引ポンプと接続可能である。上記制御部は、上記周縁領域上を走査される上記第１の赤外線レーザの照射位置に対応して、上記複数の吸引口が個々に上記吸引ポンプと接続されるように上記弁機構を制御する。
【００１７】
集塵ユニットは、第１の赤外線レーザの照射により周縁分離部を形成する際に発生する上記積層膜の塵埃を吸引し、ステージ等への塵埃の付着による装置の汚染を回避する。また吸引口を分割し、レーザの照射位置に対応して吸引口を切り替える構造とすることで、集塵効率が高まり、吸引ポンプの運転動力が低減され、さらに吸引ポンプの小型化も実現可能となる。
【００１８】
上記集塵ユニットは、第２の吸引ポートをさらに有してもよい。上記第２の吸引ポートは、上記ステージに支持される上記透明基板上の上記セル分離線の形成領域に対向して配置され、上記弁機構を介して上記吸引ポンプと接続される。上記制御部は、上記第２のレーザ照射源から上記第２の赤外線レーザを照射する場合にのみ上記第２の吸引ポートが上記吸引ポンプと接続されるように上記弁機構を制御する。
【００１９】
第２の吸引ポートは、第２の赤外線レーザの照射によりセル分離線を形成する際に発生する上記積層膜の塵埃を吸引し、ステージ等への塵埃の付着による装置の汚染を回避する。第２の吸引ポートは、セル分離線の形成時にのみ吸引ポンプと接続されるので、周縁分離部の形成時における吸引ポンプの運転動力の低減を図ることができる。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、光透過性を有する第１の電極層と、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む光電変換層と、第２の電極層との積層膜で各々形成された複数の発電セルが透明基板上に直列的に接続されたセル集積基板を作製する工程を含む。
ステージに支持された上記セル集積基板の周縁部に、第１のレーザ照射源から第１の赤外線レーザを照射することで、上記周縁部上の上記積層膜が除去された周縁分離部が形成される。
上記ステージに支持された上記セル集積基板上の上記発電セルの形成領域に、第２のレーザ照射源から第２の赤外線レーザを照射することで、上記発電セルを分断するためのセル分離線が形成される。
【００２１】
これにより、ホットスポット対策用のセル分離構造と絶縁耐圧確保のための周縁分離構造とを共通の装置で形成することができ、生産性を向上させることができる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法を示す工程フローである。同図に示すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、セル集積基板の作製工程（ＳＴ１）と、エッジディレーション工程（ＳＴ２）と、ホットスポット対策用のセル分離工程（ＳＴ３）と、モジュール化工程（ＳＴ３）とを有する。以下、それぞれの工程について説明する。
【００２４】
［セル集積基板の作製工程（ＳＴ１）］
図２は、セル集積基板の作製工程を工程順に説明する断面図である。図３は、セル集積基板を概略的に示す平面図である。
【００２５】
まず、透明基板１０上に光透過性を有する透明電極層１１（第１の電極層）が形成される（図２（Ａ））。
【００２６】
透明基板１０は矩形状に形成され、波長３００ｎｍ以上の光を透過する透明な材料で構成される。本実施形態では透明基板１０として白板ガラス基板が用いられるが、これに限られず、例えばソーダ石灰ガラス、青板ガラス、ホウ珪酸ガラス等が用いられてもよい。透明基板１０の大きさは特に限定されず、例えば、長辺１４００ｍｍ、短辺１１００ｍｍ、厚み３．２ｍｍとされる。
【００２７】
透明電極層１１は、酸化亜鉛系の材料が用いられ、ＺｎＯだけでなく、ＺｎＯにアルミニウム（Ａｌ）が添加された酸化亜鉛系材料（ＡＺＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）が添加された酸化亜鉛系材料（ＧＺＯ）等が適用可能である。特に、ＡＺＯ及びＧＺＯは、耐プラズマ性に優れ、導電率及び近赤外域での光の透過率がいずれも高い。本実施形態において、透明電極層１１は、ＡＺＯ膜で構成される。透明電極層１１は、スパッタリング法により、例えば６００ｎｍ程度の厚みで形成されるが、勿論これに限られない。
【００２８】
必要に応じて、透明電極層１１は、その表面に所定のテクスチャが形成されてもよい。これにより、透明電極層１１の表面積が増大するため、光の透過効率や上層（光電変換層）との密着性を高めることが可能となる。上記テクスチャの形成方法としては、例えばアンモニウム塩水溶液によるエッチング処理が採用可能である。
【００２９】
次に、透明基板１０上の透明電極層１１の所定領域にレーザ光を照射することで、透明電極層１１をパターニングする工程が行われる（図２（Ｂ））。
【００３０】
本実施形態では、透明電極層１１に対し赤外線パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記赤外線パルスレーザ光を走査することで、透明電極層１１に第１の分離溝１１ａを形成する。赤外線パルスレーザ光は、透明基板１０側から透明電極層１１に向けて照射される。これにより、透明電極層１１の加工屑（ダスト）によるレーザ照射部の汚染を防止することができる。
【００３１】
透明基板１０上の個々の透明電極層１１は、分離溝１１ａによって短冊状の複数のセルに分割され、それぞれのセルが電気的に絶縁される。本実施形態では、セルの幅を８．９ｍｍ、セルの数は１１９個とした。
【００３２】
次に、透明基板１０上に光電変換層１２が形成される（図２（Ｃ））。
【００３３】
光電変換層１２は、透明電極層１１及び第１の分離溝１１ａを被覆するように成膜される。光電変換層１２は、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む。本実施形態では、アモルファスシリコン層と、微結晶シリコンを含むマイクロシリコン層の積層体で光電変換層１２が構成される。アモルファスシリコン層は、主として波長４００〜６００ｎｍの可視光領域の光を受けて発電し、マイクロシリコン層は、主として波長７００〜１３００ｎｍの近赤外領域の光を受けて発電する。これによりタンデム構造の光電変換層１２が形成される。
【００３４】
アモルファスシリコン層およびマイクロシリコン層はそれぞれ、例えばプラズマＣＶＤ法で成膜される。各層の厚みは特に限定されず、アモルファスシリコン層の厚みは、例えば１５０〜２５０ｎｍであり、マイクロシリコン層の厚みは、例えば８００〜２０００ｎｍである。
【００３５】
続いて、透明基板１０上の光電変換層１２の所定領域にレーザ光を照射することで、光電変換層１２が短冊状にパターニングされる（図２（Ｄ））。
【００３６】
本実施形態では、光電変換層１２に対しパルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記パルスレーザ光を走査することで、光電変換層１２に第２の分離溝１２ａを形成する。第２の分離溝１２ａは、例えば図示するように、第１の分離溝１１ａと隣接するように形成されるが、勿論これに限られない。レーザ光は、上述と同様に透明基板１０側から照射される。レーザ光の発振波長は、赤外線レーザでもよいし、その第２高調波（緑色レーザ）でもよい。
【００３７】
次に、透明基板１０上に裏面電極層１３（第２の電極層）が形成される（図２（Ｅ））。
【００３８】
裏面電極層１３は、光電変換層１２及び第２の分離溝１２ａを被覆するように成膜される。これにより、分離溝１２ａを介して透明電極層１１と裏面電極層１３とが電気的に接続される。本実施形態において、裏面電極層１３は、比較的反射率の高い金属材料、例えばアルミニウムや銀などが用いられる。裏面電極層１３の膜厚は特に限定されず、例えば数百ｎｍ〜数μｍとされる。
【００３９】
続いて、透明基板１０上の裏面電極層１３の所定領域にレーザ光を照射することで、裏面電極層１３が短冊状にパターニングされる（図２（Ｆ））。
【００４０】
本実施形態では、裏面電極層１３に対し緑色パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記緑色パルスレーザ光を走査することで、裏面電極層１３に第３の分離溝１３ａを形成する。第３の分離溝１３ａは、例えば図示するように、第２の分離溝１２ａと隣接するように形成されるが、勿論これに限られない。レーザ光は、上述と同様に透明基板１０側から照射され、裏面電極層１３は、分離溝１３ａの形成領域に位置する光電変換層１２と共に除去される。
【００４１】
以上のようにして、透明基板１０上に、複数の発電セルが直列的に接続されたセル集積基板１５が作製される（図２（Ｆ））。各々の発電セルは、透明電極層１１と光電変換層１２と裏面電極層１３との積層膜で構成される。セル集積基板１５は、図３に示すように、長辺方向（Ｙ軸方向）に長手方向を有する短冊状の複数の発電セル１４が短辺方向（Ｘ軸方向）に直列して接続されたセルアレイを有する。
【００４２】
次に、セル集積基板１５に周縁分離部Ｖ１とホットスポット対策用のセル分離線Ｖ２とが形成される。周縁分離部Ｖ１は、図３に示すようにセル集積基板１５の周縁部１ａに沿って環状に形成され、セル分離線Ｖ２は、周縁部１ａより内方側の発電領域１ｂに、発電セル１４の長手方向と直交する方向に直線的に複数本形成される。後述するように、周縁分離部Ｖ１はエッジディレーション工程において、セル分離線Ｖ２はセル分離工程において、レーザスクライブ法によってそれぞれ形成される。
【００４３】
［エッジディレーション工程（ＳＴ２）］
エッジディレーション工程は、セル集積基板１５の周縁部１ａ上に位置する積層膜（透明電極層１１、光電変換層１２及び裏面電極層１３）を除去する。これにより、これらの層と後述するモジュール化工程（ＳＴ４）で周縁部１ａに取り付けられる金属フレーム等とがショートし、あるいは薄膜太陽電池モジュールとして完成された後に、周縁部１ａからの水分の浸潤による発電性能の低下を防止することができる。
【００４４】
周縁分離部Ｖ１は、セル集積基板１５の周縁部１ａに赤外線レーザを照射することで形成される。図４（Ａ），（Ｂ）は、エッジディレーション工程を説明するセル集積基板１５の周縁部１ａの断面図である。図示するように、エッジディレーション工程は、周縁部１ａ上の光電変換層１２及び裏面電極層１３を除去する工程（第１の加工工程）と、周縁部１ａ上の透明電極層１１を除去する工程（第２の加工工程）とを有する。
【００４５】
エッジディレーション工程では、近赤外線帯域に発振波長を有する第１の赤外線レーザＬ１が用いられる。本実施形態では、第１の赤外線レーザＬ１として、最大出力４５０Ｗ、繰り返し周波数６ｋＨｚ、パルス幅４０ｎｓｅｃを有するＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）が用いられる。
【００４６】
第１の赤外線レーザＬ１は、透明基板１０側から第１のレーザ照射源から照射される。透明基板１０上での第１の赤外線レーザＬ１のスポット径は例えば１ｍｍ角とされる。上記第１のレーザ照射源は、例えば可変式減光機構を有し、加工に要するレーザ出力を任意に調整することが可能である。
【００４７】
図５は、第１の赤外線レーザＬ１を照射する第１のレーザ照射源の一構成例を示す概略図である。図５に示すように第１のレーザ照射源１００は、発振器１０１と、可変減衰器１０２と、集光レンズ１０７と、ホモジナイザ１０３と、スキャナ１０４と、ｆθレンズ１０５とを有する。
【００４８】
発振器１０１は、赤外線レーザ光を出射する。可変減衰器１０２は、発振器１０１から出射されたレーザ光を減衰させ、出力を調節する。集光レンズ１０７は、可変減衰器１０２から出射されたレーザ光を、ホモジナイザ１０３に集光させる。スキャナ１０４は、レーザ光を走査する。スキャナ１０４は、回転する多面体のミラーからなるポリゴンスキャナ、外部磁界により振動するミラーからなるガルバノスキャナ、共振により振動するミラーからなるレゾナントスキャナ等が用いられる。ｆθレンズ１０５は、スキャナ１０４で走査されたレーザ光の走査速度及びレーザスポット形状を補正する。
【００４９】
第１の赤外線レーザＬ１は、ｆθレンズ１０５を通過したレーザ光で形成される。図６は、スキャナ１０４によって第１の赤外線レーザＬ１が走査される様子を示すセル集積基板１５の部分平面図である。第１の赤外線レーザＬ１は、スキャナ１０４によって図６においてＸ軸方向に走査される。この際、スキャナ１０４の走査によって同一領域上を第１の赤外線レーザＬ１が照射することを避けるため、第１のレーザ照射源が図６においてＹ軸方向に移動する。本実施形態では、スキャナ１０４による走査速度が５４００ｍｍ／ｓｅｃ程度とされ、第１のレーザ照射源の走査速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ程度とされる。
【００５０】
セル集積基板１５は、透明基板１０側を上方に向けて図示しないステージ上に載置される。第１のレーザ照射源は、ステージの上方を移動しながら第１の赤外線レーザＬ１を出射することで、第１の赤外線レーザＬ１をセル集積基板１５の周縁部１ａ上で走査する。
【００５１】
図４（Ａ）に示す第１の加工工程において、第１のレーザ光Ｌ１は、透明基板１０及び透明電極層１１を透過して光電変換層１２に吸収され、光電変換層１２が除去されることにより、その上層である裏面電極層１３も除去される。これにより、周縁部１ａ上に、光電変換層１２及び裏面電極層１３が除去される。
【００５２】
光電変換層１２は、近赤外領域に吸収特性を有する半導体層（微結晶シリコン層）を含むため、第１の赤外線レーザＬ１により効率よく除去される。第１の赤外線レーザＬ１の出力は特に限定されないが、レーザのエネルギー密度が過度に大きい場合、透明電極層１１も同時に溶断される。このとき、透明電極層１１の加工屑が裏面電極層１３に付着して短絡を生じさせるシャントと呼ばれる現象が生じ得る。また、透明基板１０にクラックが生じるおそれがある。このため、第１の加工工程における第１の赤外線レーザＬ１の出力（第１の出力）は透明電極層１１が除去されない大きさに設定され、例えば７０Ｗ（１．３３Ｊ／ｃｍ2）程度とされる。
【００５３】
図４（Ｂ）に示す第２の加工工程においては、周縁部１ａに残存する透明電極層１１が除去される。この工程では、第１の加工工程において照射されるレーザ出力よりも大きなレーザ出力に調整される。本実施形態では、第１の赤外線レーザＬ１の出力（第２の出力）は２７０Ｗ（５．１３Ｊ／ｃｍ2）とされる。そして図４（Ｂ）に示すように、領域Ａ１のセル側の端部から所定距離（例えば１ｍｍ）だけ離れた領域に第１の赤外線レーザＬ１を照射することで、周縁部１ａの領域内に透明電極層１１の端部１１ａが部分的に露出するように、周縁部１ａ上の透明電極層１１が除去される。これにより、シャント及びクラックの発生を防止することができる。
【００５４】
以上のようにして、セル集積基板１５の周縁部１ａに周縁分離部Ｖ１が形成される。周縁分離部Ｖ１の形成幅は特に限定されないが、ここでは約１０ｍｍとされる。
【００５５】
［セル分離工程（ＳＴ３）］
セル分離工程は、セル集積基板１５の発電領域１ｂ上に配列された発電セル１４各々に複数のセル分離線Ｖ２（図３）を形成する。これにより、発電セル１４が単列の直列アレイから多列の直列アレイに変換されることで、ホットスポット現象に起因する発電出力の低下あるいはモジュールの破壊を防止することができる。
【００５６】
セル分離線Ｖ２は、セル集積基板１５上の発電セル１４の形成領域に赤外線レーザを照射することで形成される。これにより、個々の発電セル１４が複数のセルに分断される。図７（Ａ），（Ｂ）は、セル分離工程を説明するセル集積基板１５の要部の断面図である。図示するように、セル分離工程は、セル分離線Ｖ２の形成領域に位置する透明電極層１１を除去する工程（第３の加工工程）と、当該透明電極層１１の直上に位置する光電変換層１２及び裏面電極層１３を除去する工程（第４の加工工程）とを有する。
【００５７】
セル分離工程では、近赤外線帯域に発振波長を有する第２の赤外線レーザＬ２が用いられる。本実施形態では、第２の赤外線レーザＬ１として、最大出力２０Ｗ、繰り返し周波数４０ｋＨｚ、パルス幅３０ｎｓｅｃを有するファイバーレーザ（波長１０６０ｎｍ）が用いられる。
【００５８】
第２の赤外線レーザＬ２は、透明基板１０側から第２のレーザ照射源から照射される。透明基板１０上での第２の赤外線レーザＬ２のスポット径は例えば５０μｍとされる。上記第２のレーザ照射源は、セル集積基板１５が載置されるステージに対してＺ軸方向（高さ方向）に移動可能である。これにより任意に加工高さを調整することが可能である。
【００５９】
図８は、第２のレーザ照射源の一構成例を示すブロック図である。第２のレーザ照射源２００は、発振器２０１と、光ファイバー２０２と、コリメータレンズ２０３と、アイソレータ２０４と、エキスパンダ２０５と、集光レンズ２０６とを有する。
【００６０】
発振器３０１内で生成されたレーザ光は、光ファイバー３０２内で伝送され、光ファイバー３０２の射出端からコリメータレンズ３０３へ入射する。コリメータレンズ３０３へ入射したレーザ光は、コリメータレンズ３０３で平行光とされた後、アイソレータ３０４を透過してエキスパンダ３０５へ入射する。アイソレータ３０４は、例えば集光レンズ３０６やセル集積基板１５上で反射したレーザ光が光ファイバー３０２側へ戻ることを防止するためのものである。アイソレータ３０４を透過したレーザ光は、エキスパンダ３０５によって適切なビーム径に調整された後、集光レンズ３０６によって所定の焦点位置に集光される。
【００６１】
エキスパンダ３０５には可変倍率式のものが用いられており、基板照射位置での集光ビームのスポット径ｄを調整する。スポット径ｄ［ｍｍ］は、エキスパンダ３０５への入射ビームの直径をＤ、エキスパンダ３０５の倍率をｍ、集光レンズ３０６の焦点距離をｆ、光の波長をλ、ビーム品質をＭ２としたとき、以下の式で表すことができる。
ｄ＝（Ｍ２×４×λ×ｆ）／（π×ｍ×Ｄ）  …（１）
【００６２】
スポット径ｄは、透明導電膜の構成材料、厚み、パターン幅、パターン精度等に応じて適宜設定することができ、ＡＺＯ膜を加工する場合のスポット径ｄは、３０μｍ以上１００μｍ以下である。例えば、Ｍ２＝２、λ＝１０６４［ｎｍ］、ｆ＝１５０［ｍｍ］、Ｄ＝１．２［ｍｍ］、ｍ＝７とすると、スポット径ｄは、約４８μｍとなる。
【００６３】
第２の赤外線レーザＬ２は、集光レンズ２０６を通過したレーザ光で形成される。本実施形態の形態では、第２の赤外線レーザＬ２として、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布（ビームプロファイル）を有する赤外線パルスレーザ光が用いられる。これによりレーザ照射位置と非照射位置との境界部をシャープに形成できることで、セル集積基板１５を高度精度に加工することができる。
【００６４】
ここで、レーザ発振器２０１は、ファイバーレーザ媒質と、励起光源とを有している。励起光源は、励起光をファイバーレーザ媒質へ出射する。励起光の出射タイミングによってレーザ光のパルス幅が制御される。特に、数十ｎｓという微小なパルス幅を容易に実現することが可能である。ファイバーレーザ媒質は、利得媒質としてコアに希土類イオンを添加したファイバーが主に用いられており、ＹＡＧ結晶等の結晶媒質に比べて広帯域な光増幅が可能である。ファイバーレーザ媒質から射出されるレーザ光は、断面強度分布が異なる複数のモードを有しており、光ファイバー３０２のコア径及びファイバー長を調整することによって、所望のシングルモードのレーザ光が出力される。本実施形態において、発振器３０１から射出されるレーザ光は、中心部に強度のピークを有するＬＰ０１モードと、周辺部にピーク強度を有するＬＰ１１モードが混在するマルチモードを有しており、光ファイバー３０２は、伝送過程でＬＰ０１モードのレーザ光を適度に減衰させつつ、所望とするＬＰ１１モードのレーザ光が選択的に出力されるように、コア径及びファイバー長が設定されている。
【００６５】
セル集積基板１５は、透明基板１０側を上方に向けて図示しないステージ上に載置される。第２のレーザ照射源は、ステージの上方を移動しながら第２の赤外線レーザＬ２を出射することで、第２の赤外線レーザＬ２をセル集積基板１５の発電領域１ｂ上で発電セル１４の短手方向（図３、図７においてＸ軸方向）に沿って走査する。
【００６６】
図７（Ａ）に示す第３の加工工程において、第２のレーザ光Ｌ１は、透明基板１０を透過して透明電極層１１に吸収される。これにより、透明電極層１１が除去されるとともに、その上層である光電変換層１２及び裏面電極層１３も除去される。これにより、発電セル１４に、第１の溝部Ｇ１が形成される。
【００６７】
第３の加工工程における第２の赤外線レーザＬ２の出力は例えば７Ｗである（９．５Ｊ／ｃｍ2）。セル集積基板１５に対する第２のレーザ照射源の走査速度は例えば６００ｍｍ／ｓｅｃである。第２の赤外線レーザＬ２の焦点は、透明電極層１１に合わせられる。
【００６８】
図７（Ｂ）に示す第４の加工工程においては、第１の溝部Ｇ１の周囲に位置する光電変換層１２及び裏面電極層１３が除去される。この工程では、第３の加工工程におけるレーザ出力と同じ７Ｗで第２の赤外線レーザＬ２が照射される。この際、第２の赤外線レーザＬ２は、その焦点が透明電極層１１よりも透明基板１０側に設定されることで、光電変換層１２及び裏面電極層１３に対してデフォーカス状態で照射される。これにより、第１の溝部Ｇ１より幅が大きい第２の溝部Ｇ２が光電変換層１２及び裏面電極層１３に形成される。
【００６９】
以上のようにして、セル集積基板１５の発電領域１ｂに第１の溝部Ｇ１及び第２の溝部Ｇ２からなるセル分離線Ｖ２が形成される。例えば、第１の溝部Ｇ１の幅は３０〜１００μｍ、第２の溝部Ｇ２の幅は１００〜５００μｍとされる。
【００７０】
［モジュール化工程（ＳＴ４）］
図９は、モジュール化された薄膜太陽電池モジュール２０を示す要部の断面図である。モジュール化工程ＳＴ４は、周縁分離部Ｖ１及びセル分離線Ｖ２を形成したセル集積基板１５を薄膜太陽電池モジュール２０として完成させる。
【００７１】
セル集積基板１５には、透明電極層１１及び裏面電極層１３のそれぞれに接続される図示しない配線が形成される。配線は、例えばハンダペーストのリフロー、導電性の接着剤による封止、メッキ等の方法によって形成される。
【００７２】
次に、裏面電極層１３上に絶縁性樹脂からなる絶縁層１７を形成する。絶縁性樹脂には例えばＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate Copolymer）が用いられる。次に、絶縁層１７上に防湿性が高い材料からなる保護層１８が形成される。保護層１８は、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、Ａｌ、ＰＥＴ等の積層体であってもよい。絶縁層１７及び保護層１８は、セル集積基板１５の裏面電極層１３側をＥＶＡシート及びＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴシートによって被覆し、減圧下でラミネートすることにより形成される。次に、保護層１８上に図示しないフレームを取り付け、セル集積基板１５がモジュール化される。このようなモジュール化工程は一例であり、ここに示すものに限られない。
【００７３】
［レーザ加工装置］
続いて、以上のようにして製造される薄膜太陽電池モジュールの製造装置について説明する。本実施形態の製造装置は、上述したエッジディレーション工程（ＳＴ２）とセル分離工程（ＳＴ３）とを実施するためのレーザ加工装置に係る。図１０は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図であり、図１１はその側面図である。
【００７４】
本実施形態のレーザ加工装置５０は、ステージ５１と、第１のレーザ照射源１００と、第２のレーザ照射源２００と、ステージ５１に対して第１及び第２のレーザ照射源１００，２００を相対移動させる移動機構と、制御部５７とを有する。
【００７５】
ステージ５１は、図２に示した工程によって作製されたセル集積基板１５を支持する。ステージ５１の上面には複数のピン５２が配置されており、セル集積基板１５は、その透明基板１０側を上方に向けてピン５２上に配置される。
【００７６】
第１のレーザ照射源１００は、図５に示した構成を有しており、セル集積基板１５の周縁部１ａに周縁分離部Ｖ１を形成するための第１の赤外線レーザＬ１をステージ５１上のセル集積基板１５へ向けて出射する。第２のレーザ照射源２００は、図８に示した構成を有しており、セル集積基板１５の発電領域１ｂにセル分離線Ｖ２を形成するための第２の赤外線レーザＬ２をステージ５１上のセル集積基板１５へ向けて出射する。
【００７７】
第１及び第２のレーザ照射源１００，２００はそれぞれヘッド部材５３に共通に支持されている。ヘッド部材５３には、図１０においてＺ軸方向に延在するガイドレール（図示略）が敷設されており、第１及び第２のレーザ照射源１００，２００は、上記ガイドレールに沿ってＺ軸方向に移動可能である。
【００７８】
ヘッド部材５３は、ステージ５１上に設置されたガントリー５４に支持されている。ガントリー５４には、図１０においてＹ軸方向に延びるガイドレール５５が敷設されており、ヘッド部材５３は、ガイドレール５５に沿ってガントリー５４に対して相対移動可能である。一方、ステージ５１の上面には、図１０においてＸ軸方向に延びる一対のガイドレール５６が敷設されており、ガントリー５４は、これらガイドレール５６に沿ってステージ５１に対して相対移動可能である。
【００７９】
以上のようにして、ヘッド部材５３は、ステージ５１に対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向にそれぞれ相対移動可能に構成される。ここで、ヘッド部材５３、ガントリー５４及び上記各ガイドレールは、第１及び第２のレーザ照射源１００，２００をステージ５１に対して相対移動させる移動機構に相当する。当該移動機構は、例えばリニアモータ等の駆動部を各軸について備えている。
【００８０】
制御部５７は、第１及び第２のレーザ照射源１００及び上記移動機構の駆動をそれぞれ制御する。本実施形態では、セル集積基板１５に対してエッジディレーション処理及びセル分離処理を実行する。この際、各工程における赤外線レーザＬ１，Ｌ２の出射タイミング、出力調整等を制御するとともに、上記移動機構によるヘッド部材５３のステージ５１に対する相対移動制御を行う。
【００８１】
上述の例によれば、制御部５７は、エッジディレーション工程において、第１のレーザ照射源１００から第１の赤外線レーザＬ１を第１の出力（７０Ｗ）で照射させることで、セル集積基板１５の周縁部１ａ上に位置する光電変換層１２及び裏面電極層１３を除去する。その後、制御部５７は、第１のレーザ照射源１００から第１の赤外線レーザＬ１を第２の出力（２７０Ｗ）で照射させることで、セル集積基板１５の周縁部１ａ上に位置する透明電極層１１を除去する。これにより、セル集積基板１５に周縁分離部Ｖ１が形成される。
【００８２】
一方、制御部５７は、セル分離工程において、第２のレーザ照射源２００から第２の赤外線レーザＬ２を、透明電極層１１に焦点を合わせたフォーカス状態で照射させることで、セル集積基板１５上のセル分離線の形成領域に位置する透明電極層を除去する。その後、制御部５７は、第２のレーザ照射源２００から第２の赤外線レーザＬ２を、上記セル分離線の形成領域上に位置する光電変換層１２及び裏面電極層１３に対してデフォーカス状態で照射させることで、これら光電変換層１２及び裏面電極層１３を除去する。これにより、セル集積基板１５にセル分離線Ｖ２が形成される。なお赤外線レーザＬ２の焦点位置は、第２のレーザ照射源２００をヘッド部材５３に対してＺ軸方向へ移動することによって調整される。
【００８３】
本実施形態のレーザ加工装置５０は、セル集積基板１５に照射される第１及び第２の赤外線レーザＬ１，Ｌ２のレーザ出力をモニタする検出器５８を有する。検出器５８はステージ５１上に配置されている。検出器５８は、例えばサーモパイル方式の検出器が用いられ、吸収体に光を吸収させてその温度を熱電対で測定する。検出時、第１及び第２のレーザ照射源１００，２００は、検出器５８の直上に移動される。検出器５８の出力は制御部５７へ供給され、制御部５７は、検出器５８の検出信号に基づいて、レーザ照射源１００，２００を制御する。
【００８４】
以上のように本実施形態のレーザ加工装置５０は、周縁分離部Ｖ１を形成するための第１のレーザ照射源１００と、セル分離線Ｖ２を形成するための第２のレーザ照射源２００とを有する。これにより、ホットスポット対策用のセル分離構造と絶縁耐圧確保のための周縁分離構造とを共通の装置で形成することができ、薄膜太陽電池モジュール２０の生産性を向上させることができる。
【００８５】
また、本実施形態のレーザ加工装置５０は、集塵ユニット６５を有する。集塵ユニット６５は、セル集積基板１５に対するレーザ加工の際に発生する加工屑を収集する。これにより、周縁分離部Ｖ１及びセル分離線Ｖ２の形成の際に発生する積層膜の塵埃がセル集積基板１５やステージ５１等へ付着することを防止し、製品及び装置の汚染を回避することができる。
【００８６】
集塵ユニット６５は、吸引治具６０と、弁機構６３と、吸引ポンプ６４とを有する。
【００８７】
吸引治具６０は、ステージ５１に支持されたセル集積基板１５と対向するように、ステージ５１に設置されている。図１２は、吸引治具６０の平面図である。吸引治具６０は、第１の吸引ポート６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び６１ｄ）と、第２の吸引ポート６２（６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ及び６２ｈ）とを有する。第１の吸引ポート６１ａ〜６１ｄは、セル集積基板１５の周縁部１ａに対応するように枠状に組み合わせて構成されている。第２の吸引ポート６２ａ〜６２ｈは、セル集積基板１５のセル分離線Ｖ２の形成領域に対応するように、第１の吸引ポート６１ａ〜６１ｄの枠体の内方に適宜配置されている。
【００８８】
本実施形態において、レーザ照射源１００，２００は、ステージ５１の上方に設置されており、レーザＬ１，Ｌ２は、セル基板１５の成膜面とは反対側から照射される。一方、吸引治具６０の各吸引口は、セル集積基板１５の成膜面と向かい合わせとなるように、重力方向に対して逆向き（上向き）に開口している。これにより、周縁分離部Ｖ１及びセル分離線Ｖ２の形成の際に発生する積層膜の加工屑を効率よく集塵することができる。
【００８９】
弁機構６３は、吸引治具６０と吸引ポンプ６４との間に配置されている。図１２に示すように弁機構６３は、第１の吸引ポート６１ａ〜６１ｄに個々に対応する複数の第１の開閉弁Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ及びＰ１ｄと、第２の吸引ポート６２ａ〜６２ｈに個々に対応する複数の第２の開閉弁Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ，Ｐ２ｄ，Ｐ２ｅ，Ｐ２ｆ，Ｐ２ｇ及びＰ２ｈとを有する。弁機構６３は、制御部５７の指令に応じて個々に開閉される。
【００９０】
吸引ポンプ６４は、制御部５７によって駆動制御される。吸引ポンプ６４は、セル集積基板１５への周縁分離部Ｖ１及びセル分離線Ｖ２の形成時は、常時駆動される。
【００９１】
以上のように本実施形態の吸引治具６０は、周縁分離部Ｖ１及びセル分離線Ｖ２の形成領域を吸引する吸引口が複数の吸引ポート６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｈに分割されている。したがって制御部５７は、弁機構６３を制御することで、吸引ポート６１ａ〜６１ｄ，６２ａ〜６２ｈを個々独立して吸引ポンプ６４に接続し、これら吸引ポートを個別に吸引制御することが可能である。
【００９２】
例えば、制御部５７は、周縁分離部Ｖ１の形成工程（エッジディレーション工程）において、セル集積基板１５の周縁部１ａ上を走査される第１の赤外線レーザＬ１の照射位置に対応して、複数の第１の吸引ポート６１ａ〜６１ｄが個々に吸引ポンプ６４と接続されるように弁機構６３を制御する。この場合、ひとつの吸引ポートが吸引ポンプ６４と接続されている場合は、他の吸引ポートは吸引ポンプ６４と接続されないように弁機構６３が制御される。上記のように、第１の赤外線レーザＬ１による加工領域に対応して吸引ポート６１ａ〜６１ｄを切り替える構造とすることで、集塵効率が高まり、吸引ポンプ６４の駆動電力が低減され、さらに吸引ポンプ６４の小型化も実現可能となる。
【００９３】
一方、制御部５７は、セル分離線Ｖ２の形成工程（セル分離工程）においては、第１の吸引ポート６１ａ〜６１ｄを吸引ポンプ６４から遮断し、第２の吸引ポート６２ａ〜６２ｈを吸引ポンプ６４と接続するように弁機構６３を制御する。これにより、第２の吸引ポート６２ａ〜６２ｈのみ作動させることができるため、全ての吸引ポートを作動させる場合と比較して集塵効を高め、吸引ポンプ６４の駆動電力を低減し、さらには吸引ポンプ６４の小型化を図ることができる。
【００９４】
なお、第２の吸引ポートも複数に分割されているため、第２の赤外線レーザＬ２の照射位置に対応して、吸引作動させる吸気ポートを逐次切り替えるように弁機構６３を制御してもよい。これにより上記効果が更に顕著となる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００９６】
例えば以上の実施形態では、第１のレーザ照射源１００及び第２のレーザ照射源２００は共通のヘッド部材５３に支持され、共通の移動機構によってステージ５１に対して相対移動可能に構成されるようにした。これに代えて、各レーザ照射源をそれぞれ個々の移動機構によって個別に移動可能に構成されてもよい。これにより、セル集積基板１５に対して周縁分離部Ｖ１とセル分離線Ｖ２とを同時に形成することが可能となる。
【００９７】
また以上の実施形態では、周縁分離部Ｖ１及びセル分離線Ｖ２の形成に際してレーザ照射を２回に分ける例を説明したが、これに限られない。例えば、赤外線レーザを２分割し、一方のレーザで透明導電層を除去し、他方のレーザで光電変換層及び裏面電極層を除去してもよい。例えば、５００Ｗ程度のＹＡＧレーザを用いてこれを１：９に出力を分割し、大出力のレーザ光と小出力のレーザ光とを同時に生成してもよい。この際、大出力のレーザ光は例えば１ｍｍ角のビームスポットに集光してガルバノにてスキャンし、小出力のレーザ光は例えば５０μｍのビームスポットに集光して移動機構によってスキャンすることができる。
【００９８】
また、セル分離線Ｖ２の形成に際して、２回目のレーザ加工はデフォーカス状態でレーザを照射したが、デフォーカスせずにレーザ（ビーム）を２分割し、これらを１回目の照射部分の両端に沿って照射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０…透明基板
１１…透明電極層
１２…光電変換層
１３…裏面電極層
１４…発電セル
１５…セル集積基板
２０…薄膜太陽電池モジュール
５０…レーザ加工装置
５１…ステージ
５７…制御部
６５…集塵ユニット
６１，６２…吸引ポート
６３…弁機構
６４…吸引ポンプ
１００…第１のレーザ照射源
２００…第２のレーザ照射源
Ｌ１…第１の赤外線レーザ
Ｌ２…第２の赤外線レーザ
Ｖ１…周縁分離部
Ｖ２…セル分離線
【図１】
2012056715.tif 000003
【図２】
2012056715.tif 000004
【図４】
2012056715.tif 000005
【図５】
2012056715.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
2012056715.tif 000009
【図９】
2012056715.tif 000010
【図１０】
2012056715.tif 000011
【図１１】
2012056715.tif 000012
【図１２】
2012056715.tif 000013
【図３】
2012056715.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月7日(2013.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する第１の電極層と、赤外線波長帯域の光に吸収特性を有する半導体層を含む光電変換層と、第２の電極層との積層膜で各々形成された複数の発電セルが透明基板上に直列的に接続された薄膜太陽電池モジュールの製造装置であって、
第１の赤外線レーザを生成し、前記透明基板の周縁部に前記第１の赤外線レーザを照射することで、前記周縁部上の前記積層膜が除去された周縁分離部を形成する第１のレーザ照射源と、
第２の赤外線レーザを生成し、前記透明基板上の前記発電セルの形成領域に前記第２の赤外線レーザを照射することで、前記発電セルを分断するためのセル分離線を形成する第２のレーザ照射源と、
前記透明基板を支持するためのステージと、
前記第１のレーザ照射源及び前記第２のレーザ照射源を支持し、前記第１のレーザ照射源及び前記第２のレーザ照射源を前記ステージに対して相対移動させる移動機構と、
前記ステージに支持される前記透明基板の前記周縁分離部の形成領域に対向して前記ステージに配置され、前記周縁分離部の形成方向に沿って分割された複数の吸引口を有する第１の吸引ポートと、吸引ポンプと、前記第１の吸引ポートと前記吸引ポンプとの間に配置され前記複数の吸引口を個々に前記吸引ポンプと接続可能な弁機構とを有する集塵ユニットと、
前記第１のレーザ照射源、前記第２のレーザ照射源及び前記移動機構をそれぞれ制御するとともに、前記周縁領域上を走査される前記第１の赤外線レーザの照射位置に対応して、前記複数の吸引口が個々に前記吸引ポンプと接続されるように前記弁機構を制御する制御部と
を具備する薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記集塵ユニットは、第２の吸引ポートをさらに有し、
前記第２の吸引ポートは、前記ステージに支持される前記透明基板上の前記セル分離線の形成領域に対向して配置され、前記弁機構を介して前記吸引ポンプと接続され、
前記制御部は、前記第２のレーザ照射源から前記第２の赤外線レーザを照射する場合にのみ前記第２の吸引ポートが前記吸引ポンプと接続されるように前記弁機構を制御する
薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項３】
被加工基板を支持するステージと、
前記ステージに支持される前記被加工基板上の第１の領域に第１の赤外線レーザを照射する第１のレーザ照射源と、
前記ステージに支持される前記被加工基板上の第２の領域に第２の赤外線レーザを照射する第２のレーザ照射源と、
前記第１のレーザ照射源及び前記第２のレーザ照射源を支持し、前記第１のレーザ照射源及び前記第２のレーザ照射源を前記ステージに対して相対移動させる移動機構と、
前記ステージに支持される前記被加工基板上の前記第１の領域に対向して前記ステージに配置され、前記第１の領域に対向する複数の吸引口を有する第１の吸引ポートと、吸引ポンプと、前記第１の吸引ポートと前記吸引ポンプとの間に配置され前記複数の吸引口を個々に前記吸引ポンプと接続可能な弁機構とを有する集塵ユニットと、
前記第１のレーザ照射源、前記第２のレーザ照射源及び前記移動機構をそれぞれ制御するとともに、前記第１の領域上を走査される前記第１の赤外線レーザの照射位置に対応して、前記複数の吸引口が個々に前記吸引ポンプと接続されるように前記弁機構を制御する制御部と
を具備するレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザ加工装置であって、
前記集塵ユニットは、第２の吸引ポートをさらに有し、
前記第２の吸引ポートは、前記ステージに支持される前記被加工基板上の前記第２の領域に対向して配置され、前記弁機構を介して前記吸引ポンプと接続され、
前記制御部は、前記第２のレーザ照射源から前記第２の赤外線レーザを照射する場合にのみ前記第２の吸引ポートが前記吸引ポンプと接続されるように前記弁機構を制御する
レーザ加工装置。
【請求項５】
被加工基板を支持するステージと、
前記ステージ支持される前記被加工基板に加工用レーザを照射するレーザ照射源と、
前記レーザ照射源を支持し、前記レーザ照射源を前記ステージに対して相対移動させる移動機構と、
前記ステージに配置され前記加工用レーザによる前記被加工基板の加工屑を吸引する吸引口と、前記吸引口に接続される吸引ポンプとを有する集塵ユニットと、
前記レーザ照射源、前記移動機構及び前記集塵ユニットをそれぞれ制御する制御部と
を具備するレーザ加工装置。
【国際調査報告】
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