(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜が形成された基板が載せられるステージと、
前記薄膜にスクライブラインを形成する刃物と、
前記刃物を前記薄膜に押し付けるヘッドと、
前記ヘッドを前記ステージに対して相対的に移動させることにより、互いに平行な少なくとも２本の第１のスクライブラインが前記薄膜に形成されるように前記刃物を走査する走査手段と、
前記ヘッドおよび前記走査手段の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの一方の加工終了点から前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの他方の加工開始点まで前記刃物を前記薄膜に押し付けながら走査することにより前記加工終了点と前記加工開始点とを繋げる第２のスクライブラインを前記薄膜に形成し、前記第２のスクライブラインの加工開始点から所定の位置までの部分の形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第１のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも弱くし、前記所定の位置から前記第２のスクライブラインの加工終了点までの部分の形成時における前記押付力を前記第１のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする
薄膜太陽電池の加工装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第２のスクライブラインの形成時における前記刃物の走査速度を前記第１のスクライブラインの形成時における前記刃物の走査速度よりも遅くする
請求項１に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
【請求項３】
前記所定の位置は前記第２のスクライブラインの加工終了点の直前の位置である
請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
【請求項４】
前記制御装置は円弧状の形状を有する前記第２のスクライブラインが前記薄膜に形成されるように前記走査手段の動作を制御する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
【請求項５】
前記制御装置は前記第２のスクライブライン上の同一の部分を前記刃物が往復するように前記走査手段の動作を制御する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
【請求項６】
前記刃物の長手方向に交差する断面における前記刃物の刃先の形状が円形である
請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池の加工装置。
【請求項７】
基板に形成された薄膜に刃物を押し付けた状態において前記刃物を走査することにより互いに平行な少なくとも２本の第１のスクライブラインを前記薄膜に形成する薄膜太陽電池の加工方法であって、
前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの一方が前記薄膜に形成されるように前記刃物を走査する第１の工程と、
前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの一方の加工終了点から前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの他方の加工開始点まで前記刃物を前記薄膜に押し付けながら走査することにより前記加工終了点と前記加工開始点とを繋げる第２のスクライブラインを前記薄膜に形成する第２の工程と、
前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの他方が前記薄膜に形成されるように前記刃物を走査する第３の工程とを備え、
前記第２の工程では、前記第２のスクライブラインの加工開始点から所定の位置までの部分の形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を、前記第１のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも弱くし、前記所定の位置から前記第２のスクライブラインの加工終了点までの部分の形成時における前記押付力を前記第１のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする
薄膜太陽電池の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薄膜太陽電池の製造工程は、基板上に形成された半導体または金属の薄膜を複数の領域に分割するためのスクライブラインを形成するスクライブ加工を含む。スクライブ加工方法の１つとしてメカニカルスクライブ法が知られている。メカニカルスクライブ法では、半導体または金属の薄膜に刃物を押し付けながら刃物を走査することにより、薄膜にスクライブラインを形成する。
【０００３】
メカニカルスクライブ法の一例である特許文献１の加工方法では、スクライブラインの加工前に薄膜の下層が露出した部分である開口部を形成し、開口部においてスクライブラインの加工開始点に対応する箇所に刃物を降下させ、その刃物を走査することにより薄膜にスクライブラインを形成する。
【０００４】
メカニカルスクライブ法の別の一例である特許文献２の加工方法では、最初に刃先のエッジ部を薄膜に押し付けて切り込みを形成し、次に刃先を薄膜から離間させ、次に刃先の姿勢を変えて刃先の面取り部を薄膜に押し付け、その状態で刃物を走査することにより薄膜にスクライブラインを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４８６０５７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４１７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薄膜太陽電池の製造に関して、生産性を高めるためにスクライブ加工に要する工程を簡素化し、加工時間を短縮することが望まれる。一方、特許文献１の加工方法によれば、スクライブラインを形成する前に開口部を形成する工程が必要となるため、加工工程が複雑化するおそれ、および、スクライブラインの形成に要する時間が長くなるおそれがある。また、特許文献２の加工方法によれば、薄膜に切り込みを形成する工程とスクライブラインを形成する工程との間に、刃物の昇降および刃物の姿勢の変更が必要となるため、装置の構成が複雑化するおそれ、および、スクライブラインの加工に要する時間が長くなるおそれがある。
【０００７】
なお、薄膜太陽電池の薄膜をスクライブ加工するために用いられる刃物の刃先は、一般に先端の幅が数十μｍ程度であることから、刃物を加工対象物に向けて降下させる速度が速い場合、刃物が加工対象物に接触したときに刃先が損傷するおそれがある。このため、スクライブ加工に要する時間を短縮するために、刃物を降下させる速度を速めるという手法を取りにくい。
【０００８】
本発明の目的は、スクライブラインの形成に要する時間を短縮することに寄与する薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔１〕本発明に従う薄膜太陽電池の加工装置の一形態は、薄膜が形成された基板が載せられるステージと、前記薄膜にスクライブラインを形成する刃物と、前記刃物を前記薄膜に押し付けるヘッドと、前記ヘッドを前記ステージに対して相対的に移動させることにより、互いに平行な少なくとも２本の第１のスクライブラインが前記薄膜に形成されるように前記刃物を走査する走査手段と、前記ヘッドおよび前記走査手段の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの一方の加工終了点から前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの他方の加工開始点まで前記刃物を前記薄膜に押し付けながら走査することにより前記加工終了点と前記加工開始点とを繋げる第２のスクライブラインを前記薄膜に形成する。
【００１０】
この加工装置によれば、一方の第１のスクライブラインの形成が終了した後にそれに続けて第２のスクライブラインが形成され、さらにその形成が終了した後に続けて他方の第１のスクライブラインが形成される。このように、刃物が押し付けられた状態が維持されながら各スクライブラインが形成されるため、スクライブラインの加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブラインを形成する過程において刃物の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物の動作が簡素化される。このため、スクライブラインの形成に要する時間が短縮される。なお、薄膜太陽電池が積層構造を備える薄膜を備える場合、基板に形成される薄膜は、積層が完了した薄膜または積層途中の薄膜を意味する。
【００１１】
〔２〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は、前記第２のスクライブラインの形成時における前記刃物の走査速度を前記第１のスクライブラインの形成時における前記刃物の走査速度よりも遅くする。
【００１２】
一方の第１のスクライブラインと他方の第１のスクライブラインとを繋げる第２のスクライブラインの役割から、第２のスクライブラインの形成時において刃物にかかる力の方向の変化の度合が第１のスクライブラインの形成時よりも大きくなりやすい。上記〔２〕に記載の加工装置によれば、そのような第２のスクライブラインの形成時における刃物の走査速度が遅い速度に設定されるため、刃物にかかる負荷が軽減される。
【００１３】
〔３〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は、前記第２のスクライブラインの形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第１のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも弱くする。
【００１４】
一方の第１のスクライブラインと他方の第１のスクライブラインとを繋げる第２のスクライブラインの役割から、第２のスクライブラインの形成時において刃物にかかる力の方向の変化の度合が第１のスクライブラインの形成時よりも大きくなりやすい。上記〔３〕に記載の加工装置によれば、そのような第２のスクライブラインの形成時における刃物の押付力が弱い力に設定されるため、刃物にかかる負荷が軽減される。
【００１５】
〔４〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は、前記第１のスクライブラインの形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第２のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも弱くする。
【００１６】
第１のスクライブラインの長さは基本的には、一方の第１のスクライブラインと他方の第１のスクライブラインとを繋げるという補助的な役割を持つ第２のスクライブラインの長さよりも長く設定される。上記〔４〕に記載の加工装置によれば、そのような第１のスクライブラインの形成時における刃物の押付力が弱い力に設定されるため、スクライブラインの形成にともなう刃物の摩耗が低減される。
【００１７】
〔５〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は、前記第２のスクライブラインの加工開始点から所定の位置までの部分の形成時において前記刃物を前記薄膜に押し付ける力である押付力を前記第１のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも弱くし、前記所定の位置から前記第２のスクライブラインの加工終了点までの部分の形成時における前記押付力を前記第１のスクライブラインの形成時における前記押付力よりも強くする。
【００１８】
この加工装置によれば、薄膜または積層途中の薄膜がより確実に除去された第２のスクライブラインが形成されやすく、それにともない他方の第１のスクライブラインの加工開始点においても薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、第１のスクライブラインが安定して形成される。また、所定の位置までの形成時における刃物の押付力が弱い力に設定されるため、第２のスクライブラインの形成時に刃物にかかる負荷が軽減される。
【００１９】
〔６〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記所定の位置は前記第２のスクライブラインの加工終了点の直前の位置である。
この加工装置によれば、押付力が強められる部分が第２のスクライブラインの加工終了点を含む狭い範囲に限定されるため、第２のスクライブラインの形成時に刃物にかかる負荷が一層軽減される。
【００２０】
〔７〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は円弧状の形状を有する前記第２のスクライブラインが前記薄膜に形成されるように前記走査手段の動作を制御する。
【００２１】
〔８〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記制御装置は前記第２のスクライブライン上の同一の部分を前記刃物が往復するように前記走査手段の動作を制御する。
この加工装置によれば、第２のスクライブラインの形成時において刃物が往復する部分の薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、引き続き加工される第１のスクライブラインの加工開始点においても薄膜または積層途中の薄膜が確実に除去され、第１のスクライブラインが安定して形成される。
【００２２】
〔９〕前記薄膜太陽電池の加工装置の一例によれば、前記刃物の長手方向に交差する断面における前記刃物の刃先の形状が円形である。
この加工装置によれば、刃先の断面が角を含む場合と比較して、刃先が摩耗した場合における刃先の初期の形状からの変化の度合が小さいため、同一の刃物が長期間にわたって使用される場合においてスクライブラインの仕上がり品質がばらつきにくい。
【００２３】
〔１０〕本発明に従う薄膜太陽電池の製造方法の一形態は、基板に形成された薄膜に刃物を押し付けた状態において前記刃物を走査することにより互いに平行な少なくとも２本の第１のスクライブラインを前記薄膜に形成する薄膜太陽電池の加工方法であって、前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの一方が前記薄膜に形成されるように前記刃物を走査する第１の工程と、前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの一方の加工終了点から前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの他方の加工開始点まで前記刃物を前記薄膜に押し付けながら走査することにより前記加工終了点と前記加工開始点とを繋げる第２のスクライブラインを前記薄膜に形成する第２の工程と、前記少なくとも２本の第１のスクライブラインの他方が前記薄膜に形成されるように前記刃物を走査する第３の工程とを備える。
【００２４】
この加工方法によれば、一方の第１のスクライブラインの形成が終了した後にそれに続けて第２のスクライブラインが形成され、さらにその形成が終了した後に続けて他方の第１のスクライブラインが形成される。このように、刃物が押し付けられた状態が維持されながら各スクライブラインが形成されるため、スクライブラインの加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブラインを形成する過程において刃物の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物の動作が簡素化される。このため、スクライブラインの形成に要する時間が短縮される。
【発明の効果】
【００２５】
上記薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法はスクライブラインの形成に要する時間を短縮することに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】は実施の形態の薄膜太陽電池の加工装置の斜視図である。
【図２】は図１の刃物の斜視図である。
【図３】は図１の加工装置のブロック図である。
【図４】は加工装置による加工完了後の薄膜太陽電池の平面図である。
【図５】は図４のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】は第１の電極形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池の断面図である。
【図７】は中間層形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池の断面図である。
【図８】は第１の工程の第１の段階における薄膜太陽電池の平面図である。
【図９】は第１の工程の第２の段階における薄膜太陽電池の平面図である。
【図１０】は第２の工程における薄膜太陽電池の平面図である。
【図１１】は第３の工程における薄膜太陽電池の平面図である。
【図１２】は第４の工程における薄膜太陽電池の平面図である。
【図１３】は第１の変形例の薄膜太陽電池の平面図である。
【図１４】は第２の変形例の薄膜太陽電池の平面図である。
【図１５】は第３の変形例の薄膜太陽電池の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（実施の形態）
図１は薄膜太陽電池１を製造する機能を備えた加工装置１００の斜視図である。加工装置１００は各種の構成要素を収容する本体１１０、製造途中の薄膜太陽電池１が載せられるステージ１３０、その薄膜太陽電池１を加工するヘッド１５０、ヘッド１５０をステージ１３０に対して相対的に移動させるヘッドガイド１７０、ステージ１３０の様子を撮影するカメラ１４０、および、ヘッド１５０等の動作を制御する制御装置１２０を備える。
【００２８】
ステージ１３０は本体１１０により支持される。ステージ１３０の上面である載置面１３１は薄膜太陽電池１を支持可能な平面である。ヘッドガイド１７０は、本体１１０の奥行き方向であるＹ方向において本体１１０に対して移動可能な第１のガイド１７１、および、第１のガイド１７１により支持され本体１１０の幅方向であるＸ方向に延びる第２のガイド１７２を備える。第１のガイド１７１および第２のガイド１７２は本体１１０に対して一体的に移動する。
【００２９】
ヘッド１５０は、Ｘ方向に並べられ、ステージ１３０に対して昇降可能な複数の刃物１６０を備え、第２のガイド１７２に沿って移動可能な状態で第２のガイド１７２により支持される。ヘッド１５０は、ステージ１３０に載置された製造途中の薄膜太陽電池１に刃物１６０を押し付ける力である押付力を調節可能であり、薄膜太陽電池１の加工工程等に応じて設定される所定の押付力で刃物１６０を薄膜太陽電池１に押し付ける。ヘッド１５０が備える刃物１６０の本数の一例は２本である。図２に示されるとおり、刃物１６０の刃先１６１は円錐台状を有する。刃物１６０の長手方向に直交する断面における刃先１６１の形状は円形である。
【００３０】
図３は加工装置１００の機能ブロックを示すブロック図である。加工装置１００は、第１のガイド１７１をステージ１３０に対してＹ方向に移動させる第１のアクチュエータ２０１、ヘッド１５０を第２のガイド１７２に対してＸ方向に移動させる第２のアクチュエータ２０２、ならびに、刃物１６０をステージ１３０に接近する方向およびステージ１３０から離間する方向に移動させる第３のアクチュエータ２０３をさらに備える。第１のアクチュエータ２０１は本体１１０内に搭載される。第２のアクチュエータ２０２はヘッドガイド１７０内に搭載される。第３のアクチュエータ２０３はヘッド１５０内に搭載される。なお、第１のアクチュエータ２０１、第２のアクチュエータ２０２、および、ヘッドガイド１７０は刃物１６０を走査する走査手段を構成している。
【００３１】
制御装置１２０は、スクライブライン３０を形成するための制御を含む各種の制御を実行する制御部１２１、および、制御のために必要な情報を記憶するメモリ１２２を備え、第１のアクチュエータ２０１、第２のアクチュエータ２０２、第３のアクチュエータ２０３、および、カメラ１４０と電気的に接続される。制御部１２１の一例はマイクロコンピューターまたはＦＰＧＡ（Field of Programmable Gate Array）である。
【００３２】
制御部１２１はヘッド１５０、ヘッドガイド１７０、および、カメラ１４０の動作を制御する。制御部１２１の制御により第１のアクチュエータ２０１および第２のアクチュエータ２０２が駆動することにより、ヘッド１５０がステージ１３０に対して移動し、これによりヘッド１５０の刃物１６０がＹ方向およびＸ方向に走査される。
【００３３】
図４は加工装置１００による加工完了後の薄膜太陽電池１の平面図である。図５は図４のＸ−Ｘ断面図である。図５に示されるとおり、薄膜太陽電池１は基板１０およびその上に形成された薄膜２０を備える。薄膜２０は積層構造を備える。薄膜２０を構成する複数の層は、基板１０上に形成された第１の電極２１、第１の電極２１と電気的に接続された第２の電極２２、および、第１の電極２１と第２の電極２２との間に形成された中間層２３である。第１の電極２１、ならびに、第１の電極２１および中間層２３により構成される層は、それぞれ積層途中の薄膜である。第２の電極２２の上面の角にはステージ１３０上における薄膜太陽電池１の位置を検出するために用いられるアライメントマーク４０が形成されている。
【００３４】
中間層２３は積層構造を備える。中間層２３を構成する複数の層は、第１の電極２１上に形成された光吸収層２３Ａ、光吸収層２３Ａ上に形成されたバッファ層２３Ｂ、および、バッファ層２３Ｂ上に形成された絶縁層２３Ｃである。
【００３５】
薄膜２０には３種類のスクライブライン３０が形成されている。１種類目のスクライブライン３０は、第１の電極２１を分割するスクライブライン３０Ａである。２種類目のスクライブライン３０は、中間層２３を分割するスクライブライン３０Ｂである。３種類目のスクライブライン３０は、第２の電極２２および中間層２３を分割するスクライブライン３０Ｃである。スクライブライン３０Ａはメカニカルスクライブ法とは別の加工方法、例えばレーザースクライブ法により形成される。スクライブライン３０Ｂおよびスクライブライン３０Ｃは加工装置１００を用いたメカニカルスクライブ法により形成される。
【００３６】
スクライブライン３０Ａは光吸収層２３Ａの一部により埋められている。スクライブライン３０Ｂは第２の電極２２の一部により埋められている。スクライブライン３０Ｃは他の物体により埋められていない。スクライブライン３０Ｂを埋める第２の電極２２の一部が第１の電極２１と接触していることにより、第１の電極２１と第２の電極２２とが電気的に接続される。
【００３７】
スクライブライン３０Ｂおよびスクライブライン３０Ｃは、加工開始点３０Ｘから加工終了点３０Ｙまでにわたり延びる溝であり、その加工工程の点から複数の第１のスクライブライン３１および複数の第２のスクライブライン３２の２種類の領域に区分される。スクライブライン３０Ｂおよびスクライブライン３０Ｃは実質的に連続して形成された複数の第１のスクライブライン３１および複数の第２のスクライブライン３２により構成される１本の溝である。
【００３８】
第１のスクライブライン３１は基板１０の辺に平行な長いスクライブライン３０であり、加工開始点３１Ｘから加工終了点３１Ｙまでにわたり延びる直線である。第２のスクライブライン３２は刃物１６０による第１のスクライブライン３１の加工を補助するために形成され、Ｘ方向において隣り合う一方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙと他方の第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘとを繋げる。一例では、第２のスクライブライン３２の形状は円弧状である。第２のスクライブライン３２の長さは第１のスクライブライン３１の長さよりも短い。
【００３９】
なお、図４および図８〜図１２では、加工開始点３０Ｘが模式的に点として表示されているが、実際の加工開始点３０Ｘはスクライブライン３０Ｂ、３０Ｃの他の部分と実質的に同じ幅を有し、目視により加工開始点３０Ｘとスクライブライン３０Ｂ、３０Ｃの他の部分との相違を識別することは困難である。
【００４０】
薄膜２０に関する製造工程は大きくは３つの工程、すなわち、第１の電極形成工程、中間層形成工程、および、第２の電極形成工程に区分される。図６は第１の電極形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池１の断面である。図７は中間層形成工程が完了した製造途中の薄膜太陽電池１の断面である。図５は加工装置１００による加工完了後の薄膜太陽電池１の断面である。
【００４１】
第１の電極形成工程では、最初に基板１０上に第１の電極２１が形成される。基板１０の材質の一例はソーダライムガラスである。第１の電極２１の材質の一例はモリブデンである。次に、第１の電極２１を分割するスクライブライン３０である複数のスクライブライン３０Ａが第１の電極２１に形成される。
【００４２】
中間層形成工程では、最初に第１の電極２１上に光吸収層２３Ａが形成される。次に、光吸収層２３Ａ上にバッファ層２３Ｂが形成される。次に、バッファ層２３Ｂ上に絶縁層２３Ｃが形成される。光吸収層２３Ａの一例は化合物半導体薄膜である。バッファ層２３Ｂの一例はＺｎＳ薄膜である。絶縁層２３Ｃの一例はＺｎＯ薄膜である。
【００４３】
次に、加工装置１００により中間層２３に複数のスクライブライン３０Ｂが形成される。スクライブライン３０Ｂはスクライブライン３０Ａに対してＸ方向の一方に所定の距離だけオフセットした位置に形成される。
【００４４】
第２の電極形成工程では、最初に中間層２３上に第２の電極２２が形成される。第２の電極２２の材質の一例はＺｎＯ：Ａｌ薄膜である。次に、薄膜２０を構成する第２の電極２２および中間層２３を分割するスクライブライン３０である複数のスクライブライン３０Ｃが第２の電極２２および中間層２３に形成される。
【００４５】
図８〜図１０はメカニカルスクライブ法によるスクライブライン３０の具体的な加工工程に関する図である。ここでは、スクライブライン３０を代表してスクライブライン３０Ｂの加工工程を取り上げている。スクライブライン３０Ｃはスクライブライン３０Ｂの加工工程に準じた加工工程を経て形成される。
【００４６】
図８に示される第１の工程の第１の段階では、ステージ１３０の載置面１３１に平行な仮想面である走査面上における基板１０に対する刃物１６０の位置が調節される。一例では、第１の工程における第１の段階は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０はカメラ１４０により検出されたアライメントマーク４０の位置に基づいて、走査面上における加工開始点３０Ｘの座標を算出し、刃先１６１の座標が加工開始点３０Ｘの座標と一致するように各アクチュエータ２０１、２０２に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて各アクチュエータ２０１、２０２が駆動することにより、刃先１６１の座標が加工開始点３０Ｘの座標と実質的に一致する。なお、中間層２３に最初に形成される第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘとスクライブライン３０Ｂの加工開始点３０Ｘとは同一の点である。また、中間層２３に最後に形成される第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙとスクライブライン３０Ｂの加工終了点３０Ｙとは同一の点である。
【００４７】
図９に示される第１の工程の第２の段階では、刃先１６１が中間層２３に押し付けられ、中間層２３に第１のスクライブライン３１が形成される。一例では、第１の工程の第２の段階は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は最初に、刃先１６１が第１の押付力で中間層２３に押し付けられるように第３のアクチュエータ２０３に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第３のアクチュエータ２０３が駆動することにより、刃先１６１が下降して第１の押付力で中間層２３に押し付けられ、刃先１６１の先端が中間層２３に食い込む。なお、第１の押付力の一例は１．３Ｎである。
【００４８】
制御装置１２０は次に、刃物１６０が第１の走査速度で第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘから加工終了点３１Ｙに向かう方向である第１の方向Ｄ１へ移動するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態において刃物１６０が第１の方向Ｄ１へ移動し、中間層２３が刃先１６１により剥離され、中間層２３に第１のスクライブライン３１が形成される。なお、第１の走査速度の一例は１０００ｍｍ／秒である。
【００４９】
制御装置１２０は次に、刃物１６０の位置が第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙに到達したことに基づいて、刃物１６０の走査が一旦停止するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃物１６０が加工終了点３１Ｙで停止し、加工開始点３１Ｘから加工終了点３１Ｙまでの長さを持つ第１のスクライブライン３１が形成される。なお、第１のスクライブライン３１の長さは基板１０のサイズに応じて設定され、通常は０．２ｍ程度から１ｍ程度の範囲に含まれる。
【００５０】
図１０に示される第２の工程では、中間層２３に第２のスクライブライン３２が形成される。一例では、第２の工程は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は最初に、刃物１６０が第２の押付力で中間層２３に押し付けられ、その刃物１６０がＸ方向において隣り合う一方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙから他方の第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘに第２の走査速度で移動するように各アクチュエータ２０１、２０２に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて各アクチュエータ２０１、２０２が駆動することにより、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態において刃物１６０がＸ方向において隣り合う加工終了点３１Ｙから加工開始点３１Ｘに移動する。
【００５１】
刃物１６０が移動することにより中間層２３が除去され、第２のスクライブライン３２が形成される。なお、第２の押付力の一例は第１の押付力よりも弱い０．９Ｎである。第２の走査速度の一例は第１の走査速度よりも遅い５０ｍｍ／秒である。第２の走査速度が第１の走査速度よりも遅いことにより第２のスクライブライン３２の加工が安定するため、上述のとおり第２の押付力が第１の押付力よりも弱い力に設定されても中間層２３が確実に除去される。
【００５２】
制御装置１２０は次に、刃物１６０の位置が２番目の第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘに到達したことに基づいて、刃物１６０の走査が一旦停止するように各アクチュエータ２０１、２０２に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて各アクチュエータ２０１、２０２が駆動することにより、刃物１６０が２番目の第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘで停止し、円弧状の第２のスクライブライン３２が形成される。
【００５３】
図１１に示される第３の工程では、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態が維持され、中間層２３に次の第１のスクライブライン３１が形成される。一例では、第３の工程は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は最初に、刃先１６１が第１の押付力で中間層２３に押し付けられるように第３のアクチュエータ２０３に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第３のアクチュエータ２０３が駆動することにより、刃先１６１が下降して第１の押付力で中間層２３に押し付けられる。
【００５４】
制御装置１２０は次に、刃物１６０が第１の走査速度で第１の方向Ｄ１とは反対の方向である第２の方向Ｄ２へ移動するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態において刃物１６０が第２の方向Ｄ２へ移動し、中間層２３が刃先１６１により剥離され、中間層２３に次の第１のスクライブライン３１が形成される。
【００５５】
制御装置１２０は次に、刃物１６０の位置が加工終了点３１Ｙに到達したことに基づいて、刃物１６０の走査が一旦停止するように第１のアクチュエータ２０１に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて第１のアクチュエータ２０１が駆動することにより、刃物１６０が加工終了点３１Ｙで停止し、加工開始点３１Ｘから加工終了点３１Ｙまでの長さを持つ第１のスクライブライン３１が形成される。
【００５６】
図１２に示される第４の工程では、中間層２３に次の第２のスクライブライン３２が形成される。一例では、第４の工程は次の具体的な工程を含む。制御装置１２０は最初に、刃物１６０が第２の押付力で中間層２３に押し付けられ、その刃物１６０がＸ方向において隣り合う一方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙから他方の第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘに第２の走査速度で移動するように各アクチュエータ２０１、２０２に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて各アクチュエータ２０１、２０２が駆動することにより、刃先１６１が中間層２３に押し付けられた状態において刃物１６０がＸ方向において隣り合う加工終了点３１Ｙから加工開始点３１Ｘに移動する。刃物１６０が移動することにより中間層２３が除去され、第２のスクライブライン３２が形成される。
【００５７】
制御装置１２０は次に、刃物１６０の位置が３番目の第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘに到達したことに基づいて、刃物１６０の走査が一旦停止するように各アクチュエータ２０１、２０２に指令信号を出力する。その指令信号に基づいて各アクチュエータ２０１、２０２が駆動することにより、刃物１６０が加工開始点３１Ｘで停止し、円弧状の第２のスクライブライン３２が形成される。
【００５８】
加工装置１００によれば、ヘッド１５０に複数本の刃物１６０が取り付けられているため、第１の方向Ｄ１または第２の方向Ｄ２に刃物１６０が１回走査されることにより複数の第１のスクライブライン３１が中間層２３に同時に形成される。また、Ｘ方向において隣り合う加工終了点３１Ｙから加工開始点３１Ｘに刃物１６０が１回走査されることにより、複数の第２のスクライブライン３２が中間層２３に同時に形成される。
【００５９】
第１の工程から第４の工程を１回実施したことにより、互いに平行な一対の第１のスクライブライン３１、一対の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙと加工開始点３１Ｘとを繋げる第２のスクライブライン３２、および、他方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙに繋がる第２のスクライブライン３２が中間層２３に形成される。その後、制御装置１２０は第１の工程から第４の工程を繰り返すことにより、中間層２３への形成が予定されている残りの複数の第１のスクライブライン３１および複数の第２のスクライブライン３２を形成する。
【００６０】
加工装置１００によれば、例えば以下に示される効果が得られる。
（１）加工装置１００は、互いに平行でありＸ方向に隣り合う一方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３０Ｙから他方の第１のスクライブライン３１の加工開始点３０Ｘまで刃物１６０を薄膜２０または積層途中の薄膜に押し付けながら走査する。この構成によれば、刃物１６０が押し付けられた状態が維持されながら各スクライブライン３１、３２が形成されるため、スクライブライン３０の加工工程の前に開口部が形成される場合、および、スクライブライン３０を形成する過程において刃物１６０の昇降が実施される場合と比較して、工程の内容および刃物１６０の動作が簡素化される。このため、スクライブライン３０の形成に要する時間が短縮される。
【００６１】
（２）加工装置１００は、第２のスクライブライン３２の形成時の刃物１６０の走査速度である第２の走査速度を第１のスクライブライン３１の形成時の刃物１６０の走査速度である第１の走査速度よりも遅くする。この構成によれば、刃物１６０にかかる力の方向の変化の度合が第１のスクライブライン３１の形成時よりも大きくなりやすい第２のスクライブライン３２の形成時において、刃物１６０の走査速度が遅い速度に設定されるため、刃物１６０にかかる負荷が軽減される。また、第２のスクライブライン３２よりも長い第１のスクライブライン３１の形成時において刃物１６０の走査速度が速い速度に設定されるため、スクライブライン３０の形成にかかる時間が短縮される。
【００６２】
（３）加工装置１００は、第２のスクライブライン３２の形成時の刃物１６０の押付力である第２の押付力を第１のスクライブライン３１の形成時の刃物１６０の押付力である第１の押付力よりも弱くする。この構成によれば、上述のとおり刃物１６０にかかる力の方向の変化の度合が大きくなりやすい第２のスクライブライン３２の形成時において、刃物１６０の押付力が弱い力に設定されるため、刃物１６０にかかる負荷が軽減される。
【００６３】
（４）刃先１６１の断面の形状が円形である。この構成によれば、刃先１６１の断面が角を含む場合と比較して、刃先１６１が摩耗した場合における初期の形状からの変化の度合が小さいため、同一の刃物１６０が長期間にわたって使用される場合においてスクライブライン３０の品質がばらつきにくい。
【００６４】
（変形例）
上記実施の形態に関する説明は本発明に従う薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う薄膜太陽電池の加工装置、および、薄膜太陽電池の加工方法は実施の形態以外に例えば以下に示される上記実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
【００６５】
・第１の電極２１を分割するスクライブライン３０Ａの加工方法はレーザースクライブ法に限られず、加工装置１００を用いたメカニカルスクライブ法に変更可能である。
・第１の押付力と第２の押付力との大小関係は任意に変更可能である。一例では、第１の押付力が第２の押付力よりも弱い。この変形例によれば、第２のスクライブライン３２よりも長い第１のスクライブライン３１の形成時における刃物１６０の押付力が弱い力に設定されるため、スクライブライン３０の形成にともなう刃物１６０の摩耗が低減される。別の一例では、第１の押付力と第２の押付力とが互いに等しい。
【００６６】
・第１の走査速度と第２の走査速度との大小関係は任意に変更可能である。一例では、第１の走査速度が第２の走査速度よりも速い。別の一例では、第１の走査速度と第２の走査速度とが互いに等しい。
【００６７】
・上記実施の形態では第２のスクライブライン３２の形成時の押付力である第２の押付力が一定の大きさに設定されるが、第２の押付力は第２のスクライブライン３２の形成中に変更可能である。一例では、加工装置１００は第２のスクライブライン３２の加工開始点である第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙから所定の位置までの部分の形成時において第２の押付力を第１の押付力よりも弱くし、所定の位置から第２のスクライブライン３２の加工終了点である第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘまでの部分の形成時における第２の押付力を第１の押付力よりも強くする。
【００６８】
この構成によれば、薄膜２０または積層途中の薄膜がより確実に除去された第２のスクライブライン３２が形成されやすく、それにともない次に形成される第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙにおいても薄膜２０または積層途中の薄膜が確実に除去され、第１のスクライブライン３１が安定して形成される。また、所定の位置までの形成時における刃物１６０の押付力が弱い力に設定されるため、第２のスクライブライン３２の形成時に刃物１６０にかかる負荷が軽減される。
【００６９】
・上記変形例の加工装置１００の一例は、所定の位置を第２のスクライブライン３２の加工終了点である第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘの直前の位置に設定する。この構成によれば、第２の押付力が強められる部分が第２のスクライブライン３２の加工終了点を含む狭い範囲に限定されるため、第２のスクライブライン３２の形成時に刃物１６０にかかる負荷が一層軽減される。
【００７０】
・第２のスクライブライン３２の形状は任意に変更可能である。図１３は第２のスクライブライン３２の形状に関する第１の変形例である。図１４は第２のスクライブライン３２の形状に関する第２の変形例である。図１５は第２のスクライブライン３２の形状に関する第３の変形例である。
【００７１】
図１３に示される第２のスクライブライン３２は、Ｘ方向において隣り合う一方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙから他方の第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘまでにわたり伸び、第２の方向Ｄ２に突出する円弧状の曲線である。加工装置１００は上記実施の形態における第２のスクライブライン３２の加工方法に準じた加工方法により第１の変形例の第２のスクライブライン３２を薄膜２０または積層途中の薄膜に形成する。
【００７２】
図１４に示される第２のスクライブライン３２は、加工終了点３１Ｙから交点３２Ｙまでにわたり伸びる第１の曲線３２Ａ、および、方向切替点３２Ｘから加工開始点３１Ｘまでにわたり伸びる第１の直線３２Ｂにより構成される。交点３２Ｙは第１の直線３２Ｂ上における方向切替点３２Ｘと加工開始点３１Ｘとの間の点である。第１の直線３２Ｂおよび第１のスクライブライン３１は実質的に連続した１本の溝である。方向切替点３２Ｘは加工開始点３１Ｘよりも中間層２３の辺の近くに形成される点であり、刃物１６０の走査方向が第１の方向Ｄ１から第２の方向Ｄ２に切り替えられる点である。
【００７３】
第２のスクライブライン３２は次の工程を経て形成される。刃物１６０がＸ方向において隣り合う一方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙに到達したとき、加工装置１００は第１の曲線３２Ａが形成されるように加工終了点３１Ｙから交点３２Ｙまで刃物１６０を走査する。加工装置１００は次に、交点３２Ｙから方向切替点３２Ｘまで第１の方向Ｄ１に刃物１６０を走査し、刃物１６０が方向切替点３２Ｘに到達したことに基づいて刃物１６０の走査を一旦停止し、方向切替点３２Ｘから加工開始点３１Ｘまで第２の方向Ｄ２に刃物１６０を走査する。
【００７４】
この構成によれば、第１の直線３２Ｂにおける交点３２Ｙと方向切替点３２Ｘとの間を刃物１６０が往復するため、その部分の薄膜２０または積層途中の薄膜がより確実に除去される。また、引き続き加工される第１のスクライブライン３１の加工開始点３１Ｘにおいても薄膜２０または積層途中の薄膜が確実に除去され、第１のスクライブライン３１が安定して形成される。
【００７５】
図１５に示される第２のスクライブライン３２は、加工終了点３１Ｙから方向切替点３２Ｘまでにわたり伸びる第２の曲線３２Ｃ、および、方向切替点３２Ｘから加工開始点３１Ｘまでにわたり伸びる第２の直線３２Ｄにより構成される。第２の曲線３２Ｃの形状は円弧状である。第２の直線３２Ｄおよび第１のスクライブライン３１は実質的に連続した１本の溝である。方向切替点３２Ｘは加工開始点３１Ｘよりも中間層２３の辺の近くに形成される点であり、刃物１６０の走査方向が第１の方向Ｄ１から第２の方向Ｄ２に切り替えられる点である。
【００７６】
第２のスクライブライン３２は次の工程を経て形成される。刃物１６０がＸ方向において隣り合う一方の第１のスクライブライン３１の加工終了点３１Ｙに到達したとき、加工装置１００は、第２の曲線３２Ｃが形成されるように加工終了点３１Ｙから方向切替点３２Ｘまで刃物１６０を走査する。加工装置１００は次に、刃物１６０が方向切替点３２Ｘに到達したことに基づいて刃物１６０の走査を一旦停止し、方向切替点３２Ｘから加工開始点３１Ｘまで第２の方向Ｄ２に刃物１６０を走査する。
【００７７】
・第２のスクライブライン３２が取り得る形状は、上記実施の形態および第１の変形例〜第３の変形例に例示された形状に限られず、さらに別の種々の形状を取り得る。その第１の例は２本の直線により形成され、１つの頂点を有する山形である。第２の例は３本の直線により形成され、２つの頂点を有する山形である。第３の例は複数の変曲点を有する曲線である。
【００７８】
・上記実施の形態の走査手段は、第１のアクチュエータ２０１、第２のアクチュエータ２０２、および、ヘッドガイド１７０により構成され、本体１１０に固定されたステージ１３０に対してヘッド１５０を移動させることにより刃物１６０を走査しているが、走査手段の構成はこれに限られず任意に変更可能である。変形例の走査手段は、例えば本体１１０に対して移動可能なステージ１３０、および、ステージ１３０を本体１１０に対して移動させるアクチュエータを備える。ヘッド１５０は本体１１０に固定される。この走査手段は、ヘッド１５０に対してステージ１３０を移動させることにより刃物１６０を走査する。走査手段に関するさらに別の変形例は、第１のアクチュエータ２０１、第２のアクチュエータ２０２、ヘッドガイド１７０、本体１１０に対して移動可能なステージ１３０、および、ステージ１３０を本体１１０に対して移動させるアクチュエータを備える。この走査手段は、ヘッドガイド１７０をステージ１３０に対して移動させること、および、ステージ１３０をヘッドガイド１７０に対して移動させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１    ：薄膜太陽電池
１０  ：基板
２０  ：薄膜
３０  ：スクライブライン
３１  ：第１のスクライブライン
３１Ｘ：加工開始点
３１Ｙ：加工終了点
３２  ：第２のスクライブライン
１００：加工装置
１２０：制御装置
１３０：ステージ
１６０：刃物
１６１：刃先
【図１】
0006589362.tif 000002
【図２】
0006589362.tif 000003
【図３】
0006589362.tif 000004
【図４】
0006589362.tif 000005
【図５】
0006589362.tif 000006
【図６】
0006589362.tif 000007
【図７】
0006589362.tif 000008
【図８】
0006589362.tif 000009
【図９】
0006589362.tif 000010
【図１０】
0006589362.tif 000011
【図１１】
0006589362.tif 000012
【図１２】
0006589362.tif 000013
【図１３】
0006589362.tif 000014
【図１４】
0006589362.tif 000015
【図１５】
0006589362.tif 000016