(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板の上に形成された透明電極層と、
前記透明電極層の上に形成された半導体層と、
前記半導体の上に形成された裏面電極層
とを含む積層体とを備え、前記積層体は分離溝によって光電変換セル領域と外周端部とに分離されている薄膜太陽電池パネルの製造方法であって、
（ａ）  レーザビームを前記透明基板側から前記薄膜太陽電池パネルに入射するステップと、
（ｂ）  前記レーザビームを第１方向に走査して前記透明電極層、前記半導体層、及び前記裏面電極層を一回の走査で同時に切断し、前記分離溝を形成するステップ
を具備し、
前記レーザビームの断面は楕円であり、且つ、前記楕円の長軸が延びる第２方向は前記第１方向に垂直であり、
前記レーザビームには、前記透明電極層と前記半導体層と前記裏面電極層とを前記透明基板から離脱させる第１光強度を有する中心領域と、前記第１光強度よりも小さく、前記半導体層と前記裏面電極層とを前記透明電極層から離脱させる第２光強度を有し、且つ、前記中心領域を包囲する外部領域とが設けられた
薄膜太陽電池パネルの製造方法。
【請求項２】
請求項１の製造方法において、
前記長軸のうち前記外部領域にある部分の第１長さは、前記楕円の短軸のうち前記外部領域にある部分の第２長さよりも大きい
薄膜太陽電池パネルの製造方法。
【請求項３】
請求項２の製造方法において、
前記第１長さは、前記透明電極層を構成する物質が、前記半導体層に再付着しないように選ばれた
薄膜太陽電池パネルの製造方法。
【請求項４】
透明基板と、前記透明基板の上に形成された透明電極層と、前記透明電極層の上に形成された半導体層と、前記半導体の上に形成された裏面電極層とを含む薄膜太陽電池パネルに、レーザビームを前記透明基板の側から入射するレーザビーム発生装置と、
前記レーザビームを第１方向に走査して前記透明電極層、前記半導体層、及び前記裏面電極層を切断する走査手段
とを具備し、
前記レーザビームの断面は楕円であり、且つ、前記楕円の長軸が延びる第２方向は前記第１方向に垂直であり、
前記レーザビームには、前記透明電極層と前記半導体層と前記裏面電極層とを前記透明基板から離脱させる第１光強度を有する中心領域と、前記第１光強度よりも小さく、前記半導体層と前記裏面電極層とを前記透明電極層から離脱させる第２光強度を有し、且つ、前記中心領域を包囲する外部領域とが設けられ、これにより、前記レーザビーム発生装置と前記走査手段とは、前記透明電極層、前記半導体層、及び前記裏面電極層を一回の走査で同時に切断して分離溝を形成するように構成された
薄膜太陽電池パネル製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断方法に関する。より詳細には、本発明は、薄膜薄膜太陽電池パネルを構成する薄膜にレーザビームを照射し、その薄膜を切断する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光のエネルギを直接電気エネルギに変換する光電変換装置である太陽電池の種類として、各種のものが実用化されている。なかでも、非晶質シリコン系の薄膜太陽電池は、製造のためのコストが小さく大面積化が容易である。そのため、非晶質シリコン系の薄膜太陽電池を使用した屋外用の大面積太陽電池の開発が進められている。
薄膜太陽電池パネルの製造においては、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法及びスパッタリング法のような薄膜の堆積工程と、レーザスクライブ法のようなパターンニング工程とが、組み合わせて行われ、所望の構造が形成される。
薄膜太陽電池パネルは、通常、１枚の透明絶縁基板に複数の光電変換セルが電気的に直列接続された構造を採用している。この光電変換セルは、薄膜太陽電池パネルの面積を有効に用いるため、その透明絶縁基板のほとんどを占めている。
薄膜太陽電池パネルには、更に、光電変換セルを取り囲むように、外周端部が設けられている。この外周端部は、薄膜太陽電池パネルを保持するフレームと接触する部分である。
この光電変換セルは、外周端部から電気的に絶縁されている必要がある。外周端部には、フレームと接触するために機械的な力が作用される。その力により、薄膜が損傷して上下の電極膜が電気的にショートして発電能力が大幅に低下する。光電変換セルと外周端部とが電気的に絶縁されていれば、発電能力の低下は起こらない。
【０００３】
光電変換セルと外周端部との絶縁を確保するために、レーザビームを用いて薄膜太陽電池パネルを構成する薄膜を切断するレーザビーム加工法が知られている。このようなレーザビーム加工法を使用した薄膜太陽電池パネルの製造方法が、公開特許公報（特開昭５９−１９３０７６）に知られている。
【０００４】
公知のその薄膜太陽電池パネルの製造方法（以下、「第１の公知の薄膜太陽電池パネルの製造方法」という。）では、図２１に示されているように、透明基板５０１の上に順に形成された透明電極層５０２、半導体層５０３、及び裏面電極層５０４に、透明基板５０１側からレーザビーム５０５が入射される。これにより、透明電極層５０２、半導体層５０３、及び裏面電極層５０４を貫通する分離溝５０６が形成され、光電変換セル部５００と外周端部５１０との間の絶縁が確保される。
【０００５】
光電変換セル部５００と外周端部５１０との間には、絶縁がとられていなければならない。従って、光電変換セル部５００の透明電極層５０２ａと外周端部５１０の透明電極層５０２ｂとの間、及び、光電変換セル部５００の裏面電極層５０４ａと外周端部５１０の裏面電極層５０４ｂとは絶縁されていなければならない。
【０００６】
更に、光電変換セル部５００の透明電極層５０２ａと裏面電極層５０４ａとは短絡してはならない。なぜなら、薄膜太陽電池の正極及び負極である透明電極層５０２ａと裏面電極層５０４ａとが短絡していると、薄膜太陽電池の機能が損なわれるからである。
【０００７】
しかし、第１の公知の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、透明電極層５０２を構成する物質がレーザビームのエネルギにより蒸発して飛散する際に、分離溝５０６の内壁５０６ａに付着し、透明電極層５０２ａと裏面電極層５０４ａの間を短絡するという問題がある。
【０００８】
公開特許公報（特開平１１−１８６５７３）には、かかる問題を解決する第２の公知の薄膜太陽電池パネルの製造方法が開示されている。
【０００９】
第２の公知の薄膜太陽電池パネルの製造方法では、まず、図２２に示されているように、透明基板５１１上に、透明電極層５１２が堆積される。透明電極層５１２は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ２等の透明な導線性膜で形成されている。
【００１０】
続いて、図２３に示されているように、ガラス基板５１１側から透明電極５１２にレーザ光５１３が入射され、透明電極層５１２に透明電極層分離溝５１４が形成される。
【００１１】
続いて、図２４に示されているように、半導体層５１５と裏面電極層５１６とが順次堆積される。半導体層５１５と裏面電極層５１６とが順次形成された後、公知のレーザパターニングが実施され、複数の光電変換セルが薄膜太陽電池パネル全面に形成される。
【００１２】
続いて、図２５に示されているように、レーザ光５１７が入射されて半導体層５１５と裏面電極層５１６とが切断され、分離溝５１８が形成される。分離溝５１６により、外周端部と光電変換セルとが絶縁される。レーザ光５１７の光強度は、透明電極層５１２に損傷を与えることのない程度に選ばれている。透明電極層５１２を蒸発させるのに必要な単位面積あたりのレーザエネルギは、半導体層５１５のそれの１０倍程度である。従って、レーザ光５１７が、半導体層５１５のみを蒸発させるだけのエネルギを有するレーザ光であれば、透明電極層５１２に損傷が与えられることはない。このとき、裏面電極層５１６は、半導体層５１５が蒸発する際に、その半導体層から生ずるガスのガス圧力で除去される。
【００１３】
しかし、第２の公知の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、以下に述べられているような問題点があった。
【００１４】
半導体層５１５と裏面電極層５１６を切断する分離溝は、透明電極層５１２を切断する分離溝の上に形成されなければならない。しかし、透明電極層５１２を切断する分離溝の形成は、半導体層５１５及び裏面電極層５１６の堆積の前であり、半導体層５１５と裏面電極層５１６を切断する分離溝の形成は、半導体層５１５及び裏面電極層５１６の堆積の後である。即ち、透明電極層５１２を切断する分離溝の形成と、半導体層５１５と裏面電極層５１６を切断する分離溝の形成とは、別の工程である。従って、それらの分離溝の位置合わせをする必要がある。通常、透明電極層５１２に形成される分離溝の幅は、５０μｍ程度であり、半導体層５１５及び裏面電極層５１６に形成される分離溝の幅は、１００μｍ〜２００μｍである。従って、微細な位置合わせがなされる必要がある。このような微細な位置合わせを行える装置は高価である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、薄膜太陽電池パネルの外部端部と光電変換セルを分離する分離溝を形成するとき、光電変換セルの透明電極層と裏面電極層とが短絡しないような薄膜太陽電池パネルの製造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の課題は、薄膜太陽電池パネルの外部端部と光電変換セルを分離する分離溝が、より少ない工程で形成される薄膜太陽電池パネルの製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段は、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の複数の実施の形態のうちの、少なくとも１つの実施の形態を構成する技術的事項、特に、その実施の形態に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１８】
本発明による薄膜太陽電池パネルの製造方法は、透明基板（１１）と、透明基板（１１）の上に形成された透明電極層（１２）と、透明電極層（１２）の上に形成された半導体層（１３）と、半導体層（１３）の上に形成された裏面電極層（１４）とを含む積層体とを備え、その積層体は分離溝（４）によって光電変換セル領域（２）と外周端部（３）とに分離されている薄膜太陽電池パネルの製造方法である。当該薄膜太陽電池パネルの製造方法は、
（ａ）  レーザビーム（１５）を透明基板（１１）側から薄膜太陽電池パネル（１）に入射するステップと、
（ｂ）  レーザビーム（１５）を第１方向（ｙ軸方向）に走査して透明電極層（１２）、半導体層（１３）、及び前記裏面電極層（１４）を切断し、分離溝（４）を形成するステップとを具備する。レーザビーム（１５）には、透明電極層（１２）と半導体層（１３）と前記裏面電極層（１４）とを透明基板（１１）から離脱させる第１光強度（ＩＴＣＯ）を有する中心領域（１５ａ）と、第１光強度（ＩＴＣＯ）よりも小さく、半導体層（１３）と裏面電極層（１４）とを透明電極層（１２）から離脱させる第２光強度（ＩＳＣ）を有し、且つ、中心領域（１５ａ）を包囲する外部領域（１５ｂ）とが積極的に設けられている。
【００１９】
当該製造方法において、レーザビーム（１５）の断面は、楕円であることが望ましい。このとき、その楕円の長軸が延びる第２方向（ｘ軸方法）は、実質的に、第１方向（ｙ軸方向）に垂直であることが望ましい。
【００２０】
当該製造方法において、その長軸のうち外部領域（１５ｂ）にある部分の第１長さ（ｄ１）は、その楕円の短軸のうち外部領域（１５ｂ）にある部分の第２長さ（ｄ２）よりも大きいことが望ましい。
【００２１】
当該製造方法において、第１長さ（ｄ１）は、透明電極層（１２）を構成する物質が、半導体層（１３）に再付着しないように選ばれることが望ましい。
【００２２】
本発明による薄膜太陽電池パネルの製造方法は、透明基板（１１）と、透明基板（１１）の上に形成された透明電極層（１２）と、透明電極層（１２）の上に形成された半導体層（１３）と、半導体層（１３）の上に形成された裏面電極層（１４）とを含む積層体とを備え、その積層体は分離溝（４）によって光電変換セル領域（２）と外周端部（３）とに分離されている薄膜太陽電池パネルの製造方法である。当該薄膜太陽電池パネルの製造方法は、
（ｃ）  透明電極層（１２）を透明基板（１１）から離脱させず、且つ、半導体層（１３）と裏面電極層（１４）とを透明電極層（１２）から離脱させる第１光強度（ＩＴＣＯ）を有する第１レーザビーム（１８）を半導体層（１３）に入射するステップと、
（ｄ）  第１レーザビーム（１８）を第１方向（ｙ軸方向）に走査して半導体層（１３）を切断するステップと、
（ｅ）  （ｄ）ステップの後、透明電極層（１２）を透明基板（１１）から離脱させる第２光強度を有する第２レーザビーム（１９）を、前記第１レーザビームが通過した領域内を通過するように前記透明電極に入射するステップと、
（ｆ）  前記第２レーザビームを前記第１方向に走査して、透明電極層（１２）を切断するステップ
とを具備する。ここで第１レーザビーム（１８）は、第１径（ｒ１）を有し、第２レーザビーム（１９）は、第１径（ｒ１）より小さい第２径（ｒ２）を有する。
【００２３】
当該製造方法において、第１レーザビーム（１８）は、第１レーザビーム（１８）の中心が第１方向（１８ｂ）に延びる第１走査線（１８ａ）上を通過するように走査され、且つ、第２レーザビーム（１９）は、第２レーザビーム（１９）の中心が第１方向（１８ｂ）に延びる第２走査線上（１９ａ）を通過するように走査されることがある。このとき、第１走査線（１８ａ）の第１位置と、第２走査線（１９ａ）の第２位置と、第１径（ｒ１）と、第２径（ｒ１）とは、透明電極層（１２）を構成する物質が、半導体層（１３）に再付着しないように選ばれることが望ましい。
【００２４】
また、当該製造方法において、第１レーザビーム（１８）の波長は、第１レーザビーム（１８）が前記透明電極によって実質的に吸収されないように選ばれることが望ましい。
【００２５】
本発明による薄膜太陽電池パネルの製造方法は、透明基板（１１）と、透明基板（１１）の上に形成された透明電極層（１２）と、透明電極層８１２）の上に形成された半導体層（１３）と、半導体層（１３）の上に形成された裏面電極層（１４）とを含む積層体とを備え、その積層体は分離溝（４）によって光電変換セル領域（２）と外周端部（３）とに分離されている薄膜太陽電池パネルの製造方法である。当該薄膜太陽電池パネルの製造方法は、
（ｇ）  第１レーザビーム（２０、７１）と第２レーザビーム（２１、７２）とを、透明基板（１１）側から薄膜太陽電池パネル（１）に、入射するステップと、
（ｈ）  第１レーザビーム（２０、７１）と第２レーザビーム（２１、７２）とを、第１方向（２２、７３）に走査して、透明電極層（１２）と半導体層（１３）とを切断するステップとを具備する。ここで前記第１レーザビーム（２０、７１）と第２レーザビーム（２１、７２）とは、少なくともその一部で重畳する。第１レーザビーム（２０、７１）は、透明電極層（１２）を透明基板（１１）から離脱させず、且つ、半導体層（１３）と裏面電極層（１４）とを透明電極層（１２）から離脱させる第１光強度（ＩＴＣＯ）を有する。第２レーザビーム（２１、７２）は、透明電極層（１２）を透明基板（１１）から離脱させる第２光強度（ＩＳＥ）を有する。第１レーザビーム（２０、７１）のうちの他の一部は、第２レーザビーム（２１、７２）に隣接し、且つ、第２レーザビーム（２１、７２）に対し第１方向（２２、７３）と垂直な第２方向に位置する。
【００２６】
また、当該製造方法において、第１レーザビーム（２０）は、第１方向に垂直な第２方向に第１径（ｒ３）を有し、第２レーザビーム（２１）は、第２方向に第１径（ｒ３）より短い第２径（ｂ２）を有し、第２レーザビーム（２１）の全体は、前記第１レーザビーム（２０）の中に含まれるように位置することがある。
【００２７】
また、当該製造方法において、第２レーザビーム（２１）は、断面が楕円であり、その楕円の長軸が延びる第２方向は、実質的に、第１方向（２２）に一致することが望ましい。
【００２８】
また、当該製造方法において、第１レーザビーム（２０、７１）の第１波長λ１は、第１レーザビーム（２０、７１）が透明電極（１２）によって実質的に吸収されないように選ばれることが望ましい。
【００２９】
また、当該製造方法において、（ｇ）ステップは、第１波長λ１のｎ倍（ｎは２以上の自然数）である第２波長λ２を有する第３レーザビーム（６３、１１１）を生成するステップと、ｎ倍の高調波を発生する高調波発生素子（５２、１０２）に、第３レーザビーム（６３）を入射して、第１レーザビーム（２０）と第２レーザビーム（２１）とを発生するステップとを含むことが望ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明による薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明する。
【００３１】
第１の実施の形態：
図１は、第１の実施の形態による薄膜太陽電池パネルの製造方法によって製造される薄膜太陽電池パネル１の構造を示す。薄膜太陽電池パネル１には、複数の光電変換セル２と、複数の光電変換セル２を取り囲む周辺領域３とが設けられている。複数の光電変換セル２と周辺領域３とは、周辺分離溝４により分離されている。複数の光電変換セル２同士は、セル分離溝５により分離されている。
【００３２】
以下、第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明する。
【００３３】
まず、図２に示されているように、透明基板１１上に、透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４が順次形成される。透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４の膜厚は、それぞれ、約０．７（μｍ）、約０．３（μｍ）、約０．３（μｍ）である。
【００３４】
透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４が形成された後、通常の公知のレーザパターニングが実施されてセル分離溝５が形成され、複数の光電変換セル２が薄膜太陽電池パネル１の全体に形成される。
【００３５】
続いて、光電変換セル２と周辺領域３との電気的絶縁のために、周辺分離溝４が形成される。図３は、周辺分離溝４が形成される過程を示す断面図であり、図４は、周辺分離溝４が形成される過程を示す平面図である。
【００３６】
周辺分離溝４は、パルス発振により生成されたレーザビーム１５を使用したレーザスクライブ法により形成される。レーザビーム１５は、図３に示されているように、透明基板１１側から、薄膜太陽電池パネル１に入射される。以下の説明では、レーザビーム１５が入射される方向をｚ軸とする。更にレーザビーム１５は、図４に示されているように、矢１６が示す方向に走査される。周辺分離溝４の形成が、矢１６が示す方向に進行する。以下の説明では、矢１６が示す方向、即ち、周辺分離溝４の形成が進行していく方向にｙ軸をとる。更に、透明基板１１の表面に平行であり、且つ、ｙ軸に垂直な方向にｘ軸を取る。ｘ軸は、周辺分離溝４の形成が進行していく方向に垂直である。
【００３７】
図４に示されているように、レーザビーム１５の断面は、楕円をなす。レーザビーム１５の断面がなす楕円の長軸は、ｘ軸方向に延び、短軸は、ｙ軸方向に延びる。ここで、レーザビーム１５の断面がなす楕円の長軸の長さ２ａ１（μｍ）、短軸の長さを２ｂ１（μｍ）とする。長軸の長さ２ａ１は、概ね、２００（μｍ）である。レーザビーム１５は、断面が円であるレーザビームを円筒レンズ（シリンドリカルレンズ）を通すことによって生成される。
【００３８】
レーザビーム１５は、その中心Ｏの近傍にある中心領域１５ａと、中心領域１５ａを包囲する外部領域１５ｂとからなる。中心領域１５ａ内におけるレーザビーム１５の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも大きい。
【００３９】
一方、外部領域１５ｂ内におけるレーザビーム１５の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも小さく、半導体層１３が透明電極層１２から離脱する光強度ＩＳＣよりも大きい。
【００４０】
図５は、中心Ｏを通りｘ軸方向に沿ったレーザビーム１５の光強度の分布を示す。ｘ軸方向に沿ったレーザビーム１５の光強度の分布は、概ねガウシアン分布である。ここで、中心領域１５ａは、ｘ２≦ｘ≦ｘ３に位置し、外部領域１５ｂは、ｘ１≦ｘ≦ｘ２及びｘ３≦ｘ≦ｘ４に位置する。中心領域１５ａにおけるレーザビーム１５の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも大きい。一方、外部領域１５ｂにおけるレーザビーム１５の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも小さく、半導体層１３が透明電極層１２から離脱する光強度ＩＳＣよりも大きい。
【００４１】
かかる光強度を有する外部領域１５ｂは、意図的に、又は、積極的に形成されている。レーザビームの光強度は、一般にガウシアン分布に従って分布する。従って、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも大きい光強度を有するレーザビームには、外部領域１５ｂに相当する光強度を有する領域が必然的に伴う。
【００４２】
しかし、本実施の形態のように、意図的に、又は、積極的に、外部領域１５ｂが広く設けられることは、短絡しにくい構造を有する周辺分離溝４が形成される点で有用である。短絡しにくい構造を有する周辺分離溝４が形成される過程は後述されるため、ここでは詳細には説明しない。
【００４３】
中心領域１５ａの断面の形状は、概ね、レーザビーム１５の断面がなす楕円と中心Ｏを共有する楕円である。中心領域１５ａの断面がなす楕円の長軸は、ｘ軸方向に延び、短軸はｙ軸方向に延びる。ここで、中心領域１５ａの断面がなす長軸の長さを２ａ１’（μｍ）、短軸の長さを２ｂ１’（μｍ）とする。長軸の長さ２ａ１’は、概ね１００（μｍ）である。
【００４４】
以上に説明された構造を有するレーザビーム１５が、薄膜太陽電池パネル１に入射され、走査されて、周辺分離溝４が形成される。レーザビーム１５は、公知技術と同様に、走査装置（図示されない）により走査される。
【００４５】
図３に示されているように、透明電極層１２のうち中心領域１５ａにより照射された部分は、透明基板１１から離脱する。透明電極層１２のうち中心領域１５ａが照射された部分に、溝４ａが形成される。溝４ａの幅ｗ１は、中心領域１５ａの長軸の長さ２ａ１’に概ね等しく、約１００（μｍ）である。
【００４６】
更に、半導体層１３のうちレーザビーム１５の外部領域１５ｂにより照射された部分は、透明電極層１１から離脱する。このとき、裏面電極膜１４のうち、レーザビーム１５の外部領域１５ｂにより照射される部分は、半導体層１３が離脱するときに生じる圧力によって半導体層１３と共に離脱する。この結果、半導体層１３及び裏面電極膜１４のうち外部領域１５ｂによって照射された部分に溝４ｂが形成される。溝４ｂの幅ｗ２は、レーザビーム１５の断面の長軸の長さ２ａ１に等しく、約２００（μｍ）である。
【００４７】
透明電極層１２は、外部領域１５ｂにより照射されても透明基板１１から離脱しない。従って、溝４ａの内壁４ｃの位置と溝４ｂの内壁４ｄの位置がずれる。内壁４ｃと内壁４ｄの位置が積極的にずらされていることにより、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しにくくなる。
【００４８】
内壁４ｃと内壁４ｄのずれ量Δｗは、概ね、Δｗ＝ａ１−ａ１’である。即ち、ずれ量Δｗは、概ね５０（μｍ）である。ここで前述されているように、透明電極１１、半導体層１３及び裏面電極膜１４の厚さは、それぞれ、約０．７（μｍ）、約０．３（μｍ）及び、約０．３（μｍ）である。内壁４ｃと内壁４ｄのずれ量Δｗは、透明電極１２、半導体層１３及び裏面電極膜１４の膜厚に比べて極めて大きい。従って、透明電極層１１を構成する物質が離脱して内壁４ｄに再付着することが防止される。内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量Δｗは、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない程度の大きさに選ばれる。
【００４９】
内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量Δｗは、レーザビーム１５の長軸の長さ２ａ１と、中心領域１５ａの長軸の長さ２ａ１’とにより調整できる。レーザビーム１５の長軸の長さ２ａ１と、中心領域１５ａの長軸の長さ２ａ１’とは、内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量ｃが透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない程度の大きさになるように調整される。レーザビーム１５の長軸の長さ２ａ１と、中心領域１５ａの長軸の長さ２ａ１’とは、レーザビーム１５を生成するのに使用される円筒レンズ（シリンドリカルレンズ）の曲率により調整される。
【００５０】
以上のようにして形成された溝４ａと溝４ｂとは、周辺分離溝４を構成する。
【００５１】
その後、図６に示されているように、透明基板１１、透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４の上にパッシベーション膜１７が被覆され、太陽電池の製造工程が終了する。
【００５２】
本実施の形態の太陽電池の製造方法は、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しにくい形状を有する周辺分離溝４を、より少ない工程で形成できる。更に、本実施の形態の太陽電池の製造方法は、溝４ａに半導体層１３が残さとして残ることがない。
【００５３】
なお、本実施の形態において、レーザビーム１５の断面の形状は、楕円ではなく円であることが可能である。即ち、ａ１＝ｂ１、且つ、ａ１’＝ｂ１’であることも可能である。この場合も、内壁４ｃと内壁４ｄのずれ量Δｗが、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない程度の大きさになるように、ａ１及びａ１’が定められる。
【００５４】
しかし、レーザビーム１５の断面の形状は、図４に示されているように、ｙ軸方向に短軸を有する楕円であることが望ましい。なぜなら、レーザビーム１５の断面の形状が図７（ａ）に示されているように円であると、図７（ｂ）に示されているように、裏面電極膜１４にバリ１４ａが発生しやすいからである。裏面電極膜１４にバリ１４ａが発生することは、パッシベーション膜１７が形成されたときに、光電変換セル２と周辺領域３との間、又は、光電変換セル２の透明電極層１２と裏面電極層１４との間が短絡しやすくなる点で好ましくない。
【００５５】
レーザビーム１５の断面の形状が円であると、裏面電極膜１４にバリ１４ａが発生しやすい理由を以下に説明する。図７（ａ）に示されているように、レーザビーム１５として、一のパルスが照射された場合、その次のパルスは、中心領域１５ａの領域がわずかに重なるように移動して照射される。前述されたように、裏面電極膜１４は、半導体層１３が離脱するときに生じる圧力によって、薄膜太陽電池パネル１から離脱するのであるが、外部領域１５ｂの重なりが大きいと、半導体層１３が離脱するときに生じる圧力は、既に形成された周辺分離溝４から逃げてしまう。このため、次のパルスの外部領域１５ｂの内部にある裏面電極膜１４は、薄膜太陽電池パネル１から離脱しにくく、バリとして残りやすい。
【００５６】
このような問題は、レーザビーム１５の一のパルスと、次のパルスとが照射される領域が重なる部分を小さくすることにより回避される。従って、レーザビーム１５ａと外部領域１５ｂの切断が進行される方向の径の差ｄ２は、小さいことが望ましい。楕円形状のビームをレーザビーム１５として使用することにより、ｄ２は小さくすることができる。従って、レーザビーム１５の断面の形状は、ｙ軸方向に短軸を有する楕円であることが望ましい。
【００５７】
なお、第１の実施の形態において、周辺分離溝４と同様の過程によって、複数の光電変換セル２同士を分離するセル分離溝５が形成されることも可能である。
【００５８】
第２の実施の形態：
第２の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、第１の実施の形態による薄膜太陽電池パネルの製造方法と同一の構成を有する薄膜太陽電池を製造する製造方法である。第２の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、周辺分離溝４を形成する工程が第１の実施の形態と異なる。
【００５９】
以下、第２の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明する。
【００６０】
まず、第１の実施の形態による薄膜太陽電池パネルの製造方法と同様、図２に示されているように、透明基板１１上に、透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４が順次形成される。透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４の膜厚は、それぞれ、約０．７（μｍ）、約０．３（μｍ）、約０．３（μｍ）である。
【００６１】
透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４が形成された後、通常の公知のレーザパターニングが実施されてセル分離溝５が形成され、複数の光電変換セル２が薄膜太陽電池パネル１の全体に形成される。
【００６２】
続いて、周辺分離溝４がレーザスクライブ法により形成される。
【００６３】
まず、図８に示されているように、透明基板１１側からレーザビーム１８が入射され、更に、走査されて、溝４ｂが形成される。
【００６４】
レーザビーム１８の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも小さく、半導体層１３が透明電極層１２から離脱する光強度ＩＳＣよりも大きい。レーザビーム１８の径ｒ１は、概ね２００ｎｍである。
【００６５】
第１レーザビーム１８の波長は、第１レーザビーム１８が透明電極層１２によって実質的に吸収されにくいように、４００ｎｍから６５０ｎｍの波長域から選ばれることが望ましい。このように波長が選択されていることにより、半導体層１３のみが、より選択的に薄膜太陽電池パネル１から離脱される。
【００６６】
半導体層１３のうちレーザビーム１８により照射された部分は、透明電極層１１から離脱する。このとき、裏面電極膜１４のうち、レーザビーム１８により照射された部分の直上にある部分も、半導体層１３と共に離脱する。この結果、半導体層１３のうちレーザビーム１８が照射された部分に、溝４ｂが形成される。溝４ｂの幅ｗ２は、概ね、レーザビーム１８の径ｒ１と同じ約２００（μｍ）である。
【００６７】
続いて、図９に示されているように、透明基板１１側からレーザビーム１９が入射される。
【００６８】
レーザビーム１９の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも大きい。レーザビーム１９の径ｒ２は、概ね１００（μｍ）である。
【００６９】
レーザビーム１９は、図１０に示されているように、溝４ｂの中心を通過するように走査される。このとき、レーザビーム１８の中心が通過する第１走査線１８ａと、レーザビーム１９の中心が通過する第２走査線１９ａとは、実質的に一致する。
【００７０】
レーザビーム１９が走査された結果、溝４ａが形成される。以上のようにして形成された溝４ａと溝４ｂとは、周辺分離溝４を構成する。
【００７１】
溝４ａの内壁４ｃの位置と溝４ｂの内壁４ｄの位置は、第１の実施の形態と同様に、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しないように調整される。内壁４ｃと、内壁４ｄとは、透明基板１１に垂直である。内壁４ｃと内壁４ｄは、透明基板１１に平行な方向にずれている。内壁４ｃと内壁４ｄのずれΔｗは、約５０μｍである。内壁４ｃと内壁４ｄのずれΔｗは、透明電極１２、半導体層１３及び裏面電極膜１４の膜厚に比べて極めて大きい。従って、透明電極層１１を構成する物質が離脱して内壁４ｄに再付着することが防止される。このように、内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量Δｗは、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない程度の大きさに選ばれることが望ましい。
【００７２】
内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量Δｗは、レーザビーム１８、１９のそれぞれの径ｒ１、ｒ２により調整される。径ｒ１、ｒ２は、内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量ｃが透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない程度の大きさになるように選ばれる。
【００７３】
その後、第１の実施の形態と同様に、図６に示されているように、透明基板１１、透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４がパッシベーション膜１６が被覆され、太陽電池の製造工程が終了する。
【００７４】
本実施の形態の太陽電池の製造方法は、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない形状を有する周辺分離溝４を形成できる。更に、本実施の形態の太陽電池の製造方法は、溝４ｂに裏面電極膜１４のバリが残ることもない。
【００７５】
なお、第２の実施の形態において、第１走査線１８ａと第２走査線１９ａとは、ずれていることも可能である。この場合には、第１走査線１８ａ及び第２走査線１９ａの位置に応じて、レーザビーム１８の半径ｒ１と、レーザビーム１９の半径ｒ２とは、透明電極層１１を構成する物質が、半導体層１２に再付着しないように選ばれる。
【００７６】
更に、第２の実施の形態において、周辺分離溝４と同様の過程により、複数の光電変換セル２同士を分離するセル分離溝５が形成されることも可能である。
【００７７】
第３の実施の形態：
第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、第１の実施の形態による薄膜太陽電池パネルの製造方法と、同一の構造を有する薄膜太陽電池を製造する製造方法である。しかし、第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４を切断するのに使用されるレーザビームの構成が、第１の実施の形態と異なる。
【００７８】
以下、第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明する。
【００７９】
まず、第１の実施の形態による薄膜太陽電池パネルの製造方法と同様、図２に示されているように、透明基板１１上に、透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４が順次形成される。透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４の膜厚は、それぞれ、約０．７（μｍ）、約０．３（μｍ）、約０．３（μｍ）である。
【００８０】
続いて、周辺分離溝４が形成される。図１０は、周辺分離溝４が形成される過程を示す断面図であり、図１１は、周辺分離溝４が形成される過程を示す平面図である。
【００８１】
周辺分離溝４は、重ね合わされたレーザビーム２０、２１を使用したレーザスクライブ法により形成される。レーザビーム２０、２１はそれぞれ、パルス発振により発生されたレーザビームである。レーザビーム２０、２１は、図３に示されているように、透明基板１１側から、薄膜太陽電池パネル１に同時に入射される。以下の説明では、レーザビーム２０、２１が入射される方向をｚ軸とする。
【００８２】
レーザビーム２０、２１は、図１１に示されているように、矢２２が示す方向に走査される。レーザビーム２０、２１は、公知技術と同様に、走査装置（図示されない）により走査される。周辺分離溝４の形成が、矢２２が示す方向に進行する。以下の説明では、矢２２が示す方向、即ち、周辺分離溝４の形成が進行していく方向にｙ軸をとる。更に、透明基板１１の表面に平行であり、且つ、ｙ軸に垂直な方向にｘ軸を取る。
【００８３】
レーザビーム２０の断面は、図１１に示されているように、円をなす。レーザビーム２０の半径ｒは、概ね２００（μｍ）である。
【００８４】
レーザビーム２０の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも小さく、半導体層１３が透明電極層１２から離脱する光強度ＩＳＣよりも大きい。
【００８５】
レーザビーム２０の波長は、レーザビーム２０が透明電極１２によって実質的に吸収されず、且つ、半導体層１３による吸収が大きくなるように選ばれている。より具体的には、レーザビーム２０の波長λ１は、４００〜６５０（ｎｍ）に設定されている。このように波長λ１が選択されていることにより、半導体層１３のみが、より選択的に薄膜太陽電池パネル１から離脱される。
【００８６】
レーザビーム２１の全体は、レーザビーム２０の中に含まれるように位置する。レーザビーム２１の断面は、図１２に示されているように、楕円をなしている。レーザビーム２１の断面がなす楕円の長軸２１ａが延びる方向は、周辺分離溝４の形成が進行していく方向であるｙ軸方向に実質的に一致する。長軸２１ａが延びる方向が、周辺分離溝４の形成が進行していく方向と一致していることは、周辺分離溝４の形成の速度を速くする点で有用である。また、レーザビーム２１の断面がなす楕円の短軸２１ｂが延びる方向は、ｘ軸方向に概ね一致する。短軸２１ｂの長さを２ｂ２（μｍ）は、概ね１００（μｍ）である。長軸２１ａの長さ２ａ２（μｍ）は、レーザビーム２０の直径２ｒ３と実質的に同じである。
【００８７】
レーザビーム２１の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも大きい。
【００８８】
レーザビーム２１の波長λ２が、レーザビーム２０の波長λ１のｎ倍（ｎは２以上の整数）であることは、レーザビーム２０、２１を発生させるレーザ光源を１つにすることができる点で好ましい。即ち、レーザビーム２１と同一の波長を有するレーザビームを発生し、そのレーザービームを第ｎ次高調波を発生する高調波発生素子に入射することにより、波長λ１を有するレーザビーム２０と、波長λ２を有するレーザビーム２１を一のレーザ光源で発生できる。なお、レーザビーム２１の波長λ２は他の波長であることも可能である。
【００８９】
以上に説明された構造を有するレーザビーム２０、２１が、薄膜太陽電池パネル１に入射され、走査されて、周辺分離溝４が形成される。
【００９０】
図１１に示されているように、透明電極層１２のうちレーザビーム２１により照射された部分は、透明基板１１から離脱する。透明電極層１２のうちレーザビーム２１が照射された部分に、溝４ａが形成される。溝４ａの幅ｗ１は、レーザビーム２１の短軸の長さ２ｂ２に概ね等しく、約１００（μｍ）である。
【００９１】
更に、半導体層１３のうちレーザビーム２０により照射された部分は、透明電極層１１から離脱する。このとき、裏面電極膜１４のうち、レーザビーム２０により照射される部分は、半導体層１３が離脱するときに生じる圧力によって半導体層１３と共に離脱する。
【００９２】
この結果、半導体層１３と裏面電極膜１４のうちレーザビーム２０に照射された部分には、溝４ｂが形成される。溝４ｂの幅ｗ２は、レーザビーム２０の断面の半径ｒ３に等しく、約２００（μｍ）である。
【００９３】
透明電極層１２のうち、レーザビーム２０にのみ照射され、レーザビーム２１に照射されていない部分は、透明基板１１から離脱せず、透明基板１１に残留する。この結果、溝４ａの内壁４ｃの位置と溝４ｂの内壁４ｄの位置がずれることになる。
【００９４】
溝４ａの内壁４ｃの位置と溝４ｂの内壁４ｄの位置は、ｘ軸方向にΔｗだけずれている。内壁４ｃと内壁４ｄの位置は、積極的にずらされている。内壁４ｃと内壁４ｄの位置が積極的にずらされていることにより、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しにくくなる。
【００９５】
内壁４ｃと内壁４ｄのずれ量Δｗは、概ね、Δｗ＝ｒ３−ｂ２である。即ち、ずれ量Δｗは、概ね５０（μｍ）である。ここで前述されているように、透明電極１１、半導体層１３及び裏面電極膜１４の厚さは、それぞれ、約０．７（μｍ）、約０．３（μｍ）及び、約０．３（μｍ）である。内壁４ｃと内壁４ｄのずれ量Δｗは、透明電極１２、半導体層１３及び裏面電極膜１４の膜厚に比べて極めて大きい。従って、透明電極層１１を構成する物質が離脱して内壁４ｄに再付着することが防止される。内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量Δｗは、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない程度の大きさに選ばれる。
【００９６】
内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量Δｗは、レーザビーム２０の半径ｒ３と、レーザビーム２１の短軸の長さ２ｂ２とにより調整できる。レーザビーム２０の半径ｒ３と、レーザビーム２１の短軸の長さ２ｂ２とは、内壁４ｃと内壁４ｄとのずれ量ｃが透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しない程度の大きさになるように調整される。
【００９７】
以上のようにして形成された溝４ａと溝４ｂとは、周辺分離溝４を構成する。
【００９８】
周辺分離溝４と同様の過程により、複数の光電変換セル２同士を分離するセル分離溝５も形成される。その後、図６に示されているように、透明基板１１、透明電極層１２、半導体層１３、及び裏面電極膜１４がパッシベーション膜１６が被覆され、太陽電池の製造工程が終了する。
【００９９】
本実施の形態による太陽電池の製造方法において使用されるレーザビーム２０、２１は、図１３に示されている光学系３０によって発生され、更に、重畳される。図１３は、光学系３０をｘｚ平面からみた図である。
【０１００】
図１３に示されているように、光学系３０は、ＹＡＧレーザ３１、凹レンズ３２、凸レンズ３３、ミラー３４、ダイクロイックミラー３５、ＹＡＧレーザ３６、凹レンズ３７、凸レンズ３８、シリンドリカル凸レンズ３９、シリンドリカル凹レンズ４０からなる。
【０１０１】
ＹＡＧレーザ３１は、波長λ１（＝５３２ｎｍ）のレーザビーム４１を発生し、凹レンズ３２に入射する。レーザビーム４１の断面の形状は円をなしている。
【０１０２】
レーザビーム４１は、凹レンズ３２及び凸レンズ３３によって径が拡大され、断面の形状が円であるレーザービーム２０が生成される。レーザビーム２０は、ミラー３４により反射され、ダイクロイックミラー３５に入射される。
【０１０３】
一方、ＹＡＧレーザ３１は、波長λ２（＝１０６４ｎｍ）のレーザビーム４３を発生する。レーザビーム４３の断面の形状は円をなしている。
【０１０４】
レーザビーム４３は、凹レンズ３７及び凸レンズ３８により、径が拡大され、レーザービーム４４が生成される。レーザビーム４４は、シリンドリカル凸レンズ３９に入射される。
【０１０５】
レーザビーム４３は、シリンドリカル凸レンズ３９及びシリンドリカル凹レンズ４０によってｘ軸方向の径が短縮され、その断面の形状が楕円であるレーザビーム２１が生成される。レーザービーム２１の断面をなす楕円の長軸は、ｙ軸方向になり、その短軸はｘ軸方向になる。レーザビーム２１は、前述のダイクロイックミラー３５に入射される。
【０１０６】
ダイクロイックミラー３５は、波長が６００ｎｍ以下の光を反射し、波長が６００ｎｍより大きい光を通過するミラーである。即ち、ダイクロイックミラー３５は、レーザビーム２０を反射し、且つ、レーザビーム２１を通過する。
【０１０７】
レーザビーム２０が、レーザビーム２１が進行する方向にダイクロイックミラー３５によって反射され、レーザビーム２０とレーザビーム２１が重畳される。光学系３０は、以上の過程により、レーザビーム２０、２１を発生し、更に、重畳する。
【０１０８】
レーザビーム２０、２１は、図１４に示されているように、一のレーザ光源のみしか含まれない光学系５０により生成することも可能である。光学系５０は、図１４に示されているように、ＹＡＧレーザ５１、ＳＨＧ結晶５２、ダイクロイックミラー５３、凹レンズ５４、凸レンズ５５、ミラー５６、ダイクロイックミラー５７、ミラー５８、凹レンズ５９、凸レンズ６０、シリンドリカル凸レンズ６１、シリンドリカル凹レンズ６２からなる。
【０１０９】
ＹＡＧレーザ５１は、波長λ２（＝１０６４ｎｍ）を有するレーザビーム６３を発生し、ＳＨＧ結晶５２に入射する。ＳＨＧ結晶５２は、入射されたレーザ光の２次高調波を発生する結晶である。但し、ＳＨＧ結晶５２の２次高調波への変換効率は１００％ではない。ＳＨＧ結晶５２は、入射されたレーザ光と同一の波長のレーザ光と、入射されたレーザ光の２倍の波長を有するレーザ光の両者を出力する。
【０１１０】
レーザビーム６３がＳＨＧ結晶５２に入射され、波長λ１（＝５３２ｎｍ）のレーザ光と、波長λ２（＝１０６４ｎｍ）のレーザ光の混合波であるレーザビーム６４が発生される。レーザビーム６４は、ダイクロイックミラー５３に入射される。
【０１１１】
ダイクロイックミラー５３は、波長が６００ｎｍ以下の光を通過し、波長が６００ｎｍより大きい光を反射するミラーである。ダイクロイックミラー５３は、レーザビーム６４のうち、波長λ１を有する成分を通過して、レーザビーム６５を発生する。更に、ダイクロイックミラー５３は、レーザビーム６４のうち、波長λ２を有する成分を反射して、レーザビーム６６を発生する。
【０１１２】
レーザビーム６５は、凹レンズ５４及び凸レンズ５５によって径が拡大され、断面の形状が円であるレーザービーム２０が生成される。レーザビーム２０は、ミラー５６により反射され、ダイクロイックミラー５７に入射される。
【０１１３】
一方、レーザビーム６６は、ミラー５８によって反射され、凹レンズ５９に入射される。レーザビーム６６は、凹レンズ５９及び凸レンズ６０により、径が拡大され、レーザービーム６７が生成される。レーザビーム６７は、シリンドリカル凸レンズ６１に入射される。レーザビーム６７は、シリンドリカル凸レンズ６１及びシリンドリカル凹レンズ６２によってｘ軸方向の径が短縮され、その断面の形状が楕円であるレーザビーム２１が生成される。レーザービーム２１の断面をなす楕円の長軸は、ｙ軸方向になり、その短軸はｘ軸方向になる。レーザビーム２１は、前述のダイクロイックミラー５７に入射される。
【０１１４】
ダイクロイックミラー５７は、波長が６００ｎｍ以下の光を反射し、波長が６００ｎｍより大きい光を通過するミラーである。即ち、ダイクロイックミラー５７は、レーザビーム２０を反射し、且つ、レーザビーム２１を通過する。
【０１１５】
レーザビーム２０が、レーザビーム２１が進行する方向にダイクロイックミラー５７によって反射され、レーザビーム２０とレーザビーム２１が重畳される。光学系５０は、以上の過程により、レーザビーム２０、２１を発生し、更に、重畳する。光学系５０は、単一のレーザ光源しか使用せずに、レーザビーム２０、２１を発生し、更に、重畳する。
【０１１６】
本実施の形態の太陽電池の製造方法は、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄに再付着しにくい形状を有する周辺分離溝４及びセル分離溝５を、より少ない工程で形成できる。
【０１１７】
更に、レーザビーム２０の波長は、レーザビーム２０が透明電極１２によっては、実質的に吸収されず、且つ、半導体層１３による吸収が大きくなるように選ばれているため、半導体層１３のみが、より選択的に半導体パネル１１から離脱される。従って、透明基板１１のうち、薄膜太陽電池パネル１に残存する部分に対して与えられるダメージが低減される。
【０１１８】
第４の実施の形態：
第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、第１の実施の形態による薄膜太陽電池パネルの製造方法と、概ね同一の構造を有する薄膜太陽電池を製造する製造方法である。しかし、第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法は、周辺分離溝４の構造と、その形成方法とが第１の実施の形態と異なる。
【０１１９】
図１５は、第１の実施の形態による薄膜太陽電池パネルの製造方法によって製造される薄膜太陽電池パネル１’の構造を示す。薄膜太陽電池パネル１’には、複数の光電変換セル２’と、複数の光電変換セル２’を取り囲む周辺領域３’とが設けられている。複数の光電変換セル２’と周辺領域３’とは、周辺分離溝４’により分離されている。前述されているように、周辺分離溝４’の構造は、第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネル１’に含まれる周辺分離溝４’の構造と異なる。複数の光電変換セル２’同士は、セル分離溝５’により分離されている。
【０１２０】
以下、第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明する。
【０１２１】
まず、図１６に示されているように、透明基板１１’上に、透明電極層１２’、半導体層１３’、及び裏面電極膜１４’が順次形成される。透明電極層１２’、半導体層１３’、及び裏面電極膜１４’の膜厚は、それぞれ、約０．７（μｍ）、約０．３（μｍ）、約０．３（μｍ）である。
【０１２２】
続いて、周辺分離溝４’が形成される。図１７は、周辺分離溝４’が形成される過程を示す断面図であり、図１８は、周辺分離溝４’が形成される過程を示す平面図である。
【０１２３】
周辺分離溝４は、重ね合わされたレーザビーム７１、７２を使用したレーザスクライブ法により形成される。レーザビーム７１、７２はそれぞれ、パルス発振により発生されたレーザビームである。レーザビーム７１、７２は、図１７に示されているように、透明基板１１’側から、薄膜太陽電池パネル１’に同時に入射される。以下の説明では、レーザビーム７１、７２が入射される方向をｚ軸とする。
【０１２４】
レーザビーム７１、７２は、図１８に示されているように、矢７３が示す方向に走査される。レーザビーム７１、７２は、公知技術と同様に、走査装置（図示されない）により走査される。周辺分離溝４’の形成が、矢７３が示す方向に進行する。以下の説明では、矢７３が示す方向、即ち、周辺分離溝４’の形成が進行していく方向にｙ軸をとる。更に、透明基板１１’の表面に平行であり、且つ、ｙ軸に垂直な方向にｘ軸をとる。
【０１２５】
レーザビーム７１は、レーザビーム７２に対して、ｘ軸方向にずれた位置に入射される。レーザビーム７１は、光電変換セル２’側にあり、レーザビーム７２は、周辺領域３’側にある。
【０１２６】
レーザビーム７１の断面は、図１１に示されているように、円をなす。以下、レーザビーム７１の断面がなす円の中心を、中心Ｏ１と記載する。レーザビーム７１の半径ｒ４は、概ね７５（μｍ）である。
【０１２７】
レーザビーム７１の光強度は、透明電極層１２が透明基板１１から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも小さく、半導体層１３が透明電極層１２から離脱する光強度ＩＳＣよりも大きい。
【０１２８】
レーザビーム７１の波長は、レーザビーム７１が透明電極１２’によっては、実質的に吸収されず、且つ、半導体層１３’による吸収が大きくなるように選ばれている。より具体的には、レーザビーム７１の波長λ１は、５３２（ｎｍ）に設定されている。このように波長λ１が選択されていることにより、半導体層１３’のみが、より選択的に薄膜太陽電池パネル１’から離脱され、透明基板１１のうち、薄膜太陽電池パネル１’に残存する部分に対して与えられるダメージが低減される。
【０１２９】
レーザビーム７２は、レーザビーム７１に重畳されている。レーザビーム７２の断面は、図１８に示されているように、円をなしている。以下、レーザビーム７２の断面がなす円の中心を、中心Ｏ２と記載する。レーザビーム７１は、レーザビーム７１の中心Ｏ１と、レーザビーム７２の中心Ｏ２を結ぶ直線は、ｙ軸に対して実質的に、垂直である。更に、レーザビーム７１の中心Ｏ１と、レーザビーム７２の中心Ｏ２の距離Ｄは、概ね、５０（μｍ）である。レーザビーム７２の半径ｒ５は、レーザビーム７１の半径ｒ４と概ね同じ７５（μｍ）である。
【０１３０】
レーザビーム７２の光強度は、透明電極層１２’が透明基板１１’から離脱する光強度ＩＴＣＯよりも大きい。レーザビーム７２の波長λ２は、レーザビーム７１の波長λ１の２倍であり、約１０６４ｎｍである。
【０１３１】
以上に説明された構造を有するレーザビーム７１、７２が、薄膜太陽電池パネル１’に入射され、走査されて、周辺分離溝４’が形成される。
【０１３２】
図１１に示されているように、透明電極層１２’、半導体層１３’及び裏面電極膜１４’のうちレーザビーム７２により照射された部分は、透明基板１１’から離脱する。透明電極層１２’、半導体層１３’及び裏面電極膜１４’のうちレーザビーム７２が照射された部分に、溝４ａ’が形成される。溝４ａ’の幅ｗ１’は、レーザビーム７２の直径２ｒ５に概ね等しく、約１５０（μｍ）である。
【０１３３】
更に、半導体層１３’及び裏面電極膜１４’のうちレーザビーム７１にのみ照射され、レーザビーム７２に照射されていない部分は、透明電極層１１’から離脱する。この結果、半導体層１３’ 及び裏面電極膜１４’のうちレーザビーム７１にのみ照射された部分に、溝４ｂ’が形成される。溝４ｂ’の幅ｗ２’は、（Ｄ＋ｒ４）−ｒ５と概ね等しく、ｗ２’＝５０μｍである。
【０１３４】
透明電極層１２のうち、レーザビーム７１にのみ照射され、レーザビーム７２に照射されていない部分は、透明基板１１から離脱せず、透明基板１１に残留する。この結果、溝４ａ’の内壁のうち光電変換セル２側にある内壁４ｃ’と、溝４ｂ’の内壁のうち光電変換セル２側にある内壁４ｄ’の位置がずれることになる。内壁４ｃ’と内壁４ｄ’の位置のずれ量Δｗ’は、溝４ｂ’の幅ｗ２’に等しい５０（μｍ）である。
【０１３５】
ここで前述されているように、透明電極１１、半導体層１３及び裏面電極膜１４の厚さは、それぞれ、約０．７（μｍ）、約０．３（μｍ）及び、約０．３（μｍ）である。内壁４ｃ’と内壁４ｄ’のずれ量Δｗは、透明電極１２、半導体層１３及び裏面電極膜１４の膜厚に比べて極めて大きい。従って、透明電極層１１を構成する物質が離脱して内壁４ｄ’に再付着することが防止される。このため、光電変換セル２を構成する透明電極層１２’と裏面電極膜１４’とが短絡することが防がれる。内壁４ｃ’と内壁４ｄ’とのずれ量Δｗ’は、透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄ’に再付着しない程度の大きさに選ばれる。
【０１３６】
一方、溝４ａ’の内壁のうち、周辺領域３側にある内壁４ｅ’は、実質的に平面をなす。従って、透明電極層１１を構成する物質は、内壁４ｅ’に再付着しやすい。しかし、周辺領域３は、光電変換に使用されるのではないため、何ら問題を生じない。
【０１３７】
内壁４ｃ’と内壁４ｄ’とのずれ量Δｗは、レーザビーム７１の半径ｒ４と、レーザビーム７２の半径ｒ５、及びレーザビーム７１の中心Ｏ１とレーザビーム７２の中心Ｏ２の距離Ｄとにより調整できる。内壁４ｃ’と内壁４ｄ’とのずれ量Δｗ’が透明電極層１１を構成する物質が内壁４ｄ’に再付着しない程度の大きさになるように調整される。
【０１３８】
周辺分離溝４’が形成された後、第３の実施の形態の薄膜太陽電池を製造する方法と同様にして、パッシベーション膜（図示されない）が形成され、太陽電池の製造工程が終了する。
【０１３９】
本実施の形態において使用されるレーザービーム７１、７２は、図１９に示されている光学系８０によって生成される。光学系８０は、図１９に示されているように、ＹＡＧレーザ８１、凹レンズ８２、凸レンズ８３、ミラー８４、ダイクロミックミラー８５、ＹＡＧレーザ８６、凹レンズ８７、凸レンズ８８からなる。
【０１４０】
ＹＡＧレーザ８１は、波長λ１（＝５３２ｎｍ）のレーザビーム８９を発生し、凹レンズ８２に入射する。レーザビーム８９の断面の形状は円をなしている。
【０１４１】
レーザビーム８９は、凹レンズ８２及び凸レンズ８３によって径が拡大され、断面の形状が円であるレーザービーム７１が生成される。レーザビーム７１は、ミラー８４により反射され、ダイクロイックミラー８５に入射される。
【０１４２】
一方、ＹＡＧレーザ８１は、波長λ２（＝１０６４ｎｍ）のレーザビーム９０を発生する。レーザビーム９０の断面の形状は円をなしている。
【０１４３】
レーザビーム９０は、凹レンズ８７及び凸レンズ８８により、径が拡大され、レーザービーム７２が生成される。
【０１４４】
ダイクロイックミラー８５は、波長が６００ｎｍ以下の光を反射し、波長が６００ｎｍより大きい光を通過するミラーである。即ち、ダイクロイックミラー３５は、レーザビーム７１を反射し、且つ、レーザビーム７２を通過する。
【０１４５】
レーザビーム７１が、レーザビーム７２が進行する方向にダイクロイックミラー８５によって反射され、レーザビーム７１とレーザビーム７２が重畳される。光学系８０は、以上の過程により、レーザビーム７１、７２を発生し、更に、重畳する。
【０１４６】
第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系８０は、シリンドリカル凸レンズ、シリンドリカル凹レンズを必要としない。薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系８０は、第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系３０に比べ、構造が簡単である。
【０１４７】
なお、レーザビーム７１、７２は、図２０に示されているように、一のレーザ光源のみしか含まれない光学系１００により生成することも可能である。光学系１００は、図２０に示されているように、ＹＡＧレーザ１０１、ＳＨＧ結晶１０２、ダイクロイックミラー１０３、凹レンズ１０４、凸レンズ１０５、ミラー１０６、ダイクロイックミラー１０７、ミラー１０８、凹レンズ１０９、凸レンズ１１０からなる。
【０１４８】
ＹＡＧレーザ１０１は、波長λ２（＝５０６４ｎｍ）を有するレーザビーム１１１を発生し、ＳＨＧ結晶１０２に入射する。ＳＨＧ結晶１０２は、入射されたレーザ光の２次高調波を発生する結晶である。但し、２次高調波への変換効率は１００％ではなく、ＳＨＧ結晶１０２は、入射されたレーザ光と同一の波長のレーザ光と、入射されたレーザ光の２倍の波長を有するレーザ光の両者を出力する。
【０１４９】
レーザビーム１１１がＳＨＧ結晶１０２に入射され、波長λ１（＝５３２ｎｍ）のレーザ光と、波長λ２（＝１０６４ｎｍ）のレーザ光の混合波であるレーザビーム１１２が発生される。レーザビーム１１２は、ダイクロイックミラー１０３に入射される。
【０１５０】
ダイクロイックミラー１０３は、波長が６００ｎｍ以下の光を通過し、波長が６００ｎｍより大きい光を反射するミラーである。ダイクロイックミラー１０３は、レーザビーム１１２のうち、波長λ１を有する成分を通過して、レーザビーム１１３を発生する。更に、ダイクロイックミラー５３は、レーザビーム１１２のうち、波長λ２を有する成分を反射して、レーザビーム１１４を発生する。
【０１５１】
レーザビーム１１３は、凹レンズ３２及び凸レンズ３３によって径が拡大され、レーザービーム７１が生成される。レーザビーム７１は、ミラー１０６により反射され、ダイクロイックミラー１０７に入射される。
【０１５２】
一方、レーザビーム１１４は、ミラー１０８によって反射され、凹レンズ１０９に入射される。レーザビーム１１４は、凹レンズ１０９及び凸レンズ１１０により、径が拡大され、レーザービーム７２が生成される。レーザビーム７２は、ダイクロイックミラー１０７に入射される。
【０１５３】
ダイクロイックミラー１０７は、波長が６００ｎｍ以下の光を反射し、波長が６００ｎｍより大きい光を通過するミラーである。即ち、ダイクロイックミラー５７は、レーザビーム７１を反射し、且つ、レーザビーム７２を通過する。
【０１５４】
レーザビーム７１が、レーザビーム７２が進行する方向にダイクロイックミラー１０７によって反射され、レーザビーム７１とレーザビーム７２が重畳される。光学系１００は、以上の過程により、レーザビーム７１、７２を発生し、更に、重畳する。光学系１００は、単一のレーザ光源しか使用せずに、レーザビーム７１、７２を発生し、更に、重畳する。更に光学系１００は、第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系５０に比べ、構造が簡単である。
【０１５５】
【発明の効果】
本発明により、薄膜太陽電池のパネル化に必要な外周部の絶縁加工において、高い電気的絶縁抵抗が得られる薄膜太陽電池パネルの製造方法が提供される。
【０１５６】
また、本発明により、薄膜太陽電池のパネル化に必要な絶縁加工において、より少ない工程で安価な薄膜太陽電池パネルの製造方法が提供される。
【０１５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法により製造される薄膜太陽電池の構成を示す。
【図２】図２は、本発明による第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明による第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】図４は、本発明による第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための平面図である。
【図５】図５は、レーザビーム１５の強度分布を示す。
【図６】図６は、本発明による第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明による第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための平面図であり、図７（ｂ）は、本発明による第１の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】図８は、本発明による第２の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図９は、本発明による第２の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】図１０は、本発明による第２の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための平面図である。
【図１１】図１１は、本発明による第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】図１２は、本発明による第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための平面図である。
【図１３】図１３は、本発明による第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系３０の構成を示す。
【図１４】図１４は、本発明による第３の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系５０の構成を示す。
【図１５】図１５は、本発明による第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法により製造される薄膜太陽電池の構成を示す。
【図１６】図１６は、本発明による第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】図１７は、本発明による第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】図１８は、本発明による第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法を説明するための平面図である。
【図１９】図１９は、本発明による第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系８０の構成を示す。
【図２０】図２０は、本発明による第４の実施の形態の薄膜太陽電池パネルの製造方法で使用される光学系１００の構成を示す。
【図２１】図２１は、従来の薄膜太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。
【図２２】図２２は、従来の薄膜太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。
【図２３】図２３は、従来の薄膜太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。
【図２４】図２４は、従来の薄膜太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。
【図２５】図２５は、従来の薄膜太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１１、１１’：透明基板
１２、１２’：透明電極層
１３、１３’：半導体層
１４、１４’：金属電極膜
１５、１８、１９、２０、２１、７１、７２：レーザービーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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