(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力によって基板に損傷が生じるおそれのある基板を、製造ラインに投入する前にあらかじめ排除するための基板スクリーニング装置であって、
所定の処理の際に基板が受ける応力と実質的に同じ応力を基板に与えるための応力付加手段と、
前記応力付加手段によって応力が付加された基板に振動を与える加振手段と、
前記加振手段により基板が振動することによって発生する音を捉え、その捉えられた音の信号に基づいて基板の損傷の有無を検出する検出手段と
を備え、
前記応力付加手段は、
所定の処理の際に基板が受ける応力に伴って生じる基板の反りの形状に対応した凹状部を有する歪生成型部と、
前記凹状部に基板を押し付けるための基板押付部と
を含む、基板スクリーニング装置。
【請求項２】
前記歪生成型部の前記凹状部は、前記所定の処理として、シリコン基板を適用した太陽電池セルの製造において、電極を形成するための熱処理を施す際に電極材料とシリコン基板との熱膨張係数の差に起因して生じる応力に伴って反ったシリコン基板の形状に対応した凹状プロファイルを有する、請求項１記載の基板スクリーニング装置。
【請求項３】
前記基板押付部は、ガスの圧力を利用して基板を前記歪生成型部の前記凹状部に押付ける、請求項２記載の基板スクリーニング装置。
【請求項４】
前記基板押付部は、
前記歪生成型部の前記凹状部と対向し、ガスの導入口が設けられた押さえ治具と、
前記押さえ治具と前記歪生成型部との間に装着され、前記押さえ治具との間でガスが送込まれる閉空間を形成するための可撓性を有するシート部材と
を含む、請求項３記載の基板スクリーニング装置。
【請求項５】
前記加振手段は、インパルスハンマにより基板を叩く手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の基板スクリーニング装置。
【請求項６】
前記検出手段は、捉えられた音の信号から音圧波形を求め、クラックに起因する特有の周波数領域の音圧波形の減衰パターンに基づいて基板の損傷の有無を検出する手段を含む、請求項５記載の基板スクリーニング装置。
【請求項７】
前記加振手段は、シグナルジェネレータにより周波数を変化させながら基板を振動させる手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の基板スクリーニング装置。
【請求項８】
前記検出手段は、捉えられた音の信号からパワースペクトルを求め、クラックに起因する特有の周波数領域のパワースペクトルのレベルに基づいて基板の損傷の有無を検出する手段を含む、請求項７記載の基板スクリーニング装置。
【請求項９】
製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力により基板に損傷が生じるおそれのある基板を、製造ラインに投入する前にあらかじめ排除するための基板スクリーニング方法であって、
所定の処理の際に基板が受ける応力と実質的に同じ応力を基板に与えるための応力付加工程と、
前記応力付加工程において応力が付加された基板に振動を与える加振工程と、
前記加振工程において基板が振動することによって発生する音を捉え、その捉えられた音の信号に基づいて基板の損傷の有無を検出する検出工程と
を備え、
前記応力付加工程では、所定の処理の際に基板が受ける応力に伴って生じる基板の反りの形状に対応した凹状部に基板が押し付けられる、基板スクリーニング方法。
【請求項１０】
前記応力付加工程ではガスの圧力により基板に応力を付加する、請求項９記載の基板スクリーニング方法。
【請求項１１】
前記加振工程では、インパルスハンマによって基板を叩き、
前記検出工程では、捉えられた音の信号から音圧波形を求め、クラックに起因する特有の周波数領域の音圧波形の減衰パターンに基づいて基板の損傷の有無を判断する、請求項９または１０に記載の基板スクリーニング方法。
【請求項１２】
前記加振工程では、シグナルジェネレータにより周波数を変化させながら基板を振動させ、
前記検出工程では、捉えられた音の信号からパワースペクトルを求め、クラックに起因する特有の周波数領域のパワースペクトルのレベルに基づいて基板の損傷の有無を検出する、請求項９または１０に記載の基板スクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板スクリーニング装置および基板スクリーニング方法に関し、特に、基板に処理を施す際にクラックが生じる可能性の高い基板をあらかじめ排除するための基板スクリーニング装置と、そのような基板スクリーニング方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として太陽電池のセルを形成する工程について説明する。まず、インゴットの状態のシリコンの単結晶をスライスすることで、図１３に示すように、所定の厚さ０．３ｍｍのＰ型のシリコン基板１を形成する。次に、図１４に示すように、シリコン基板１の一方の表面に適当なエッチングを施すことにより、反射率低減のための微小な凹凸２１を形成する。その後、ｎ型の不純物をシリコン基板１に拡散する。
【０００３】
次に、図１５に示すように、凹凸２１を覆うようにシリコン基板１上に反射率低減のための反射防止膜２２を形成する。次に、シリコン基板１の他方の面に裏面電極２４を形成し、一方の表面に表面電極２３を形成する。
【０００４】
その後、表面電極２２および裏面電極２４が形成されたシリコン基板１を組合わせてモジュール（図示せず）を作製することで太陽電池セルが形成される。このようにして太陽電池セルが完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、太陽電池セルの製造において、シリコン基板の表面には、たとえば電極を形成したり反射防止膜を形成するなどの所定の処理が施される。特に、電極を形成する際に電極材料とシリコン基板との線膨張係数の違いに起因してシリコン基板が反ることがある。
【０００６】
このことについて説明する。電極は次の３つの工程により形成される。すなわち、まず、アルミニウムおよび銀の電極をシリコン基板の表面に印刷し乾燥させる。次に電極を焼成する。その後、はんだをディップする。
【０００７】
図１６に示すように、電極を焼成させた後のシリコン基板１の裏面１ｂには、銀２５とアルミニウム２６からなる電極２４が形成されている。一方、図１７に示すように、シリコン基板１の表面１ａには銀２７からなる電極２３が形成されている。
【０００８】
ここで、シリコン基板１の線膨張係数とシリコン基板１の裏面の大部分を占めるアルミニウム２６の電極２４の線膨張係数が１桁異なる（アルミニウムの線膨張係数が高い）。そのため、図１８に示すように、電極２４を焼成する際に、バイメタル効果によってシリコン基板１の裏面１ｂが凸になるようにシリコン基板１が反ってしまう。
【０００９】
これにより、シリコン基板１には曲げ応力が発生することになる。シリコン基板として、もともと残留応力を有していたシリコン基板や、マイクロクラックなどの欠陥を有していたシリコン基板の場合、発生した曲げ応力によりクラックが成長して、場合によってはシリコン基板が割れてしまったり、欠けてしまうことがある。
【００１０】
また、クラックの入ったシリコン基板は、後の工程においてさらにクラックが成長するなどして最終的には不良品として除かれることになる。
【００１１】
これらの結果、そのようなシリコン基板に対する処理が無駄になるという問題があった。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、１つの目的は基板に所定の処理を施す際に基板が割れたり欠けたりするおそれのある基板を、製造ラインに投入する前にあらかじめ取除くための基板のスクリーニング装置を提供することであり、他の目的はそのような基板のスクリーニング方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの局面における基板スクリーニング装置は、製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力によって基板に損傷が生じるおそれのある基板を、製造ラインに投入する前にあらかじめ排除するための基板スクリーニング装置であって、応力付加手段と加振手段と検出手段とを備えている。応力付加手段は、所定の処理の際に基板が受ける応力と実質的に同じ応力を基板に与え、所定の処理の際に基板が受ける応力に伴って生じる基板の反りの形状に対応した凹状部を有する歪生成型部と、凹状部に基板を押し付けるための基板押付部とを含んでいる。加振手段は、応力付加手段によって応力が付加された基板に振動を与える。検出手段は、加振手段により基板が振動することによって発生する音を捉え、その捉えられた音の信号に基づいて基板の損傷の有無を検出する。
【００１４】
この構成によれば、まず、応力付加手段によって、基板を凹状部へ押し付けることで基板が凹状部に沿って変形し、製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力と実質的に同じ応力が基板にあらかじめ付加されることになる。そして、そのような応力が付加された基板を、加振手段と検出手段により、クラック等の損傷が生じている基板と生じていない基板とに区別することができる。これにより、製造ラインにおける所定の処理の際にクラック等の損傷が生じるおそれのある基板について、そのような基板を製造ラインに投入する前に排除することができ、製造ラインの処理における無駄を省くことができる。
【００１５】
具体的に歪生成型部の凹状部は、所定の処理として、シリコン基板を適用した太陽電池セルの製造において、電極を形成するための熱処理を施す際に電極材料とシリコン基板との熱膨張係数の差に起因して生じる応力に伴って反ったシリコン基板の形状に対応した凹状プロファイルを有していることが好ましい。
【００１６】
これにより、太陽電池セルの製造において、電極を形成する際の熱処理によってクラック等の損傷が生じるおそれのあるシリコン基板について、そのようなシリコン基板を製造ラインに投入する前に排除することができ、製造ラインの処理における無駄を省くことができる。
【００１７】
その基板押付部は、ガスの圧力を利用して基板を歪生成型部の凹状部に押付けることが好ましい。
【００１８】
これにより、基板の全体をほぼ均一に凹状部に押付けることができる。
そのようなガスの圧力を利用するために、基板押付部は、歪生成型部の凹状部と対向し、ガスの導入口が設けられた押さえ治具と、押さえ治具と歪生成型部との間に装着され、押さえ治具との間でガスが送込まれる閉空間を形成するための可撓性を有するシート部材とを含んでいることがより好ましい。
【００１９】
この場合には、閉空間に送込まれたガスの圧力がシート部材を介して基板に作用する。
【００２０】
また、加振手段は、インパルスハンマにより基板を叩く手段を含んでいることが好ましい。
【００２１】
これにより、加振力をほぼ一定にして基板を叩くことができる。
そして、検出手段は、捉えられた音の信号から音圧波形を求め、クラックに起因する特有の周波数領域の音圧波形の減衰パターンに基づいて基板の損傷の有無を検出する手段を含んでいることが好ましい。
【００２２】
これにより、特有の周波数領域の音圧波形において一定時間の振動が認められる場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【００２３】
あるいは加振手段は、シグナルジェネレータにより周波数を変化させながら基板を振動させる手段を含んでいることが好ましい。
【００２４】
この場合には、１回の加振において周波数を変えながら連続加振することができるので、基板の判別をより早く行うことができる。
【００２５】
そして、検出手段は、捉えられた音の信号からパワースペクトルを求め、クラックに起因する特有の周波数領域のパワースペクトルのレベルに基づいて基板の損傷の有無を検出する手段を含んでいることが好ましい。
【００２６】
これにより、特定の周波数以上の周波数域において音のレベルが高くなっている場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【００２７】
本発明の他の局面における基板スクリーニング方法は、製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力により基板に損傷が生じるおそれのある基板を、製造ラインに投入する前にあらかじめ排除するための基板スクリーニング方法であって、応力付加工程と加振工程と検出工程とを備えている。応力付加工程では、所定の処理の際に基板が受ける応力に伴って生じる基板の反りの形状に対応した凹状部に基板を押し付けて、その所定の処理の際に基板が受ける応力と実質的に同じ応力を基板に与える。加振工程では、応力付加工程において応力が付加された基板に振動を与える。検出工程では、加振工程において基板が振動することによって発生する音を捉え、その捉えられた音の信号に基づいて基板の損傷の有無を検出する。
【００２８】
この方法によれば、まず、応力付加工程によって、基板を凹状部へ押し付けることで基板が凹状部に沿って変形し、製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力と実質的に同じ応力が基板にあらかじめ付加されることになる。そして、そのような応力が付加された基板を、加振工程と検出工程により、クラック等の損傷が生じている基板と生じていない基板とに区別することができる。これにより、製造ラインにおける所定の処理の際にクラック等の損傷が生じるおそれのある基板について、そのような基板を製造ラインに投入する前に排除することができ、製造ラインの処理における無駄を省くことができる。
【００２９】
その応力付加工程では、ガスの圧力により基板に応力を付加することが好ましい。
【００３０】
これにより、基板の全体をほぼ均一に凹状部に押付けることができて、所定の応力を基板に容易に付加することができる。
【００３１】
また、加振工程では、インパルスハンマによって基板を叩き、検出工程では、捉えられた音の信号から音圧波形を求め、クラックに起因する特有の周波数領域の音圧波形の減衰パターンに基づいて基板の損傷の有無を検出することが好ましい。
【００３２】
これにより、特有の周波数領域の音圧波形において一定時間の振動が認められる場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【００３３】
あるいは、加振工程では、シグナルジェネレータにより周波数を変化させながら基板を振動させ、検出工程では、捉えられた音の信号からパワースペクトルを求め、クラックに起因する特有の周波数領域のパワースペクトルのレベルに基づいて基板の損傷の有無を検出することが好ましい。
【００３４】
これにより、特定の周波数以上の周波数域において音のレベルが高くなっている場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る基板スクリーニング装置とそれを用いたスクリーニング方法について説明する。まず、図１に基板スクリーング装置のブロック図を示す。図１に示すように、基板スクリーニング装置は、応力付加手段１３、マイクロクラック検出手段１４および良品・不良品仕分け手段１５を備えている。
【００３６】
応力付加手段１３は、加工が施される前の未加工のシリコン基板に所定の応力を付加する。マイクロクラック検出手段１４は、応力が付加された後のシリコン基板に衝撃を与え、そのシリコン基板が発生する音を捉えて基板の損傷の有無を検出する。良品・不良品仕分け手段１５は、マイクロクラック検出手段１４によって得られた情報に基づいてシリコン基板を振り分ける。
【００３７】
次に、基板スクリーニング装置を用いた基板のスクリーニング方法について具体的に説明する。図２に示すように、まず、歪プロファイル生成型２をあらかじめ用意する。その歪プロファイル生成型２にシリコン基板１を載置する。
【００３８】
この歪プロファイル生成型２には、所定の処理によって生じる応力に伴って反ったシリコン基板の形状（プロファイル）とほぼ一致した凹状プロファイル部２ａが設けられている。この場合には、たとえば、従来の技術の項において説明した電極を焼成する際に生じる応力に伴って反ったシリコン基板の形状に対応した凹状プロファイル部２ａが設けられている。
【００３９】
次に、図３に示すように、シリコン基板を載置した歪プロファイル生成型２を覆うように、たとえばポリエチレンシート３をかぶせる。次に、図４に示すように、凹部４ａを有する押さえ治具４を用意する。この押さえ治具４の凹部４ａの中央付近には、乾燥空気を送込むためのポート５が形成されている。
【００４０】
次に、図５に示すように、押さえ治具４の凹部４ａがシリコン基板１を載置した歪プロファイル生成型２と向かい合うように、押さえ治具４を歪プロファイル生成型２の上に載置する。
【００４１】
次に、図６に示すように、押さえ治具４を歪プロファイル生成型２にしっかりと押付けて、押さえ治具４の外周部をポリエチレンシート３に密着させる。これにより、押さえ治具４の凹部４ａが気密された閉空間となる。押さえ治具４の開口部５に取り付けられた配管６から乾燥空気７をその閉空間に送込む。
【００４２】
閉空間に乾燥空気７が送込まれることによって、ポリエチレンシート３を介してシリコン基板１は乾燥空気の圧力を受けて、歪プロファイル生成型２に押付けられる。シリコン基板１が歪プロファイル生成型２に押付けられることで、シリコン基板１は、歪プロファイル生成型２の凹状プロファイル部２ａに沿って変形することになる。これにより、シリコン基板１には、所定の処理が施された場合におけるシリコン基板の反りに対応する応力と実質的に同じ応力が作用することになる。
【００４３】
その後、乾燥空気を送込むのをやめて、押さえ治具４およびポリエチレンシート３を取り外し、歪プロファイル生成型２からシリコン基板１を取り出す。
【００４４】
もともと残留応力やマイクロクラックなどの欠陥を有していたシリコン基板の場合、この応力が付加されることで、シリコン基板のクラックが成長した状態となる。一方、もともと欠陥を有していないシリコン基板においては、この応力を付加することによって何らダメージを受けることはない。
【００４５】
次に、図７に示すように、シリコン基板１を基板支え治具９上に載置する。そして、シリコン基板１の中央付近をインパルスハンマ８にて叩いて、発生した音をマイクロフォン１０で捉える。なお、インパルスハンマとは、加振力を検出するセンサを内蔵したハンマであり、一定の加振力をもってシリコン基板１を叩くことができる。
【００４６】
マイクロフォン１０によって捉えられた音の音圧波形のデータを、図８および図９にそれぞれ示す。図８（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、クラックが生じていないシリコン基板（ＯＫ品）の場合の音圧波形であり、図８（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、それぞれについてフィルタ処理（３．５ＫＨｚハイパスフィルタ）を施した処理波形である。
【００４７】
図９（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、クラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）の場合の音圧波形であり、図９（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、それぞれについて同様のフィルタ処理を施した処理波形である。
【００４８】
特に、図８（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）と、図９（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）とを比較すると、クラックが生じているシリコン基板の場合には、そうでないシリコン基板に比べて加振後の振幅が大きく、一定時間振動が持続していることが認められる。
【００４９】
これは、クラックが生じていないシリコン基板（ＯＫ品）の場合には、加振により共振周波数付近における振幅が大きく、３．５ＫＨｚ以上の高周波数域成分は小さくなっているのに対して、クラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）の場合には、クラックに起因して共振周波数が複数存在するため高周波数域成分が比較的大きいためであると考えられ、このことにより、処理波形において一定時間の振動が認められると考えられる。
【００５０】
このように、検出された音圧波形をたとえばコンピュータにより演算処理することによって、クラックが生じていないシリコン基板（ＯＫ品）とクラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）とを容易に識別することができる。
【００５１】
この判定により、クラックの生じているシリコン基板（ＮＧ品）をあらかじめ取り除き、クラックの生じていないシリコン基板（ＯＫ品）のみを製造ラインに送込むことができる。
【００５２】
このように、本基板スクリーニング装置によれば、応力付加手段１３によって、製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力と実質的に同じ応力を基板にあらかじめ付加することができ、そして、その基板に対して加振手段１４とマイクロクラック検出手段１５によりクラック等の損傷が生じている基板と生じていない基板とを区別することができる。
【００５３】
これにより、たとえば太陽電池セルを製造する製造ラインにおける所定の処理の際にクラック等の損傷が生じるおそれのある基板について、そのような基板を製造ラインに投入する前に排除することができ、製造ラインの処理における無駄を省くことができる。
【００５４】
なお、歪プロファイル生成型２に載置されたシリコン基板１を覆い歪プロファイル生成型２と押さえ治具４との間に挟み込まれるシートとしてポリエチレンシート３を例に挙げた。このシートとしては可撓性を有し気密性を有するシートであればよく、たとえばポリカーボネートシートなども適用することができる。
【００５５】
また、押さえ治具４の凹状部に送込むガスとして乾燥空気を例に挙げた。このガスとしては、乾燥空気の他に、たとえば窒素（Ｎ2）などの不活性ガスを適用してもよい。
【００５６】
実施の形態２
本発明の実施の形態２に係る基板スクリーニング装置とそれを用いたスクリーニング方法について説明する。ここでは、前述した応力付加手段によって応力を付加した後のシリコン基板を、周波数を変えながら連続加振する場合について説明する。
【００５７】
図１０に示すように、応力を付加したシリコン基板１の四隅を加振台１１上にクランプ１１ａにより固定する。次に、加振台１１に内蔵されたシグナルジェネレータ（図示せず）により周波数を変えながらシリコン基板１を矢印１２に示すように加振する。シリコン基板１の加振により発生する音をマイクロフォン１０で捉える。
【００５８】
マイクロフォン１０によって捉えられた音のパワースペクトルのデータを、図１１および図１２にそれぞれ示す。なお、パワースペクトルとは、時間軸上の音圧波形からある一定時間の音圧波形の周波数成分の分析を行い、これを周波数軸に変換して音のレベルを算出したものである。
【００５９】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、クラックが生じていないシリコン基板（ＯＫ品）の場合のパワースペクトルであり、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、クラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）の場合のパワースペクトルである。
【００６０】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）とを比較すると、クラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）の場合には、そうでないシリコン基板（ＯＫ品）に比べて、周波数３．５ＫＨｚ以上の周波数域において音のレベルが高くなっていることが認められる。
【００６１】
これは、前述したように、クラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）の場合には、クラックに起因して共振周波数が複数存在することで高周波数域成分が比較的大きくなるためであると考えられる。
【００６２】
このように、検出されたパワースペクトルのデータをたとえばコンピュータにより演算処理することによって、クラックが生じていないシリコン基板（ＯＫ品）とクラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）とを容易に識別することができる。
【００６３】
この判定により、クラックの生じているシリコン基板（ＮＧ品）をあらかじめ取り除き、クラックの生じていないシリコン基板（ＯＫ品）のみを製造ラインに送込むことができる。
【００６４】
特に、本基板スクリーニング装置によれば、前述した基板スクリーニング装置に比べて、シリコン基板１の１回の加振によりパワースペクトルのデータを得ることができ、シリコン基板の検査をより高速に行うことができる。
【００６５】
また、クラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）の場合には、高周波数域成分が比較的大きくなることから、比較的高い周波数域（たとえば８ＫＨｚ以上）に限定して加振することで、加振力を大きくすることができる。これにより、クラックが生じていないシリコン基板（ＯＫ品）とクラックが生じているシリコン基板（ＮＧ品）との差が拡大されて、容易に判定することができる。
【００６６】
なお、上述した各実施の形態では、シリコン基板に施される処理として、太陽電池セルを製造する場合の電極形成処理を例に挙げて説明した。この基板スクリーニング装置によれば、太陽電池にセルを製造する場合に施される処理に限られず、基板に処理が施されることでクラック等の損傷が生じるおそれのある基板を製造ラインに投入する前にあらかじめ排除することができ、製造ラインにおける無駄を省いて効率的な生産を図ることができる。
【００６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の１つの局面における基板スクリーニング装置によれば、まず、応力付加手段によって、基板を凹状部へ押し付けることで基板が凹状部に沿って変形し、製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力と実質的に同じ応力が基板にあらかじめ付加されることになる。そして、そのような応力が付加された基板を、加振手段と検出手段により、クラック等の損傷が生じている基板と生じていない基板とに区別することができる。これにより、製造ラインにおける所定の処理の際にクラック等の損傷が生じるおそれのある基板について、そのような基板を製造ラインに投入する前に排除することができ、製造ラインの処理における無駄を省くことができる。
【００６９】
具体的に歪生成型部の凹状部は、所定の処理として、シリコン基板を適用した太陽電池セルの製造において、電極を形成するための熱処理を施す際に電極材料とシリコン基板との熱膨張係数の差に起因して生じる応力に伴って反ったシリコン基板の形状に対応した凹状プロファイルを有していることが好ましい。
【００７０】
その基板押付部は、ガスの圧力を利用して基板を歪生成型部の凹状部に押付けることが好ましく、これにより、基板の全体をほぼ均一に凹状部に押付けることができる。
【００７１】
そのようなガスの圧力を利用するために、基板押付部は、歪生成型部の凹状部と対向し、ガスの導入口が設けられた押さえ治具と、押さえ治具と歪生成型部との間に装着され、押さえ治具との間でガスが送込まれる閉空間を形成するための可撓性を有するシート部材とを含んでいることがより好ましく、この場合には、閉空間に送込まれたガスの圧力がシート部材を介して基板に作用する。
【００７２】
また、加振手段は、インパルスハンマにより基板を叩く手段を含んでいることが好ましく、これにより、加振力をほぼ一定にして基板を叩くことができる。
【００７３】
そして、検出手段は、捉えられた音の信号から音圧波形を求め、クラックに起因する特有の周波数領域の音圧波形の減衰パターンに基づいて基板の損傷の有無を検出する手段を含んでいることが好ましく、これにより、特有の周波数領域の音圧波形において一定時間の振動が認められる場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【００７４】
あるいは加振手段は、シグナルジェネレータにより周波数を変化させながら基板を振動させる手段を含んでいることが好ましく、この場合には、１回の加振において周波数を変えながら連続加振することができるので、基板の判別をより早く行うことができる。
【００７５】
そして、検出手段は、捉えられた音の信号からパワースペクトルを求め、クラックに起因する特有の周波数領域のパワースペクトルのレベルに基づいて基板の損傷の有無を検出する手段を含んでいることが好ましく、これにより、特定の周波数以上の周波数域において音のレベルが高くなっている場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【００７６】
本発明の他の局面における基板スクリーニング方法によれば、まず、応力付加工程によって、基板を凹状部へ押し付けることで基板が凹状部に沿って変形し、製造ラインにおいて基板に施される所定の処理に伴って発生する応力と実質的に同じ応力が基板にあらかじめ付加されることになる。そして、そのような応力が付加された基板を、加振工程と検出工程により、クラック等の損傷が生じている基板と生じていない基板とに区別することができる。これにより、製造ラインにおける所定の処理の際にクラック等の損傷が生じるおそれのある基板について、そのような基板を製造ラインに投入する前に排除することができ、製造ラインの処理における無駄を省くことができる。
【００７７】
その応力付加工程では、ガスの圧力により基板に応力を付加することが好ましく、これにより、基板の全体をほぼ均一に凹状部に押付けることができて、所定の応力を基板に容易に付加することができる。
【００７８】
また、加振工程では、インパルスハンマによって基板を叩き、検出工程では、捉えられた音の信号から音圧波形を求め、クラックに起因する特有の周波数領域の音圧波形の減衰パターンに基づいて基板の損傷の有無を検出することが好ましく、これにより、特有の周波数領域の音圧波形において一定時間の振動が認められる場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【００７９】
あるいは、加振工程では、シグナルジェネレータにより周波数を変化させながら基板を振動させ、検出工程では、捉えられた音の信号からパワースペクトルを求め、クラックに起因する特有の周波数領域のパワースペクトルのレベルに基づいて基板の損傷の有無を検出することが好ましく、これにより、特定の周波数以上の周波数域において音のレベルが高くなっている場合には基板にクラックが生じていると判断することができ、そのような基板を容易に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る基板スクリーニング装置のブロック図である。
【図２】  同実施の形態において、基板スクリーニング方法を説明するための一工程を示す斜視図である。
【図３】  同実施の形態において、図２に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。
【図４】  同実施の形態において、図３に示す工程の後に行われる工程を説明するための押さえ治具を示す斜視図である。
【図５】  同実施の形態において、図３に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図６】  同実施の形態において、図５に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図７】  同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す側面図である。
【図８】  同実施の形態において、図７に示す工程において得られる音圧波形を示し、（ａ）（ｃ）および（ｅ）は、シリコン基板にクラックが生じていない場合の音圧波形を示し、（ｂ）（ｄ）および（ｆ）は、それぞれ（ａ）（ｃ）および（ｅ）の音圧波形にフィルタ処理を施した後の音圧波形を示す図である。
【図９】  同実施の形態において、図７に示す工程において得られる音圧波形を示し、（ａ）（ｃ）および（ｅ）は、シリコン基板にクラックが生じている場合の音圧波形を示し、（ｂ）（ｄ）および（ｆ）は、それぞれ（ａ）（ｃ）および（ｅ）の音圧波形にフィルタ処理を施した後の音圧波形を示す図である。
【図１０】  本発明の実施の形態２に係るスクリーニング方法を説明するための一工程を示す側面図である。
【図１１】  同実施の形態において、図１０に示す工程において得られるパワースペクトルを示し、（ａ）（ｂ）および（ｃ）は、シリコン基板にクラックが生じていない場合のパワースペクトルを示す図である。
【図１２】  同実施の形態において、図１０に示す工程において得られるパワースペクトルを示し、（ａ）（ｂ）および（ｃ）は、シリコン基板にクラックが生じている場合のパワースペクトルを示す図である。
【図１３】  太陽電池の製造方法を説明するための一工程を示す断面図である。
【図１４】  図１３に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１５】  図１４に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１６】  電極を形成した後のシリコン基板を示す一斜視図である。
【図１７】  電極を形成した後のシリコン基板を示す他の斜視図である。
【図１８】  電極を形成した後のシリコン基板の問題点を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１  シリコン基板、１ａ  表面、１ｂ  裏面、２  歪プロファイル生成型、２ａ  凹状プロファイル部、３  ポリエチレンシート、４  押さえ治具、４ａ  凹部、５  ポート、６  配管、７  乾燥空気、８  インパルスハンマ、９  基板支え治具、１０  マイクロフォン、１１  加振台、１２  矢印、１３  応力付加手段、１４  マイクロクラック検出手段、１５  良品・不良品仕分け手段、２５、２７  Ａｇ、２６  Ａｌ。
【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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