(57)【要約】【課題】  パターニングラインの正確な位置合わせ及びレーザ加工が行える薄膜太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】  表面に光電変換素子の層が形成され、裏面に接続電極層が形成されているフレキシブルな絶縁性長尺基板をインラインで搬送して加工ステージに位置決めした状態で、レーザ加工によるパターニングを行い、前記光電変換素子および前記接続電極層を相互にずれた位置で複数の単位部分に分離する薄膜太陽電池の製造方法において、前記基板に予め所定ピッチで基準マーカーを形成しておき、前記基板をインラインで搬送して前記加工ステージに位置決めした状態で、レーザ加工用の光学系を通じて取得された画像から前記基準マーカーの位置座標を検出し、前記位置座標に基づいてパターニング位置を決定する。【選択図】    図１
2009076714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルな絶縁性の長尺基板の表面に、第１電極層、薄膜半導体層からなる光電変換層、透明電極層を順次積層してなる光電変換素子が形成され、前記基板の裏面に接続電極層が形成されており、前記透明電極層の形成領域に所定の間隔を有して集電孔が穿設され、前記透明電極層の非形成領域に所定の間隔を有して接続孔が穿設されており、このような基板をインラインで搬送して加工ステージに位置決めした状態で、前記光電変換素子および前記接続電極層に、レーザ光を照射してパターニングを行い、前記光電変換素子および前記接続電極層を相互にずれた位置で複数の単位部分に分離して、前記光電変換素子の各単位部分が、前記集電孔、前記接続電極層の単位部分、および前記接続孔を介して相互に直列接続された薄膜太陽電池を得る薄膜太陽電池の製造方法において、
前記基板に予め所定ピッチで基準マーカーを形成しておき、前記基板をインラインで搬送して前記加工ステージに位置決めした状態で、レーザ加工用の光学系を通じて取得された画像から前記基準マーカーの位置座標を検出し、前記位置座標に基づいてパターニング位置を決定することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記基準マーカーが、前記基板の１ステップの加工区間内に２つ以上形成されている場合に、前記基板を前記加工ステージに位置決めした状態で、２つ以上の前記基準マーカーの位置座標を検出し、前記位置座標に基づいてパターニング位置を決定することを特徴とする請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記基準マーカーとして、前記基板を前記加工ステージに位置決めするためのマーカーであって、位置決め時に前記加工ステージ上に位置しかつ当該加工ステップにおける位置決めに関与しないようなマーカーを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記基準マーカーとして、前記集電孔または前記接続孔を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記基板に、１次パターンングラインを加工した後、この１次パターンングラインと同一の位置または一定間隔を有する位置に２次パターニングラインを形成する際に、前記１次パターンングラインを基準マーカーとして用いることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記１次パターンングラインの交点座標を検出し、前記交点座標に基づいてパターニング位置を決定することを特徴とする請求項５記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁性基板上に直列接続された複数の単位光電変換素子（またはユニットセル）を備えた薄膜太陽電池の製造方法に関し、さらに詳しくは、フレキシブルな基板に積層形成された光電変換素子および接続電極層の薄膜をレーザ加工により複数の単位部分に分離する薄膜パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発は進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の光電変換素子が直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００３】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などに取り付けて利用される業務用、一般住宅用にも需要が広がってきている。従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いているものが一般的であった。近年、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発が進められ実用化されている。さらにフレキシブルな金属材料に絶縁被覆したフィルム基板を用いたものも開発されている。このフレキシブル性を生かし、供給ロールと巻取ロールとの間で基板を連続的または間欠的にインライン搬送しながら成膜やパターニングを行う、ロールツーロール方式やステッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【０００４】
図８は薄膜太陽電池の概略構成を示す模式的な斜視図であり、図において、薄膜太陽電池は、フレキシブルな絶縁性基板（以下、基板という）６０の表面に、第１電極層６４、薄膜半導体層からなる光電変換層６５、透明電極層（第２電極層ともいう）６１が順次積層されて光電変換素子６２が形成される一方、基板６０の裏面には、第３電極層、第４電極層からなる接続電極層６３が形成され、透明電極層６１の形成領域に所定の間隔を有して集電孔６７が穿設され、透明電極層６１の非形成領域に所定の間隔を有して接続孔６８が穿設されている。
【０００５】
上記集電孔６７と接続孔６８は相互にずれて配置されており、上記光電変換素子６２および接続電極層６３を相互にずれた位置で複数の単位部分に分離加工することにより、単位光電変換素子（ユニットセルともいう）６２が、集電孔６７、接続電極層６３の単位部分、および接続孔６８を介して相互に直列接続された薄膜太陽電池が形成される。これにより、単位光電変換素子の光電変換層６５で発生した電流は透明電極層６１に集められ、集電孔６７を介して背面の接続電極層６３に流れ、接続孔６８を介して隣接する単位光電変換素子６２の第１電極層６４に導かれる。
【０００６】
これを繰り返すことにより、直列接続された各単位光電変換素子６２の一端側の光電変換素子６２の第１電極層６４と、他端側の光電変換素子６２の透明電極層６１との間に、必要な電圧を出力させることできる。例えばインバータにより交流化し商用電力源として交流１００Ｖを得るためには、１００Ｖ以上の電圧が必要であり、実際には数１０個以上の素子が直列接続される。このような光電変換素子とその直列接続は、電極層と光電変換層の製膜と各層のパターニングおよびそれらの組み合わせ手順により形成される。
【０００７】
上記太陽電池の構成および製造方法は、例えば特許文献１〜３に記載されている。これらによれば、先ず、基板６０の所定の位置に接続孔６８を穿設した後、基板６０の表面に第１電極層６４を、裏面に図示しない第３電極層を、それぞれ成膜し、その後、基板６０の所定の位置に、第１電極層６４および第３電極層を貫通して集電孔６７を穿設する。
【０００８】
次に、前記基板６０の表面に形成した第１電極層６４をレーザ加工により０．４ｍｍ程度の幅で直線状に除去して１次パターングラインを形成し、個別の単一領域（電極）を複数形成した１次パターニングエリアを形成する。その上に半導体層からなる光電変換層６５、透明電極層６１を順次成膜した後、前記１次パターニングライン上の透明電極層６１および光電変換層６５を、レーザ加工により０．１ｍｍ程度の幅で再度直線状に除去して２次パターニングラインを加工する。これにより、第１電極層６４、光電変換層６５、透明電極層６１からなる光電変換素子６２が複数の単位ユニットに分離される。
【０００９】
次いで、裏側の図示しない第３電極層上に同じく図示しない第４電極層を成膜し、接続電極層６３を形成した後、第３電極層と第４電極層からなる接続電極層６３を、単位光電変換素子６２の分離位置とずれた位置で、レーザ加工により０．４ｍｍ程度の幅で直線状に除去する。これにより、接続電極層６３が複数の単位ユニットに分離され、上述した薄膜太陽電池の直列接続が完成する。なお、パターニングをサンドブラスト法やメカニカルカッターによって行なう場合もある。
【００１０】
図９は薄膜太陽電池のパターン形成を行うレーザ加工装置の一例を示す概略構成図であり、フィルム基板１は巻出しロール２と巻取りロール３との間で間欠的に搬送され、順次加工される。フィルム基板１の側部には、搬送方向に沿って一定のピッチでマーカーホールが形成されており、このマーカーホールを位置決めセンサ５が検出することにより、フィルム基板１は、加工ステージ６に対して所定の位置で停止され、加工ステージ６に吸着固定される。
【００１１】
加工ステージ６の下方には、ＸＹステージ８の上に搭載された加工光学ユニット７が配設されており、この加工光学ユニット７は、ＸＹステージ制御コントローラ９の制御により、ＸＹステージ８の機械原点を基準として、予め設定されたパターンに従って移動しながらレーザ光を照射し、フィルム基板１のパターニングを行うようにしている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−２３３５１７号公報
【特許文献２】特開２０００−７７６９０号公報
【特許文献３】特願平１１−１９３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記薄膜太陽電池のパターン形成方法は、ＸＹステージ８の機械原点を基準とした加工光学ユニット７の位置決めに対して、位置決めセンサ５および搬送用マーカーホールを用いたフィルム基板１の搬送位置決めとの間に誤差を生じていた。そのため、第１電極層の１次パターニングおよび接続電極層のパターニングにおいて、前工程で形成された接続孔および集電孔との相対位置精度が得られず、短絡により薄膜太陽電池の特性低下を引き起こす問題があった。
【００１４】
また、単位光電変換素子を形成するためには、先述した通り、１次パターニングラインに重ねて２次パターニングラインを形成する必要があるが、上記のような位置決め誤差に起因して、２次パターニングラインが１次パターニングラインを跨ぎ、透明電極層（第２電極層）、光電変換層のみならず第１電極層まで加工してしまい、レーザによる熱影響で低抵抗化した光電変換層を介して透明電極層（第２電極層）と第１電極層が電気的に接続され、同様に、短絡による薄膜太陽電池の特性低下を引き起こす虞があった。
【００１５】
本発明は、従来技術の有する上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、パターニングラインの正確な位置合わせ及びレーザ加工が行える薄膜太陽電池の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】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は、
フレキシブルな絶縁性の長尺基板の表面に、第１電極層、薄膜半導体層からなる光電変換層、透明電極層を順次積層してなる光電変換素子が形成され、前記基板の裏面に接続電極層が形成されており、前記透明電極層の形成領域に所定の間隔を有して集電孔が穿設され、前記透明電極層の非形成領域に所定の間隔を有して接続孔が穿設されており、このような基板をインラインで搬送して加工ステージに位置決めした状態で、前記光電変換素子および前記接続電極層に、レーザ光を照射してパターニングを行い、前記光電変換素子および前記接続電極層を相互にずれた位置で複数の単位部分に分離して、前記光電変換素子の各単位部分が、前記集電孔、前記接続電極層の単位部分、および前記接続孔を介して相互に直列接続された薄膜太陽電池を得る薄膜太陽電池の製造方法において、
前記基板に予め所定ピッチで基準マーカーを形成しておき、前記基板をインラインで搬送して前記加工ステージに位置決めした状態で、レーザ加工用の光学系を通じて取得された画像から前記基準マーカーの位置座標を検出し、前記位置座標に基づいてパターニング位置を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記方法を採用したので、基板に予め形成されている基準マーカーの位置座標に基づいてレーザ加工のパターニング位置を決定することにより、インラインで搬送される基板の位置決め精度とは無関係に、高精度のパターニング加工ができ、パターニングラインの加工位置精度を向上することができる。これにより、レーザ加工光学系に対する基板の搬送位置決め誤差に起因した短絡等による薄膜太陽電池の特性低下を防止することができる。
【００１８】
また、本発明において、前記基準マーカーが、前記基板の１ステップの加工区間内に２つ以上形成されている場合に、前記基板を前記加工ステージに位置決めした状態で、２つ以上の前記基準マーカーの位置座標を検出し、前記位置座標に基づいてパターニング位置を決定することにより、パターニングを行なうレーザ加工光学系に対して、インラインで搬送される基板の搬送方向および搬送方向と直交する幅方向の位置決めだけでなく、角度補正を行なうことが可能となり、パターニングラインの加工位置精度を一層向上することができる。
【００１９】
本発明において、前記基準マーカーとして、前記基板を前記加工ステージに位置決めするためのマーカーであって、位置決め時に前記加工ステージ上に位置しかつ当該加工ステップにおける位置決めに関与しないようなマーカーを用いることにより、加工ステージへの位置決め用マーカーと基準マーカーとの誤差の影響を排除でき、パターニングラインの加工位置精度を一層向上できるとともに、別途基準マーカーを設ける場合に比べて製造コストを低減できる。
【００２０】
本発明において、前記基準マーカーとして、前記集電孔または前記接続孔を用いる態様では、基板の加工位置に近接しかつ加工範囲全体に規則的に分布した集電孔または接続孔の位置座標に基づいてパターニング位置を決定または補正でき、パターニングラインの加工位置精度を一層向上できる。また、別途基準マーカーを設ける場合に比べて製造コストを低減できる。
【００２１】
本発明において、前記基板に、１次パターンングラインを加工した後、この１次パターンングラインと同一の位置または一定間隔を有する位置に２次パターニングラインを形成する際に、前記１次パターンングラインを基準マーカーとして用いる態様では、実際の１次パターンングライン自体を基準に２次パターニングラインを加工するので、基板の搬送位置決めに係わる誤差の影響を排除でき、パターニングラインの加工位置精度を一層向上できる。また、別途基準マーカーを設ける場合に比べて製造コストを低減できる。
【００２２】
本発明において、前記１次パターンングラインの交点座標を検出し、前記交点座標に基づいてパターニング位置を決定する態様では、比較的少ない基準座標の検出により高精度の加工位置補正と角度補正を行うことができ、パターニングラインの加工位置精度を一層向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明方法を実施するレーザ加工装置の一例を示す概略構成図である。なお、レーザ加工装置の基本的な構成は、図９に示した従来の装置と同様であるため、共通の部分には同一の符号を付してある。
【００２４】
図１の加工装置において、フィルム基板１は、巻出しロール２から供給され、図示しないフィードローラにより加工ステージ６に間欠的に搬送され、該加工ステージ６でパターニングされた後に巻取りロール３に巻き取られる。フィルム基板１の側部には、搬送方向に沿って一定のピッチでマーカーホール４が形成されており（図２〜図６参照）、このマーカーホール４を、加工ステージ６の手前側に配置された位置決めセンサ５が検出することにより、フィルム基板１は、加工ステージ６に対して所定の位置で停止され、次いで加工ステージ６に吸着固定される。
【００２５】
加工ステージ６の下方には、ＸＹステージ８の上に搭載されてＸ方向（基板搬送方向）およびＹ方向（基板幅方向）に移動可能な加工光学ユニット７が配設されている。加工光学ユニット７は、ＸＹステージ制御コントローラ９の制御により、ＸＹステージ８の機械原点を基準として、予め設定されたパターンに従って移動しながらレーザ光を照射し、フィルム基板１のパターニングを行う。
【００２６】
すなわち、レーザ発振器１０から出力されたレーザ光１１はファイバ光学系１２を通って加工光学ユニット７内の入射光学系１３に入る。入射光学系１３を出たレーザ光１１は特定波長だけを反射するダイクロイックミラー１４（ハーフミラー）で加工ステージ６の方向に折り返した後、出射光学系１５でフィルム基板１上の薄膜に焦点を調整してフィルム基板１上に照射される。
【００２７】
また、加工光学ユニット７内のダイクロイックミラー１４の下方には加工部分の画像を取り込むための撮像手段１６として、ＣＣＤカメラがレーザ光１１と光軸を合わせて固定されており、取り込んだ画像信号は画像処理ユニット１７で処理された後、位置信号として制御コントローラ９に送られる。取得した画像から基準マーカーの位置座標を検出する画像処理方法は、特に限定されるものではなく、各種画像処理方法を利用することができる。
【００２８】
例えば、後述するように、スルーホールを基準マーカーとする場合には、適宜スレッショルドレベルで二値化した二値画像において、予め記憶した基準マーカーの画像データと照合することによって基準マーカー（円）を画像認識し、その中心座標を取得ればよい。また、１次パターニングラインを基準マーカーとする場合には、画像中に帯状の検出領域を設定し、輝度分布や二値画像からラインの中心座標を求めればよい。ラインの交点を基準マーカーとする場合には、前記帯状の検出領域をＸ方向とＹ方向の両方向に対応して設定するか、画像認識によって中心座標を取得する。これらの各場合において、撮像されるフィルム基板１の表面を照明する照明手段を併用してもよい。また、スルーホールを基準マーカーとする場合であってフィルム基板の透明度が高い場合には、いずれかの金属電極層が成膜された領域に基準マーカーを設けるか、基準マーカーの周囲まで拡張して成膜しておいてもよい。
【００２９】
図２は、フィルム基板１を加工ステージ６に位置決めするマーカーホール４′を基準マーカーＨとして用いる場合を示している。なお、基準マーカーＨとして用いるマーカーホール４′は、位置決めセンサ５に位置したマーカーホール４とは異なり、当該加工ステップにおける位置決めに関与しないマーカーホール４′（例えば、直前の加工ステップの位置決めに使用したマーカーホール）であり、加工ステージ６に吸着固定されている範囲内で１次パターニングエリア２１に対して特定の位置にある。
【００３０】
加工前アライメント手順として、先ず、加工光学ユニット７をＸＹステージ８の座標系における基準マーカーＨ′に移動し、この部分を撮像手段１６により撮像して得られた画像Ｖから、画像処理により実際の基準マーカーＨ（マーカーホール４′）の位置座標Ｈを求める。次いで、加工光学ユニット７（Ｈ′）を位置座標Ｈに移動し、この位置座標Ｈを原点として、基準マーカーＨ（マーカーホール４′）に対して特定の位置に配設されている１次パターニングエリア２１にパターニングを行うことにより、フィルム基板１の搬送系と、加工光学ユニット７との誤差が補正される。
【００３１】
上記加工位置補正では、フィルム基板１に角度誤差が無いと仮定して、基準マーカーＨを基準として搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙの位置補正を行う場合を示した。しかし、フィルム基板１の搬送や歪みなどに起因してフィルム基板１に角度誤差を生じる場合もある。そこで、図３（理解を容易にするために角度誤差を誇張してある）に示すように、２つの基準マーカーＨ１、Ｈ２を設定し、それらに基づいて角度補正を行なうことが有利である。すなわち、画像Ｖ１を基に加工原点とした第１の基準マーカーＨ１の位置座標と、この基準マーカーＨ１に対して特定の位置にある第２の基準マーカーＨ２の位置座標を画像Ｖ２から求め、それらに基づいて位置・角度補正を行なう。なお、図示例では、基準マーカーＨ１の位置座標（ｘ，ｙ）に対して搬送方向Ｘの後方に距離Ｄを有する位置Ｈ２′における画像Ｖ２から、第２の基準マーカーＨ２の位置座標（ｘ−Ｄ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）を求める場合を示しているが、２つの基準マーカーＨ１、Ｈ２の位置関係はこれに限定されるものではなく、幅方向Ｙに離れて位置するか、搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙに離れて位置しても良い。
【００３２】
（実施例１）
図４は、接続孔または集電孔（以下スルーホールという）を基準マーカーとして位置決めを行う場合の例を示している。図４において、加工前アライメント手順として、先ず、撮像手段１６をフィルム基板１に穿設された複数のスルーホールのうち、指定されたスルーホールＨｓ付近に移動させ画像処理により位置座標Ｈｓを求め、同様にスルーホールＨｅ付近に移動させ画像処理により位置座標Ｈｅを求める。このスルーホール位置座標ＨｓとＨｅのアライメントデータに基づき、ＸＹステージ８の座標系とスルーホールＨｓ、Ｈｅの座標系とのズレに対して位置・角度補正を行ない、第１電極層または接続電極層のパターニングラインの加工を行う。この場合、フィルム基板１のパターニングラインに近接しかつ加工範囲全体に規則的に分布したスルーホールの位置座標に基づいて位置・角度補正でき、パターニングラインの加工位置精度を向上するうえで有利である。
【００３３】
（実施例２）
図５は、１次パターニングラインを基準マーカーとして２次パターニングライン２０１加工時の位置決めを行う場合の例を示している。図５において、図１のレーザ加工装置を用いて、フィルム基板１上の１次パターニングライン１０１と同一の位置、または一定間隔を有した位置（平行な位置）に２次パターニングライン２０１を形成するための加工前アライメント手順として、先ず、撮像手段１６を１次パターニングエリア２１に形成された複数の１次パターニングライン１０１のうち、指定された交点ＡＲ付近に移動させ画像処理により交点座標ＡＲを求める。同様に交点ＡＬ付近に移動させ画像処理により交点座標ＡＬを求める。
【００３４】
この交点座標ＡＲと交点座標ＡＬのアライメントデータに基づき、ＸＹステージ８の座標系と１次パターニングエリア２１の座標系とのズレに対して位置・角度の補正を行なう。このときの位置・角度補正データは１次パターニングエリア２１に形成された全ての１次パターニングライン共通のデータとなる。
【００３５】
次に、実際に１次パターニングライン１０１と重ね合わせて２次パターニングライン２０１を加工する場合は、前記位置・角度補正データを前提として、先ず、１次パターニングライン１０１の交点Ａ１付近に撮像手段１６を移動させて画像処理により交点座標Ａ１を求め、１次パターニングライン１０１に対する２次パターニングライン２０１の加工位置を認識した後に、制御コントローラ９によりＸＹステージ８とレーザ発振器１０を制御して２次パターニングライン２０１を加工する。同様に画像処理と加工を繰返し、フィルム基板１上に複数の２次パターニングライン２０１の加工を行なう。
【００３６】
（実施例３）
図６は、１次パターニングラインを基準マーカーとし、１次パターニングライン毎、または一定領域毎に位置決めを行う場合の例を示している。図６において、図１のレーザ加工装置を用い、フィルム基板上の１次パターニングライン１０１と同一の位置、または一定間隔の位置に２次パターニングライン２０１を形成するための加工前アライメント手順として、先ず、撮像手段１６を１次パターニングエリア２１に形成された複数の１次パターニングライン１０１の交点Ａ１Ｒ付近に移動させ画像処理により交点座標Ａ１Ｒを求め、同様に交点Ａ１Ｌ付近に移動させ画像処理により交点座標Ａ１Ｌを求める。
【００３７】
この交点座標Ａ１Ｒと交点座標Ａ１Ｌのアライメントデータに基づき、ＸＹステージ８の座標系と１次パターニングライン１０１の座標系とのズレに対して角度補正を行なった。この場合、前記補正と同時に、前記交点座標Ａ１ＲとＡ１Ｌの座標データは２次パターニングライン加工位置データを兼ねるため、１次パターニングライン１０１と重ね合わせて２次パターニングライン２０１を加工するための交点座標を求め、加工位置検出を行なう動作は不要となる。
【００３８】
このアライメント結果を基に制御コントローラ９によりＸＹステージ８とレーザ発振器１０を制御して２次パターニングライン２０１を加工する。同様にして隣接する１次パターニングラインの画像処理と加工を繰返し、フィルム基板１上に全ての２次パターニングライン２０１を加工する。
【００３９】
このように、１次パターニングライン１０１毎または一定領域毎に指定された１次パターニングライン１０１の少なくとも２つ以上の交点座標を求め、それらに基づいて２次パターニングライン２０１を加工することで、フィルム基板１が熱処理や製膜条件に依存して歪みを有している場合でも、２次パターニングライン２０１の重ね合わせ精度を向上させることができる。また、交点座標を基にして角度補正と加工位置認識とを行うことにより画像処理時間の短縮が図れる。
【００４０】
上記各実施例では、ＸＹステージ方式のレーザ加工装置を用いて２次パターニングライン２０１の角度補正と加工位置検出を行う場合を示したが、本発明方法に係わる角度補正と加工位置検出は、ガルバノスキャニング方式のレーザ加工装置を用いてパターニングを行う場合にも同様に実施可能である。図７は、本発明方法を実施するガルバノスキャニング方式のレーザ加工装置の例を示す概略構成図であり、図１に示したＸＹステージ方式のレーザ加工装置と共通の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
図７において、加工処理ステージ６の下方には、加工ステージ６に位置決めされたフィルム基板１に対してレーザを照射するためのレーザ光学系が設けられ、このレーザ光学系は、レーザ発振器２０、減衰器２２、焦点調整ユニット２３およびガルバノスキャンミラー２５、制御コントローラ２９などから構成されている。ガルバノスキャンミラー２５は、それぞれ加工面上におけるＸ−Ｙ方向への走査に対応した一対の反射ミラー（ガルバノミラー）と、それらを回動させるサーボモータ等の回転駆動機構から構成されており、レーザ発振器２０からの出射光を反射させて加工ステージ６に導くとともに、その反射角を変化させることによって、加工ステージ６に配置されたフィルム基板１上で、レーザ光をＸ−Ｙ方向に高速に走査することが可能である。
【００４２】
また、レーザ発振器２０とガルバノスキャンミラー２５の間には、レーザ光の波長は透過し、それ以外の波長の光は反射するダイクロイックミラー２４（ビームスプリッタ）が設けられ、ダイクロイックミラー２４からの反射光の光軸に沿って撮像手段２６が設けられている。この撮像手段２６としては、ＣＣＤカメラ等を用いることができ、ダイクロイックミラー２４およびガルバノスキャンミラー２５を介して、フィルム基板１上の１つまたは複数の基準マーカーを撮像可能であり、取得された画像信号は画像処理ユニット２７で処理され、加工位置検出および角度補正信号として制御コントローラ２９に送られる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明方法を実施するレーザ加工装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】基準マーカーの位置座標の検出例を示す模式図である。
【図３】２つの基準マーカーの位置座標による角度補正を行う例を示す模式図である。
【図４】接続孔を基準マーカーとした場合の加工位置検出例を示す模式図である。
【図５】１次パターニングラインを基準マーカーとした場合の加工位置検出例を示す模式図である。
【図６】１次パターニングラインを基準マーカーとし、１次パターニングライン毎、または一定領域毎に位置決めを行なう場合の加工位置検出例を示す模式図である。
【図７】本発明方法を実施するレーザ加工装置の他の例を示す概略構成図である。
【図８】薄膜太陽電池の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図９】従来のレーザ加工装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  フィルム基板
２  巻き出しロール
３  巻き取りロール
４  マーカーホール
５  位置決めセンサ
６  加工ステージ
７  加工光学ユニット
８  ＸＹステージ
９、２９  制御コントローラ
１０、２０  レーザ発振器
１１  レーザ光
１２  ファイバ光学系
１３  入射光学系
１４、２４  ダイクロイックミラー（ハーフミラー）
１５  出射光学系
１６、２６  撮像手段
１７、２７  画像処理ユニット
２２  減衰器
２３  焦点調整ユニット
２５  ガルバノスキャンミラー
６０  基板
６１  透明電極層
６２  光電変換素子
６３  接続電極層
６４  第１電極層
６５  光電変換層
６７  集電孔（スルーホール）
６８  接続孔（スルーホール）
１０１  １次パターニングライン
２０１  ２次パターニングライン
Ａ１、Ａ１Ｒ、Ａ１Ｌ、ＡＲ、ＡＬ  交点
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２  基準マーカー
Ｈｓ、Ｈｅ  スルーホール（基準マーカー）
【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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