太阳能电池、电子设备及太阳能电池的制造方法与流程

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太阳能电池、电子设备及太阳能电池的制造方法与流程

本发明涉及太阳能电池、电子设备及太阳能电池的制造方法。



背景技术:

使用激光切断金属等板的激光加工已被广泛使用。激光加工具备使聚光照射激光的部位和被加工物的板移动的XY平台。通过提高XY平台的位置精度而能提高加工精度。并且,与蚀刻法相比,无需排液设备,不易污染环境。与冲压机相比,无需制造模具,从而能进行多品种的少量生产。

专利文献1中公开了使用激光形成太阳能电池的外形的方法。根据其记载,太阳能电池在基板上设有发电膜及透明导电膜。并且,对太阳能电池的外周部照射200W以上输出的激光,从而将外周部切断并去除。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-087041号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

当向太阳能电池照射激光时,太阳能电池的原材料熔融而变成小片飞起。飞起的小片会落在太阳能电池上。该小片因激光而变为高温,因此,在其落下的地方的温度上升而施加热应力。当透明导电膜、发电膜由于该热而受到损伤时,太阳能电池的性能下降。因此,希望有一种即使飞起的原材料落在太阳能电池上也能防止发电膜及透明导电膜因热受损的太阳能电池的制造方法。

用于解决技术问题的方案

本发明是为了解决上述技术问题而作出,可通过以下的方式或应用例而实现。

[应用例1]

本应用例涉及的太阳能电池的制造方法,其特征在于,在基板上设置发电膜,在所述发电膜上重叠设置透明导电膜,在所述透明导电膜上设置厚度为1μm以上的保护膜,将激光聚光照射于所述基板并喷吹气体而将所述基板形成为规定形状。

根据本应用例,在基板上设置发电膜,并在发电膜上重叠设置透明导电膜。并且,在透明导电膜上设置1μm以上的保护膜。将激光聚光照射于基板并喷吹气体而将基板形成为规定形状。此时,基板的原材料被激光加热而熔解。并且,熔解的原材料因喷吹的气体而飞起。飞起的原材料被加热而成为熔点以上的温度。当高温的原材料落于透明导电膜上时,透明导电膜及发电膜会受损,导致发电效率下降。在透明导电膜上设置厚度为1μm以上的保护膜。因此,即使飞起的原材料落于保护膜上,也能防止发电膜和透明导电膜因热受损。

[应用例2]

本应用例涉及的太阳能电池,其特征在于,具有:基板,具有熔融后固化的侧面;发电膜,设置于所述基板上;透明导电膜,设置于所述发电膜上;以及保护膜,设置于所述透明导电膜上,具有1μm以上的厚度。

根据本应用例,发电膜、透明导电膜及保护膜依次重叠设置于基板上。基板具有熔融后固化的侧面。即,基板的形状通过熔融基板的原材料并切断而形成。此时,熔融的基板的原材料飞起的可能性大。飞起的原材料被加热而成为熔点以上的温度。当高温的原材料落于透明导电膜上时,透明导电膜及发电膜会受损,导致发电效率下降。在透明导电膜上设置有厚度为1μm以上的保护膜。因此,即使飞起的原材料落于保护膜上,也能防止透明导电膜因热受损。

[应用例3]

在上述应用例涉及的太阳能电池中,其特征在于,所述保护膜具有透光性。

根据本应用例,保护膜具有透光性。因此,在形成基板的形状后不将保护膜剥离而是保留,能够将其活用为保护透明导电膜的膜。

[应用例4]

在上述应用例涉及的太阳能电池中,其特征在于,所述保护膜具有导电性保护膜及绝缘性保护膜。

根据本应用例,保护膜由导电性保护膜及绝缘性保护膜构成。通过将布线设置于导电性保护膜,从而能够与透明导电膜导通。并且,可通过绝缘性保护膜防止静电进入透明导电膜。

[应用例5]

在上述应用例涉及的太阳能电池中,其特征在于,所述绝缘性保护膜使所述透明导电膜的一部分露出。

根据本应用例,绝缘性保护膜配置成使透明导电膜的一部分露出。因此,能够从透明导电膜设置导电性保护膜及布线而从透明导电膜取电。

[应用例6]

本应用例涉及的电子设备具备太阳能电池,所述太阳能电池具有:基板,具有熔融后固化的侧面;发电膜,设置于所述基板上;透明导电膜,设置于所述发电膜上;以及保护膜,设置于所述透明导电膜上,具有1μm以上的厚度。

根据本应用例,电子设备具备太阳能电池。发电膜、透明导电膜及保护膜依次重叠设置于该太阳能电池的基板上。基板具有熔融后固化的侧面。即,基板的形状通过熔融基板的原材料并切断而形成。此时,熔融的基板的原材料飞起的可能性大。飞起的原材料被加热而成为熔点以上的温度。当高温的原材料落于透明导电膜上时,透明导电膜及发电膜会受损,导致发电效率下降。在透明导电膜上设置有厚度为1μm以上的保护膜。因此,即使飞起的原材料落于保护膜上,也能防止透明导电膜因热受损。 其结果,能够使电子设备形成为具备可防止透明导电膜因热受损的太阳能电池的设备。

附图说明

图1涉及第一实施方式,(a)为示出太阳能电池的结构的概略立体图,(b)为太阳能电池的电路图,(c)为示出发电膜的结构的主要部分的示意性侧截面图。

图2的(a)为示出发电膜、透明导电膜、第一绝缘膜及导电膏的结构的示意性俯视图,图2的(b)为示出发电膜、透明导电膜、第一绝缘膜的结构的示意性侧截面图。

图3为太阳能电池的制造方法的流程图。

图4的(a)~(d)为用于说明太阳能电池的制造方法的示意图。

图5的(a)~(c)为用于说明太阳能电池的制造方法的示意图。

图6为用于说明太阳能电池的制造方法的示意图。

图7的(a)和(b)为用于说明太阳能电池的制造方法的示意图。

图8的(a)~(d)为用于说明太阳能电池的制造方法的示意图。

图9的(a)~(c)为用于说明太阳能电池的制造方法的示意图。

图10涉及第二实施方式,(a)为示出钟表的结构的示意性侧面图,(b)为示出太阳能电池的结构的示意性俯视图。

图11为太阳能电池集合基板的示意性俯视图。

附图标记说明

2基板;3发电膜;4透明导电膜;5作为保护膜及绝缘性保护膜的第一绝缘膜;6作为导电性保护膜的导电膏;24激光;55气体;65作为电子设备的钟表;76太阳能电池

具体实施方式

在本实施方式中,根据附图来说明太阳能电池和太阳能电池的制造方法的特征性示例。需要说明的是,为了使各附图中的各部件在各图上为能够识别程度的大小,使各部件的缩尺不同来加以图示。

(第一实施方式)

根据图1~图9,对第一实施方式涉及的太阳能电池进行说明。图1的(a)为示出太阳能电池的结构的概略立体图。如图1的(a)所示,太阳能电池1具备四边形的基板2。基板2为具有导电性的板部件即可,可以使用各种金属板。在本实施方式中,例如,可以将不锈钢板用于基板2。由于不锈钢板的耐腐蚀性优异,因此,基板2在制造工序所使用的环境中不易氧化。将基板2的厚度方向设为Z方向,将基板2的正交的两条边的延伸方向设为X方向及Y方向。基板2的侧面为熔融后固化的面。

在基板2的+Z方向侧的面依次重叠地设有发电膜3、透明导电膜4、作为保护膜及绝缘性保护膜的第一绝缘膜5。发电膜3为接收光而使电流流动的具有电动势的膜。透明导电膜4为具有透光性及导电性的膜。透明导电膜4的种类没有特别的限定,例如,可以使用IGO(Indium-gallium oxide:铟镓氧化物)、ITO(Indium-Tin oxide:铟锡氧化物)、ICO(Indium-cerium oxide:铟铈氧化物)。在本实施方式中,例如,可以将ITO用于透明导电膜4。第一绝缘膜5为透光性的膜,其为保护透明导电膜4并电绝缘的膜。第一绝缘膜5的种类没有特别的限定,例如,可以使用丙烯酸树脂等树脂膜。

第一绝缘膜5由有效区域绝缘膜5a及无效区域绝缘膜5b构成。在从Z方向观察的俯视观察中,有效区域绝缘膜5a位于中央,大致为四边形。无效区域绝缘膜5b包围有效区域绝缘膜5a而设置,为四边形的框形状。有效区域绝缘膜5a和无效区域绝缘膜5b之间设有规定间隔的槽部5c。第一绝缘膜5的在X方向且在-Y方向的角成为四边形上缺口的缺口部5d。在缺口部5d处,透明导电膜4未被有效区域绝缘膜5a覆盖而成为露出的形式。并且,在缺口部5d处,作为导电性保护膜的导电膏6及各向异性导电膜7重叠设置于透明导电膜4上,在各向异性导电膜7上设有布线部件8。在从Z方向观察的俯视观察中,导电膏6与有效区域绝缘膜5a相接配置。

导电膏6是使导电性粒子分散于树脂材料而成的,通过使树脂材料固化而被使用。导电膏的导电性粒子的材料没有特别的限定,除了银、铜等金属之外,还可以使用被称为碳黑的碳粒子等。在本实施方式中,例如,将碳粒子用于导电膏的导电性粒子的材料。

各向异性导电膜7为各向异性导电膜。各向异性导电膜7是使导电性粒子分散于由树脂材料构成的粘接材料而成的,通过使树脂材料固化而被使用。各向异性导电膜7的导电性粒子没有特别的限定,例如,可以使用在聚苯乙烯等树脂的球体上从内侧重叠有镍层、镀金层的直径为3μm~5μm的球体。除此之外,还可以使用金属粒子。

布线部件8在可挠性基板8a上设有金属膜8b,金属膜8b与各向异性导电膜7连接。可挠性基板8a为薄膜状的绝缘体,可以使用被称为覆盖层(カバーレイ)的聚酰亚胺膜或光阻焊膜(フォトソルダーレジスト膜)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。金属膜8b为铜箔等金属箔,与可挠性基板8a粘接。除此之外,可以将使碳浆、银浆等固化而成的导电膜用于金属膜8b。

在基板2的-Z方向侧的面设有第二绝缘膜9。第二绝缘膜9具有绝缘性即可,没有特别的限定,可以使用树脂材料。在本实施方式中,例如将聚酯膜用于第二绝缘膜9。

第一绝缘膜5及导电膏6的厚度优选为1μm以上、50μm以下。第一绝缘膜5及导电膏6的厚度为1μm以上时,第一绝缘膜5及导电膏6作为保护发电膜3及透明导电膜4的保护膜而发挥作用。第一绝缘膜5及导电膏6的厚度为50μm以下时,能够通过丝网印刷等各种印刷方法容易地设置第一绝缘膜5及导电膏6。其它部件的厚度没有特别的限定,在本实施方式中,例如为以下厚度。基板2的厚度为50μm~200μm、发电膜3的厚度为300nm~700nm。透明导电膜4的厚度为40nm~100nm。

图1的(b)为太阳能电池的电路图。如图1的(b)所示,太阳能电池1中,布线部件8为(+)极,基板2为(-)极。布线部件8与蓄电池10的(+)极连接。基板2经由防逆流二极管11与蓄电池10的(-)极连 接。防逆流二极管11没有特别的限定,在本实施方式中,例如使用肖特基势垒二极管。

蓄电池10的(+)极经由开关12而与负载电路13连接,蓄电池10的(-)极也与负载电路13连接。当闭合开关12时,电路成为向负载电路13通电的电路。

图1的(c)为示出发电膜3的结构的主要部分的示意性侧截面图。如图1的(c)所示,发电膜3采用从基板2侧起依次层叠有铝层14(Al层)、氧化锌层15(ZnO层)、半导体层16的结构。光从透明导电膜4侧(+Z侧)射入太阳能电池1。透明导电膜4作为正极发挥作用。基板2作为负极发挥作用。

铝层14的表面形成有凹凸,铝层14是使从透明导电膜4侧射入的光中的透过半导体层16及氧化锌层15的光散射并反射的层。氧化锌层15为调整半导体层16与铝层14之间的光的折射率的层。

半导体层16没有特别的限定,在本实施方式中,例如为3层结构的多结型(多接合型)发电层。将该结构称为三结(トリプルジャンクション)结构。半导体层16采用从氧化锌层15侧起依次层叠有第一非晶锗硅层17、第二非晶锗硅层18、非晶硅层21的结构。

第一非晶锗硅层17及第二非晶锗硅层18通过在非晶硅中掺杂锗而形成。掺杂于第一非晶锗硅层17和第二非晶锗硅层18的锗的量不同。第一非晶锗硅层17的掺杂量比第二非晶锗硅层18的掺杂量多。第一非晶锗硅层17、第二非晶锗硅层18及非晶硅层21被设定成吸收波长区域各不相同。

图2的(a)为示出发电膜、透明导电膜、第一绝缘膜及导电膏的结构的示意性俯视图。图2的(b)为示出发电膜、透明导电膜、第一绝缘膜的结构的示意性侧截面图。如图2所示,透明导电膜4具备位于中央的四边形的有效区域4a。在有效区域4a的周围设置有槽部4c,发电膜3在槽部4c露出。在槽部4c的周围设有无效区域4b。并且,无效区域4b的外形形状和发电膜3的外形形状与基板2的外形形状为相同形状。

有效区域4a被有效区域绝缘膜5a及导电膏6覆盖。并且,有效区域4a的平面形状与有效区域绝缘膜5a加上导电膏6的形状为相同形状。无效区域4b与无效区域绝缘膜5b为相同形状,槽部4c与槽部5c为相同形状。有效区域绝缘膜5a、无效区域绝缘膜5b及导电膏6为保护透明导电膜4的保护膜。并且,有效区域绝缘膜5a、无效区域绝缘膜5b为绝缘性保护膜,导电膏6为导电性保护膜。从而,保护膜具有绝缘性保护膜及导电性保护膜。

有效区域4a为作为太阳能电池1的(+)极电极发挥作用的部分。无效区域4b有可能与基板2局部接触,无效区域4b的电位与基板2相同或为浮动电位。槽部4c及无效区域4b的宽度没有特别的限定,在本实施方式中,例如,槽部4c的宽度为50μm~200μm,无效区域4b的宽度为100μm~600μm。

在基板2中,将设有发电膜3的面设为第一面2a,将设有第二绝缘膜9的面设为第二面2b。第二面2b为作为太阳能电池1的(-)极电极发挥作用的部分。

下面,参照图3~图9说明上述的太阳能电池1的制造方法。图3为太阳能电池的制造方法的流程图,图4~图9为用于说明太阳能电池的制造方法的示意图。在图3的流程图中,步骤S1相当于发电膜设置工序。该工序是将发电膜3设置于基板2上的工序。然后,转移至步骤S2。步骤S2相当于导电膜设置工序。该工序是将透明导电膜4设置于发电膜3上的工序。然后,转移至步骤S3。步骤S3相当于抗蚀膜设置工序。该工序是将第一绝缘膜5设置于透明导电膜4上并将第一绝缘膜5图案化为规定形状的工序。然后,转移至步骤S4。步骤S4相当于导电膏设置工序。该工序是将导电膏6设置于缺口部5d处的透明导电膜4上的工序。然后,转移至步骤S5。步骤S5相当于导电膜图案化工序。该工序是将透明导电膜4图案化为规定形状的工序。然后,转移至步骤S6。

步骤S6相当于激光切割工序。该工序是通过激光将基板2、发电膜3、透明导电膜4及第一绝缘膜5切断为规定形状的工序。然后,转移至步骤 S7。步骤S7相当于绝缘膜设置工序。该工序是将第二绝缘膜9设置于基板2上的工序。然后,转移至步骤S8。步骤S8相当于单片化工序。该工序是将基板2分离而进行单片化的工序。然后,转移至步骤S9。步骤S9相当于布线部件设置工序。该工序是将布线部件8设置于设置有导电膏6处的工序。通过以上工序,完成制造太阳能电池1的工序。

下面,使用图4~图9,与图3所示的步骤相对应地详细说明制造方法。

图4的(a)为与步骤S1的发电膜设置工序相对应的图。如图4的(a)所示,在基板2上设置发电膜3。首先,使用铝,使铝层14成膜于基板2上。调整成膜条件,在铝层14的表面形成凹凸。然后,使氧化锌层15成膜于铝层14上。

然后,使掺杂有锗的非晶硅的膜成膜于氧化锌层15上。从而,形成第一非晶锗硅层17。进而,将掺杂有锗的非晶硅的膜成膜于第一非晶锗硅层17上。从而,形成第二非晶锗硅层18。在形成第二非晶锗硅层18时,与第一非晶锗硅层17相比,减少锗的掺杂量。

然后,使非晶硅的膜成膜于第二非晶锗硅层18上,形成非晶硅层21。通过以上而成膜发电膜3。各层的膜可使用化学气相沉积法、或蒸镀法、溅射法等物理气相沉积法等来进行制造。

图4的(b)为与步骤S2的导电膜设置工序相对应的图。如图4的(b)所示,在步骤S2中,在发电膜3上设置透明导电膜4。透明导电膜4由ITO构成,将ITO的膜重叠成膜于发电膜3。ITO的膜可使用化学气相沉积法、或蒸镀法、溅射法等物理气相沉积法等来进行制造。

图4的(c)及图4的(d)为与步骤S3的抗蚀膜设置工序相对应的图。如图4的(c)所示,在透明导电膜4上设置第一绝缘膜5。第一绝缘膜5使用丝网印刷等各种印刷方法来设定。第一绝缘膜5可以使用透光性的树脂材料。树脂材料包含使之为光固化性或者热固化性的添加剂。使用光固化性的树脂材料时,在印刷后照射光而使其固化。使用热固化性的树脂材料时,在印刷后加热而使其固化。

图4的(d)为第一绝缘膜5的图案。在第一绝缘膜5上设置有效区域绝缘膜5a、无效区域绝缘膜5b、槽部5c及无效区域外框膜5e。无效区域外框膜5e为沿槽部5c的部位成为无效区域绝缘膜5b的膜。并且,无效区域外框膜5e包含在外周侧成为框的部分。在有效区域绝缘膜5a的在X侧且在-Y侧的角设置缺口部5d。

图5的(a)及图5的(b)为与步骤S4的导电膏设置工序及步骤S5的导电膜图案化工序相对应的图。如图5的(a)及图5的(b)所示,在步骤S4中,在位于有效区域绝缘膜5a的1个角的缺口部5d处设置导电膏6。导电膏6可以通过各种印刷方法设置,印刷方法没有特别的限定。在本实施方式中,例如,使用丝网印刷法设置导电膏6。然后,加热干燥导电膏6而使其固化。加热温度及干燥时间没有特别的限定,在本实施方式中,例如,加热温度约为150℃,干燥时间约为30分钟。

然后,在步骤S5中,蚀刻透明导电膜4。当透明导电膜4为ITO或IGO时,使用草酸类蚀刻液蚀刻透明导电膜4。需要说明的是,当基板2的第二面2b会被透明导电膜4用的蚀刻液腐蚀时,也可以将保护膜贴于第二面2b。然后,在蚀刻后除去保护膜。

第一绝缘膜5及导电膏6作为抗蚀剂发挥作用,透明导电膜4被蚀刻。由此,在透明导电膜4上形成槽部4c。并且,有效区域4a与无效区域4b及无效区域外框部4e被槽部4c分离。无效区域外框部4e是沿槽部4c的部位成为无效区域4b的部分。导电膏6和有效区域绝缘膜5a接触配置。由此,透明导电膜4成为与导电膏6相对的部位和与有效区域绝缘膜5a相对的部位为一体的膜。

图5的(c)~图8的(b)为与步骤S6的激光切割工序对应的图。如图5的(c)所示,在步骤S6中,设置预定切断线22。预定切断线22是沿无效区域4b及无效区域绝缘膜5b的外周的线。进一步地,预定切断线22包括用于形成定位孔的线。

图6为示出在步骤S6使用的激光切割装置的结构的框图。如图6所示,激光切割装置23主要由射出激光24的激光光源25、将射出的激光 24照射至工件的光学路径部26、使工件相对于光学路径部26相对移动的工作台部27、和控制动作的控制装置28构成。

激光光源25为能使射出的激光24聚光于加工对象物而切断加工对象物的光源即可。例如,在本实施方式中,采用碳酸气的激光器作为激光光源25。激光切割装置23能够射出大约20W输出的激光24。

光学路径部26具备半反射镜29。半反射镜29配置于从激光光源25照射的激光24的光轴24a上。半反射镜29反射从激光光源25照射的激光24,向光轴24b改变行进方向。在被半反射镜29反射的激光24所通过的光轴24b上配置有聚光部30。聚光部30在其内部具备作为凸透镜的聚光透镜30a,能够将激光24聚光于聚光部位24c。

聚光部30通过透镜支撑部31而被支撑于透镜移动机构32。透镜移动机构32具有未图示的直线移动机构,使聚光部30在光轴24b方向(图中的Z方向)上移动,并使通过了聚光部30的激光24所聚光的聚光部位24c移动。

直线移动机构例如是具备沿Z方向延伸的螺旋轴(驱动轴)和与该螺旋轴螺合的滚珠螺母的螺旋式直线移动机构,其驱动轴与接收规定的脉冲信号而以规定的步(step)为单位进行正反旋转的未图示的Z轴电机连结。并且,当相当于规定步数的驱动信号被输入Z轴电机时,Z轴电机进行正转或者反转,透镜移动机构32沿光轴24b方向前进或者后退移动相当于该步数的量。

在通过聚光部30和半反射镜29的光轴24b的延长线上隔着半反射镜29而与聚光部30相反的一侧具备摄像装置33。摄像装置33例如组装有未图示的同轴落射型光源和CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合装置)。从该同轴落射型光源射出的可见光透过聚光部30而照射在工件44上。摄像装置33可通过聚光部30和半反射镜29而对工件44进行摄像。

激光切割装置23具备气体供给装置34。气体供给装置34通过配管而与喷嘴35连接。气体供给装置34向喷嘴35供给氮气,从喷嘴35将氮气 喷射于聚光部位24c。喷射的气压没有特别的限定,在本实施方式中,例如约为0.4MPa。

工作台部27具备基台38。在基台38的光学路径部26侧凸设有轨道39而配置,在轨道39上配置有X轴滑动件40。X轴滑动件40具备未图示的直线移动机构,能够沿X方向在轨道39上移动。X轴滑动件40的直线移动机构与透镜移动机构32所具备的直线移动机构为同样的机构。响应于相当于规定步数的驱动信号,X轴滑动件40沿X方向前进或者后退移动相当于该步数的量。

轨道41凸设于X轴滑动件40的光学路径部26侧而配置,在轨道41上配置有Y轴滑动件42。Y轴滑动件42具备与X轴滑动件40同样的直线移动机构,在轨道41上沿Y方向移动。

在Y轴滑动件42的光学路径部26侧配置有平台43,在平台43的上表面设置有未图示的吸引式的夹具机构。于是,当载置工件44时,工件44通过夹具机构而被定位于平台43上表面的规定位置并被固定。

控制装置28具备主计算机47。主计算机47的内部具备未图示的CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、存储器。CPU按照存储于存储器内的程序软件控制激光切割装置23的动作。

主计算机47具备未图示的输入输出接口,与输入装置48、显示装置49、激光控制装置50、透镜位置控制装置51、图像处理装置52、平台控制装置53及气体供给控制装置54连接。

输入装置48为输入激光加工时使用的各种加工条件的数据的装置,显示装置49为显示激光加工时的各种信息的装置。CPU按照输入的各种加工条件和程序软件进行激光加工,并将加工情况显示于显示装置49。操作者观看显示于显示装置49的各种信息,确认激光加工情况来进行操作。

激光控制装置50为控制驱动激光光源25的脉冲信号的脉冲宽度、脉冲周期、输出的开始和停止等的装置,受主计算机47的控制信号控制。需要说明的是,激光光源25的振荡模式既可以为连续振荡,也可以为脉冲振荡。振荡条件也没有特别的限定。

透镜位置控制装置51为控制透镜移动机构32的移动、停止的装置。在透镜移动机构32中内置有用于检测移动距离的未图示的位置传感器。透镜位置控制装置51通过检测位置传感器的输出,从而识别聚光部30的光轴24b方向的位置。透镜位置控制装置51能够向透镜移动机构32发送脉冲信号,使透镜移动机构32移动至希望的位置。

图像处理装置52具备对从摄像装置33输出的图像数据进行运算的功能。图像处理装置52运算所拍摄的图像的对比度,将对比度数据发送至主计算机47。主计算机47使聚光部30在光轴24b的方向上移动,通过内置的位置传感器检测摄像装置33所拍摄的图像变鲜明时的聚光部30的位置。由此,主计算机47检测对焦位置。于是,控制装置28照射聚光于聚光部位24c的激光24。

平台控制装置53进行X轴滑动件40和Y轴滑动件42的位置信息的取得和移动控制。X轴滑动件40和Y轴滑动件42中内置有未图示的位置传感器,平台控制装置53通过检测位置传感器的输出来检测X轴滑动件40和Y轴滑动件42的位置。平台控制装置53取得X轴滑动件40和Y轴滑动件42的位置信息,并与从主计算机47指示的位置信息相比较,对应于相当于差的距离来驱动X轴滑动件40和Y轴滑动件42移动。平台控制装置53能够驱动X轴滑动件40和Y轴滑动件42,使工件44移动至希望的位置。

平台控制装置53在XY方向上移动工件44,以控制激光24照射至工件44的部位位置。图像处理装置52检测聚光部30与工件44的距离。基于检测的距离,透镜位置控制装置51控制聚光部30与工件44的距离。接着,激光控制装置50控制激光光源25而发出激光24。发出的激光24通过光学路径部26而照射在工件44上。通过进行上述的控制,能够使激光24聚光照射于希望的位置。

从喷嘴35喷射氮气的气体55。在聚光部位24c处,工件44被加热而熔融。于是,熔融的工件44的部件被气体55吹起。并且,在聚光部位24c处,工件44的部件被除去而形成孔。然后,通过驱动工作台部27而使工 件44移动,从而能够切断工件44。在本实施方式中,例如,能够通过激光切割装置23以1m/min的加工速度切断基板2。

如图7的(a)所示,从第一绝缘膜5侧向基板2照射激光24。由此,基板2、发电膜3、透明导电膜4及第一绝缘膜5熔融,熔融物56被气体55吹起。熔融物56以熔点以上的温度飞起。并且,熔融物56的一部分降落在第一绝缘膜5上。此时,第一绝缘膜5及导电膏6成为保护膜,保护透明导电膜4及发电膜3免受熔融物56破坏。第一绝缘膜5及导电膏6的厚度为1μm以上,因此,能够防止透明导电膜4及发电膜3由于熔融物56的热而受到损伤。

如图7的(b)所示,在基板2上形成孔2c之后,气体55朝向孔2c。将向基板2照射激光24而最先穿透的孔2c称为穿孔(ピアス孔)。由此,熔融物56通过孔2c而从基板2的第二面2b被吹向-Z方向侧。在不想使熔融物56降落于基板2的-Z方向侧时,可以在基板2的第二面2b设置保护膜。在形成穿孔后,使聚光部位24c沿预定切断线22移动。

其结果,如图8的(a)及图8的(b)所示,在基板2上沿预定切断线22形成分离孔57。分离孔57的槽部5c侧为相当于无效区域绝缘膜5b及无效区域4b的部位。将分离孔57的外周侧作为框体58。框体58与无效区域4b通过连接部59连接。图中设置有2个的无效区域4b彼此也通过连接部59连接。由此,在各无效区域4b设置有4处连接部59。在分离孔57处,基板2的侧面成为熔融后固化的面。

通过激光切割装置23在框体58形成定位孔60。定位孔60相对于1个有效区域绝缘膜5a形成有2个,以定位孔60为基准,能够识别有效区域绝缘膜5a及布线部件8的位置。

图8的(c)及图8的(d)为与步骤S7的绝缘膜设置工序相对应的图。如图8的(c)及图8的(d)所示,在步骤S7中,在基板2的第二面2b设置第二绝缘膜9。第二绝缘膜9的与导电膏6相对的部位被除去,成为缺口部9a。缺口部9a成为使基板2作为(-)极的接点的部位。第二绝缘膜9以覆盖缺口部9a以外的基板2的第二面2b的方式而设置。

第二绝缘膜9为涂布有粘接材料的聚酯膜。以使涂布有粘接材料的面朝向基板2的方式将第二绝缘膜9设置于基板2上。此时,使用定位孔60进行第二绝缘膜9的位置对位。压第二绝缘膜9而粘接第二绝缘膜9和基板2。第二绝缘膜9的粘接材料既可以通过自然干燥也可以通过加热干燥而粘接。

图9的(a)为与步骤S8的单片化工序相对应的图。如图9的(a)所示,在步骤S8中,切断连接部59,使太阳能电池单元61从框体58分离。连接部59的切断方法没有特别的限定,在本实施方式中,例如使用振动切断机。通过振动使连接部59产生金属疲劳而能容易地切断连接部59。此时,使用定位孔60识别连接部59的位置。

图9的(b)及图9的(c)为与步骤S9的布线部件设置工序相对应的图。如图9的(b)及图9的(c)所示,在步骤S9中,对太阳能电池单元61设置布线部件8。首先,将各向异性导电膜7粘接于布线部件8的金属膜8b。在该粘接中例如可以使用导电性粘接材料。

然后,在使各向异性导电膜7重叠于导电膏6并压基板2和布线部件8的状态下加热各向异性导电膜7。在各向异性导电膜7中含有热固化性的粘接材料,能够使布线部件8粘接于太阳能电池单元61。通过以上的工序,完成太阳能电池1。

如上所述,根据本实施方式,具有以下的效果。

(1)根据本实施方式,将激光24聚光照射于基板2并喷吹气体55,从而将基板2形成为规定的形状。此时,基板2的原材料被激光24熔解而成为熔融物56。并且,熔融物56因喷吹的气体55而飞起。飞起的熔融物56被加热而成为熔点以上的温度。当高温的熔融物56落于透明导电膜4上时,透明导电膜4及发电膜3会受损,导致发电效率下降。在透明导电膜4上设置有厚度为1μm以上的第一绝缘膜5及导电膏6。因此,即使飞起的原材料落于第一绝缘膜5或导电膏6上,也能防止透明导电膜4因热受损。

(2)根据本实施方式,第一绝缘膜5具有透光性。因此,在形成基板2的形状之后,不将第一绝缘膜5剥离而保留,从而能够将其活用为保护透明导电膜4的膜。

(3)根据本实施方式,保护有效区域4a及发电膜3的保护膜由导电膏6及第一绝缘膜5构成。通过将布线部件8设置于导电膏6,从而能够与透明导电膜4导通。并且,可通过第一绝缘膜5防止静电进入透明导电膜4。

(4)根据本实施方式,有效区域绝缘膜5a配置成使透明导电膜4的一部分在缺口部5d处露出。因此,能够从透明导电膜4设置导电膏6及布线部件8而从透明导电膜4取电。

(5)根据本实施方式,在步骤S5的导电膜图案化工序中,第一绝缘膜5及导电膏6在蚀刻透明导电膜4时具有掩模的作用。进一步地,在步骤S6的激光切割工序中,第一绝缘膜5及导电膏6具有防止发电膜3及透明导电膜4由于飞起的熔融物56而受损的作用。因此,与分开设置在步骤S5中使用的膜和在步骤S6中使用的膜的方法相比,能够高产率地制造太阳能电池1。

(6)根据本实施方式,太阳能电池1通过激光切割而形成。当通过压模冲裁时,如果太阳能电池1变大,则形状精度下降。激光切割时,由于形状精度由工作台部27的移动精度决定,因此,与冲裁相比,能够高精度地形成形状。

(第二实施方式)

下面,使用图10及图11说明具备太阳能电池的钟表的一实施方式。图10的(a)为示出钟表的结构的示意性侧面图,图10的(b)为示出太阳能电池的结构的示意性俯视图。图10的(a)及图10的(b)为省略了钟表的外壳(外装)的图。本实施方式中的钟表具备与第一实施方式同样结构的太阳能电池。需要说明的是,对于与第一实施方式相同的点,省略其说明。

即,在本实施方式中,如图10所示,作为电子设备的钟表65具备机芯66,机芯66中设置有轮列67、驱动电路68、电源部69等。机芯66表示钟表65中除外壳及指针等以外的部分。轮列67由多个齿轮构成,各齿轮以不同的转速旋转。秒针轴70、分针轴71、时针轴72从轮列67突出。秒针73设置于秒针轴70,分针74设置于分针轴71。时针75设置于时针轴72。

在机芯66的时针75侧,太阳能电池76及表盘77重叠设置于机芯66上。表盘77上设置有表示时、分、秒的刻度。表盘77由透光性的材质构成,照射在钟表65上的光照射至太阳能电池76。于是,太阳能电池76接收光而发电。太阳能电池76通过未图示的布线而与驱动电路68连接。

太阳能电池76所发的电通过驱动电路68而通电至电源部69。电源部69具备蓄电器,电源部69存储太阳能电池76所发的电。驱动电路68设置有未图示的电机,驱动电路68驱动电机。此时,驱动电路68使用存储于电源部69的电。轮列67内的齿轮通过电机而旋转,秒针轴70、分针轴71及时针轴72旋转。其结果,秒针73、分针74及时针75旋转。

如图10的(b)所示,太阳能电池76具有第一太阳能电池76a及第二太阳能电池76b,第一太阳能电池76a和第二太阳能电池76b通过布线部件78而串联连接。

太阳能电池76与第一实施方式的太阳能电池1为相同结构。太阳能电池76具备基板2,在基板2的第一面2a设置有发电膜3及透明导电膜4。在基板2设置有厚度为1μm以上的第一绝缘膜5及导电膏6。

图11为太阳能电池集合基板的示意性俯视图,其为用于说明步骤S6的激光切割工序的示意图。如图11所示,太阳能电池集合基板79具备框体80。在太阳能电池集合基板79上形成有6个第一太阳能电池76a及第二太阳能电池76b。第一太阳能电池76a通过连接部81与框体80连接,第二太阳能电池76b也通过连接部81与框体80连接。第一太阳能电池76a和第二太阳能电池76b彼此通过连接部81而连接。

太阳能电池集合基板79与第一实施方式同样地,通过激光切割装置23形成孔76c,孔76c形成第一太阳能电池76a的外周形状及第二太阳能电池76b的外周形状。并且,在基板2上设置有厚度1μm以上的第一绝缘膜5及导电膏6。从而,在被激光24熔融的熔融物56飞起而着落于聚光部位24c的周围时,发电膜3及透明导电膜4也不会受到损伤。因此,太阳能电池76成为高品质发电的电池。其结果,钟表65可形成为具备能够防止发电膜3及透明导电膜4因热受损的太阳能电池76的电子设备。

需要说明的是,本实施方式不限于上述实施方式,本领域技术人员可以在本发明技术思想的范围内实施各种变更或改良。下面描述变形例。

(变形例1)

在前述第一实施方式中,由长方形的基板2形成太阳能电池1。基板2也可以为长的卷材。能够高效地将基板2供给至制造装置。此外,卷材也称为带材或者环形材。

(变形例2)

在前述第一实施方式中,半导体层16为3层结构的多结型发电层。半导体层16是通过光发电的层即可,也可以应用各种pn结(接合)、pin结(接合)。

(变形例3)

在前述第一实施方式中,在步骤S8的单片化工序之后进行步骤S9的布线部件设置工序。但不限于此,也可以在步骤S9的布线部件设置工序之后进行步骤S8的单片化工序。由于太阳能电池单元61连在框体58上,因此,可以不接触太阳能电池单元61而经由框体58把持太阳能电池单元61来使其移动。

(变形例4)

在前述第一实施方式中,在通过槽部4c及槽部5c使发电膜3露出的状态下进行步骤S6的激光切割工序。也可以在步骤S5的导电膜图案化工序与步骤S6的激光切割工序之间用绝缘膜填埋槽部4c及槽部5c。由此,能够在槽部4c处防止发电膜3及透明导电膜4受到损伤。

(变形例5)

在前述第二实施方式中,示出了具备太阳能电池76的钟表65的示例。可以在配备太阳能电池的全部电子设备中设置通过在将第一绝缘膜5及导电膏6设置于基板2的第一面2a侧的状态下进行激光切割而形成的太阳能电池。其结果,能够使电子设备成为具备高品质、高产率地形成的太阳能电池的设备。例如,可以将与上述太阳能电池1相同制造方法的太阳能电池设置于便携电话、万步计(注册商标)、收音机、电视、数码相机、摄像机、温度计等电子设备中。

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