專利名稱：薄膜太陽能電池用缺陷修復用工具、裝置及缺陷修復方法
技術領域：
本發(fā)明涉及缺陷修復用工具，尤其涉及被設置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進行旋轉，用于對在薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離的缺陷修復用工具。此夕卜，本發(fā)明涉及具有缺陷修復用工具的缺陷修復用裝置，還涉及使用了缺陷修復用工具的缺陷修復方法。
背景技術：
薄膜太陽能電池利用例如專利文獻1所示的方法制造。在該專利文獻1所記載的制造方法中，在玻璃等基板上形成由Mo (鉬)膜構成的下部電極膜，之后，下部電極膜被分割為長條狀。接著，在下部電極膜上形成包含CIGS(銅銦鎵硒)膜等黃銅礦(Chalcopyrite) 結構化合物半導體膜的化合物半導體膜。接著，還將這些半導體膜的一部分呈長條狀去除并分割為長條狀，并且形成上部電極膜，使得覆蓋這些半導體膜。并且最后，上部電極膜的一部分呈長條狀被剝離并被分割為長條狀。在這種薄膜太陽能電池的制造過程中，由于會在薄膜形成時混入顆粒、或者產生針孔，由此有時會產生上部電極和下部電極短路等局部缺陷。因此，為了修復這種薄膜太陽能電池的局部缺陷，提出了通過激光從其他部分對缺陷部分進行絕緣分離的方法(參照專利文獻2和3)。專利文獻1日本實開昭63-16439號公報專利文獻2日本特開2007-273933號公報專利文獻3國際公開公報W02010/023845A1在如專利文獻2和3所示那樣，通過激光修復薄膜太陽能電池的局部缺陷的情況下，有時會在激光加工部殘留熔融殘渣。該熔融殘渣有時會成為使上部電極和下部電極短路的原因，可能會產生新的缺陷。因此，考慮用由金剛石等硬質材料形成的加工工具去除局部缺陷部分。但是，在使用這種以往的加工工具剝離薄膜時，在比較廣的區(qū)域范圍內剝離膜。并且，作為襯底的Mo 膜會在剝離薄膜后的部分露出。于是，在從外觀觀察薄膜太陽能電池的情況下，Mo膜的露出部分反射光而發(fā)亮，從而損害美觀。

發(fā)明內容
本發(fā)明的課題在于，不損壞美觀地修復薄膜太陽能電池的局部缺陷。第1發(fā)明的薄膜太陽能電池的缺陷修復用工具被設置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進行旋轉，用于對薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離，該缺陷修復用工具具有柄部和刃尖部。柄部形成在一端側，被夾頭保持。刃尖部形成在另一端側，在前端具有加工用的刃。并且，刃尖部的刃以預定寬度形成在離開旋轉中心的位置處。在使用該缺陷修復用工具時，使工具的旋轉中心對準薄膜太陽能電池的局部缺陷的位置，將刃按壓至電池(基板)的表面并且使缺陷修復用工具旋轉。由此，剝離局部缺陷周圍的薄膜。由此，能夠使局部缺陷從其他部分絕緣分離。此處，在局部缺陷的周圍將薄膜呈環(huán)狀剝離。即，并不剝離包含缺陷部分的整個區(qū)域的薄膜。因此，作為襯底的Mo膜等電極膜露出的部分變少，能夠盡可能抑制美觀被損害。第2發(fā)明的薄膜太陽能電池的缺陷修復用工具是在第1發(fā)明的缺陷修復用工具中，刃尖部的刃與旋轉中心線正交。此外，刃尖部的前端的刃以外的部分傾斜，使得隨著遠離刃而接近柄部側。此處，刃以外的部分以逐漸遠離刃的方式傾斜，因此與僅突出形成刃的情況相比， 刃的強度變高。因此，在加工中能夠抑制刃折損。第3發(fā)明的薄膜太陽能電池的缺陷修復用工具是在第1或2發(fā)明的缺陷修復用工具中，刃尖部的刃的寬度為0. Imm以下。此處，刃的寬度為0. Imm以下，因此被環(huán)狀剝離的薄膜的寬度最大為0. 1mm，襯底
的電極膜露出的區(qū)域變得更小。第4發(fā)明的薄膜太陽能電池的缺陷修復用裝置用于對薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離，該缺陷修復用裝置具有工作臺，其載置有作為缺陷修復對象的薄膜太陽能電池；頭；移動機構，其用于使工作臺和頭在水平面內相對移動。頭具有第1發(fā)明至第3發(fā)明中的任意一項記載的缺陷修復用工具，能夠在上下方向上移動，并且對缺陷修復用工具進行旋轉驅動。在該裝置中，作為缺陷修復對象的薄膜太陽能電池被載置在工作臺上。并且，使工作臺和頭在水平面內相對移動，使缺陷修復用工具對準局部缺陷的位置。在該狀態(tài)下，使缺陷修復用工具下降來將刃按壓至電池基板的表面，并對缺陷修復用工具進行旋轉驅動。由此，局部缺陷的周圍薄膜被環(huán)狀剝離，從而能夠使局部缺陷從其他部分絕緣分離。第5發(fā)明的薄膜太陽能電池的缺陷修復用裝置是在第4發(fā)明的裝置中，頭具有夾頭，其保持缺陷修復用工具；電動機，其用于使夾頭旋轉；接頭；以及按壓機構，其用于以預定的負荷壓力將缺陷修復用工具按壓至薄膜太陽能電池的表面。接頭將夾頭和電動機的旋轉軸相互連接成在上下方向移動自如且不能旋轉。此處，局部缺陷是在微小的區(qū)域產生的。因此，缺陷修復用工具非常細，例如直徑為Imm左右。在如通常的鉆頭加工裝置那樣，將上述的非常細的工具與電動機直接連接，并使電動機和夾頭部分下降來使工具抵接基板表面時，工具可能會由于電動機和夾頭部分的自重而折損。因此，在第5發(fā)明中，用接頭連接保持工具的夾頭和電動機，使得電動機等的重量不作用到工具。因此，能夠減少工具的折損。第6發(fā)明的薄膜太陽能電池的缺陷修復用裝置是在第5發(fā)明的裝置中，頭還具有 保持架，其將夾頭支撐為旋轉自如；以及施力部件。施力部件對夾頭和保持架朝上方施力， 抵消夾頭和保持架的自重。此處，不僅是電動機的重量，夾頭和保持架的重量也會不通過施力部件作用到工具。因此，能夠進一步抑制工具的折損。第7發(fā)明的薄膜太陽能電池的缺陷修復方法用于對薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離，該方法具有以下工序。(1)準備刃尖部的刃以預定寬度形成在離開旋轉中心的位置處的缺陷修復用工具的工序。(2)使缺陷修復用工具旋轉，環(huán)狀地剝離局部缺陷的周圍的薄膜的工序。通過該方法將局部缺陷和周圍絕緣分離。并且，襯底的電極膜露出的部分變少，能夠盡可能抑制美觀被損害。在以上那樣的本發(fā)明中，能夠不損害美觀地修復薄膜太陽能電池的局部缺陷。


圖1是采用了本發(fā)明的一個實施方式的缺陷修復用裝置的外觀立體圖。圖2是所述裝置的頭的側視圖。圖3是本發(fā)明的一個實施方式的缺陷修復用工具的主視圖、側視圖和仰視圖。圖4是圖3的A部放大圖。圖5是示出利用缺陷修復用工具進行加工的一例的圖。標號說明1 工作臺；2 缺陷修復用工具；3 頭；16 夾頭；17 電動機；18 按壓機構；20 保持架；24 接頭；29 彈簧；32 氣缸；35 柄部；36 刃尖部；36a 刃；36b 退刀部。
具體實施例方式圖1示出采用了本發(fā)明的一個實施方式的集成型薄膜太陽能電池的缺陷修復用裝置的外觀立體圖。[缺陷修復用裝置的整體結構]該裝置具有載置有太陽能電池基板W的工作臺1、和分別具有缺陷修復用工具2的多個頭3，該裝置還分別具有兩個攝像機4和監(jiān)視器5。工作臺1在水平面內能夠在圖1的Y方向上移動。此外，工作臺1在水平面內能夠旋轉為任意的角度。另外，在圖1中示出頭3的概略外觀(3個頭中的兩個省略了前端部分)，與實際形狀不同。頭3的具體情況將后述。各頭3能夠通過移動支撐機構6在工作臺1的上方沿X、Y方向移動。另外，如圖 1所示，X方向是在水平面內與Y方向垂直的方向。移動支撐機構6具有一對支撐柱7a、 7b ；導桿8，其設置在一對支撐柱7a、7b之間；以及電動機10，其驅動形成在導桿8上的引導件9。如前所述，各頭3能夠沿著引導件9在X方向上移動。此外，在頭3上設置有未圖示的氣缸，頭3的整體能夠通過該氣缸上下運動。兩個攝像機4分別被固定在臺座12上。各臺座12能夠沿著設置在支撐臺13上的在X方向上延伸的引導件14移動。兩個攝像機4能夠上下運動，用各攝像機4拍攝的圖像顯示在對應的監(jiān)視器5上。[頭]圖2提取頭3的主要部分進行示出。該圖2所示的主要部分被裝配于沿著引導件 9移動的移動框(未圖示)，通過未圖示的氣缸在上下方向上移動。另外，圖2是從側方觀察(在圖1的X方向上觀察)到頭3的圖。頭3具有缺陷修復用工具2，并且具有保持工具2的夾頭16、用于使夾頭16旋轉的電動機17和按壓機構18。這些各部件被固定于移動框的頭框3a支撐。
夾頭16是在以往的鉆頭加工裝置等上設置的公知結構，可將工具2保持為拆裝自如。夾頭16通過保持架20被支撐為旋轉自如。即，在保持架20上形成有在上下方向上貫通的孔20a，在該孔20a的上部和下部配置有多個軸承21。并且，通過該軸承21將夾頭16 支撐為旋轉自如。在夾頭16的上部形成有螺紋16a，在該螺紋16a上旋合有軸承螺母22。 軸承螺母22與多個軸承21中的配置在上部的軸承21的內圈抵接。夾頭16通過這種結構被保持在保持架20上。此外，在夾頭16的上端部形成有連接用的平坦部16b。電動機17的旋轉軸17a和夾頭16的平坦部16b通過接頭M連接。接頭M形成為圓柱狀，在上部形成有圓形的孔Ma，在下部形成有狹縫Mb?？? 朝上端打開，狹縫 24b朝下方打開。并且，在孔Ma中插入電動機17的旋轉軸17a，旋轉軸17a被固定為不能旋轉且不能在上下方向上移動。此外，在狹縫Mb中插入夾頭16的平坦部16b。該平坦部 16b僅被插入到狹縫Mb，不能相對旋轉，但是相互滑動自如。此外，保持架20具有朝進深方向(圖2的右方)延伸的引導部20b、和從引導部 20b進一步朝相同方向延伸的按壓用連接部20c。在頭框3a上設置有在上下方向上延伸的導軌沈。并且，引導部20b滑動自如地卡合于導軌沈。此外，在保持架20上設置有銷27， 并且在銷27上方的頭框3a上設置有桿觀，在銷27和桿觀之間設置有彈簧四。夾頭16 和保持架20被該彈簧四向上方施力，從而抵消了它們的自重。按壓機構18具有被固定于頭框3a的氣缸32。氣缸32的活塞桿33與保持架20 的按壓用連接部20c連接。因此，能夠通過驅動該氣缸32，使保持架20和夾頭16升降。[缺陷修復用工具]圖3示出缺陷修復用工具2。圖3 (a)是工具2的主視圖，圖3 (b)是其側視圖，圖 3(c)是仰視圖。此外，圖4示出了圖3(a)的A部具體情況。如圖3和圖4所示，缺陷修復用工具2形成為截面圓形的棒狀，在一端側具有柄部 35，在另一端側具有刃尖部36。柄部35是被夾頭16保持的部分，刃尖部36在前端具有加工用的刃36a。該工具2被裝配于夾頭16，以旋轉中心線C為中心旋轉。刃尖部36的刃36a形成為與旋轉中心線C垂直，并且離開旋轉中心線C形成。此夕卜，刃尖部36的刃36a以外的部分成為不與加工對象接觸的退刀部36b。退刀部36b相對于刃36a傾斜預定角度α。即，退刀部36b傾斜角度α，使得隨著遠離刃36a而接近柄部側。另夕卜，在該實施方式中，工具2的直徑D為1mm，刃36a的寬度w為0.1mm。刃36a的寬度w只要在0. Imm以下，則優(yōu)選比較小。[缺陷修復方法]首先，使用攝像機4和監(jiān)視器5，檢查基板上是否有局部缺陷。如果發(fā)現局部缺陷， 則通過移動機構6移動頭3，進行對位以使工具2的旋轉中心C到達局部缺陷的正上方。在進行了以上那樣的對位后，驅動電動機17來使工具2旋轉。接著，驅動氣缸32 使夾頭16與保持架20 —起下降，使設置在夾頭16的工具2的前端與薄膜抵接。由此，如圖5所示，在局部缺陷P的周圍形成環(huán)狀的膜剝離部分E。能夠通過形成該膜剝離部分E， 使局部缺陷P與其他部分絕緣。此處，不剝離包含局部缺陷P的整個預定區(qū)域的膜，而將局部缺陷P的周圍的薄膜呈環(huán)狀剝離，因此作為襯底的電極膜(Mo膜)露出的部分較少。因此，外觀上能看到的發(fā)亮的部分變少，不會損害美觀。
此外，包含工具2的夾頭16和保持架20不會通過接頭M從電動機17側的部件承受負荷。而且，包含工具2的夾頭16和保持架20的自重被彈簧四抵消。因此，只有由氣缸32設定的按壓負荷作用于工具2。因此，能夠高精度地管理工具2對薄膜的按壓負荷， 設為需要的最小限度，能夠減少由于對工具2作用過大負荷造成的折損。[其他實施方式]本發(fā)明不限于以上實施方式，能夠不脫離本發(fā)明范圍地進行各種變形和修正。例如，缺陷修復用工具的刃尖部的形狀不限于上述實施方式，只要能夠剝離離開旋轉中心線C的部分的薄膜，則可以是任何形狀。此外，本發(fā)明不限于化合物半導體的薄膜太陽能電池，還能夠應用于薄膜硅太陽能電池等使用了其他材質的半導體的薄膜太陽能電池的缺陷修復。
權利要求
1.一種薄膜太陽能電池的缺陷修復用工具，其被設置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進行旋轉，用于對薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離，其中，該缺陷修復用工具具有柄部，其形成在一端側，被所述夾頭保持；以及刃尖部，其形成在另一端側，在前端具有加工用的刃， 所述刃尖部的刃以預定寬度形成在離開旋轉中心的位置處。
2.根據權利要求1所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復用工具，其中， 所述刃尖部的刃與旋轉中心線正交，所述刃尖部的前端的刃以外的部分傾斜，使得隨著遠離所述刃而接近所述柄部側。
3.根據權利要求1或2所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復用工具，其中，所述刃尖部的刃的寬度為0. Imm以下。
4.一種薄膜太陽能電池的缺陷修復用裝置，其用于對薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離，該缺陷修復用裝置具有工作臺，其載置作為缺陷修復對象的薄膜太陽能電池；頭，其具有權利要求1至3中的任意一項所述的缺陷修復用工具，該頭能夠在上下方向上移動，并且對所述缺陷修復用工具進行旋轉驅動；以及移動機構，其用于使所述工作臺和所述頭在水平面內相對移動。
5.根據權利要求4所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復用裝置，其中， 所述頭具有夾頭，其保持所述缺陷修復用工具； 電動機，其用于使所述夾頭旋轉；接頭，其將所述夾頭和所述電動機的旋轉軸相互連接成在上下方向移動自如且不能旋轉；以及按壓機構，其用于以預定的負荷壓力將所述缺陷修復用工具按壓至所述薄膜太陽能電池的表面。
6.根據權利要求5所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復用裝置，其中， 所述頭還具有保持架，其將所述夾頭支撐為旋轉自如；以及施力部件，其對所述夾頭和所述保持架朝上方施力，用于抵消所述夾頭和所述保持架的自重。
7.一種薄膜太陽能電池的缺陷修復方法，用于對薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離，在該缺陷修復用方法中，準備刃尖部的刃以預定寬度形成在離開旋轉中心的位置處的缺陷修復用工具， 使所述缺陷修復用工具旋轉，環(huán)狀地剝離所述局部缺陷周圍的薄膜。
全文摘要
一種薄膜太陽能電池用缺陷修復用工具、裝置及缺陷修復方法。本發(fā)明的課題在于不損害美觀地修復薄膜太陽能電池的局部缺陷。作為解決手段，該缺陷修復用工具是如下工具被設置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進行旋轉，用于對薄膜太陽能電池上產生的局部缺陷進行絕緣分離，該工具具有柄部(35)和刃尖部(36)。柄部(35)形成在一端側，被夾頭(16)保持。刃尖部(36)形成在另一端側，在前端具有加工用的刃(36a)。并且，刃尖部(36)的刃(36a)以預定寬度形成在離開旋轉中心的位置處。
文檔編號H01L31/18GK102468370SQ20111036386
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2010年11月18日
發(fā)明者廣野嘉文 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司