專利名稱：太陽能電池的制造方法以及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池的制造方法以及制造裝置，更詳細(xì)而言，涉及能夠以低成本迅速地檢測(cè)并修復(fù)結(jié)構(gòu)缺陷的太陽能電池的制造方法以及制造裝置。本申請(qǐng)基于2008年11月4日申請(qǐng)的特愿2008-283166號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
從有效利用能量的觀點(diǎn)出發(fā)，近年來，太陽能電池正越來越被廣泛而普遍地利用。 特別是利用硅單晶的太陽能電池，每單位面積的能量轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異。但是，另一方面，由于利用硅單晶的太陽能電池使用將硅單晶結(jié)晶塊切割后的硅片，而結(jié)晶塊的制造需要耗費(fèi)大量能量，制造成本高。特別是實(shí)現(xiàn)在室外等設(shè)置的大面積的太陽能電池時(shí)，如果利用硅單晶制造太陽能電池，目前來說是相當(dāng)花費(fèi)成本的。因此，利用可更廉價(jià)制造的非晶(非晶質(zhì)) 硅薄膜的太陽能電池，作為低成本的太陽能電池正在普及。非晶硅太陽能電池使用被稱為pin結(jié)的層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，該半導(dǎo)體膜是通過ρ 型和η型的硅膜將接收光時(shí)產(chǎn)生電子和空穴的非晶硅膜(i型)夾住的層結(jié)構(gòu)。在該半導(dǎo)體膜的兩面上，分別形成有電極。由太陽光產(chǎn)生的電子和空穴，因P型與η型半導(dǎo)體的電位差而活躍地移動(dòng)，通過這樣連續(xù)地反復(fù)，在兩面的電極上產(chǎn)生電位差。作為這種非晶硅太陽能電池的具體結(jié)構(gòu)，例如采用如下結(jié)構(gòu)，即在玻璃基板上將透明導(dǎo)電氧化物(TCO，Transparent Conductive Oxide)等透明電極作為下部電極來進(jìn)行成膜，在其上形成由非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜和作為上部電極的Ag薄膜等。在這種包括由上下電極和半導(dǎo)體膜構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換體的非晶硅太陽能電池中，存在如下問題，即如果只是在基板上以大面積均勻地對(duì)各層進(jìn)行成膜，就會(huì)電位差減小、電阻值增大。因此，例如，按照各規(guī)定尺寸，對(duì)光電轉(zhuǎn)換體在電氣上進(jìn)行分區(qū)而形成分區(qū)單元，電連接彼此相鄰的分區(qū)單元，從而構(gòu)成非晶硅太陽能電池。具體而言，采用如下結(jié)構(gòu)，即對(duì)在基板上以大面積均勻形成的光電轉(zhuǎn)換體，使用激光等，形成被稱為劃痕線巧λ 巧λ^、的槽，得到多個(gè)薄長方形狀的分區(qū)單元，并以串聯(lián)方式電連接這些分區(qū)單元?？墒?，已知在這種結(jié)構(gòu)的非晶硅太陽能電池中，在制造階段會(huì)產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)缺陷。 例如，在形成非晶硅膜時(shí)，由于混入微?；虍a(chǎn)生氣孔，有時(shí)會(huì)造成上部電極與下部電極局部短路。如此，在光電轉(zhuǎn)換體中，在夾著半導(dǎo)體膜的上部電極與下部電極之間產(chǎn)生局部短路這樣的結(jié)構(gòu)缺陷時(shí)，會(huì)引起發(fā)電電壓下降和光電轉(zhuǎn)換效率降低這樣的問題。因此，在現(xiàn)有的非晶硅太陽能電池的制造工序中，通過檢測(cè)這種短路等的結(jié)構(gòu)缺陷，去除產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷的部位，從而修復(fù)問題。例如，專利文獻(xiàn)1中公開了如下方法，即對(duì)由劃痕線分割的各個(gè)分區(qū)單元整體施加偏置電壓，通過紅外線傳感器檢測(cè)出在短路部位產(chǎn)生的焦耳熱，從而確定出存在結(jié)構(gòu)缺陷的分區(qū)單元。另外，專利文獻(xiàn)2中公開了一種抑制在劃痕線的形成部分產(chǎn)生作為短路等原因的缺陷的太陽能電池的制造方法。通常已知如下方法，即在去除分區(qū)單元上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷的部位時(shí)，使用激光形成包圍結(jié)構(gòu)缺陷的槽(修理線)，使存在結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域與不存在結(jié)構(gòu)缺陷的部分電分離，以防止短路等故障。當(dāng)通過這種修理線使結(jié)構(gòu)缺陷電分離時(shí)，以往是以形成有分區(qū)單元的基板的端部為基準(zhǔn)，來對(duì)激光的照射位置進(jìn)行定位。專利文獻(xiàn)1 日本特開平9466322號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-66453號(hào)公報(bào)但是，在將基板的端部設(shè)定為激光的定位基準(zhǔn)，來形成使存在結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域與不存在結(jié)構(gòu)缺陷的部分電分離的修理線的情況下，當(dāng)在大型化太陽能電池上形成修理線時(shí)，需要大型且可高精度地移動(dòng)的太陽能電池的移動(dòng)工作臺(tái)。例如，載置一邊尺寸超過1米 (m)這樣的大型太陽能電池、且保持?jǐn)?shù)十微米(ym)左右的移動(dòng)精度的移動(dòng)工作臺(tái)極其昂貴，批量生產(chǎn)大型太陽能電池時(shí)的制造成本可能會(huì)有很大上升。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池的制造方法以及太陽能電池的制造裝置，即使在使用移動(dòng)精度低的低成本移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)，也能夠使存在結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域與不存在結(jié)構(gòu)缺陷的部分準(zhǔn)確地分離，并確實(shí)地去除結(jié)構(gòu)缺陷。為了解決上述課題，本發(fā)明提供了如下所示的太陽能電池的制造方法。S卩，本發(fā)明的第一方式的太陽能電池的制造方法，形成光電轉(zhuǎn)換體，所述光電轉(zhuǎn)換體具有通過劃痕線被分區(qū)的多個(gè)分區(qū)單元，彼此相鄰的所述分區(qū)單元之間被電連接，檢測(cè)所述分區(qū)單元上存在的結(jié)構(gòu)缺陷(缺陷檢測(cè)工序)，將存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置確定為距離數(shù)據(jù)，所述距離數(shù)據(jù)表示最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線與所述結(jié)構(gòu)缺陷之間的距離(缺陷位置確定工序)，根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)，去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域(修復(fù)工序)。優(yōu)選在本發(fā)明的第一方式的太陽能電池的制造方法中，在確定存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置時(shí)(缺陷位置確定工序)，對(duì)包含所述結(jié)構(gòu)缺陷和最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線的區(qū)域進(jìn)行拍攝，通過對(duì)所述區(qū)域進(jìn)行拍攝來得到圖像，并根據(jù)所述圖像，將存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置確定為所述距離數(shù)據(jù)。優(yōu)選在本發(fā)明的第一方式的太陽能電池的制造方法中，在去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域時(shí)(修復(fù)工序)，根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)，通過照射激光來去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域。另外，為了解決上述課題，本發(fā)明提供了如下所示的太陽能電池的制造裝置。艮口， 本發(fā)明的第二方式的太陽能電池的制造裝置，所述太陽能電池包括光電轉(zhuǎn)換體，所述光電轉(zhuǎn)換體具有通過劃痕線被分區(qū)的多個(gè)分區(qū)單元，彼此相鄰的所述分區(qū)單元之間被電連接， 所述太陽能電池的制造裝置包括缺陷檢測(cè)部，檢測(cè)所述分區(qū)單元上存在的結(jié)構(gòu)缺陷；缺陷位置確定部，將存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置確定為距離數(shù)據(jù)，所述距離數(shù)據(jù)表示最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線與所述結(jié)構(gòu)缺陷之間的距離；以及修復(fù)部，根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)，去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域。
優(yōu)選在本發(fā)明的第二方式的太陽能電池的制造裝置中，所述缺陷位置確定部包括拍攝裝置，所述拍攝裝置對(duì)包含所述結(jié)構(gòu)缺陷和最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線的區(qū)域進(jìn)行拍攝。優(yōu)選在本發(fā)明的第二方式的太陽能電池的制造裝置中，所述修復(fù)部包括激光裝置。優(yōu)選在本發(fā)明的第二方式的太陽能電池的制造裝置中，所述缺陷位置確定部和所述修復(fù)部包括彼此共用的光學(xué)系統(tǒng)。優(yōu)選在本發(fā)明的第二方式的太陽能電池的制造裝置中，所述缺陷位置確定部包括照相機(jī)，通過對(duì)所述結(jié)構(gòu)缺陷和所述劃痕線進(jìn)行拍攝從而得到圖像；以及光學(xué)系統(tǒng)，變更拍攝倍率以使所述結(jié)構(gòu)缺陷和所述劃痕線包含在所述圖像中。優(yōu)選在本發(fā)明的第二方式的太陽能電池的制造裝置中，所述缺陷位置確定部和所述修復(fù)部包括彼此共用的光學(xué)系統(tǒng)，所述缺陷位置確定部使用與所述劃痕線相對(duì)應(yīng)并包含在所述圖像中的劃痕線圖像、以及與所述結(jié)構(gòu)缺陷相對(duì)應(yīng)并包含在所述圖像中的結(jié)構(gòu)缺陷圖像，以所述劃痕線圖像的寬度為基準(zhǔn)，生成所述結(jié)構(gòu)缺陷圖像的位置數(shù)據(jù)和大小數(shù)據(jù)，所述修復(fù)部包括激光裝置，向所述結(jié)構(gòu)缺陷照射激光；以及激光照射位置移動(dòng)部，對(duì)所述結(jié)構(gòu)缺陷與所述激光裝置之間的相對(duì)位置進(jìn)行控制，所述修復(fù)部基于所述結(jié)構(gòu)缺陷圖像的所述位置數(shù)據(jù)和所述大小數(shù)據(jù)以及所述激光照射目標(biāo)點(diǎn)，對(duì)所述激光照射位置移動(dòng)部的位置進(jìn)行控制，所述激光裝置以在所述分區(qū)單元上照射所述激光的位置與所述圖像中的激光照射目標(biāo)點(diǎn)一致的狀態(tài)，向所述分區(qū)單元上照射所述激光，去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域。將 XY工作臺(tái)作為激光照射位置移動(dòng)部的例子來進(jìn)行示例。根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池的制造方法，能夠根據(jù)由拍攝裝置得到的圖像數(shù)據(jù)在圖像解析裝置中確定出劃痕線的位置，參考已預(yù)先存儲(chǔ)的激光的照射位置數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地確定出分區(qū)單元上照射激光的位置。另外，以往是以設(shè)置在基板周邊部的校準(zhǔn)標(biāo)記或基板的邊緣部分(端部)為基準(zhǔn)來對(duì)載置有太陽能電池的工作臺(tái)的移動(dòng)進(jìn)行控制，因此需要例如在使具有數(shù)米長度的大型太陽能電池移動(dòng)Im之后，能夠使太陽能電池僅移動(dòng)數(shù)μ m這樣微小距離的極其昂貴的工作臺(tái)。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明，在預(yù)先使基板移動(dòng)以使存在結(jié)構(gòu)缺陷的大致位置與拍攝裝置的位置相對(duì)應(yīng)之后，拍攝裝置對(duì)存在結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域進(jìn)行拍攝，根據(jù)由拍攝裝置得到的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算出圖像解析裝置中結(jié)構(gòu)缺陷與最接近結(jié)構(gòu)缺陷的劃痕線之間的距離，從而控制工作臺(tái)的位置。因此，無需使用能夠在數(shù)m到數(shù)μm這樣的大范圍內(nèi)進(jìn)行高精度控制的昂貴的工作臺(tái)。所以，能夠使用低成本工作臺(tái)來準(zhǔn)確地電分離(去除)結(jié)構(gòu)缺陷。另外，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池的制造裝置，在預(yù)先使基板移動(dòng)以使存在結(jié)構(gòu)缺陷的大致位置與拍攝裝置的位置相對(duì)應(yīng)之后，拍攝裝置對(duì)存在結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域進(jìn)行拍攝， 根據(jù)由拍攝裝置得到的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算出圖像解析裝置中結(jié)構(gòu)缺陷與最接近結(jié)構(gòu)缺陷的劃痕線之間的距離，從而控制工作臺(tái)的位置。因此，無需使用能夠在大范圍內(nèi)進(jìn)行高精度控制的昂貴的工作臺(tái)。所以，能夠使用低成本工作臺(tái)來準(zhǔn)確地電分離(去除)結(jié)構(gòu)缺陷。


圖1是示出非晶硅型太陽能電池的一例的放大立體圖；圖2A是示出非晶硅型太陽能電池的一例的剖視圖；圖2B是示出非晶硅型太陽能電池的一例的剖視圖、是圖2A中由符號(hào)B所示的部分被放大后的放大圖；圖3是用于對(duì)本發(fā)明的太陽能電池的制造方法進(jìn)行說明的流程圖；圖4是示出太陽能電池中存在的構(gòu)造缺陷的一例的剖視圖；圖5是示出缺陷位置確定修復(fù)裝置的概略圖；圖6是用于對(duì)確定結(jié)構(gòu)缺陷位置的工序進(jìn)行說明的俯視圖；圖7A是用于對(duì)缺陷位置確定修復(fù)裝置的光學(xué)系統(tǒng)、激光的路徑、以及照射激光的部位進(jìn)行示意性說明的圖；圖7B是用于對(duì)缺陷位置確定修復(fù)裝置的光學(xué)系統(tǒng)、激光的路徑、以及照射激光的部位進(jìn)行示意性說明的圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的太陽能電池的制造方法、以及用于該方法的本發(fā)明的太陽能電池的制造裝置的最佳方式進(jìn)行說明。此外，本實(shí)施方式是為了更好地理解發(fā)明宗旨而具體進(jìn)行說明。本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于以下所述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可以施加各種變更。另外，在以下說明所使用的各附圖中，為了將各結(jié)構(gòu)單元設(shè)為可在附圖上識(shí)別的大小，各結(jié)構(gòu)單元的尺寸以及比率與實(shí)際存在有適當(dāng)?shù)牟町?。圖1是示出通過本發(fā)明的太陽能電池的制造方法而制造的非晶硅型太陽能電池的主要部分的一例的放大立體圖。另外，圖2A是示出圖1的太陽能電池的層結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖2B是圖2A中由符號(hào)B所示的部分被放大后的放大圖。太陽能電池10具有形成在透明的絕緣性基板11的第一面lla( —個(gè)面)上的光電轉(zhuǎn)換體12?；?1可由諸如玻璃或透明樹脂等太陽光的透射性優(yōu)異且具有耐久性的絕緣材料形成。太陽光射入該基板11的第二面lib (另一面)。在光電轉(zhuǎn)換體12中，從基板11按順序?qū)訅河械谝浑姌O層(下部電極)13、半導(dǎo)體層14以及第二電極層(上部電極)15。第一電極層(下部電極)13由透明的導(dǎo)電材料，例如銦錫氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)等透光性金屬氧化物(TCO)形成。另外，第二電極層(上部電極)15由Ag、Cu等導(dǎo)電性金屬膜形成。例如，如圖2B所示，半導(dǎo)體層14具有在ρ型非晶硅膜17與η型非晶硅膜18之間夾著i型非晶硅膜16而構(gòu)成的pin結(jié)結(jié)構(gòu)。而且，當(dāng)太陽光射入該半導(dǎo)體層14時(shí)產(chǎn)生電子和空穴，由于P型非晶硅膜17與η型非晶硅膜18的電位差，電子和空穴活躍地移動(dòng)，通過這樣連續(xù)地反復(fù)，在第一電極層13與第二電極層15之間產(chǎn)生電位差(光電轉(zhuǎn)換)。光電轉(zhuǎn)換體12通過劃痕線 λ 19，被分割成外形為薄長方形狀的多個(gè)分區(qū)單元21、21……。這些分區(qū)單元21、21……在電氣上被相互分區(qū)，同時(shí)在彼此相鄰的分區(qū)單元21之間以串聯(lián)方式電連接。據(jù)此，光電轉(zhuǎn)換體12具有分區(qū)單元21、21……全部被以串聯(lián)方式電連接的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，能夠獲取高電位差的電流。劃痕線19是通過例如在基板11的第一面Ila上均勻地形成光電轉(zhuǎn)換體12之后，利用激光等在光電轉(zhuǎn)換體12上以規(guī)定間隔形成槽而形成的。此外，優(yōu)選地，在構(gòu)成這種光電轉(zhuǎn)換體12的第二電極層(上部電極)15之上，進(jìn)一步形成由絕緣性樹脂等構(gòu)成的保護(hù)層(未圖示)。下面對(duì)用于制造如上述結(jié)構(gòu)的太陽能電池的制造方法進(jìn)行說明。圖3是階段性示出本發(fā)明的太陽能電池的制造方法的流程圖。其中，特別對(duì)從結(jié)構(gòu)缺陷的位置確定到修復(fù)的工序進(jìn)行詳細(xì)敘述。首先，如圖1所示，在透明基板11的第一面Ila上形成光電轉(zhuǎn)換體12 (光電轉(zhuǎn)換體的形成工序P1)。作為光電轉(zhuǎn)換體12的結(jié)構(gòu)，例如可以使用如下結(jié)構(gòu)，即從基板11的第一面Ila順序?qū)訅河械谝浑姌O層(下部電極)13、半導(dǎo)體層14以及第二電極層(上部電極)15。例如，如圖4所示，在具有這種結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換體12的形成工序中，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生諸如因半導(dǎo)體層14中混入雜質(zhì)等(污染)而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷Al，和半導(dǎo)體層14中產(chǎn)生微小氣孔的結(jié)構(gòu)缺陷A2等問題。此類結(jié)構(gòu)缺陷Al、A2使第一電極層13與第二電極層15之間局部短路(泄漏)，降低了發(fā)電效率。其次，向光電轉(zhuǎn)換體12照射例如激光光線等，形成劃痕線(7々，4> ) 19， 從而形成被分割為薄長方形狀的多個(gè)分區(qū)單元21、21……(分區(qū)單元的形成工序P2)。在經(jīng)過以上工序形成的太陽能電池10中，檢測(cè)分區(qū)單元21、21……中存在的結(jié)構(gòu)缺陷(由上述的A1、A2所代表的缺陷)(缺陷檢測(cè)工序P;3)。在該缺陷檢測(cè)工序中，檢測(cè)分區(qū)單元21、21……中存在的結(jié)構(gòu)缺陷的方法可以使用規(guī)定的缺陷檢測(cè)裝置。缺陷檢測(cè)裝置的種類并不特別限定。作為檢測(cè)缺陷的方法的一例，可以舉出以下方法沿分區(qū)單元21的長邊方向，以規(guī)定間隔，對(duì)彼此相鄰的分區(qū)單元21、21之間的電阻值進(jìn)行測(cè)量，確定出電阻值下降的區(qū)域，即被預(yù)測(cè)為存在有作為短路原因的缺陷的大致區(qū)域。另外，例如也可以舉出以下方法對(duì)分區(qū)單元整體施加偏置電壓，通過紅外線傳感器檢測(cè)出在短路部位(存在結(jié)構(gòu)缺陷的部位)產(chǎn)生的焦耳熱，從而確定出存在結(jié)構(gòu)缺陷的大致區(qū)域。通過上述方法，在確認(rèn)(發(fā)現(xiàn))了分區(qū)單元21、21……中存在結(jié)構(gòu)缺陷的大致區(qū)域之后，接著，作為通過激光使該結(jié)構(gòu)缺陷電分離的前道工序，對(duì)該結(jié)構(gòu)缺陷的準(zhǔn)確位置進(jìn)行測(cè)量(缺陷位置確定工序P4)。圖5是示出用于缺陷位置確定工序或作為后道工序的修復(fù)工序的、本發(fā)明的缺陷位置確定修復(fù)裝置(太陽能電池的制造裝置)的概念圖。缺陷位置確定修復(fù)裝置30包括工作臺(tái)(移動(dòng)工作臺(tái))31，載置太陽能電池10 ；以及拍攝裝置(照相機(jī))32，對(duì)載置在該工作臺(tái)31上的太陽能電池10的分區(qū)單元21、21…… 進(jìn)行高精度拍攝。拍攝裝置32 (缺陷位置確定部)上連接有圖像解析裝置34 (缺陷位置確定部)。 另外，工作臺(tái)31上連接有工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)35 (激光照射位置移動(dòng)部、修復(fù)部)，對(duì)工作臺(tái)31 的移動(dòng)進(jìn)行控制。工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)35對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷D與激光裝置33之間的相對(duì)位置進(jìn)行控制，使工作臺(tái)31相對(duì)于激光裝置33的位置進(jìn)行移動(dòng)。
通過拍攝裝置32或圖像解析裝置34來構(gòu)成缺陷位置確定部。另外，缺陷位置確定修復(fù)裝置30包括激光裝置33 (修復(fù)部)，該激光裝置33使結(jié)構(gòu)缺陷D從不存在結(jié)構(gòu)缺陷的部分中電分離(去除)。激光裝置33向結(jié)構(gòu)缺陷D或結(jié)構(gòu)缺陷D附近的區(qū)域照射激光。工作臺(tái)31為載置太陽能電池10的裝置，在X軸和Y軸方向上以規(guī)定精度使太陽能電池10移動(dòng)。拍攝裝置32例如包含照相機(jī)，所述照相機(jī)具有固體攝像器件(CXD)。激光裝置33被固定在規(guī)定的位置。將在激光裝置33中生成的激光向太陽能電池10的基板照射。作為激光裝置33，例如可以使用照射綠色激光的裝置。圖像解析裝置34根據(jù)由拍攝裝置32得到的拍攝數(shù)據(jù)，檢測(cè)出分區(qū)單元21與劃痕線19之間的邊界、即沿著分區(qū)單元21的長度方向的邊緣線E。另外，圖像解析裝置34參考圖像的分辨率或倍率(拍攝倍率)，計(jì)算出邊緣線E與拍攝數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)缺陷D的位置之間的距離。另外，圖像解析裝置34上連接有RAM 36，所述RAM 36存儲(chǔ)從激光裝置33照射的激光相對(duì)于工作臺(tái)31的照射位置。在缺陷位置確定工序(P4)中，首先使工作臺(tái)31移動(dòng)，以使在前道工序即缺陷檢測(cè)工序(P3)中檢測(cè)出的存在結(jié)構(gòu)缺陷的大致區(qū)域與拍攝裝置32的拍攝范圍相一致(P^)。 拍攝裝置32以規(guī)定的倍率和分辨率對(duì)包含分區(qū)單元21中所存在的結(jié)構(gòu)缺陷D以及最接近結(jié)構(gòu)缺陷D的劃痕線19的區(qū)域進(jìn)行拍攝，得到圖像數(shù)據(jù)(參考圖6)。在這樣得到的圖像(區(qū)域圖像、圖像數(shù)據(jù))中，包含有與在基板11上形成的劃痕線19相對(duì)應(yīng)的劃痕線圖像(劃痕線圖像數(shù)據(jù))、以及與在光電轉(zhuǎn)換體12中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷 D相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)缺陷圖像(結(jié)構(gòu)缺陷圖像數(shù)據(jù))。包含這些劃痕線圖像和結(jié)構(gòu)缺陷圖像的圖像數(shù)據(jù)被輸入到圖像解析裝置；34。在圖像解析裝置34中，根據(jù)輸入的圖像數(shù)據(jù)，首先確定出劃痕線19的位置(P4b)。 為了確定出劃痕線19，例如可以根據(jù)因分區(qū)單元21的形成部分與劃痕線19的區(qū)域中的材質(zhì)差異或高差(厚度差)引起的圖像中的明暗差，確定出劃痕線19的邊緣E的位置。其次，參考RAM 36，讀出RAM 36中預(yù)先存儲(chǔ)的激光相對(duì)于工作臺(tái)31的照射位置數(shù)據(jù)。根據(jù)該照射位置數(shù)據(jù)和劃痕線19的邊緣E的位置數(shù)據(jù)，計(jì)算出結(jié)構(gòu)缺陷D與劃痕線 19的邊緣E之間的距離Δ t (P4c)。接著，在修復(fù)工序(P5)中，根據(jù)在缺陷位置確定工序(P4)中得到的結(jié)構(gòu)缺陷D與劃痕線19之間的距離數(shù)據(jù)Δ t，精密地引導(dǎo)工作臺(tái)31，以使激光的照射位置與結(jié)構(gòu)缺陷D 附近的位置相一致(Pfe)。然后，從激光裝置33向分區(qū)單元21聚焦并照射激光，形成包圍結(jié)構(gòu)缺陷D的修理線R(P5b)。通過形成修理線R，從而將結(jié)構(gòu)缺陷D從未產(chǎn)生缺陷的其他區(qū)域中電分離(去除)。在如上述那樣形成修理線R時(shí)，由于準(zhǔn)確地檢測(cè)出劃痕線19的邊緣E的位置與激光的照射位置，因此能夠?qū)⑿蘩砭€R與劃痕線19的邊緣E之間的距離Am設(shè)定為最小限度的值。因此，能夠以修理線R的位置與劃痕線19的邊緣E的位置極其接近的方式，形成修理線R。當(dāng)形成修理線R時(shí)，從第一電極層(下部電極)13到第二電極層(上部電極)15 的層(光電轉(zhuǎn)換體)被去除(參考圖2)。如上所述，本發(fā)明能夠根據(jù)由拍攝裝置32得到的圖像數(shù)據(jù)，在圖像解析裝置34中確定出劃痕線19的位置，參考預(yù)先存儲(chǔ)的激光的照射位置數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地確定出分區(qū)單元21上照射激光的位置。因此，能夠?qū)⑿蘩砭€R與劃痕線19的邊緣E之間的距離保持在最小限度來照射激光，能夠?qū)⑿蘩砭€R與劃痕線19之間產(chǎn)生殘留的結(jié)構(gòu)缺陷的數(shù)量抑制到最小限度。據(jù)此，能夠打消最終產(chǎn)品中殘留很多結(jié)構(gòu)缺陷的擔(dān)憂。另外，以往是以基板的邊緣部分(端部)為基準(zhǔn)來對(duì)載置有太陽能電池的工作臺(tái)的移動(dòng)進(jìn)行控制，因此需要例如在使具有數(shù)米長度的大型太陽能電池移動(dòng)Im之后，能夠使太陽能電池僅移動(dòng)數(shù)μm這樣微小距離的極其昂貴的工作臺(tái)。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明，在預(yù)先使基板移動(dòng)以使存在結(jié)構(gòu)缺陷的大致位置與拍攝裝置32的位置相對(duì)應(yīng)之后，拍攝裝置32對(duì)存在結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域進(jìn)行拍攝，根據(jù)由拍攝裝置 32得到的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算出圖像解析裝置34中結(jié)構(gòu)缺陷D與最接近結(jié)構(gòu)缺陷D的劃痕線19 之間的距離，從而控制工作臺(tái)31的位置。因此，無需使用能夠在數(shù)m到數(shù)ym這樣的大范圍內(nèi)進(jìn)行高精度控制的昂貴的工作臺(tái)。所以，能夠使用低成本工作臺(tái)來準(zhǔn)確地電分離(去除)結(jié)構(gòu)缺陷D。下面對(duì)缺陷位置確定修復(fù)裝置30的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說明。圖7A和圖7B是用于對(duì)缺陷位置確定修復(fù)裝置30的光學(xué)系統(tǒng)、激光的路徑、以及照射激光的部位進(jìn)行示意性說明的圖。在圖7A和圖7B所示的缺陷位置確定修復(fù)裝置30中，對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷D的位置進(jìn)行確定的光學(xué)系統(tǒng)的一部分與對(duì)缺陷進(jìn)行修復(fù)的光學(xué)系統(tǒng)的一部分是共用的。即，在缺陷位置確定修復(fù)裝置30中，缺陷位置確定部52和修復(fù)部53具有彼此共用的光學(xué)系統(tǒng)。缺陷位置確定修復(fù)裝置30的光學(xué)系統(tǒng)，例如由透鏡41a、41b，半反射鏡42，反射鏡43a、43b、43c，濾光器44，倍率變更部45，激光裝置33以及拍攝裝置32構(gòu)成。另外，缺陷位置確定部52由透鏡41a、41b，半反射鏡42，反射鏡43a、43b，濾光器44，倍率變更部45以及拍攝裝置32構(gòu)成。另外，修復(fù)部53由透鏡41a、半反射鏡42、反射鏡43c以及激光裝置33構(gòu)成。S卩，透鏡 41a和半反射鏡42為在缺陷位置確定部52和修復(fù)部53中共用的光學(xué)系統(tǒng)。倍率變更部45是用于變更拍攝倍率以便通過拍攝裝置32對(duì)包含結(jié)構(gòu)缺陷D和劃痕線19的區(qū)域進(jìn)行拍攝的光學(xué)系統(tǒng)部件(光學(xué)系統(tǒng))。換言之，倍率變更部45是用于變更拍攝倍率以使上述的劃痕線圖像和結(jié)構(gòu)缺陷圖像包含在通過拍攝裝置32得到的圖像(區(qū)域圖像)中的光學(xué)系統(tǒng)部件。作為倍率變更部45的結(jié)構(gòu)，例如采用如下結(jié)構(gòu)，即多個(gè)透鏡被配置在光路Ql上， 通過改變透鏡間的距離來變更拍攝倍率。另外，拍攝裝置32也可以包括變更拍攝倍率的結(jié)構(gòu)。為了確定結(jié)構(gòu)缺陷D的位置，當(dāng)對(duì)包含結(jié)構(gòu)缺陷D和劃痕線19的區(qū)域進(jìn)行拍攝來得到圖像時(shí)，包含結(jié)構(gòu)缺陷D以及最接近結(jié)構(gòu)缺陷D的劃痕線19的像經(jīng)過光路Ql在拍攝裝置32中成像，所述光路Ql為從透鏡41a經(jīng)由半反射鏡42、反射鏡43a、透鏡41b、濾光器 44、反射鏡43b以及倍率變更部45的光路。即，在缺陷位置確定部52中，對(duì)包含結(jié)構(gòu)缺陷 D以及最接近結(jié)構(gòu)缺陷D的劃痕線19的像進(jìn)行拍攝來得到圖像。另一方面，在修復(fù)結(jié)構(gòu)缺陷D時(shí)，從激光裝置33射出的激光經(jīng)過光路Q2向結(jié)構(gòu)缺陷D照射，所述光路Q2為經(jīng)由反射鏡43c、半反射鏡42以及透鏡41a的光路。即，在修復(fù)部 53中，向結(jié)構(gòu)缺陷D照射激光。如此，在缺陷位置確定修復(fù)裝置30中，優(yōu)選在光路Ql和光路Q2中，共用一部分光路(一部分光學(xué)系統(tǒng))，并將構(gòu)成該光學(xué)系統(tǒng)的部件配置在一個(gè)底板上。此外，在修復(fù)工序中，在激光的照射過程中可以不在光路Ql上設(shè)置遮光器等部件。當(dāng)激光例如為綠色激光時(shí)，通過在光路Ql上設(shè)置濾光器44，該濾光器44用于分離綠色光帶的光，從而能夠一邊通過圖像對(duì)修復(fù)結(jié)構(gòu)缺陷D的情況進(jìn)行確認(rèn)，一邊修復(fù)結(jié)構(gòu)缺陷D。經(jīng)過如上所述的工序，在電分離(去除)分區(qū)單元21中存在的所有結(jié)構(gòu)缺陷D之后，經(jīng)過保護(hù)層的形成工序(P6)等，得到作為產(chǎn)品的太陽能電池。(變形例)下面，針對(duì)上述實(shí)施方式的變形例進(jìn)行說明。在上述實(shí)施方式中，拍攝裝置32變更倍率來對(duì)包含結(jié)構(gòu)缺陷D和劃痕線19的區(qū)域進(jìn)行拍攝，從而得到包含劃痕線圖像和結(jié)構(gòu)缺陷圖像的圖像(區(qū)域圖像)。這種情況下， 該圖像內(nèi)的基準(zhǔn)距離不清楚。在本變形例中，首先，設(shè)定圖像內(nèi)的圖像基準(zhǔn)點(diǎn)(例如中心點(diǎn))。此外，也可以事先確定圖像基準(zhǔn)點(diǎn)，使其總是處在圖像內(nèi)的相同位置。另外，可以在圖像內(nèi)任意地確定圖像基準(zhǔn)點(diǎn)。將與通過拍攝得到圖像時(shí)的圖像基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的基板上的點(diǎn)設(shè)為基板基準(zhǔn)點(diǎn)。其次，通過圖像處理，計(jì)算出圖像內(nèi)的劃痕線圖像和結(jié)構(gòu)缺陷圖像的位置和大小。 據(jù)此，生成結(jié)構(gòu)缺陷圖像在圖像內(nèi)的位置數(shù)據(jù)和大小數(shù)據(jù)、以及劃痕線圖像在圖像內(nèi)的寬度數(shù)據(jù)。以圖像基準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)，來生成結(jié)構(gòu)缺陷圖像在圖像內(nèi)的位置數(shù)據(jù)。接著，使用所存儲(chǔ)的實(shí)際的劃痕線的寬度和劃痕線圖像在圖像內(nèi)的寬度數(shù)據(jù)，來設(shè)定該圖像的基準(zhǔn)距離。接著，使用結(jié)構(gòu)缺陷圖像在圖像內(nèi)的位置數(shù)據(jù)和大小數(shù)據(jù)以及基準(zhǔn)距離，來生成結(jié)構(gòu)缺陷距基板基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際的距離數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)缺陷的實(shí)際的大小數(shù)據(jù)。接著，根據(jù)結(jié)構(gòu)缺陷的實(shí)際的距離數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)缺陷的實(shí)際的大小數(shù)據(jù)，生成用于形成包圍結(jié)構(gòu)缺陷D的修理線R的激光照射位置數(shù)據(jù)。根據(jù)激光照射位置數(shù)據(jù)，生成XY 工作臺(tái)31的移動(dòng)數(shù)據(jù)。如圖7A和圖7B所示，缺陷位置確定部52和修復(fù)部53具有彼此共用的光學(xué)系統(tǒng)。 即，由于透鏡41a和半反射鏡42上的光路Ql、Q2 一致，因此能夠使基板上與圖像基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)與基板上被照射激光的點(diǎn)相一致。接著，一邊基于XY工作臺(tái)31的移動(dòng)數(shù)據(jù)移動(dòng)XY工作臺(tái)31，一邊基于激光照射位置數(shù)據(jù)向分區(qū)單元21上照射激光。如上所述，通過使用由拍攝裝置32得到的圖像(區(qū)域圖像)，從而能夠計(jì)算出在光電轉(zhuǎn)換體12中產(chǎn)生的實(shí)際的結(jié)構(gòu)缺陷D的位置和大小。另外，由于基于圖像數(shù)據(jù)能夠確定出使工作臺(tái)31 (激光照射位置移動(dòng)部)相對(duì)于激光裝置33的位置而移動(dòng)的范圍，因此無需求出針對(duì)基板整體的坐標(biāo)。激光裝置33 —邊使工作臺(tái)31移動(dòng)以使分區(qū)單元21上照射激光的位置(形成修理線R的位置)與圖像(區(qū)域圖像)中的激光照射目標(biāo)點(diǎn)(圖像基準(zhǔn)點(diǎn))一致，一邊向分區(qū)單元21上照射激光。據(jù)此，形成修理線R，去除從第一電極層(下部電極)13到第二電極層(上部電極)15的層(光電轉(zhuǎn)換體)。如以上詳細(xì)記述所示，本發(fā)明對(duì)如下所述的太陽能電池的制造方法以及太陽能電池的制造裝置是有用的，即即使在使用移動(dòng)精度低的低成本移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)，也能夠使存在結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域與不存在結(jié)構(gòu)缺陷的部分準(zhǔn)確地分離，并確實(shí)地去除結(jié)構(gòu)缺陷。
符號(hào)說明10…太陽能電池、11···基板、12…光電轉(zhuǎn)換體、13…第一電極、14···半導(dǎo)體層、15···
第二電極、19···劃痕線、21···分區(qū)單元、32···拍攝單元、34···圖像解析裝置。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的制造方法，其特征在于，形成光電轉(zhuǎn)換體，所述光電轉(zhuǎn)換體具有通過劃痕線被分區(qū)的多個(gè)分區(qū)單元，彼此相鄰的所述分區(qū)單元之間被電連接，檢測(cè)所述分區(qū)單元上存在的結(jié)構(gòu)缺陷，將存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置確定為距離數(shù)據(jù)，所述距離數(shù)據(jù)表示最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線與所述結(jié)構(gòu)缺陷之間的距離，根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)，去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，在確定存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置時(shí)，對(duì)包含所述結(jié)構(gòu)缺陷和最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線的區(qū)域進(jìn)行拍攝，通過對(duì)所述區(qū)域進(jìn)行拍攝來得到圖像，并根據(jù)所述圖像，將存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置確定為所述距離數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，在去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)，通過照射激光來去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域。
4.一種太陽能電池的制造裝置，所述太陽能電池包括光電轉(zhuǎn)換體，所述光電轉(zhuǎn)換體具有通過劃痕線被分區(qū)的多個(gè)分區(qū)單元，彼此相鄰的所述分區(qū)單元之間被電連接，其特征在于，所述太陽能電池的制造裝置包括缺陷檢測(cè)部，檢測(cè)所述分區(qū)單元上存在的結(jié)構(gòu)缺陷；缺陷位置確定部，將存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的位置確定為距離數(shù)據(jù)，所述距離數(shù)據(jù)表示最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線與所述結(jié)構(gòu)缺陷之間的距離；以及修復(fù)部，根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)，去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池的制造裝置，其特征在于，所述缺陷位置確定部包括拍攝裝置，所述拍攝裝置對(duì)包含所述結(jié)構(gòu)缺陷和最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷的所述劃痕線的區(qū)域進(jìn)行拍攝。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池的制造裝置，其特征在于， 所述修復(fù)部包括激光裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池的制造裝置，其特征在于， 所述缺陷位置確定部和所述修復(fù)部包括彼此共用的光學(xué)系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池的制造裝置，其特征在于， 所述缺陷位置確定部包括照相機(jī)，通過對(duì)所述結(jié)構(gòu)缺陷和所述劃痕線進(jìn)行拍攝從而得到圖像；以及光學(xué)系統(tǒng)，變更拍攝倍率以使所述結(jié)構(gòu)缺陷和所述劃痕線包含在所述圖像中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池的制造裝置，其特征在于， 所述缺陷位置確定部和所述修復(fù)部包括彼此共用的光學(xué)系統(tǒng)，所述缺陷位置確定部使用與所述劃痕線相對(duì)應(yīng)并包含在所述圖像中的劃痕線圖像、以及與所述結(jié)構(gòu)缺陷相對(duì)應(yīng)并包含在所述圖像中的結(jié)構(gòu)缺陷圖像，以所述劃痕線圖像的寬度為基準(zhǔn)，生成所述結(jié)構(gòu)缺陷圖像的位置數(shù)據(jù)和大小數(shù)據(jù)， 所述修復(fù)部包括激光裝置，向所述結(jié)構(gòu)缺陷照射激光；以及激光照射位置移動(dòng)部，對(duì)所述結(jié)構(gòu)缺陷與所述激光裝置之間的相對(duì)位置進(jìn)行控制， 所述修復(fù)部基于所述結(jié)構(gòu)缺陷圖像的所述位置數(shù)據(jù)和所述大小數(shù)據(jù)以及所述激光照射目標(biāo)點(diǎn)，對(duì)所述激光照射位置移動(dòng)部的位置進(jìn)行控制，所述激光裝置以在所述分區(qū)單元上照射所述激光的位置與所述圖像中的激光照射目標(biāo)點(diǎn)一致的狀態(tài)，向所述分區(qū)單元上照射所述激光，去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷的區(qū)域。
全文摘要
該太陽能電池的制造方法，形成光電轉(zhuǎn)換體(12)，所述光電轉(zhuǎn)換體(12)具有通過劃痕線(19)被分區(qū)的多個(gè)分區(qū)單元(21)，彼此相鄰的所述分區(qū)單元(21)之間被電連接，檢測(cè)所述分區(qū)單元(21)上存在的結(jié)構(gòu)缺陷(A1、A2)，將存在所述結(jié)構(gòu)缺陷(A1、A2)的位置確定為距離數(shù)據(jù)，所述距離數(shù)據(jù)表示最接近所述結(jié)構(gòu)缺陷(A1、A2)的所述劃痕線(19)與所述結(jié)構(gòu)缺陷(A1、A2)之間的距離，根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)，去除存在所述結(jié)構(gòu)缺陷(A1、A2)的區(qū)域。
文檔編號(hào)H01L31/04GK102165601SQ20098013825
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者山室和弘, 山根克巳, 湯山純平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社愛發(fā)科