JPH0362577A - 太陽電池装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、基板裏面に太陽電池を形成した太陽電池装置
の製造方法の改良に関するものである。

（ロ）従来の技術 光エネルギを電気エネルギに変換して利用するための太
陽電池の開発が進められているが、この太陽電池によっ
て家庭用電力をまかなう場合、太陽電池を広い範囲にわ
たって設置する必要があり、この方法として、屋根瓦を
利用することが試みられる。即ち、屋根瓦本体として透
光性、絶縁性を備えた材料を用いて形成し、その裏面に
太陽電池を形成するが、この太陽電池の形成をレーザパ
ターニングによって行う場合、屋根瓦本体の裏面にレー
ザビームの焦点を合わせた状態で、このレーザビームを
移動させる必要がある。しかし、屋根瓦本体は、雨水へ
の対策上湾曲しており、しかも屋根瓦本体の加工精度が
比較的低いこともあって、レーザ発生装置の浅い焦点深
度内に納まらないために、焦点を加工位置に合わせてプ
ログラム制御する方式では加工不良を発生しやすい。

この対策として、レーザビーム発生器から屋根瓦本体の
面に光を投射し、この反射光を受光器で捉える変位測定
装置を用いて、発光器及び受光器と屋根瓦本体との上下
方向の距離の変化を受光器中のセンサにて水平方向の位
置として検出し、この距離が常時レーザ発生装置の焦点
距離に一致するように屋根瓦位置を調節する方式が有力
視されている。

ところが、このような方式を採る場合、従来の屋根瓦本
体は、反射損失を少なくすべく、その裏面が滑らかに形
成されているため、変位測定装置の発光器から屋根瓦本
体に投射した光が、湾曲部では受光器に捉えられない場
合が発生するという問題があった。

第７図（イ）、（ロ）及び（ハ）は屋根瓦本体裏面から
の反射光を捉えて、その変位を計測する変位測定部の光
学系を示す模式図であり、図中１は変位測定部を溝底す
る発光器、２は受光器、３は屋根瓦本体の裏面を示して
いる。いま発光器１から発せられた光は屋根瓦本体に入
射され、一部は透過するが、残部は反射され、第７図（
イ）に示す如く屋根瓦本体における入射点での鉛直線が
発光器１と受光器２との光軸の２等分線に一致する場合
には受光器２に捉えられるが、一致しない場合には第７
図（ロ）又は（ハ）に示す如く反射光が受光器２に達せ
ず、正確な距離調節ができず、また距離を誤認し、信頼
性にかけることがあった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、斯る問題に鑑み威されたものであって、その
目的とするところは屋根瓦本体における太陽電池を形成
すべき面を光の乱反射面として形成し、屋根瓦本体から
の反射光を受光器が正確に捉えて、焦点を自動的に調節
でき、加工精度の向上を図り得るように屋根瓦の裏面上
に光の乱反射面を形成することである。

（ニ）課題を解決するための手段 透光性及び絶縁性を有する湾曲した基板の裏面側に、そ
の湾曲方向と直交する方向に対して平行に太陽電池素子
を複数個、分離配置形成するにあたり、照射光を前記基
板裏面に対して照射させて前記基板裏面の変位を測定し
ながら、その測定値に基づいてエネルギビームを前記太
ＦＪ％電池素子に照射させて、前記素子を分離させる太
陽電池装置の製造方法において、前記照射光が乱反射す
る乱反射面を前記基板の裏面上に形成することを特徴と
する。

（ホ）作　用 太陽電池装置のレーザパターニング時、その太陽電池装
置の基板裏面上に光が入射されたとき、その裏面に形成
されている凹凸面によって乱反射される結果、変位測定
装置の発光器から光が入射されたとき、その光の一部は
乱反射され、常に受光器に正確に捉えられる。

（へ）実施例 第１図は本発明に係わる太陽電池装置の裏面の模式図で
あり、図中１０はガラス等の透光性、絶縁性材料にて形
成された屋根瓦本体、１１は屋根瓦本体１０を基板とし
て、その裏面に形成された太陽電池を示している。各太
陽電池１１は具体的には示していないが、透明電極、ア
モルファスシリコン層、裏面電極をこの順序で積層形成
して溝底されており、屋根瓦本体１０を透過した光が太
陽電池１１のアモルファスシリコン層に入射することに
より発生した電子、正孔が各透明電極、裏面電極、更に
は隣接する他の太陽電池１１における透明電極、裏面電
極同士で集電され、重畳されて電気的に相加された電力
が取り出されるようになっている。

ところで、上記の如き太陽電池１１をレーザパターニン
グによって形成する場合、屋根瓦本体１０には第２図に
示すように、その裏面全面（又は−部）に細かい凹状、
凸状が屋根瓦本体１０の湾曲方向と直交する方向に多数
、平行に形成され、太陽電池１１を形成すべき屋根瓦本
体１０の裏面を滑らかな凹凸曲面からなる光の乱反射面
１０ａに形成しである。

上記凹状、凸状・の形成ピッチは、数１０〜１００μｍ
程度であり、またその形状はサインカーブ、その他円弧
を組み合わせたものであって、変位測定装置における発
光器１からの光が第３図に示す如く屋根瓦本体１０の裏
面で乱反射し、この反射光の少なくとも一部が受光器２
に確実に捉えられるようになっている。例えば、変位測
定装置の発光器１、受光器２が屋根瓦本体ＩＯ面への垂
直線に対し対称な角度で配置されている場合には、凹状
、凸状が少なくともその一部において水平面１０ｃを有
するように設定すればよい。勿論、この凹状、凸状の形
成ピッチ、形状については特に上記のものに限定するも
のではなく、屋根瓦本体１０の発光器１から投射した光
が、屋根瓦本体１０で反射してその少なくとも一部が常
に受光器２に捉えられる態様であればどのようなもので
もあってもよい。ただ、屋根瓦本体１０に入射した太陽
光が可及的に低反射率で太陽電池１１に入射するよう、
凹状、凸状の裏面は可及的に滑らかとするのが望ましい
。

而してこのように槽底された屋根瓦本体１０の裏面は第
４図に示す如く光が入射されたとき、その裏面に形成さ
れている凹凸面によって乱反射される結果、第５図に示
す如く変位測定装置の発光器１から光が入射されたとき
、その光の一部は乱反射され、受光器２に常に正確に捉
えられることになる。

第６図は本発明に係わる屋根瓦本体１０の裏面に形成す
る太陽電池形成過程においてレーザパターニング加工を
施している態様を示す模式図であり、２１はＸ軸方向、
即ち上下方向への移動テーブル、２２はＸ軸方向、即ち
左、右方向への移動テーブル、２３はＹ軸方向、即ち前
後方向への移動テーブル、２４はレーザ発生装置、２５
は変位測定装置を示している。

屋根瓦本体１０は、例えばその裏面の透明電極上に形成
されたアモルファスシリコン層を各単位太ＦＪ％電池を
構成する部分毎に分割形成すべく、移動テーブル２１上
に裏面を上方に向けて載置されている。この移動テーブ
ル２１には変位測定装置２５が屋根瓦本体１０上に対向
して、又レーザ発生装置２４は前記変位測定装置２５の
発光器１、受光器２間の中央上方に垂直下向きにし、且
つ焦点を屋根瓦本体１０上のアモルファスシリコン層の
面に一致せしめた状態で配設されている。２６は、Ｘ軸
方向駆動制御部、２７は、Ｘ、Ｙ軸方向駆動制御部であ
り、アモルファスシリコン層に対し、パターニングを施
すためのレーザビームの屋根瓦本体１０の裏面における
軌跡は予め設定されており、レーザパタニング開始信号
に基づき、テーブル２２．２３を移動し、レーザビーム
を屋根瓦本体１０のアモルファスシリコン層上を移動せ
しめて、基板の裏面側に、その湾曲方向と直交する方向
と平行にアモルファスシリコン層を分割形成する。

一方、変位測定装＠２５の発光器１からは屋根瓦本体１
０の裏面のアモルファスシリコン層面に光が投射され、
その裏面がら乱反射光を受光器２にて捉え、受光器２の
一次元センサへの受光位置の変化に対応する信号が出力
され、増幅器２８にて増幅され、屋根瓦本体１０の変化
量としてＸ軸方向駆動制御部２６へ入力される。

Ｘ軸方向駆動制御部２６は、屋根瓦本体１ｏの上、下方
向変化量を解決すべく、移動テーブル２１へ制御信号を
出力し、移動テーブル２１を上下方向に移動して屋根瓦
本体１０へのレーザビーム入射点を常時レーザ発生装置
２４のレンズ焦点位置に一致せしめる。

なお上記の実施例は、レーザパタニングを行う構成につ
き説明したが、例えば他に電子ビーム、イオンビーム等
の高エネルギビームをレーザ代わりに用いる場合も適用
し得ることは勿論である。

また、本体の表面寸法、性状測定にも適用することも可
能である。

第８図は本発明の他の実施例を示す模式的断面図であり
、この屋根瓦本体１０’にあっては、その湾曲部分にお
ける接線が水平となる部分、即ち湾曲部分の山頂部１０
ｄ′及び谷底部１０ｅ゛を除く部分を乱反射面１０ａ’
に形成しである。これは凹凸面を形成するまでもなく、
この部分での反射光は変位測定装置２５の対物レンズの
視野内に捉え得るがらであり、これによって屋根瓦本体
１０’の透過率も向上し、光の反射損失を低減できる効
果がある。

なお、上記の実施例では屋根瓦本体１０’の山頂部、谷
底部に乱反射面を形成しない槽底を説明したが、この乱
反射面を形成しない領域は何等上記の部分に限るもので
はなく、変位測定装置２５の発光器１と受光器２との相
対位置に応じて発光ｒｊｒ１からの光が確実に受光器２
に捉え得る部分では凹凸を小さく、または形成しないｌ
！！戊として良いことは勿論ある。

（ト）発明の効果 本発明によれば、透光性及び絶縁性を有する湾曲した基
板の裏面側に、その湾曲方向と直交する方向と平行に太
陽電池が複数個、分離配置形成するにあたり、その基板
の裏面上に光の乱反射面を形成する。そうすることによ
って、発光器からの入射した光の反射光を受光器が確実
に捉えて、屋根瓦本体の表面位置の変位を認識でき、加
工ビーム焦点を屋根瓦本体表面に正確に位置せしめ得る
ことが可能となり、屋根瓦本体の曲面、成形公差が大き
くても加工を容易に行い得、屋根瓦本体の製作も容易と
なって製品のコストダウンを図れるなど、本発明は優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用する太陽電池の模式図、第
２図は本発明において使用する屋根瓦本体の模式的断面
図、第３図は第２図の屋根瓦本体の部分拡大図、第４図
は更に拡大した部分拡大図、第５図は本発明における屋
根瓦本体と変位測定装置との関係図、第６図はレーザパ
タニングの態様を示す模式図、第７図（イ）、（ロ）及
び（ハ）は従来における屋根瓦本体と、その裏面変位検
出量との関係図、第８図は本発明の他の実施例を示す模
式的断面図である。 １・・・発光器、２・・・受光器、１０．１０゛　・・
・屋根瓦本体、１１・・・太陽電池、２１．２２．２３
・・・移動テーブル、２４・・・レーザ発生装置、２５
・・・変位測定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性及び絶縁性を有する湾曲した基板の裏面側
   に、その湾曲方向と直交する方向に対して平行に太陽電
   池素子を複数個、分離配置形成するにあたり、照射光を
   前記基板裏面に対して照射させて前記基板裏面の変位を
   測定しながら、その測定値に基づいてエネルギビームを
   前記太陽電池素子に照射させて、前記素子を分離させる
   太陽電池装置の製造方法において、前記照射光が乱反射
   する乱反射面を前記基板の裏面上に形成することを特徴
   とする太陽電池装置の製造方法。