JPH10258383A - Linear laser beam optical system - Google Patents
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Landscapes
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は線状レーザビーム光
学系に関し、非晶質シリコン太陽電池のモジュール集積
化用レーザエッチング装置の加工光学系等に適用して有
用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear laser beam optical system, and is useful when applied to a processing optical system of a laser etching apparatus for module integration of an amorphous silicon solar cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は集積型非晶質シリコン太陽電池モ
ジュールの断面構造図である。同図に示すように、一般
的な非晶質シリコン太陽電池は通常、ガラス基板１上に
透明電極膜３、非晶質シリコン膜（ＰＩＮ構造）４及び
金属電極膜５が順次積層された構造を有しており、ガラ
ス基板１側から入射した光が透明電極膜３を通り非晶質
シリコン膜４中で吸収されて電子−正孔対を形成し、内
部電界により分離された電子は金属電極膜５へ、正孔は
透明電極膜３へ集電されて外部へ電力を取り出す仕組み
になっている。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a sectional structural view of an integrated amorphous silicon solar cell module. As shown in FIG. 1, a general amorphous silicon solar cell generally has a structure in which a transparent electrode film 3, an amorphous silicon film (PIN structure) 4, and a metal electrode film 5 are sequentially laminated on a glass substrate 1. The light incident from the glass substrate 1 side is absorbed in the amorphous silicon film 4 through the transparent electrode film 3 to form an electron-hole pair, and the electrons separated by the internal electric field are metal. In the electrode film 5, holes are collected in the transparent electrode film 3 to take out electric power to the outside.
【０００３】そして、透明電極膜３は酸化錫のようなセ
ラミックであり金属に比べて抵抗が高いことから、発生
した電流が透明電極膜３に流れるときに電力損失を生じ
るため、一枚のガラス基板１上の太陽電池を多数に分割
して互いに直列に接続するモジュール集積化を行うこと
により電力損失を抑制するという方法が採られている。Since the transparent electrode film 3 is made of a ceramic such as tin oxide and has a higher resistance than a metal, a power loss occurs when the generated current flows through the transparent electrode film 3. A method is adopted in which the solar cell on the substrate 1 is divided into a large number and integrated into a module in which the solar cells are connected in series with each other to suppress power loss.
【０００４】このモジュール集積化は次のような工程で
行われる。即ち、まずガラス基板１上に成膜した透明電
極膜３の所定位置をレーザビームで線状にエッチングす
る。図６中の６が透明電極膜エッチング部分である。次
に透明電極膜３上に非晶質シリコン膜４を成膜し、この
非晶質シリコン膜４の所定位置をレーザビームで線状に
エッチングする。図６中の７が非晶質シリコン膜エッチ
ング部分である。そして非晶質シリコン膜４上に金属電
極膜（主にＡｌ膜）５を成膜し、この金属電極膜５の所
定位置をレーザビームで線状にエッチングする。図６中
の８が金属電極膜エッチング部分である。かくして非晶
質シリコン太陽電池がモジュール集積化される。The module integration is performed in the following steps. That is, first, a predetermined position of the transparent electrode film 3 formed on the glass substrate 1 is linearly etched by a laser beam. Reference numeral 6 in FIG. 6 denotes a transparent electrode film etching portion. Next, an amorphous silicon film 4 is formed on the transparent electrode film 3, and a predetermined position of the amorphous silicon film 4 is linearly etched by a laser beam. Reference numeral 7 in FIG. 6 denotes an etched portion of the amorphous silicon film. Then, a metal electrode film (mainly an Al film) 5 is formed on the amorphous silicon film 4, and a predetermined position of the metal electrode film 5 is linearly etched by a laser beam. Reference numeral 8 in FIG. 6 denotes a metal electrode film etching portion. Thus, the amorphous silicon solar cell is integrated into a module.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のモジュール集積
化において、各膜材料に対するレーザの選択は各膜材料
の光吸収特性やエッチング選択性によって決定される。
透明電極膜３及び非晶質シリコン膜４には一般的に基本
波ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）又は第２高調波Ｙ
ＡＧレーザ（波長５３２ｎｍ）が使用される。ＹＡＧレ
ーザでよく用いられる発振モードはシングルモードであ
り、そのビーム断面は円形でビーム径は数ｍｍと小さ
い。またビーム断面の光強度分布（エネルギー強度分
布）はガウス分布（ガウシアン）であり、ビーム中央部
で強く、ビーム周辺に近づく程弱くなる。In the above-mentioned module integration, the selection of a laser for each film material is determined by the light absorption characteristics and etching selectivity of each film material.
In general, a fundamental wave YAG laser (wavelength: 1064 nm) or a second harmonic wave Y is formed on the transparent electrode film 3 and the amorphous silicon film 4.
An AG laser (wavelength 532 nm) is used. The oscillation mode often used in the YAG laser is a single mode, and its beam cross section is circular and the beam diameter is as small as several mm. The light intensity distribution (energy intensity distribution) of the beam cross section is a Gaussian distribution (Gaussian), which is strong at the center of the beam and weaker as it approaches the periphery of the beam.
【０００６】従って、このようなレーザビーム（ガウシ
アンビーム）８で透明電極膜３をエッチングしたときの
エッチング形状は図７に示すようになる。即ち、ビーム
中央部に相当する部分では下地のシリカバリア層２まで
エッチングされてしまう。このため、ガラス中のアルカ
リイオンが長期間のうちに拡散浸出して非晶質シリコン
の半導体特性を損なうという問題があった。また、非晶
質シリコン膜４をエッチングする場合にはその下の透明
電極膜３に損傷を与えることなくエッチングする必要が
あるが、レーザビーム（ガウシアンビーム）８で非晶質
シリコン膜４をエッチングした場合、図８に示すように
ビーム中央部に相当する部分では透明電極膜３に損傷を
与えやすく、しかもビーム周辺部に相当する部分ではエ
ネルギー密度が低いために非晶質シリコン膜４が一旦溶
融しても蒸発せずに固化するため、透明電極膜３の表面
から一部剥離した切り子４ａが残留する。これは後工程
で形成する金属電極膜５の剥離を引き起し、モジュール
の直列抵抗を増加させる原因となる。Accordingly, the etching shape when the transparent electrode film 3 is etched by such a laser beam (Gaussian beam) 8 is as shown in FIG. That is, the portion corresponding to the central portion of the beam is etched down to the underlying silica barrier layer 2. For this reason, there has been a problem that alkali ions in the glass diffuse and leach out over a long period of time, thereby impairing the semiconductor characteristics of amorphous silicon. When the amorphous silicon film 4 is to be etched, it is necessary to perform etching without damaging the transparent electrode film 3 thereunder. However, the amorphous silicon film 4 is etched with a laser beam (Gaussian beam) 8. In this case, as shown in FIG. 8, the transparent electrode film 3 is easily damaged in the portion corresponding to the center of the beam, and the energy density is low in the portion corresponding to the periphery of the beam. Since the solidification does not evaporate even if it is melted, the cut piece 4a partially peeled off from the surface of the transparent electrode film 3 remains. This causes exfoliation of the metal electrode film 5 formed in a later step, and causes an increase in the series resistance of the module.
【０００７】即ち、ガウシアンビームのＹＡＧレーザ光
を用いたエッチングでは、ビーム中央部に相当する部分
とビーム周辺部に相当する部分の加工形状が均一ではな
いとう問題がある。That is, in the etching using a Gaussian beam YAG laser beam, there is a problem that the processing shapes of a portion corresponding to the beam central portion and a portion corresponding to the beam peripheral portion are not uniform.
【０００８】また、線状のエッチングを行う場合、図９
に示すように、例えば直径５０μｍの円形ビーム９を照
射しながら基板を走査することによってエッチング溝を
形成するが、このエッチングには高いエネルギー密度を
要するため、連続発光ではなく５〜１０ｋＨZ の繰り返
し周波数のパルス発光が用いられる。なお図９には円形
ビーム９を移動しながら同一場所に対して４ショット照
射する加工パターンを示している。When performing linear etching, FIG.
As shown in, for example, for it to form an etching groove by scanning the substrate while irradiating a circular beam 9 of diameter 50 [mu] m, which requires a high energy density in this etching, the repetition of 5～10KH Z instead of continuous light emission Pulse light emission of a frequency is used. FIG. 9 shows a processing pattern of irradiating the same location with four shots while moving the circular beam 9.
【０００９】一方、太陽電池の普及に不可欠なコスト低
減には加工時間を短縮すること、即ち加工速度を高める
ことが必要である。加工速度を高めるには、ビーム径
を大きくする方法（それに応じてレーザ出力も増加させ
て所定のエネルギー密度を確保する必要がある）と、
パルス発光の繰り返し周波数を大きくする方法とがあ
る。On the other hand, in order to reduce costs indispensable for the spread of solar cells, it is necessary to shorten the processing time, that is, to increase the processing speed. In order to increase the processing speed, a method of increasing the beam diameter (it is necessary to increase the laser output accordingly to secure a predetermined energy density)
There is a method of increasing the repetition frequency of pulse emission.
【００１０】しかしながら、上記の方法ではエッチン
グ溝の幅が広くなることから、太陽光を受けても発電に
寄与しない無効面積を増やす結果となり、好ましくな
い。また上記の方法ではビームのパルス当たりのエネ
ルギー密度が低下することと、第２高調波の発生効率の
低下を招く。このように、円形ビーム９によって線状の
エッチングを行う場合、加工速度を高くすることは困難
であった。However, in the above method, since the width of the etching groove is widened, an ineffective area which does not contribute to power generation even when receiving sunlight is increased, which is not preferable. In addition, the above method causes a reduction in the energy density per pulse of the beam and a reduction in the generation efficiency of the second harmonic. As described above, when performing linear etching with the circular beam 9, it is difficult to increase the processing speed.
【００１１】従って本発明は上記従来技術に鑑み、非晶
質シリコン太陽電池等の被加工物に対して均一な加工を
行うことができ、また加工速度を高めることができる線
状レーザビーム光学系を提供することを課題とする。Accordingly, in view of the above prior art, the present invention provides a linear laser beam optical system capable of performing uniform processing on a workpiece such as an amorphous silicon solar cell and increasing the processing speed. The task is to provide
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の線状レーザビーム光学系は、１本のレーザビームを
複数本のビームに分割して、一列の並列ビームを得る手
段と、前記並列ビームを集光する手段と、この手段を通
過したビームを多重反射させ、且つ１本の線状ビームに
合成する手段と、前記線状ビームを縮小結像する手段と
を有することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a linear laser beam optical system according to the present invention divides one laser beam into a plurality of beams to obtain a row of parallel beams; Means for condensing parallel beams, means for multiple-reflecting the beams passing through the means and combining them into one linear beam, and means for reducing and imaging the linear beam. I do.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態
に係る線状レーザビーム光学系の構成を示す正面図及び
側面図、図２は前記線状レーザビーム光学系によって得
られた線状ビームのエネルギー強度分布と透明電極膜エ
ッチング部分の加工断面とを示す説明図、図３は前記線
状レーザビーム光学系によって得られた線状ビームのエ
ネルギー強度分布と非晶質シリコン膜エッチング部分の
加工断面とを示す説明図、図４は前記線状レーザビーム
光学系によって得られた線状ビームの走査による加工溝
の形成（同一場所に対して４ショット照射する加工パタ
ーン）を示す説明図である。1A and 1B are a front view and a side view showing a configuration of a linear laser beam optical system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is obtained by the linear laser beam optical system. FIG. 3 is an explanatory view showing the energy intensity distribution of the linear beam and the processed cross section of the etched portion of the transparent electrode film. FIG. 3 shows the energy intensity distribution of the linear beam and the amorphous silicon film obtained by the linear laser beam optical system. FIG. 4 is an explanatory view showing a processing cross section of an etched portion, and FIG. 4 shows a processing groove formed by scanning a linear beam obtained by the linear laser beam optical system (processing pattern for irradiating the same location with four shots). FIG.
【００１５】図１に示すように、本実施の形態に係る線
状レーザビーム光学系は、１本のレーザビーム２１を複
数本（ここでは４本）のビームに分割して、一列の並列
ビーム２２，２３，２４，２５を得る手段（イ）と、並
列ビーム２２，２３，２４，２５を集光する手段（ロ）
と、この手段（ロ）を通過したビームを多重反射させ、
且つ１本の線状ビーム２６に合成する手段（ハ）と、線
状ビーム２６を被加工物２８の表面に縮小結像する手段
（ニ）とを有している。As shown in FIG. 1, a linear laser beam optical system according to the present embodiment divides one laser beam 21 into a plurality of (here, four) beams, and Means for obtaining 22, 23, 24, 25 (a) and means for condensing parallel beams 22, 23, 24, 25 (b)
And the beam passing through this means (b) is multiply reflected,
In addition, it has means (C) for combining the linear beam 26 into one linear beam 26 and means (D) for reducing and forming the linear beam 26 on the surface of the workpiece 28.
【００１６】詳述すると、（イ）では透過率と反射率と
が５０％、５０％であるミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３と、１
００％反射ミラーＭ４，Ｍ５とを備え、右に傾けたミラ
ーＭ１，Ｍ３，Ｍ４を所定の間隔で並列に配置すると共
に、左に傾けたミラーＭ２，Ｍ５を所定の間隔で且つミ
ラーＭ２がミラーＭ１の後方に位置するように配置して
分割光学系が構成されており、これらのミラーＭ１，Ｍ
２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５によって、シングルモード発振の
ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ又は５３２ｎｍ）から
出射された１本のレーザビーム２１（ビーム径１．５ｍ
ｍ）を４本のビームに分割して、一列の並列ビーム２
２，２３，２４，２５を得る。More specifically, in (a), the mirrors M1, M2 and M3 whose transmittance and reflectance are 50% and 50%, respectively,
00% reflecting mirrors M4 and M5, mirrors M1, M3 and M4 tilted to the right are arranged in parallel at predetermined intervals, and mirrors M2 and M5 tilted to the left are mirrors at predetermined intervals and mirror M2 is a mirror. A split optical system is configured so as to be located behind M1, and these mirrors M1, M
2, M3, M4, and M5, a single laser beam 21 (with a beam diameter of 1.5 m) emitted from a single mode oscillation YAG laser (wavelength 1064 nm or 532 nm).
m) is divided into four beams, and a row of parallel beams 2
2, 23, 24 and 25 are obtained.
【００１７】（ロ）では集光レンズ（凸レンズ）Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が並列に配置されており、これらの集
光レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４によって一列の並列ビ
ーム２２，２３，２４，２５をそれぞれ集光する。In (b), the condenser lens (convex lens) L1,
L2, L3, L4 are arranged in parallel, and the condensing lenses L1, L2, L3, L4 converge a row of parallel beams 22, 23, 24, 25, respectively.
【００１８】（ハ）では４枚の帯状反射鏡を内面で向か
い合せたカライドスコープＣを備えている。このカライ
ドスコープＣの上端位置は集光レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４の焦点に一致させてある。ここでは、集光レン
ズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を通過してカライドスコープ
Ｃに入射したビームが多重反射を繰り返すことによって
カライドスコープＣの断面形状に相応した１本の線状ビ
ーム２６に合成される。そして、この線状ビーム２６は
ビーム断面のエネルギー強度分布が均一化されて、トッ
プフラット型（エネルギー強度分布が台形状）のビーム
（トップフラットビーム）となる。In (c), there is provided a kaleidoscope C in which four belt-like reflecting mirrors face each other on the inner surface. The upper end of the kaleidoscope C is positioned at the condenser lenses L1, L2, L
3, the focus of L4. Here, the beam that has passed through the condenser lenses L1, L2, L3, and L4 and entered the kaleidoscope C repeats multiple reflections, thereby forming a single linear beam 26 corresponding to the cross-sectional shape of the kaleidoscope C. Synthesized. The linear beam 26 has a uniform energy intensity distribution in the beam cross section, and becomes a top flat beam (top flat beam) having a trapezoidal energy intensity distribution.
【００１９】（ニ）では縮小結像光学系Ｌ５を備えてお
り、この縮小結像光学系Ｌ５によって前記線状ビーム２
６を被加工物２８の表面に縮小結像する。即ち、前記線
状ビーム２６が縮小結像光学系Ｌ５を経ることによって
所望の大きさの線状ビーム２７が得られ、この線状ビー
ム２７が被加工物２８に照射される。In (d), a reduced image forming optical system L5 is provided, and the linear beam 2 is formed by the reduced image forming optical system L5.
6 is reduced and imaged on the surface of the workpiece 28. That is, a linear beam 27 having a desired size is obtained by passing the linear beam 26 through the reduction imaging optical system L5, and the linear beam 27 is irradiated on the workpiece 28.
【００２０】従って、上記構成の線状レーザビーム光学
系によれば、１本のレーザビーム２１から所望の大きさ
の１本の線状ビーム２７が得られる。例えば線状ビーム
２７はビーム断面が長さ５００μｍ、幅５０μｍの長方
形となる。しかも、この線状ビーム２７はビーム断面の
エネルギー強度分布が均一化されたトップフラットビー
ムとなる。Therefore, according to the linear laser beam optical system having the above configuration, one linear beam 27 having a desired size can be obtained from one laser beam 21. For example, the linear beam 27 has a rectangular cross section with a length of 500 μm and a width of 50 μm. In addition, the linear beam 27 is a top flat beam having a uniform energy intensity distribution in the beam cross section.
【００２１】このため、図２に示すように、本線状レー
ザビーム光学系によって得られた線状ビーム２７を照射
して透明電極膜３のエッチングを行えば、透明電極膜３
は均一にエッチングされ、シリカバリア層２は損傷を受
けない。For this reason, as shown in FIG. 2, if the transparent electrode film 3 is etched by irradiating a linear beam 27 obtained by the main linear laser beam optical system, the transparent electrode film 3
Is uniformly etched, and the silica barrier layer 2 is not damaged.
【００２２】また、図３に示すように、本線状レーザビ
ーム光学系によって得られた線状ビーム２７を照射して
非晶質シリコン膜４のエッチングを行えば、透明電極膜
３を損傷することなく非晶質シリコン膜４を均一にエッ
チングすることができ、また切り子の発生を抑えること
ができる。As shown in FIG. 3, if the amorphous silicon film 4 is etched by irradiating the linear beam 27 obtained by the main laser beam optical system, the transparent electrode film 3 may be damaged. Thus, the amorphous silicon film 4 can be uniformly etched, and the occurrence of cuts can be suppressed.
【００２３】また、本線状レーザビーム光学系によって
得られた線状ビーム２７による加工速度は、従来の円形
ビーム９（図９参照）による加工速度に比べて大幅に高
くなる。具体的には、同一場所に対して４ショット照射
する加工パターンの場合、図９に示す円形ビーム９によ
る加工速度は１ショット照射毎の移動距離１２．５μｍ
（５０μｍ／４）×パルス繰り返し周波数５ｋＨｚ＝６
２．５ｍｍ／ｓであるのに対して、図４に示す線状ビー
ム２７による加工速度は１ショット照射毎の移動距離１
２５μｍ（５００μｍ／４）×パルス繰り返し周波数５
ｋＨｚ＝６２５ｍｍ／ｓであり、円形ビーム９による加
工速度の１０倍に高速化することができる。The processing speed by the linear beam 27 obtained by the main laser beam optical system is significantly higher than the processing speed by the conventional circular beam 9 (see FIG. 9). Specifically, in the case of a processing pattern in which the same location is irradiated with four shots, the processing speed by the circular beam 9 shown in FIG.
(50 μm / 4) × pulse repetition frequency 5 kHz = 6
In contrast to 2.5 mm / s, the processing speed by the linear beam 27 shown in FIG.
25 μm (500 μm / 4) × pulse repetition frequency 5
kHz = 625 mm / s, and the processing speed by the circular beam 9 can be increased to 10 times.
【００２４】即ち、本線状レーザビーム光学系によって
レーザビーム２１を例えばビーム断面の幅を５０μｍ程
度とし、ビームの走査方向のビーム断面の長さを長尺化
した線状ビーム２７とすることによって、通常の繰り返
し周波数（５〜１０ｋＨｚ）で、無効面積を増やさずに
加工速度を高めることができる。That is, the laser beam 21 is formed into a linear beam 27 having a beam cross section width of about 50 μm and a longer beam cross section in the beam scanning direction by the main linear laser beam optical system. At a normal repetition frequency (5 to 10 kHz), the processing speed can be increased without increasing the ineffective area.
【００２５】なお、上記線状ビーム２７の照射面積は上
記円形ビーム９の照射面積の１２．７６倍となるため、
エッチングに必要な所定のエネルギー密度を得るために
１２．７６倍のレーザ出力が必要である。Since the irradiation area of the linear beam 27 is 12.76 times the irradiation area of the circular beam 9,
In order to obtain a predetermined energy density required for etching, a laser output of 12.76 times is required.
【００２６】図５（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態
に係る線状レーザビーム光学系の他の構成を示す正面図
及び側面図である。FIGS. 5A and 5B are a front view and a side view showing another configuration of the linear laser beam optical system according to the embodiment of the present invention.
【００２７】この図５に示す線状レーザビーム光学系で
は、（ハ）のカライドスコープＣをテーパー管を用いた
くさび形状としている。このように、カライドスコープ
Ｃをくさび形状とすることにより、カライドスコープＣ
の出射側の線状ビーム２６のサイズを小さくすることが
でき、このことによって縮小結像光学系Ｌ５の小型化及
び光路長の短縮化が可能となる。In the linear laser beam optical system shown in FIG. 5, the kaleidoscope C of (c) is formed in a wedge shape using a tapered tube. As described above, by making the kaleidoscope C wedge-shaped, the kaleidoscope C
, The size of the linear beam 26 on the exit side can be reduced, thereby making it possible to reduce the size of the reduction imaging optical system L5 and the optical path length.
【００２８】また、図５に示すカライドスコープＣは側
面が平行のものであるが、この側面がくさび形状のもの
を使用してもよい。Although the side surface of the kaleidoscope C shown in FIG. 5 is parallel, the side surface may be wedge-shaped.
【００２９】なお、本発明は非晶質シリコンに限らずＣ
ｄＴｅ系等の薄膜太陽電池の加工にも適用することがで
きる。The present invention is not limited to amorphous silicon,
The present invention can also be applied to the processing of a dTe-based thin film solar cell.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、本発明の線状レーザビーム光学系は、
１本のレーザビームを複数本のビームに分割して、一列
の並列ビームを得る手段と、前記並列ビームを集光する
手段と、この手段を通過したビームを多重反射させ、且
つ１本の線状ビームに合成する手段と、前記線状ビーム
を縮小結像する手段とを有することを特徴とする。As described above, the linear laser beam optical system according to the present invention has the following features.
Means for dividing one laser beam into a plurality of beams to obtain a row of parallel beams, means for condensing the parallel beams, multiple reflection of the beam passing through the means, and one line A linear beam; and a means for reducing and imaging the linear beam.
【００３１】このため、本線状レーザビーム光学系によ
れば、ビーム断面のエネルギー強度分布が均一化された
トップフラットビームを得ることができる。従って、こ
のトップフラットビームを用いて被加工物を加工すれ
ば、被加工物の下地層を損傷させることなく目的とする
膜の加工を行うことができ、また切り子の発生を極めて
少量に抑えることができる。従って太陽電池の製造に適
用した場合には、太陽電池製造の高歩留り化や、太陽電
池の高信頼性化に寄与することができる。Therefore, according to the linear laser beam optical system, it is possible to obtain a top flat beam in which the energy intensity distribution of the beam section is made uniform. Therefore, if the workpiece is processed using this top flat beam, the target film can be processed without damaging the underlying layer of the workpiece, and the generation of cuts can be minimized. Can be. Therefore, when applied to the manufacture of a solar cell, it can contribute to higher yield of solar cell manufacture and higher reliability of the solar cell.
【００３２】また、本線状レーザビーム光学系によれ
ば、ビーム断面が長方形の線状ビームを得ることができ
る。例えば、ビーム断面の幅を５０μｍ程度とし、ビー
ムの走査方向のビーム断面の長さを長尺化した線状ビー
ムが得られ、この線状ビームをその長尺方向に走査して
被加工物を加工すれば、約５０μｍ程度の幅の加工溝が
形成されるため、無効領域を増加させることなく加工速
度を高めることができる。このため太陽電池等の低コス
ト化に大変有効である。According to the present linear laser beam optical system, a linear beam having a rectangular beam cross section can be obtained. For example, a linear beam having a beam cross section width of about 50 μm and a longer beam cross section in the beam scanning direction can be obtained, and the linear beam is scanned in the longer direction to scan the workpiece. If processing is performed, a processing groove having a width of about 50 μm is formed, so that the processing speed can be increased without increasing the ineffective area. For this reason, it is very effective for cost reduction of solar cells and the like.
【図１】本発明の実施の形態に係る線状レーザビーム光
学系の構成を示す正面図及び側面図である。FIG. 1 is a front view and a side view showing a configuration of a linear laser beam optical system according to an embodiment of the present invention.
【図２】前記線状レーザビーム光学系によって得られた
線状ビームのエネルギー強度分布と透明電極膜エッチン
グ部分の加工断面とを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an energy intensity distribution of a linear beam obtained by the linear laser beam optical system and a processed cross section of an etched portion of a transparent electrode film.
【図３】前記線状レーザビーム光学系によって得られた
線状ビームのエネルギー強度分布と非晶質シリコン膜エ
ッチング部分の加工断面とを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an energy intensity distribution of a linear beam obtained by the linear laser beam optical system and a processed cross section of an etched portion of an amorphous silicon film.
【図４】前記線状レーザビーム光学系によって得られた
線状ビームの走査による加工溝の形成（同一場所に対し
て４ショット照射する加工パターン）を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory view showing the formation of a processing groove (a processing pattern of irradiating four shots to the same location) by scanning a linear beam obtained by the linear laser beam optical system.
【図５】本発明の実施の形態に係る線状レーザビーム光
学系の他の構成を示す正面図及び側面図である。FIG. 5 is a front view and a side view showing another configuration of the linear laser beam optical system according to the embodiment of the present invention.
【図６】集積型非晶質シリコン太陽電池モジュールの断
面構造図である。FIG. 6 is a sectional structural view of an integrated amorphous silicon solar cell module.
【図７】従来のレーザビーム（ガウシアンビーム）のエ
ネルギー強度分布と透明電極膜エッチング部分の加工断
面とを示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional energy intensity distribution of a laser beam (Gaussian beam) and a processed cross section of an etched portion of a transparent electrode film.
【図８】従来のレーザビーム（ガウシアンビーム）のエ
ネルギー強度分布と非晶質シリコン膜エッチング部分の
加工断面とを示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing a conventional energy intensity distribution of a laser beam (Gaussian beam) and a processed cross section of an etched portion of an amorphous silicon film.
【図９】従来のレーザビーム（円形ビーム）の走査によ
る加工溝の形成（同一場所に対して４ショット照射する
加工パターン）を示す説明図である。。FIG. 9 is an explanatory view showing a conventional processing groove formation (processing pattern for irradiating four shots to the same place) by scanning with a laser beam (circular beam). .
２１ レーザビーム ２２，２３，２４，２５ 並列ビーム ２６，２７ 線状ビーム（トップフラットビーム） ２８ 被加工物 Ｃ カライドスコープ Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 凸レンズ（集光レンズ） Ｌ５ 縮小結像光学系 Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 透過率と反射率が５０％、５０％で
あるミラー Ｍ４，Ｍ５ １００％反射ミラーReference Signs List 21 laser beam 22, 23, 24, 25 parallel beam 26, 27 linear beam (top flat beam) 28 workpiece C calliscope L1, L2, L3, L4 convex lens (condensing lens) L5 reduction imaging optical system M1, M2, M3 Mirror with transmittance and reflectance of 50% and 50% M4, M5 100% reflection mirror
Claims (1)
分割して、一列の並列ビームを得る手段と、 前記並列ビームを集光する手段と、 この手段を通過したビームを多重反射させ、且つ１本の
線状ビームに合成する手段と、 前記線状ビームを縮小結像する手段とを有することを特
徴とする線状レーザビーム光学系。1. A means for dividing one laser beam into a plurality of beams to obtain a row of parallel beams; a means for condensing the parallel beams; A linear laser beam optical system, comprising: means for synthesizing a single linear beam; and means for reducing and imaging the linear beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060454A JPH10258383A (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Linear laser beam optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060454A JPH10258383A (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Linear laser beam optical system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10258383A true JPH10258383A (en) | 1998-09-29 |
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ID=13142741
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9060454A Withdrawn JPH10258383A (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Linear laser beam optical system |
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| JP (1) | JPH10258383A (en) |
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