專利名稱：薄膜太陽能電池用缺陷修復(fù)用工具、裝置及缺陷修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及缺陷修復(fù)用工具，尤其涉及被設(shè)置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用于對在薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)行絕緣分離的缺陷修復(fù)用工具。此夕卜，本發(fā)明涉及具有缺陷修復(fù)用工具的缺陷修復(fù)用裝置，還涉及使用了缺陷修復(fù)用工具的缺陷修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
薄膜太陽能電池利用例如專利文獻(xiàn)1所示的方法制造。在該專利文獻(xiàn)1所記載的制造方法中，在玻璃等基板上形成由Mo (鉬)膜構(gòu)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(jié)構(gòu)化合物半導(dǎo)體膜的化合物半導(dǎo)體膜。接著，還將這些半導(dǎo)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(dǎo)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(chǎn)生針孔，由此有時會產(chǎn)生上部電極和下部電極短路等局部缺陷。因此，為了修復(fù)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(jìn)行絕緣分離的方法(參照專利文獻(xiàn)2和3)。專利文獻(xiàn)1日本實開昭63-16439號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2007-273933號公報專利文獻(xiàn)3國際公開公報W02010/023845A1在如專利文獻(xiàn)2和3所示那樣，通過激光修復(fù)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(chǎn)生新的缺陷。因此，考慮用由金剛石等硬質(zhì)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(nèi)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(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，不損壞美觀地修復(fù)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(fù)用工具被設(shè)置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用于對薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)行絕緣分離，該缺陷修復(fù)用工具具有柄部和刃尖部。柄部形成在一端側(cè)，被夾頭保持。刃尖部形成在另一端側(cè)，在前端具有加工用的刃。并且，刃尖部的刃以預(yù)定寬度形成在離開旋轉(zhuǎn)中心的位置處。在使用該缺陷修復(fù)用工具時，使工具的旋轉(zhuǎn)中心對準(zhǔn)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(fù)用工具旋轉(zhuǎn)。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(fù)用工具是在第1發(fā)明的缺陷修復(fù)用工具中，刃尖部的刃與旋轉(zhuǎn)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(yuǎn)離刃而接近柄部側(cè)。此處，刃以外的部分以逐漸遠(yuǎn)離刃的方式傾斜，因此與僅突出形成刃的情況相比， 刃的強(qiáng)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(fù)用工具是在第1或2發(fā)明的缺陷修復(fù)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(fù)用裝置用于對薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)行絕緣分離，該缺陷修復(fù)用裝置具有工作臺，其載置有作為缺陷修復(fù)對象的薄膜太陽能電池；頭；移動機(jī)構(gòu)，其用于使工作臺和頭在水平面內(nèi)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(fù)用工具，能夠在上下方向上移動，并且對缺陷修復(fù)用工具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在該裝置中，作為缺陷修復(fù)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(nèi)相對移動，使缺陷修復(fù)用工具對準(zhǔn)局部缺陷的位置。在該狀態(tài)下，使缺陷修復(fù)用工具下降來將刃按壓至電池基板的表面，并對缺陷修復(fù)用工具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)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(fù)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(fù)用工具；電動機(jī)，其用于使夾頭旋轉(zhuǎn)；接頭；以及按壓機(jī)構(gòu)，其用于以預(yù)定的負(fù)荷壓力將缺陷修復(fù)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(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相互連接成在上下方向移動自如且不能旋轉(zhuǎn)。此處，局部缺陷是在微小的區(qū)域產(chǎn)生的。因此，缺陷修復(fù)用工具非常細(xì)，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(xì)的工具與電動機(jī)直接連接，并使電動機(jī)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(jī)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(jī)，使得電動機(jī)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(fù)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(zhuǎn)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(jī)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(jìn)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(fù)方法用于對薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)行絕緣分離，該方法具有以下工序。(1)準(zhǔn)備刃尖部的刃以預(yù)定寬度形成在離開旋轉(zhuǎn)中心的位置處的缺陷修復(fù)用工具的工序。(2)使缺陷修復(fù)用工具旋轉(zhuǎn)，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(fù)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(fù)用裝置的外觀立體圖。圖2是所述裝置的頭的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明的一個實施方式的缺陷修復(fù)用工具的主視圖、側(cè)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(fù)用工具進(jìn)行加工的一例的圖。標(biāo)號說明1 工作臺；2 缺陷修復(fù)用工具；3 頭；16 夾頭；17 電動機(jī)；18 按壓機(jī)構(gòu)；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(fù)用裝置的外觀立體圖。[缺陷修復(fù)用裝置的整體結(jié)構(gòu)]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(fù)用工具2的多個頭3，該裝置還分別具有兩個攝像機(jī)4和監(jiān)視器5。工作臺1在水平面內(nèi)能夠在圖1的Y方向上移動。此外，工作臺1在水平面內(nèi)能夠旋轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)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(nèi)與Y方向垂直的方向。移動支撐機(jī)構(gòu)6具有一對支撐柱7a、 7b ；導(dǎo)桿8，其設(shè)置在一對支撐柱7a、7b之間；以及電動機(jī)10，其驅(qū)動形成在導(dǎo)桿8上的引導(dǎo)件9。如前所述，各頭3能夠沿著引導(dǎo)件9在X方向上移動。此外，在頭3上設(shè)置有未圖示的氣缸，頭3的整體能夠通過該氣缸上下運(yùn)動。兩個攝像機(jī)4分別被固定在臺座12上。各臺座12能夠沿著設(shè)置在支撐臺13上的在X方向上延伸的引導(dǎo)件14移動。兩個攝像機(jī)4能夠上下運(yùn)動，用各攝像機(jī)4拍攝的圖像顯示在對應(yīng)的監(jiān)視器5上。[頭]圖2提取頭3的主要部分進(jìn)行示出。該圖2所示的主要部分被裝配于沿著引導(dǎo)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(cè)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(fù)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(zhuǎn)的電動機(jī)17和按壓機(jī)構(gòu)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(shè)置的公知結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)圈抵接。夾頭16通過這種結(jié)構(gòu)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(jī)17的旋轉(zhuǎn)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。孔2 朝上端打開，狹縫 24b朝下方打開。并且，在孔Ma中插入電動機(jī)17的旋轉(zhuǎn)軸17a，旋轉(zhuǎn)軸17a被固定為不能旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，但是相互滑動自如。此外，保持架20具有朝進(jìn)深方向(圖2的右方)延伸的引導(dǎo)部20b、和從引導(dǎo)部 20b進(jìn)一步朝相同方向延伸的按壓用連接部20c。在頭框3a上設(shè)置有在上下方向上延伸的導(dǎo)軌沈。并且，引導(dǎo)部20b滑動自如地卡合于導(dǎo)軌沈。此外，在保持架20上設(shè)置有銷27， 并且在銷27上方的頭框3a上設(shè)置有桿觀，在銷27和桿觀之間設(shè)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(jī)構(gòu)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(qū)動該氣缸32，使保持架20和夾頭16升降。[缺陷修復(fù)用工具]圖3示出缺陷修復(fù)用工具2。圖3 (a)是工具2的主視圖，圖3 (b)是其側(cè)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(fù)用工具2形成為截面圓形的棒狀，在一端側(cè)具有柄部 35，在另一端側(cè)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(zhuǎn)中心線C為中心旋轉(zhuǎn)。刃尖部36的刃36a形成為與旋轉(zhuǎn)中心線C垂直，并且離開旋轉(zhuǎn)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(yù)定角度α。即，退刀部36b傾斜角度α，使得隨著遠(yuǎn)離刃36a而接近柄部側(cè)。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(fù)方法]首先，使用攝像機(jī)4和監(jiān)視器5，檢查基板上是否有局部缺陷。如果發(fā)現(xiàn)局部缺陷， 則通過移動機(jī)構(gòu)6移動頭3，進(jìn)行對位以使工具2的旋轉(zhuǎn)中心C到達(dá)局部缺陷的正上方。在進(jìn)行了以上那樣的對位后，驅(qū)動電動機(jī)17來使工具2旋轉(zhuǎn)。接著，驅(qū)動氣缸32 使夾頭16與保持架20 —起下降，使設(shè)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(yù)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(jī)17側(cè)的部件承受負(fù)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(shè)定的按壓負(fù)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(fù)荷， 設(shè)為需要的最小限度，能夠減少由于對工具2作用過大負(fù)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(jìn)行各種變形和修正。例如，缺陷修復(fù)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(zhuǎn)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(dǎo)體的薄膜太陽能電池，還能夠應(yīng)用于薄膜硅太陽能電池等使用了其他材質(zhì)的半導(dǎo)體的薄膜太陽能電池的缺陷修復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜太陽能電池的缺陷修復(fù)用工具，其被設(shè)置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用于對薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)行絕緣分離，其中，該缺陷修復(fù)用工具具有柄部，其形成在一端側(cè)，被所述夾頭保持；以及刃尖部，其形成在另一端側(cè)，在前端具有加工用的刃， 所述刃尖部的刃以預(yù)定寬度形成在離開旋轉(zhuǎn)中心的位置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復(fù)用工具，其中， 所述刃尖部的刃與旋轉(zhuǎn)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(yuǎn)離所述刃而接近所述柄部側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復(fù)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(fù)用裝置，其用于對薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)行絕緣分離，該缺陷修復(fù)用裝置具有工作臺，其載置作為缺陷修復(fù)對象的薄膜太陽能電池；頭，其具有權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的缺陷修復(fù)用工具，該頭能夠在上下方向上移動，并且對所述缺陷修復(fù)用工具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；以及移動機(jī)構(gòu)，其用于使所述工作臺和所述頭在水平面內(nèi)相對移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復(fù)用裝置，其中， 所述頭具有夾頭，其保持所述缺陷修復(fù)用工具； 電動機(jī)，其用于使所述夾頭旋轉(zhuǎn)；接頭，其將所述夾頭和所述電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相互連接成在上下方向移動自如且不能旋轉(zhuǎn)；以及按壓機(jī)構(gòu)，其用于以預(yù)定的負(fù)荷壓力將所述缺陷修復(fù)用工具按壓至所述薄膜太陽能電池的表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜太陽能電池的缺陷修復(fù)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(zhuǎn)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(fù)方法，用于對薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)行絕緣分離，在該缺陷修復(fù)用方法中，準(zhǔn)備刃尖部的刃以預(yù)定寬度形成在離開旋轉(zhuǎn)中心的位置處的缺陷修復(fù)用工具， 使所述缺陷修復(fù)用工具旋轉(zhuǎn)，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(fù)用工具、裝置及缺陷修復(fù)方法。本發(fā)明的課題在于不損害美觀地修復(fù)薄膜太陽能電池的局部缺陷。作為解決手段，該缺陷修復(fù)用工具是如下工具被設(shè)置于加工裝置的頭部的夾頭保持并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用于對薄膜太陽能電池上產(chǎn)生的局部缺陷進(jìn)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(cè)，被夾頭(16)保持。刃尖部(36)形成在另一端側(cè)，在前端具有加工用的刃(36a)。并且，刃尖部(36)的刃(36a)以預(yù)定寬度形成在離開旋轉(zhuǎn)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(quán)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