川崎重工業は、主に薄膜太陽電池の製造向けレーザパターニング装置を開発したことを発表した。

現状のパターニング装置のスクライブ速度は2000mm/sec程度であり、太陽電池の低コスト化のためにはさらなる高速化が求められている。また、発電効率向上のために、スクライブ線の高品質化が期待されている。

今回同社が開発した装置は、特殊なレーザ照射装置と搬送部で構成されており、ガラス基板がレーザ照射装置上を通過すると同時に高速なスクライブ加工が可能となっているため、従来のガラス基板を停止させて往復動作をさせながらレーザを照射するスクライブ加工方式などと比べて、生産性の向上や高品質なスクライブ加工を実現することが可能となった。

同装置は、薄膜シリコン太陽電池の透明電極膜、シリコン膜、金属膜およびCIGS(化合物系)太陽電池の金属電極膜のパターニングを行う。装置外形寸法は3500mm×2300mm×1500mmで、最大基板サイズは1400mm×1100mmとなっている。

加工速度は従来方式の10～20倍となる10000～20000mm/secで、ガラス基板1枚のパターニングにおける加工時間を短縮するほか、通過型パネル送り方式により、ガラス基板を連続送りしながら高速で加工することで、タクトタイムを短縮できるとともに、製造ラインに組み込みやすくなる。さらに幅が均一で凹凸やバリの少ない滑らかな溝を加工できるため、非発電領域の最小化や発電効率の向上を実現できる。

同社では、今回開発したレーザパターニング装置と、すでに発売を開始している高圧ウォータジェット洗浄機を組み合わせ、システムとしても提供していく方針としている。

薄膜太陽電池製造ライン向けレーザパターニング装置

レーザパターニング装置のシステムイメージ