本發明涉及利用了伯努利效應的試樣保持裝置。本發明還涉及太陽能電池的制造方法。另外,本發明涉及太陽能電池模塊的制造方法。
背景技術:
在工業產品的制造過程中,大多具有如下的工序,即,將工件或原材料等的試樣抬起、或在裝置之間對試樣進行換置。
在將試樣抬起或在裝置之間進行換置的情況下,需要抓住試樣,因此具有如下的裝置即試樣保持裝置。
就試樣保持裝置,已知有:用機械手進行物理夾持的形式的裝置、利用了磁力的磁力卡盤、利用了真空的真空吸盤、利用了伯努利效應的伯努利卡盤等。
伯努利卡盤適于保持并抬起片材或基板那樣的薄且平滑的試樣。另外,伯努利卡盤可理論上非接觸地保持試樣,故而沒有油膜或污漬向試樣表面的附著、引起凹凸變化等弊端。因此對于由伯努利卡盤保持的試樣,保持帶來的損傷小,可適用于在后工序中具有濺射工序或鍍層加工工序那樣的情況。
但是其另一方面,伯努利卡盤具有如下的缺點,即,與真空吸盤等相比,吸附力差,特別是面方向的保持力弱。
即,伯努利卡盤具有與需保持的試樣相對的試樣保持面,在試樣保持面與試樣之間流過氣體從而產生負壓,因與大氣壓之差而將試樣吸附于試樣保持面側。
在伯努利卡盤中,在試樣保持面與試樣之間需要空氣氣流,在試樣保持面與試樣之間必須存在供空氣通過的空間,不能將試樣的整個面按壓到試樣保持面。
另外,在試樣保持面與試樣之間的空間難以形成阻止試樣向面方向移動的卡合部。
因此,在專利文獻1中提出了在試樣保持面的周面設有定位部件的伯努利卡盤。
在專利文獻1公開的伯努利卡盤300中,如圖15那樣,定位部件301在試樣保持面302的周面隔開間隔而設置。
關于專利文獻1中公開的定位部件301,其截面形狀如圖15那樣為三角形,具有傾斜面。專利文獻1中公開的定位部件301的前端部303尖銳。
需要說明的是,專利文獻1中公開的伯努利卡盤300保持試樣305并使其旋轉,不將試樣305抬起。因此,設置為試樣保持面302朝上,定位部件301也朝上。
另外,近年來,太陽能電池作為環境負荷低的能源而備受矚目。
太陽能電池內置有由半導體接合等構成的光電轉換部。
在對太陽能電池等的半導體基板或玻璃基板進行搬運的情況下,有時利用伯努利卡盤,由伯努利卡盤對半導體基板等進行吸附保持,將半導體基板等抬起并進行搬運。
專利文獻1:(日本)特開平9-129587號公報
技術實現要素:
如前述,伯努利卡盤可在非接觸狀態下對半導體基板進行吸附保持,故而在半導體基板的表面不會產生劃痕或油膜、污漬的附著、凹凸變化。
然而,當在本申請人的試制工廠對伯努利卡盤進行試制,將半導體基板抬起而從一個裝置換置到下一工序的裝置,對太陽能電池進行量產試制時,在數個太陽能電池產生微小的劃痕。劃痕在太陽能電池的半成品階段不會被肉眼注意到。但是上述劃痕在成為最終產品時可由肉眼確認到。
調查的結果,該劃痕是在用伯努利卡盤對作為試樣的半導體基板進行吸附時,與定位部件301接觸而產生的。
以下進行說明。
本發明人所試制的伯努利卡盤200的形狀大致如圖13所示。本發明人所試制的伯努利卡盤200中,為了防止在用伯努利卡盤對半導體基板(具體的是結晶硅基板)10進行保持時試樣向面方向移動,如圖13那樣地在試樣保持面201的周圍配置了定位部件202。定位部件202的形狀參考了專利文獻1的構造。即,雖然專利文獻1中公開的伯努利卡盤300并非用于抬起試樣,用途不同,但在設計本試制的定位部件202時將其作為參考。
定位部件202的有效部分m的截面形狀如圖13的放大圖那樣為五邊形。
定位部件202為立體的部件,如圖13、14所示,比試樣保持面201更向下側突出的有效部分m由內向面a、外向面b、向下面c、側面d圍成。
內向面a是朝向內側(試樣保持面201側)的面。外向面b是構成內向面a的背面側的面,是朝向外側(相對于試樣保持面201相反的相反側)的面。
向下面c是將內向面a和外向面b相連且與試樣保持面201平行地擴展的面。
側面d是將內向面a、外向面b及向下面c相連的面,是沿相對于試樣保持面201垂直地交叉的方向擴展的面。
所述內向面a由與半導體基板10的端邊接觸的傾斜狀的接觸面aa、和將試樣保持面201的邊部和接觸面aa相連的空間形成壁面ab構成。空間形成壁面ab相對于試樣保持面201垂直,是不同于接觸面aa的平面。
因此更正確的是,定位部件202的有效部分m由接觸面aa、空間形成壁面ab、外向面b、向下面c、側面d圍成。
因此,相鄰的兩面所相接的部分成為棱線狀。試制品的定位部件202中,存在以下六種棱線。
(1)接觸面aa和空間形成壁面ab相接的棱線aa-ab
(2)接觸面aa和向下面c相接的棱線aa-c
(3)外向面b和向下面c相接的棱線b-c
(4)內向面a和側面d相接的兩列棱線a-d
(5)外向面b和側面d相接的兩列棱線b-d
(6)向下面c和側面d相接的兩列棱線c-d
其中,空間形成壁面ab為不同于接觸面aa的平面,故而內向面a和側面d相接的兩列棱線a-d彎折。因此正確的是,棱線a-d被分成空間形成壁面ab和側面d相接的棱線ab-d、和接觸面aa和側面d相接的棱線aa-d。
另外,在三面相接的位置出現角部。試制品的定位部件202中具有以下三個角部。
(7)接觸面aa、向下面c和側面d產生的兩個角部aa-c-d
(8)外向面b、向下面c和側面d產生的兩個角部b-c-d
(9)接觸面aa、空間形成壁面ab和側面d產生的兩個角部aa-ab-d
試制的定位部件202中,六種棱線和三種角部均尖銳。
即,接觸面aa和空間形成壁面ab不是平緩地相連,兩者之間的棱線aa-ab帶棱角。
換言之,接觸部(接觸面aa)的試樣保持面ab側的端部帶棱角。
另外,接觸面aa與向下面c之間的棱線aa-c也帶棱角。換言之,接觸部(接觸面aa)的距試樣保持面201遠的一側的端部(棱線aa-c)帶棱角。
另外,外向面b和向下面c相接的棱線b-c也帶棱角。換言之,外向面b的距試樣保持面201遠的一側的端部(棱線b-c)也帶棱角。再換言之,外向面b的前端側的端部(棱線b-c)也帶棱角。
進而,內向面a和各側面d相接的兩列棱線a-d也帶棱角。換言之,由內向面a和側面d構成的角部(棱線a-d)也帶棱角。
另外,外向面b和側面d相接的兩列棱線b-d也帶棱角。換言之,由內向面b和側面d構成的角部(棱線b-d)也帶棱角。
另外,向下面c和側面d相接的棱線c-d也帶棱角。換言之,由向下面c和側面d構成的角部(棱線c-d)也帶棱角。
另外,接觸面aa、向下面c和側面d產生的角部aa-c-d也帶棱角。換言之,由接觸面aa、向下面c和側面d構成的角部(角部aa-c-d)也帶棱角。
外向面b、向下面c和側面d產生的角部b-c-d也帶棱角。換言之,由外向面b、向下面c和側面d構成的角部(角部b-c-d)也帶棱角。
接觸面aa、空間形成壁面ab和側面d產生的角部aa-ab-d也帶棱角。換言之,棱線aa-ab和側面d的交叉部(角部aa-ab-d)也帶棱角。
即,本發明人所試制的定位部件202雖是由不同平面圍成的立體形狀,但相鄰的面均不是平緩地相連,面彼此的接合部帶棱角。
另一方面,在用伯努利卡盤200對半導體基板10進行保持時,通過機器人等將伯努利卡盤200靠近半導體基板10,空氣從中央的孔223流出而在半導體基板10與試樣保持面201之間形成空氣氣流,將兩者之間設為負壓,并將半導體基板10吸引到試樣保持面201側。
在此,在將伯努利卡盤200靠近半導體基板10時,半導體基板10的中心應與試樣保持面201的中心一致,并且半導體基板10的x方向軸和y方向軸應分別與試樣保持面201的x方向軸和y方向軸一致(參照圖1),但有時也會稍稍偏移。因此,在將半導體基板10吸引到試樣保持面201側時,半導體基板10有時會與定位部件202的傾斜狀的接觸面aa以外的部分接觸。
另外,即使中心軸或x方向軸、y方向軸一致,但有時在半導體基板10上浮時姿勢傾斜,半導體基板10與定位部件202的接觸面aa以外的部分接觸。
然后,當半導體基板10與定位部件202的接觸面aa以外的部分且帶棱角的部分接觸時,半導體基板10因摩擦而稍受損傷,在后工序中產生不良。
另外,在半導體基板10的面積在一定程度上大且薄的情況下,具有被伯努利卡盤200保持時損傷大的傾向。即,在半導體基板10的面積在一定程度上大且薄的情況下,半導體基板10容易撓曲。然后,在半導體基板10撓曲的情況下,半導體基板10在與帶棱角部分接觸時難以脫離,具有受損面積擴大的傾向。
特別地,在使用了結晶硅基板的情況下,該傾向顯著,半導體基板10在與帶棱角部分接觸時難以脫離,受損面積容易擴大。
例如,在包括具有異質結的結晶硅基板的太陽能電池,且由不超過攝氏200度程度的低溫工藝生產的異質結太陽能電池中,幾乎不能期待加熱工序中的損傷緩和效果,故而具有被伯努利卡盤200保持時的損傷大這樣的問題。
因此,本發明將解決上述問題作為課題,其課題在于提供不會對半導體基板10等試樣造成損傷的試樣保持裝置。其課題還在于提供使用了試樣保持裝置的太陽能電池的制造方法、及太陽能電池模塊的制造方法。
用于解決上述課題的方式為如下的試樣保持裝置,即,將具備半導體基板的太陽能電池的半成品設為需保持并抬起的試樣,具有與所述試樣相對的試樣保持面,在所述試樣保持面與試樣之間流過氣體從而產生負壓,通過該負壓將試樣吸引到試樣保持面側,在與試樣保持面接近的位置對試樣進行保持,具有阻止試樣向試樣保持面的面方向移動的定位部件,所述定位部件設于所述試樣保持面的周部,所述定位部件具有在保持了試樣的狀態時或在試樣偏移時與試樣的一部分接觸的接觸部,其中,如下的部位帶有圓弧或為倒角形狀:
(1)接觸部或與接觸部平緩地連續的部位的距試樣保持面遠的一側的端部;
(2)在接觸部的背面側具有外向部,該外向部的前端側的端部。(1)接觸部或與接觸部平緩地連續的部位的距試樣保持面遠的一側的端部。
需要說明的是,“在接觸部的背面側具有外向部,該外向部的前端側的端部”為“在接觸部的背面側具有外向部,該外向部的距試樣保持面遠的一側的端部”。
另外,解決同樣課題的其他方式為如下的試樣保持裝置,即,將具備半導體基板的太陽能電池的半成品設為需保持并抬起的試樣,具有與所述試樣相對的試樣保持面,在所述試樣保持面與試樣之間流過氣體從而產生負壓,通過該負壓將試樣吸引到試樣保持面側,在與試樣保持面接近的位置對試樣進行保持,其具有阻止試樣向試樣保持面的面方向移動的定位部件,所述定位部件設于所述試樣保持面的周部,所述定位部件具有在保持了試樣的狀態時或在試樣偏移時與試樣的一部分接觸的接觸部,其中,如下的任一部位帶有圓弧或為倒角形狀:
(1)接觸部或與接觸部平緩地連續的部位的試樣保持面側的端部;
(2)接觸部或與接觸部平緩地連續的部位的距試樣保持面遠的一側的端部;
(3)在接觸部的背面側具有外向部,該外向部的前端側的端部;
(4)具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述側部、和接觸部或與接觸部平緩地連續的部位構成的角部;
(5)在接觸部的背面側具有外向部,具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述外向部和側部構成的角部;
(6)具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且相對于試樣保持面在平行方向或者傾斜的方向上擴展的向下部、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述向下部和側部構成的角部;
(7)具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且相對于試樣保持面在平行方向或者傾斜的方向上擴展的向下部、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述向下部、側部和接觸部或與接觸部平緩地連續的部位構成的角部;
(8)在接觸部的背面側具有外向部,具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且相對于試樣保持面在平行方向或者傾斜的方向上擴展的向下部、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述外向部、向下部和側部構成的角部;
(9)具有接觸部或與接觸部平緩地連續的部位的試樣保持面側的端部相連的棱線、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,所述棱線與側部的交叉部。
在此,“具備半導體基板的太陽能電池的半成品”是包括“硅片以外的半導體基板的單體、作為太陽能電池的半成品的硅片以外的半導體基板的單體、在半導體基板上層積了任意層的基板、在半導體基板上層積了任意層的基板的太陽能電池的半成品”的概念。
此外,在將結晶硅用作半導體基板的情況下特別容易產生破損,故而優選設為本方式的構成,作為使用結晶硅的情況,具有結晶系太陽能電池(擴散型)或異質結太陽能電池,但由于異質結太陽能電池形成硅系薄膜層,故而對沖擊等更敏感,故而更優選本方式。
即,包括具有異質結的結晶硅基板的太陽能電池且以不超過攝氏200度程度的低溫工藝生產的異質結太陽能電池中,幾乎不能期待加熱工序中的損傷緩和效果。這樣,異質結太陽能電池具有被伯努利卡盤保持時容易殘留損傷這樣的問題,故而更優選使用本方式。
上述方式將試樣接觸的可能性高的部位設為帶有圓弧的形狀、或者設為倒角形狀。
因此,例如即使試樣產生接觸,也不會對試樣造成損傷。
優選的是,定位部件為立體的形狀,具有構成接觸部的接觸面。
根據本方面,試樣與定位部件線接觸,不會對試樣施加局部的作用力。
優選的是,接觸部為向試樣保持面側傾斜的傾斜面。
在本方面,由于接觸部為向試樣保持面側傾斜的傾斜面,故而在試樣被吸引到試樣保持面側時,可維持試樣與試樣保持面之間的平行性。
優選的是,接觸部由動摩擦系數不到0.2的材料制成。
本方面的試樣保持裝置的接觸部的動摩擦系數小,故而即使試樣接觸而摩擦,也不會對試樣造成損傷。
優選的是,作為需保持對象的試樣的半導體基板為硅基板,其厚度為50μm~200μm。
硅基板在為50μm~200μm的情況下容易撓曲,在與定位部件接觸時容易受到損傷。但是根據本方面的試樣保持裝置,即使是厚度為50μm~200μm的硅基板,在保持時發生接觸也難以受到損傷。更優選硅基板為50μm~170μm的情況,進一步優選50μm~150μm以下的情況。
如下的部位優選帶有圓弧或為倒角形狀。
(1)具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且相對于試樣保持面在平行方向或者傾斜的方向上擴展的向下部、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述向下部、側部和接觸部或與接觸部平緩地連續的部位構成的角部;
(2)在接觸部的背面側具有外向部,具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且相對于試樣保持面在平行方向或者傾斜的方向上擴展的向下部、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述外向部、向下部和側部構成的角部。
如下的部位帶有圓弧或為倒角形狀:
(1)具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述側部、和接觸部或與接觸部平緩地連續的部位構成的角部;
(2)在接觸部的背面側具有外向部,具有同與接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述外向部和側部構成的角部。
與太陽能電池的制造方法相關的方式為如下的太陽能電池的制造方法,該太陽能電池具有半導體基板或半導體層,其中,具有通過上述的試樣保持裝置對作為太陽能電池的半成品的半成品太陽能電池基板進行保持的基板保持工序。
根據本方面,太陽能電池板的成品率提升。
優選的是,在基板保持工序之后,具有在該基板上形成透明導電膜的工序。
根據本發明人的經驗,在將透明導電膜制膜的工序中容易產生不良。出于該經驗,在形成透明導電膜前的工序中具有基板保持工序的情況下,優選使用本方面的試樣保持裝置。進而在之后進行了鍍層加工時,若具有損傷則會導致鍍料向不希望的部分析出,但在經過了本方面的工序后進行鍍層加工的情況下,可抑制鍍料向不希望的部分析出。
在對太陽能電池被密封材料密封的太陽能電池模塊進行制造的太陽能電池模塊的制造方法中,優選所述太陽能電池通過上述太陽能電池的制造方法被制造。
本發明的試樣保持裝置具有對試樣造成的損傷少這樣的效果。另外,根據本發明的太陽能夠電池的制造方法,太陽能電池的成品率提升。根據本發明的太陽能電池模塊的制造方法,太陽能電池模塊的成品率提升。
附圖說明
圖1是本發明實施方式的試樣保持裝置及作為試樣的半導體基板的立體圖;
圖2是圖1的a-a剖面圖及其局部放大圖;
圖3是圖1的試樣保持裝置的定位部件的立體圖,(a)、(b)、(c)各自的觀察角度不同;
圖4是本發明另一實施方式的試樣保持裝置的局部剖面放大圖;
圖5是本發明又一實施方式的試樣保持裝置的局部剖面放大圖;
圖6是本發明又一實施方式的試樣保持裝置的局部剖面放大圖;
圖7是本發明又一實施方式的試樣保持裝置的局部剖面放大圖;
圖8是本發明又一實施方式的試樣保持裝置的局部剖面放大圖;
圖9是太陽能電池的剖面圖;
圖10是制造圖9的太陽能電池時的各制造工序的說明圖,(a)是形成了各硅層后的剖面圖,(b)是形成了各透明電極層后的剖面圖,(c)是形成了基底電極層后的剖面圖;
圖11是太陽能電池模塊的立體圖;
圖12是圖11的太陽能電池模塊的分解立體圖;
圖13是本發明人所試制的試樣保持裝置的剖面圖及其局部放大圖;
圖14是圖13的試樣保持裝置的定位部件的立體圖,(a)、(b)、(c)各自的觀察角度不同;
圖15是專利文獻1公開的試樣保持裝置的剖面圖。
標記說明
1:試樣保持裝置
2:主體部
3:定位部件
5:試樣保持面
32、22:端子盒
35:太陽能電池模塊
a:內向面
b:外向面
c:向下面
d:側面
aa-ab:棱線
aa-c:棱線
b-c:棱線
a-d:棱線
b-d:棱線
c-d:棱線
具體實施方式
以下,說明本發明的實施方式。需要說明的是,本發明不限于以下的實施方式。
本實施方式的試樣保持裝置1為伯努利卡盤,由主體部2和定位部件3構成。
主體部2為大致正方形的板,在中心部連接有空氣導入管4。如圖2所示,空氣導入管4與公知的伯努利卡盤同樣,從附圖上部側起連通至下部側。
主體部2的附圖下面側為平坦面,起到試樣保持面5的功能。
試樣保持面5的面積比作為試樣的半導體基板10的面積略小。此外,半導體基板10為太陽能電池的半成品。半導體基板10的厚度為50μm~200μm,在受到外力時撓曲。此外,在基板10的一方或兩方具有紋理的情況下,上述的厚度以紋理的突端為基準進行測定。
在本實施方式中,在主體部2的各邊各設有一個定位部件3。
定位部件3由摩擦系數不到0.2的樹脂制成。
作為定位部件3的材料,可舉出聚四氟乙烯樹脂(pife)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物樹脂(pea)、超高分子聚乙烯樹脂(upe)、硬質聚乙烯樹脂(pe)、聚縮醛樹脂(pom)等。
最推薦的材料為摩擦系數較小的聚四氟乙烯樹脂(pife)。
定位部件3的形狀大致與上述試制品的定位部件202相同。因此對同一部位標注同一標記。
本實施方式的定位部件3與試制品的定位部件202的不同之處在于,沒有帶棱角的部分。即,本實施方式中采用的定位部件3的角部或面彼此相接的部分均帶有圓弧。
更具體地,設有r2以上的倒角。更優選地為r5以上的倒角,但只要在r1以上即可產生發明的效果。
即,定位部件3為立體的部件,比試樣保持面5更向下側突出的有效部分如圖2那樣地由朝向內側(試樣保持面5側)的內向面a、朝向外側(相對于試樣保持面5相反的相反側)的外向面b、將內向面a和外向面b相連且與試樣保持面5平行地擴展的向下面c、將內向面a、外向面b及向下面c相連的側面d圍成。外向面b相對于內向面(包括接觸部在內)a處于背面側。
如圖2的放大圖那樣,定位部件3的有效部分m的截面形狀為五邊形。
內向面a由傾斜面aa和空間形成壁面ab構成。空間形成壁面ab是將傾斜面aa和試樣保持面5的邊部相連的平面。
傾斜面aa的傾斜方向朝向試樣保持面5側。即,傾斜面aa和空間形成壁面ab所成的角度為鈍角。因此本實施方式中,雖然在主體部2的各邊各設置一個定位部件3,但與試樣保持面5平行且由全部定位部件3的傾斜面aa圍成的四邊形的面積越靠近試樣保持面5越小。在本實施方式中,傾斜面aa為平面且不彎曲。即,一個定位部件3的傾斜面aa和處于相對位置的定位部件3的傾斜面aa朝向試樣保持面5錐狀地收斂。
在本實施方式中,傾斜面aa的一部分或全部為接觸面(接觸部)。即,接觸面(接觸部)是在保持了作為試樣的半導體基板10的狀態時或半導體基板10產生偏移時與半導體基板10的一部分接觸的部分。半導體基板10能否接觸與半導體基板10的大小或形狀有關,不能說全部傾斜面aa是接觸面(接觸部)。但是在本實施方式中,由于傾斜面aa形成一個平面,故而即使對到哪里為止是接觸面(接觸部)、從哪里開始有差異進行限定,也沒有實質上的意義。傾斜面aa至少是“接觸部或與接觸部平緩地連續的部位”。
以下,為了避免混亂,對傾斜面aa的全部為接觸面(接觸部)進行說明。
如前述的那樣,本實施方式中采用的定位部件3的形狀大致與上述試制品的定位部件202相同。因此關于本實施方式的定位部件3,也存在以下六種棱線。
(1)接觸面aa和空間形成壁面ab相接的棱線aa-ab
(2)接觸面aa和向下面c相接的棱線aa-c
(3)外向面b和向下面c相接的棱線b-c
(4)內向面a和側面d相接的兩列棱線a-d
(5)外向面b和側面d相接的兩列棱線b-d
(6)向下面c和側面d相接的兩列棱線c-d
另外,空間形成壁面ab為不同于接觸面aa的平面,故而內向面a和兩個側面d相接的兩列棱線a-d彎折。因此正確的是,棱線a-d被分成空間形成壁面ab和側面d相接的棱線ab-d、和接觸面aa和側面d相接的棱線aa-d。
關于本實施方式的定位部件3,也在三面相接的位置出現角部。本實施方式的定位部件3也具有以下的三種角部。
(7)接觸面aa、向下面c和側面d產生的兩個角部aa-c-d
(8)外向面b、向下面c和側面d產生的兩個角部b-c-d
(9)接觸面aa、空間形成壁面ab和側面d產生的兩個角部aa-ab-d
上述的空間形成壁面ab相對于試樣保持面5垂直,為不同于傾斜面(接觸面)aa的平面。即,在傾斜面aa和空間形成壁面ab具有角部(棱線)aa-ab。但在本實施方式中,在角部aa-ab形成有倒角。
換言之,接觸部(傾斜面aa)的試樣保持面5側的端部帶有圓弧。
另外,接觸面aa與向下面c之間的棱線aa-c也帶有圓弧。換言之,接觸部(接觸面aa)的距試樣保持面5遠的一側的端部(棱線aa-c)帶有圓弧。
另外,外向面b和向下面c相接的棱線b-c也帶有圓弧。換言之,外向面b的距試樣保持面5遠的一側的端部(棱線b-c)也帶有圓弧。再換言之,外向面b的前端側的端部(棱線b-c)也帶有圓弧。
進而,內向面a和兩個側面d相接的兩列棱線a-d也帶有圓弧。換言之,由內向面a和側面d構成的角部(棱線a-d)也帶有圓弧。
另外,外向面b和側面d相接的兩列棱線b-d也帶有圓弧。換言之,由內向面b和側面d構成的各角部(棱線b-d)也帶有圓弧。
另外,向下面c和側面d相接的棱線c-d也帶有圓弧。換言之,由向下面c和側面d構成的各角部(棱線c-d)也帶有圓弧。
另外,接觸面aa、向下面c和側面d產生的角部aa-c-d也帶有圓弧。換言之,由接觸面aa、向下面c和側面d構成的角部(角部aa-c-d)也帶有圓弧。
外向面b、向下面c和側面d產生的角部b-c-d也帶有圓弧。換言之,由外向面b、向下面c和側面d構成的角部(角部b-c-d)也帶有圓弧。
接觸面aa、空間形成壁面ab和側面d產生的角部aa-ab-d也帶有圓弧。換言之,棱線aa-ab和側面d的交叉部(角部aa-ab-d)也帶有圓弧。
即,本實施方式中采用的定位部件3雖是由不同的平面圍成的立體形狀,但相鄰的面均平緩地相連。
另外,本實施方式中采用的定位部件3雖是由不同的平面圍成的立體形狀,但相鄰的面由帶有圓弧的面相連,面彼此的接合部帶有圓弧。
在通過本實施方式的試樣保持裝置1將半導體基板10保持并抬起的情況下,通過機器人等將試樣保持裝置1靠近半導體基板10,空氣從中央的孔17流出而在半導體基板10與試樣保持面5之間形成空氣氣流,將兩者之間設為負壓,并將半導體基板10吸引到試樣保持面5側。
在此,在將試樣保持裝置1靠近半導體基板10時,有時也會有半導體基板10的中心與試樣保持面的中心、或半導體基板10的x方向軸和y方向軸與試樣保持面5的各軸不一致的情況,但本實施方式中,由于一個定位部件3的傾斜面aa和處于相對位置的定位部件3的傾斜面aa為朝向試樣保持面5側錐狀收斂的形狀,故而在向試樣保持面5側吸引半導體基板10時,半導體基板10與試樣保持面5的中心逐漸一致,兩者的x方向軸和y方向軸也變得一致。
另外,在通過試樣保持裝置1對半導體基板10進行保持時,有時會有半導體基板10與定位部件3的角部(棱線或角部)接觸的情況,但本實施方式中,由于在各角部設有倒角,故而不會對半導體基板10造成刮傷。另外,由于定位部件3的摩擦系數小,故而即使半導體基板10與其產生接觸,半導體基板10也會滑過,半導體基板10的損傷小。
在以上說明的實施方式中,定位部件3的有效部分m的截面形狀為圖2的放大圖那樣的五邊形,但定位部件3的有效部分m的截面形狀不限于該形狀。
例如,如圖4那樣,截面形狀也可以為梯形。在圖4所示的定位部件30中,比試樣保持面5更向下側突出的有效部分m由內向面a、朝向外側(與試樣保持面5相反的相反側)的外向面b、將內向面a、外向面b相連的側面(未圖示)圍成,沒有向下面。而且在內向面a具有傾斜面(接觸部)aa。傾斜面(接觸部)aa的距試樣保持面5遠的一側的端部(角部20)帶有圓弧。即,棱線aa-b帶有圓弧。
對與上述實施方式相同的構成部分標注相同的標記并省略重復的說明。對于以下的實施方式也相同。
圖5所示的定位部件31表示厚度厚,傾斜面(接觸部)a與外向面之間的間隔寬的例子。即使在本實施方式中,傾斜面(接觸部)a的距試樣保持面5遠的一側的端部(角部20)也帶有圓弧。即,棱線aa-b帶有圓弧。
另外,在上述實施方式中,接觸部a均為傾斜的平面,但如圖6所示的定位部件32那樣,也可以為圓弧面狀的傾斜面e。
另外,在上述實施方式中,表示了均以圓弧面將角部(棱線和角部)相連的例子,但也可以是如圖7那樣地以多邊形來形成角部。另外也可以如圖8那樣地為倒角部。其中,在代替圓弧面而設為倒角形狀的情況下,相鄰各面所成的角度需要設為接近180度的鈍角。例如,相鄰各面所成的角度θ(theta)優選為160度以上。
在以上說明的實施方式中,在定位部件3的有效部分m完全沒有帶棱角的部位。雖然最推薦像這樣完全沒有帶棱角的部位的結構,但也沒有必要一定消除所有的角等的角。
關于消除帶棱角部分的優先順序如下。
應第一優先的組
(2)接觸面aa和向下面c相接的棱線aa-c
(3)外向面b和向下面c相接的棱線b-c
即,最優先在“接觸部或與接觸部平緩地連續的部位的距試樣保持面遠的一側的端部”、和“在接觸部的背面側具有外向部,該外向部的距試樣保持面遠的一側的端部(外向部的前端側的端部)”消除帶棱角的部分。
應第二優先的組
(7)接觸面aa、向下面c和側面d產生的兩個角部aa-c-d
(8)外向面b、向下面c和側面d產生的兩個角部b-c-d
即,第二優先在“具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且相對于試樣保持面在平行方向或者傾斜的方向上擴展的向下部、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述向下部、側部、和接觸部或與接觸部平緩地連續的部位構成的角部”、“在接觸部的背面側具有外向部,具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且相對于試樣保持面在平行方向或者傾斜的方向上擴展的向下部、和同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述外向部、向下部、和側部構成的角部”消除帶棱角的部分。
應第三優先的組
(4)內向面a和側面d相接的兩列棱線a-d
(5)外向面b和側面d相接的兩列棱線b-d
即,第三優先在“具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉的方向上擴展的側部,且由所述側部、和接觸部或與接觸部平緩地連續的部位構成的角部”、“在接觸部的背面側具有外向部,具有同接觸部交叉或同與接觸部平緩地連續的部位交叉且在相對于試樣保持面交叉方向上擴展的側部,且由所述外向部、和側部構成的角部”消除帶棱角的部分。
接著,對可通過本發明的第一實施方式的太陽能電池的制造裝置1進行制造的太陽能電池100進行說明。
太陽能電池100為將結晶硅基板作為支承基板的結晶硅太陽能電池,具體地,為異質結結晶硅太陽能電池(以下,也稱作“異質結太陽能電池”)。
如圖9所示,太陽能電池100在光電轉換基板102的單側主面(第一主面)上具備集電極105。另外,太陽能電池100在光電轉換基板102的另一方的主面(第二主面)上具備背面電極層106。
光電轉換基板102為可將光能轉換成電能的光電轉換部,為呈面狀擴展的板狀基板。
光電轉換基板102在結晶硅基板110的兩面上層積多層而形成,作為整體,具備pin結或pn結。
具體地,如圖9所示,光電轉換基板102在n型單結晶硅基板110的一主面(光入射側的面)上層積有i型非晶硅系薄膜111、p型非晶硅系薄膜112、及第一透明電極層113(透明導電性氧化物層)。
另外,光電轉換基板102在n型單結晶硅基板110的另一主面(背面側的面)上層積有i型非晶硅系薄膜115、n型非晶硅系薄膜116、及第二透明電極層117(透明導電性氧化物層)。
如圖9所示,光電轉換基板102在n型單結晶硅基板110的兩面形成有紋理構造,其紋理構造反映在其外側的層,作為整體在光電轉換基板102的兩面形成有紋理構造。
n型單結晶硅基板110是半導體基板,是含有用于向硅原子導入電子的原子(例如,磷)的單結晶硅基板。
i型非晶硅系薄膜111是半導體層,是未添加磷或硼等雜質的本征硅層,例如,可采用由硅和氫構成的i型氫化非晶硅層。
i型非晶硅系薄膜115是半導體層,是未添加磷或硼等雜質的本征硅層,例如,可采用由硅和氫構成的i型氫化非晶硅層。
p型非晶硅系薄膜112是半導體層,是含有向硅原子導入空穴的原子(例如,硼)的硅層,例如,可采用p型氫化非晶硅層或p型非晶硅碳化物層、p型非晶硅氧化物層等。
n型非晶硅系薄膜116是半導體層,是含有向硅原子導入電子的原子(例如,磷)的硅層,例如,可采用n型非晶硅層等。
第一透明電極層113是透明導電膜,是具有透光性和導電性的層。
作為第一透明電極層113的構成材料,只要具有透光性和導電性即可,沒有特別限定,例如,可由氧化銦錫(ito)、氧化銦鋅(izo)、氧化錫(sno2)、氧化鋅(zno)等透明導電性氧化物形成
此外,第一透明電極層113也可以是向上述透明導電性氧化物添加了摻雜劑。
第二透明電極層117是透明導電膜,是具有透光性和導電性的層。
第二透明電極層117只要具有透光性和導電性即可,沒有特別限定,例如,可由氧化銦錫(ito)、氧化銦鋅(izo)、氧化錫(sno2)、氧化鋅(zno)等透明導電性氧化物形成。
此外,第二透明電極層117可以是向上述透明導電性氧化物添加了摻雜劑。
接著,說明第一實施方式的太陽能電池100的制造方法的概要。
太陽能電池100使用未圖示的濺射裝置、cvd裝置、鍍層加工裝置等而制造,在這些裝置之間移載作為試樣的基板時,可活用本實施方式的試樣保持裝置1。
通過未圖示的工序,對形成有紋理構造的n型單結晶硅基板110(以下,將由n型單結晶硅基板110加工而成的基板及n型單結晶硅基板110上的層積體包含在內,稱作半成品太陽能基板101)進行制造。然后,通過本實施方式的試樣保持裝置1保持該半成品太陽能基板101,直接地或并用其他的輸送裝置而將半成品太陽能電池基板101安裝到未圖示的cvd裝置。即,在制造工序中,具有通過試樣保持裝置1對半成品太陽能電池基板101進行保持的基板保持工序。
然后,在cvd裝置內,如圖10(a)所示,通過等離子體cvd法,在n型單結晶硅基板110的正反面形成硅系薄膜111、112、115、116。
即,在n型單結晶硅基板110的一主面側的面上形成i型非晶硅系薄膜111及p型非晶硅系薄膜112,在另一主面側的面上形成i型非晶硅系薄膜115及n型非晶硅系薄膜116(硅層形成工序)。
然后,當在n型單結晶硅基板110上形成硅系薄膜111、112、115、116時,半成品太陽能電池基板101被移載到濺射裝置。
在該情況下也通過本實施方式的試樣保持裝置1保持半成品太陽能電池基板101,直接地或并用其他輸送裝置而將半成品太陽能電池基板101安裝到未圖示的濺射裝置。在濺射裝置內,如圖10(b)所示,在半成品太陽能電池基板101的正反面形成透明電極層113、117。
即,在光電轉換基板102的p型非晶硅系薄膜112上形成第一透明電極層113,在半成品太陽能電池基板101的n型非晶硅系薄膜116上形成第二透明電極層117(透明電極層形成工序)。
半成品太陽能電池基板101之后被從濺射裝置輸送到印刷裝置。在該情況下也伴隨著通過本實施方式的試樣保持裝置1對半成品太陽能電池基板101進行保持的基板保持工序。
然后,在印刷裝置內,如圖10(c)所示,在半成品太陽能電池基板101的表面通過絲網印刷形成基底電極層107。之后,在半成品太陽能電池基板101上設置未圖示的絕緣層,(在基底電極層上具有開口部),在基底電極層上形成鍍層而形成集電極105。
此外,作為集電極或背面電極層,可以印刷漿料,也可以通過鍍層加工法形成鍍層。例如作為集電極,也可以在形成基底電極層107后形成鍍層。該情況下,在使用了本發明的保持裝置的情況下可抑制鍍料向不希望部位的析出,故而優選。作為背面電極層,圖9中使用了在整個背面制膜的圖,但也可以為表面側的集電極那樣的圖案狀。
如上述那樣地使半成品太陽能電池基板101移動時,使用了本實施方式的試樣保持裝置1,但顯然也可以并用其他構造的試樣保持裝置。
然而,在通過濺射法快要形成透明電極層113、117之前,優選使用本實施方式的試樣保持裝置1。
此外,透明電極層113、117不限于通過濺射法形成,也可通過離子鍍法制膜;集電極也不僅通過印刷或鍍層形成,也可通過兩者的任一方或濺射法制作。
本實施方式的試樣保持裝置1的使用在快要將透明電極層形成前最優,但也可以在快要將硅系薄膜形成前。
即,雖然在n型單結晶硅基板110上形成硅系薄膜111、112、115、116,但經驗上,優選在保持該狀態的半成品太陽能電池基板101時使用試樣保持裝置1。
另外,在將透明電極層113、117成膜后使半成品太陽能電池基板101移動時,也優選使用本實施方式的試樣保持裝置1。特別是,對于異質結太陽能電池,通常硅基板110或硅系薄膜111、112、115、116敏感而容易受到損傷,當受到損傷時,在之后實施鍍層加工等的情況下有時會產生不良,故而優選使用本實施方式的試樣保持裝置1。
除此以外,異質結太陽能電池通常具有透明電極層113、117,且該透明電極層113、117薄至10~140nm左右,故而透明電極層113、117也容易受到損傷。出于這樣的理由,在將透明電極層113、117成膜后使半成品太陽能電池基板101移動時,也推薦使用本實施方式的試樣保持裝置1。
在上述的制造方法中,在第一透明電極層113設置基底電極層107,進而在基底電極層107上形成鍍層,但也可以在第一透明電極層113直接設置鍍層。
另外,在本實施方式中說明了在受光面側具有集電極的方式,但也可以在受光面側沒有集電極而只具有背面電極層。
通過本實施方式的太陽能電池的制造方法制造的太陽能電池安裝有其他的附屬部件而模塊化。
圖11是使用了由本實施方式的太陽能電池的制造方法制造的太陽能電池33的太陽能電池模塊35。太陽能電池模塊35中,在兩張玻璃板38、39(圖12)之間封入有多個太陽能電池(基板)33。在太陽能電池與兩張玻璃板38、39之間填充有樹脂制的密封材料,成為太陽能電池被密封材料密封的狀態。
然后,在各太陽能電池33連接有未圖示的電線,與在兩張玻璃板38、39的端部設置的端子盒36、37連接。另外,在兩張玻璃板38、39的周圍安裝有由鋁等制成的框架40。
太陽能電池模塊的結構、或各部件的布局不限于實施方式。