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川崎重工、薄膜太陽電池を画期的な速度で加工する新装置を開発

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川崎重工は、主に薄膜太陽電池の製造に用いるレーザパターニング装置を開発した。薄膜太陽電池は、ガラス基板の表面に透明電極膜、半導体膜(発電層)、金属膜等が積層されており、それぞれの膜を積層する過程において、回路を形成するためのスクライブ(溝切り)加工を行うパターニング装置が使われている。

現状のパターニング装置のスクライブ速度は2,000mm/sec程度で、太陽電池の低コスト化のためのさらなる高速化と、発電効率向上のためのスクライブ線の高品質化が期待されている。

今回開発された装置は、特殊なレーザ照射装置と搬送部で構成されているのが特徴。ガラス基板がレーザ照射装置上を通過すると同時に、従来比10〜20倍にあたる10,000〜20,000mm/secの世界最速のスクライブ加工を行うことができるため、ガラス基板1枚のパターニングにおける加工時間の大幅短縮を実現した。

また、従来のガラス基板を停止させ、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等と比べて、生産性の向上や高品質なスクライブ加工が実現。

具体的には、ガラス基板を連続送りしながら高速で加工する通過型パネル送り方式により、従来に比べてタクトタイムを短縮している。さらに、製造ラインに組み込みやすく高品質のスクライブ線により、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ようになったため、非発電領域の最小化や発電効率の向上を実現した。

太陽光発電の需要拡大に伴い、同社がターゲットする薄膜シリコン型、化合物型の太陽電池製造についても大きな伸びが予測されているため、同社は今後、今回開発され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て、システムとしても提供していく方針だ。

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