太陽電池（PV）製造向け レーザソリューション Superior Reliability & Performance ● 結晶シリコン型太陽電池向け レーザ応用例 ● 薄膜デバイス型太陽電池向け レーザ応用例 コヒレント社の太陽電池（PV）向けレーザ技術 結晶シリコン型 太陽電池 結晶系太陽電池の工程イメージ 太陽電池製造におけるレーザ応用例 *1 *2 *3 *3 エッジアイソレーション レーザドーピング ビアホール加工（EWT, MWT） Laser Grooved Buried Contacts （埋込式電極） *3-4 パシベーション層の加工 *4 レーザ・ファイヤード・コンタクツ エッジアイソレーション*1 結晶シリコン製 造における応用の 1つにエッジ アイソレーション（電 Crystalline-Siセルの エッジアイソレーション 気 的 絶 縁）が ありま す。電 池 の 活 性領域を最大にして効率を高める に は、溝 を で きるだ け 狭 く、ま た 熱 影 響 を抑える必 要 が あるため、 より短波長のレーザが採用されて います。 355 nmレーザによるアイソレーション加工溝（10 µm） 結晶シリコンのビアホール加工*3 Laser Grooved Buried Contacts*3 裏 面電 極を目的として、MWT（メタルラップスル ー）やEWT（エ スクリーン印刷での表面電極形成は約100 µm幅になるが、この ミッタラップスルー）と言われる貫通電極形成にシリコンウェハ シャドウロスエリアを最小限に抑える手法として、レーザによる に多数の穴をあける必要があります。 埋込式電極形成が試みられています。 この高速ビアホール加工にレーザが採用されています。 接合面積は維持したままで、表層での電極幅は20-30 µmレベ ルまで狭くし、受光面積を高めることができます。 φ50μm Back contacts レーザ加工例 Via holes connecting front to back of the solar cell レーザドーピング（PSG）*2 レーザドーピング（LDSE）*2 レーザ照射による局所的なドーパント拡散 レーザ照射による局所的なドーパント拡散 拡散炉に比べ、ウェハへの熱損傷を低減する メッキプロセスとの組合せによる極狭電極 パシベーション層の加工*3-4 レーザ・ファイヤード・コンタクツ（裏面電極貫通）*4 下地ウェハへの損傷を低減した加工プロセス パシベーション層を貫 通し、裏 面電 極をシリコン層まで 導通させることにより、局所的な接合形成を実現する。 ピコ秒レーザによる加工例 （加工例：10 µmレベル） 結晶シリコン型製造における推奨レーザ 薄膜デバイス型製造における推奨レーザ 全固体パルスレーザ AVIAシリーズ 産業用 ピコ秒発振レーザ Talisker 500/1000/HE 高出力産業用 ピコ秒レーザ RAPID シリーズ 産業組込用 全固体パルスレーザ MATRIX 産業用全固体 ピコ秒パルスレーザ Talisker 500/1000/HE 532 nm ∼45 W @120 kHz 355 nm ∼28 W @110 kHz 266 nm ∼3 W @30 kHz 1064 nm ∼25 W @500 kHz/1 MHz 532 nm ∼15 W @500 kHz/1 MHz 355 nm ∼10 W @500 kHz/1 MHz 1064 nm ∼100 W @1 MHz 532 nm ∼65 W @400 kHz 355 nm ∼16 W @500 kHz 1064 nm ∼7 W @10 kHz ∼10 W @30 kHz 532 nm ∼14 W @40 kHz ∼8 W @100 kHz 1064 nm ∼25 W @500 kHz/1 MHz 532 nm ∼15 W @500 kHz/1 MHz 355 nm ∼10 W @500 kHz/1 MHz モードロックUVレーザ Paladin シリーズ 高出力産業用エキシマレーザ LEAP シリーズ ファイバーアレイパッケージシステム HighLight FAP System 高出力 産業用 全固体ピコ秒パルスレーザ RAPID シリーズ サブナノ秒小型全固定レーザ Helios 355 nm ∼24 W @80 MHz 248 nm 130 W @200 Hz 810 nm 100 W, CW（変調可能） 1064 nm ∼100 W @1 MHz 532 nm ∼65 W @400 kHz 355 nm ∼16 W @500 kHz 1064 nm ∼5 W @50 kHz 532 nm ∼3 W @50 kHz 薄膜デバイス型 太陽電池 薄膜系太陽電池の工程イメージ a-Si太陽電池プロセスに求められるレーザとその出力例 薄膜デバイスのパターニング レーザスクライブ／パターニング （P1：透明導伝膜切断） TCO layer Glass sub strate スクライブ例 レーザスクライブ／パターニング （P2：アモルファスシリコン膜切断） ・使用波長： ・投入エネルギー： ・パルス周波数： ・走査速度： 1064 nm 6W 100 kHz 2200 mm/s レーザスクライブ／パターニング （P3：アモルファスシリコン膜・電極膜切断） a-Si layer TCO layer ・使用波長： ・投入エネルギー： ・パルス周波数： ・走査速度： 532 nm 400 mW 80 kHz 2200 mm/s 推奨レーザは中面の右下 コヒレント・ジャパン株式会社 www.coherent.co.jp 東京本社 Tel: 03-5635-8700 Fax: 03-5635-8681 大阪支店 Tel: 06-6350-7670 Fax: 06-6350-7671 Metal layer TCO layer ・使用波長： ・投入エネルギー： ・パルス周波数： ・走査速度： 532 nm 400 mW 80 kHz 2200 mm/s © 2014 COHERENT JAPAN, INC. All rights reser ved. PV_Mar2014A
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