沟槽加工工具及沟槽加工方法技术

本发明专利技术有关于一种沟槽加工工具，是在积成型薄膜太阳电池的沟槽加工，即使用于加工的薄膜较厚，亦能够直线地形成固定线宽的美丽的刻划线。该沟槽加工工具由棒状的本体、以及形成于本体前端的刀刃前端区域11所构成；刀刃前端区域11由长方形的底面12、从底面12的长边方向的边相对于底面12而立起成直角的相互平行的左侧面13及右侧面14、以及沿着底面12的宽度方向的边而形成于刀刃前端区域11的前面侧或后面侧的至少任一方侧的刀刃前端部16所构成；刀刃前端部16形成有由在底面12的端缘朝向斜上方倾斜的第1刀刃面18、以及相对于第1刀刃面18而交叉成锐角的第2刀刃面19所构成的刀刃前端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种沟槽加工工具，特别是有关于使用于制造黄铜矿(chalcopyrite)化合物太阳电池或非晶(amorphous)娃太阳电池等积成型薄膜太阳电池时的沟槽加工的沟槽加工工具、以及使用该沟槽加工工具的沟槽加工方法。在此，所谓的黄铜矿化合物，除了 CIGS (Cu (In，Ga) Se2)之外，还包括CIGSS (Cu (In，Ga) (Se，S)2)、CIS (CuInS2)等。
技术介绍
在使用黄铜矿化合物半导体等作为光吸收层的薄膜太阳电池中，一般在基板上串联连接形成有多个单位晶格(unit cell)的积成型构造。现对现有习知的黄铜矿化合物积成型薄膜太阳电池的制造方法进行说明。图6(a)、图6(b)及图6(c)，表示CIGS薄膜太阳电池的制造步骤的示意图。首先，如图6(a)所示，在由碱石灰玻璃(SLG)等构成的绝缘基板I上，借由溅镀法形成有成为正极侧的下部电极的Mo电极层2之后，对形成光吸收层前的薄膜太阳电池基板，借由刻划加工形成下部电极分离用的沟槽S (Pl步骤)。之后，如图6(b)所示，在Mo电极层2上，借由蒸着法、溅镀法等形成由化合物半导体(CIGS)薄膜所构成的光吸收层3，在其上，借由CBD法(化学溶液沉积法)形成用以异质接合的由ZnS薄膜等所构成的缓冲(buffer)层4,在其上,形成由ZnO薄膜所构成的绝缘层5。而且，相对于形成透明电极层前的薄膜太阳电池基板，在从下部电极分离用的沟槽S往横方向远离既定距离的位置，借由刻划加工形成到达至Mo电极层2的电极间接触用的沟槽Ml (P2 步骤)。接着,如图6(c)所示,从绝缘层5之上形成由ZnO:Al薄膜所构成的作为上部电极的透明电极层6，作为具备有利用光电转换而发电必要的各机能层的太阳电池基板，借由刻划加工形成到达至下部的Mo电极层2的电极分离用的沟槽M2 (P3步骤)。在上述的制造积成型薄膜太阳电池的步骤中，作为借由刻划进行沟槽加工沟槽Ml及M2的技术，是使用机械式的刻划法。机械式的刻划法，例如，如在专利文献I及2所揭示般，借由将前端成为前端尖细状的金属针(needle)等的沟槽加工工具的刀刃前端，施予既定的压力而按压于基板并同时移动，而加工电极分离用的沟槽的技术。如于专利文献I及2所揭示般的机械式刻划法，将沟槽加工工具的刀刃前端的形状变成为前端尖细的针状，但严格来说，压接薄膜太阳电池的部分为了使接触面积变广而以成为平坦的方式将前端切成大致水平。亦即，如图7所示，将前端部分71成为圆锥梯状，且将底面72成为平坦。将如此形状的沟槽加工工具7，用以形成薄膜太阳电池基板的沟槽的薄膜按压，同时沿着刻划预定线移动，借此进行沟槽加工。在前端部分使用圆锥梯状的沟槽加工工具的情形，存在沟槽附近的薄膜不规则地大片地剥落，甚至去除了不必要 去除的部分，存在太阳电池的性能及良率降低的问题点。此夕卜，一旦随着沟槽加工工具的使用而使刀刃前端产生磨耗，前端部分由于是圆锥梯状，因此刀刃前端的尺径将变大，其结果为，被刻划的沟槽宽度逐渐地变宽。因此，无法长时间地持续使用相同的刀刃前端，或无法进行研磨而重复使用。在此，有鉴于如此般的问题点，本专利技术人于先前已提出如专利文献3所示的沟槽加工工具。图8表示在上述专利文献3所揭示的沟槽加工工具的立体图。该形成沟槽的沟槽加工工具8，由圆柱状的本体81，与一体地形成于该前端部分的刀刃前端区域82所构成，且以超硬合金或烧结钻石等硬质材料制造。刀刃前端区域82，由长方形的底面83、从底面83的短边方向的端边立起成直角的前面84及后面85，与从底面83的长边方向的端边立起成直角而成为相互平行面的左、右侧面88、89所构成。借由底面83与前面84、后面85而形成的角部分别成为刀刃前端86、87。根据如此的沟槽加工工具8，刀刃前端部分的左右侧面成为平行面，因此刀刃左右宽度的尺寸不会产生变化，即使是磨耗之后，刀刃的左右宽度为固定，能够维持被刻划的沟槽宽度。此外，沟槽加工工具的前面84或后面85相对于太阳电池基板的表面往进行方向侧倾斜，借由前面84或后面85与底面83而形成的角部，亦即刀刃前端86或刀刃前端87以近乎点接触的线接触与太阳电池基板接触，而具有能够滑顺地进行薄膜的剥离，且能够形成直线状、美丽的刻划线的优点。专利文献1:日本专利特开2002-094089号公报专利文献2:日本专利特开2004-115356号公报专利文献3:国际公开W02010/098306号公报在现有习知的一般黄铜矿化合物积成型薄膜太阳电池中，图6C的CIGS光吸收层3的厚度，包含ZnS薄膜缓冲层4及ZnO绝缘层5为2 y m左右，其上层的ZnO = Al透明电极层6的厚度约I y m。在最近的黄铜矿化合物积成型薄膜太阳电池，从提高光电转换效率的观点进行膜厚最适化等检讨中，制造的光电转换层的厚度或透明电极层的厚度较习知更为厚。例如，透明电极层6的厚度为2 u m，或此以上者亦变多。在透明电极层6的厚度约I y m时，使用图8所示的沟槽加工工具能够毫无问题地进行沟槽部分的剥离，但透明电极层6的厚度成为2 y m或以上，则随着用以剥离的沟槽部分的膜厚变更厚，即使使用图8的沟槽加工工具，亦存在沟槽附近薄膜剥离的问题。例如，在图6(c)所示的P3步骤，一旦形成沟槽M2时剥离范围扩大，则造成与相邻的沟槽Ml间的透明电极层6剥离。为了防止此般的不适当情形，将沟槽Ml与沟槽M2的距离充分地取长，即在沟槽M2加工时剥离范围未达沟槽Ml即可，但于此情形将减少可实质地利用发电的区域(发电用面积)，且无法提高太阳电池的光电转换效率。由此可见，上述现有的沟槽加工工具在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种沟槽加工工具，其对积成型薄膜太阳电池等电极膜或光吸收层等薄膜进行沟槽加工时，用以加工的薄膜即使较厚，亦能够直线地形成固定线宽的美丽的刻划线，且能够使图型化的沟槽宽度较小，进行较少剥离的沟槽加工。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本技术一种沟槽加工工具，其由棒状的本体、以及形成于本体前端的刀刃前端区域所构成；该刀刃前端区域，由长方形的底面、从底面长边方向的边相对于底面立起成直角的相互平行的左侧面及右侧面、以及沿着底面宽度方向的边而形成于刀刃前端区域的前面侧或后面侧的至少任一方侧的刀刃前端部所构成；该刀刃前端部，由在底面的端缘朝向斜上方倾斜的第I刀刃面、以及相对于第I刀刃面交叉成锐角的第2刀刃面所形成。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。较佳的，前述的沟槽加工工具，其中借由该第I刀刃面与第2刀刃面而形成的刀刃前端的角度为30 85度。较佳的，前述的沟槽加工工具，其中该第I刀刃面相对于底面的倾斜角度为I 30度。借由较佳的，前述的沟槽加工工具，其中该刀刃前端区域的底面以及刀刃前端部的宽度为30 5000 ii m,第I刀刃面的长度为5 40 ii m。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沟槽加工工具，其特征在于：其由棒状的本体、以及形成于本体前端的刀刃前端区域所构成；刀刃前端区域，由长方形的底面、从底面长边方向的边相对于底面立起成直角的相互平行的左侧面及右侧面、以及沿着底面宽度方向的边而形成于刀刃前端区域的前面侧或后面侧的至少任一方侧的刀刃前端部所构成；该刀刃前端部，由在底面的端缘朝向斜上方倾斜的第1刀刃面、以及相对于第1刀刃面交叉成锐角的第2刀刃面所形成。

【技术特征摘要】
2012.01.18 JP 2012-0079961.一种沟槽加工工具，其特征在于: 其由棒状的本体、以及形成于本体前端的刀刃前端区域所构成； 刀刃前端区域，由长方形的底面、从底面长边方向的边相对于底面立起成直角的相互平行的左侧面及右侧面、以及沿着底面宽度方向的边而形成于刀刃前端区域的前面侧或后面侧的至少任一方侧的刀刃前端部所构成； 该刀刃前端部，由在底面的端缘朝向斜上方倾斜的第I刀刃面、以及相对于第I刀刃面交叉成锐角的第2刀刃面所形成。2.如权利要求1所述的沟槽加工工具，其特征在于其中借由该第I刀刃面与第2刀刃面而形成的刀刃前端的角度为30 85度。3.如权利要求1或2所述的沟槽加工工具，其特征在于其中该第I刀刃面相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田充，曾山正信，
申请(专利权)人：三星钻石工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：