JP3208219B2 - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光起電力装置に関し、
特にたとえば、基板上に、各セル毎に透明電極，半導体
層，第１裏面電極，絶縁樹脂層および第２裏面電極が積
層され、各セル毎に第２裏面電極が第１裏面電極および
半導体層に形成されたスルーホールを通して透明電極に
接続され、各セル毎に分離された第２裏面電極が接続部
において絶縁樹脂層を通して隣接する第１裏面電極に接
続されている、そのようなスルーホールコンタクト（Ｔ
ＨＣ：Through Hole Contact）型の光起電力装置に関す
る。
特にたとえば、基板上に、各セル毎に透明電極，半導体
層，第１裏面電極，絶縁樹脂層および第２裏面電極が積
層され、各セル毎に第２裏面電極が第１裏面電極および
半導体層に形成されたスルーホールを通して透明電極に
接続され、各セル毎に分離された第２裏面電極が接続部
において絶縁樹脂層を通して隣接する第１裏面電極に接
続されている、そのようなスルーホールコンタクト（Ｔ
ＨＣ：Through Hole Contact）型の光起電力装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＴＨＣ型光起電力装置１は、図６に示す
ように、ガラス基板２上に透明電極３を所定間隔を隔て
て形成し、その上に、たとえばアモルファスシリコンの
ような半導体層４，第１裏面電極５，絶縁樹脂層６およ
び第２裏面電極７を積層してなり、各セル毎にスルーホ
ール８を通して第２裏面電極７が透明電極２に接続さ
れ、接続部９において第２裏面電極７が隣接セルの第１
裏面電極５に接続され、かつ分離部１０において第２裏
面電極７が各セル毎に分離されている。
ように、ガラス基板２上に透明電極３を所定間隔を隔て
て形成し、その上に、たとえばアモルファスシリコンの
ような半導体層４，第１裏面電極５，絶縁樹脂層６およ
び第２裏面電極７を積層してなり、各セル毎にスルーホ
ール８を通して第２裏面電極７が透明電極２に接続さ
れ、接続部９において第２裏面電極７が隣接セルの第１
裏面電極５に接続され、かつ分離部１０において第２裏
面電極７が各セル毎に分離されている。
【０００３】このようなＴＨＣ型光起電力装置１を製造
する際、透明電極３，半導体層４および第１裏面電極５
を各セル毎に分離する必要があるが、従来、半導体層４
および第１裏面電極５も、透明電極３と同じセル間分離
部において分離している。
する際、透明電極３，半導体層４および第１裏面電極５
を各セル毎に分離する必要があるが、従来、半導体層４
および第１裏面電極５も、透明電極３と同じセル間分離
部において分離している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
半導体層４および第１裏面電極５を透明電極３のパター
ニングラインの中央でセル間分離する従来の構造では、
そのセル間分離部の位置決めが非常に難しく、作業性が
悪かった。それゆえに、この発明の主たる目的は、半導
体層および第１裏面電極のセル間分離の作業性を向上で
きる、光起電力装置を提供することである。
半導体層４および第１裏面電極５を透明電極３のパター
ニングラインの中央でセル間分離する従来の構造では、
そのセル間分離部の位置決めが非常に難しく、作業性が
悪かった。それゆえに、この発明の主たる目的は、半導
体層および第１裏面電極のセル間分離の作業性を向上で
きる、光起電力装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板上に、
各セル毎に透明電極，半導体層，第１裏面電極，絶縁樹
脂層および第２裏面電極が形成され、各セル毎に第２裏
面電極が第１裏面電極および半導体層に形成されたスル
ーホールを通して透明電極に接続され、各セル毎に分離
された第２裏面電極が接続部において絶縁樹脂層を通し
て隣接セルの第１裏面電極に接続されている、光起電力
装置において、半導体層および第１裏面電極を各セル毎
に分離するためのセル間分離部を透明電極上に配置した
ことを特徴とする、光起電力装置である。
各セル毎に透明電極，半導体層，第１裏面電極，絶縁樹
脂層および第２裏面電極が形成され、各セル毎に第２裏
面電極が第１裏面電極および半導体層に形成されたスル
ーホールを通して透明電極に接続され、各セル毎に分離
された第２裏面電極が接続部において絶縁樹脂層を通し
て隣接セルの第１裏面電極に接続されている、光起電力
装置において、半導体層および第１裏面電極を各セル毎
に分離するためのセル間分離部を透明電極上に配置した
ことを特徴とする、光起電力装置である。
【０００６】
【作用】たとえばガラス基板上に間隔を隔てて透明電極
を形成し、その上に半導体層および第１裏面電極を形成
し、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザパター
ニングによって透明電極上でセル間分離する。
を形成し、その上に半導体層および第１裏面電極を形成
し、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザパター
ニングによって透明電極上でセル間分離する。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、透明電極上で半導体
層および第１裏面電極をセル間分離しているため、透明
電極間でこれらをパターニングする場合に比べて、位置
決めが簡単になる。それとともに透明電極はガラス基板
に比べて熱伝導がよいので、このセル間分離部のエッジ
において熱による変形が少なくなる。
層および第１裏面電極をセル間分離しているため、透明
電極間でこれらをパターニングする場合に比べて、位置
決めが簡単になる。それとともに透明電極はガラス基板
に比べて熱伝導がよいので、このセル間分離部のエッジ
において熱による変形が少なくなる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】この発明の一実施例に従ったＴＨＣ型光起電
力装置１（図５）は、図１ないし図５に示す各ステップ
を経て製造される。ただし、説明の簡単のために、第２
裏面電極９と透明電極３とのスルーホールコンタクトに
ついては、省略してある。第１のステップとして、図１
に示すように、ガラス基板２上に、所定間隔を隔ててた
とえばＳｎＯ2 やＩＴＯなどの透明電極３が形成され
る。このような透明電極３は、具体的には、基板２上に
全面に形成した後、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長
＝１．０６μｍ、エネルギ密度１３Ｊ／ｃｍ2 、パルス
周波数３ｋＨｚ）でレーザパターニング（数１０μｍ
幅）することによって形成される。なお、透明電極３の
膜厚は１０００〜６０００Åである。
力装置１（図５）は、図１ないし図５に示す各ステップ
を経て製造される。ただし、説明の簡単のために、第２
裏面電極９と透明電極３とのスルーホールコンタクトに
ついては、省略してある。第１のステップとして、図１
に示すように、ガラス基板２上に、所定間隔を隔ててた
とえばＳｎＯ2 やＩＴＯなどの透明電極３が形成され
る。このような透明電極３は、具体的には、基板２上に
全面に形成した後、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長
＝１．０６μｍ、エネルギ密度１３Ｊ／ｃｍ2 、パルス
周波数３ｋＨｚ）でレーザパターニング（数１０μｍ
幅）することによって形成される。なお、透明電極３の
膜厚は１０００〜６０００Åである。
【００１０】続く第２ステップとして、図２に示すよう
に、透明電極３が形成されたガラス基板２上に、全面に
わたって、たとえば公知のプラズマＣＶＤによって、厚
さ５０００〜７０００Åのアモルファスシリコンのよう
な半導体層４、および膜厚がたとえば２０００〜５００
０ÅのたとえばＩＴＯ−Ａｇ−Ｔｉのような第１裏面電
極５を形成する。
に、透明電極３が形成されたガラス基板２上に、全面に
わたって、たとえば公知のプラズマＣＶＤによって、厚
さ５０００〜７０００Åのアモルファスシリコンのよう
な半導体層４、および膜厚がたとえば２０００〜５００
０ÅのたとえばＩＴＯ−Ａｇ−Ｔｉのような第１裏面電
極５を形成する。
【００１１】続く第３ステップにおいて、図３に示すよ
うに、半導体層４および第１裏面電極５をセル間分離部
１１において分離するために、たとえばＮｄ：ＹＡＧレ
ーザのレーザビームの第２高調波によってレーザパター
ニングする。ＹＡＧレーザの波長はたとえば０．５３μ
ｍであり、エネルギ密度は０．７Ｊ／ｃｍ2 、パルス周
波数は４ｋＨｚとした。この第３のステップにおいて
は、セル間分離部１１を透明電極３上に配置している。
したがって、従来のように透明電極３の間隔でセル間分
離する場合に比べて、あまり厳しいパターニング精度は
要求されない。これは、セル間分離部１１が透明電極３
上に配置されていさえすればよく、多少ずれても特性に
影響を及ぼすことがないからである。また、従来の場合
では熱影響のためにきれいなレーザパターニングエッジ
を形成するのが難しかったが、この実施例によれば、透
明電極３の熱伝導度はガラス基板２のそれよりも大きい
ので、不要なレーザエネルギは透明電極３を伝播して逃
げるため、セル間分離部１１におけるエッジの仕上がり
がよい。
うに、半導体層４および第１裏面電極５をセル間分離部
１１において分離するために、たとえばＮｄ：ＹＡＧレ
ーザのレーザビームの第２高調波によってレーザパター
ニングする。ＹＡＧレーザの波長はたとえば０．５３μ
ｍであり、エネルギ密度は０．７Ｊ／ｃｍ2 、パルス周
波数は４ｋＨｚとした。この第３のステップにおいて
は、セル間分離部１１を透明電極３上に配置している。
したがって、従来のように透明電極３の間隔でセル間分
離する場合に比べて、あまり厳しいパターニング精度は
要求されない。これは、セル間分離部１１が透明電極３
上に配置されていさえすればよく、多少ずれても特性に
影響を及ぼすことがないからである。また、従来の場合
では熱影響のためにきれいなレーザパターニングエッジ
を形成するのが難しかったが、この実施例によれば、透
明電極３の熱伝導度はガラス基板２のそれよりも大きい
ので、不要なレーザエネルギは透明電極３を伝播して逃
げるため、セル間分離部１１におけるエッジの仕上がり
がよい。
【００１２】また、第３のステップにおいては、レーザ
ビームが透明電極３にまで達したとしても、レーザビー
ムは透明電極３を通過するので透明電極３がそのＹＡＧ
レーザによって損傷を受けることはない。その後、図４
に示す第４ステップにおいて、図３に示す状態からガラ
ス基板２上全面にわたってたとえばポリイミドあるいは
ポリアミドのような有機高分子樹脂によってたとえば膜
厚５０００Å〜５μｍの絶縁樹脂層６を全面に形成す
る。このとき、スルーホール８の内周面はこの絶縁樹脂
層６によって絶縁される。そして、第１裏面電極５上の
所定の位置にたとえばＸｅＣｌエキシマレーザのレーザ
パターニングやフォトリソグラフィ技術によって、接続
部９における絶縁樹脂層を除去する。ＸｅＣｌエキシマ
レーザの波長は３０８ｎｍの短波長である。したがっ
て、絶縁樹脂層６は、熱的ではなく、光子のもつエネル
ギによる化学的作用によって加工され除去される。した
がって、絶縁樹脂層６の下層にある第１裏面電極５や半
導体層４が熱的損傷を受けることはない。また、このと
きのＸｅＣｌエキシマレーザのエネルギ密度を絶縁樹脂
層６は除去できるがしかし第１裏面電極５は加工されな
い値（たとえば０．３Ｊ／ｃｍ2 以下）に設定し、か
つ、絶縁樹脂層６の膜厚を除去できるパルス数を照射す
ることで、絶縁樹脂層６の下層に何の損傷を与えること
もなく、接続部９を精度よく加工することができる。
ビームが透明電極３にまで達したとしても、レーザビー
ムは透明電極３を通過するので透明電極３がそのＹＡＧ
レーザによって損傷を受けることはない。その後、図４
に示す第４ステップにおいて、図３に示す状態からガラ
ス基板２上全面にわたってたとえばポリイミドあるいは
ポリアミドのような有機高分子樹脂によってたとえば膜
厚５０００Å〜５μｍの絶縁樹脂層６を全面に形成す
る。このとき、スルーホール８の内周面はこの絶縁樹脂
層６によって絶縁される。そして、第１裏面電極５上の
所定の位置にたとえばＸｅＣｌエキシマレーザのレーザ
パターニングやフォトリソグラフィ技術によって、接続
部９における絶縁樹脂層を除去する。ＸｅＣｌエキシマ
レーザの波長は３０８ｎｍの短波長である。したがっ
て、絶縁樹脂層６は、熱的ではなく、光子のもつエネル
ギによる化学的作用によって加工され除去される。した
がって、絶縁樹脂層６の下層にある第１裏面電極５や半
導体層４が熱的損傷を受けることはない。また、このと
きのＸｅＣｌエキシマレーザのエネルギ密度を絶縁樹脂
層６は除去できるがしかし第１裏面電極５は加工されな
い値（たとえば０．３Ｊ／ｃｍ2 以下）に設定し、か
つ、絶縁樹脂層６の膜厚を除去できるパルス数を照射す
ることで、絶縁樹脂層６の下層に何の損傷を与えること
もなく、接続部９を精度よく加工することができる。
【００１３】次の第５ステップにおいては、図５に示す
ように、絶縁樹脂層６上に全面にわたって第１裏面電極
５と同じ電極材料からなる膜厚がたとえば２０００〜５
０００Åの第２裏面電極７を形成した後、分離部１０に
おいて第２裏面電極７を各セル毎に分離する。第２裏面
電極７を形成することによって、図示しないスルーホー
ルと同じセル内の透明電極３に接続されるとともに、図
４に示す第４ステップで形成された接続部９を通して、
隣接するセルの第２裏面電極７と第１裏面電極５とが接
続される。そして、分離部１０において第２裏面電極７
がセル毎に分離されるので、結局、各セルは横方向に直
列接続されることになる。
ように、絶縁樹脂層６上に全面にわたって第１裏面電極
５と同じ電極材料からなる膜厚がたとえば２０００〜５
０００Åの第２裏面電極７を形成した後、分離部１０に
おいて第２裏面電極７を各セル毎に分離する。第２裏面
電極７を形成することによって、図示しないスルーホー
ルと同じセル内の透明電極３に接続されるとともに、図
４に示す第４ステップで形成された接続部９を通して、
隣接するセルの第２裏面電極７と第１裏面電極５とが接
続される。そして、分離部１０において第２裏面電極７
がセル毎に分離されるので、結局、各セルは横方向に直
列接続されることになる。
【００１４】第５ステップにおいても、ＸｅＣｌエキシ
マレーザによるレーザパターニングを利用できる。この
場合、その波長は３０８ｎｍとし、そのエネルギ密度は
０．３Ｊ／ｃｍ2 以上とした。絶縁樹脂層６は、先に第
４ステップで説明したように、光子のもつエネルギによ
る化学的作用により加工されるため、分離部１０におい
てＸｅＣｌエキシマレーザのレーザビームが絶縁樹脂層
６にまで到達しても、その絶縁樹脂層６に熱的損傷を生
じることはない。また、このような短波長レーザは、絶
縁樹脂層６の除去深さまででほとんど全てのエネルギが
吸収されてしまうため、絶縁樹脂層６の膜厚をＸｅＣｌ
エキシマレーザによる除去深さ以上にすることによっ
て、分離部１０において第１裏面電極５にレーザビーム
ＥＢが照射されることはない。したがって、分離部１０
において第１裏面電極５やその下層の半導体層４に熱的
損傷が及ぶことがない。
マレーザによるレーザパターニングを利用できる。この
場合、その波長は３０８ｎｍとし、そのエネルギ密度は
０．３Ｊ／ｃｍ2 以上とした。絶縁樹脂層６は、先に第
４ステップで説明したように、光子のもつエネルギによ
る化学的作用により加工されるため、分離部１０におい
てＸｅＣｌエキシマレーザのレーザビームが絶縁樹脂層
６にまで到達しても、その絶縁樹脂層６に熱的損傷を生
じることはない。また、このような短波長レーザは、絶
縁樹脂層６の除去深さまででほとんど全てのエネルギが
吸収されてしまうため、絶縁樹脂層６の膜厚をＸｅＣｌ
エキシマレーザによる除去深さ以上にすることによっ
て、分離部１０において第１裏面電極５にレーザビーム
ＥＢが照射されることはない。したがって、分離部１０
において第１裏面電極５やその下層の半導体層４に熱的
損傷が及ぶことがない。
【００１５】ただし、第５のステップにおいては、従来
公知のメタルマスクによるエッチング技術を用いてもよ
いことはもちろんである。
公知のメタルマスクによるエッチング技術を用いてもよ
いことはもちろんである。
【図１】ＴＨＣ型光起電力装置の製造工程の第１ステッ
プを示す図解図である。
プを示す図解図である。
【図２】ＴＨＣ型光起電力装置の製造工程の第２ステッ
プを示す図解図である。
プを示す図解図である。
【図３】ＴＨＣ型光起電力装置の製造工程の第３ステッ
プを示す図解図である。
プを示す図解図である。
【図４】ＴＨＣ型光起電力装置の製造工程の第４ステッ
プを示す図解図である。
プを示す図解図である。
【図５】ＴＨＣ型光起電力装置の製造工程の第５ステッ
プを示す図解図である。
プを示す図解図である。
【図６】この発明の背景となるＴＨＣ型光起電力装置の
一例を示す図解図である。
一例を示す図解図である。
１ …光起電力装置 ２ …ガラス基板 ３ …透明電極 ４ …半導体層 ５ …絶縁樹脂層 ６ …絶縁樹脂層 ７ …第２裏面電極 ８ …スルーホール ９ …接続部 １０ …分離部 １１ …セル間分離部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−149178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−20371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−274183（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−194975（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に、各セル毎に透明電極，半導体
層，第１裏面電極，絶縁樹脂層および第２裏面電極が形
成され、各セル毎に前記第２裏面電極が前記第１裏面電
極および前記半導体層に形成されたスルーホールを通し
て前記透明電極に接続され、各セル毎に分離された前記
第２裏面電極が接続部において前記絶縁樹脂層を通して
隣接セルの前記第１裏面電極に接続されている、光起電
力装置において、 前記半導体層および前記第１裏面電極を前記各セル毎に
分離するためのセル間分離部を前記透明電極上に配置し
たことを特徴とする、光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10387793A JP3208219B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10387793A JP3208219B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314806A JPH06314806A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3208219B2 true JP3208219B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=14365673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10387793A Expired - Lifetime JP3208219B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208219B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4241314B1 (en) * | 2020-11-03 | 2026-01-28 | First Solar, Inc. | Photovoltaic devices with conducting layer interconnects |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP10387793A patent/JP3208219B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06314806A (ja) | 1994-11-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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