JPH02202069A - 非晶質太陽電池の製造方法 - Google Patents
非晶質太陽電池の製造方法Info
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- JPH02202069A JPH02202069A JP1022830A JP2283089A JPH02202069A JP H02202069 A JPH02202069 A JP H02202069A JP 1022830 A JP1022830 A JP 1022830A JP 2283089 A JP2283089 A JP 2283089A JP H02202069 A JPH02202069 A JP H02202069A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上利用分野
本発明は非晶質シリコン半導体層が第１電極及び第２電
極で挟持された発電区域の直列的に接続に関するもので
あり、特にレーザ照射による接続″・スクライブ技術及
びエツチング技術を用いた非晶質太陽電池及びその製造
方法に関するものである。
極で挟持された発電区域の直列的に接続に関するもので
あり、特にレーザ照射による接続″・スクライブ技術及
びエツチング技術を用いた非晶質太陽電池及びその製造
方法に関するものである。
従来より、非晶質シリコン半導体層が第１電極及び第２
電極で挟持された発電区域の直列的に接続を達成するた
めにレーザ照射を利用した非晶質太陽電池が既に提案さ
れている（特開昭５７−１２５６８号公報、特開昭５７
−５３９８６号公報）。
電極で挟持された発電区域の直列的に接続を達成するた
めにレーザ照射を利用した非晶質太陽電池が既に提案さ
れている（特開昭５７−１２５６８号公報、特開昭５７
−５３９８６号公報）。
第５図は、従来の典型的な非晶質太陽電池の構造を示す
断面図である。
断面図である。
５１はガラス基板、５２は透明電極、５３は非晶質シリ
コン半導体層、５４は金属電極である。
コン半導体層、５４は金属電極である。
先ず、ガラス基板５１上に全面に渡り透明電極５２とな
る透明導電膜、例えば酸化錫、酸化インジウムを被着し
た後、第１のレーザ照射によりスクライブ５５を形成し
透明導電膜を各発電区域毎に分割し、複数個の透明電極
５２を形成する。さらに、複数個の透明電極５２上に非
晶質シリコン半導体層５３を被着し、分割された透明電
極５２の端部が露出するように第２のレーザ照射により
非晶質シリコン半導体層５３にスクライブ５６を形成す
る。これにより、非晶質シリコン半導体層５３は各発電
区域毎に分割される。さらに、非晶質シリコン半導体層
５３の全面に渡り金属電極５４となるアルミニウムなど
の金属を被着した後、第３のレーザ照射によりスクライ
ブ５７を形成する。これにより、金属電極５４は各発電
区域毎、かつ非晶質シリコン半導体層５３の一部より露
出する隣接する発電区域の透明電極５２にまで延びるよ
うに形成される。
る透明導電膜、例えば酸化錫、酸化インジウムを被着し
た後、第１のレーザ照射によりスクライブ５５を形成し
透明導電膜を各発電区域毎に分割し、複数個の透明電極
５２を形成する。さらに、複数個の透明電極５２上に非
晶質シリコン半導体層５３を被着し、分割された透明電
極５２の端部が露出するように第２のレーザ照射により
非晶質シリコン半導体層５３にスクライブ５６を形成す
る。これにより、非晶質シリコン半導体層５３は各発電
区域毎に分割される。さらに、非晶質シリコン半導体層
５３の全面に渡り金属電極５４となるアルミニウムなど
の金属を被着した後、第３のレーザ照射によりスクライ
ブ５７を形成する。これにより、金属電極５４は各発電
区域毎、かつ非晶質シリコン半導体層５３の一部より露
出する隣接する発電区域の透明電極５２にまで延びるよ
うに形成される。
以上の構造をした複数個の発電区域が直列接続した非晶
質太陽電池は、一般に大型の絶縁基板（以下非晶質太陽
電池の基板と区別するためにマザー基板と言う。）上に
２０〜５０セルの非晶質太陽電池が製造され、最終工程
で切断される。
質太陽電池は、一般に大型の絶縁基板（以下非晶質太陽
電池の基板と区別するためにマザー基板と言う。）上に
２０〜５０セルの非晶質太陽電池が製造され、最終工程
で切断される。
この切断の工程まで加味した従来のレーザ照射の非晶質
太陽電池は、例えば、特開昭６０−３１６４号公報や特
開昭６０−５９７８５号公報などに提案されている。具
体的には、第３のレーザ照射により分離して金属電極を
形成した後、非晶質太陽電池毎の切断時に透明電極と金
属電極が短絡しないよう（非晶質シリコン半導体層は高
々１μｍ程度であり、切断時に非晶質シリコン半導体層
の破壊が生じて短絡発生がある）切断部分の両側又はマ
ザー基板の最外周を第４のレーザ照射により、金属電極
５４または金属電極５４及び非晶質シリコン半導体層５
３、必要に応じて全積層体にスクライブ５８を形成する
。
太陽電池は、例えば、特開昭６０−３１６４号公報や特
開昭６０−５９７８５号公報などに提案されている。具
体的には、第３のレーザ照射により分離して金属電極を
形成した後、非晶質太陽電池毎の切断時に透明電極と金
属電極が短絡しないよう（非晶質シリコン半導体層は高
々１μｍ程度であり、切断時に非晶質シリコン半導体層
の破壊が生じて短絡発生がある）切断部分の両側又はマ
ザー基板の最外周を第４のレーザ照射により、金属電極
５４または金属電極５４及び非晶質シリコン半導体層５
３、必要に応じて全積層体にスクライブ５８を形成する
。
上述のような製造工程を経て形成された非晶質太陽電池
は、接続部分及び各膜の分離形成部分以外にも第４のレ
ーザ照射を行わなくては成らず、このレーザー照射がも
っとも長い走査距離が必要となるために、製造時間が多
大にかかるという決定的な問題点を有していた。また、
上述の第４のレーザー照射は、金属電極５４や必要に応
じて非晶質シリコン半導体層５３を除去しなくてはなら
ず、非晶質シリコン半導体層５３の除去断面が結晶化し
たり、Ｐ−Ｉ−Ｎ接合などの破壊が生じ、透明電極５２
と金属電極５４とのショートが発生し易くなり、非晶質
太陽電池の信頼性を低下させるものであった。
は、接続部分及び各膜の分離形成部分以外にも第４のレ
ーザ照射を行わなくては成らず、このレーザー照射がも
っとも長い走査距離が必要となるために、製造時間が多
大にかかるという決定的な問題点を有していた。また、
上述の第４のレーザー照射は、金属電極５４や必要に応
じて非晶質シリコン半導体層５３を除去しなくてはなら
ず、非晶質シリコン半導体層５３の除去断面が結晶化し
たり、Ｐ−Ｉ−Ｎ接合などの破壊が生じ、透明電極５２
と金属電極５４とのショートが発生し易くなり、非晶質
太陽電池の信頼性を低下させるものであった。
本発明は、上述の問題点に鑑み案出されたものであり、
その目的は透明電極と金属電極との短絡がなく、信頼性
の向上した非晶質太陽電池を提供することにある。
その目的は透明電極と金属電極との短絡がなく、信頼性
の向上した非晶質太陽電池を提供することにある。
また、非晶質太陽電池を構成する膜をレーザ照射技術と
エツチング技術を選択的に併用し、歩留のよい、生産性
に優れた非晶質太陽電池の製造方法を提供することにあ
る。
エツチング技術を選択的に併用し、歩留のよい、生産性
に優れた非晶質太陽電池の製造方法を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための具体的な手段〕本発明によれ
ば、上述の目的を達成するために、絶縁基板上に、透明
電極、Ｐ−Ｉ−Ｎ接合した非品質シリコン半導体層及び
金属電極が積層された発電区域が、複数個直列的接続さ
れ配置された非晶質太陽電池において、該透明電極はレ
ーザー照射により複数個に分割形成され、該非晶質シリ
コン半導体層は、レーザー照射により該透明電極の一部
を露出し、且つ分割形成され、金属電極は隣接する発電
区域の非晶質シリコン半導体層から露出する透明電極の
一部にまで延びるようにエツチング処理によって分割形
成された非晶質太陽電池が提供される。また、一枚の絶
縁基板から発電区域が直列接続した非晶質太陽電池を複
数個製造する方法において、絶縁基板上の一主面にレー
ザー照射により複数個に分割された透明電極を形成し、
さらに該透明電極の全面に非晶質シリコン半導体層を被
着した後、レーザー照射により該透明電極の一部を露出
し、且つ非晶質シリコン半導体層を分割形成し、該非晶
質シリコン半導体層上に発電領域が直列接続するように
隣接する発電区域の非晶質シリコン半導体層から露出す
る透明電極の一部にまで延びる複数個の島状の金属電極
を形成し、さらに、所定の金属電極間より露出した非晶
質シリコン半導体層部分で前記絶縁基板、透明電極及び
非晶質シリコン半導体層を切断する非晶質太陽電池の製
造方法が提供される。
ば、上述の目的を達成するために、絶縁基板上に、透明
電極、Ｐ−Ｉ−Ｎ接合した非品質シリコン半導体層及び
金属電極が積層された発電区域が、複数個直列的接続さ
れ配置された非晶質太陽電池において、該透明電極はレ
ーザー照射により複数個に分割形成され、該非晶質シリ
コン半導体層は、レーザー照射により該透明電極の一部
を露出し、且つ分割形成され、金属電極は隣接する発電
区域の非晶質シリコン半導体層から露出する透明電極の
一部にまで延びるようにエツチング処理によって分割形
成された非晶質太陽電池が提供される。また、一枚の絶
縁基板から発電区域が直列接続した非晶質太陽電池を複
数個製造する方法において、絶縁基板上の一主面にレー
ザー照射により複数個に分割された透明電極を形成し、
さらに該透明電極の全面に非晶質シリコン半導体層を被
着した後、レーザー照射により該透明電極の一部を露出
し、且つ非晶質シリコン半導体層を分割形成し、該非晶
質シリコン半導体層上に発電領域が直列接続するように
隣接する発電区域の非晶質シリコン半導体層から露出す
る透明電極の一部にまで延びる複数個の島状の金属電極
を形成し、さらに、所定の金属電極間より露出した非晶
質シリコン半導体層部分で前記絶縁基板、透明電極及び
非晶質シリコン半導体層を切断する非晶質太陽電池の製
造方法が提供される。
さらに、好適には、前記非晶質太陽電池の端辺と金属電
極までの間隔をａ （ｃ＋＋＋）、該端辺と対向する金
属電極の長さをｂ （ｃｎ＋）、非晶質シリコン半導体
層のシート抵抗Ｒｎ（Ω／□）としたとき、Ｒｎ−ａ／
ｂ〉１０４ とした非晶質太陽電池及びその製造方法が提供される。
極までの間隔をａ （ｃ＋＋＋）、該端辺と対向する金
属電極の長さをｂ （ｃｎ＋）、非晶質シリコン半導体
層のシート抵抗Ｒｎ（Ω／□）としたとき、Ｒｎ−ａ／
ｂ〉１０４ とした非晶質太陽電池及びその製造方法が提供される。
以下、本発明の非晶質太陽電池及びその製造方法を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明に係る非晶質太陽電池を示す断面図であ
る。
る。
本発明の非晶質太陽電池は、透明基板１上に、複数個の
透明電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ（以下、２ａ〜２ｄと
記す）、複数個のＰ−１−Ｎ接合した非晶質シリコン半
導体層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（以下、３ａ〜３ｄと記
す）、及び複数個の金属電極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（
以下、４ａ〜４ｄと記す）とから構成された発電区域ａ
” ｄが、直列的接続され配置され構成されている。
透明電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ（以下、２ａ〜２ｄと
記す）、複数個のＰ−１−Ｎ接合した非晶質シリコン半
導体層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（以下、３ａ〜３ｄと記
す）、及び複数個の金属電極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（
以下、４ａ〜４ｄと記す）とから構成された発電区域ａ
” ｄが、直列的接続され配置され構成されている。
透明基板１は、ガラス、透光性セラミックなどから成り
、該透明基板１の一主面には透明電極２ａ〜２ｄが被着
されている。
、該透明基板１の一主面には透明電極２ａ〜２ｄが被着
されている。
透明電極２ａ〜２ｄは、酸化錫、酸化インジウム、酸化
インジウム錫などの金属酸化物膜で形成される。各透明
電極２ａ〜２ｄは、レーザー照射により形成された第１
の分離溝５ａ、５ｂ、５ｃ（以下、５ａ〜５ｃと記す）
によって４つの区域ａ −ｄに分割されている。
インジウム錫などの金属酸化物膜で形成される。各透明
電極２ａ〜２ｄは、レーザー照射により形成された第１
の分離溝５ａ、５ｂ、５ｃ（以下、５ａ〜５ｃと記す）
によって４つの区域ａ −ｄに分割されている。
非晶質シリコン半導体層３ａ〜３ｄは、光入射側である
基板側より、Ｐ層、１層、Ｎ層と被着され、Ｐ−１−Ｎ
接合が施されている。各非晶質シリコン半導体Ｍ３ａ〜
３ｄは、レーザー照射により形成された第２の分離溝６
ａ、６ｂ、６ｃ（以下、６ａ〜６ｃと記す）によって４
つの区域ａ ＝ ｄに分割され、非晶質シリコン半導体
層３ｂは第１の分離溝５ａを越え、透明電極２ａの端部
にまで延びて形成され、非晶質シリコン半導体層３ｃは
第１の分離溝５ｂを越え、透明電極２ｂの端部にまで延
びて形成され、非晶質シリコン半導体Ｆ！３ｄは第１の
分離溝５ｃを越え、透明電極２ｃの端部にまで延びて形
成されている。
基板側より、Ｐ層、１層、Ｎ層と被着され、Ｐ−１−Ｎ
接合が施されている。各非晶質シリコン半導体Ｍ３ａ〜
３ｄは、レーザー照射により形成された第２の分離溝６
ａ、６ｂ、６ｃ（以下、６ａ〜６ｃと記す）によって４
つの区域ａ ＝ ｄに分割され、非晶質シリコン半導体
層３ｂは第１の分離溝５ａを越え、透明電極２ａの端部
にまで延びて形成され、非晶質シリコン半導体層３ｃは
第１の分離溝５ｂを越え、透明電極２ｂの端部にまで延
びて形成され、非晶質シリコン半導体Ｆ！３ｄは第１の
分離溝５ｃを越え、透明電極２ｃの端部にまで延びて形
成されている。
金属電極４ａ〜４ｄは、ニッケル、アルミニウム、クロ
ムなどから成り、各金属電極４ａ〜４ｄは、フォトリソ
グラフィー技術などのエツチングにより形成された第３
の分離溝？ａ、７ｂ、７ｃ（以下、７ａ〜７ｃと記す）
によって４つの区域ａ −” ｄに分割されている。金
属電極４ｂは第２の分離溝６ａを越え、非晶質シリコン
半導体層３ａの端部にまで延びて形成され、非晶質シリ
コン半導体層３ａ及び非晶質シリコン半導体層３ｂを分
離する第１の分離溝６ａから露出する透明電極２ａと電
気的に接続され、また金属電極４ｃは第２の分離溝６ｂ
を越え、非晶質シリコン半導体層３ｂの端部にまで延び
て形成され、非晶質シリコン半導体層３ｂ及び非晶質シ
リコン半導体層３Ｃを分離する第１の分離溝６ｂから露
出する透明電極２ｂと電気的に接続され、また同様に金
属電極４ｄは第２の分離溝６Ｃを越え、非晶質シリコン
半導体層３Ｃの端部にまで延びて形成され、非晶質シリ
コン半導体層３Ｃ及び非晶質シリコン半導体層３ｄを分
離する第１の分離溝６ｃから露出する透明電極２ｃと電
気的に接続されている。即ち、発電区域ａ ” ｄが夫
々直列的に接続されることになる。
ムなどから成り、各金属電極４ａ〜４ｄは、フォトリソ
グラフィー技術などのエツチングにより形成された第３
の分離溝？ａ、７ｂ、７ｃ（以下、７ａ〜７ｃと記す）
によって４つの区域ａ −” ｄに分割されている。金
属電極４ｂは第２の分離溝６ａを越え、非晶質シリコン
半導体層３ａの端部にまで延びて形成され、非晶質シリ
コン半導体層３ａ及び非晶質シリコン半導体層３ｂを分
離する第１の分離溝６ａから露出する透明電極２ａと電
気的に接続され、また金属電極４ｃは第２の分離溝６ｂ
を越え、非晶質シリコン半導体層３ｂの端部にまで延び
て形成され、非晶質シリコン半導体層３ｂ及び非晶質シ
リコン半導体層３Ｃを分離する第１の分離溝６ｂから露
出する透明電極２ｂと電気的に接続され、また同様に金
属電極４ｄは第２の分離溝６Ｃを越え、非晶質シリコン
半導体層３Ｃの端部にまで延びて形成され、非晶質シリ
コン半導体層３Ｃ及び非晶質シリコン半導体層３ｄを分
離する第１の分離溝６ｃから露出する透明電極２ｃと電
気的に接続されている。即ち、発電区域ａ ” ｄが夫
々直列的に接続されることになる。
そして、透明基板ｌ側より光入射があると、非晶質シリ
コン半導体層３８〜３ｄの１層部分で正孔及び電子が発
生し、各発電区域ａｗｄに光電流がながれ、非晶質太陽
電池全体で、高い電圧の起電力が得られることになる。
コン半導体層３８〜３ｄの１層部分で正孔及び電子が発
生し、各発電区域ａｗｄに光電流がながれ、非晶質太陽
電池全体で、高い電圧の起電力が得られることになる。
尚、この起電力は、第２図（ａ）、（ｂ）に示すように
、発電区域ａの透明電極２ａ及び発電区域ｄの金属電極
４ｄと電気的に導通した出力端子８ａ、８ｂより出力さ
れる。
、発電区域ａの透明電極２ａ及び発電区域ｄの金属電極
４ｄと電気的に導通した出力端子８ａ、８ｂより出力さ
れる。
第３図は、第１図に示した非晶質太陽電池の端部拡大平
面図である。
面図である。
非晶質太陽電池の基板１の端辺と、該非晶質太陽電池の
有効発電区域（透明電極、非晶質シリコン半導体層及び
金属層電極が重畳した部分）の端辺９との最小間隔をａ
（ｃｎ＋）、切断した非晶質シリコン半導体層３の基
板１の端辺１ａと平行な有効発電区域の長さをｂ （ｃ
ｍ）、非晶質シリコン半導体層のシート抵抗Ｒｎ （Ω
／□）とする。
有効発電区域（透明電極、非晶質シリコン半導体層及び
金属層電極が重畳した部分）の端辺９との最小間隔をａ
（ｃｎ＋）、切断した非晶質シリコン半導体層３の基
板１の端辺１ａと平行な有効発電区域の長さをｂ （ｃ
ｍ）、非晶質シリコン半導体層のシート抵抗Ｒｎ （Ω
／□）とする。
この時、Ｒｎ−ａ／ｂ〉１０４となるように設定する。
ここで、非晶質シリコン半導体層のシート抵抗Ｒｎは固
有であり、セル設計時に、基板の端辺と平行の有効発電
区域の長さｂと該間隔をａ（ｃｍ）を設定する。
有であり、セル設計時に、基板の端辺と平行の有効発電
区域の長さｂと該間隔をａ（ｃｍ）を設定する。
以上のように設定することにより、大きなマザー基板１
１より、ダイヤモンドカッタしたりして非晶質シリコン
半導体層３の切断面に発生するＰ−１−Ｎ接合の破壊に
より起因するショートの影響を実質的に発電区域まで及
ぼさないようになる。
１より、ダイヤモンドカッタしたりして非晶質シリコン
半導体層３の切断面に発生するＰ−１−Ｎ接合の破壊に
より起因するショートの影響を実質的に発電区域まで及
ぼさないようになる。
本発明の非晶質太陽電池は、特に金属電極４８〜４ｄを
エツチング処理により、島状に形成され、基板の端辺１
ａと有効発電区域の端辺９との最小間隔を充分確保でき
るため、基板端部の非晶質シリコン半導体層３ａ〜３ｄ
のＰ−１−Ｎ接合の破壊が生じ、短絡状態であっても、
金属電極４８〜４ｄと透明電極２８〜２ｄとの実質的な
ショートが完全防止でき、出力の低下を招くことがない
。
エツチング処理により、島状に形成され、基板の端辺１
ａと有効発電区域の端辺９との最小間隔を充分確保でき
るため、基板端部の非晶質シリコン半導体層３ａ〜３ｄ
のＰ−１−Ｎ接合の破壊が生じ、短絡状態であっても、
金属電極４８〜４ｄと透明電極２８〜２ｄとの実質的な
ショートが完全防止でき、出力の低下を招くことがない
。
次に、第４図（ａ）〜（ｇ）に示す各工程における平面
図を用いて製造方法を説明する。尚、平面図では、マザ
ー基板１１より、４つのセル１０，２０゜３０．４０を
形成する製造方法である。
図を用いて製造方法を説明する。尚、平面図では、マザ
ー基板１１より、４つのセル１０，２０゜３０．４０を
形成する製造方法である。
第４図（ａ）は、透明基板１１の一主面上に透明電極１
２ａ〜４２ｄとなる透明導電膜２である酸化インジウム
錫を形成した状態の平面図である。透明基板１１を洗浄
後に、電子ビーム法、蒸着法、スプレーイ法などの公知
技術により、酸化インジウム錫を４００人の膜厚で形成
する。
２ａ〜４２ｄとなる透明導電膜２である酸化インジウム
錫を形成した状態の平面図である。透明基板１１を洗浄
後に、電子ビーム法、蒸着法、スプレーイ法などの公知
技術により、酸化インジウム錫を４００人の膜厚で形成
する。
第４図（ｂ）は、透明基板１１の一主面上の透明導電膜
２を第１のレーザ照射により、各発電区域ａ ” ｄに
対応した透明電極１２ａ、 １２ｂ、 １２ｃ、 １２
ｄ （２２ｄ）、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（以下１２ａ
〜２２ｄと記す）に分離形成した状態の平面図である
。具体的な第１のレーザ照射の条件は、Ｎｄ−ＹＡＧレ
ーザを出力１〜１０Ｗ１波長１． ０６ ｐｍ、 Ｑス
イッチ周波数１０ｋＨｚ、スポット径３０〜５０μｍ、
走査速度１０〜２００ｍ／ＳｅＣに設定した。
２を第１のレーザ照射により、各発電区域ａ ” ｄに
対応した透明電極１２ａ、 １２ｂ、 １２ｃ、 １２
ｄ （２２ｄ）、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（以下１２ａ
〜２２ｄと記す）に分離形成した状態の平面図である
。具体的な第１のレーザ照射の条件は、Ｎｄ−ＹＡＧレ
ーザを出力１〜１０Ｗ１波長１． ０６ ｐｍ、 Ｑス
イッチ周波数１０ｋＨｚ、スポット径３０〜５０μｍ、
走査速度１０〜２００ｍ／ＳｅＣに設定した。
第１のレーザ照射による分離溝１５ａ、 １５ｂ、 １
５ｃ、 ２５ａ２５ｂ、２５ｃ（以下１５ａ〜２５Ｃと
記す）は、照射の走査方向に配列したセルと共通に形成
される。
５ｃ、 ２５ａ２５ｂ、２５ｃ（以下１５ａ〜２５Ｃと
記す）は、照射の走査方向に配列したセルと共通に形成
される。
第４図（Ｃ）は、透明電極１２ａ〜２２ｄ上の一面に非
晶質シリコン半導体層３を形成した状態の平面図である
。非晶質シリコン半導体層３は基板側からＰ−１−Ｎ接
合が形成されている。具体的には、非晶質半導体層３は
シラン、ジシランなどのシリコン化合物ガスをグロー放
電で分解するプラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法等で被着さ
れる非晶質シリコンなどから成り、Ｐ層はシランガスに
ジボランなどのＰ型ドーピングガスを混入した反応ガス
で形成され、ＩＮはシランガスを反応ガスとして形成さ
れ、Ｎ層はシランガスにフォスフインなどのＮ型ドーピ
ングガスを混入した反応ガスで形成される。
晶質シリコン半導体層３を形成した状態の平面図である
。非晶質シリコン半導体層３は基板側からＰ−１−Ｎ接
合が形成されている。具体的には、非晶質半導体層３は
シラン、ジシランなどのシリコン化合物ガスをグロー放
電で分解するプラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法等で被着さ
れる非晶質シリコンなどから成り、Ｐ層はシランガスに
ジボランなどのＰ型ドーピングガスを混入した反応ガス
で形成され、ＩＮはシランガスを反応ガスとして形成さ
れ、Ｎ層はシランガスにフォスフインなどのＮ型ドーピ
ングガスを混入した反応ガスで形成される。
第４図（ｄ）は、非晶質シリコン半導体層３を第２のレ
ーザ照射により、各発電区域ａ ＝ ｄに対応した非晶
質シリコン半導体層１３ａ、 １３ｂ、 １３ｃ、 １
３ｄ （２３ｄ） 、 ２３ａ 、 ２３ｂ 、 ２３
ｃ （以下１３ａ 〜２３ｄと記す）に分離形成した状
態の平面図である。具体的な第２のレーザ照射の条件は
、Ｎｄ−ＹＡＧレーザを出力１〜ＩＯＷ、波長１． ０
６ ｔｔｍ、 Ｑスイ−ｔチ周波数１０〜１００ ｋＨ
ｚ、スポット径３０〜５０μｍ、走査速度１０〜２０ｃ
ｍ／ｓｅｃに設定した。
ーザ照射により、各発電区域ａ ＝ ｄに対応した非晶
質シリコン半導体層１３ａ、 １３ｂ、 １３ｃ、 １
３ｄ （２３ｄ） 、 ２３ａ 、 ２３ｂ 、 ２３
ｃ （以下１３ａ 〜２３ｄと記す）に分離形成した状
態の平面図である。具体的な第２のレーザ照射の条件は
、Ｎｄ−ＹＡＧレーザを出力１〜ＩＯＷ、波長１． ０
６ ｔｔｍ、 Ｑスイ−ｔチ周波数１０〜１００ ｋＨ
ｚ、スポット径３０〜５０μｍ、走査速度１０〜２０ｃ
ｍ／ｓｅｃに設定した。
第２のレーザ照射による第２の分離溝１６ａ、１６ｂ。
１６ｃ、 ２６ａ、 ２６ｂ、 ２６ｃ（以下１６ａ
〜２６．Ｃと記す）は、照射の走査方向に配列したセル
と共通に形成され、分離溝１６ａからは、透明電極１２
ａの端部が露出し、同様に分離溝１６ｂからは、透明電
極１２ｂの端部が露出するように形成されている。また
、この工程で透明電極１２ｄ、２２ｄ側からの起電力が
取り出すためのレーザー照射による接続溝１８ｃ、１８
ｄが形成される。
〜２６．Ｃと記す）は、照射の走査方向に配列したセル
と共通に形成され、分離溝１６ａからは、透明電極１２
ａの端部が露出し、同様に分離溝１６ｂからは、透明電
極１２ｂの端部が露出するように形成されている。また
、この工程で透明電極１２ｄ、２２ｄ側からの起電力が
取り出すためのレーザー照射による接続溝１８ｃ、１８
ｄが形成される。
第４図（ｅ）は、複数個の非晶質シリコン半導体層１３
８〜２３ｄ上の一面に金属電極１４ａ、 １４ｂ、 １
４ｃ、１４ｄ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 、３
４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ 、 ４４ａ、４４ｂ、
４４ｃ、４４ｄ （以下１４ａ 〜４４ｄと記す）及び
１８ｂ、２８ｄ、３８ｂ、４８ｄ （以下１８ｂ〜４８
ｄと記す）となる金属膜４を形成した状態の平面図であ
る。金属膜４は、電子ビーム法、蒸着法、スプレーイ法
などの公知技術により、ニッケル、アルミニウム、クロ
ムなどを３００人の膜厚で形成する。尚、金属膜４は、
ニッケル、アルミニウム、クロムなどの単体の膜であっ
たり、また金属酸化物との積層体であったもよい。
８〜２３ｄ上の一面に金属電極１４ａ、 １４ｂ、 １
４ｃ、１４ｄ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 、３
４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ 、 ４４ａ、４４ｂ、
４４ｃ、４４ｄ （以下１４ａ 〜４４ｄと記す）及び
１８ｂ、２８ｄ、３８ｂ、４８ｄ （以下１８ｂ〜４８
ｄと記す）となる金属膜４を形成した状態の平面図であ
る。金属膜４は、電子ビーム法、蒸着法、スプレーイ法
などの公知技術により、ニッケル、アルミニウム、クロ
ムなどを３００人の膜厚で形成する。尚、金属膜４は、
ニッケル、アルミニウム、クロムなどの単体の膜であっ
たり、また金属酸化物との積層体であったもよい。
第４図（ｆ）は、上述の工程で形成を金属膜を各発電区
域ａ ” ｄに対応した金属電極１４ａ〜４４ｄ、端子
１８ｂ〜４８ｄに分離形成した状態の平面図である。具
体的には、金属電極Ｌ４ａ〜４４ｄは、エツチング液に
浸漬して、不要な金属膜を除去して第３の分離溝１７ａ
、１７ｂ、１７ｃ 、 ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ （以
下１７ａ〜２７ｃと記す）、７０．７１が形成される。
域ａ ” ｄに対応した金属電極１４ａ〜４４ｄ、端子
１８ｂ〜４８ｄに分離形成した状態の平面図である。具
体的には、金属電極Ｌ４ａ〜４４ｄは、エツチング液に
浸漬して、不要な金属膜を除去して第３の分離溝１７ａ
、１７ｂ、１７ｃ 、 ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ （以
下１７ａ〜２７ｃと記す）、７０．７１が形成される。
有用なエツチング技術として公知のフォトリソグラフィ
ー技術などによって形成される。この第３の分離溝１７
ａ〜２７ｃ 、７０．７１は、１つのセル内で４つの発
電区域ａ＝ｄが直列的に接続するように金属電極１４ａ
〜４４ｄを形成すると同時に、マザー基板１１内の４つ
のセルを各セル毎に分離区画するように形成される。
ー技術などによって形成される。この第３の分離溝１７
ａ〜２７ｃ 、７０．７１は、１つのセル内で４つの発
電区域ａ＝ｄが直列的に接続するように金属電極１４ａ
〜４４ｄを形成すると同時に、マザー基板１１内の４つ
のセルを各セル毎に分離区画するように形成される。
第４図（ｇ）は、上述の工程で形成を第３の分離溝７０
．７１の中で、発電区域ａ ” ｄが直列接続したセル
毎に分離した状態の平面図である。具体的には、セル毎
に分離する第３の分離溝７０．７１の中心付近にチッピ
ング用のスクライブが形成される。
．７１の中で、発電区域ａ ” ｄが直列接続したセル
毎に分離した状態の平面図である。具体的には、セル毎
に分離する第３の分離溝７０．７１の中心付近にチッピ
ング用のスクライブが形成される。
チッピング用のスクライブは、第３の分離溝７０，７１
から露出した非晶質シリコン半導体層１３ａ〜２３ｄ、
透明電極１２ａ〜２２ｄ及び透明基板１１を同時に切断
されるように、例えば基板１１側または非晶質シリコン
半導体Ｆ１３ａ〜２３ｄ側からダイヤモンドカッタなど
で形成する。
から露出した非晶質シリコン半導体層１３ａ〜２３ｄ、
透明電極１２ａ〜２２ｄ及び透明基板１１を同時に切断
されるように、例えば基板１１側または非晶質シリコン
半導体Ｆ１３ａ〜２３ｄ側からダイヤモンドカッタなど
で形成する。
以上のように、非晶質太陽電池の製造方法によれば、透
明電極１２ａ〜２２ｄ及び非晶質シリコン半導体Ｆ１３
ａ〜２３ｄをレーザ照射により分離形成し、金属電極１
４ａ〜４４ｄのみをエツチングにより分離形成したため
、金属電極１４ａ〜４４ｄのエツチングにより露出した
非晶質シリコン半導体層３部分の変質（結晶化による低
抵抗化やＰ−Ｉ−Ｎ接合破壊による短絡）が全くない。
明電極１２ａ〜２２ｄ及び非晶質シリコン半導体Ｆ１３
ａ〜２３ｄをレーザ照射により分離形成し、金属電極１
４ａ〜４４ｄのみをエツチングにより分離形成したため
、金属電極１４ａ〜４４ｄのエツチングにより露出した
非晶質シリコン半導体層３部分の変質（結晶化による低
抵抗化やＰ−Ｉ−Ｎ接合破壊による短絡）が全くない。
また、切断端部の非晶質シリコン半導体層１３ａ〜２３
ｄのＰ−Ｉ−Ｎ接合破壊による短絡を防止するセル周囲
のレーザー照射が不要となり、加工時間が短縮した生産
性に優れた非晶質太陽電池の製造方法となる。
ｄのＰ−Ｉ−Ｎ接合破壊による短絡を防止するセル周囲
のレーザー照射が不要となり、加工時間が短縮した生産
性に優れた非晶質太陽電池の製造方法となる。
尚、上述の実施例では、直列接続部分が発電区域の長辺
方向全部に渡って行われる構造であるが、各発電区域で
非晶質シリコン半導体層が共通で、且つ各発電区域の外
部に向かって延びる透明電極及び金属電極の延長部同士
を直列接続した構造であっては、Ｒｎ−ａ／ｂ〉１０７
とする設定すればよい。
方向全部に渡って行われる構造であるが、各発電区域で
非晶質シリコン半導体層が共通で、且つ各発電区域の外
部に向かって延びる透明電極及び金属電極の延長部同士
を直列接続した構造であっては、Ｒｎ−ａ／ｂ〉１０７
とする設定すればよい。
以上、本発明によれば、透明基板上に、透明電極、Ｐ−
Ｉ−Ｎ接合した非晶質シリコン半導体層及び金属電極が
積層された発電区域が、複数個直列的接続され配置され
た非晶質太陽電池において、該透明電極はレーザー照射
により複数個に分割形成され、該非晶質シリコン半導体
層は、レーザー照射により該透明電極の一部を露出し、
且つ分割形成され、金属電極は隣接する発電区域の非晶
質シリコン半導体層から露出する透明電極の一部にまで
延びるようにエツチング処理によって分割形成されるた
め、基板の略全面に形成された透明電極と島状の金属電
極との短絡がな（、またエツチング処理によって露出し
た非晶質シリコン半導体層の破壊などが一切ない信頼性
の向上した非晶質太陽電池となる。
Ｉ−Ｎ接合した非晶質シリコン半導体層及び金属電極が
積層された発電区域が、複数個直列的接続され配置され
た非晶質太陽電池において、該透明電極はレーザー照射
により複数個に分割形成され、該非晶質シリコン半導体
層は、レーザー照射により該透明電極の一部を露出し、
且つ分割形成され、金属電極は隣接する発電区域の非晶
質シリコン半導体層から露出する透明電極の一部にまで
延びるようにエツチング処理によって分割形成されるた
め、基板の略全面に形成された透明電極と島状の金属電
極との短絡がな（、またエツチング処理によって露出し
た非晶質シリコン半導体層の破壊などが一切ない信頼性
の向上した非晶質太陽電池となる。
また、一枚の透明基板から発電区域が直列接続した非晶
質太陽電池を複数個製造する方法において、透明基板上
の一主面にレーザー照射により複数個に分割された透明
電極を形成し、さらに該透明電極の全面に非晶質シリコ
ン半導体層を被着した後、レーザー照射により該透明電
極の一部を露出し、且つ非晶質シリコン半導体層を分割
形成し、該非晶質シリコン半導体層上に発電領域が直列
接続するように隣接する発電区域の非晶質シリコン半導
体層から露出する透明電極の一部にまで延びる複数個の
島状の金属電極を形成し、さらに、所定の金属電極間よ
り露出した非晶質シリコン半導体層部分で前記絶縁基板
、透明電極及び非晶質シリコン半導体層を切断するため
、非晶質太陽電池の周囲の短絡を防止するためのレーザ
照射分離工程が不要ととなり、歩留のよい、生産性に優
れた非晶質太陽電池の製造方法となる。
質太陽電池を複数個製造する方法において、透明基板上
の一主面にレーザー照射により複数個に分割された透明
電極を形成し、さらに該透明電極の全面に非晶質シリコ
ン半導体層を被着した後、レーザー照射により該透明電
極の一部を露出し、且つ非晶質シリコン半導体層を分割
形成し、該非晶質シリコン半導体層上に発電領域が直列
接続するように隣接する発電区域の非晶質シリコン半導
体層から露出する透明電極の一部にまで延びる複数個の
島状の金属電極を形成し、さらに、所定の金属電極間よ
り露出した非晶質シリコン半導体層部分で前記絶縁基板
、透明電極及び非晶質シリコン半導体層を切断するため
、非晶質太陽電池の周囲の短絡を防止するためのレーザ
照射分離工程が不要ととなり、歩留のよい、生産性に優
れた非晶質太陽電池の製造方法となる。
第１図は本発明に係る非晶質太陽電池を示す断面図であ
る。 第２図（ａ）、（ｂ）は第１図に示す非晶質太陽電池の
出力端子の構造を示す断面図である。 第３図は第１図に示した非晶質太陽電池の端部拡大平面
図である。 第４図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の非晶質太陽電池の製
へを説明する主要工程における平面図である。 第５図は従来の典型的な非晶質太陽電池の構造を示す断
面図である。 １・・・・・・・・・・透明基板 １１・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ２ａ〜２ｄＳ１２ａ 〜２２ｄ ３ａ〜３ｄ、 １３ａ 〜２３ｄ ４ａ〜４ｄ、１４ａ 〜４４ｄ ５ａ〜５ｃ、 １５ａ 〜４５Ｃ ６ａ〜６ｃ、 １６ａ 〜４６ｅ ７ａ〜７ｃ、 １７ａ 〜４７ｃ マザー基板 ・透明電極 非晶質シリコン半導体層 ・・・金属電極 ・・・第１の分離溝 ・・・第２の分離溝 ・・・第３の分離溝
る。 第２図（ａ）、（ｂ）は第１図に示す非晶質太陽電池の
出力端子の構造を示す断面図である。 第３図は第１図に示した非晶質太陽電池の端部拡大平面
図である。 第４図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の非晶質太陽電池の製
へを説明する主要工程における平面図である。 第５図は従来の典型的な非晶質太陽電池の構造を示す断
面図である。 １・・・・・・・・・・透明基板 １１・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ２ａ〜２ｄＳ１２ａ 〜２２ｄ ３ａ〜３ｄ、 １３ａ 〜２３ｄ ４ａ〜４ｄ、１４ａ 〜４４ｄ ５ａ〜５ｃ、 １５ａ 〜４５Ｃ ６ａ〜６ｃ、 １６ａ 〜４６ｅ ７ａ〜７ｃ、 １７ａ 〜４７ｃ マザー基板 ・透明電極 非晶質シリコン半導体層 ・・・金属電極 ・・・第１の分離溝 ・・・第２の分離溝 ・・・第３の分離溝
Claims (3)
- （１）絶縁基板上に、透明電極、Ｐ−Ｉ−Ｎ接合した非
晶質シリコン半導体層及び金属電極が積層された発電区
域が、複数個直列的接続され配置された非晶質太陽電池
において、 該透明電極はレーザー照射により複数個に分割形成され
、該非晶質シリコン半導体層は、レーザー照射により該
透明電極の一部を露出するとともに分割形成され、金属
電極は隣接する発電区域の非晶質シリコン半導体層から
露出する透明電極の一部にまで延びるようにエッチング
処理によって分割形成されたことを特徴とする非晶質太
陽電池。 - （２）一枚の絶縁基板から発電区域が直列接続した非晶
質太陽電池を複数個製造する方法において、絶縁基板上
の一主面にレーザー照射により複数個に分割された透明
電極を形成し、さらに該透明電極の全面に非晶質シリコ
ン半導体層を被着した後、レーザー照射により該透明電
極の一部を露出し且つ非晶質シリコン半導体層を分割形
成し、該非晶質シリコン半導体層上に発電領域が直列接
続するように隣接する発電区域の非晶質シリコン半導体
層から露出する透明電極の一部にまで延びる複数個の島
状の金属電極を形成し、さらに、所定の金属電極間より
露出した非晶質シリコン半導体層部分で前記絶縁基板、
透明電極及び非晶質シリコン半導体層を切断することを
特徴とする非晶質太陽電池の製造方法。 - （３）前記非晶質太陽電池の端辺と金属電極までの間隔
をａ（ｃｍ）、該端辺と対向する金属電極の長さをｂ（
ｃｍ）、非晶質シリコン半導体層のシート抵抗Ｒｎ（Ω
／□）としたとき、 Ｒｎ・ａ／ｂ＞１０＾４ であることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２
項記載の非晶質太陽電池及びその製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022830A JP2808005B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 非晶質太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022830A JP2808005B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 非晶質太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202069A true JPH02202069A (ja) | 1990-08-10 |
| JP2808005B2 JP2808005B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=12093614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1022830A Expired - Fee Related JP2808005B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 非晶質太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808005B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284609A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池製造方法 |
| JP2014229736A (ja) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | 富士フイルム株式会社 | 太陽電池 |
| WO2024185837A1 (ja) * | 2023-03-09 | 2024-09-12 | 株式会社カネカ | 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュール製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5992577A (ja) * | 1982-11-17 | 1984-05-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜素子板 |
| JPS6339958U (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-15 | ||
| JPS63211685A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-09-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光起電力装置の製法 |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP1022830A patent/JP2808005B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5992577A (ja) * | 1982-11-17 | 1984-05-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜素子板 |
| JPS6339958U (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-15 | ||
| JPS63211685A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-09-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光起電力装置の製法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284609A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池製造方法 |
| JP2014229736A (ja) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | 富士フイルム株式会社 | 太陽電池 |
| WO2024185837A1 (ja) * | 2023-03-09 | 2024-09-12 | 株式会社カネカ | 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュール製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2808005B2 (ja) | 1998-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |