JPH0261158B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0261158B2
JPH0261158B2 JP54090097A JP9009779A JPH0261158B2 JP H0261158 B2 JPH0261158 B2 JP H0261158B2 JP 54090097 A JP54090097 A JP 54090097A JP 9009779 A JP9009779 A JP 9009779A JP H0261158 B2 JPH0261158 B2 JP H0261158B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
substrate
photoelectric conversion
semiconductor layer
conversion device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP54090097A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5613777A (en
Inventor
Shunpei Yamazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP9009779A priority Critical patent/JPS5613777A/en
Publication of JPS5613777A publication Critical patent/JPS5613777A/en
Publication of JPH0261158B2 publication Critical patent/JPH0261158B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/30Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
    • H10F19/31Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2本のバスラインの設けられた可曲性
絶縁基板上に、2つの電極によりサンドウイツチ
された光起電力を発生させる半導体層を設け、上
記2つの電極のいずれをもそれぞれ極性を対応さ
せて2本のバスラインと連結させることに関する
ものであり、詳しくは半導体層の光照射がなされ
る両側に透明電極を設け、該透明電極と半導体層
とが概略同一形状を有していること、さらに該電
極上にはこの電極とバスラインの一方とを電気的
に連結し、かつ透明電極側のシート抵抗をより少
なくするために対抗電極の一部として格子ライン
パターン、クロスハツチパターン、魚骨パターン
等の電極を透明電極の面積の20%以内の占有面積
で設けた光電変換装置に関するものであり、光電
変換装置をシステムに組み込んだ時のトータルコ
ストを安価にするとともに本発明装置を素人(ア
マチユア)が配線工事を行つた場合にも容易に太
陽エネルギーを取り出すことができる光電変換装
置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention comprises a flexible insulating substrate provided with two bus lines, and a semiconductor layer sandwiched between two electrodes to generate a photovoltaic force. The method relates to providing the above two electrodes with corresponding polarity and connecting them to two bus lines. Specifically, transparent electrodes are provided on both sides of the semiconductor layer where light is irradiated, and the transparent electrodes are connected to each other with corresponding polarity. and the semiconductor layer have approximately the same shape, and furthermore, there is a counter layer on the electrode to electrically connect the electrode and one of the bus lines, and to further reduce the sheet resistance on the transparent electrode side. This relates to a photoelectric conversion device in which an electrode with a grid line pattern, crosshatch pattern, fishbone pattern, etc. is provided as part of the electrode in an area that occupies less than 20% of the area of the transparent electrode, and the photoelectric conversion device is incorporated into the system. The present invention relates to a photoelectric conversion device that reduces the total cost and allows easy extraction of solar energy even when an amateur performs wiring work for the device of the present invention.

〔従来技術及びその問題点〕[Prior art and its problems]

光電変換装置をより安価でありかつ高信頼性の
システムとして構成させるには、 (1) 第1及び第2の電極、 (2) 光起電力を発生させる半導体層、 (3) 装置の機械的な設置のために担体または基
板、 (4) 外部と電気的に連結するための端子、 (5) 端子の基板への種々の機械的密着性、 (6) 2つの電極の一方が光透過性であること、 (7) 第1、第2の電極及び半導体層が機械的な歪
みに対して保障されること、 (8) 半導体層が高効率の光電変換効率を有するこ
と、 が必要である。
In order to configure a photoelectric conversion device as a cheaper and more reliable system, the following are required: (1) the first and second electrodes, (2) the semiconductor layer that generates photovoltaic force, and (3) the mechanical aspects of the device. (4) A terminal for electrical connection to the outside, (5) Various mechanical adhesion properties of the terminal to the substrate, (6) One of the two electrodes is optically transparent. (7) The first and second electrodes and the semiconductor layer must be guaranteed against mechanical distortion; (8) The semiconductor layer must have high photoelectric conversion efficiency. .

加えて光電変換装置として、 (9) 半導体層の製造価格が安価であること、 (10) 半導体層を用いた変換装置が作製しやすく構
造が単純であること、 (11) 半導体層に比べてこの付属設備が高価になら
ないこと、 (12) 変換装置の取り扱いが容易であること、 (13) 長期の信頼性が高いこと、 が重要である。
In addition, as a photoelectric conversion device, (9) the manufacturing cost of the semiconductor layer is low, (10) the conversion device using the semiconductor layer is easy to manufacture and has a simple structure, and (11) compared to the semiconductor layer. It is important that this accessory equipment is not expensive, (12) that the converter is easy to handle, and (13) that it has high long-term reliability.

しかしこれまでの光電変換装置は光起電力を発
生させる半導体自体が高価であることもあつて、
その付属設備を含めたシステムとしての思考が全
くなされていなかつた。
However, in conventional photoelectric conversion devices, the semiconductor that generates photovoltaic force itself is expensive, and
There was no consideration given to the system as a system including the attached equipment.

従来、例えば現在のCZ(チヨコラルスキー)ス
ライスを用いた太陽電池を作製せんとする
10KW/年であり、シリコン原料が8000トン/年
を仮定した時、1Wあたり4160円かかつてしまう。
しかもその内訳は光起電力を発生させるセル部に
て74%即ち3070円のコストがあがる。さらにその
他のモジユール化する設備等は1090円(26%)が
かかる。しかしこの価格を4160円/Wよりその
1/100の40円/Wとするには多くの困難がある。
例えばセル部に用いられるウエハは機械強度を有
する基板としての正確を有している。そのためセ
ル部を半導体で作らんとした時、単にセル部に用
いるシリコン等の半導体の厚さを1〜2μmとす
ると必ず基板を必要とする。加えて基板より外部
引出しリードを接続する端子も直接半導体層に接
着できない。
Previously, for example, attempts were made to create solar cells using current CZ (Czyochoralski) slices.
Assuming 10KW/year and 8000 tons/year of silicon raw material, the cost is 4160 yen per 1W.
Moreover, the cost increases by 74%, or 3,070 yen, in the cell section that generates photovoltaic force. Furthermore, other modular equipment costs 1,090 yen (26%). However, there are many difficulties in reducing this price from 4,160 yen/W to 40 yen/W, which is 1/100th of that price.
For example, the wafer used for the cell portion has the precision of a substrate with mechanical strength. Therefore, when the cell part is made of a semiconductor, if the thickness of the semiconductor such as silicon used for the cell part is 1 to 2 μm, a substrate is always required. In addition, terminals for connecting external leads from the substrate cannot be directly bonded to the semiconductor layer.

このため単に半導体層を3070円/Wより1/
100の30円/Wになし得たとしても、その結果逆
にモジユール化するのにこれまで以上の費用がか
かつてしまつていた。
For this reason, the semiconductor layer is simply 1/W from 3070 Yen/W.
Even if it were possible to reduce the cost to 30 yen/W for 100, it would have cost more than ever to make it modular.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はかかる欠点を除去して、低価格で絶縁
基板上に複数個の半導体層をマトリツクス化させ
ることを目的としたものであり、またさらに上記
基板を可曲性基板とすることにより連続生産を可
能にすることをも目的としたものである。
The present invention aims to eliminate such drawbacks and form a matrix of a plurality of semiconductor layers on an insulating substrate at a low cost. Furthermore, by making the substrate a flexible substrate, continuous production is possible. It is also intended to make it possible.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するために絶縁基板上に設け
られた基板側電極と、該基板側電極上の非単結晶
半導体と、該非単結晶半導体上の電極とを有する
複数個の光電変換装置において、上記基板側電極
及び非単結晶半導体上の電極の何れか一方若しく
は両方が格子ラインパターン、クロスハツチパタ
ーン、魚骨パターン等を有する金属の補助電極と
該補助電極の少なくとも一部を覆つて上記非単結
晶半導体と密接するよう設けられた透光性導電膜
とで構成され、上記複数個の光電変換装置のとな
りあう各々が補助電極を介して接続されているこ
とを特徴とする光電変換装置とした構造としたも
のである。
In order to achieve the above object, a plurality of photoelectric conversion devices each include a substrate-side electrode provided on an insulating substrate, a non-single crystal semiconductor on the substrate-side electrode, and an electrode on the non-single-crystal semiconductor, Either or both of the substrate-side electrode and the electrode on the non-single crystal semiconductor cover a metal auxiliary electrode having a lattice line pattern, a crosshatch pattern, a fishbone pattern, etc., and at least a part of the auxiliary electrode. A photoelectric conversion device comprising a single crystal semiconductor and a transparent conductive film provided in close contact with each other, and each of the plurality of photoelectric conversion devices adjacent to each other is connected to each other via an auxiliary electrode. The structure is as follows.

また一方で従来、シリコンスライスを複数個集
合する担台さらに一部の太陽電池が破損しても、
その太陽電池がシヨートして逆流し電力を損失し
てしまうことを防ぐ逆流防止ダイオード等が必要
とされるが、本発明はかかるシステムとしての担
台を基板としてその上側に光起電力を発生させる
半導体層と同じ半導体層をもつて逆流防止ダイオ
ードとし、加えてこの基板を半導体層の機械歪を
保障する基板とするに加えて、外部引出し端をも
取りつけ、またこの基板上に正、負用の少なくと
も2本のバスラインを設け、このバスラインを利
用して複数個がマトリツクス化された半導体層を
マトリツクス化して系全体を一本化し、さらに可
曲正基板を使用することにより連続生産を可能に
したことを特徴としている。
On the other hand, even if some of the solar cells are damaged or the stage on which multiple silicon slices are assembled,
A backflow prevention diode or the like is required to prevent the solar cells from shooting and losing power due to backflow, but the present invention uses a carrier as a substrate as such a system and generates photovoltaic power on the upper side. The same semiconductor layer as the semiconductor layer is used as a backflow prevention diode, and in addition, this substrate is used as a substrate that guarantees mechanical distortion of the semiconductor layer.In addition, an external lead-out end is also attached, and positive and negative voltages are provided on this substrate. At least two bus lines are provided, and the bus lines are used to form multiple semiconductor layers into a matrix to unify the entire system.Continuous production is also possible by using a bendable substrate. It is characterized by being made possible.

また本発明は、かかる低価格製造用にエツチン
グまたはフオトエツチングまたは選択正印刷を用
い、3〜4回のマスク工程で完了するようにした
こと、特に半導体層と、第1または第2の電極の
一方の透明電極とを概略同一形状とすることによ
り製造工程を簡略化し、さらにまた本発明は、半
導体層の側面に沿つて基板表面より上方に離れて
設けられた電極より基板に至るリードを設けたこ
と等の特徴を有する。
In addition, the present invention uses etching or photoetching or selective printing for such low-cost manufacturing, and can be completed in 3 to 4 mask steps, and in particular, the semiconductor layer and the first or second electrode. The manufacturing process is simplified by making one transparent electrode approximately the same shape, and furthermore, the present invention provides a lead leading to the substrate from the electrode provided above the substrate surface along the side surface of the semiconductor layer. It has the following characteristics.

〔実施例〕〔Example〕

以下に図面に従つて本発明を説明する。 The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は本発明の変換装置の縦断面図を用いて
その作製工程を示したものである。
FIG. 1 shows the manufacturing process of the conversion device of the present invention using a longitudinal sectional view.

図面においてAは絶縁基板1上に導電性電極2
を選択的に形成している。フオトエツチング工程
を用いるならば枚目のフオトマスクを使用す
る。しかし選択プラズマエツチ、または印刷法を
用いて簡略化してコストの低減を図つてもよい。
In the drawing, A is a conductive electrode 2 on an insulating substrate 1.
are selectively formed. If a photoetching process is used, a second photomask is used. However, selective plasma etching or printing methods may be used to simplify and reduce costs.

基板材料としてはポリイミド、ポリエステル、
シリコーン樹脂等を用いた。
Substrate materials include polyimide, polyester,
Silicone resin etc. were used.

第1の導電性電極は基板に密着性の優れた材料
を用いた。例えばポリイミド基板上にクロムを形
成させ、さらにその上面にアルミニユームを形成
させた2層膜としてもよい。
For the first conductive electrode, a material with excellent adhesion to the substrate was used. For example, it may be a two-layer film in which chromium is formed on a polyimide substrate and aluminum is further formed on the upper surface.

第1図Bはこの上面に半導体層3および透明導
電性電極よりなる第2の電極用材料4をコーテイ
ングしたものである。
In FIG. 1B, this upper surface is coated with a semiconductor layer 3 and a second electrode material 4 consisting of a transparent conductive electrode.

半導体層はPIN接合であり光照射により光起電
力が発生し得るごとくに作製した。
The semiconductor layer was a PIN junction and was fabricated so that photovoltaic force could be generated by light irradiation.

本実施例に用いた半導体層は多結晶またはアモ
ルフアスのごとき非単結晶半導体であつて、かつ
そのエネルギギヤツプ(Eg)が太陽光または螢
光灯光のごとき連続光であり、かつこの連続光を
効率よく光−電気変換を行わしめるためW−N構
造とした。つまり光照射側のEgを大きく、即ち
W−Eg(WIDE Eg)の2〜3eVに、また反対側
のEgを小さく、即ちN−Eg(NALLOW Eg)の
0.7〜1.5eVにした。半導体材料としては、珪素を
主成分とし、その中にC、N、O、Ge、Sn、
Pb、In、Sb、Teを必要に応じて添加した。ま
た、半導体層は減圧CVD法またはグロー放電法
を主として用いた。それらについては、本発明人
の発明になる特許出願、特願昭53−086867/
086868(特開昭55−13938/13937号公報)、特願昭
54−032070/032071(特開昭55−124275/124272
号公報)特願昭49−071738(特開昭51−890号公
報)に記載されている。
The semiconductor layer used in this example is a non-single crystal semiconductor such as polycrystalline or amorphous, and its energy gap (Eg) is continuous light such as sunlight or fluorescent light, and this continuous light can be efficiently used. A W-N structure was used to perform light-to-electrical conversion. In other words, increase Eg on the light irradiation side, that is, 2 to 3 eV of W-Eg (WIDE Eg), and reduce Eg on the opposite side, that is, N-Eg (NALLOW Eg).
The voltage was set to 0.7 to 1.5 eV. As a semiconductor material, silicon is the main component, and C, N, O, Ge, Sn,
Pb, In, Sb, and Te were added as necessary. Furthermore, the semiconductor layer was mainly formed using a low pressure CVD method or a glow discharge method. For these, patent applications and Japanese patent applications No. 53-086867/
086868 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 13938/13937)
54-032070/032071 (Unexamined Japanese Patent Publication No. 1983-124275/124272
No. 49-071738 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-890).

この後第1図Cに示すごとく、第2回目のエツ
チング工程により不要部の半導体層121およ
び透明導電性電極111を同じマスクを用いて除
去した。このエツチングにより、透明電極のパタ
ーン111,112と概略同一形状に半導体層1
21,122をエツチングさせた。即ち透明電極
をマスクとして半導体層をエツチングした。さら
にこの半導体層は台形を有しており、その側周辺
はテーパエツチをしてある。実際には弗素系のプ
ラズマエツチアマントを用いた。即ち平行平板型
の電極を有するプラズマエツチ装置において、金
属マスクを透明電極、半導体層を残す部分11
1,112,121,122上に設置せしめ、そ
の除去される部分でのみ選択的にプラズマ放電を
させた。その際基板下に共通の一電極と基板上に
基板透明電極より若干離間して+の対抗電極との
間にプラズマ放電させたものである。かくすると
フオトレジスト等を用いる必要もなく、また透明
電極、半導体層を特性的に何等機械的に傷つけな
いという特徴を有する。この選択プラズマエツチ
の際、+の対抗電極を上下または左右前後に周期
的に1mm〜1cmの巾で1〜10c/sにて振動・移
動させると、放電のエツジ部がぼけて、その結果
半導体層の側周辺をテーパ状に台形にすることが
でき、加えてこのテーパの角度はエツチ速度と同
じにすると基板に対し約45゜に、エツチ速度の2
倍にすると約30゜にまでベベル状にすることがで
きた。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, unnecessary portions of the semiconductor layer 121 and the transparent conductive electrode 111 were removed by a second etching process using the same mask. As a result of this etching, the semiconductor layer 1 is formed into approximately the same shape as the patterns 111 and 112 of the transparent electrodes.
21,122 were etched. That is, the semiconductor layer was etched using the transparent electrode as a mask. Further, this semiconductor layer has a trapezoidal shape, and the periphery of the trapezoid is tapered. Actually, fluorine-based plasma etchant was used. That is, in a plasma etching apparatus having parallel plate type electrodes, a metal mask is used as a transparent electrode, and a portion 11 where a semiconductor layer is left is used.
1, 112, 121, and 122, and selectively caused plasma discharge only in the portions to be removed. At this time, a plasma discharge was caused between a common electrode under the substrate and a positive counter electrode located slightly apart from the substrate transparent electrode on the substrate. In this way, there is no need to use a photoresist or the like, and the transparent electrode and semiconductor layer are not mechanically damaged in any way. During this selective plasma etching, if the + counter electrode is periodically vibrated and moved up and down or left and right and back and forth in a width of 1 mm to 1 cm at a speed of 1 to 10 c/s, the edge of the discharge becomes blurred, and as a result, the semiconductor The periphery of the side of the layer can be tapered into a trapezoidal shape, and in addition, the angle of this taper is approximately 45° relative to the substrate when the etch rate is the same, and the angle of the taper is approximately 45° relative to the substrate when the etch rate is the same as the etch rate.
When doubled, it was possible to create a bevel shape of approximately 30°.

その結果、第1の電極よりこの半導体層の側周
辺にそつて基板のバスラインへのリードの形成が
断絶の可能性もなくきわめて信頼性を高くするこ
とができた。さらに逆流防止用ダイオードにあつ
ては、その逆耐圧を高め実質的にPIN接合界面で
の空乏層をひろめることができた。
As a result, the lead formation from the first electrode to the bus line of the substrate along the periphery of the semiconductor layer can be made extremely reliable without the possibility of disconnection. Furthermore, in the case of the reverse current prevention diode, we were able to increase its reverse breakdown voltage and substantially expand the depletion layer at the PIN junction interface.

第1図において、第1のバスライン5、光電変
換装置6、直列に接続された他の光電変換装置
7、逆流防止用ダイオード8、第2のバスライン
9を有せしめた。光電変換装置は2ケを直列にし
て出力の電圧を2倍に高めてある。
In FIG. 1, a first bus line 5, a photoelectric conversion device 6, another photoelectric conversion device 7 connected in series, a backflow prevention diode 8, and a second bus line 9 are provided. Two photoelectric conversion devices are connected in series to double the output voltage.

第1図DはCの上側に第2の電極の一部となる
導体を選択的に形成させて完成したものである。
図面においては光10は基板1の上方より入射さ
せた。基板に密接して設けられた第1のバスライ
ン5を構成する下地金属15と光電変換装置6の
第1の電極131とがリード17により連結され
ている。また第2の電極である対抗電極(光が照
射する面側の電極をいう)は透明導電性電極11
1と格子ラインパターン、クロスハツチパター
ン、魚骨パターン等の他の補助電極30と重ねて
その直列抵抗の低減化を図つている。この連結用
の補助電極30は光が照射される全有効面積の20
%以下望ましくは5%程度に設けた。この補助電
極30は半導体層121の側周辺のテーパ面にそ
つて基板上に至り他の変換装置7の第1の電極に
直列接続されている。この光電変換装置7の透明
導電性電極112も透明導電性電極111と補助
電極22よりなつている。
FIG. 1D is completed by selectively forming a conductor that will become a part of the second electrode on the upper side of C.
In the drawing, the light 10 is incident on the substrate 1 from above. A base metal 15 constituting the first bus line 5 provided closely to the substrate and a first electrode 131 of the photoelectric conversion device 6 are connected by a lead 17. In addition, the counter electrode (the electrode on the side where light is irradiated) which is the second electrode is the transparent conductive electrode 11.
1 and other auxiliary electrodes 30 such as a lattice line pattern, a crosshatch pattern, a fishbone pattern, etc. to reduce the series resistance. This auxiliary electrode 30 for connection is 20% of the total effective area irradiated with light.
% or less, preferably about 5%. This auxiliary electrode 30 extends onto the substrate along the tapered surface around the side of the semiconductor layer 121 and is connected in series to the first electrode of another conversion device 7 . The transparent conductive electrode 112 of this photoelectric conversion device 7 also consists of a transparent conductive electrode 111 and an auxiliary electrode 22.

さらにこの透明導電性電極112および補助電
極は重なつて逆流防止ダイオード8の一方の電極
を構成している。このダイオードの半導体層12
2は光電変換装置7の半導体層と同一材料で構成
させている。このことは第1図Bでの製造工程よ
り明らかであり、同一の半導体層3を選択エツチ
して得られたものである。即ち同一絶縁基板上に
変換装置が破損等でシヨートした時、系全体を機
能不能に陥ることより防止する逆流防止ダイオー
ド8が光電変換装置6,7と同時に同一平面上に
設けられており、このダイオードの作製に何等の
新しい工程を必要としないことが本発明の特徴で
ある。またこのダイオード方の電極14は該電極
14をリードとして第2のバスライン9を構成す
る下地金属15上に電極を構成している。
Further, the transparent conductive electrode 112 and the auxiliary electrode overlap to constitute one electrode of the backflow prevention diode 8. Semiconductor layer 12 of this diode
2 is made of the same material as the semiconductor layer of the photoelectric conversion device 7. This is clear from the manufacturing process shown in FIG. 1B, which was obtained by selectively etching the same semiconductor layer 3. That is, on the same insulating substrate, a backflow prevention diode 8 is provided on the same plane as the photoelectric conversion devices 6 and 7, which prevents the entire system from becoming inoperable when the conversion device is shot due to damage or the like. A feature of the present invention is that no new process is required to manufacture this diode. Further, this diode-side electrode 14 constitutes an electrode on a base metal 15 constituting the second bus line 9 with the electrode 14 as a lead.

この図面には2ケの変換装置を直列に連結した
例を示したが、同一基板に複数個を作りそれらを
直列または並列にすることは本発明の特徴をさら
に生かすことになる。また本発明は半導体層を挟
む位置的に高さが異なる2つの電極を新たな工程
をまつたく導入することなしに同一平面構成とし
連結した。このことは工業上きわめて単純かつ低
価格装置の作製に重要である。
Although this drawing shows an example in which two converters are connected in series, the features of the present invention can be further utilized by creating a plurality of converters on the same board and arranging them in series or in parallel. Furthermore, the present invention connects two electrodes sandwiching a semiconductor layer and having different heights in the same plane without introducing any new process. This is important for the production of industrially very simple and low cost devices.

第2図は本発明の他の実施例を示す。 FIG. 2 shows another embodiment of the invention.

基板、各部の番号は第1図の実施例と同一であ
る。この実施例も上側から光照射がなされた場合
である。
The board and the numbers of each part are the same as in the embodiment shown in FIG. This example is also a case where light is irradiated from above.

第1図においては、対抗電極からのリードは半
導体層121,121の側面に密着して基板上に
まで延長していた。すなわちこの場合第1図Cに
おける接触部分の長さ281,282は半導体層
の厚さに比べて十分長く、かつその抵抗が、側周
辺を金属で実質的にシヨートしてもその電流が流
れない程度に大きいことが必要である。即ち半導
体層の厚さが1〜3μmにあつては、その厚さの
102〜104倍である3mm〜3cmを必要とする。この
ためこの面積のむだを省くため一工程増えるが半
導体層の接合部を有する側周辺を絶縁物にて覆つ
た。第2図においては、このリードと半導体との
間に絶縁物331,332,333を介在させ電
気的に絶縁し、安定したものである。半導体層は
接合部が絶縁物に覆われるため信頼性が向上する
が絶縁物を選択的にコーテイングするという工程
が新たに加わる欠点を有する。この絶縁物は変換
装置6,7にとつて機械的保護膜20をも構成し
ている。
In FIG. 1, the leads from the counter electrodes were in close contact with the side surfaces of the semiconductor layers 121, 121 and extended onto the substrate. That is, in this case, the lengths 281 and 282 of the contact portions in FIG. It is necessary that the size be large enough. In other words, when the thickness of the semiconductor layer is 1 to 3 μm, the thickness
It requires 3 mm to 3 cm, which is 10 2 to 10 4 times. Therefore, in order to avoid wasting this area, the periphery of the side of the semiconductor layer having the junction portion was covered with an insulating material, although it added one step. In FIG. 2, insulators 331, 332, and 333 are interposed between the leads and the semiconductor to provide electrical insulation and stability. The reliability of the semiconductor layer is improved because the bonding portion is covered with an insulator, but it has the disadvantage of requiring a new step of selectively coating the insulator. This insulator also constitutes a mechanical protection layer 20 for the converter devices 6,7.

第3図は本発明の他の実施例である。光は基板
側を通つて下側より半導体層に照射されている。
図面においてAは基板1上に第1の電極であつ
て、かつ対抗電極の一部を構成する電極が形成さ
れている。さらにその上面を透明電極4、半導体
層3が第1図と同様にして形成される。さらにそ
の上部に第2の電極341,342,343を形
成した後、この第2の電極をマスクとして半導体
層3を選択的にエツチしさらに透明電極4をエツ
チした。そのためこの実施例においても半導体層
と透明電極は概略同一形状を有するセルフアライ
ン構成をさせることができた。第1図と同様に半
導体層3の側周辺をテーパ状にして、配線の断線
を除去した。
FIG. 3 shows another embodiment of the invention. Light passes through the substrate side and is irradiated onto the semiconductor layer from below.
In the drawing, an electrode A is formed on the substrate 1, and is a first electrode and also constitutes a part of the counter electrode. Furthermore, a transparent electrode 4 and a semiconductor layer 3 are formed on the upper surface in the same manner as in FIG. Furthermore, after forming second electrodes 341, 342, and 343 on top of the semiconductor layer 3, the semiconductor layer 3 was selectively etched using the second electrodes as a mask, and the transparent electrode 4 was further etched. Therefore, in this example as well, a self-aligned structure in which the semiconductor layer and the transparent electrode had approximately the same shape could be achieved. Similarly to FIG. 1, the periphery of the semiconductor layer 3 was tapered to remove disconnections in the wiring.

Dは本発明の光電変換装置の完成図である。第
1のバスライン5、第2のバスライン9は絶縁基
板上に設けられ、変換装置6,7は基板を通して
の光照射に対し光起電力を発生する。逆流防止ダ
イオードは8に設けられている。半導体層の12
1,122の側周辺は絶縁物352,353で囲
まれており、この絶縁物上のリード361,36
2によつて2つの装置間を電気的に連結してい
る。対抗電極は透明電極111,112と格子ラ
インパターン、クロスラインパターン等が37
1,372,373,374とにより構成されて
いる。
D is a completed diagram of the photoelectric conversion device of the present invention. The first bus line 5 and the second bus line 9 are provided on an insulating substrate, and the conversion devices 6 and 7 generate a photovoltaic force in response to light irradiation through the substrate. A backflow prevention diode is provided at 8. 12 of the semiconductor layer
The periphery of the 1,122 side is surrounded by insulators 352, 353, and the leads 361, 36 on this insulator
2 electrically connects the two devices. The opposing electrodes include transparent electrodes 111, 112, a grid line pattern, a cross line pattern, etc.
1,372,373,374.

第4図は本発明におけるバスラインと外部接続
端子との関係を示したものである。
FIG. 4 shows the relationship between the bus line and external connection terminals in the present invention.

Aは基板1上に下地金属15とその上面に金属
リード18を設けた上に100〜200μmの直径のワ
イヤ41をボンデイング40したものである。
B,Cは0.2〜1mmのワイヤ41をハンダ付け4
7したものであり、特にBはハンダ付けをした後
樹脂コーテイング42により保障したものであ
る。Dは樹脂コーテイング42を選択的に一部の
み除去し、ワイヤ41を超音波ボンデイングした
ものである。Eは基板に穴をあけ、ボルト44を
固定し、2つのナツト451,452により外部
により大きなパワーを取り出すためのものであ
る。変換装置部は42により保護されている。
In A, a base metal 15 and a metal lead 18 are provided on the upper surface of the base metal 15 on a substrate 1, and a wire 41 having a diameter of 100 to 200 μm is bonded 40 to the base metal 15.
B and C are 0.2~1mm wire 41 soldered 4
7, and in particular B is secured by a resin coating 42 after soldering. In D, only a portion of the resin coating 42 is selectively removed and the wire 41 is ultrasonically bonded. A hole E is made in the board, a bolt 44 is fixed thereon, and two nuts 451 and 452 are used to extract a larger amount of power to the outside. The converter section is protected by 42.

第5図Aは4つの光電変換装置を並列に配列し
たものであり一辺が10〜100cmの正方形を有して
いる。また第5図Bは2ケの装置を直列配列し、
さらにそれらを2系列の並列配列にしたものであ
る。第5図Bは2つのバスライン50,51を有
し、それらは基板59上に設けられている。逆流
防止ダイオードは531,532,54に設けら
れており、各装置に531,532として1ケ設
けても、さらにこのシステムに54として1ケ設
けてもよい。いずれにおいても1つの装置、1つ
の系列が破壊等によりシヨートになつた時、その
電位が下がり結果として電流が逆流することを防
止する目的である。さらに逆流防止ダイオードは
このシステムに対し、夜等で光照射が行われなく
なつた時、その出力端子である外部接続端子5
6,57の電位の方が、変換装置またはシステム
の電位より高くなり、電流が逆流して仕舞う場合
があるが、かかる状態を防止することを目的とし
ている。
FIG. 5A shows four photoelectric conversion devices arranged in parallel and has a square shape with sides of 10 to 100 cm. In addition, Fig. 5B shows two devices arranged in series,
Furthermore, they are arranged in two parallel arrays. FIG. 5B has two bus lines 50, 51, which are provided on a substrate 59. Backflow prevention diodes are provided at 531, 532, and 54, and one diodes 531, 532 may be provided in each device, and one diodes 54 may be provided in this system. In either case, when one device or one series becomes short due to destruction or the like, the purpose is to prevent the electric potential from lowering and the current from flowing backwards. Furthermore, the backflow prevention diode is connected to the external connection terminal 5, which is the output terminal, when the system is no longer irradiated with light, such as at night.
The potential of 6 and 57 may be higher than the potential of the converter or system, causing current to flow backwards, but this is intended to prevent such a situation.

本発明の1つはこの逆流防止ダイオードを基板
上に光電変換装置と同時に形成したことにある。
また第1図〜第5図により明らかな如く、このダ
イオードはその電流密度を考慮すると光電変換装
置の1/10以下で十分である。基板上に占める面積
は1/50〜1/100であつても十分であつた。ダイオ
ードの逆耐圧を向上させるため、またダイオード
のソフトブレイクダウンをおこさせないため、こ
のダイオードの側周辺をベベル状にすることは極
めて重要であつた。
One of the features of the present invention is that this backflow prevention diode is formed on the substrate at the same time as the photoelectric conversion device.
Moreover, as is clear from FIGS. 1 to 5, when considering the current density of this diode, it is sufficient to use one tenth or less of that of the photoelectric conversion device. Even if the area occupied on the substrate was 1/50 to 1/100, it was sufficient. In order to improve the reverse breakdown voltage of the diode and to prevent soft breakdown of the diode, it is extremely important to form a bevel around the side of the diode.

以上の説明において、透明電極はSnO2にイン
ジユーム、アンチモンまたはテルルをドープして
作製した。しかし対抗電極側の電極はシヨツトキ
電極であつても、またシヨツトキダイオードを構
成するための20〜50Åの厚さの極めて薄い膜厚の
絶縁膜であつてもよい。
In the above description, the transparent electrode was fabricated by doping SnO 2 with indium, antimony, or tellurium. However, the electrode on the counter electrode side may be a shot electrode or an extremely thin insulating film with a thickness of 20 to 50 Å for forming a shot diode.

このシヨツトキ電極においては、透明電極のか
わりに白金等の仕事関数の大きな金属を光の透過
する程度にうすく25〜100Åの厚さに形成させた。
In this shotgun electrode, instead of a transparent electrode, a metal with a high work function, such as platinum, was formed to a thickness of 25 to 100 Å and thin enough to allow light to pass through.

またMIS型の光電変換装置においては、20〜50
Åのトンネル電流の流れうる程度にうすい絶縁膜
を11に対応して設け、その上に格子状またはそ
の他の金属電極を例えば第1図D22の如く対抗
電極として設ければよいことはいうまでもない。
In addition, in MIS type photoelectric conversion devices, 20 to 50
It goes without saying that an insulating film thin enough to allow a tunnel current of 1.5 Å to flow may be provided corresponding to 11, and a lattice-shaped or other metal electrode may be provided thereon as a counter electrode, for example, as shown in FIG. 1 D22. do not have.

本発明の実施例において、少なくとも2つのバ
スラインは絶縁基板上の一方の表面にのみ設置さ
せて設けた。しかし1つのバスラインまたは2つ
のバスラインの一部は絶縁基板をスルーホールと
し、その反対面または裏面を用いて形成させても
よいことは言うまでもない。
In the embodiment of the present invention, at least two bus lines are provided on only one surface of the insulating substrate. However, it goes without saying that one bus line or a portion of two bus lines may be formed by using through holes in the insulating substrate and using the opposite or back surface thereof.

本発明は2つのバスラインの1つはその一方が
この基板表面より半導体層により離れた位置にあ
る第2の電極より電気的に連結されていることを
特徴とし、その連結に特別の工程を必要とするこ
となく、あたかも第1の電極と同じくして取り扱
わせたことにある。即ち半導体層の側面をテーパ
状にしたこと、透明電極と半導体をセルフアライ
ン構造にしたこと、などにより同一表面的に取り
扱つたことにある。
The present invention is characterized in that one of the two bus lines is electrically connected to a second electrode located at a distance from the surface of the substrate by a semiconductor layer, and a special process is performed for the connection. The reason is that it is treated as if it were the first electrode without requiring it. That is, the side surfaces of the semiconductor layer are tapered, the transparent electrode and the semiconductor have a self-aligned structure, and so on, so that they can be handled on the same surface.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の光電変換装置によれば、同一の基板上
に複数個の半導体層を簡単にかつ低価格で連結す
ることができ、また同時に逆流防止ダイオードも
形成させるためシステム化した光電変換装置を作
成することができる。そしてさらに絶縁基板を可
曲性にしたため、高分子フイルム等の可曲性基板
をロール状に巻くことにより、連続生産を行えば
上記システム化した光電変換装置の大量生産が可
能になる。
According to the photoelectric conversion device of the present invention, multiple semiconductor layers can be easily and inexpensively connected on the same substrate, and a backflow prevention diode can also be formed at the same time, so a systemized photoelectric conversion device can be created. can do. Further, since the insulating substrate is made flexible, mass production of the systemized photoelectric conversion device described above becomes possible by continuous production by winding the flexible substrate such as a polymer film into a roll.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図は本発明の光照射が上側からな
された光電変換装置の縦断面を示し、かつその作
製工程を示したものである。第3図は本発明の光
照射が基板を通して下側からなされる光電変換装
置の縦断面図を示し、かつその作製工程を示した
ものである。第4図は本発明の基板とバスライン
と外部接続端子との関係を示した実施例である。
第5図はスタツクまたはシステムとした時の光電
変換装置である。 1……基板、2……導電性電極、3……半導体
層、4……第2の電極用材料、5……第1のバス
ライン、6,7……光電変換装置、8……逆流防
止ダイオード、9……第2のバスライン、10…
…光、111,112,113……透明導電性電
極、121,122,123……半導体層、13
……第1の電極。
FIGS. 1 and 2 show a longitudinal section of a photoelectric conversion device according to the present invention in which light irradiation is performed from above, and also show the manufacturing process thereof. FIG. 3 shows a longitudinal cross-sectional view of a photoelectric conversion device according to the present invention in which light is irradiated from below through a substrate, and also shows the manufacturing process thereof. FIG. 4 is an embodiment showing the relationship between the substrate, bus lines, and external connection terminals of the present invention.
FIG. 5 shows a photoelectric conversion device when used as a stack or a system. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2... Conductive electrode, 3... Semiconductor layer, 4... Second electrode material, 5... First bus line, 6, 7... Photoelectric conversion device, 8... Backflow Prevention diode, 9...Second bus line, 10...
...Light, 111,112,113...Transparent conductive electrode, 121,122,123...Semiconductor layer, 13
...First electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 絶縁基板上に設けられた基板側電極と、該基
板側電極上の非単結晶半導体と、該非単結晶半導
体上の電極とを有する複数個の光電変換装置にお
いて、上記基板側電極及び前記非単結晶半導体上
の電極の何れか一方若しくは両方が格子ラインパ
ターン、クロスハツチパターン、魚骨パターン等
を有する金属の補助電極と該補助電極の少なくと
も一部を覆つて上記非単結晶半導体と密接するよ
う設けられた透光性導電膜とで構成された複数の
光電変換装置と、前記光電変換装置と同じ非単結
晶半導体によつて構成される逆流防止用ダイオー
ドが設けられ、前記数個の光電変換装置の隣合う
各々が前記補助電極を介して接続されていること
を特徴とする光電変換装置。 2 特許請求の範囲第1項において、絶縁基板上
の複数個の光電変換装置は、各々直列又は並列に
接続されていることを特徴とする光電変換装置。
[Scope of Claims] 1. A plurality of photoelectric conversion devices having a substrate-side electrode provided on an insulating substrate, a non-single crystal semiconductor on the substrate-side electrode, and an electrode on the non-single-crystal semiconductor, Either or both of the substrate-side electrode and the electrode on the non-single crystal semiconductor cover a metal auxiliary electrode having a lattice line pattern, a crosshatch pattern, a fishbone pattern, etc., and at least a part of the auxiliary electrode. A plurality of photoelectric conversion devices constituted by a single crystal semiconductor and a transparent conductive film provided in close contact with each other, and a backflow prevention diode constituted by the same non-single crystal semiconductor as the photoelectric conversion devices are provided. . A photoelectric conversion device, wherein adjacent photoelectric conversion devices of the plurality of photoelectric conversion devices are each connected via the auxiliary electrode. 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the plurality of photoelectric conversion devices on the insulating substrate are each connected in series or in parallel.
JP9009779A 1979-07-16 1979-07-16 Photoelectric converter Granted JPS5613777A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9009779A JPS5613777A (en) 1979-07-16 1979-07-16 Photoelectric converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9009779A JPS5613777A (en) 1979-07-16 1979-07-16 Photoelectric converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5613777A JPS5613777A (en) 1981-02-10
JPH0261158B2 true JPH0261158B2 (en) 1990-12-19

Family

ID=13989009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9009779A Granted JPS5613777A (en) 1979-07-16 1979-07-16 Photoelectric converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5613777A (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456782A (en) * 1981-03-20 1984-06-26 Fuji Electric Co., Ltd. Solar cell device
JPS57204179A (en) * 1981-06-09 1982-12-14 Sanyo Electric Co Ltd Manufacture of photoelectromotive force device
JPS58125864A (en) * 1982-01-22 1983-07-27 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacture of line sensor
JPS59103383A (en) * 1982-12-03 1984-06-14 Sanyo Electric Co Ltd Manufacture for photovoltaic force generating device
JPS59108373A (en) * 1982-12-14 1984-06-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Photoelectric conversion device
JPS59123281A (en) * 1982-12-28 1984-07-17 Sanyo Electric Co Ltd Method for manufacturing optical semiconductor devices
JPS59121982A (en) * 1982-12-28 1984-07-14 Matsushita Electric Works Ltd solar cell device
JPS59125849U (en) * 1983-02-10 1984-08-24 カシオ計算機株式会社 solar cells
AU594359B2 (en) 1985-08-24 1990-03-08 Semiconductor Energy Laboratory Co. Ltd. Semiconductor device free from the current leakage through a semiconductor layer and method for manufacturing same
US8207589B2 (en) * 2007-02-15 2012-06-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and electronic device, and method for manufacturing photoelectric conversion device
US8338218B2 (en) * 2008-06-26 2012-12-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device module and manufacturing method of the photoelectric conversion device module

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51141587A (en) * 1975-05-30 1976-12-06 Sharp Kk Method of producing solar battery
JPS52133169U (en) * 1976-04-02 1977-10-08
JPS545689A (en) * 1977-06-15 1979-01-17 Sharp Corp Manufacture of solar battery device
JPS5423489A (en) * 1977-07-25 1979-02-22 Japan Solar Energy Solar optical generator
JPS54150473U (en) * 1978-04-11 1979-10-19
DE2827049A1 (en) * 1978-06-20 1980-01-10 Siemens Ag SOLAR CELL BATTERY AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5613777A (en) 1981-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2837296B2 (en) Solar cell
CN102354710B (en) Photovoltaic module
KR101258968B1 (en) Solar cell and solar cell manufacturing method
JP7356445B2 (en) Method of manufacturing solar cells, solar cells, and solar cell modules
JPH04276665A (en) integrated solar cells
EP0641487A1 (en) Monolithic, parallel connected photovoltaic array and method for its manufacture
CN101390220A (en) High-voltage solar cell and solar cell module
JP2019523564A (en) Back contact type solar cell string and manufacturing method, module and system thereof
JP2024169256A (en) Solar cell, photovoltaic module and method of manufacturing same
JPS60240171A (en) Solar electric generator
JPH0261158B2 (en)
US9246028B2 (en) Silicon solar cell manufacture
US12581789B2 (en) Module layup for perovskite-silicon tandem solar cells
JP2015207598A (en) Solar cell module, solar cell, and inter-element connection body
JP2023500440A (en) Photovoltaic device manufacturing method
US11515436B2 (en) Photovoltaic device and photovoltaic unit
JP2855299B2 (en) Solar cell module
JP2016063129A (en) Heterojunction back contact cell and photoelectric conversion device
JPH06268241A (en) Thin-film solar cell and manufacture thereof
JP2020053487A (en) Solar cell module
JPH077168A (en) Photoeletcric conversion semiconductor device
CN115172499A (en) Back contact battery, manufacturing method thereof, battery assembly and photovoltaic system
JPS5976483A (en) Photoelectric conversion semiconductor device
JPH031577A (en) Photoelectric converter
JP2016046362A (en) Photoelectric conversion device