JPH03201486A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、太陽光発電等に利用される光起電力装置の製
造方法に関する。

（ロ）従来の技術 透光性地縁基板上に、複数の単位発電素子を形成し、そ
れら複数の単位発電素子を互いに電気的に直列接続する
ことによって、直列接続段数に応じた出力電圧の光起電
力装置が得られる。斯る直列接続形態として、隣接する
一方の単位発電素子を構成する基板側の第１電極と、他
方の単位発電素Ｔの第２電極を、互いに発電有効領域が
ら延在せしめ直接結合する方法が知られている（特公昭
６２−１４９５４号公報参照）。

しかし乍ら、この直列接続形態によれば、単位発電素子
の半導体膜を、直列接続が行なわれる隣接間隔部におい
て第１電極を露出させるべく、７オトリソグラフイによ
りパターニングする必要性があり、この７オトリソグラ
フイによるパターニングは光起電力装置の大面積化を阻
害するばがりか、多くの工程を経なければならないため
に低コス＋化に対しても好ましくない。

そこで、本願出願人は大面積化及び低コスト化を実現す
べく、レーザビームを使用する手法を特願昭６０−１７
３６８４号（特開昭（３２−３３４７７号公報）を出願
した。即ち、第１電極の直列接続予定箇所に導電ペース
トを塗布し、この導電ペーストに平行に近接して絶縁ペ
ーストを塗布した後約５００℃以上の温度で焼成し、半
導体膜をバターニングすることなくし記導電ペースト、
絶縁ペースト及び第１電極を含んで基板全面に形成し、
引き続き第２電極を半導体膜全面を被って形成する。最
後に、第２ｔＩｉｉｉＩｌｌｌがら導電ペーストと絶縁
ペーストが下層に位置する部位にレーザビームが４電ペ
ーストの部位を低エネルギ密度の照射条件で照射され、
第２電極と導電ペーストとが溶着されると共に、絶縁ペ
ースト上で第２電極と半導体膜が各単位発電素子毎に物
理的に分割される。

このような分離に使用される絶縁ペーストとヒては、半
導体膜が形成される前に設けられる関係」二、この半導
体膜の形成時に悪影響を及ぼしてはならず、半導体膜を
大面積化や薄膜化に有効なＣＶＤ（化学的気相堆積）法
であるプラズマＣＶＤ１去で戊摸したアモルファスシリ
コンや微結晶シリコンとした場合、殊にアウトガスによ
る不純物の混入を避けるために５００℃以上で焼成され
るガラスペーストが一般的に用いられる。

一方、レーザビームを用いたバターニングの他の手法と
して、米国特許第４．６６８．８３０号明細書並びに図
面に示された如く、第２電極の分割部位にのみ絶縁体を
設け、この絶縁体で照射されるレーザビームの下層への
到達を遮断する方法が提案されている。斯る米国特許に
よる先行技術によｔＬば、Ｊ−記絶縁体の形成を半導体
膜の成膜前と、成膜後に行なう２つの方法が開示されて
いる。その内、半導体膜を成膜後当該半導体膜上に絶縁
体を配置した方法にあっては、上記絶縁体を成膜前に形
成するように高温焼成処理を施すと、下層の半導体膜に
対して熱的損傷を与えるために、焼成処理を必要とする
ペースト材を使用することができない。従って、専ら２
００℃程度或いはそれ以下の温度で熱硬化せしめられる
エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リアミド樹脂、シリコーン樹脂等の高分子樹脂材料が用
いられている。

第２１電極としては通常Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ等の金属層の
単層、或いはこの金属層を含む多層構造が用いられ、ま
たこの第２に極を光入射側としたとき、ＩＴＯやＳｎＯ
，等に代表される透光性導電酸化物（Ｔ　ＣＯ）が用い
られるが、このような金属層やＴｅ３層はレーザビーム
に対し高反射性や高透過性を示すために、レーザパタニ
ングのためのレーザビーム照射条件は高エネルギ密度と
ならざるを得す、その結果高エネルギ密度のレーザビー
ムが絶縁体を直撃することとなる。ところが、高分子樹
脂材料からなる絶縁体は耐熱性の点で問題があるために
口暗に大出力のレーザビームでバターニングすることが
できず、第２電極電極めて制限された条件で加工しなけ
ればならない結果、加工不良が発生する危惧を有する。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上述の如く、半導体膜を成膜後、第２電極の分
割部位に絶縁体を設けた構造によるエネルギビームの照
射によるバターニングにおいて、加工不良が発生する点
を解決せんとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、第１電極、半導体膜及び第２電極の積層体か
らなる単位発電素子を、基板の絶縁表面上で、電気的に
結合した光起電力装置の製造方法であって、上記課題を
解決するために、上記第２電極は、複数の単位発電素子
に跨って上記半導体膜上に予め被着された後、第２１ｔ
Ｌ極の各単位発電素子への分割予定部位の半導体膜と、
当該第２電極との間に設けられた無機系絶縁フィシを含
む絶縁樹脂上で、エネルギビームの照射により分割され
ることを特徴とする。

（ホ）作　用 上述の如く第２電極の分割予定部位の半導体膜と第２電
極との間に設けられた絶縁樹脂は、無機系絶縁フィシを
含むことによって、エネルギビームの照射による加工条
件が緩和される。

（へ）実施例 第１図乃至第３図は本発明製造方法を工程別に示し、第
１図の工程では、ガラス等からなる透光性の絶縁基板（
１）の一方の主面にＩＴＯ，Ｓｎ０□等のＴＣＯからな
る第１１ｔＬ極（２ａ）、（２ｂ）−・・が各個別の眼
位発電素子を構成すべく例えば短冊状に分割形成され、
然る後、この第１電極（２ａ）、（２ｂ）・・・の一方
の隣接間隔部に近接した表面を部分的に露出せしめた状
態で少なくとも一つの半導体接合を含むアモルファスシ
リコン系の半導体膜（３ａ）、（３ｂ）が形成される。

上記半導体膜（３ａ）、（３１））のバターニングは全
面に半導体膜をプラズマじ＼′Ｄ法等により成膜後、例
えば米国特許第４゜（ｉ：ＳＯ，５２４号明細書及び図
面に示された如く、基板（１）側を通して波長１．０６
μｍの）ζｄ：ＹＡＧレーザによるレーザビームが照射
されることにより施される。

第２図の工程では、本発明の特徴である絶縁樹脂のスト
リップ（４ｂ）・・・が、半導体膜（３ｂ）・・・表面
の一方の隣１＆間隔部に偏って形成される。斯る絶縁樹
脂のストリング（４ｂ）・・・は、例えば直径数十μｍ
のガラスピーズ、マイカ、タルク等の無機系絶縁フィシ
を含有する、エポキシ、ポリエステル、ボｊイミド、ポ
リアミド、シリコーン樹脂をスフ」−ン印刷により膜げ
数十μｍ程度にパターニング塗布し、塗布後所定の温度
約２００℃程度で熱硬化せしめられる。この熱硬化温度
は、既に半導体膜（３ａ）、（３ｂ）・・・の成膜が終
了しているので、この半導体膜（３ａ）、（３ｂ）・・
・に熱的損傷を与えないことが肝要である。

第３図の工程では、第２電極（５ａ）、（５ｂ）・・・
が上記絶縁ストリップ（４ｂ）・・・を含んで蒸着、ス
パッタ法等により半導体膜（３ａ）、（３ｂ）及びこの
半導体膜（３ａ）、（３ｂ）・・・から露出した第１電
極露出部分（２ｂｅ）上に全面に形成後、絶縁ストリッ
プ（４ｂ）・・・上でレーザビームや電子ビーム等のエ
ネルギビームの！！Ｇ射により第１電極（２ａ）、（２
ｂ）・・・、半導体膜（３ａ）、（３ｂ）・・・、第２
電極（５ａ）、（５ｂ）・・・の積層体からなる単位発
電素子（ＳＣ，）、（ＳＣ，）・・・毎に分離される。

例えば、上記第２電極材はＡ、ｅ、Ｔ　ｉ、　Ｎ　ｉ等
の金属の単層や多層構造からなる。例えば、波長１．Ｑ
６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザを用いたときのレーザビー
ム照射条件が、加工（走査）速度を１００００　ｎｕｎ
／ｍｉｎと一定したとき、Ｑスイッチ周波数：（ＫＨｚ
でレーザパワーは、０．３−５Ｗ、Ｑスイッチ闇波数９
　ＫＨｚでレーザパワーは、１〜１２Ｗの範囲において
、絶縁ストリップ（４ｂ）・・・を貫通したり、また逆
に第２電極（５ａ）、（５ｂ）・・・の分割不足による
加工不良を招くことなく、斯る第２電極（５ａ）、（５
ｂ）・・の分割パターンが得られた。このレーザビーム
の加工条件は、絶縁フィシを添加しない以外は同−溝底
の従来の加工において、Ｑスイッチ周波数が３　ＫＨｚ
のときレーザパワー〇、・ＩＷ、Ｑスインチ周波数が９
Ｋｔｌｚのときレーザパワー】、３Ｗ以−ヒて゛、絶縁
ストリップ（４ｂ）・・・の貫通が発生していた条件に
比して極めて加工性に冨むものである。

尚、このとき使用された無機系絶縁フィシはガラスピー
ズが使用され、ベースの高分子樹脂に対して３０１１１
Ｚ含有されていた。この絶縁フィシの添加量は、多くな
るとより広い加工条件が得られ、樹脂に対して同量のガ
ラスピーズを添加しても、樹脂性能の劣化もなかった。

以上の実施例にあっては、単位発電素子（ＳＣ，）（Ｓ
Ｃ，）・・・への光入射を絶縁基板（１）側からとした
ため、第１電極（２ａ）、（２ｂ）・・・をＴＣＯから
構成し、第２電極（５ａ）、（５ｂ）・・・を不透明な
金属層を含む低抵抗な構成としたが、第２電極（５ａ）
、（５ｂ）・・・をＴＣＯで隔成して、この第２電極（
５ａ）、（５ｂ）・・・側から光を入射させても良い。

このとき、絶縁基＋Ｆｉ（１）に対して透光性が要求さ
れないので、高分子樹脂フィルムや金属板に高分子樹脂
をコーティングしたものを使用することができ、斯る高
分子樹脂フィルムやコーティングの熱的損傷をも回避す
ることができる。

（ト）発明の効果 本発明光起電力装置の製造方法は以上の説明から明らか
な如く、第２電極を各単位発１素子毎に分割すべきエネ
ルギービームの照射による加工条件が緩和されるので、
下層の第１電極を除去したり、また第２電極の分割が不
完全であるという加工不良の発生を回避し得て生産性の
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の製造方法の一実施例を工程
別に示す部分断面斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１電極、半導体膜及び第２電極の積層体からな
   る単位発電素子を、基板の絶縁表面上で、電気的に結合
   した光起電力装置の製造方法であって、上記第２電極は
   、複数の単位発電素子に跨って上記半導体膜上に予め被
   着された後、第２電極の各単位発電素子への分割予定部
   位の半導体膜と、当該第２電極との間に設けられた無機
   系絶縁フィラを含む絶縁樹脂上で、エネルギビームの照
   射により分割されることを特徴とする光起電力装置の製
   造方法。