JPH04118975A - 光起電力装置及び製造方法 - Google Patents
光起電力装置及び製造方法Info
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- JPH04118975A JPH04118975A JP2084554A JP8455490A JPH04118975A JP H04118975 A JPH04118975 A JP H04118975A JP 2084554 A JP2084554 A JP 2084554A JP 8455490 A JP8455490 A JP 8455490A JP H04118975 A JPH04118975 A JP H04118975A
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- film
- electrodes
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、太陽電池や光センサ等に用いられる光起電力
装置に係り、特に、薄いフィルム上の複数個の発電区域
を直列接続した光起電力装置及びその製造方法に関する
。
装置に係り、特に、薄いフィルム上の複数個の発電区域
を直列接続した光起電力装置及びその製造方法に関する
。
非晶質シリコン太陽電池は、第６図に示すように、絶縁
性基板上に透明電極層として、非晶質半導体層としての
非晶質シリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）層及び裏面電極
層としての金属電極層あるいは導電性印刷電極層を積層
してなる単位太陽電池素子が直列接続された構造になっ
ている。このａ−Ｓｔ太陽電池は、１枚のガラス基板１
上に透明電極２ （２１〜２３） 、ａ−Ｓ ｉ膜層３
、裏面電極４（４１〜４３）が積着されて複数の単位太
陽電池素子が形成されている。単位太陽電池素子は、導
電性通路５ （５１，５２）を通じて該当素子の裏面電
極を隣接素子の透明電極に接触するようにして直列接続
されている。
性基板上に透明電極層として、非晶質半導体層としての
非晶質シリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）層及び裏面電極
層としての金属電極層あるいは導電性印刷電極層を積層
してなる単位太陽電池素子が直列接続された構造になっ
ている。このａ−Ｓｔ太陽電池は、１枚のガラス基板１
上に透明電極２ （２１〜２３） 、ａ−Ｓ ｉ膜層３
、裏面電極４（４１〜４３）が積着されて複数の単位太
陽電池素子が形成されている。単位太陽電池素子は、導
電性通路５ （５１，５２）を通じて該当素子の裏面電
極を隣接素子の透明電極に接触するようにして直列接続
されている。
この種の太陽電池は、先ずガラス基板１上にＩＴｏ（イ
ンジウムスズ酸化物）、５ｎＯｚ（酸化スズ）等の透明
電導膜を電子ビーム蒸着、スパッタリングあるいは熱Ｃ
ＶＤ法で８００人程形成厚さに一面に形成する。そして
、透明電極層２は透明電導膜をレーザビーム、フォトリ
ソグラフィ等の方法を用いてパターンを形成して構成さ
れる。
ンジウムスズ酸化物）、５ｎＯｚ（酸化スズ）等の透明
電導膜を電子ビーム蒸着、スパッタリングあるいは熱Ｃ
ＶＤ法で８００人程形成厚さに一面に形成する。そして
、透明電極層２は透明電導膜をレーザビーム、フォトリ
ソグラフィ等の方法を用いてパターンを形成して構成さ
れる。
次に、ａ−Ｓｉ層は、透明１ｉ［１層２側からシランガ
スのプラズマ放電分解で成長させる。例えばｐ形ａ−５
ｔ層は約２００人、ノンドープミー８ｉ層は０．２−１
．０μｍ、ｎ形ａ−Ｓｉ膜は約５００人の厚さに被着さ
れる。なお、ｐ形にはほう素、炭素を添加し、ｎ形には
燐を添加する。さらにパターン化された裏面電極を被着
する。この裏面電極は、金属電極、あるいは導電性印刷
電極である次いで、レーザ光線を照射して各発電区域の
透明電極２、ａ−３ｉ膜３及び隣接発電区域の裏面電極
４を過熱溶解して得られる導電性通路５により裏面電極
４がそれぞれ透明電極２と接続され、羊位太陽電池素子
を直列接続したａ−５ｉ太陽電池が形成される。
スのプラズマ放電分解で成長させる。例えばｐ形ａ−５
ｔ層は約２００人、ノンドープミー８ｉ層は０．２−１
．０μｍ、ｎ形ａ−Ｓｉ膜は約５００人の厚さに被着さ
れる。なお、ｐ形にはほう素、炭素を添加し、ｎ形には
燐を添加する。さらにパターン化された裏面電極を被着
する。この裏面電極は、金属電極、あるいは導電性印刷
電極である次いで、レーザ光線を照射して各発電区域の
透明電極２、ａ−３ｉ膜３及び隣接発電区域の裏面電極
４を過熱溶解して得られる導電性通路５により裏面電極
４がそれぞれ透明電極２と接続され、羊位太陽電池素子
を直列接続したａ−５ｉ太陽電池が形成される。
上記のセル間接続法以外に、例えば特開昭５７−１２５
６８号公報、特開昭５９−３５４８９号公報に提案され
ているセル間接続法も用いられている。この従来法では
、ａ−５ｉ膜３を成長させてからレーザ加工で、ａ−Ｓ
ｉ膜に穴を開け、あるいは微結晶化させた後に、パター
ン化された裏面電極を被着する。
６８号公報、特開昭５９−３５４８９号公報に提案され
ているセル間接続法も用いられている。この従来法では
、ａ−５ｉ膜３を成長させてからレーザ加工で、ａ−Ｓ
ｉ膜に穴を開け、あるいは微結晶化させた後に、パター
ン化された裏面電極を被着する。
したがって、裏面電極は、上記の穴を透過しであるいは
微結晶を通じて表面電極と接続することになる。
微結晶を通じて表面電極と接続することになる。
ところで、透明電極に酸化スズやＩＴＯを使用とすると
、材料の低コスト化を図ることが困難である。酸化スズ
やＩＴＯを熱ＣＶＤ法やスパッタ法で被着する場合、基
板加熱を必要とする。また酸化物ターゲットは高価であ
り、かつ複雑なスパッタ装置、例えば交流マグネトロン
スパッタ法を使う必要がある。
、材料の低コスト化を図ることが困難である。酸化スズ
やＩＴＯを熱ＣＶＤ法やスパッタ法で被着する場合、基
板加熱を必要とする。また酸化物ターゲットは高価であ
り、かつ複雑なスパッタ装置、例えば交流マグネトロン
スパッタ法を使う必要がある。
本発明の目的は、酸化スズやＩＴＯに替わる安価な材料
を使用し、かつ簡単に大量生産できる表面電極を有する
光起電力装置およびその製造方法を提供することにある
。
を使用し、かつ簡単に大量生産できる表面電極を有する
光起電力装置およびその製造方法を提供することにある
。
上記の目的を達成するために、本発明の光起電力装置は
、絶縁性透明基板上に薄膜金属を入射側の表面電極とし
て設け、その上に非晶質半導体層、裏面電極を設けたも
のである。
、絶縁性透明基板上に薄膜金属を入射側の表面電極とし
て設け、その上に非晶質半導体層、裏面電極を設けたも
のである。
上記表面電極は、複数に分離され、複数個の単位太陽電
池を構成している。
池を構成している。
上記裏面電極は、表面電極に隣接する表面電極の一部に
重合する電極部分を有し、該部分により両電極が接続さ
れている。
重合する電極部分を有し、該部分により両電極が接続さ
れている。
上記薄膜金属は、アルミニウムまたはニッケルから形成
されている。
されている。
また本発明の製造方法は、絶縁性透明基板上に分離され
た複数の薄膜金属電極を被着し、この薄膜金属電極に重
ねて非晶質半導体層を形成した後、前記薄膜金属電極に
対向してパターン化された裏面ｔｉを形成するものであ
る。
た複数の薄膜金属電極を被着し、この薄膜金属電極に重
ねて非晶質半導体層を形成した後、前記薄膜金属電極に
対向してパターン化された裏面ｔｉを形成するものであ
る。
表面電極に薄膜金属を使用することによって基板加熱を
行う必要がなく、使用する金属ターゲットも安価で、簡
単なスパッタ装置で形成できる為、材料の低コスト化を
図れる。
行う必要がなく、使用する金属ターゲットも安価で、簡
単なスパッタ装置で形成できる為、材料の低コスト化を
図れる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図（ａ）〜（ｄ＞は、本発明の非晶質シリコン太陽電池
の製造方法の工程図であり、第１図中（ｄ）は本発明の
光起電力装置としての非晶質シリコン太陽電池の構成が
示されている。なお、第６図に共通の部分には同一符号
が付けられている。
図（ａ）〜（ｄ＞は、本発明の非晶質シリコン太陽電池
の製造方法の工程図であり、第１図中（ｄ）は本発明の
光起電力装置としての非晶質シリコン太陽電池の構成が
示されている。なお、第６図に共通の部分には同一符号
が付けられている。
先ず、図（ａ）に示すように、ガラス基板ｌの上に厚さ
が１００Å以下の薄膜ＡＩ、Ｎ ｉを直流スパッタ法に
より被着して薄膜金属電極６を形成する。
が１００Å以下の薄膜ＡＩ、Ｎ ｉを直流スパッタ法に
より被着して薄膜金属電極６を形成する。
スパッタ条件の一例としてアルゴン圧力５、ｍｍＴｏｒ
ｒ、パワー０．１７〜０．６５ｋＷである。
ｒ、パワー０．１７〜０．６５ｋＷである。
その後、波長１．０６μｍのＹ Ａ Ｇレーザで加工し
、複数個の表面電極６（６１〜６３）を形成する。
、複数個の表面電極６（６１〜６３）を形成する。
次いで、図（ｂ）に示すようにｐｉｎ接合を有す７るａ
−８ｉ膜３をプラズマＣＶＤ法を用いて約０．８μｍの
厚さに形成し、更に図（ｃ）に示すようにパターン化さ
れた金属裏面電極、あるいは導電性印刷裏面電極４（４
１〜４３）を形成する。この裏面電極４は、隣接する導
電性金属電極６に一部がａ−８ｔ膜を介して重なるよう
に形成される。
−８ｉ膜３をプラズマＣＶＤ法を用いて約０．８μｍの
厚さに形成し、更に図（ｃ）に示すようにパターン化さ
れた金属裏面電極、あるいは導電性印刷裏面電極４（４
１〜４３）を形成する。この裏面電極４は、隣接する導
電性金属電極６に一部がａ−８ｔ膜を介して重なるよう
に形成される。
この重なっている両電極部分において単位太陽電池素子
間の接続が行われる。即ち、この両電極部分のガラス基
板側から１．０６μｍ波長のレーザビームを照射すると
、各発電区域の薄膜金属電極６、ａ−Ｎｉ膜３及び隣接
発電区域の裏面電極４が加熱溶解して得られる合金層か
らなる導電性通路５１．５２により裏面電極４１．４２
がそれぞれ薄膜金属電極６２．６３と接続され、単位太
陽電池を直列接続したａ−３ｔ太陽電池が構成される。
間の接続が行われる。即ち、この両電極部分のガラス基
板側から１．０６μｍ波長のレーザビームを照射すると
、各発電区域の薄膜金属電極６、ａ−Ｎｉ膜３及び隣接
発電区域の裏面電極４が加熱溶解して得られる合金層か
らなる導電性通路５１．５２により裏面電極４１．４２
がそれぞれ薄膜金属電極６２．６３と接続され、単位太
陽電池を直列接続したａ−３ｔ太陽電池が構成される。
次に、薄膜ＡＩ及びＮｉ膜と酸化スズ（ＳｎＯｚ）の透
過率を比較する。第２図はＳｎＯ２，Ａｔ、Ｎｉの各１
膜の波長に対する透過率を表したものである。
過率を比較する。第２図はＳｎＯ２，Ａｔ、Ｎｉの各１
膜の波長に対する透過率を表したものである。
スパッタパワーとして、ＡＩが０．６７ ｋＷ、、 Ｎ
ｌが０．６５．０．３３及び０．１７ｋＷの場合、パワ
ーを低くしていくと膜が薄くなるとともに透過率が良く
なる。０．１７ｋＷのＮｉ膜は、５ｎ０２とほぼ同じ透
過率特性をもっている。即ち、膜厚は、上記パワー条件
において、Ａ１が約８０人であり、またＮｉが約８０人
、４０〜５０人および約２０人である。
ｌが０．６５．０．３３及び０．１７ｋＷの場合、パワ
ーを低くしていくと膜が薄くなるとともに透過率が良く
なる。０．１７ｋＷのＮｉ膜は、５ｎ０２とほぼ同じ透
過率特性をもっている。即ち、膜厚は、上記パワー条件
において、Ａ１が約８０人であり、またＮｉが約８０人
、４０〜５０人および約２０人である。
第３図は、表面電極にＮｉ膜を用いた薄膜金属電極型太
陽電池の電流−電圧特性であり、２００Ｌ ｕｘ時にお
いて、図ａはスパッタパワー０．６５ｋＷ、また図すは
０．３３ｋＷを用いた場合の特性を示す。同様に、第４
図は同じパワー条件の１００ＯＬ□における特性である
。
陽電池の電流−電圧特性であり、２００Ｌ ｕｘ時にお
いて、図ａはスパッタパワー０．６５ｋＷ、また図すは
０．３３ｋＷを用いた場合の特性を示す。同様に、第４
図は同じパワー条件の１００ＯＬ□における特性である
。
Ｎｉｌ［を用いた太陽電池の特性から、膜を薄くすると
、２００Ｌｕｘでは電極間の短絡が少なくなり、効率が
３．３％から４．７％に向上した。一方１０００Ｌｕｘ
では、電極間の短絡が少なくなり、効率が２００Ｌｕｘ
のときより改善され、５．２％となった。
、２００Ｌｕｘでは電極間の短絡が少なくなり、効率が
３．３％から４．７％に向上した。一方１０００Ｌｕｘ
では、電極間の短絡が少なくなり、効率が２００Ｌｕｘ
のときより改善され、５．２％となった。
第５図は、２００Ｌｕｘ時の０．６７ｋＷにおけるＡＩ
膜を用いた太陽電池の電流−電圧特性である。効率は、
悪い曲率因子と低い電流のために２゜３％しか得られて
いない、この原因としては、Ａｌの酸化による界面特性
の悪化によるものである。
膜を用いた太陽電池の電流−電圧特性である。効率は、
悪い曲率因子と低い電流のために２゜３％しか得られて
いない、この原因としては、Ａｌの酸化による界面特性
の悪化によるものである。
第１表は上記電流−電圧特性をもつチップの仕様である
。
。
（以下余白）
なお、電卓を駆動するために１．２Ｖ、２μＡが必要で
あるが、第１表に示す試作したチップで実施した結果、
充分に駆動できることが確かめられた。
あるが、第１表に示す試作したチップで実施した結果、
充分に駆動できることが確かめられた。
上述の通り、本発明によれば、表面電極に薄膜金属を用
いることで、表面電極を形成する際の基板加熱が不要と
なり、装置の簡素化が図れると同時に、直流マグネトロ
ンスパッタ法で形成できるため、量産性に優れている。
いることで、表面電極を形成する際の基板加熱が不要と
なり、装置の簡素化が図れると同時に、直流マグネトロ
ンスパッタ法で形成できるため、量産性に優れている。
また低コストの金属ターゲットを使用できることから、
表面電極の低コスト化が可能である。
表面電極の低コスト化が可能である。
第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の光起電力装置の製造
方法の工程図、第２図は薄膜金属の透過率特性図、第３
図（ａ＞（ｂ）は表面電極にＮｉ膜を用いた薄膜金属電
極型太陽電池の２００ＬｕＸ時の電流−電圧特性図、第
４図（ａ）（ｂ）は表面電極にＮｉ膜を用いた薄膜金属
電極型太陽電池の１０００Ｌｕｘ時の電流−電圧特性図
、第５図（ａ）（ｂ）は表面を極にＡ１膜を用いた１膜
金属電極型太陽電池の２００ＬｕＸ時の電流−電圧特性
図、第６図は従来の光起電力装置の構成図である。 １ニガラス基板 ３：ａ−３ｉ膜 ４：導電性印刷電極（または金属電極）５：導電性通路 ６：薄膜金属電極
方法の工程図、第２図は薄膜金属の透過率特性図、第３
図（ａ＞（ｂ）は表面電極にＮｉ膜を用いた薄膜金属電
極型太陽電池の２００ＬｕＸ時の電流−電圧特性図、第
４図（ａ）（ｂ）は表面電極にＮｉ膜を用いた薄膜金属
電極型太陽電池の１０００Ｌｕｘ時の電流−電圧特性図
、第５図（ａ）（ｂ）は表面を極にＡ１膜を用いた１膜
金属電極型太陽電池の２００ＬｕＸ時の電流−電圧特性
図、第６図は従来の光起電力装置の構成図である。 １ニガラス基板 ３：ａ−３ｉ膜 ４：導電性印刷電極（または金属電極）５：導電性通路 ６：薄膜金属電極
Claims (5)
- （１）絶縁性透明基板上に薄膜金属を入射側の表面電極
として設け、その上に非晶質半導体層、裏面電極が設け
られた光起電力装置。 - （２）表面電極は複数に分離され、複数個の単位太陽電
池を構成していることを特徴とする請求項１記載の光起
電力装置。 - （３）表面電極に対向する裏面電極は上記表面電極に隣
接する表面電極の一部に重合する電極部分を有し、該部
分により両電極が接続されていることを特徴とする請求
項２記載の光起電力装置。 - （４）薄膜金属は、アルミニウムまたはニッケルから形
成されていることを特徴とする請求１記載の光起電力装
置。 - （５）絶縁性透明基板上に分離された複数の薄膜金属電
極を被着し、この薄膜金属電極に重ねて非晶質半導体層
を形成した後、前記薄膜金属電極に対向してパターン化
された裏面電極を形成する光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2084554A JPH04118975A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 光起電力装置及び製造方法 |
| EP91104769A EP0450468A1 (en) | 1990-03-30 | 1991-03-26 | Photovoltaic device and process for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2084554A JPH04118975A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 光起電力装置及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118975A true JPH04118975A (ja) | 1992-04-20 |
Family
ID=13833866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2084554A Pending JPH04118975A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 光起電力装置及び製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0450468A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04118975A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6996311B1 (en) * | 2002-11-07 | 2006-02-07 | Pentax Corporation | Optical communication device |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0423364A (ja) * | 1990-05-15 | 1992-01-27 | Showa Shell Sekiyu Kk | 鏡として利用可能な光起電力装置 |
| DE4225576A1 (de) * | 1992-08-03 | 1994-02-10 | Abb Patent Gmbh | Photoelektrochemische Zelle |
| EP2194583A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-09 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor device and method of producing a semiconductor device |
| WO2010063590A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Applied Materials Inc. | Semiconductor device and method of producing a semiconductor device |
| JP5667747B2 (ja) * | 2009-03-18 | 2015-02-12 | 株式会社東芝 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2827049A1 (de) * | 1978-06-20 | 1980-01-10 | Siemens Ag | Solarzellenbatterie und verfahren zu ihrer herstellung |
| JPS5713777A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device and manufacture thereof |
| US4428110A (en) * | 1981-09-29 | 1984-01-31 | Rca Corporation | Method of making an array of series connected solar cells on a single substrate |
| EP0193820A3 (en) * | 1985-02-27 | 1988-01-07 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for forming a thin film pattern |
| JP2583094B2 (ja) * | 1988-03-07 | 1997-02-19 | 鐘淵化学工業株式会社 | 半導体光位置検出器 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2084554A patent/JPH04118975A/ja active Pending
-
1991
- 1991-03-26 EP EP91104769A patent/EP0450468A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6996311B1 (en) * | 2002-11-07 | 2006-02-07 | Pentax Corporation | Optical communication device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0450468A1 (en) | 1991-10-09 |
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