JPH06132552A

JPH06132552A - 光起電力素子とその製造方法

Info

Publication number: JPH06132552A
Application number: JP4280168A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Kawakami; 総一郎川上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-10-19
Filing date: 1992-10-19
Publication date: 1994-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザー光による上部電極（透明電極）と下
部電極との接合において、導電性基板と下部電極との導
通を防止する。【構成】絶縁体層１０１で被覆された導電性基板１０
０上に、複数個に分離された下部電極層１０２、下部電
極層１０２上の局所部に設けられた銀，銅，金，アルミ
ニウムから選択された１種類以上の金属を含有する導電
体層１０３、光電変換層としての半導体層１０４、複数
個に分離された透明電極層１０５、集電電極１０６が順
に形成されている。エネルギービームの照射によって導
電体層１０３と集電電極１０６が導通し、複数個の発電
領域であるサブセルが直列に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光起電力素子とその製造
方法に関し、特に表面を絶縁体で被覆した導電性基体上
に複数個の発電領域を集積化した光起電力素子とその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、ＣＯ₂の増加による温室効果によ
って地球の温暖化が生じることが予測されている。そし
てこのような温暖化を防止するためにもクリーンなエネ
ルギーの要求がますます高まっている。また原子力発電
もＣＯ₂を排出しないものの、放射性廃棄物処理の問題
が依然として解決されていない。従って、より安全性が
高く、またクリーンなエネルギーが望まれている。

【０００３】将来期待されているクリーンなエネルギー
の中でも、特に太陽電池はそのクリーンさ、安全性、並
びに取扱い易さの点で、期待が高い。また、各種太陽電
池の中でも、非晶質シリコンや多結晶シリコン、あるい
は銅インジウムセレナイド等の化合物半導体は、薄膜で
大面積に製造でき、また製造コストも安価になると予想
されるため、熱心に研究開発がなされている。

【０００４】またこれらの化合物半導体により太陽電池
を製造する場合、耐候性、耐衝撃性、可撓性点で、これ
らが特に優れたステンレス等の金属基板を基板材に用い
る場合がある。

【０００５】ところで、太陽電池セルを所望の起電力に
集積化するためには、従来は、複数の光起電力素子を直
接に配線しなければならない。複数個の光起電力素子を
配線材で直接配線した従来例を図５に示した。図５にお
いて、各光起電力素子は、導電性基板５００、下部電極
層５０１、半導体層５０２、上部電極５０３、集電電極
５０４、配線材５０５から構成される。

【０００６】また特公昭５８−２１８２７号公報及び特
公昭５８−５４５１３号公報に開示されたように、同一
絶縁性基板上にマスク蒸着等の方法により、光起電力素
子を集積化する方法も提案されている。即ちこの方法で
は、導電性基板上に絶縁層を被覆した後、金属電極パタ
ーンをマスク蒸着等の方法で順次形成し、同一基板上の
隣接した太陽電池サブセルの金属電力と透明電極とを接
続する手順が採られている。図６に、このようなマスク
蒸着によって同一基板上に光起電力素子を集積化して構
成した従来例を示した。尚、図６（ａ）は平面図を、ま
た図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ｂ線断面図をそ
れぞれ示したものである。この従来例は、導電性基板６
００、絶縁層６０１、下部電極層６０２、半導体層６０
３、上部電極としての透明電極層６０４から構成され
る。

【０００７】一方、絶縁基板上での光起電力素子の集積
化にレーザー等のエネルギービームを応用する製造方法
が開発されている。この種のレーザー加工は、レーザー
光のエネルギーが可変であること、レーザー光をミラー
や光ファイバー等を使用して操作したりあるいは被加工
物のステージを移動することによって大面積の加工にも
対応できること、並びにレーザー光あるいはステージの
操作をコンピュータで制御することによって任意の形状
にパターンニングできること等の特長があるため、広く
利用されている。そして、透明絶縁基板を用いた光起電
力素子の製造方法において例えば特公昭６２−０１３８
２９号公報や特公平１−４９０１９号公報では電極や非
晶質シリコンのパターンニングに、また特開昭６３−２
４６８７８号公報では上部電極と下部電極の接合に、そ
れぞれレーザー加工が使用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記集
積化の方法として光起電力素子に直列配線を接続する方
法は、マスクの位置合せが難しいという問題がある。こ
のため、大面積のモジュールの製造では歩留りが悪く、
また要求される種々の電力容量や任意の形状に対応する
ために多数種のマスクを用意しなければならず、このた
め必然的にコストが高くなってしまう。

【０００９】また、上記のように絶縁基板上での光起電
力素子の集積化にレーザー等のエネルギービームを応用
する製造方法において、金属等の導電性基板（導電性基
体）を用いた光起電力素子にレーザービーム照射を応用
した場合には次のような問題がある。即ち、この場合に
おいて絶縁層で被覆された導電性基体上に形成された金
属電極をレーザー光を照射してパターンニングすると、
素子層の厚みが数ミクロン程度と薄いので、レーザーパ
ワーのコントロールが非常に難しい。このため、除去さ
れた金属電極の下部の導電性基体が溶融され、金属電極
と導電性基体間が接合し短絡することがあり、同一導電
基板上に太陽電池サブセルを直列化して集積できない。
そして、レーザー光による上部電極と下部電極との接合
においても、導電性基体と上部電極および下部電極が導
通することが発生する。このため、導電性基体でのレー
ザ接合は困難であった。

【００１０】本発明は上記問題に鑑み、レーザー光によ
り上部電極と下部電極との接合して複数個の発電領域で
あるサブセルを導電性基体上に集積化するの際における
導電性基板と下部電極との導通を確実に防止できる、光
起電力素子とその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】本発明者は上記欠点を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、絶縁被覆した導電性
基体上に設けた分離された複数個の下部電極層上に局部
的に凸で且つ赤外線を反射し易い元素から構成される導
電体層を形成することにより、集電電極と上記導体層と
を集光したエネルギーで加熱溶融して接合する場合に、
下部電極層と導電性基体が短絡しないことを知得した。

【００１２】上記知得に基づき、本発明の光起電力素子
は、絶縁体層で表面が被覆された導電性基体上に少なく
とも、複数個に分離された下部電極層、前記下部電極層
上の局所部に設けられた銀、銅、金、アルミニウムから
選択される１種以上の金属を含有する導電体層、光電変
換層としての半導体層、複数個に分割された透明導電
層、並びに集電電極が順次形成されるとともに、前記導
電体層と隣接する前記集電電極とを導通して複数個の発
電領域を直列に接続してなることを特徴とする。

【００１３】また本発明の光起電力素子の製造方法は、
少なくとも絶縁体層で表面を被覆した導電性基体上に複
数個の領域に電気的に分離した下部電極層を形成する工
程と、前記下部電極層の上に局部的に導電体層を形成す
る工程と、前記下部電極層および前記導電体層の上に半
導体層および複数個の領域に電気的に分離した透明電極
層を順次形成する工程と、前記透明電極層の上に集電電
極を形成する工程と、前記集電電極の一部にエネルギー
を集光して前記集電電極と隣の下部電極層上の局所部に
設けられた導電体層とを電気的に短絡させて複数個の発
電領域を直列化する工程を含む、ことを特徴とする。

【００１４】即ち本発明の光起電力素子の概略を図１に
示した。この光起電力素子は、導電性基体である導電性
基板１００、絶縁被覆層である絶縁体層１０１、下部電
極層１０２、導電体層１０３、光電変換層としての半導
体層１０４、透明導電層１０５、集電電極１０６、導電
体層１０３と集電電極１０６との接合部１０７、並びに
表面保護層である表面被覆層１０８から構成される。
尚、接合部１０７は、集電電極１０６と導電体層１０３
のエネルギービームによる接合部である。導電性基板１
００は、その表面と裏面が異なった絶縁材で被覆されて
いても良いし、またはその下部電極層１０２側のみが絶
縁被覆されていても良い。

【００１５】導電体層１０３と集電電極１０６との接合
部１０７は、図２（ａ）のように線状としても、あるい
は図２（ｂ）のようなスポット状としても良い。

【００１６】図３（ａ）〜（ｆ）に図１に示した光起電
力素子の製造工程を示した。即ち、まず図３（ａ）のよ
うに、絶縁体層１０１で被覆した導電性基板１００上
に、下部電極層１０２並びに導電体層１０３を順次形成
する。次に、図３（ｂ）のように、エネルギービーム１
１０を下部電極層１０２に照射して、下部電極を分離形
成する。その後、図３（ｃ）の通り、光電変換層として
の半導体層１０４と透明導電層１０５を順次形成する。
また図３（ｄ）のように、複数の発電領域を形成するた
めに、透明導電層１０５を分離し、集電電極１０６を形
成する。次いで図３（ｅ）の通り、集電電極１０６と導
電体層１０３の重なる部分に、集電電極１０６側からエ
ネルギービーム１１１を照射して溶融し、接合をとって
直列化する。尚、このエネルギービーム照射の際には、
エネルギービーム１１１が導電体層１０３及び下部電極
層１０２を貫通し、導電性基板１００に到達して短絡す
るほどのエネルギーは照射しないことが肝要である。そ
して最後に図３（ｆ）のように、透光性の絶縁材からな
る表面被覆層１０８で表面を被覆して、光起電力素子を
保護する。

【００１７】下部電極層１０２上に設ける導電体層１０
３を形成する材料としては、１ミクロン以上の波長の光
を良く反射する、銀，銅，金，アルミニウムから選ばれ
る１種類以上の金属を主成分とする材料を使用する。ま
たこれらの金属によって導電体層１０３を形成する方法
としては、各種蒸着方法、メッキ法、印刷法等の方法が
使用される。また、上記金属粉を耐熱温度１５０℃以上
のポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂等の有機樹脂バインダーに分散させた導
電性ペーストを用いて、スクリーン印刷機あるいはディ
スペンサーで下部電極上の導電体層を形成する方が、厚
膜を容易に形成することができるので好ましい。導電体
層の膜厚は、好ましくは５ミクロン以上、より好ましく
は１０ミクロン以上であることが望ましい。

【００１８】本発明において導電性基板１００に用いる
材料としては、カーボンファイバー，黒鉛シート，ステ
ンレススチール，アルミニウム，銅，チタン，鉄，亜鉛
メッキ鋼板等が挙げられる。

【００１９】また本発明の光起電力素子の導電性基板１
００の絶縁被覆材には、１５０℃以上の耐熱性を有する
ポリイミド樹脂，ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂，シ
リコン樹脂等の樹脂、あるいはシリカ，アルミナ，酸化
チタン等のセラミックス、またはこれらセラミックスと
樹脂の併用や複合化した材料が用いられる。

【００２０】本発明において、下部電極層１０２として
は、金属層あるいは金属酸化物、または金属層と金属酸
化物層の複合層が用いられる。金属層の材質としては、
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ等が用いられ
る。金属酸化物層としては、ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，ＳｎＯ
₂などが用いられる。これら金属層や金属酸化物層の形
成方法としては、抵抗加熱蒸着，電子ビーム蒸着，スパ
ッタリング法等がある。

【００２１】本発明の光起電力素子の半導体層１０４に
は、非晶質シリコン，結晶シリコン，銅インジウムセレ
ナイド等の化合物半導体が適当である。非晶質シリコン
の場合は、シランガス等のプラズマＣＶＤにより形成す
る。また多結晶シリコンの場合は、溶融シリコンのシー
ト化あるいは非晶質シリコンの熱処理によって形成す
る。またＣｕＩｎＳｅ₂／ＣｄＳの場合は、電子ビーム
蒸着，スパッタリング，あるいは電析（電解液の電気分
解による析出）等の方法で形成する。半導体層１０４の
構成としては、ｐｉｎ接合，ｐｎ接合，あるいはショッ
トキー型接合が用いられる。またこの半導体層１０４
は、少なくとも下部電極層１０２と透明電極層１０５に
サンドイッチされた構造になっている。

【００２２】本発明の光起電力素子の透明導電層１０５
としては、Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ
₂（ＩＴＯ），ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，高
濃度不純物ドープした結晶性半導体層等がある。透明導
電層１０５の形成方法には、抵抗加熱蒸着，電子ビーム
蒸着，スパッタリング法，スプレー法，ＣＶＤ法，不純
物拡散等が用いられる。

【００２３】本発明の光電力素子の集電電極１０６の形
成材料には、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｓｎ及び銀ペースト等の導電性ペースト等が
用いられる。また集電電極の形成方法としては、マスク
パターンを用いたスパッタリング，抵抗加熱，ＣＤＶ等
の蒸着方法がある。または、全面に金属層を蒸着した後
にエッチングしてパターンニングする方法、光ＣＶＤに
よって集電電極を直接形成する方法、グリッド電極パタ
ーンのネガパターンのマスクを形成した後にメッキによ
り形成する方法、導電性ペーストを印刷して形成する方
法等を用いても良い。また導電性ペーストとしては、通
常は、粉末状の銀，金，銅，ニッケル，カーボン等をバ
インダーポリマーと分散させたものが使用される。また
バインダーポリマーとしては、ポリエステル，エポキ
シ，アルキドポリビニルアセテート，ゴム，ウレタン，
フェノール等の樹脂が用いられる。

【００２４】本発明の光起電力素子の表面被覆層１０８
は、フッ素樹脂フィルムを接着層を介してラミネートし
たり、フッ素樹脂塗料やシリコン樹脂塗料あるいはアク
リル樹脂塗料等の塗料を塗付コーティングしたり、透明
な無機酸化物をコーティングしたり、あるいはこれら塗
料と無機コーティングを併用することにより形成され
る。

【００２５】フッ素樹脂フィルムとしては、ＥＴＦＥ
（四フッ化エチレン−エチレン共重合体），ＰＣＴＦＥ
（三フッ化塩化エチレン樹脂），ＰＦＡ（四フッ化エチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体），ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン
共重合体），ＰＶｄｆ（フッ化ビリニデン樹脂），ＰＶ
Ｆ（フッ化ビニル樹脂）等が使用される。またフッ素樹
脂フィルムの接着剤としては、ＥＶＡ（酢酸ビニル−エ
チレン共重合体），ＰＶＢ（ポリビニルブチラール），
シリコン樹脂，エポキシ樹脂，フッ素化ポリイミド樹
脂，アクリル樹脂等の透明な樹脂を主成分とする接着剤
が使用される。この接着剤には加橋剤が含有される。ま
た接着剤の光劣化を抑制するために、紫外線吸収剤を含
有することが好ましい。更に、太陽電池モジュールの光
電変換効率の低下を少なくするため、上記接着剤層の光
透過率は、４００ナノメートル以上の波長領域で８０％
以上であることが好ましい。また入射光の反射を少なく
するため、接着剤の屈折率は１．４〜２．０の範囲であ
ることが好ましい。

【００２６】また光入射側表面をフッ素樹脂塗料と絶縁
性の無機化合物層の２層で被覆する場合には、この絶縁
性の無機化合物の屈折率は上記フッ素樹脂層の屈折率以
上とし、また光入射側の最表面にフッ素樹脂層を配すれ
ば良い。絶縁性の無機化合物のコーティングは、無機化
合物の溶液または水ガラス，シラノール化合物，金属ア
ルコキシド，金属アセチルアセトナート等の溶液、ある
いは超微粉末を無機バインダーと共に溶媒中に分散させ
た溶液を塗付した後に、熱処理して透孔性の絶縁無機化
合物層を形成する。

【００２７】下部電極層上に設けた導電体層１０３と集
電電極１０６あるいは透明導電層１０５との導通を採る
方法としては、レーザービームを照射したり、あるいは
ハロゲンランプやキセノンショートアークランプ等の光
をミラーや光ファイバーで集光する等して、加熱溶融に
よって電気的に短絡させれば良い。

【００２８】透明導電層１０５の分離は、例えば、透明
導電層１０５に透明導電体のエッチング液をペースト化
したものを塗付し、反応させることにより除去分離する
方法が採られる．また除去分離する箇所の透明電極層１
０５下の半導体層１０４上に、エネルギーを吸収する
か、あるいは反射する絶縁体層を予め設けておくこと
で、エネルギービームの照射による除去も可能である。

【００２９】

【作用】上記の導電体層を形成することで、同一の導電
性基板上での集積化時、集電電極と上記導体層とを集光
したエネルギーで加熱溶融して接合する際において、下
部電極層と導電性基板との導通が防止される。

【００３０】

【実施例】以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。尚、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
ないことは言うまでもない。（実施例１）導電性基板上に集積した非晶質シリコン光
起電力素子を作製する場合を図１、３を参照しつつ説明
する。尚、本実施例では、導電性基板１００にはステン
レスフィルムからなるステンレス基板を、絶縁体層１０
１には珪酸を主成分とするセラミック層とポリイミド層
を、下部電極層１０２には銀と酸化亜鉛を、下部電極層
１０２の局所に形成する導電体層１０３にはエポキシ系
銀ペーストから形成した導電体層を、半導体層１０４に
はｐ／ｉ／ｎ／ｐ／ｉ／ｎ構成の非晶質シリコン層を、
透明電極層１０５にはＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴＯ）
を、集電電極１０６には銀ペーストから形成した電極
を、また照射エネルギーにはＹＡＧレーザーを、それぞ
れ使用した。

【００３１】次に、実施例の光起電力素子の作製手順を
順次説明する。まず、洗浄した厚さ０．２ｍｍのステン
レス基板からなる導電性基板１００を、トレーディング
・レボルーション社製のセラミック系塗料であるコート
２１によりディップコーティングする。次いで、１５０
℃で１時間処理した後、カネボウ・エヌエヌシー社製の
ポリイミド樹脂であるサーミッドＥＬ−９０００をスク
リーン印刷により塗付し、次いで２３０℃で硬化させ、
絶縁体層１０１を形成した。

【００３２】次に、膜厚５０００オングストロームの銀
をスパッタ法により蒸着し、エポキシ系銀ペーストをス
クリーン印刷で塗付し、またこれを２００℃で熱処理し
て、導電体層１０３を形成した（図３（ａ）参照）。更
に、膜厚２０００オングストロームの酸化亜鉛をスパッ
タ法により蒸着し、またＺｎＯ／Ａｇの一部をＹＡＧレ
ーザで除去して、複数個の分離した下部電極層１０２を
形成した（図（ｂ）参照）。更に、プラズマＣＤＶ法に
より、ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂からｎ型ａ−Ｓｉ層を、
ＳｉＨ₄とＨ₂からｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＢＦ
₃とＨ₂からｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層をそれぞれ形成
し、ｎ層膜厚１５０オングストローム／ｉ層膜厚４００
０オングストローム／ｐ層膜厚１００オングストローム
／ｎ層膜厚１００オングストローム／ｉ層膜厚８００オ
ングストローム／ｐ層膜厚１００オングストロームの積
層構成である、光電変換層１０４を形成した。

【００３３】更に、透明電極層１０５として、ＩＴＯ膜
厚７００オングストロームをＯ₂雰囲気下でＩｎ−Ｓｎ
を抵抗加熱法で蒸着することによって形成した（図３
（ｃ）参照）。

【００３４】またＩＴＯのエッチング剤（ＦｅＣｌ₃，
ポリビニルアルコール）含有ペーストのスクリーン印刷
により、ＩＴＯ層の一部を除去して、サブセル分離部分
を形成した。そしてポリエステル系銀ペーストをスクリ
ーン印刷機で格子状に印刷した後、１２５℃で熱処理を
して、集電電極１０６を形成した（図３（ｄ）参照）。

【００３５】次いで、サブセルの直列化すべき箇所にＹ
ＡＧレーザー光を照射し、集電電極１０６と下部電極上
の導電体層１０３電極との接合をとり、集積化した非晶
質シリコン光起電力素子を得た（図３（ｅ）参照）。

【００３６】上記方法で得られた光起電力素子は、接着
層にＥＶＡを使用し、またＥＴＦＥ（エチレン−４フッ
化エチレン共重合体）フィルムをラミネートして、表面
被覆層１０８を形成した（図３（ｆ）参照）。そして、
サブセル１３個を直列化した光起電力素子の１００ｍｍ
Ｗ／ｃｍ₂開放電圧Ｖｏｃは２．２Ｖであり、このため
これらのサブセルは短絡することなく直列化されている
ことが判った。

【００３７】尚、ＹＡＧレーザーはＱスイッチパルスレ
ーザーであり、周波数４ＫＨｚ、平均レーザーパワーは
金属電極のパターニングでは０．４ワット、集電電極と
下部電極上の導電体層との接合では０．９ワットであっ
た。走査は１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で行った。

【００３８】また上記構成において集電電極１０６は、
光起電力素子サブセルの幅が狭く、即ち透明電極層１０
５の幅が狭くて透明電極層１０５の抵抗値が問題になら
ない場合には、なくても良い。但しこの場合には、直列
するために接合する部分は、透明電極層１０５と下部電
極上の導電体層１０３である。（比較例）実施例１において、導電体層１０３のない構
成の光起電力素子を作製した。そして得られたサブセル
１３個を直列化して光起電力素子を製造した。得られた
光起電力素子の１００ｍｍＷ／ｃｍ₂開放電圧Ｖｏｃは
２．１Ｖであり、直列接続したにも拘らず、直列段数の
開放電圧は得られなかった。（実施例２）図４の構造を備えた光起電力素子を作製し
た。即ち、実施例１においてステンレス基板にセラミッ
クス層を形成することなしに、ポリイミド樹脂をコーテ
ィングした。またその後、下部電極層１０２を分離する
箇所に、顔料を含有した耐熱性樹脂からなる短絡防止用
絶縁体層１０９をポリイミド樹脂を使用し部分的にディ
スペンサーで塗付した。以下は実施例１と同じ方法で光
起電力素子を作製した。こうして得られたサブセル１
３個を直列化して実施例２の光起電力素子を作った。得
られた光起電力素子の１００ｍｍＷ／ｃｍ₂開放電圧Ｖ
ｏｃは２２．９ボルトであり、短絡することなく直列化
されていることが判った。（実施例３）実施例１において、導電体層１０３の形成
にエポキシ系の銀ペーストに代えてエポキシ系の銅ペー
ストを用い、また集電電極１０６の形成までは実施例１
と同様の方法で作製した。

【００３９】次いで、サブセルの直列化すべき箇所に、
ハロゲンランプ光をスポット状にゴールドミラーで集光
し、集電電極１０６と下部電極層１０２上の導電体層１
０３電極の接合をとり、集積化した非晶質シリコン光起
電力素子を得た。

【００４０】また得られた光起電力素子の表面に珪素含
有量の多いシリコン樹脂塗料とフッ素樹脂塗料とを塗付
し、光起電力素子の表面被覆を行った。（実施例４）ステンレス基板表面に、スパッタ法により
アルミナをコーティングした後、アルカリ・鉛フリーの
ガラスペーストを塗付し、１５０℃で１０分乾燥した。
次に、下部電極の分離箇所に、顔料を含有した上記ガラ
スペーストを印刷し、その後に１５０℃で１０分間乾燥
した。更に、１２５０℃で１時間焼結させ、銀とクロム
を電子ビーム蒸着法で蒸着して下部電極を形成した後、
金の焼結型ペーストを塗付し、１０００℃で焼結して、
導電体層を形成した。

【００４１】次いで、ＹＡＧレーザーで顔料を含有した
ガラスペースト部の下部電極層をスクライブし、複数個
に分離した下部電極層を形成した。更に、プラズマＣＶ
Ｄ法によりｐ型非晶質シリコンを形成した後、液層成長
法により水素ガス雰囲気中の炉内で純度６ＮのＳｎにＳ
ｂドープのＳｉを溶かした溶液から、１０００℃〜９０
０℃まで毎分２℃の速度で降温して、毎分０．４ミクロ
ンの速度で、約３０ミクロンの多結晶シリコン膜を成長
させた。

【００４２】次に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ₄
とＢＦ₃とＨ₂からｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を推積して
接合を形成した後、膜厚６００オングストロームのＩＴ
Ｏを抵抗加熱法で蒸着した。集電電極は、焼結型銀ペー
ストをスクリーン印刷により印刷し、６００℃で２０分
焼結させて形成した。

【００４３】次いで、実施例１と同様にして、サブセル
の直列化すべき箇所に、ＹＡＧレーザー光を照射し、集
電電極と下部電極層上の導電体層との接合をとり、集積
化した多結晶シリコン光起電力素子を得た。得られたサ
ブセル４０個を直列化した光起電力素子の１００ｍｍＷ
／ｃｍ₂開放電圧Ｖｏｃは２０．６Ｖであった。よって
これらサブセルは短絡化することなく直列化されている
ことが判った。

【００４４】尚、実施例１，２，３においてｐｉｎ／ｐ
ｉｎ構成の半導体層１０５は、ｐｉｎあるいはｐｉｎ／
ｐｉｎ／ｐｉｎの多層構造であっても良い。また非晶質
シリコンカーバイドや非晶質シリコンゲルマニウム等の
材料を半導体層に用いても良い。

【００４５】そして以上の実施例１，２，３，４と比較
例１との実験結果より、本発明の光起電力素子の構造と
することで、集積時に短絡が起こり難いことが判る。ま
た本発明の光起電力素子の製造方法によれば、集積化の
ための配線部材を別途用いることが不要であり、このた
め少ない工程で光起電力素子の製造ができることが判
る。

【００４６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、同一導電
性基板上でのサブセルの集積化において集電電極と上記
導体層とを集光したエネルギーで加熱溶融して接合する
際の下部電極層と導電性基板との導通が防止される。こ
のため、導電性基板の可撓性と耐衝撃性に優れた性質を
いかした光起電力素子をレーザー等のエネルギービーム
を応用した製造方法によって製造できる。また大面積で
多品種の集積型太陽電池の製造のための工程も容易に変
更できるから、設備も簡単なもので済み、生産コストが
大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光起電力素子の概略構成を
示した断面図、

【図２】（ａ）、（ｂ）は実施例１の光起電力素子にお
ける導電体層と集電電極との接合部の態様をそれぞれ示
した平面図、平面図、

【図３】（ａ）〜（ｆ）は実施例１の光起電力素子の製
造工程を示した説明図、

【図４】本発明の実施例２の光起電力素子の概略構成を
示した断面図、

【図５】従来の光起電力素子の概略構成を示した断面
図、

【図６】（ａ）は従来の他の光起電力素子の概略構成を
示した平面図、（ｂ）はその断面図である。

【符号の説明】

１００，５００，６００…導電性基板、１０１，６０１
…絶縁体層、１０２，５０１，６０２…下部電極層、１
０３……導電体層、１０４，５０２，６０３…半導体
層、１０５，５０３，６０４…透明導電層、１０６，５
０４…集電電極、１０７…接合部、１０８…表面被覆
層、１０９…短絡防止用絶縁体層、１１０，１１１…エ
ネルギービーム、５０５…配線材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体層で表面が被覆された導電性基体
上に少なくとも、複数個に分離された下部電極層、前記
下部電極層上の局所部に設けられた導電体層、光電変換
層としての半導体層、複数個に分離された透明電極層、
並びに集電電極が順次形成されるとともに、前記導電体
層と前記集電電極とを導通して複数個の発電領域を直列
に接続してなることを特徴とする光起電力素子。
【請求項２】前記導電体層が、銀，銅，金，アルミニ
ウムから選択される１種以上の金属を含有することを特
徴とする請求項１記載の光起電力素子。
【請求項３】隣り合う発電領域の前記下部電極層と前
記透明導電層が前記半導体層を挟んで重なる部分を有し
ていることを特徴とする請求項１記載の光起電力素子。
【請求項４】前記導電体層の耐熱温度が１５０℃以上
であることを特徴とする請求項１記載の光起電力素子。
【請求項５】前記導電体層の厚みが前記下部電極層の
厚みより厚いことを特徴とする請求項１記載の光起電力
素子。
【請求項６】光入射側が絶縁体の表面被覆層で被覆さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光起電力素
子。
【請求項７】前記表面被覆層が、フッ素あるいは珪素
を含有する樹脂、透明な無機酸化物から選択される１種
類以上の材料からなることを特徴とする請求項６記載の
光起電力素子。
【請求項８】少なくとも絶縁体層で表面を被覆した導
電性基体上に複数個の領域に電気的に分離した下部電極
層を形成する工程と、前記下部電極層の上に局部的に導電体層を形成する工程
と、前記下部電極層および前記導電体層の上に半導体層およ
び複数個の領域に電気的に分離した透明電極層を順次形
成する工程と、前記透明電極層の上に集電電極を形成する工程と、前記集電電極の一部にエネルギーを集光して前記集電電
極と隣の下部電極層上の局所部に設けられた導電体層と
を電気的に短絡させて複数個の発電領域を直列化する工
程を含む、ことを特徴とする光起電力素子の製造方法。