JPH07335924A - ソーラモジュールの製造方法 - Google Patents

ソーラモジュールの製造方法

Info

Publication number
JPH07335924A
JPH07335924A JP7142174A JP14217495A JPH07335924A JP H07335924 A JPH07335924 A JP H07335924A JP 7142174 A JP7142174 A JP 7142174A JP 14217495 A JP14217495 A JP 14217495A JP H07335924 A JPH07335924 A JP H07335924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
structured
solar cell
line
laser
solar
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.)
Withdrawn
Application number
JP7142174A
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Kusian
クージアン ヴィルヘルム
Wilfried Juergens
ユルゲンス ヴィルフリート
August Lerchenberger
レルヒェンベルガー アウグスト
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.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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 Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPH07335924A publication Critical patent/JPH07335924A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H10F10/00Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/17Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
    • H10F10/172Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers comprising multiple PIN junctions, e.g. tandem cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/362Laser etching
    • B23K26/364Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • 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
    • H10F19/33Patterning processes to connect the photovoltaic cells, e.g. laser cutting of conductive or active layers
    • 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
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20Electrodes
    • H10F77/244Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. transparent conductive oxide [TCO] layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/16Composite materials
    • B23K2103/166Multilayered materials
    • B23K2103/172Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic
    • 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
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層構造の薄膜ソーラセルのための簡単かつ
確実に実施できる構造化方法を提供する。 【構成】 パルス化されたレーザを、透過性基板と透過
性の電極層を貫通させて半導体材料へ照射する。これに
より半導体材料は透過性の層から切除され、場合によっ
てはその上に位置する別の材料から成る層領域もいっし
ょに除去される。互いに平行な構造化ラインの配列は、
最小の所要面積または最大の構造化安定性が得られるよ
う最適化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透過性の基板上に、集
積されて結線された薄膜ソーラセル積層体と、あわせて
3つのTCO電極面とが設けられており、それぞれ2つ
の電極面の間に、ストライプ状に構造化されたpinな
いしnipソーラセルを備えた1つの面が配置されてお
り、積層されて互いに上下の位置関係におかれたソーラ
セルが並列に接続されており、各積層体は互いに直列に
接続されている、ソーラモジュールの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】薄膜太陽電池の光利用度を改善するため
に、複数の薄膜太陽電池を上下に積み重ねて析出するこ
とができる。バンドギャップに作用が及ぼされるよう種
々異なるドーピングを行うことで、それぞれ異なるスペ
クトル範囲で吸収を行う太陽電池を形成することができ
る。このことにより、自然の太陽スペクトルを光起電力
による電流発生のためにいっそう良好に利用できるよう
になる。
【0003】しかし、同じ形式の薄膜太陽電池を上下に
積み重ねた積層太陽電池でも、1つの層から成る太陽電
池に対し利点を有する。層全体の厚さが同等でありした
がって光の吸収も同等であるならば、このような積層太
陽電池を用いることでいっそう改善された総効率が得ら
れ、殊に老化特性(Staebler-Wronski-効果 )が著しく
改善される。
【0004】積層太陽電池は光学的に直列に接続されて
おり、その際、透過性材料の使用で相応の光透過性が保
証されている。電気的にはこれらの太陽電池は、互いに
絶縁してその場合には個別に接触接続することができる
し、あるいは直列に接続することができる。しかし、積
層体中で電気的に直列に結線するのに必要な電流整合
は、殊に広い面積のソーラモジュールの場合にはかろう
じて実施できる程度である。このためドイツ連邦共和国
特許出願公開第4203123号公報では、個々の太陽
電池を互いに逆の極性で配置しそれらを電気的に並列に
結線することが提案されている。適切な構造化により1
つのソーラモジュール全体を集積して製造することもで
き、この場合、個々の層は互いに直列に接続されてい
る。
【0005】しかし、この種の積層太陽電池のソーラモ
ジュールを構造化する場合には問題点が生じる。それと
いうのは個々の層を互いに固有に構造化しなければなら
ず、このことで固有の物質除去プロセスが必要になるか
らである。レーザによる構造化プロセスの場合、貫通の
深さをコントロールするのはきわめて難しい。しかも、
レーザの作用により半導体において構造変化の生じる可
能性があり、これにより太陽電池内に不所望な電流伝達
経路が生じてしまい、それによって短絡の生じるおそれ
がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、簡単かつ確実に実施でき上述の欠点を回避するよ
うにした、この種の積層太陽電池を構造化するための改
善された方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および利点】本発明によれ
ばこの課題は、常にそのつど1つの面を面全体にわたる
層の析出により形成し、次に当該面を、互いに平行な所
定の構造化ラインに沿って構造化し、ソーラセル面およ
び両方の上方の電極面を、レーザにより裏面から基板を
通って照射させて構造化し、1つのソーラセル面におけ
るレーザビームの吸収により溝状のカットラインを形成
させながら半導体を切除し、前記構造化ラインを、P1
−P2−P5−P4−P3の順序配列が得られるよう、
それぞれ互いに平行にずらして配置することにより解決
される。
【0008】本発明による方法によれば、クリーンな構
造化つまりきれいなエッジを有する溝状のカットライン
を形成することができる。このためにいかなる物質を気
化する必要もない;むしろ、レーザを吸収する半導体層
が、その下に位置するレーザを吸収しない層から除去さ
れる。切除により自由になった機械的エネルギーは、そ
の上に位置する複数の層領域もいっしょに除去するのに
十分である。この場合、たとえば50psの持続時間を
有する個々のレーザスポットであれば、レーザビームが
フォーカシングされたときに半導体材料を完全に除去す
るのに十分である。ソーラモジュールの構造化に必要な
エネルギーは形成すべきカットラインの深さとは無関係
であるので、この方法を迅速に、そして比較的にエネル
ギーを節約して実施することができる。
【0009】この場合、カットエッジは実際に、不所望
な電流経路を形成しひいては短絡を生じさせるおそれの
ある相変化を有していない。
【0010】しかも本発明による方法によれば、いかに
してソーラモジュールの構造化ラインを活性的な半導体
面において最小の所要面積で確実に実施できるかが示さ
れている。このことにより、最大の出力したがってソー
ラモジュールのための最大の効率が保証される。
【0011】ソーラモジュールの5つの面における層の
形成は、それぞれ面全体にわたり公知の方式にしたがっ
て行われる。そのつど1つの面の層を析出した後、構造
化ステップが行われ、その際、層中に互いに平行なカッ
トラインが形成される。
【0012】この方法のためには透過性の基板が必要で
ある。第1の面はTCO電極層であり、これは慣用のダ
イレクトなレーザ照射により機械的に、あるいはリフト
オフ(Lift-Off)プロセスにより構造化される。
【0013】第2の面は、ソーラセルを形成するための
pinダイオード構造をもつ半導体層である。この層の
析出のために、それ自体公知のプラズマによる薄膜析出
プロセスが用いられる。第2の面の構造は、基板ならび
に第1の面のTCO電極層を貫通するビーム照射により
行われる。TCO電極層と半導体層との境界面における
レーザスポットにおいて半導体が局部的に加熱すること
により、切除が行われる。
【0014】第3の面はやはりTCO電極層である。こ
の層の構造化は、その下に位置する半導体層といっしょ
に背面からのレーザ照射によって切除されることで行わ
れる。
【0015】第4の面はまたもやソーラセル面であっ
て、ここではnipダイオード構造の半導体が形成され
る。このことにより、両方のソーラセル面のソーラセル
が並列に結線される。第4の面の構造化は、第1のソー
ラセル面と同じようにして行われる。ここでは、第2の
面(第1のソーラセル面)において第4のカットライン
の領域で半導体層が取り除かれていれば、第4の面の半
導体層へじかにビーム照射できる。しかしながら、第4
の面をその下に位置する第2の面といっしょに、第2の
面の半導体層へのビーム照射による共通の切除によって
除去できる。
【0016】第5の面として再びTCO電極層が被着さ
れる。この層の構造化は第4の面とともに切除すること
により、あるいは第4の面の構造化と同様に第2の面と
いっしょに切除することにより行われる。
【0017】構造化ラインの適切な配置ないしは相応に
セットされたカットラインにより、カットラインの”深
さ”に関する可能な変形が得られる。この場合、第5の
面(第3の電極面)の構造化はたとえば、第4の面(第
2のソーラセル面)のカットラインが第2の面(第1の
ソーラセル面)のための第2のカットラインの領域に位
置しているならば、この第4の面といっしょに切除する
ことにより行うことができる。第5の構造化ラインは第
2の構造化ラインに対し側方にずらされているので、第
2のカットラインは第5のカットラインよりも幅広く構
成する必要がある。このことにより、第5のカットライ
ンの領域における第2の面(第1のソーラセル面)の半
導体層はすでにこの先行する構造化ステップで除去され
るようになる。
【0018】さらに別の可能性として挙げられるのは、
第2の面の構造化のためのカットラインを、これが第4
および第5の構造化ラインによるカットラインとオーバ
ラップするように構成することである。この場合、第4
の面の構造化も第5の面の構造化もレーザ照射領域にお
いて、もっぱら第4の面の半導体層の切除により、ない
しは第4の面をその上に位置する第5の面の電極層とい
っしょに切除することにより行われる。
【0019】いずれにせよ注意しなければならないこと
は、第1の面と第2の面ないし第3の面と第4の面の構
造化のための構造化ラインを、それらがオーバラップ領
域を有していないように配置する点である。このように
するだけで、種々の電極面間において、個々のソーラセ
ルの電気的な短絡に至るおそれのある不所望な導電的橋
絡が生じないようになる。残りのカットラインは、軽く
重なり合うように配置することができる。
【0020】しかしながらすべてのカットラインを、互
いにオーバラップしないように配置することもできる。
【0021】本発明による方法のためのレーザの選択
は、その波長がソーラセルないしはソーラセルの半導体
材料の強い吸収範囲にあるようにして行われる。この目
的で、アモルファスシリコンのためには青いまたは緑の
レーザが必要であり、たとえば周波数の2倍にされたN
d;YAGレーザまたはNd:YLFレーザが必要であ
る。このレーザのために、ガラスにより構成されミラー
およびレンズから成る光学系を用いることができる。
【0022】半導体層ないしはそのカットエッジにおけ
る熱負荷をできるかぎり僅かに押さえる目的で、特別に
選び出されたビーム特性と最適に選定されたパルスエネ
ルギーが用いられる。この方法のためにTEM00−モー
ドを用いた場合、ガウス特性を有するレーザビームの半
径方向における強度分布が得られる。矩形のビーム特性
によりさらに別の利点がもたらされる。一般に、周縁部
において急傾斜で降下する強度を有する特性が好適であ
る。
【0023】使用される固体レーザに関して、本発明に
よる方法に適したパルス周波数は1〜100kHzの範
囲内にある。レーザパルスの減衰するエネルギー密度お
よび切除されていない層領域からの必要な放熱により、
周波数は上方へ向かう方向で制限されている。材料の過
度の加熱を避けるために、レーザパルスの長さは有利に
は200nsよりも僅かである。好適なレーザパルス長
は20ns〜50psにある。
【0024】次に、3つの実施例ならびにそれに対応す
る図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【0025】
【実施例の説明】
第1実施例 図1:第1実施例に関して、個々の構造化ステップのた
めのカットラインは互いにオーバラップしないように配
置される。透過性であってたとえばガラスから成る基板
1上に、第1の面E1としてTCO電極層が被着され
る。面E1の薄い導電性の酸化物はたとえば1μmの厚
さの酸化錫層から成り、これは導電性を改善するために
アルミニウムまたは硼素によりドーピングされている。
しかしこのTCO層E1を、弗素ドーピングされた酸化
錫またはインジウム錫酸化物により構成することもでき
る。
【0026】電極層E1の構造化のためにそれらはスト
ライプ状の複数の領域に分割され、たとえば上方からの
直接的なレーザ作用により分割される。レーザは互いに
平行に配置された構造化ラインP1に沿って導かれ、こ
れにより溝状の凹欠部S1の領域において基板1が露出
される。この構造化により生じる第1の電極面E1の電
極ストライプの幅は、後で形成されるソーラモジュール
において最大効率が得られるように、つまり構造化ライ
ンと活性的な半導体面との間の最適な比率が得られるよ
うに最適化することができる。しかしながら一般的にこ
の電極ストライプE1の幅は、基板の幅と、集積されて
結線されたソーラモジュールが発生させるべき電圧にし
たがって選定される。通常、この電極ストライプつまり
は後で形成されるストライプ状の個別ソーラセルに対
し、数cmの幅が選ばれる。
【0027】図2:次に、第1の電極面E1の上に面全
体にわたって、たとえばプラズマを用いた気相析出によ
って、1つの薄膜ソーラセルが形成される。このために
アモルファスシリコンがシランから析出され、その際、
ドーピングガスであるボランとホスフィンを相応に混合
することにより、第2の面E2にpin構造(第1のソ
ーラセル面)が形成される。Staebler-Wronski−効果を
避けるために、ソーラセルはたとえば200nm以下の
厚さで形成される。
【0028】図3:次に、面全体にわたって被着された
面E2のソーラセルは、第2の構造化ラインP2に沿っ
て構造化される。この目的で、周波数を2倍にしたN
d:YAGレーザを背面から投射し、第1の面E1と第
2の面E2との間の境界面にフォーカシングする。周波
数が1〜100kHzでありパルス持続時間がたとえば
50psであれば、個々のレーザスポットはフォーカシ
ング領域においてソーラセル面E2の半導体材料を切除
するのに十分である。基板とレーザとの間における相対
運動により、ソーラモジュールの全長にわたって溝状の
カットラインS2が生じるように個々のスポットが相並
んでセットされる。構造化ラインP2は構造化ラインP
1のすぐ隣りに配置され、これとはオーバラップしてい
ない。図示されている構造により、個々のスポットを相
前後して直線的に配置したときにカットラインS2は約
30〜50μmの幅を有しているが、この幅は個々のス
ポットのエネルギーによって変動してよい。
【0029】図4:次に、第2の面E2の構造化された
ソーラセルの上に面全体にわたって、第3の面E3とし
てさらに別の電極層が第1の面E1の電極と同様にして
析出される。電極面E3の析出は次のようにして行われ
る。すなわち、TCO物質によりカットラインS2もい
っしょに満たされ、これによりカットラインS3中にあ
る第1の面E1の電極層とのオーミックコンタクトが形
成されるように行われる。
【0030】図5:電極面E3を構造化するためにカッ
トラインS3が形成される。この目的で、先に挙げたN
d:YAGレーザを構造化ラインP3に沿ってやはり基
板を貫通させてソーラセルE2へ投射する。この場合、
E2の半導体材料はレーザビームの領域でその下にある
電極層E1から切除され、その際、E2の上に位置する
電極層E3もいっしょに除去される。第2の別のカット
ラインを配置するためにオーバラップすることなく十分
なスペースが得られるように、構造化ラインP3は、カ
ットラインS3の幅の少なくとも3倍だけ構造化ライン
P2ないしカットラインS2に対しずらされる。
【0031】図6:次に、電極面E3の上において第4
の面E4に、nip構造で面全体にわたりソーラセルが
形成される。pn接合部の配向を除いて、このソーラセ
ルについては第2の面E2のソーラセルと同じ製造条件
があてはまる。
【0032】図7:ソーラセル面E4の構造化のため
に、構造化ラインP4に沿って背面から基板を貫通させ
てレーザを投射する。やはりこの場合も、第2の面の半
導体材料がその下に位置する第1の面E1の電極層から
切除され、その際に第2の面E2の上に位置する面E3
およびE4の層領域もいっしょに除去される。構造化ラ
インP4は、構造化ラインP2とP3との間においてP
3のすぐ隣りに配置されるが、P3とはオーバラップし
ていない。
【0033】図8:次に、構造化されたソーラセル面E
4の上において第5の面E5に、さらに別のTCO電極
層が面全体にわたって被着される。電極層E5は、カッ
トラインS4が電極材料で満たされるように析出され、
このことによりカットラインS4内で露出された電極面
E1の表面とのオーム接触が形成される。
【0034】図9:最後の構造化ステップにおいて、基
板を貫通させて構造化ラインP5に沿って新たにレーザ
を投射することにより、相応のカットラインS5が形成
される。この場合もソーラセル面E2の半導体材料中に
入射され、これはレーザの領域でその下に位置する面E
1の電極層から、その上に位置する層領域とともに除去
される。構造化ラインP5は、構造化ラインP2と構造
化ラインP4との間に位置している。
【0035】図9には、このようにして露出された積層
セルソーラモジュールが示されている。ソーラセル層E
2とE4のpn接合が互いに逆の極性であることによ
り、各ソーラセルは1つの積層体内では並列に接続され
ており、他方、個々の積層体は互いに直列に接続されて
いる。1つの積層体内において光起電力により生じる電
流は加算されるのに対し、直列接続によりソーラモジュ
ールの電圧は高まり、この場合、ソーラモジュールの総
電圧は、ストライプ状のソーラセル積層体の個数と個々
のセルの電圧との積にほぼ相応する。
【0036】第2実施例 図10には、本発明により構造化された完成したソーラ
モジュールが示されており、この場合、構造化ラインP
2とP5の配置は変えられている。この実施例の場合、
第2の構造化ラインP2は、このために使用されるレー
ザビームを相応に拡開して走査することにより、その他
の構造化ラインよりも幅広く構成される。構造化ライン
P3は構造化ラインP4に対し、これらのライン間に構
造化ラインP4のためのスペースがなお残るようにずら
される。この方法は構造化ラインの配置を除いて第1実
施例とほぼ同一であり、他方、電極面E5の構造化にお
いて重大な相違点がある。構造化ラインP5は構造化ラ
インP2に対してセンタリングされているが、P2より
も小さい幅を有している。したがってこの構造化に際し
て、レーザビームはソーラセル面E4まで妨げられるこ
となくその下に位置する透過性の層領域を通って、基板
1、電極面E1および電極面E3から貫き進むことがで
きる。このため、電極面E3の上方で切除が行われる。
このことが有する利点とは一方では、これにより形成さ
れる構造化ラインS5は2つの層だけを通って延びてい
ればよく、したがって構造化に際しては2つの層だけを
切除すればよいことである。このことによりクリーンな
構造化が可能になる。他方、構造化ラインを互いにいっ
そう密に選定することができ、これにより構造化ステッ
プによる活性的な半導体面における所要面積が最小化さ
れる。
【0037】第3実施例 図11には、第3実施例にしたがって構造化された完成
した積層セルソーラモジュールが示されている。この実
施例の場合、ソーラセル面E2の構造化は、構造化ライ
ンP4とP5が構造化ラインP2の中にうまく収まるよ
うに、この構造化ラインP2にしたがって幅が扇状にさ
れたレーザビームにより行われる。構造化ラインP2の
拡開は、幅の広いレーザビームを使用するかまたは(狭
い)レーザビームの走査により行われる。この走査は、
じかに隣り合うように複数のレーザカットを行うことに
より実現される。このことによって、ソーラセル面E4
と電極面E5の構造化のためにソーラセル面E4に直
接、投射することができる。それというのは、この領域
内に位置するソーラセル面E2の半導体材料はすでに第
2の構造化ステップで取り除かれているからである。し
たがってソーラセル面E4の構造化はこの層の切除だけ
しか必要とせず、他方、電極面E5の構造化はソーラセ
ル面E4の相応の領域の切除により、その上に位置する
電極面E5と合わせて行われる。この実施例も第1実施
例に比べ、活性的な半導体面における所要面積が最小で
ある点で優れている。しかしこの利点の代償として、カ
ットラインS2の幅を広げる必要があるためコストが高
められる。
【0038】このように本発明によれば、集積されて結
線された積層セルソーラモジュールを形成可能な方法が
提供される。その際にこの方法は、アモルファスシリコ
ンから成るソーラセルに限定されるものではない。むし
ろ本発明による方法は、薄膜方式で製造可能な他のソー
ラセル形式に対しても適用できる。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、積層構造の薄膜ソーラ
セルを簡単かつ確実に構造化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの横断面図である。
【図2】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの横断面図である。
【図3】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの横断面図である。
【図4】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの横断面図である。
【図5】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの横断面図である。
【図6】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの断面図である。
【図7】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの断面図である。
【図8】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの断面図である。
【図9】製造の際の1つのステップ中のソーラモジュー
ルの断面図である。
【図10】構造化された完成したソーラモジュールの1
つの実施形態の断面図である。
【図11】構造化された完成したソーラモジュールの別
の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
S1〜S5 カットライン P1〜P5 構造化ライン E1,E3,E5 電極面 E2,E4 ソーラセル面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アウグスト レルヒェンベルガー ドイツ連邦共和国 ドルフェン エステル ンドルフ 29

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透過性の基板(1)上に、集積されて結
    線された薄膜ソーラセル積層体(E2,E4)と、あわ
    せて3つのTCO電極面(E1,E3,E5)とが設け
    られており、それぞれ2つの電極面の間に、ストライプ
    状に構造化されたpinないしnipソーラセルを備え
    た1つの面が配置されており、積層されて互いに上下の
    位置関係におかれたソーラセルが並列に接続されてお
    り、各積層体は互いに直列に接続されている、ソーラモ
    ジュールの製造方法において、 常にそのつど1つの面(E1〜E5)を面全体にわたる
    層の析出により形成し、 次に当該面(E1〜E5)を、互いに平行な所定の構造
    化ライン(P1〜P5)に沿って構造化し、 ソーラセル面(E2,E4)および両方の上方の電極面
    (E3,E5)を、レーザにより裏面から基板を通って
    照射させて構造化し、1つのソーラセル面(E2,E
    4)におけるレーザビームの吸収により溝状のカットラ
    イン(S1〜S5)を形成させながら半導体を切除し、 前記構造化ライン(P1〜P5)を、P1−P2−P5
    −P4−P3の順序配列が得られるよう、それぞれ互い
    に平行ずらして配置することを特徴とする、 ソーラモジュールの製造方法。
  2. 【請求項2】 第2の構造化ライン(P2)に沿ったカ
    ットライン(S2)を、該カットラインがP5によるカ
    ットライン(S5)とオーバラップするよう、残りの構
    造化ラインに沿ったカットラインよりも幅広く構成す
    る、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 第4および第5の構造化ライン(P4,
    P5)によるカットライン(S4,S5)は、前記第2
    の構造化ライン(P2)とオーバラップしている、請求
    項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 P1およびP2ないしP3およびP4に
    よるそれぞれ隣り合うカットライン(S1/S2;S3
    /S4)を、それらが互いに重なり合わないように配置
    する、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 半径方向の強度分布を有するビームを発
    生するレーザを用いる、請求項1〜4のいずれか1項記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 ソーラセルないしはその半導体材料の高
    い吸収範囲にある波長を有するレーザを用いる、請求項
    1〜5のいずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】 アモルファスシリコンa−Si:Hから
    成るソーラセルまたはアモルファスシリコンを含む合金
    から成るソーラセルを固体レーザにより構造化する、請
    求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
  8. 【請求項8】 50ps〜20nsのパルス長でパルス
    化されたNd:YAGレーザまたはNd:YLFレーザ
    を用いる、請求項7記載の方法。
JP7142174A 1994-06-10 1995-06-08 ソーラモジュールの製造方法 Withdrawn JPH07335924A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4420434.5 1994-06-10
DE4420434A DE4420434A1 (de) 1994-06-10 1994-06-10 Integriertes Strukturierungsverfahren für Dünnschichtsolarzellen in Stapelbauweise

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07335924A true JPH07335924A (ja) 1995-12-22

Family

ID=6520352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7142174A Withdrawn JPH07335924A (ja) 1994-06-10 1995-06-08 ソーラモジュールの製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPH07335924A (ja)
DE (1) DE4420434A1 (ja)
FR (1) FR2722917A1 (ja)
IT (1) IT1275278B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002261308A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換モジュール
JP2007227577A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置およびその製造方法
WO2009072592A1 (ja) * 2007-12-05 2009-06-11 Kaneka Corporation 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法
JP2021514115A (ja) * 2018-02-15 2021-06-03 (シーエヌビーエム)ボンブー デザイン アンド リサーチ インスティテュート フォー グラス インダストリー カンパニー,リミティド 薄膜ソーラーモジュールの製造方法
CN114932324A (zh) * 2022-05-12 2022-08-23 波粒(北京)光电科技有限公司 单激光太阳能电池片无损切割方法、控制器及装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037964A1 (de) 2009-08-15 2011-03-03 Frank Bentzinger Photovoltaikmodul mit wenigstens einer Solarzelle und Verfahren zur Strukturierung einer Solarzelle
DE202009011260U1 (de) 2009-08-15 2009-10-22 Bentzinger, Frank Photovoltaikmodul mit wenigstens einer Solarzelle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0536431B1 (de) * 1991-10-07 1994-11-30 Siemens Aktiengesellschaft Laserbearbeitungsverfahren für einen Dünnschichtaufbau
EP0625286A1 (de) * 1992-02-04 1994-11-23 Siemens Aktiengesellschaft Integriert verschaltetes stapelzellensolarmodul

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002261308A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換モジュール
JP2007227577A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置およびその製造方法
US8207441B2 (en) 2006-02-23 2012-06-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic apparatus and method of manufacturing the same
WO2009072592A1 (ja) * 2007-12-05 2009-06-11 Kaneka Corporation 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法
US20100282291A1 (en) * 2007-12-05 2010-11-11 Kaneka Corporation Multilayer thin-film photoelectric converter and its manufacturing method
AU2008332347B2 (en) * 2007-12-05 2011-08-25 Kaneka Corporation Multilayer thin-film photoelectric converter and its manufacturing method
JP5160565B2 (ja) * 2007-12-05 2013-03-13 株式会社カネカ 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法
JP2013051451A (ja) * 2007-12-05 2013-03-14 Kaneka Corp 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法
US9252306B2 (en) 2007-12-05 2016-02-02 Kaneka Corporation Multilayer thin-film photoelectric converter and its manufacturing method
JP2021514115A (ja) * 2018-02-15 2021-06-03 (シーエヌビーエム)ボンブー デザイン アンド リサーチ インスティテュート フォー グラス インダストリー カンパニー,リミティド 薄膜ソーラーモジュールの製造方法
CN114932324A (zh) * 2022-05-12 2022-08-23 波粒(北京)光电科技有限公司 单激光太阳能电池片无损切割方法、控制器及装置
CN114932324B (zh) * 2022-05-12 2023-08-25 波粒(北京)光电科技有限公司 单激光太阳能电池片无损切割方法、控制器及装置

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI951122A1 (it) 1996-11-30
DE4420434A1 (de) 1995-12-14
FR2722917A1 (fr) 1996-01-26
ITMI951122A0 (it) 1995-05-30
IT1275278B (it) 1997-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6168968B1 (en) Method of fabricating integrated thin film solar cells
JP3414738B2 (ja) 薄膜太陽電池用の集積化レーザパターニング方法
JP6111249B2 (ja) 太陽電池にコンタクトホールを形成するための高処理能力レーザーアブレーションプロセス及び構造
US20050272175A1 (en) Laser structuring for manufacture of thin film silicon solar cells
JPH05218472A (ja) 薄膜構成体のレーザ加工方法
CN102047440A (zh) 太阳能电池单元的制造方法以及太阳能电池单元
US20120234366A1 (en) Method for the production and series connection of photovoltaic elements to give a solar module and solar module
KR102729996B1 (ko) 레이저 빔을 이용하는 반도체 기판을 위한 국소 금속화
CN102227817A (zh) 光电转换装置的制造方法、光电转换装置的制造装置及光电转换装置
US20220359774A1 (en) Method of manufacturing a thin film photovoltaic product
KR20200130495A (ko) 태양 전지 스트링잉을 위한 레이저 보조 금속화 공정
JPH09260695A (ja) 光起電力素子アレーの製造方法
KR20120096052A (ko) 레이어 스택의 층의 적어도 일부 영역을 제거하는 방법
JP2000058886A (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
JPH07335924A (ja) ソーラモジュールの製造方法
JP7349509B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JPH1079522A (ja) 薄膜光電変換装置およびその製造方法
JP4786010B2 (ja) 集積型ハイブリッド薄膜太陽電池の製造方法
US20100304526A1 (en) Method of making a photovoltaic module
JPH0476227B2 (ja)
JP2000208799A (ja) 薄膜構成体の加工方法
JP3402921B2 (ja) 金属膜の除去方法、太陽電池の製造方法及び太陽電池
JP2001119048A (ja) 集積型薄膜太陽電池の製造方法
JPH0519991B2 (ja)
RU2815034C1 (ru) Контактирующий задней стороной солнечный элемент и изготовление такого элемента

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020903