JPH077840B2 - 光電変換半導体装置の作製方法 - Google Patents
光電変換半導体装置の作製方法Info
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- JPH077840B2 JPH077840B2 JP58168554A JP16855483A JPH077840B2 JP H077840 B2 JPH077840 B2 JP H077840B2 JP 58168554 A JP58168554 A JP 58168554A JP 16855483 A JP16855483 A JP 16855483A JP H077840 B2 JPH077840 B2 JP H077840B2
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- forming
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated 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
- H10F19/31—Integrated 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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光照射により光起電力を発生するアモルファ
ス半導体を含む非単結晶半導体を絶縁表面を有する基板
上に設けられた光電変換素子を複数個電気的に直列接続
して、高い電圧の発生の可能な光電変換半導体装置の作
製方法に関する。
ス半導体を含む非単結晶半導体を絶縁表面を有する基板
上に設けられた光電変換素子を複数個電気的に直列接続
して、高い電圧の発生の可能な光電変換半導体装置の作
製方法に関する。
従来、光電変換装置、即ち同一基板上に複数の素子を配
置し、それを集積化またはハイブリッド化した装置は多
くの例が多く知られている。
置し、それを集積化またはハイブリッド化した装置は多
くの例が多く知られている。
例えば、特開昭55−4994号公報、特開昭55−124274号公
報、さらに本発明人の出願になる特願昭54−90097/9009
8/90099（昭和54.7.16出願）が知られている。
報、さらに本発明人の出願になる特願昭54−90097/9009
8/90099（昭和54.7.16出願）が知られている。
例えば、前記本発明人になる特許願は、半導体SixC1-x
−Siのヘテロ接合とし、単に他のアモルファスSiのみを
用いる場合と異ならせており、さらに半導体として、ア
モルファス構造以外に微結晶構造を含む水素またはハロ
ゲン元素が添加されたPNまたはPIN接合を少なくとも１
接合有する非単結晶半導体を集積化またはハイブリッド
化したものである。
−Siのヘテロ接合とし、単に他のアモルファスSiのみを
用いる場合と異ならせており、さらに半導体として、ア
モルファス構造以外に微結晶構造を含む水素またはハロ
ゲン元素が添加されたPNまたはPIN接合を少なくとも１
接合有する非単結晶半導体を集積化またはハイブリッド
化したものである。
前記従来技術においては、集積化構造をマスクを用いて
作製するものであり、生産性並びに実用性に問題があっ
た。
作製するものであり、生産性並びに実用性に問題があっ
た。
さらに、この集積化の際、光電変換装置の外部引き出し
電極の製造に余分の工程を有し、光電変換部の集積化工
程と同一工程で成就することは困難であった 〔発明の目的〕 以上説明したようなマスク合わせによる光電変換装置の
作製の欠点を改善するために、レーザスクライブ方式に
よる作製方法を用いて光電変換装置の外部引き出し電極
領域を集積化工程と同一工程で成就することにより、生
産性が高くかつ実用性の高い光電変換装置を得ることを
目的とする。
電極の製造に余分の工程を有し、光電変換部の集積化工
程と同一工程で成就することは困難であった 〔発明の目的〕 以上説明したようなマスク合わせによる光電変換装置の
作製の欠点を改善するために、レーザスクライブ方式に
よる作製方法を用いて光電変換装置の外部引き出し電極
領域を集積化工程と同一工程で成就することにより、生
産性が高くかつ実用性の高い光電変換装置を得ることを
目的とする。
本発明光電変換半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有
する透光性基板上に形成した第１の電極と、該第１の電
極上に形成した光照射により光起電力を発生させうる非
単結晶半導体と、該非単結晶半導体上に形成した第２の
電極とを有する光電変換素子を複数個互いに電気的に直
列接続せしめて前記透光性基板上に配設した光電変換半
導体装置の作製方法において、 前記絶縁表面を有する透光性基板上に第１の導電膜を形
成する工程と、 前記第１の導電膜にレーザスクライブ法により開溝を形
成して前記光電変換素子の第１の電極及び外部引き出し
電極領域を形成する工程と、 前記第１の導電膜の側端部に前記第１の導電膜に形成し
た開溝に直交してレーザスクライブ法により開溝を形成
する工程と、 前記第１の導電膜上、前記第１の導電膜に形成した開溝
上及び前記第１の導電膜に形成した開溝に直交して形成
した開溝上に光照射により光起電力を発生させる非単結
晶半導体を形成する工程と、 前記非単結晶半導体及び前記第１の導電膜に対し、前記
第１の導電膜に形成した開溝に平行にレーザスクライブ
法により開溝を形成する工程と、 前記非単結晶半導体及び前記第１の導電膜に形成した開
溝内に第２の導電膜を形成して連結部を構成すると共
に、前記第２の導電膜に対し、前記第１の導電膜に形成
した開溝に平行にレーザスクライブ法により開溝を形成
して前記光電変換素子の第２の電極及び前記外部引き出
し電極領域の外部接続パッドとを形成する工程と、 前記第１の導電膜、前記非単結晶半導体及び前記第２の
導電膜に対し、前記第１の導電膜の側端部に形成した開
溝に平行にレーザスクライブ法により開溝を形成する工
程と、 を有することを特徴とする光電変換半導体装置の作製方
法。
する透光性基板上に形成した第１の電極と、該第１の電
極上に形成した光照射により光起電力を発生させうる非
単結晶半導体と、該非単結晶半導体上に形成した第２の
電極とを有する光電変換素子を複数個互いに電気的に直
列接続せしめて前記透光性基板上に配設した光電変換半
導体装置の作製方法において、 前記絶縁表面を有する透光性基板上に第１の導電膜を形
成する工程と、 前記第１の導電膜にレーザスクライブ法により開溝を形
成して前記光電変換素子の第１の電極及び外部引き出し
電極領域を形成する工程と、 前記第１の導電膜の側端部に前記第１の導電膜に形成し
た開溝に直交してレーザスクライブ法により開溝を形成
する工程と、 前記第１の導電膜上、前記第１の導電膜に形成した開溝
上及び前記第１の導電膜に形成した開溝に直交して形成
した開溝上に光照射により光起電力を発生させる非単結
晶半導体を形成する工程と、 前記非単結晶半導体及び前記第１の導電膜に対し、前記
第１の導電膜に形成した開溝に平行にレーザスクライブ
法により開溝を形成する工程と、 前記非単結晶半導体及び前記第１の導電膜に形成した開
溝内に第２の導電膜を形成して連結部を構成すると共
に、前記第２の導電膜に対し、前記第１の導電膜に形成
した開溝に平行にレーザスクライブ法により開溝を形成
して前記光電変換素子の第２の電極及び前記外部引き出
し電極領域の外部接続パッドとを形成する工程と、 前記第１の導電膜、前記非単結晶半導体及び前記第２の
導電膜に対し、前記第１の導電膜の側端部に形成した開
溝に平行にレーザスクライブ法により開溝を形成する工
程と、 を有することを特徴とする光電変換半導体装置の作製方
法。
第１図は、本発明の作製方法を用いた光電変換装置のパ
ネル（50）を上面より示したものである。第１図におい
て、パネル（50）は複数の光電変換素子（31）、（11）
は連結部（12）を経て直列に連結して集積化させてい
る。そして外部引き出し電極領域（５）、（45）が両端
部に設けられている。
ネル（50）を上面より示したものである。第１図におい
て、パネル（50）は複数の光電変換素子（31）、（11）
は連結部（12）を経て直列に連結して集積化させてい
る。そして外部引き出し電極領域（５）、（45）が両端
部に設けられている。
前記パネル（50）の上端、下端に、第４図に基づいて後
述する枠と電気的にショートしないように後述するレー
ザスクライブ法により形成した分離溝（62）が設けられ
ている。
述する枠と電気的にショートしないように後述するレー
ザスクライブ法により形成した分離溝（62）が設けられ
ている。
第１図のパネル（50）において、その大きさは、20cm×
60cm、40cm×120cm、40cm×60cm等の任意に大きさを設
計によって得ることができる。
60cm、40cm×120cm、40cm×60cm等の任意に大きさを設
計によって得ることができる。
以下、本発明光電変換装置の作製方法を第２図、第３図
及び第４図に基づいて説明する。
及び第４図に基づいて説明する。
第１図における（Ａ−Ａ′）の縦断面図を第２図に示し
ている。また、第１図の（Ｂ−Ｂ′）の縦断面図を第３
図（Ａ）の、同（Ｃ−Ｃ′）の縦断面図を第３図（Ｂ）
に示している。さらに同（Ｄ−Ｄ′）の縦断面図を第４
図（Ｂ）に、（Ｅ）の箇所を第４図（Ａ）に拡大して示
している。さらに符号はそれぞれ対応して付してある。
ている。また、第１図の（Ｂ−Ｂ′）の縦断面図を第３
図（Ａ）の、同（Ｃ−Ｃ′）の縦断面図を第３図（Ｂ）
に示している。さらに同（Ｄ−Ｄ′）の縦断面図を第４
図（Ｂ）に、（Ｅ）の箇所を第４図（Ａ）に拡大して示
している。さらに符号はそれぞれ対応して付してある。
第２図は、第１図（Ａ−Ａ′）の縦断面図を示すもので
あるが、同時に本実施例の作製工程をも示す図となって
いる。よって、正確には第２図（Ｄ）が第１図（Ａ−
Ａ′）の縦断面図を示すものである。
あるが、同時に本実施例の作製工程をも示す図となって
いる。よって、正確には第２図（Ｄ）が第１図（Ａ−
Ａ′）の縦断面図を示すものである。
以下、第２図に基づいて本実施例の作製工程の一部を説
明する。
明する。
本実施例においては、基板として絶縁表面を有する透光
性基板（１）であるガラス板（例えば、厚さ1.2mm、長
さ（図面左右方向）60cm、幅20cm）の基板を用いる。
性基板（１）であるガラス板（例えば、厚さ1.2mm、長
さ（図面左右方向）60cm、幅20cm）の基板を用いる。
まず、ガラス基板（１）の上面の全面にわたって、光電
変換装置の第１の電極を形成する第１の導電膜（２）で
ある透光性導電膜、例えばITO（約1500Å）＋SnO2（200
〜400Å）、またはハロゲン元素が添加された酸化スズ
を主成分とする透光性導電膜（1500〜2000Å）を真空蒸
着法、LPCVD法またはプラズマCVD法またはスプレー法に
より形成させた。
変換装置の第１の電極を形成する第１の導電膜（２）で
ある透光性導電膜、例えばITO（約1500Å）＋SnO2（200
〜400Å）、またはハロゲン元素が添加された酸化スズ
を主成分とする透光性導電膜（1500〜2000Å）を真空蒸
着法、LPCVD法またはプラズマCVD法またはスプレー法に
より形成させた。
この第１の導電膜（２）は、前記外部引き出し電極領域
（５）、（45）においては不要であるが、マスクを用い
た製造価格の上昇を避けるためには存在させてもよい。
（５）、（45）においては不要であるが、マスクを用い
た製造価格の上昇を避けるためには存在させてもよい。
かくして、前記外部引き出し電極領域（５）、（45）上
にも透光性導電膜が形成される。
にも透光性導電膜が形成される。
この後、前記透光性基板（１）の下側または上側から、
YAGレーザ加工機（日本レーザ製）により出力0.5〜3Wの
出力を加えた。レーザのスポット径を30〜70μｍφ、代
表的には50μｍφにマイクロ・コンピュータを制御して
レーザ光を照射した。
YAGレーザ加工機（日本レーザ製）により出力0.5〜3Wの
出力を加えた。レーザのスポット径を30〜70μｍφ、代
表的には50μｍφにマイクロ・コンピュータを制御して
レーザ光を照射した。
このレーザ光の走査によりスクライブして第１の開溝
（13）、（13′）を形成させ、各光電変換素子（31）、
（11）間および前記外部引き出し電極領域（５）を分割
した。こうして第１の電極（37）を作製した。
（13）、（13′）を形成させ、各光電変換素子（31）、
（11）間および前記外部引き出し電極領域（５）を分割
した。こうして第１の電極（37）を作製した。
この第１のレーザスクライブにより形成された第１の開
溝（13）、（13′）は、幅約50μｍ、長さ20cmとし、深
さは第１の電極（37）をそれぞれ完全に切断分離できる
ように行った。
溝（13）、（13′）は、幅約50μｍ、長さ20cmとし、深
さは第１の電極（37）をそれぞれ完全に切断分離できる
ように行った。
この長さは、第１図における基板（１）の上端から下端
まで通り抜けさせ、開溝の形成の走査スピードを5m/分
と速くさせた。
まで通り抜けさせ、開溝の形成の走査スピードを5m/分
と速くさせた。
かくして、外部引き出し電極領域（５）、第１の光電変
換素子（31）及び第２の光電変換素子（11）を構成させ
た。これらの素子の幅は10〜20mmとした。
換素子（31）及び第２の光電変換素子（11）を構成させ
た。これらの素子の幅は10〜20mmとした。
この後、前記透光性導電膜（２）の上面にプラズマCVD
法またはLPCVD法、光CVD法、LTCVD法（HOMO CVD法とも
いう）により、光照射により光起電力を発生させる非単
結晶半導体、特にPNまたはPIN接合を有する非単結晶半
導体層（３）を0.2〜1.0μｍ、代表的には0.4〜0.6μｍ
の厚さに形成させた。
法またはLPCVD法、光CVD法、LTCVD法（HOMO CVD法とも
いう）により、光照射により光起電力を発生させる非単
結晶半導体、特にPNまたはPIN接合を有する非単結晶半
導体層（３）を0.2〜1.0μｍ、代表的には0.4〜0.6μｍ
の厚さに形成させた。
この非単結晶半導体層（３）の代表的例は、Ｐ型半導体
（42）（SixC1-x,X＝0.8、50〜150Å）、Ｉ型アモルフ
ァスまたはセミアモルファスのシリコン半導体（43）
（0.4〜0.6μｍ）、Ｎ型の微結晶（100〜200Å）または
SixC1-x（０＜ｘ＜１ 例えばｘ＝0.9）の半導体（44）
よりなる一つのPIN接合を有する非単結晶半導体であ
る。
（42）（SixC1-x,X＝0.8、50〜150Å）、Ｉ型アモルフ
ァスまたはセミアモルファスのシリコン半導体（43）
（0.4〜0.6μｍ）、Ｎ型の微結晶（100〜200Å）または
SixC1-x（０＜ｘ＜１ 例えばｘ＝0.9）の半導体（44）
よりなる一つのPIN接合を有する非単結晶半導体であ
る。
さらにこの半導体層として、Ｐ型半導体（SixC1-x）、
Ｉ型Si半導体、Ｎ型Si半導体、Ｐ型Si半導体、Ｉ型SixG
e1-x半導体、Ｎ型半導体よりなる２つのPIN接合と１つ
のPN接合を有するタンデム型のPINPIN・・・PIN接合と
してもよい。
Ｉ型Si半導体、Ｎ型Si半導体、Ｐ型Si半導体、Ｉ型SixG
e1-x半導体、Ｎ型半導体よりなる２つのPIN接合と１つ
のPN接合を有するタンデム型のPINPIN・・・PIN接合と
してもよい。
かかる非単結晶半導体層（３）を前記透光性導電膜
（２）および前記第１の開溝（13）、（13′）全面にわ
たって均一の膜厚で形成させた。
（２）および前記第１の開溝（13）、（13′）全面にわ
たって均一の膜厚で形成させた。
さらに、第２図（Ｂ）に示すように、前記第１の開溝
（13）の光電変換素子（31）側に渡って第２の開溝（1
8）を50μｍの幅に100〜500μｍの距離（17）をわたら
せてレーザスクライブにより形成させた。
（13）の光電変換素子（31）側に渡って第２の開溝（1
8）を50μｍの幅に100〜500μｍの距離（17）をわたら
せてレーザスクライブにより形成させた。
この第２の開溝（18）を形成するためのレーザスクライ
ブは、基板である前記ガラス板（１）の下方向または上
方向からレーザ光を照射して行った。
ブは、基板である前記ガラス板（１）の下方向または上
方向からレーザ光を照射して行った。
このようにして形成された第２の開溝（18）によって、
前記第１の電極（37）の側面（８）及び（９）を露出さ
せる構成を得た。
前記第１の電極（37）の側面（８）及び（９）を露出さ
せる構成を得た。
この第２の開溝（18）により形成された第１の電極の右
側の側面（９）の存在は、第１の電極（37）の側面（1
6）より左側の光電変換素子（31）の第１の電極上にわ
たって設けられている。
側の側面（９）の存在は、第１の電極（37）の側面（1
6）より左側の光電変換素子（31）の第１の電極上にわ
たって設けられている。
そして、第２図（Ｂ）に示されるごとく、光電変換素子
（31）の内部に入ってしまうことにより、第１の電極の
側面（８）、（９）を露出せしめている。かくすること
により光電変換素子の第１の電極（37）の一部が第２の
開溝（18）の右側に残存している。かかる残存領域がな
い場合は、レーザ光の高熱（〜2000℃）により、透光性
導電膜（２）よりもはるかに加工されやすい前記第１の
開溝（13）に充填されている半導体は吹き飛んでしま
う。そのため、光電変換素子（31）、（11）の第１の電
極間のアイソレイションが不可能になる。このことによ
り第２図（Ｂ）に示すごとく、第２の開溝（18）が第１
の電極（37）の内部に入って設けられていることはきわ
めて重要である。
（31）の内部に入ってしまうことにより、第１の電極の
側面（８）、（９）を露出せしめている。かくすること
により光電変換素子の第１の電極（37）の一部が第２の
開溝（18）の右側に残存している。かかる残存領域がな
い場合は、レーザ光の高熱（〜2000℃）により、透光性
導電膜（２）よりもはるかに加工されやすい前記第１の
開溝（13）に充填されている半導体は吹き飛んでしま
う。そのため、光電変換素子（31）、（11）の第１の電
極間のアイソレイションが不可能になる。このことによ
り第２図（Ｂ）に示すごとく、第２の開溝（18）が第１
の電極（37）の内部に入って設けられていることはきわ
めて重要である。
前記側面（９）の部分に残存する透光性導電膜は50〜50
0μｍの幅を有せしめた。前記レーザ光が１〜5Wで多少
強すぎて、この透光性導電膜（37）の深さ方向の全てを
除去してしまい、その結果前記側面（８）に第２図
（Ｃ）に示すように第２の電極（38）を密接させても実
用上何ら問題はない。即ちレーザ光の出力パルスの強さ
に余裕を与えることができるという特長を有し、このこ
とは工業的応用の際きわめて重要である。
0μｍの幅を有せしめた。前記レーザ光が１〜5Wで多少
強すぎて、この透光性導電膜（37）の深さ方向の全てを
除去してしまい、その結果前記側面（８）に第２図
（Ｃ）に示すように第２の電極（38）を密接させても実
用上何ら問題はない。即ちレーザ光の出力パルスの強さ
に余裕を与えることができるという特長を有し、このこ
とは工業的応用の際きわめて重要である。
第２図において、さらに前記半導体層（３）の上面に裏
面電極となる第２の電極（38）を構成する透光性導電膜
（４）を形成した。
面電極となる第２の電極（38）を構成する透光性導電膜
（４）を形成した。
この第２の電極（38）を構成する透光性導電膜（４）
は、700〜1400Åの厚さにITO（酸化インジュームスズ）
により形成し、さらにその上に反射性金属である銀、ア
ルミニュームまたはクロムを300〜3000Åの厚さに形成
した。さらにその上面にアルミニューム、銅またはアル
ミニュームとニッケルとの２層膜を形成させた。例えば
ITOを1500Å、クロムを500Å、銅を1000Å、さらにニッ
ケルを1500Åの３層構造とした。
は、700〜1400Åの厚さにITO（酸化インジュームスズ）
により形成し、さらにその上に反射性金属である銀、ア
ルミニュームまたはクロムを300〜3000Åの厚さに形成
した。さらにその上面にアルミニューム、銅またはアル
ミニュームとニッケルとの２層膜を形成させた。例えば
ITOを1500Å、クロムを500Å、銅を1000Å、さらにニッ
ケルを1500Åの３層構造とした。
このITOとクロムは裏面側での入射光（10）の反射を促
し、600〜800nmの長波長光を有効に光電変換させるため
のものである。さらにニッケルは前記外部引き出し電極
領域（５）において、外部接続パッド（49）と外部接続
体（23）との密着性を向上させるためのものである。こ
れらは電子ビーム蒸着法またはプラズマCVD法を用いて
半導体層（３）を劣化させない300℃以下の温度で形成
させた。このITOは半導体層（３）と第２の電極（38）
との化学反応による信頼性低下の防止、即ち信頼性の向
上にも役立っている。
し、600〜800nmの長波長光を有効に光電変換させるため
のものである。さらにニッケルは前記外部引き出し電極
領域（５）において、外部接続パッド（49）と外部接続
体（23）との密着性を向上させるためのものである。こ
れらは電子ビーム蒸着法またはプラズマCVD法を用いて
半導体層（３）を劣化させない300℃以下の温度で形成
させた。このITOは半導体層（３）と第２の電極（38）
との化学反応による信頼性低下の防止、即ち信頼性の向
上にも役立っている。
そして、裏面電極である第２の電極（38）を構成する透
光性導電膜（４）をレーザ光を上方から照射することに
よって切断分離し、幅が50μｍの第３の開溝（20）を形
成した。
光性導電膜（４）をレーザ光を上方から照射することに
よって切断分離し、幅が50μｍの第３の開溝（20）を形
成した。
このレーザ光は、半導体特に上面に密接するＮまたはＰ
型半導体層を（40）で示すようにえぐり出し、隣り合っ
た第１の光電変換素子領域（31）と第２の光電変換素子
領域（11）との間の開溝部における残存金属または導電
性半導体によるクロストーク（リーク電流）の発生を防
止した。
型半導体層を（40）で示すようにえぐり出し、隣り合っ
た第１の光電変換素子領域（31）と第２の光電変換素子
領域（11）との間の開溝部における残存金属または導電
性半導体によるクロストーク（リーク電流）の発生を防
止した。
例えば、前記半導体（３）がＰ型半導体層（42）、Ｉ型
半導体層（43）、Ｎ型半導体層（44）と１つのPIN接合
を有し、このＮ型半導体が微結晶または多結晶構造を有
する場合、その電気伝導度は１〜200（Ωcm）-1と高い
値を持つ。
半導体層（43）、Ｎ型半導体層（44）と１つのPIN接合
を有し、このＮ型半導体が微結晶または多結晶構造を有
する場合、その電気伝導度は１〜200（Ωcm）-1と高い
値を持つ。
このため、、このＮ型半導体層をえぐり出して除去し、
凹部に真性半導体を設けてリーク電流発生を防止するこ
とは極めて重要であった。さらに、このＩ型半導体層の
底部（40）を酸化して酸化珪素とすると、さらにこのリ
ーク電流を減少させることができた。このえぐり出しは
Ｉ型半導体層（43）を越え、前記第１の電極（37）用の
透光性導電膜（２）にまで到達しないことが好ましい。
凹部に真性半導体を設けてリーク電流発生を防止するこ
とは極めて重要であった。さらに、このＩ型半導体層の
底部（40）を酸化して酸化珪素とすると、さらにこのリ
ーク電流を減少させることができた。このえぐり出しは
Ｉ型半導体層（43）を越え、前記第１の電極（37）用の
透光性導電膜（２）にまで到達しないことが好ましい。
よって、レーザ光により開溝形成を第２の電極（38）の
みでなく、その下側の0.2μｍ以上あるＩ型半導体層（4
3）の厚さの分の余裕を第３の開溝（20）の形成の作業
工程にもたせることが重要である。
みでなく、その下側の0.2μｍ以上あるＩ型半導体層（4
3）の厚さの分の余裕を第３の開溝（20）の形成の作業
工程にもたせることが重要である。
かくして、第２図（Ｃ）に示されるごとく、複数の光電
変換素子（31）と（11）とを連結部（12）で直列接続し
た。同時に外部引き出し電極領域（５）を何ら余分の工
程を加えることなしに、レーザスクライブを用いた低価
格の光電変換装置を得ることができた。
変換素子（31）と（11）とを連結部（12）で直列接続し
た。同時に外部引き出し電極領域（５）を何ら余分の工
程を加えることなしに、レーザスクライブを用いた低価
格の光電変換装置を得ることができた。
第２図（Ｄ）は、さらに本実施例を実用に耐えうる光電
変換装置として完成させんとしたものである。即ちパッ
シベイション膜としてプラズマ気相法により窒化珪素膜
（21）を500〜5000Åの厚さに形成させ、各素子間のリ
ーク電流の発生を防いだものである。その後、さらに外
部引き出し端子（23）を外部引き出し電極領域（５）に
設けた。そして、これらにポリイミド、ポリアミド、カ
プトンまたはエポキシ等の有機樹脂（22）を充填するこ
とによって光電変換装置を完成させた。
変換装置として完成させんとしたものである。即ちパッ
シベイション膜としてプラズマ気相法により窒化珪素膜
（21）を500〜5000Åの厚さに形成させ、各素子間のリ
ーク電流の発生を防いだものである。その後、さらに外
部引き出し端子（23）を外部引き出し電極領域（５）に
設けた。そして、これらにポリイミド、ポリアミド、カ
プトンまたはエポキシ等の有機樹脂（22）を充填するこ
とによって光電変換装置を完成させた。
次に、前記光電変換素子と外部引き出し電極領域を同時
に形成した際の外部引き出し電極領域について説明す
る。
に形成した際の外部引き出し電極領域について説明す
る。
第３図は、前記外部引き出し電極領域（５）、（45）を
示すもので、第３図（Ａ）は第１図の（Ｂ−Ｂ′）の縦
断面図を、第３図（Ｂ）は第１図の（Ｃ−Ｃ′）の縦断
面図をそれぞれ示している。
示すもので、第３図（Ａ）は第１図の（Ｂ−Ｂ′）の縦
断面図を、第３図（Ｂ）は第１図の（Ｃ−Ｃ′）の縦断
面図をそれぞれ示している。
第３図（Ａ）に示される部分は、前記外部引き出し電極
領域（５）の構造を示し、第２図に対応した製造工程を
有している。
領域（５）の構造を示し、第２図に対応した製造工程を
有している。
第３図（Ａ）において、外部引き出し電極領域（５）
は、外部接続体（47）に接触する外部接続パッド（49）
を有し、この外部接続パッド（49）は隣の光電変換素子
（31）の第２の電極を構成する導電膜（４）と連結して
いる。この時、前記外部接続体（47）の加圧が強すぎて
外部接続パッド（49）がその下の第１の導電膜（53）に
半導体（３）が突き抜けてショートしても、隣の光電変
換素子領域の第１の電極（37）とショートしないように
開溝（13′）をレーザスクライブにより設け、電気的に
外部引き出し電極領域（５）の外部接続パッド（49）と
その隣に位置している光電変換素子（31）の第１の電極
（37）とを離間させている。
は、外部接続体（47）に接触する外部接続パッド（49）
を有し、この外部接続パッド（49）は隣の光電変換素子
（31）の第２の電極を構成する導電膜（４）と連結して
いる。この時、前記外部接続体（47）の加圧が強すぎて
外部接続パッド（49）がその下の第１の導電膜（53）に
半導体（３）が突き抜けてショートしても、隣の光電変
換素子領域の第１の電極（37）とショートしないように
開溝（13′）をレーザスクライブにより設け、電気的に
外部引き出し電極領域（５）の外部接続パッド（49）と
その隣に位置している光電変換素子（31）の第１の電極
（37）とを離間させている。
また、外側部は基板（１）の端部であり、導体、半導体
とも側面（20′）にて切断分離されている。
とも側面（20′）にて切断分離されている。
さらに、第３図（Ｂ）は、第２の引き出し電極領域（4
5）の構造を示している。この第２の引き出し電極領域
（45）は、隣の光電変換素子の下側の第１の電極（37）
と接続される。
5）の構造を示している。この第２の引き出し電極領域
（45）は、隣の光電変換素子の下側の第１の電極（37）
と接続される。
前記第１の電極（37）の上面には非単結晶半導体（３）
が形成されている。さらに前記第２の開溝（18）をレー
ザスクライブにて形成した工程と同一の工程において開
溝（18″）を形成している。この開溝（18″）により、
第１の電極（37）の側面（55）を露呈させた。さらに第
２図の製造工程でも説明したように、第２の導電膜
（４）を形成し、同時にパッド（48）、サイドコンタク
ト（55）をも形成した。かくして光電変換素子の第１の
電極（37）の側面（55）に外部接続パッド（48）が第２
の導電性材料により前記開溝（18″）にて連結して設け
られた構成となる。さらに、該外部接続パッド（48）は
外部接続体（46）と電気的に連結接触することになる。
ここでも第２図においてレーザスクライブにて形成した
第３の開溝（20）の形成と同一工程により形成された開
溝（20″）、端部（20）によりパッド（48）はまった
く他の光電変換素子と電気的に分離されている。
が形成されている。さらに前記第２の開溝（18）をレー
ザスクライブにて形成した工程と同一の工程において開
溝（18″）を形成している。この開溝（18″）により、
第１の電極（37）の側面（55）を露呈させた。さらに第
２図の製造工程でも説明したように、第２の導電膜
（４）を形成し、同時にパッド（48）、サイドコンタク
ト（55）をも形成した。かくして光電変換素子の第１の
電極（37）の側面（55）に外部接続パッド（48）が第２
の導電性材料により前記開溝（18″）にて連結して設け
られた構成となる。さらに、該外部接続パッド（48）は
外部接続体（46）と電気的に連結接触することになる。
ここでも第２図においてレーザスクライブにて形成した
第３の開溝（20）の形成と同一工程により形成された開
溝（20″）、端部（20）によりパッド（48）はまった
く他の光電変換素子と電気的に分離されている。
次に、第４図は側端部の分離構造を示し、第４図（Ａ）
は、第１図における（Ｅ）の拡大図であり、第４図
（Ｂ）は、第１図における（Ｄ−Ｄ′）の拡大図であ
る。
は、第１図における（Ｅ）の拡大図であり、第４図
（Ｂ）は、第１図における（Ｄ−Ｄ′）の拡大図であ
る。
第４図（Ａ）に示される部分は、２つの光電変換素子
（31）、（11）及び連結部（12）を有している。
（31）、（11）及び連結部（12）を有している。
一方、側端部（61）において、第４図（Ｂ）に示すごと
く、透明導電膜（59）、第２の導電膜（58）等の導体
（69）が残存している。これらの導体が残存しても、光
電変換素子（31）、（11）の特性が劣化しないように
し、さらにこの導体（69）が残存しても、ここの部分で
外枠（60）に固定することが可能な構造を有せしめてい
る。即ち、基板（１）の側端部に沿って、第１の導電膜
（２）にはレーザスクライブにて形成した第４の開溝
（56）が形成されている。さらにこの第４の開溝（56）
を覆って半導体（３）、第２の導電膜（４）を形成す
る。その後、前記第４の開溝（56）の端側にわたって第
５の開溝（57）をレーザスクライブにて設け、この第５
の開溝（57）により第１の導電膜（２）、半導体（３）
及び第２の導電膜（４）を切断している。即ち、前記第
５の開溝（57）により導電膜（61）、半導体（３）第２
の導電膜（４）の全てを切断し同一形状としている。す
ると、第２の導電膜（４）と導電膜（61）がショートし
ても、この分離溝（62）のうち第４の開溝（56）により
第１の導電膜（２）と第２の導電膜（４）間のショート
を防ぐことができる。また炭素繊維枠（60）により、導
体（69）が加圧され、ショートしても光電変換素子（3
1）、（11）は何らの特性劣化がない。
く、透明導電膜（59）、第２の導電膜（58）等の導体
（69）が残存している。これらの導体が残存しても、光
電変換素子（31）、（11）の特性が劣化しないように
し、さらにこの導体（69）が残存しても、ここの部分で
外枠（60）に固定することが可能な構造を有せしめてい
る。即ち、基板（１）の側端部に沿って、第１の導電膜
（２）にはレーザスクライブにて形成した第４の開溝
（56）が形成されている。さらにこの第４の開溝（56）
を覆って半導体（３）、第２の導電膜（４）を形成す
る。その後、前記第４の開溝（56）の端側にわたって第
５の開溝（57）をレーザスクライブにて設け、この第５
の開溝（57）により第１の導電膜（２）、半導体（３）
及び第２の導電膜（４）を切断している。即ち、前記第
５の開溝（57）により導電膜（61）、半導体（３）第２
の導電膜（４）の全てを切断し同一形状としている。す
ると、第２の導電膜（４）と導電膜（61）がショートし
ても、この分離溝（62）のうち第４の開溝（56）により
第１の導電膜（２）と第２の導電膜（４）間のショート
を防ぐことができる。また炭素繊維枠（60）により、導
体（69）が加圧され、ショートしても光電変換素子（3
1）、（11）は何らの特性劣化がない。
即ち、側端部は前記２つの開溝（56）、（57）による分
離溝（62）を有しているので、外枠などとの固定により
光電変換素子が劣化することがなく、樹脂（63）で枠
（60）と光電変換装置とを固めても、十分信頼性の高い
装置とすることが可能となる。もちろん導体（69）が部
分的に存在しなくてもよいことはいうまでもない。
離溝（62）を有しているので、外枠などとの固定により
光電変換素子が劣化することがなく、樹脂（63）で枠
（60）と光電変換装置とを固めても、十分信頼性の高い
装置とすることが可能となる。もちろん導体（69）が部
分的に存在しなくてもよいことはいうまでもない。
本発明で作製した光電変換装置は、基板（60cm×20cm）
において、各素子領域の幅14.35mm、連結部の幅150μ
ｍ、外部引き出し電極領域の幅10mm、周辺部4mmとし、
有効面積（192mm×14.35mm×40段）1102cm2即ち91.8％
を得ることができた。その結果、セグメントが10.6％の
変換効率を有する場合、パネルにて9.7％（AMIで100mW/
cm2）の変換効率を11.6Wの出力電力で有せしめて得るこ
とができた。
において、各素子領域の幅14.35mm、連結部の幅150μ
ｍ、外部引き出し電極領域の幅10mm、周辺部4mmとし、
有効面積（192mm×14.35mm×40段）1102cm2即ち91.8％
を得ることができた。その結果、セグメントが10.6％の
変換効率を有する場合、パネルにて9.7％（AMIで100mW/
cm2）の変換効率を11.6Wの出力電力で有せしめて得るこ
とができた。
また、レーザスクライブに用いるYAGレーザのスポット
径をその出力0.3〜5Wでは30μｍφ、0.5〜8Wで50μｍφ
を用いたが、さらにそのスポット径をよる小さくするこ
とにより、前記連結部12に必要な面積をより小さくし
て、光電変換装置としての有効面積をより向上させるこ
とができる。
径をその出力0.3〜5Wでは30μｍφ、0.5〜8Wで50μｍφ
を用いたが、さらにそのスポット径をよる小さくするこ
とにより、前記連結部12に必要な面積をより小さくし
て、光電変換装置としての有効面積をより向上させるこ
とができる。
さらに、前記スクライブ工程においてマイクロコンピュ
ータを併用することにより、極めて簡単かつ高精度であ
り、装置の製造コストの低下を図ることができる。
ータを併用することにより、極めて簡単かつ高精度であ
り、装置の製造コストの低下を図ることができる。
また、さらに、このパネルを例えば40cm×20cmまたは60
cm×20cmを６個または４個直列にアルミサッシ枠内に組
み合わせることによりパッケージされ、120cm×40cmのN
EDO規格の大電力用のパネルを作ることも可能である。
cm×20cmを６個または４個直列にアルミサッシ枠内に組
み合わせることによりパッケージされ、120cm×40cmのN
EDO規格の大電力用のパネルを作ることも可能である。
またこのNEDO規格のパネルはシーフレックスにより他の
ガラス板を本発明の光電変換装置の反射側（図面では上
側）に張り合せて合わせガラスとし、その間に光電変換
装置を配置し、風圧、雨等に対し機械強度の増加を図る
ことも有効である。
ガラス板を本発明の光電変換装置の反射側（図面では上
側）に張り合せて合わせガラスとし、その間に光電変換
装置を配置し、風圧、雨等に対し機械強度の増加を図る
ことも有効である。
第１図〜第４図において、光入射は下側のガラス板とし
たが、光の入射側を下側に限定するものではない。
たが、光の入射側を下側に限定するものではない。
即ち、基板を可曲性の絶縁表面を有する基板、例えばア
ルミニュームを陽極化成させたものを用い、上面の第２
の電極を透明導電膜のITOとすることにより、上面から
の入射による光電変換を行うことも可能である。
ルミニュームを陽極化成させたものを用い、上面の第２
の電極を透明導電膜のITOとすることにより、上面から
の入射による光電変換を行うことも可能である。
（１）本発明光電変換装置作製方法は金属マスクを全く
用いないため、大面積パネルの製造工程において何らの
工業上の支障がなく、大電力発生用の大面積低価格の集
積型の光電変換装置の大量生産用にきわめて適してい
る。
用いないため、大面積パネルの製造工程において何らの
工業上の支障がなく、大電力発生用の大面積低価格の集
積型の光電変換装置の大量生産用にきわめて適してい
る。
（２）本発明作製方法で得られる光電変換装置の各光電
変換素子間の連結部に関しては、前記第１の電極の側面
で隣接する光電変換素子の第２の電極とを連結すること
により、この連結部の必要面積を従来方法に比べて1/10
以下に十分少なくすることができ、パネルの有効面積の
向上に役立つことができる。
変換素子間の連結部に関しては、前記第１の電極の側面
で隣接する光電変換素子の第２の電極とを連結すること
により、この連結部の必要面積を従来方法に比べて1/10
以下に十分少なくすることができ、パネルの有効面積の
向上に役立つことができる。
（３）本発明作製方法で得られる光電変換装置は、前記
第１の開溝に直交した側端部にさらに開溝を設けるよう
にしたから、光電変換装置を安定に外枠に固定すること
ができる。
第１の開溝に直交した側端部にさらに開溝を設けるよう
にしたから、光電変換装置を安定に外枠に固定すること
ができる。
第１図は、本発明による光電変換装置のパネルである。 第２図は、本発明の光電変換装置の製造工程を示す縦断
面図である。 第３図、第４図は、本発明の第１図の光電変換装置のパ
ネルを拡大して示した縦断面図である。
面図である。 第３図、第４図は、本発明の第１図の光電変換装置のパ
ネルを拡大して示した縦断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁表面を有する透光性基板上に形成した
第１の電極と、該第１の電極上に形成した光照射により
光起電力を発生させうる非単結晶半導体と、該非単結晶
半導体上に形成した第２の電極とを有する光電変換素子
を複数個互いに電気的に直列接続せしめて前記透光性基
板上に配設した光電変換半導体装置の作製方法におい
て、 前記絶縁表面を有する透光性基板上に第１の導電膜を形
成する工程と、 前記第１の導電膜にレーザスクライブ法により開溝を形
成して前記光電変換素子の第１の電極及び外部引き出し
電極領域を形成する工程と、 前記第１の導電膜の側端部に前記第１の導電膜に形成し
た開溝に直交してレーザスクライブ法により開溝を形成
する工程と、 前記第１の導電膜上、前記第１の導電膜に形成した開溝
上及び前記第１の導電膜に形成した開溝に直交して形成
した開溝上に光照射により光起電力を発生させる非単結
晶半導体を形成する工程と、 前記非単結晶半導体及び前記第１の導電膜に対し、前記
第１の導電膜に形成した開溝に平行にレーザスクライブ
法により開溝を形成する工程と、 前記非単結晶半導体及び前記第１の導電膜に形成した開
溝内に第２の導電膜を形成して連結部を構成すると共
に、前記第２の導電膜に対し、前記第１の導電膜に形成
した開溝に平行にレーザスクライブ法により開溝を形成
して前記光電変換素子の第２の電極及び前記外部引き出
し電極領域の外部接続パッドとを形成する工程と、 前記第１の導電膜、前記非単結晶半導体及び前記第２の
導電膜に対し、前記第１の導電膜の側端部に形成した開
溝に平行にレーザスクライブ法により開溝を形成する工
程と、 を有することを特徴とする光電変換半導体装置の作製方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168554A JPH077840B2 (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 光電変換半導体装置の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168554A JPH077840B2 (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 光電変換半導体装置の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059784A JPS6059784A (ja) | 1985-04-06 |
| JPH077840B2 true JPH077840B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15870174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58168554A Expired - Lifetime JPH077840B2 (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 光電変換半導体装置の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077840B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002064854A1 (en) * | 2001-02-15 | 2002-08-22 | Kaneka Corporation | Method of forming silicon thin film and silicon thin film solar cell |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62274677A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | 光起電力素子 |
| JP5100971B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2012-12-19 | 三菱重工業株式会社 | 太陽電池パネルの製造方法 |
| US20090308428A1 (en) * | 2006-09-08 | 2009-12-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Solar panel and method of manufacturing solar panel |
| JP2011086960A (ja) * | 2011-01-24 | 2011-04-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池パネル |
| JP5829200B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2015-12-09 | シャープ株式会社 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4315096A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-09 | Eastman Kodak Company | Integrated array of photovoltaic cells having minimized shorting losses |
| JPS6211023Y2 (ja) * | 1981-04-09 | 1987-03-16 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP58168554A patent/JPH077840B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002064854A1 (en) * | 2001-02-15 | 2002-08-22 | Kaneka Corporation | Method of forming silicon thin film and silicon thin film solar cell |
| AU2002232197B2 (en) * | 2001-02-15 | 2005-12-15 | Kaneka Corporation | Method of forming silicon thin film and silicon thin film solar cell |
| AU2002232197C1 (en) * | 2001-02-15 | 2006-11-09 | Kaneka Corporation | Method of forming silicon thin film and silicon thin film solar cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6059784A (ja) | 1985-04-06 |
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