JPH08222749A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法Info
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- JPH08222749A JPH08222749A JP7026412A JP2641295A JPH08222749A JP H08222749 A JPH08222749 A JP H08222749A JP 7026412 A JP7026412 A JP 7026412A JP 2641295 A JP2641295 A JP 2641295A JP H08222749 A JPH08222749 A JP H08222749A
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- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜太陽電池の光入射側にある透明電極層を基
板の貫通孔を介して基板裏面の接続電極層と接続する場
合に、接続抵抗を小さくするため透明電極の貫通孔内へ
の回り込み部を厚くしようとすると、透明電極を透過す
る光の量が少なくなる問題を解決する。 【構成】接続抵抗を小さくするのに十分な厚い透明電極
層を成膜ののち、プラズマエッチングで基板上の透明電
極層の上層部を除去して光学的に最適な厚さとし、貫通
孔内には成膜の際に回り込んだ厚さのままで残す。
板の貫通孔を介して基板裏面の接続電極層と接続する場
合に、接続抵抗を小さくするため透明電極の貫通孔内へ
の回り込み部を厚くしようとすると、透明電極を透過す
る光の量が少なくなる問題を解決する。 【構成】接続抵抗を小さくするのに十分な厚い透明電極
層を成膜ののち、プラズマエッチングで基板上の透明電
極層の上層部を除去して光学的に最適な厚さとし、貫通
孔内には成膜の際に回り込んだ厚さのままで残す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光などの光エネル
ギーを、絶縁性基板上に成膜した薄膜半導体の接合によ
り電気エネルギーに変換する薄膜太陽電池の製造方法に
関する。
ギーを、絶縁性基板上に成膜した薄膜半導体の接合によ
り電気エネルギーに変換する薄膜太陽電池の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池はクリーンなエネルギーとして
注目されており、その技術の進歩はめざましいものがあ
る。特に、アモルファスシリコン (ａ−Ｓｉ) を主材料
とした光電変換層は大面積の成膜が容易で低価格である
ため、それを用いた薄膜太陽電池に対する期待は大き
い。従来の薄膜太陽電池にはガラス基板が用いられてい
たが、厚型で重く、割れやすい欠点があり、また屋外の
屋根等への適用化による作業性の改良等の理由により、
薄型・軽量化の要望が強くなっている。これらの要望に
対し、可撓性のあるプラスチックフィルムあるいは薄膜
金属フィルムを基板に用いた可撓性の薄膜太陽電池の実
用化が進みつつある。
注目されており、その技術の進歩はめざましいものがあ
る。特に、アモルファスシリコン (ａ−Ｓｉ) を主材料
とした光電変換層は大面積の成膜が容易で低価格である
ため、それを用いた薄膜太陽電池に対する期待は大き
い。従来の薄膜太陽電池にはガラス基板が用いられてい
たが、厚型で重く、割れやすい欠点があり、また屋外の
屋根等への適用化による作業性の改良等の理由により、
薄型・軽量化の要望が強くなっている。これらの要望に
対し、可撓性のあるプラスチックフィルムあるいは薄膜
金属フィルムを基板に用いた可撓性の薄膜太陽電池の実
用化が進みつつある。
【０００３】薄膜太陽電池は、基板の一面上に光電変換
層が両面に電極層を備えて形成される。この電極層のう
ち、光の入射側に存在するものは、ＩＴＯあるいはＺｎ
Ｏなどの透明導電材料よりなる透明電極層である。この
透明電極層はシート抵抗が大きいため、電流が透明電極
層を流れることによる電力ロスが大きくなってしまう。
そのため従来は、薄膜太陽電池を複数の幅のせまいユニ
ットセルに分割し、分割したユニットセルを隣接するユ
ニットセルと電気的に接続する直列接続構造をとってい
た。これに対し、本出願人らの出願に係る特願平４−３
４７３９４号、特願平５−６７９７６号、特願平５−７
８３８２号、特願平５−２２０８７０号の各明細書に記
載された薄膜太陽電池では、絶縁性基板に穴をあけ、こ
の穴を利用して光電変換層の反基板側にある透明電極層
を基板裏面の金属電極層と接続することにより、高シー
ト抵抗の透明電極層を流れる電流の径路の距離を短縮で
きる。これにより寸法の限定されたユニットセルに分割
することなく低電圧、大電流型にも構成でき、ジュール
損失が少なく、デッドスペースの部分が縮小して有効発
電面積が増加した薄膜太陽電池を得ることができた。
層が両面に電極層を備えて形成される。この電極層のう
ち、光の入射側に存在するものは、ＩＴＯあるいはＺｎ
Ｏなどの透明導電材料よりなる透明電極層である。この
透明電極層はシート抵抗が大きいため、電流が透明電極
層を流れることによる電力ロスが大きくなってしまう。
そのため従来は、薄膜太陽電池を複数の幅のせまいユニ
ットセルに分割し、分割したユニットセルを隣接するユ
ニットセルと電気的に接続する直列接続構造をとってい
た。これに対し、本出願人らの出願に係る特願平４−３
４７３９４号、特願平５−６７９７６号、特願平５−７
８３８２号、特願平５−２２０８７０号の各明細書に記
載された薄膜太陽電池では、絶縁性基板に穴をあけ、こ
の穴を利用して光電変換層の反基板側にある透明電極層
を基板裏面の金属電極層と接続することにより、高シー
ト抵抗の透明電極層を流れる電流の径路の距離を短縮で
きる。これにより寸法の限定されたユニットセルに分割
することなく低電圧、大電流型にも構成でき、ジュール
損失が少なく、デッドスペースの部分が縮小して有効発
電面積が増加した薄膜太陽電池を得ることができた。
【０００４】図２は、上記特願平５−２２０８７６号明
細書の図２４に示された薄膜太陽電池に対応するもの
で、図２ (ａ) は光入射面側の平面図、図２ (ｂ) は基
板裏面の平面図であり、分りやすくするために透明電極
層１５、ｐｉｎ接合を有するａ−Ｓｉ光電変換層１４、
基板裏面の金属電極層１２をハッチングして示してい
る。また図２ (ｃ) は (ａ) のＡ−Ａ線断面図である。
可撓性基板１１および各層を貫通する接続孔には第一貫
通孔２１と第二貫通孔２２の２種類がある。第一貫通孔
２１は、光電変換層１４の下にある基板表面金属電極層
１３と裏面金属電極層１２とを、貫通孔内壁に回り込ん
だ表面金属電極層１３および裏面金属電極層１２とによ
り接続するもので、各層成膜前に基板に開けられる。第
二接続孔２２は、透明電極層１５と裏面金属電極層１２
とを、貫通孔内壁に回り込んだ透明電極層１５および裏
面金属電極層１２とにより接続するもので、表面金属電
極層１３成膜後に開けられる。基板上の各層は、平行な
パターニングライン１７により四つのユニットセルに分
割されている。基板１１裏面の金属電極層１２は、表面
のパターニングライン１７と対向しない位置にあるパタ
ーニングライン１８により分割されている。これにより
各ユニットセルは、第一貫通孔２１および第二貫通孔２
２と裏面金属電極層１２とを介して直列接続される。す
なわち、第一貫通孔は各ユニットセルを直列接続するた
めのものであり、貫通孔２２は各ユニットセルで発電さ
れた電流を裏面電極槽１２へ運ぶためのものである。こ
のように表裏面を同時に利用することで、従来可撓性を
有する基板上で困難だとされてきた直列接続が可能とな
り、高性能なフレキシブル太陽電池が作製可能となっ
た。
細書の図２４に示された薄膜太陽電池に対応するもの
で、図２ (ａ) は光入射面側の平面図、図２ (ｂ) は基
板裏面の平面図であり、分りやすくするために透明電極
層１５、ｐｉｎ接合を有するａ−Ｓｉ光電変換層１４、
基板裏面の金属電極層１２をハッチングして示してい
る。また図２ (ｃ) は (ａ) のＡ−Ａ線断面図である。
可撓性基板１１および各層を貫通する接続孔には第一貫
通孔２１と第二貫通孔２２の２種類がある。第一貫通孔
２１は、光電変換層１４の下にある基板表面金属電極層
１３と裏面金属電極層１２とを、貫通孔内壁に回り込ん
だ表面金属電極層１３および裏面金属電極層１２とによ
り接続するもので、各層成膜前に基板に開けられる。第
二接続孔２２は、透明電極層１５と裏面金属電極層１２
とを、貫通孔内壁に回り込んだ透明電極層１５および裏
面金属電極層１２とにより接続するもので、表面金属電
極層１３成膜後に開けられる。基板上の各層は、平行な
パターニングライン１７により四つのユニットセルに分
割されている。基板１１裏面の金属電極層１２は、表面
のパターニングライン１７と対向しない位置にあるパタ
ーニングライン１８により分割されている。これにより
各ユニットセルは、第一貫通孔２１および第二貫通孔２
２と裏面金属電極層１２とを介して直列接続される。す
なわち、第一貫通孔は各ユニットセルを直列接続するた
めのものであり、貫通孔２２は各ユニットセルで発電さ
れた電流を裏面電極槽１２へ運ぶためのものである。こ
のように表裏面を同時に利用することで、従来可撓性を
有する基板上で困難だとされてきた直列接続が可能とな
り、高性能なフレキシブル太陽電池が作製可能となっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】基板に穴を開け、薄膜
の回り込みを利用して電気的接続を実現する場合、良好
な接続を得るため、基板の裏表に形成される薄膜を十分
に厚く形成する必要があった。この場合、例えば基板プ
ラスチックフィルムに貫通孔を開け、基板１１上に順次
表面金属電極層１３、ｐｉｎ接合を有するａ−Ｓｉを光
電変換層１４、透明電極層１５を形成し、最後にこれと
は基板を挟んで反対面に裏面金属電極層１２を形成した
ものを考えたとき、透明電極層１５と第二貫通孔２２内
でこれと接続する裏面金属電極層１２は、電気的には接
続の関係上、膜厚を大きく取ることが望ましいが、透明
電極側から太陽光が入射するような場合、透明電極層１
５を厚くすることは光学的に不利である。
の回り込みを利用して電気的接続を実現する場合、良好
な接続を得るため、基板の裏表に形成される薄膜を十分
に厚く形成する必要があった。この場合、例えば基板プ
ラスチックフィルムに貫通孔を開け、基板１１上に順次
表面金属電極層１３、ｐｉｎ接合を有するａ−Ｓｉを光
電変換層１４、透明電極層１５を形成し、最後にこれと
は基板を挟んで反対面に裏面金属電極層１２を形成した
ものを考えたとき、透明電極層１５と第二貫通孔２２内
でこれと接続する裏面金属電極層１２は、電気的には接
続の関係上、膜厚を大きく取ることが望ましいが、透明
電極側から太陽光が入射するような場合、透明電極層１
５を厚くすることは光学的に不利である。
【０００６】本発明の目的は、このような電気的と光学
的とのトレードオフの関係を解決した特性および信頼性
の良好な薄膜太陽電池の製造方法を提供することにあ
る。
的とのトレードオフの関係を解決した特性および信頼性
の良好な薄膜太陽電池の製造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】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、貫通孔の開けられた絶縁性基板上に半
導体薄膜よりなる光電変換層が両電極層ではさんで形成
され、光電変換層の反基板側にある電極層が透明であ
り、この透明電極層の基板の前記貫通孔内の回り込み部
が基板裏面に形成された接続電極層の前記貫通孔内の回
り込み部と接触することにより、起電力が基板裏面の接
続電極層へ引き出される薄膜太陽電池の製造方法におい
て、透明電極層成膜工程後、基板上部のこの透明電極層
を上層部分を除去して薄くする工程を備えたものとす
る。透明電極層およびこの透明電極層と基板の貫通孔内
の回り込み部で接触する接続電極層の成膜工程ならびに
裏面側からの接続電極層および透明電極層の貫通孔内の
回り込み部を覆う保護膜の成膜工程後、基板上部の透明
電極層を上層部分を除去して薄くする工程とを備えたこ
とも有効である。その場合、保護膜の材料をＳｉＯ、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＮのうちより選定することが良い。透明電極
層の上層部分の除去をプラズマエッチングにより行うこ
と、プラズマエッチング時の圧力を４×１０-3Ｔｏｒｒ
以下とすることが良い方法である。透明電極層の成膜を
真空槽内でのスパッタリングにより行い、プラズマエッ
チングを同一真空槽内で行うことが良い。
めに、本発明は、貫通孔の開けられた絶縁性基板上に半
導体薄膜よりなる光電変換層が両電極層ではさんで形成
され、光電変換層の反基板側にある電極層が透明であ
り、この透明電極層の基板の前記貫通孔内の回り込み部
が基板裏面に形成された接続電極層の前記貫通孔内の回
り込み部と接触することにより、起電力が基板裏面の接
続電極層へ引き出される薄膜太陽電池の製造方法におい
て、透明電極層成膜工程後、基板上部のこの透明電極層
を上層部分を除去して薄くする工程を備えたものとす
る。透明電極層およびこの透明電極層と基板の貫通孔内
の回り込み部で接触する接続電極層の成膜工程ならびに
裏面側からの接続電極層および透明電極層の貫通孔内の
回り込み部を覆う保護膜の成膜工程後、基板上部の透明
電極層を上層部分を除去して薄くする工程とを備えたこ
とも有効である。その場合、保護膜の材料をＳｉＯ、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＮのうちより選定することが良い。透明電極
層の上層部分の除去をプラズマエッチングにより行うこ
と、プラズマエッチング時の圧力を４×１０-3Ｔｏｒｒ
以下とすることが良い方法である。透明電極層の成膜を
真空槽内でのスパッタリングにより行い、プラズマエッ
チングを同一真空槽内で行うことが良い。
【０００８】
【作用】透明電極層成膜後、基板上の上層部分を除去し
て薄くすれば、基板上では入射太陽光の吸収が多くなら
ない有利な膜厚の透明電極層とし、基板裏面の接続電極
層の回り込み部と接触する基板貫通孔内の回り込み部は
厚いままで残すことができるので、太陽電池セルの接続
電極層との間の直列抵抗成分が減少する。さらに、透明
電極層と接続電極層とを成膜後、接続電極層側から保護
膜を成膜し、貫通孔内の透明電極層の回り込み部を覆う
ことにより、貫通孔内の透明電極層の厚みを確実に保持
でき、直列抵抗成分の減少の効果が増す。透明電極層の
上層部分の除去は、透明電極層成膜と同一真空槽内で実
施できるプラズマエッチングを用いることにより有利に
行えるが、そのプラズマエッチング時の圧力を高くする
と、プラズマが貫通孔内に回り込んでその中の透明電極
層の厚さを薄くするので、４×１０-3Ｔｏｒｒ以下に抑
える。
て薄くすれば、基板上では入射太陽光の吸収が多くなら
ない有利な膜厚の透明電極層とし、基板裏面の接続電極
層の回り込み部と接触する基板貫通孔内の回り込み部は
厚いままで残すことができるので、太陽電池セルの接続
電極層との間の直列抵抗成分が減少する。さらに、透明
電極層と接続電極層とを成膜後、接続電極層側から保護
膜を成膜し、貫通孔内の透明電極層の回り込み部を覆う
ことにより、貫通孔内の透明電極層の厚みを確実に保持
でき、直列抵抗成分の減少の効果が増す。透明電極層の
上層部分の除去は、透明電極層成膜と同一真空槽内で実
施できるプラズマエッチングを用いることにより有利に
行えるが、そのプラズマエッチング時の圧力を高くする
と、プラズマが貫通孔内に回り込んでその中の透明電極
層の厚さを薄くするので、４×１０-3Ｔｏｒｒ以下に抑
える。
【０００９】
【実施例】以下、図２と共通の部分には同一の符号を付
した図を引用して本発明の実施例について述べる。図１
は本発明の一実施例に用いた成膜装置を示す。真空槽１
内には、ターゲツト２があり高周波電源３が接続されて
いる。このターゲツト２と対向した位置に基板４が置か
れ、ヒータ５によって室温から５００℃まで加熱可能で
ある。シャッタ７は、ターゲツト２の上部に位置し、ス
パッタを用いない場合はターゲツト２を覆う機構を持っ
ている。ヒータ５に切り替えスイッチ６によって高周波
電源３が接続することにより、基板４とシャッタ７との
間で放電が可能である。ガス導入口８からは、有機ガ
ス、Ｈ2 ガスあるいはＡｒ等の不活性ガスが単体あるい
は混合された形で導入される。導入されたガスは、圧力
を一定に保つコンダクタンスバルブ９を介して、真空排
気系１０から排気される。基板４は、既に図２に示した
第一、第二貫通孔２１、２２の２種類の貫通孔を開けた
プラスチックフィルム１１であり、順次、表面に金属電
極層１３およびａ−Ｓｉ層１４、裏面に金属電極層１２
を形成したものである。金属電極層１２、１３はＡｇ、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属やＩｎ2 Ｏ3 ：
ＳｎＯ2 (以下ＩＴＯ) 、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 等の酸化物
の単体あるいはこれらの組み合わせで構成される。この
基板４のａ−Ｓｉ層１４の上にまずマスク成膜によりＩ
ＴＯよりなる透明電極層１５を形成する。ＩＴＯの成膜
は、図１に示したように高周波電源３に接続した状態で
ＩＴＯよりなるターゲツト２を用いてのスパッタリング
によって行う。成膜条件は、基板温度１８０℃、Ａｒガ
ス圧力5.５×１０-3ＴＯｒｒであり、膜厚は光学的に最
適値である約５０ｎｍから１００ｎｍの２倍から３倍に
設定した。つづいて、プラズマエッチングによりＩＴＯ
膜１５の厚さを薄くする、プラズマエッチングのために
スイッチ６を切り替え、基板４側に高周波電源３を接続
し、ＣＨ 3 などの有機ガスあるいは有機ガスと水素とを
混合してガス導入口８から流し込む。真空槽１内の圧力
を１〜３×１０-3Ｔｏｒｒの低目の値に保って放電を開
始し、膜１４の最表面にあるＩＴＯを除去する。ＩＴＯ
の除去速度は、プラズマエッチングの条件や導入ガスに
よる違いがあるが、例えば有機ガスとして用いたＣＨ3
の流量３０ｓｃｃｍ、Ｈ2 の流量７０ｓｃｃｍ、圧力2.
０×１０-3Ｔｏｒｒ、放電パワー３００Ｗのときに約３
ｎｍ／ｍｉｎであった。放電パワーは条件により、例え
ば0.０００５Ｗ／ｃｍ2 から1.０Ｗ／ｃｍ2 までの範囲
のパワー密度になるようにすることが必要である。有機
ガスは、ＣＨ3 のほかにＣＨ4 、Ｃ2Ｈ4 、Ｃ2 Ｈ2 、
Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ3 Ｈ6 等、メチル基、エチル基を生ずるも
のを用いることができる。表面上に約５０〜１００ｎｍ
の光学的最適膜厚のＩＴＯ電極層１５が残るまでプラズ
マエッチングを行ったのち、図３ (ａ) の斜視図、図３
(ｂ) の第二貫通孔２２を通る断面図に示すように裏面
電極層１２に重ねて同じ１００ｎｍの厚さの付加金属裏
面電極層１９を形成し、貫通孔２２内に回り込んでＩＴ
Ｏ電極層１５に重なるようにする。
した図を引用して本発明の実施例について述べる。図１
は本発明の一実施例に用いた成膜装置を示す。真空槽１
内には、ターゲツト２があり高周波電源３が接続されて
いる。このターゲツト２と対向した位置に基板４が置か
れ、ヒータ５によって室温から５００℃まで加熱可能で
ある。シャッタ７は、ターゲツト２の上部に位置し、ス
パッタを用いない場合はターゲツト２を覆う機構を持っ
ている。ヒータ５に切り替えスイッチ６によって高周波
電源３が接続することにより、基板４とシャッタ７との
間で放電が可能である。ガス導入口８からは、有機ガ
ス、Ｈ2 ガスあるいはＡｒ等の不活性ガスが単体あるい
は混合された形で導入される。導入されたガスは、圧力
を一定に保つコンダクタンスバルブ９を介して、真空排
気系１０から排気される。基板４は、既に図２に示した
第一、第二貫通孔２１、２２の２種類の貫通孔を開けた
プラスチックフィルム１１であり、順次、表面に金属電
極層１３およびａ−Ｓｉ層１４、裏面に金属電極層１２
を形成したものである。金属電極層１２、１３はＡｇ、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属やＩｎ2 Ｏ3 ：
ＳｎＯ2 (以下ＩＴＯ) 、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 等の酸化物
の単体あるいはこれらの組み合わせで構成される。この
基板４のａ−Ｓｉ層１４の上にまずマスク成膜によりＩ
ＴＯよりなる透明電極層１５を形成する。ＩＴＯの成膜
は、図１に示したように高周波電源３に接続した状態で
ＩＴＯよりなるターゲツト２を用いてのスパッタリング
によって行う。成膜条件は、基板温度１８０℃、Ａｒガ
ス圧力5.５×１０-3ＴＯｒｒであり、膜厚は光学的に最
適値である約５０ｎｍから１００ｎｍの２倍から３倍に
設定した。つづいて、プラズマエッチングによりＩＴＯ
膜１５の厚さを薄くする、プラズマエッチングのために
スイッチ６を切り替え、基板４側に高周波電源３を接続
し、ＣＨ 3 などの有機ガスあるいは有機ガスと水素とを
混合してガス導入口８から流し込む。真空槽１内の圧力
を１〜３×１０-3Ｔｏｒｒの低目の値に保って放電を開
始し、膜１４の最表面にあるＩＴＯを除去する。ＩＴＯ
の除去速度は、プラズマエッチングの条件や導入ガスに
よる違いがあるが、例えば有機ガスとして用いたＣＨ3
の流量３０ｓｃｃｍ、Ｈ2 の流量７０ｓｃｃｍ、圧力2.
０×１０-3Ｔｏｒｒ、放電パワー３００Ｗのときに約３
ｎｍ／ｍｉｎであった。放電パワーは条件により、例え
ば0.０００５Ｗ／ｃｍ2 から1.０Ｗ／ｃｍ2 までの範囲
のパワー密度になるようにすることが必要である。有機
ガスは、ＣＨ3 のほかにＣＨ4 、Ｃ2Ｈ4 、Ｃ2 Ｈ2 、
Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ3 Ｈ6 等、メチル基、エチル基を生ずるも
のを用いることができる。表面上に約５０〜１００ｎｍ
の光学的最適膜厚のＩＴＯ電極層１５が残るまでプラズ
マエッチングを行ったのち、図３ (ａ) の斜視図、図３
(ｂ) の第二貫通孔２２を通る断面図に示すように裏面
電極層１２に重ねて同じ１００ｎｍの厚さの付加金属裏
面電極層１９を形成し、貫通孔２２内に回り込んでＩＴ
Ｏ電極層１５に重なるようにする。
【００１０】図３ (ｂ) に示すように、ａ−Ｓｉ層１４
上のＩＴＯ電極層１５はプラズマエッチングにより薄く
なっているが、貫通孔２２の内部には、放電時の圧力を
低くした結果放電の回り込みが少ないため、エッチング
されないで残っている。従来のようにスパッタにより光
学的に最適の厚さに形成されたＩＴＯ膜をそのままにし
ておくと、透明電極層１５と裏面金属電極層１９との間
の抵抗値を貫通孔２１の周辺を切り取って測った場合、
５〜１０Ωと比較的高い値を示すが、本発明の実施例の
太陽電池では１／２程度に改善されたことが分かった。
このような抵抗成分の減少に伴い、太陽電池の特性は効
率で約0.２〜0.５％上昇した。
上のＩＴＯ電極層１５はプラズマエッチングにより薄く
なっているが、貫通孔２２の内部には、放電時の圧力を
低くした結果放電の回り込みが少ないため、エッチング
されないで残っている。従来のようにスパッタにより光
学的に最適の厚さに形成されたＩＴＯ膜をそのままにし
ておくと、透明電極層１５と裏面金属電極層１９との間
の抵抗値を貫通孔２１の周辺を切り取って測った場合、
５〜１０Ωと比較的高い値を示すが、本発明の実施例の
太陽電池では１／２程度に改善されたことが分かった。
このような抵抗成分の減少に伴い、太陽電池の特性は効
率で約0.２〜0.５％上昇した。
【００１１】図４は、さらに抵抗成分を低くした別の実
施例を示す。この実施例では、ＩＴＯ電極層１５の成膜
後つづいて付加裏面金属電極層１９を成膜し、そのあと
ＣＶＤ法で裏面側から絶縁性保護膜２０を形成した。こ
の保護膜２０としては、回り込みを利用して貫通孔２２
内面のＩＴＯを保護するため、比較的圧力の高い条件で
成膜可能なものが望ましい。例えばＳｉＯ、ＳｉＣ、Ｓ
ｉＮ膜等の薄膜が考えられる。図４は、保護膜形成後の
第二貫通孔２２近傍の拡大断面図である。保護膜２０形
成後、ＩＴＯ膜１５の除去を行う際、上記の実施例で
は、貫通孔内でまだ少なからずＩＴＯが除去されるのに
対して、この実施例では、ほぼ基板上部上のＩＴＯのみ
除去されるため、貫通孔２２内でのＩＴＯ電極層１５と
裏面電極層１９の電気的接続は良好に保持されたまま、
ＩＴＯ膜厚を光学的に最適になるように除去することが
可能となった。この効果は、上記の実施例と同様、貫通
孔２２の周辺部を切り取り、透明電極層１５と裏面の金
属電極層１９との間の抵抗を測定することで確認され
た。すなわち、今回の処理を施したものは従来の５〜１
０Ωの１／３〜１／４程度に改善されたことが分かっ
た。この結果、太陽電池の特性は、効率で約0.５〜1.０
％上昇した。
施例を示す。この実施例では、ＩＴＯ電極層１５の成膜
後つづいて付加裏面金属電極層１９を成膜し、そのあと
ＣＶＤ法で裏面側から絶縁性保護膜２０を形成した。こ
の保護膜２０としては、回り込みを利用して貫通孔２２
内面のＩＴＯを保護するため、比較的圧力の高い条件で
成膜可能なものが望ましい。例えばＳｉＯ、ＳｉＣ、Ｓ
ｉＮ膜等の薄膜が考えられる。図４は、保護膜形成後の
第二貫通孔２２近傍の拡大断面図である。保護膜２０形
成後、ＩＴＯ膜１５の除去を行う際、上記の実施例で
は、貫通孔内でまだ少なからずＩＴＯが除去されるのに
対して、この実施例では、ほぼ基板上部上のＩＴＯのみ
除去されるため、貫通孔２２内でのＩＴＯ電極層１５と
裏面電極層１９の電気的接続は良好に保持されたまま、
ＩＴＯ膜厚を光学的に最適になるように除去することが
可能となった。この効果は、上記の実施例と同様、貫通
孔２２の周辺部を切り取り、透明電極層１５と裏面の金
属電極層１９との間の抵抗を測定することで確認され
た。すなわち、今回の処理を施したものは従来の５〜１
０Ωの１／３〜１／４程度に改善されたことが分かっ
た。この結果、太陽電池の特性は、効率で約0.５〜1.０
％上昇した。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、基板の貫通孔を通じて
基板裏面の接続電極層と接続される透明電極層の基板上
部の上層部分の厚さを薄くし、基板内への回り込み部分
はそのまま残すことにより、光入射側には光学的に最適
の厚さをもつが、接続電極との接続抵抗が低くなり、直
列抵抗成分を小さくすることができる。これにより変換
効率の向上した薄膜太陽電池を製造することが可能にな
った。
基板裏面の接続電極層と接続される透明電極層の基板上
部の上層部分の厚さを薄くし、基板内への回り込み部分
はそのまま残すことにより、光入射側には光学的に最適
の厚さをもつが、接続電極との接続抵抗が低くなり、直
列抵抗成分を小さくすることができる。これにより変換
効率の向上した薄膜太陽電池を製造することが可能にな
った。
【図１】本発明の一実施例に用いる成膜装置の断面図
【図２】直列接続構造の薄膜太陽電池を示し、 (ａ) は
上面図、 (ｂ) は下面図、 (ｃ) は (ａ) のＡ−Ａ線断
面図
上面図、 (ｂ) は下面図、 (ｃ) は (ａ) のＡ−Ａ線断
面図
【図３】本発明の一実施例による薄膜太陽電池を示し、
(ａ) は斜視図、 (ｂ) は断面図
(ａ) は斜視図、 (ｂ) は断面図
【図４】本発明の別の実施例による薄膜太陽電池の断面
図
図
１ 真空槽 ２ ターゲツト ４ 基板 ５ ヒータ ７ シャッタ ８ ガス導入口 ９ コンダクタンスバルブ １０ 真空排気系 １１ 可撓性基板 １２ 接続電極層 １３ 表面金属電極層 １４ 光電変換層 １５ 透明電極 ２０ 絶縁性保護膜 ２１ 第一貫通孔 ２２ 第二貫通孔
Claims (6)
- 【請求項１】貫通孔の開けられた絶縁性基板上に半導体
薄膜よりなる光電変換層が両電極層ではさんで形成さ
れ、光電変換層の反基板側にある電極層が透明であり、
この透明電極の前記貫通孔内の回り込み部が基板裏面に
形成された接続電極層の貫通孔内の回り込み部と接触す
ることにより、起電力が基板裏面の接続電極層へ引き出
される薄膜太陽電池の製造方法において、透明電極層成
膜工程後、基板上部のこの透明電極層を上層部分を除去
して薄くする工程を備えたことを特徴とする薄膜太陽電
池の製造方法。 - 【請求項２】透明電極層およびこの透明電極層と基板の
貫通孔内の回り込み部で接触する接続電極層の成膜工程
ならびに裏面側からの接続電極層および透明電極層の貫
通孔内の回り込み部を覆う保護膜の成膜工程後、基板上
部の透明電極層を上層部分を除去して薄くする工程とを
備えた請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項３】保護膜の材料をＳｉＯ、ＳｉＣ、ＳｉＮの
うちより選定する請求項２記載の薄膜太陽電池の製造方
法。 - 【請求項４】透明電極層の上層部分の除去をプラズマエ
ッチングにより行う請求項１ないし３のいずれかに記載
の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】プラズマエッチング時の圧力を４×１０-3
Ｔｏｒｒ以下とする請求項４記載の薄膜太陽電池の製造
方法。 - 【請求項６】透明電極層の成膜を真空槽内でのスパッタ
リングにより行い、プラズマエッチングを同一真空槽内
で行う請求項４あるいは５記載の薄膜太陽電池の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7026412A JPH08222749A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7026412A JPH08222749A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222749A true JPH08222749A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12192843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7026412A Pending JPH08222749A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222749A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6867892B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-03-15 | Fujitsu Limited | Control method and drive circuit for polarization scrambler |
| EP1168458A3 (en) * | 2000-06-27 | 2006-06-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic element, producing method therefor, and solar cell modules |
| CN102386334A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-03-21 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种太阳能电池光伏建筑组件及制造方法 |
-
1995
- 1995-02-15 JP JP7026412A patent/JPH08222749A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1168458A3 (en) * | 2000-06-27 | 2006-06-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic element, producing method therefor, and solar cell modules |
| US6867892B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-03-15 | Fujitsu Limited | Control method and drive circuit for polarization scrambler |
| CN102386334A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-03-21 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种太阳能电池光伏建筑组件及制造方法 |
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