JPH09321328A - Manufacture of photoelectric converter - Google Patents

Manufacture of photoelectric converter

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JPH09321328A
JPH09321328A JP8139212A JP13921296A JPH09321328A JP H09321328 A JPH09321328 A JP H09321328A JP 8139212 A JP8139212 A JP 8139212A JP 13921296 A JP13921296 A JP 13921296A JP H09321328 A JPH09321328 A JP H09321328A
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JP
Japan
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electrode layer
electrode
layer
film
substrate
Prior art date
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Application number
JP8139212A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyoshi Kawanishi
康義 川西
Haruo Yonezu
晴夫 米津
Seiji Amatsu
征治 天津
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the damage on a semiconductor optical active layer and shorting of cells by etching off a second electrode film exposed from a metal thin film with this film used as a mask pattern after forming it on the second electrode film formed by heating a substrate on approximately its entire surface including the active layer. SOLUTION: After forming a semiconductor optical active layer 3, a second electrode film for forming a second electrode layer 4 is formed on approximately the entire structure of a substrate 1 including the layer 3 by the electron beam means. Without heating the substrate 1, a metal thin film 5 is formed by the electron beam means with a metal mask. Using the film 5 as a mask pattern, the exposed second electrode film is dry etched off to pattern the film 5. The dry etching glow-discharges a HCl gas, etc., at low pressure with the substrate disposed in this gas.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力装置等の
光電変換装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion device such as a photovoltaic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリイミド樹脂基板等の絶縁表面を有す
る基板上に、金属膜からなる第1電極層、アモルファス
シリコン層からなる半導体光活性層及び透明導電膜から
なる第2電極層を積層した光起電力装置が知られてい
る。この光起電力装置の製造方法は、基板上に第1電極
膜及び半導体光活性層を形成した後、この半導体光活性
層上に所望のパタ−ンの開穴部を設けた金属マスクを装
着し、基板を加熱しながら透明導電膜を形成して、第2
電極層をパタ−ニング形成していた。
2. Description of the Related Art An optical device in which a first electrode layer made of a metal film, a semiconductor photoactive layer made of an amorphous silicon layer, and a second electrode layer made of a transparent conductive film are laminated on a substrate having an insulating surface such as a polyimide resin substrate. Electromotive devices are known. In this method of manufacturing a photovoltaic device, a first electrode film and a semiconductor photoactive layer are formed on a substrate, and then a metal mask is provided on the semiconductor photoactive layer, in which a desired pattern opening is provided. Then, the transparent conductive film is formed while heating the substrate, and the second
The electrode layer was patterned.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上の製造方法におい
ては、半導体光活性層が損傷を受け、特に、第2電極層
外周部の一部の下に、半導体光活性層を挟んで第1電極
層が位置する構造においては、上記損傷により、第1電
極層と第2電極層とが導通し、セルショ−トが発生して
いた。
In the above manufacturing method, the semiconductor photoactive layer is damaged, and in particular, the semiconductor photoactive layer is sandwiched below a part of the outer periphery of the second electrode layer to form the first electrode. In the structure in which the layers are located, due to the above-mentioned damage, the first electrode layer and the second electrode layer are electrically connected to each other to cause cell short.

【0004】本発明は、このような従来の欠点を解決す
るために成されたものであり、半導体光活性層の損傷を
防止し、セルショ−トの発生を防止する光起電力装置、
光電変換装置の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and is a photovoltaic device which prevents damage to a semiconductor photoactive layer and prevents the occurrence of cell shots.
It is an object to provide a method for manufacturing a photoelectric conversion device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の主要な構成は、
第2電極層の外周部の少なくとも一部の下に半導体光活
性層を挟んで第1電極層が位置する構造の光電変換装置
の製造方法であって、半導体光活性層上を含んで略全面
に、基板を加熱して第2電極層を構成する第2電極膜を
形成する工程と、第2電極膜上に第2導電層をパタ−ニ
ングするための金属薄膜を配置する工程と、金属薄膜を
マスクパターンとして、前記金属薄膜から露出する前記
第2電極膜をエッチング除去することにより、第2電極
層をパタ−ニングする工程とを備えることを特徴とす
る。
The main constitution of the present invention is as follows.
A method for manufacturing a photoelectric conversion device having a structure in which a first electrode layer is located under at least a part of an outer peripheral portion of a second electrode layer with a semiconductor photoactive layer interposed between the first electrode layer and the semiconductor photoactive layer. A step of heating the substrate to form a second electrode film forming the second electrode layer, a step of disposing a metal thin film for patterning the second conductive layer on the second electrode film, Patterning the second electrode layer by etching away the second electrode film exposed from the metal thin film using the thin film as a mask pattern.

【0006】[0006]

【実施例】以下に、本発明の第1〜5実施例を、図1〜
5を用いて詳細に説明する。
EXAMPLES Examples 1 to 5 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
5 will be described in detail.

【0007】図1に、本発明の第1実施例である光電変
換装置を示す。図において、Xは後述する第1電極層、
半導体光活性層及び第2電極層の積層体からなる光電変
換素子が形成される光電変換領域である。1は、可撓性
を有するステンレスやアルミニウム等の金属シートとこ
の上に形成されたポリイミド等の絶縁樹脂膜からなる基
板、又は、ポリイミド等の樹脂からなるフィルムの基板
である。2は、光電変換領域Xに対応して、基板1上に
形成された第1電極層であり、厚さ約0.1〜1.0μ
mで、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等の金属膜
からなる。そして、この第1電極層2は、光電変換領域
Xから延出した出力端子部2tを有している。3は、第
1電極層2上に形成された半導体光活性層で、第1電極
層2側よりn型、i型及びp型に順次積層形成されたア
モルファスシリコンからなり、約0.3〜1.0μmの
厚さを有する。
FIG. 1 shows a photoelectric conversion device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, X is a first electrode layer described later,
It is a photoelectric conversion region in which a photoelectric conversion element formed of a laminated body of a semiconductor photoactive layer and a second electrode layer is formed. Reference numeral 1 is a substrate made of a flexible metal sheet such as stainless steel or aluminum and an insulating resin film such as polyimide formed thereon, or a film substrate made of a resin such as polyimide. 2 is a first electrode layer formed on the substrate 1 corresponding to the photoelectric conversion region X, and has a thickness of about 0.1 to 1.0 μm.
m is a metal film of aluminum, titanium, nickel, copper or the like. And this 1st electrode layer 2 has the output terminal part 2t extended from the photoelectric conversion area | region X. Reference numeral 3 denotes a semiconductor photoactive layer formed on the first electrode layer 2, which is made of amorphous silicon sequentially laminated in the n-type, i-type, and p-type from the first electrode layer 2 side, and has a thickness of about 0.3 to It has a thickness of 1.0 μm.

【0008】4は、第1電極層2及び半導体光活性層3
より小面積に形成された第2電極層で、酸化亜鉛(Zn
O)、酸化インジウム錫(ITO)、酸化錫(Sn
2)等の透明導電膜からなり、約0.3〜1.0μm
の厚さを有する。5は、第2電極層4上に、これと同形
状に形成された金属薄膜であり、チタン、タングステ
ン、金、銀、白金又は鉛等の金属膜からなる。第1実施
例の場合、光が第2電極層4側より入射するために、こ
の金属薄膜5は、約10〜200Åの膜厚で、透光性を
有している。
Reference numeral 4 denotes the first electrode layer 2 and the semiconductor photoactive layer 3.
The second electrode layer formed in a smaller area has a thickness of zinc oxide (Zn
O), indium tin oxide (ITO), tin oxide (Sn
Made of a transparent conductive film such as O 2 ), approximately 0.3 to 1.0 μm
Having a thickness of Reference numeral 5 denotes a metal thin film formed on the second electrode layer 4 in the same shape as the second electrode layer 4, and is made of a metal film of titanium, tungsten, gold, silver, platinum, lead, or the like. In the case of the first embodiment, since the light enters from the second electrode layer 4 side, the metal thin film 5 has a film thickness of about 10 to 200 Å and is transparent.

【0009】次に、第2電極層4及び金属薄膜5の形成
方法について、詳細に説明する。半導体光活性層3を形
成の後、この上を含んで基板1の略全面に、エレクトロ
ンビーム法、スパッタ法等により、基板1を加熱(15
0〜300℃)しながら第2電極層4を構成する第2電
極膜を形成する。その後、基板1を加熱することなし
に、第2電極膜4上に金属マスクを用いて、エレクトロ
ンビーム法、抵抗加熱真空蒸着法等により、金属薄膜5
を形成する。そして、この金属薄膜5をマスクパターン
として、露出する第2電極膜をドライエッチングにて除
去することによって、第2電極層4をパタ−ニング形成
する。このドライエッチング方法は、CH 4+H2、CH
3OH+Ar、HBr、HI又はHCl等のガスを減圧
下にてグロ−放電させ、この中に基板を配置することに
より、露出する第2電極膜を除去する。以上の工程によ
り、第1実施例の光電変換装置が完成する。
Next, the second electrode layer 4 and the metal thin film 5 are formed.
The method will be described in detail. Shape the semiconductor photoactive layer 3
After the formation, electroplating is performed on the substantially entire surface of the substrate 1 including the above.
The substrate 1 is heated (15
The second electrode that constitutes the second electrode layer 4 while
Form a polar membrane. After that, without heating the substrate 1
Then, using a metal mask on the second electrode film 4,
Metal thin film 5 by the electron beam method, resistance heating vacuum deposition method, etc.
To form Then, the metal thin film 5 is used as a mask pattern.
As a result, the exposed second electrode film is removed by dry etching.
By removing, the second electrode layer 4 is patterned.
I do. This dry etching method uses CH Four+ HTwo, CH
ThreeDecompress gas such as OH + Ar, HBr, HI or HCl
Glow discharge underneath and place the substrate in it
Then, the exposed second electrode film is removed. Through the above steps
Thus, the photoelectric conversion device of the first embodiment is completed.

【0010】ここで、従来の製造方法において、金属マ
スクを用いて加熱しながら第2電極層を形成するとき、
半導体光活性層が損傷を受け、セルショ−トが発生しや
すい原因を究明した。その結果、以下の原因と考えられ
る。第2電極層を加熱しながら形成する際に、加熱され
た金属マスクが基板との熱膨張係数の差や熱歪みに基づ
いて膨張し、この膨張により金属マスクに被われる部分
の半導体光活性層がこすれて損傷を受ける。そして、金
属マスクのパターン開穴部の外周部(=第2電極層パタ
ーンの外周部)にできた損傷部分には、第2電極層が堆
積することになるので、その下に位置する第1電極層と
導通し、セルショ−トが発生する。
Here, in the conventional manufacturing method, when the second electrode layer is formed while heating using a metal mask,
The reason why the semiconductor photoactive layer is damaged and cell shot is likely to occur was investigated. As a result, the following causes are considered. When the second electrode layer is formed while being heated, the heated metal mask expands due to the difference in the coefficient of thermal expansion from the substrate and thermal strain, and this expansion causes the semiconductor photoactive layer in the portion covered by the metal mask. Scrape and damage. Then, since the second electrode layer is deposited on the damaged portion formed on the outer peripheral portion of the pattern opening portion of the metal mask (= the outer peripheral portion of the second electrode layer pattern), the first electrode positioned below the second electrode layer is deposited. It conducts with the electrode layer and a cell shot is generated.

【0011】以上の説明の如く、第1実施例の製造方法
においては、半導体光活性層上に第2電極層を形成する
ために、第2電極層を構成する第2電極膜を基板上に略
全面に形成した後、金属薄膜を所望のパターンにて形成
し、この金属薄膜パターンをマスクとして、ドライエッ
チングにて不必要な部分の第2電極膜を除去している。
従って、従来のように、半導体光活性層上に金属マスク
を用いて第2電極膜を加熱しながら形成する場合に比べ
て、半導体光活性層の損傷が少なく、第2電極層の外周
部の下に半導体光活性層を挟んで第1導電層が位置して
も、セルショ−トが発生することが少ない。
As described above, in the manufacturing method of the first embodiment, in order to form the second electrode layer on the semiconductor photoactive layer, the second electrode film forming the second electrode layer is formed on the substrate. After forming on almost the entire surface, a metal thin film is formed in a desired pattern, and using this metal thin film pattern as a mask, unnecessary portions of the second electrode film are removed by dry etching.
Therefore, as compared with the conventional case where the second electrode film is formed on the semiconductor photoactive layer while using the metal mask while heating, the semiconductor photoactive layer is less damaged and the outer peripheral portion of the second electrode layer is not damaged. Even if the first conductive layer is located below the semiconductor photoactive layer, cell shots are less likely to occur.

【0012】尚、第1実施例においては、第2電極膜4
上に金属マスクを用いて金属薄膜5を形成しているが、
形成時に加熱していないことより金属マスクが熱膨張せ
ず、従って、下地の損傷が発生しない。
In the first embodiment, the second electrode film 4
The metal thin film 5 is formed using a metal mask,
Since the metal mask is not heated at the time of formation, the metal mask does not thermally expand, and therefore, the base is not damaged.

【0013】次に、本発明の第2実施例を、図2を用い
て説明する。第1実施例と同じ名称のものは、材質、製
造方法が同一なので、詳細な説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the materials having the same names as those in the first embodiment have the same material and manufacturing method, detailed description thereof will be omitted.

【0014】図において、X1は後述する第1電極層、
半導体光活性層及び第2電極層の積層体からなる光電変
換素子が形成される光電変換領域である。11は絶縁表
面を有する基板、12は光電変換領域X1に対応して、
基板11上に形成された第1電極層である。そして、こ
の第1電極層12は、光電変換領域X1から延出した出
力端子部12tを有している。13は第1電極層12上
に形成された半導体光活性層で、光電変換領域X1にお
いては、第1電極層12より大面積に形成されている。
In the figure, X1 is a first electrode layer described later,
It is a photoelectric conversion region in which a photoelectric conversion element formed of a laminated body of a semiconductor photoactive layer and a second electrode layer is formed. 11 is a substrate having an insulating surface, 12 is a photoelectric conversion region X1,
It is a first electrode layer formed on the substrate 11. Then, the first electrode layer 12 has an output terminal portion 12t extending from the photoelectric conversion region X1. Reference numeral 13 denotes a semiconductor photoactive layer formed on the first electrode layer 12, which has a larger area than the first electrode layer 12 in the photoelectric conversion region X1.

【0015】14は、光電変換領域X1において、第1
電極層12より大面積に、半導体光活性層13より小面
積に形成された第2電極層である。15は、第2電極層
14上に、これと同形状に形成された金属薄膜であり、
これら第2電極層14、金属薄膜15は、第1実施例に
開示した方法と同様な方法で形成される。
Reference numeral 14 denotes a first photoelectric conversion region X1.
The second electrode layer has a larger area than the electrode layer 12 and a smaller area than the semiconductor photoactive layer 13. 15 is a metal thin film formed in the same shape as the second electrode layer 14 on the second electrode layer 14,
The second electrode layer 14 and the metal thin film 15 are formed by the same method as the method disclosed in the first embodiment.

【0016】以上の説明の如く、第2実施例の製造方法
においては、従来のように、半導体光活性層上に金属マ
スクを用いて第2電極膜を加熱しながら形成する場合に
比べて、半導体光活性層の損傷が少なく、第2電極膜の
外周部の下に半導体光活性層を挟んで第1導電層が位置
する部分(図2中に、符号16として示す)において、
セルショ−トが発生することが少ない。
As described above, in the manufacturing method of the second embodiment, as compared with the conventional case where the second electrode film is formed on the semiconductor photoactive layer while heating with the use of the metal mask, In a portion (indicated by reference numeral 16 in FIG. 2) in which the semiconductor photoactive layer is less damaged and the first conductive layer is located below the outer peripheral portion of the second electrode film with the semiconductor photoactive layer interposed therebetween,
Cell shots rarely occur.

【0017】次に、本発明の第3実施例を、図3を用い
て説明する。第1実施例と同じ名称のものは、材質、製
造方法が同一なので、詳細な説明は省略する。図におい
て、X2は後述する第1電極層、半導体光活性層及び第
2電極層の積層体からなる光電変換素子が形成される光
電変換領域である。21は絶縁表面を有する基板、22
は光電変換領域X2に対応して、基板21上に形成され
た第1電極層である。そして、この第1電極層22は、
光電変換領域X2から延出した第1端子部22tを有し
ている。23は、第1電極層22上に形成された半導体
光活性層で、光電変換領域X2においては、第1電極層
22より大面積に形成されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the materials having the same names as those in the first embodiment have the same material and manufacturing method, detailed description thereof will be omitted. In the figure, X2 is a photoelectric conversion region in which a photoelectric conversion element composed of a laminate of a first electrode layer, a semiconductor photoactive layer, and a second electrode layer described later is formed. 21 is a substrate having an insulating surface, 22
Is a first electrode layer formed on the substrate 21 corresponding to the photoelectric conversion region X2. Then, the first electrode layer 22 is
It has the first terminal portion 22t extending from the photoelectric conversion region X2. Reference numeral 23 denotes a semiconductor photoactive layer formed on the first electrode layer 22, and has a larger area than the first electrode layer 22 in the photoelectric conversion region X2.

【0018】24は、光電変換領域X2において、第1
電極層22及び半導体光活性層23より小面積に形成さ
れた第2電極層である。そして、この第2電極層24
は、光電変換領域X2から延出した第2端子部24tを
有している。25は、第2電極層24上に、これと同形
状に形成された金属薄膜であり、これら第2電極層2
4、金属薄膜25は、第1実施例に開示した方法と同様
な方法で形成される。
Numeral 24 denotes a first photoelectric conversion area X2 in the photoelectric conversion area X2.
The second electrode layer is formed in a smaller area than the electrode layer 22 and the semiconductor photoactive layer 23. Then, this second electrode layer 24
Has a second terminal portion 24t extending from the photoelectric conversion region X2. Reference numeral 25 denotes a metal thin film formed on the second electrode layer 24 in the same shape as the second electrode layer 24.
4. The metal thin film 25 is formed by the method similar to the method disclosed in the first embodiment.

【0019】以上の説明の如く、第3実施例の製造方法
においては、従来のように、半導体光活性層上に金属マ
スクを用いて第2電極膜を加熱しながら形成する場合に
比べて、半導体光活性層の損傷が少なく、第2電極膜の
外周部の下に半導体光活性層を挟んで第1導電層が位置
しても、セルショ−トが発生することが少ない。
As described above, in the manufacturing method of the third embodiment, as compared with the conventional case where the second electrode film is formed on the semiconductor photoactive layer while heating with a metal mask, The damage to the semiconductor photoactive layer is small, and even if the first conductive layer is located below the outer peripheral portion of the second electrode film with the semiconductor photoactive layer interposed therebetween, cell shots are less likely to occur.

【0020】次に、本発明の第4実施例を、図4を用い
て説明する。第1実施例と同じ名称のものは、材質、製
造方法が同一なので、詳細な説明は省略する。図におい
て、X3は後述する第1電極層、半導体光活性層及び第
2電極層の積層体からなる光電変換素子が形成される光
電変換領域である。31は絶縁表面を有する基板、32
は光電変換領域X3に対応して、基板31上に形成され
た第1電極層である。そして、この第1電極層32は、
光電変換領域X3から延出した第1端子部32tを有し
ている。33は、第1電極層32上に形成された半導体
光活性層で、光電変換領域X3においては、第1電極層
32より大面積に形成されている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the materials having the same names as those in the first embodiment have the same material and manufacturing method, detailed description thereof will be omitted. In the figure, X3 is a photoelectric conversion region in which a photoelectric conversion element composed of a laminate of a first electrode layer, a semiconductor photoactive layer, and a second electrode layer described later is formed. 31 is a substrate having an insulating surface, 32
Is a first electrode layer formed on the substrate 31 corresponding to the photoelectric conversion region X3. Then, the first electrode layer 32 is
It has the 1st terminal part 32t extended from photoelectric conversion field X3. Reference numeral 33 denotes a semiconductor photoactive layer formed on the first electrode layer 32, and has a larger area than the first electrode layer 32 in the photoelectric conversion region X3.

【0021】34は、光電変換領域X3において、第1
電極層32より大面積に、半導体光活性層33より小面
積に形成された第2電極層である。そして、この第2電
極層34は、光電変換領域X3から延出した第2端子部
34tを有している。35は、第2電極層34上に、こ
れと同形状に形成された金属薄膜であり、これら第2電
極層34、金属薄膜35は、第1実施例に開示したもの
と同様な方法で形成される。
Reference numeral 34 denotes a first photoelectric conversion area X3 in the photoelectric conversion area X3.
The second electrode layer has a larger area than the electrode layer 32 and a smaller area than the semiconductor photoactive layer 33. Then, the second electrode layer 34 has a second terminal portion 34t extending from the photoelectric conversion region X3. Reference numeral 35 is a metal thin film formed on the second electrode layer 34 in the same shape as the second electrode layer 34. The second electrode layer 34 and the metal thin film 35 are formed by the same method as that disclosed in the first embodiment. To be done.

【0022】以上の説明の如く、第4実施例の製造方法
においては、従来のように、半導体光活性層上に金属マ
スクを用いて第2電極膜を加熱しながら形成する場合に
比べて、半導体光活性層の損傷が少なく、第2電極層の
外周部の下に半導体光活性層を挟んで第1電極層が位置
する部分(図4中に、符号36として示す)において、
セルショ−トが発生することが少ない。
As described above, in the manufacturing method of the fourth embodiment, as compared with the conventional case where the second electrode film is formed on the semiconductor photoactive layer while heating with the use of the metal mask, In the portion where the semiconductor photoactive layer is less damaged and the first electrode layer is located below the outer peripheral portion of the second electrode layer with the semiconductor photoactive layer interposed (indicated by reference numeral 36 in FIG. 4),
Cell shots rarely occur.

【0023】次に、本発明の第5実施例である光起電力
装置を、図5を用いて説明する。第1実施例と同じ名称
のものは、材質、製造方法が同一なので、詳細な説明は
省略する。この光起電力装置は、時計の文字盤として用
いて時計の電源として利用するもので、絶縁表面を有す
る基板41の中心部には、時計の針の軸が通る開穴41
Hが設けられている。
Next, a photovoltaic device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the materials having the same names as those in the first embodiment have the same material and manufacturing method, detailed description thereof will be omitted. This photovoltaic device is used as a timepiece power source by using it as a timepiece dial, and an opening 41 through which the axis of the timepiece hands passes is formed in the center of a substrate 41 having an insulating surface.
H is provided.

【0024】図5において、A〜Dは、後述する第1電
極層、半導体光活性層及び第2電極層の積層体で構成さ
れる発電領域である。
In FIG. 5, A to D are power generation regions composed of a laminate of a first electrode layer, a semiconductor photoactive layer and a second electrode layer which will be described later.

【0025】42a〜42dは、発電領域A〜Dに対応
して分割配置された第1電極層である。これら第1電極
層42a〜42dは、各々中心角が略90°の扇形の形
を有し、これらは相互の間に所定間隔を隔てて全体とし
て円形をなすように配置されている。更に、第1電極層
42a〜42cの各々は、これらに隣接する発電領域B
〜Dの外方に延在する接続部42ae、42be、42
ceを有し、また、第1電極層42dは、発電領域Dか
ら外側に延出する出力延出部42deを有している。そ
して、第1電極層42aの外側には、これと同一材料か
らなる島状出力部42atが形成されている。
Reference numerals 42a to 42d denote first electrode layers divided and arranged corresponding to the power generation areas A to D, respectively. Each of the first electrode layers 42a to 42d has a fan shape with a central angle of about 90 °, and they are arranged at a predetermined interval from each other so as to form a circular shape as a whole. Further, each of the first electrode layers 42a to 42c has a power generation region B adjacent thereto.
To connecting portions 42ae, 42be, 42 extending outward
ce, and the first electrode layer 42d has an output extension 42de extending outward from the power generation region D. An island-shaped output portion 42at made of the same material as the first electrode layer 42a is formed outside the first electrode layer 42a.

【0026】43は、第1電極層42a〜42d上に発
電領域毎に分割されることなく略円形に形成された半導
体光活性層である。
Reference numeral 43 denotes a semiconductor photoactive layer formed on the first electrode layers 42a to 42d in a substantially circular shape without being divided for each power generation region.

【0027】44a〜44dは、発電領域A〜Dに対応
して、半導体光活性層43上に形成された第2電極層で
ある。これら第2電極層44b〜44dは、第1電極層
の接続部42ae、42be、42ceと重なり、電気
接続するための接続部44be、44ce、44deを
有し、発電領域Aに形成された第2電極層44aは、こ
の領域の外側に延出して島状出力部42at上に至る出
力端子44atを有している。更に、第1電極層42d
の出力延出部42de上には、第2電極層と同一材料か
らなる島状の出力端子44dtが形成されている。
44a to 44d are second electrode layers formed on the semiconductor photoactive layer 43 corresponding to the power generation regions A to D. The second electrode layers 44b to 44d overlap the connection portions 42ae, 42be, 42ce of the first electrode layer and have connection portions 44be, 44ce, 44de for electrical connection, and are formed in the power generation region A. The electrode layer 44a has an output terminal 44at that extends to the outside of this region and reaches the island-shaped output portion 42at. Furthermore, the first electrode layer 42d
An island-shaped output terminal 44dt made of the same material as the second electrode layer is formed on the output extension portion 42de.

【0028】45a〜45dは、第2電極層44a〜4
4d上に、これらと同形状に形成された金属薄膜であ
り、また、出力端子44dt上にも、この金属薄膜と同
材料からなる端子部金属薄膜45dtが形成されてい
る。これら第2電極層44a〜44d、金属薄膜45a
〜45d、45dtは、第1実施例に開示した方法と同
様な方法で形成される。
45a to 45d are second electrode layers 44a to 4d.
4d is a metal thin film formed in the same shape as these, and a terminal portion metal thin film 45dt made of the same material as this metal thin film is also formed on the output terminal 44dt. These second electrode layers 44a to 44d and metal thin film 45a
45d and 45dt are formed by a method similar to the method disclosed in the first embodiment.

【0029】そして、第5実施例の光起電力装置の特性
向上を、従来例と比較する測定を行った。その結果を、
表1に示す。尚、第2電極層は、酸化インジウム錫(I
TO)材料を用いてエレクトロンビーム法を利用し、基
板温度200℃でO2ガスを導入して、酸化インジウム
錫(ITO)膜を形成した。また、酸化インジウム錫
(ITO)膜のエッチングガスとしては、CH4+H2
使用し、金属薄膜としては、チタン60Åを用いた。従
来プロセスにおいては、金属マスクを用いて、酸化イン
ジウム錫(ITO)膜からなる第2電極層及びチタン6
0Åからなる金属薄膜を形成した。
Then, measurement was carried out to compare the characteristics of the photovoltaic device of the fifth embodiment with those of the conventional example. The result is
It is shown in Table 1. The second electrode layer is formed of indium tin oxide (I
Using an electron beam method using a (TO) material, O 2 gas was introduced at a substrate temperature of 200 ° C. to form an indium tin oxide (ITO) film. CH 4 + H 2 was used as the etching gas for the indium tin oxide (ITO) film, and titanium 60Å was used as the metal thin film. In the conventional process, the second electrode layer made of an indium tin oxide (ITO) film and titanium 6 are formed using a metal mask.
A metal thin film of 0Å was formed.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】この結果から明らかな如く、本実施例にで
はセルショ−トの発生を抑制することができた。また、
フィルファクタ−に関しても、向上することが確認でき
た。従来プロセスにおけるフィルファクタ−の低下は、
以下の原因と考える。発電領域A〜Dに渡って一体的に
被った半導体光活性層上に、金属マスクを用いて第2電
極層44a〜44dを分割形成するとき、加熱された金
属マスクが基板との熱膨張係数の差や熱歪みに基づいて
膨張し、たわんで、発電領域間を被う金属マスク部分
と、半導体光活性層表面との間にわずかな隙間ができ、
ここに第2電極材料が回り込み、隣接する発電領域間の
第2電極層間で導通し、フィルファクタ−が低下してい
る。
As is clear from these results, the occurrence of cell shot could be suppressed in this example. Also,
It was confirmed that the fill factor also improved. The decrease of fill factor in the conventional process is
Consider the following causes. When the second electrode layers 44a to 44d are separately formed using the metal mask on the semiconductor photoactive layer integrally covered over the power generation regions A to D, the heated metal mask has a coefficient of thermal expansion with the substrate. Expands and flexes based on the difference in temperature and thermal strain, and a slight gap is created between the metal mask part covering the power generation region and the surface of the semiconductor photoactive layer,
The second electrode material wraps around here, is electrically connected between the second electrode layers between the adjacent power generation regions, and the fill factor is reduced.

【0032】以上の説明の如く、第5実施例の製造方法
においては、従来のように、半導体光活性層上に金属マ
スクを用いて第2電極膜を加熱しながら分割形成する場
合に比べて、半導体光活性層の損傷が少なく、第2電極
層の外周部の下に半導体光活性層を挟んで第1電極層が
位置する部分においてセルショ−トが発生することが少
なく、加えて、フィルファクタ−も良好である。
As described above, in the manufacturing method of the fifth embodiment, as compared with the conventional case where the second electrode film is divided and formed on the semiconductor photoactive layer while heating by using the metal mask. The semiconductor photoactive layer is less damaged, and cell shots are less likely to occur in a portion where the first electrode layer is located below the outer peripheral portion of the second electrode layer with the semiconductor photoactive layer interposed therebetween. The factor is also good.

【0033】また、第1〜5実施例においては、第2電
極層に透明導電膜を用い、第2電極層側から光を入射さ
せているが、基板及び第1電極層を透光性として、基板
側より光を入射させてもよい。この場合、第2電極層
は、透明導電膜又は不透明な金属膜でもよい。金属膜の
場合は、半導体光活性層との密着力を高めるために、基
板を加熱して金属膜を全面形成し、次に金属薄膜を所望
のパターンにて形成し、この金属薄膜パターンをマスク
として、ドライエッチングにて不必要な部分の第2電極
膜を除去する。従って、第2電極層に透明導電層を用い
たときと同様な効果作用がある。
Further, in the first to fifth embodiments, the transparent conductive film is used for the second electrode layer and the light is made incident from the second electrode layer side. However, the substrate and the first electrode layer are made transparent. Alternatively, the light may be incident from the substrate side. In this case, the second electrode layer may be a transparent conductive film or an opaque metal film. In the case of a metal film, in order to enhance the adhesion with the semiconductor photoactive layer, the substrate is heated to form a metal film over the entire surface, then a metal thin film is formed in a desired pattern, and this metal thin film pattern is used as a mask. Then, the unnecessary portion of the second electrode film is removed by dry etching. Therefore, there is the same effect as when the transparent conductive layer is used for the second electrode layer.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の製造方法は、以上の構成であ
り、従来のように、半導体光活性層上に金属マスクを用
いて第2電極膜を加熱しながら形成する場合に比べて、
半導体光活性層の損傷が少なく、第2電極層の外周部の
下に半導体光活性層を挟んで第1電極層が位置する部分
において、セルショ−トが発生することが少ない。
The manufacturing method of the present invention has the above-mentioned structure, and is different from the conventional method in which the second electrode film is formed on the semiconductor photoactive layer while heating with a metal mask.
The semiconductor photoactive layer is less damaged, and cell shots are less likely to occur in the portion where the first electrode layer is located below the outer peripheral portion of the second electrode layer with the semiconductor photoactive layer interposed therebetween.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例である光電変換装置を示
し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A断
面図である。
1A and 1B show a photoelectric conversion device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図2】本発明の第2実施例である光電変換装置を示
し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A断
面図である。
2A and 2B show a photoelectric conversion device according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図3】本発明の第3実施例である光電変換装置を示
し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A断
面図である。
3A and 3B show a photoelectric conversion device according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図4】本発明の第4実施例である光電変換装置を示
し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A断
面図である。
4A and 4B show a photoelectric conversion device according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図5】本発明の第5実施例である光電変換装置を示
し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるX−X断
面図である。
5A and 5B show a photoelectric conversion device according to a fifth embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a sectional view taken along line XX in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21、31、41 基板 2、12、22、32、42a〜42d 第1電極層 3、13、23、33、43 半導体光活性層 4、14、24、34、44a〜44d 第2電極層 5、15、25、35、45a〜45d 金属薄膜 1, 11, 21, 31, 41 Substrate 2, 12, 22, 32, 42a to 42d First electrode layer 3, 13, 23, 33, 43 Semiconductor photoactive layer 4, 14, 24, 34, 44a to 44d 2 electrode layers 5, 15, 25, 35, 45a to 45d Metal thin film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁表面を有する基板上の発電領域に、
第1電極層、半導体光活性層及び第2電極層を積層した
光電変換素子を複数個直列接続した光電変換装置の製造
方法であって、 前記絶縁表面に第1接続部を有する前記第1電極層を分
割配置する工程と、 前記第1電極層上に前記半導体光活性層を形成する工程
と、 前記半導体光活性層上を含んで前記絶縁表面の略全面
に、前記基板を加熱して前記第2電極層を構成する第2
電極膜を形成する工程と、 前記第2電極膜上に、隣接する前記発電領域の前記第1
電極膜の前記第1接続部と重なりあう第2接続部を有す
る前記第2電極層をパタ−ニングするための金属薄膜を
分割配置する工程と、 前記金属薄膜をマスクパターンとして、前記金属薄膜か
ら露出する前記第2電極膜をエッチング除去することに
より、前記第2電極層をパタ−ニングする工程とを備え
ることを特徴とする光起電力装置の製造方法。
1. A power generation region on a substrate having an insulating surface,
It is a manufacturing method of a photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion elements in which a first electrode layer, a semiconductor photoactive layer, and a second electrode layer are laminated are connected in series, wherein the first electrode has a first connection portion on the insulating surface. Dividing the layers, forming the semiconductor photoactive layer on the first electrode layer, heating the substrate to substantially the entire insulating surface including the semiconductor photoactive layer, and heating the substrate. Second constituting the second electrode layer
A step of forming an electrode film, and the first of the adjacent power generation regions on the second electrode film.
A step of separately disposing a metal thin film for patterning the second electrode layer having a second connection portion that overlaps the first connection portion of the electrode film, and using the metal thin film as a mask pattern from the metal thin film And a step of patterning the second electrode layer by etching away the exposed second electrode film.
【請求項2】 絶縁表面を有する基板上の光電変換領域
に、第1電極層、半導体光活性層及び第2電極層を積層
した光電変換装置の製造方法であって、 前記絶縁表面に前記光電変換領域から延出した第1端子
部を有する前記第1電極層を配置する工程と、 前記第1電極層上に前記半導体光活性層を形成する工程
と、 前記半導体光活性層上を含んで前記絶縁表面の略全面
に、前記基板を加熱して前記第2電極層を構成する第2
電極膜を形成する工程と、 前記第2電極膜上に、前記光電変換領域から延出する第
2端子部を有する前記第2電極層をパタ−ニングするた
めの金属薄膜を配置する工程と、 前記金属薄膜をマスクパターンとして、前記金属薄膜か
ら露出する前記第2電極膜をエッチング除去することに
より、前記第2電極層をパタ−ニングする工程とを備え
ることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
2. A method for manufacturing a photoelectric conversion device in which a first electrode layer, a semiconductor photoactive layer, and a second electrode layer are laminated on a photoelectric conversion region on a substrate having an insulating surface, wherein the photoelectric conversion region is formed on the insulating surface. Including the step of disposing the first electrode layer having the first terminal portion extending from the conversion region, the step of forming the semiconductor photoactive layer on the first electrode layer, and the step of forming the semiconductor photoactive layer. A second electrode layer is formed by heating the substrate on substantially the entire insulating surface.
Forming an electrode film, arranging a metal thin film for patterning the second electrode layer having a second terminal portion extending from the photoelectric conversion region on the second electrode film, And a step of patterning the second electrode layer by etching away the second electrode film exposed from the metal thin film using the metal thin film as a mask pattern. Method.
【請求項3】 絶縁表面を有する基板上に、第1電極
層、半導体光活性層及び第2電極層を積層すると共に、
前記第2電極層の外周部の少なくとも一部の下に前記半
導体光活性層を挟んで前記第1電極層が位置する構造の
光電変換装置の製造方法であって、 前記絶縁表面に前記第1電極層を配置する工程と、 前記第1電極層上に前記半導体光活性層を形成する工程
と、 前記半導体光活性層上を含んで前記絶縁表面の略全面
に、前記基板を加熱して前記第2電極層を構成する第2
電極膜を形成する工程と、 前記第2電極膜上に、前記第2導電層をパタ−ニングす
るための金属薄膜を配置する工程と、 前記金属薄膜をマスクパターンとして、前記金属薄膜か
ら露出する前記第2電極膜をエッチング除去することに
より、前記第2電極層をパタ−ニングする工程とを備え
ることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
3. A first electrode layer, a semiconductor photoactive layer, and a second electrode layer are laminated on a substrate having an insulating surface, and
A method for manufacturing a photoelectric conversion device having a structure in which the first electrode layer is located under at least a part of an outer peripheral portion of the second electrode layer with the semiconductor photoactive layer interposed therebetween, wherein the first surface is provided on the insulating surface. Disposing an electrode layer, forming the semiconductor photoactive layer on the first electrode layer, heating the substrate to substantially the entire insulating surface including the semiconductor photoactive layer, and heating the substrate. Second constituting the second electrode layer
Forming an electrode film, arranging a metal thin film for patterning the second conductive layer on the second electrode film, and exposing the metal thin film as a mask pattern from the metal thin film And a step of patterning the second electrode layer by etching away the second electrode film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010157687A (en) * 2008-12-29 2010-07-15 Jusung Engineering Co Ltd Thin film type solar cell and method of manufacturing the same
TWI502754B (en) * 2009-04-24 2015-10-01 Jusung Eng Co Ltd Thin film type solar cell and manufacturing method thereof

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