JPH10200137A - 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法 - Google Patents
集積型薄膜光電変換装置とその製造方法Info
- Publication number
- JPH10200137A JPH10200137A JP9002933A JP293397A JPH10200137A JP H10200137 A JPH10200137 A JP H10200137A JP 9002933 A JP9002933 A JP 9002933A JP 293397 A JP293397 A JP 293397A JP H10200137 A JPH10200137 A JP H10200137A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- conversion device
- electrode
- laser beam
- integrated thin
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高性能でかつ高い信頼性を有する集積型薄膜
光電変換装置を提供する。 【解決手段】 基板３上の第１電極層５，半導体層９お
よび第２電極層１３が平行な複数の電極分離溝１７，１
９によって複数の光電変換セルに分割されかつそれらの
セルが電気的に直列接続された集積型薄膜光電変換であ
って、電極層５，１３を分離するための電極分離溝１
７，１９の各々は、その溝を形成するために用いられた
間欠的なレーザビームのスポットに対応した孔が連続す
ることによって形成されており、それらの孔の中心間隔
は１つの電極分離溝の全域にわたって実質的に等間隔と
している。
光電変換装置を提供する。 【解決手段】 基板３上の第１電極層５，半導体層９お
よび第２電極層１３が平行な複数の電極分離溝１７，１
９によって複数の光電変換セルに分割されかつそれらの
セルが電気的に直列接続された集積型薄膜光電変換であ
って、電極層５，１３を分離するための電極分離溝１
７，１９の各々は、その溝を形成するために用いられた
間欠的なレーザビームのスポットに対応した孔が連続す
ることによって形成されており、それらの孔の中心間隔
は１つの電極分離溝の全域にわたって実質的に等間隔と
している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜光電変換装置に
関し、特に、比較的大きな面積の絶縁基板上に順次積層
された第１電極層，半導体光電変換層および第２電極層
が複数の光電変換セルを形成するように複数の分離溝に
よって分離されていてかつそれらの複数のセルが電気的
に直列接続された集積型薄膜光電変換装置とその製造方
法に関するものである。
関し、特に、比較的大きな面積の絶縁基板上に順次積層
された第１電極層，半導体光電変換層および第２電極層
が複数の光電変換セルを形成するように複数の分離溝に
よって分離されていてかつそれらの複数のセルが電気的
に直列接続された集積型薄膜光電変換装置とその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】太陽光のエネルギを直接電気エネルギに
変換する光電変換装置である太陽電池の実用化は近年本
格的に進められており、単結晶シリコンや多結晶シリコ
ン等を利用した結晶系太陽電池は屋外の電力用太陽電池
として既に実用化されている。他方、非結晶シリコン系
の薄膜太陽電池は、その製造のための原材料が少なくて
すみかつ大面積の集積型太陽電池が絶縁基板上に直接作
製可能なことから、低コストの太陽電池として注目され
ている。しかし、非結晶系薄膜太陽電池は屋外用として
は未だ開発段階にあり、既に普及している電卓などの民
生機器の電源用途における実績をもとにして、屋外用途
に発展させるために研究開発が進められている。
変換する光電変換装置である太陽電池の実用化は近年本
格的に進められており、単結晶シリコンや多結晶シリコ
ン等を利用した結晶系太陽電池は屋外の電力用太陽電池
として既に実用化されている。他方、非結晶シリコン系
の薄膜太陽電池は、その製造のための原材料が少なくて
すみかつ大面積の集積型太陽電池が絶縁基板上に直接作
製可能なことから、低コストの太陽電池として注目され
ている。しかし、非結晶系薄膜太陽電池は屋外用として
は未だ開発段階にあり、既に普及している電卓などの民
生機器の電源用途における実績をもとにして、屋外用途
に発展させるために研究開発が進められている。
【０００３】薄膜太陽電池の製造においては、ＣＶＤ法
やスパッタリング法などによる薄膜の堆積ステップとレ
ーザスクライブ法などによるパターニングステップの適
宜の繰返しや組合せを含む製造プロセスによって、所望
の構造が形成される。通常は１枚の絶縁基板上に複数の
光電変換セルが電気的に直列接続された集積型構造が採
用され、屋外用途のための電力用太陽電池ではたとえば
０．４ｍ×０．８ｍを超える大面積の基板が用いられ
る。
やスパッタリング法などによる薄膜の堆積ステップとレ
ーザスクライブ法などによるパターニングステップの適
宜の繰返しや組合せを含む製造プロセスによって、所望
の構造が形成される。通常は１枚の絶縁基板上に複数の
光電変換セルが電気的に直列接続された集積型構造が採
用され、屋外用途のための電力用太陽電池ではたとえば
０．４ｍ×０．８ｍを超える大面積の基板が用いられ
る。
【０００４】図２は、このような集積型薄膜太陽電池の
構造の一例を模式的な断面図で示している。なお、本願
の各図において、図面の明瞭化のために、寸法関係は実
際の寸法関係を反映しておらず、他方、同一の参照符号
は相当部分を表わしている。図２の集積型薄膜太陽電池
においては、絶縁基板３上に第１電極層５，アモルファ
スシリコンなどからなる半導体光電変換層９および第２
電極層１３が順次積層されており、パターニングによっ
て半導体層９に設けられた接続用開口溝７を介して、互
いに左右に隣接し合う光電変換セルが電気的に直列に接
続されている。第１電極層５としては一般に酸化スズ
（ＳｎＯ2 ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）等の透明導電膜が用いられ、また、第２電
極層１３としては銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），
クロム（Ｃｒ）等の金属膜が用いられる。
構造の一例を模式的な断面図で示している。なお、本願
の各図において、図面の明瞭化のために、寸法関係は実
際の寸法関係を反映しておらず、他方、同一の参照符号
は相当部分を表わしている。図２の集積型薄膜太陽電池
においては、絶縁基板３上に第１電極層５，アモルファ
スシリコンなどからなる半導体光電変換層９および第２
電極層１３が順次積層されており、パターニングによっ
て半導体層９に設けられた接続用開口溝７を介して、互
いに左右に隣接し合う光電変換セルが電気的に直列に接
続されている。第１電極層５としては一般に酸化スズ
（ＳｎＯ2 ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）等の透明導電膜が用いられ、また、第２電
極層１３としては銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），
クロム（Ｃｒ）等の金属膜が用いられる。
【０００５】図２に示されているような構造を有する集
積型薄膜太陽電池は、一般に次のような方法によって作
製される。まず、ガラス基板３上にＳｎＯ2 ，ＺｎＯ，
ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積され、
その第１電極層５を複数の光電変換領域に対応した複数
の領域に分離するために、レーザスクライブ法によって
分離溝１７が形成される。すなわち、これらの分離溝１
７は、図２の紙面に直交する方向に直線状に延びてい
る。
積型薄膜太陽電池は、一般に次のような方法によって作
製される。まず、ガラス基板３上にＳｎＯ2 ，ＺｎＯ，
ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積され、
その第１電極層５を複数の光電変換領域に対応した複数
の領域に分離するために、レーザスクライブ法によって
分離溝１７が形成される。すなわち、これらの分離溝１
７は、図２の紙面に直交する方向に直線状に延びてい
る。
【０００６】ところで、このようなレーザスクライブ法
においては、薄膜の加工をするために十分なパワーが得
られるように、ＣＷ（連続波）ではなく、通常はＱスイ
ッチパルス発振器によって発生したジャイアントパルス
が用いられる。したがって、スクライブされた分離溝１
７は、実際には、間欠的なレーザビームスポットに対応
して形成される孔が連続して繋がった形状になってい
る。
においては、薄膜の加工をするために十分なパワーが得
られるように、ＣＷ（連続波）ではなく、通常はＱスイ
ッチパルス発振器によって発生したジャイアントパルス
が用いられる。したがって、スクライブされた分離溝１
７は、実際には、間欠的なレーザビームスポットに対応
して形成される孔が連続して繋がった形状になってい
る。
【０００７】次に、複数の領域に分離された第１電極層
５を覆うように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐｉｎ接
合を含む非晶質シリコンの半導体光電変換層９が堆積さ
れる。この半導体層９には、左右に隣接する光電変換セ
ルを電気的に直列接続するための接続用開口溝７がレー
ザスクライブ法によって形成される。これらの接続用開
口溝７も、図２の紙面に垂直な方向に直線状に延びてい
る。この場合も、基本的には第１電極層５のスクライブ
法と同じ方法を用いることができる。しかし、この場合
には、接続用開口を設けるためのスクライブであるの
で、その接続用開口は必ずしも連続した溝である必要は
ない。
５を覆うように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐｉｎ接
合を含む非晶質シリコンの半導体光電変換層９が堆積さ
れる。この半導体層９には、左右に隣接する光電変換セ
ルを電気的に直列接続するための接続用開口溝７がレー
ザスクライブ法によって形成される。これらの接続用開
口溝７も、図２の紙面に垂直な方向に直線状に延びてい
る。この場合も、基本的には第１電極層５のスクライブ
法と同じ方法を用いることができる。しかし、この場合
には、接続用開口を設けるためのスクライブであるの
で、その接続用開口は必ずしも連続した溝である必要は
ない。
【０００８】続いて、これらの接続用溝７を埋めかつ半
導体層９を覆うように、Ａｇ，Ａｌ，Ｃｒ等の金属膜の
単層または複層が第２電極層１３として堆積される。第
１電極層５の場合と同様に、第２電極層１３を複数の光
電変換セルに対応した複数の領域に分離するように、上
部分離溝１９がレーザスクライブ法によって形成され
る。これらの上部分離溝１９も図２の紙面に直交する方
向に直線状に延びており、かつ好ましくは第１電極層５
に至る深さを有している。このようにして、図２に示さ
れているような集積型薄膜太陽電池が完成する。
導体層９を覆うように、Ａｇ，Ａｌ，Ｃｒ等の金属膜の
単層または複層が第２電極層１３として堆積される。第
１電極層５の場合と同様に、第２電極層１３を複数の光
電変換セルに対応した複数の領域に分離するように、上
部分離溝１９がレーザスクライブ法によって形成され
る。これらの上部分離溝１９も図２の紙面に直交する方
向に直線状に延びており、かつ好ましくは第１電極層５
に至る深さを有している。このようにして、図２に示さ
れているような集積型薄膜太陽電池が完成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な電極層５，１３のための電極分離溝１７，１９の形成
において、スクライブの開始，方向転換，または終了は
基板載置用ステージまたはレーザビームヘッドの移動に
よって制御され、基板３に対するレーザビームスポット
の相対的移動速度がスクライブ速度となる。従来の電極
分離溝の形成方法では、基板載置ステージまたはレーザ
ビームヘッドの移動速度を瞬時に変化させることは困難
であり、また、レーザビームを遮蔽するシャッタの開閉
がステージまたはビームヘッドの移動中に制御すること
ができなかった。したがって、１本の電極分離溝を形成
する間にスクライブ速度はその溝の全域にわたって一定
ではなかった。
な電極層５，１３のための電極分離溝１７，１９の形成
において、スクライブの開始，方向転換，または終了は
基板載置用ステージまたはレーザビームヘッドの移動に
よって制御され、基板３に対するレーザビームスポット
の相対的移動速度がスクライブ速度となる。従来の電極
分離溝の形成方法では、基板載置ステージまたはレーザ
ビームヘッドの移動速度を瞬時に変化させることは困難
であり、また、レーザビームを遮蔽するシャッタの開閉
がステージまたはビームヘッドの移動中に制御すること
ができなかった。したがって、１本の電極分離溝を形成
する間にスクライブ速度はその溝の全域にわたって一定
ではなかった。
【００１０】図３は、電極分離溝を形成するための従来
のスクライブ方法を示す模式的な平面図である。この図
中の矢印２は、電極分離溝１７（１９）を形成するため
のレーザビームスポットによる走査ラインが順次進行す
る方向を示している。このような従来のスクライブ方法
においては、スクライブ開始点に近い領域２３において
レーザビームスポットの相対的移動速度が所定の一定値
に未だ達しておらず、他方、スクライブ終了点に近い領
域２３においてビームスポットの相対的移動速度が低減
させられる。すなわち、レーザビームスポットの相対的
移動速度であるスクライブ速度は基板３の中央領域２５
においてのみ一定に維持され得る。
のスクライブ方法を示す模式的な平面図である。この図
中の矢印２は、電極分離溝１７（１９）を形成するため
のレーザビームスポットによる走査ラインが順次進行す
る方向を示している。このような従来のスクライブ方法
においては、スクライブ開始点に近い領域２３において
レーザビームスポットの相対的移動速度が所定の一定値
に未だ達しておらず、他方、スクライブ終了点に近い領
域２３においてビームスポットの相対的移動速度が低減
させられる。すなわち、レーザビームスポットの相対的
移動速度であるスクライブ速度は基板３の中央領域２５
においてのみ一定に維持され得る。
【００１１】この結果、図４の模式的な拡大図に示され
ているように、スクライブの開始点に近い領域２３にお
いては、レーザビームスポットに対応した孔２７が密に
連なることによって電極分離溝が形成されることにな
る。すなわち、領域２３においては、孔２７の中心間隔
２９３が小さくなる。他方、基板の中央領域２５におけ
るスクライブの間は、ビームスポットに対応した孔２７
の中心間隔２９１が適度な大きさに設定されている。
ているように、スクライブの開始点に近い領域２３にお
いては、レーザビームスポットに対応した孔２７が密に
連なることによって電極分離溝が形成されることにな
る。すなわち、領域２３においては、孔２７の中心間隔
２９３が小さくなる。他方、基板の中央領域２５におけ
るスクライブの間は、ビームスポットに対応した孔２７
の中心間隔２９１が適度な大きさに設定されている。
【００１２】ここで、図３，図４および図５を参照して
説明されたような従来の方法で作製された集積型薄膜光
電変換装置では、十分な光電変換特性が得られないとい
う課題があった。
説明されたような従来の方法で作製された集積型薄膜光
電変換装置では、十分な光電変換特性が得られないとい
う課題があった。
【００１３】このような光電変換装置の性能の低下の原
因について本発明者らが詳細に検討した結果、第１およ
び第２の電極層５，１３における各分離溝１７，１９の
両端近傍領域２３でレーザビームスポットの相対的移動
速度が小さくなる結果として電極分離溝１７，１９の形
状が悪化し、絶縁が十分にとれないことが性能低下の原
因であることを見い出した。すなわち、ビームスポット
の間隔は電極分離が十分に行なえる程度に密でありかつ
薄膜が損傷を受けない程度に疎である必要があり、レー
ザパワーや膜質に応じてスクライブ速度には適度な速度
が存在する。しかし、前述のように、従来の電極分離溝
の形成方法ではスクライブ速度が電極分離溝全域にわた
って一定ではなく、高性能かつ信頼性の高い集積型薄膜
光電変換装置を製造することが困難であった。
因について本発明者らが詳細に検討した結果、第１およ
び第２の電極層５，１３における各分離溝１７，１９の
両端近傍領域２３でレーザビームスポットの相対的移動
速度が小さくなる結果として電極分離溝１７，１９の形
状が悪化し、絶縁が十分にとれないことが性能低下の原
因であることを見い出した。すなわち、ビームスポット
の間隔は電極分離が十分に行なえる程度に密でありかつ
薄膜が損傷を受けない程度に疎である必要があり、レー
ザパワーや膜質に応じてスクライブ速度には適度な速度
が存在する。しかし、前述のように、従来の電極分離溝
の形成方法ではスクライブ速度が電極分離溝全域にわた
って一定ではなく、高性能かつ信頼性の高い集積型薄膜
光電変換装置を製造することが困難であった。
【００１４】このような先行技術の課題に鑑み、本発明
は、高性能かつ高い信頼性を有する集積型薄膜光電変換
装置とその製造方法を提供することを目的としている。
は、高性能かつ高い信頼性を有する集積型薄膜光電変換
装置とその製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明による集積型薄膜
光電変換装置は、絶縁基板上に順次積層された第１電極
層，半導体光電変換層および第２電極層が複数の光電変
換セルを形成するように実質的に直線状で互いに平行な
複数の分離溝によって分離されていてかつそれらの複数
のセルが電気的に直列接続された集積型薄膜光電変換装
置であって、電極層を分離するための電極分離溝の各々
は、その溝を形成するために用いられた間欠的なレーザ
ビームのスポットに対応した孔が連続することによって
形成されており、それらの孔の中心間隔は１つの電極分
離溝の全域にわたって実質的に等間隔であることを特徴
としている。
光電変換装置は、絶縁基板上に順次積層された第１電極
層，半導体光電変換層および第２電極層が複数の光電変
換セルを形成するように実質的に直線状で互いに平行な
複数の分離溝によって分離されていてかつそれらの複数
のセルが電気的に直列接続された集積型薄膜光電変換装
置であって、電極層を分離するための電極分離溝の各々
は、その溝を形成するために用いられた間欠的なレーザ
ビームのスポットに対応した孔が連続することによって
形成されており、それらの孔の中心間隔は１つの電極分
離溝の全域にわたって実質的に等間隔であることを特徴
としている。
【００１６】このような本発明による集積型薄膜光電変
換装置の製造方法においては、基板とレーザビームスポ
ットとの間の相対的移動は基板を載置するステージとレ
ーザビームを射出するビームヘッドとの少なくとも一方
の移動によって生ぜられ、１つの電極分離溝の形成はビ
ームスポットの相対的移動速度が一定状態に達した後に
レーザビームを遮蔽するシャッタを開けることによって
開始され、その相対的移動速度が一定状態を維持してい
る間にシャッタを閉じることによって終了することを特
徴としている。
換装置の製造方法においては、基板とレーザビームスポ
ットとの間の相対的移動は基板を載置するステージとレ
ーザビームを射出するビームヘッドとの少なくとも一方
の移動によって生ぜられ、１つの電極分離溝の形成はビ
ームスポットの相対的移動速度が一定状態に達した後に
レーザビームを遮蔽するシャッタを開けることによって
開始され、その相対的移動速度が一定状態を維持してい
る間にシャッタを閉じることによって終了することを特
徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の１つの実施の形
態による集積型薄膜光電変換装置の製造方法を模式的な
平面図で図解している。以下において、図１のみならず
図２をも参照しながら、本発明の１つの実施の形態によ
る集積型薄膜光電変換装置をその製造方法とともに詳細
に説明する。
態による集積型薄膜光電変換装置の製造方法を模式的な
平面図で図解している。以下において、図１のみならず
図２をも参照しながら、本発明の１つの実施の形態によ
る集積型薄膜光電変換装置をその製造方法とともに詳細
に説明する。
【００１８】まず、ガラス基板３上に、ＳｎＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積さ
れる。この第１電極層５は、複数の光電変換セル領域に
対応して複数の領域にレーザスクライブ法によって溶断
され、約２０μｍの幅の分離溝１７が形成される。
Ｏ，ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積さ
れる。この第１電極層５は、複数の光電変換セル領域に
対応して複数の領域にレーザスクライブ法によって溶断
され、約２０μｍの幅の分離溝１７が形成される。
【００１９】このとき、図５に示されているように、１
本のスクライブ線１７は点状のビームスポットに対応し
た孔２７の連続的な繋がりによって形成されており、そ
れらの孔の中心間隔２９１が１本の溝１７の中で実質的
に等しい間隔になるように、ステージの移動速度または
レーザビームヘッドの移動速度が１本の溝のスクライブ
中に一定に維持される。すなわち、基板３に対するビー
ムスポットの相対的速度が一定速度に達した後にレーザ
ビームを遮蔽するシャッタを開けることによって１本の
溝１７の形成が開始され、そのビームスポットの一定の
相対速度が維持されている間にシャッタを閉じることに
よってその溝の形成が終了させられる。したがって、ス
クライブ線の形成の開始端部近傍と終了端部近傍で溝の
形状が悪化することがなく、隣接するセルに対応する電
極１７間の絶縁が十分なものになる。
本のスクライブ線１７は点状のビームスポットに対応し
た孔２７の連続的な繋がりによって形成されており、そ
れらの孔の中心間隔２９１が１本の溝１７の中で実質的
に等しい間隔になるように、ステージの移動速度または
レーザビームヘッドの移動速度が１本の溝のスクライブ
中に一定に維持される。すなわち、基板３に対するビー
ムスポットの相対的速度が一定速度に達した後にレーザ
ビームを遮蔽するシャッタを開けることによって１本の
溝１７の形成が開始され、そのビームスポットの一定の
相対速度が維持されている間にシャッタを閉じることに
よってその溝の形成が終了させられる。したがって、ス
クライブ線の形成の開始端部近傍と終了端部近傍で溝の
形状が悪化することがなく、隣接するセルに対応する電
極１７間の絶縁が十分なものになる。
【００２０】大面積の集積型薄膜太陽電池を製造する場
合、たとえば基板の一方向に沿って複数の短冊状に分割
された光電変換セルが形成される。たとえば、９１０×
４５５×４（ｍｍ）のヘイズ基板３が用いられ、第１電
極層５の表面抵抗は１０Ω程度に設定される。そして、
レーザスクライブによって発生した溶断残滓を除去する
ために洗浄を行ない、複数のセル領域に対応して形成さ
れた第１電極層５の複数の領域を覆うように、プラズマ
ＣＶＤ法によってｐｉｎ接合を含みかつ水素化アモルフ
ァスシリコン層を含む半導体光電変換層９が堆積され
る。
合、たとえば基板の一方向に沿って複数の短冊状に分割
された光電変換セルが形成される。たとえば、９１０×
４５５×４（ｍｍ）のヘイズ基板３が用いられ、第１電
極層５の表面抵抗は１０Ω程度に設定される。そして、
レーザスクライブによって発生した溶断残滓を除去する
ために洗浄を行ない、複数のセル領域に対応して形成さ
れた第１電極層５の複数の領域を覆うように、プラズマ
ＣＶＤ法によってｐｉｎ接合を含みかつ水素化アモルフ
ァスシリコン層を含む半導体光電変換層９が堆積され
る。
【００２１】この半導体層９の堆積においては、まず第
１電極層５の複数の領域が形成された基板３が１０-5Ｔ
ｏｒｒより真空度の高い真空チャンバ内にセットされ、
１４０℃〜２００℃の基板温度のもとで成膜ガスとして
シラン（ＳｉＨ4 ），ジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ），およびメ
タン（ＣＨ4 ）がチャンバ内に導入されて、約１．０Ｔ
ｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電によってｐ型水素
化アモルファスシリコンカーバイドが約５０〜２００Å
の膜厚に堆積させられる。次に、成膜ガスとしてシラン
ガスのみをチャンバに導入し、約０．２〜０．７Ｔｏｒ
ｒの反応ガス圧のもとでＲＦ放電によってｉ型水素化ア
モルファスシリコンが約３０００Åの膜厚に堆積され
る。さらに、成膜ガスとしてシラン（ＳｉＨ4 ），フォ
スイン（ＰＨ3 ），および水素（Ｈ2 ）をチャンバに導
入し、約１．０Ｔｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電
によってｎ型微結晶シリコンが約１００〜２００Åの膜
厚に堆積される。
１電極層５の複数の領域が形成された基板３が１０-5Ｔ
ｏｒｒより真空度の高い真空チャンバ内にセットされ、
１４０℃〜２００℃の基板温度のもとで成膜ガスとして
シラン（ＳｉＨ4 ），ジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ），およびメ
タン（ＣＨ4 ）がチャンバ内に導入されて、約１．０Ｔ
ｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電によってｐ型水素
化アモルファスシリコンカーバイドが約５０〜２００Å
の膜厚に堆積させられる。次に、成膜ガスとしてシラン
ガスのみをチャンバに導入し、約０．２〜０．７Ｔｏｒ
ｒの反応ガス圧のもとでＲＦ放電によってｉ型水素化ア
モルファスシリコンが約３０００Åの膜厚に堆積され
る。さらに、成膜ガスとしてシラン（ＳｉＨ4 ），フォ
スイン（ＰＨ3 ），および水素（Ｈ2 ）をチャンバに導
入し、約１．０Ｔｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電
によってｎ型微結晶シリコンが約１００〜２００Åの膜
厚に堆積される。
【００２２】ここで説明された半導体層９の堆積条件は
あくまでも一例であり、たとえば第１電極層５上にｎ
層，ｉ層およびｐ層の順に積層されてもよく、また、半
導体層９がいわゆるタンデム構造を有するように形成さ
れてもよい。さらに、半導体層９の主要な材料として、
水素化アモルファスシリコンのみならず、アモルファ
ス，多結晶もしくは微結晶またはそれらの組合せであっ
てもよく、さらに、シリコン以外にもシリコンカーバイ
ド，シリコンゲルマニウム，ゲルマニウム，ＩＩＩ−Ｖ
族化合物，ＩＩ−ＩＶ族化合物，もしくはＩ−ＩＩＩ−
ＶＩ族化合物，またはこれらの組合せを用いることもで
きる。
あくまでも一例であり、たとえば第１電極層５上にｎ
層，ｉ層およびｐ層の順に積層されてもよく、また、半
導体層９がいわゆるタンデム構造を有するように形成さ
れてもよい。さらに、半導体層９の主要な材料として、
水素化アモルファスシリコンのみならず、アモルファ
ス，多結晶もしくは微結晶またはそれらの組合せであっ
てもよく、さらに、シリコン以外にもシリコンカーバイ
ド，シリコンゲルマニウム，ゲルマニウム，ＩＩＩ−Ｖ
族化合物，ＩＩ−ＩＶ族化合物，もしくはＩ−ＩＩＩ−
ＶＩ族化合物，またはこれらの組合せを用いることもで
きる。
【００２３】次に、レーザスクライブ法によって半導体
層９を溶断し、既に形成されている第１電極層５の分離
溝１７に平行に近接していて約１００μｍの幅を有する
直線状の接続用開口溝７が形成される。そして、レーザ
スクライブによって発生した溶断残滓を除去するために
洗浄が行なわれ、その後に半導体層９を覆うように、ス
パッタリング法によって第２電極層１３が堆積される。
層９を溶断し、既に形成されている第１電極層５の分離
溝１７に平行に近接していて約１００μｍの幅を有する
直線状の接続用開口溝７が形成される。そして、レーザ
スクライブによって発生した溶断残滓を除去するために
洗浄が行なわれ、その後に半導体層９を覆うように、ス
パッタリング法によって第２電極層１３が堆積される。
【００２４】具体的には、接続用開口溝７が形成された
後に基板３をスパッタチャンバ内にセットし、そのチャ
ンバは１０-6Ｔｏｒｒより高度の真空に排気される。そ
の後、チャンバ内にスパッタガスとしてアルゴンガス
（Ａｒ）が導入され、１〜５ｍＴｏｒｒのガス圧のもと
にＲＦ放電によって、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）
がドーピングされたＺｎＯ層が８００〜１０００Åの厚
さに堆積される。ここで、第２電極層１３の材料として
は、ＺｎＯの他にＳｎＯ2 やＩＴＯ等の透明電極材料ま
たはＡｌ，Ａｇ，Ｃｒ等の金属材料を用いてもよく、さ
らにはこれらの材料の積層体を用いてもよい。
後に基板３をスパッタチャンバ内にセットし、そのチャ
ンバは１０-6Ｔｏｒｒより高度の真空に排気される。そ
の後、チャンバ内にスパッタガスとしてアルゴンガス
（Ａｒ）が導入され、１〜５ｍＴｏｒｒのガス圧のもと
にＲＦ放電によって、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）
がドーピングされたＺｎＯ層が８００〜１０００Åの厚
さに堆積される。ここで、第２電極層１３の材料として
は、ＺｎＯの他にＳｎＯ2 やＩＴＯ等の透明電極材料ま
たはＡｌ，Ａｇ，Ｃｒ等の金属材料を用いてもよく、さ
らにはこれらの材料の積層体を用いてもよい。
【００２５】その後、接続用開口溝７に関して分離溝１
７の反対側において、その接続用開口溝７に平行に近接
して上部分離溝１９が形成される。この上部分離溝１９
は、第２電極層１３と少なくとも導電性のよいｎ型微結
晶シリコン層とをレーザスクライブ法で除去することに
よって、約１００μｍの幅を有するように形成される。
７の反対側において、その接続用開口溝７に平行に近接
して上部分離溝１９が形成される。この上部分離溝１９
は、第２電極層１３と少なくとも導電性のよいｎ型微結
晶シリコン層とをレーザスクライブ法で除去することに
よって、約１００μｍの幅を有するように形成される。
【００２６】このとき、図５に示されているように、１
本のスクライブ線１９は点状のビームスポットに対応す
る孔の連続的な連なりによって形成されており、それら
の孔の中心間隔２９１が１本の溝の全域で実質的に等し
い間隔になるように、ステージの移動速度またはレーザ
ビームヘッドの移動速度が１本発明の溝のスクライブ中
に一定に維持される。すなわち、基板３に対するレーザ
ビームスポットの相対的移動速度が一定値に達した後に
レーザビームを遮蔽するシャッタを開くことによって溝
１９の形成が開始され、そのレーザビームの一定の相対
的移動速度が維持されている間にそのシャッタを閉じる
ことによって溝１９の形成が終了させられる。その結
果、スクライブ速度が一定の領域２５が基板３の全領域
に広がり、スクライブ線の両端部近傍において溝１９の
形状が悪化することがなくなり、隣接するセルに対応す
る電極１３間で良好な絶縁性が得られることになる。
本のスクライブ線１９は点状のビームスポットに対応す
る孔の連続的な連なりによって形成されており、それら
の孔の中心間隔２９１が１本の溝の全域で実質的に等し
い間隔になるように、ステージの移動速度またはレーザ
ビームヘッドの移動速度が１本発明の溝のスクライブ中
に一定に維持される。すなわち、基板３に対するレーザ
ビームスポットの相対的移動速度が一定値に達した後に
レーザビームを遮蔽するシャッタを開くことによって溝
１９の形成が開始され、そのレーザビームの一定の相対
的移動速度が維持されている間にそのシャッタを閉じる
ことによって溝１９の形成が終了させられる。その結
果、スクライブ速度が一定の領域２５が基板３の全領域
に広がり、スクライブ線の両端部近傍において溝１９の
形状が悪化することがなくなり、隣接するセルに対応す
る電極１３間で良好な絶縁性が得られることになる。
【００２７】これによって、基板上に第１電極５と第２
電極１３とによって挟まれた領域からなる光電変換セル
の複数個が電気的に直列接続されて形成される。
電極１３とによって挟まれた領域からなる光電変換セル
の複数個が電気的に直列接続されて形成される。
【００２８】最後に、レーザスクライブによって発生し
た溶断残滓を除去するための洗浄が行なわれ、必要に応
じてエポキシ樹脂などの適当なパッシベーション層が第
２電極層１３を覆うように塗布される。
た溶断残滓を除去するための洗浄が行なわれ、必要に応
じてエポキシ樹脂などの適当なパッシベーション層が第
２電極層１３を覆うように塗布される。
【００２９】以上のような本発明による図１の方法によ
って製造された集積型薄膜光電変換装置と図２に示され
ているような従来の方法によって製造された集積型薄膜
光電変換装置に関して、ＡＭ１．５の擬似太陽光のもと
で初期光電変換効率が比較された。その結果、図２の方
法による集積型薄膜光電変換装置の変換効率は９％であ
ったのに対して、本発明による図１の方法で製造された
集積型薄膜光電変換装置の変換効率は１０％以上とな
り、大幅な性能改善効果が得られることが確認された。
って製造された集積型薄膜光電変換装置と図２に示され
ているような従来の方法によって製造された集積型薄膜
光電変換装置に関して、ＡＭ１．５の擬似太陽光のもと
で初期光電変換効率が比較された。その結果、図２の方
法による集積型薄膜光電変換装置の変換効率は９％であ
ったのに対して、本発明による図１の方法で製造された
集積型薄膜光電変換装置の変換効率は１０％以上とな
り、大幅な性能改善効果が得られることが確認された。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１お
よび第２の電極層５，１３のスクライブ線１７，１９の
両端部近傍においても分離溝の形状が変化しないので、
十分な絶縁性が確保でき、その結果、高い性能と高い信
頼性を有する集積型薄膜光電変換装置を提供することが
できる。
よび第２の電極層５，１３のスクライブ線１７，１９の
両端部近傍においても分離溝の形状が変化しないので、
十分な絶縁性が確保でき、その結果、高い性能と高い信
頼性を有する集積型薄膜光電変換装置を提供することが
できる。
【図１】本発明による集積型薄膜光電変換装置の製造方
法を説明するための模式的な平面図である。
法を説明するための模式的な平面図である。
【図２】集積型薄膜光電変換装置の構造を示す模式的な
断面図である。
断面図である。
【図３】従来の集積型薄膜光電変換装置の製造方法を説
明するための模式的な平面図である。
明するための模式的な平面図である。
【図４】従来の方法によって形成された電極分離溝の両
端部近傍における溝の状況を説明するための模式図であ
る。
端部近傍における溝の状況を説明するための模式図であ
る。
【図５】好ましい相対速度のレーザビームスポットによ
って形成された電極分離溝の状態を説明するための模式
図である。
って形成された電極分離溝の状態を説明するための模式
図である。
２ レーザビームスポットの走査ラインが順次進行する
方向 ３ 絶縁基板 ５ 第１電極層 ７ 接続用開口溝 ９ 半導体光電変換層 １３ 第２電極層 １７ 第１電極分離溝 １９ 第２電極分離溝 ２３ スクライブ速度が遅い領域 ２５ スクライブ速度が好ましい一定値である領域 ２７ １つのレーザビームスポットに対応する孔 ２９１ 領域２５内において形成された連続的な孔の中
心間隔 ２９３ 領域２３内における連続的な孔の中心間隔
方向 ３ 絶縁基板 ５ 第１電極層 ７ 接続用開口溝 ９ 半導体光電変換層 １３ 第２電極層 １７ 第１電極分離溝 １９ 第２電極分離溝 ２３ スクライブ速度が遅い領域 ２５ スクライブ速度が好ましい一定値である領域 ２７ １つのレーザビームスポットに対応する孔 ２９１ 領域２５内において形成された連続的な孔の中
心間隔 ２９３ 領域２３内における連続的な孔の中心間隔
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁基板上に順次積層された第１電極
層，半導体光電変換層および第２電極層が複数の光電変
換セルを形成するように実質的に直線状で互いに平行な
複数の分離溝によって分離されていてかつそれらの複数
のセルが電気的に直列接続された集積型薄膜光電変換装
置において、 前記電極層を分離するための電極分離溝の各々は、その
溝を形成するために用いられた間欠的なレーザビームの
スポットに対応した孔が連続することによって形成され
ており、それらの孔の中心間隔は１つの前記電極分離溝
の全域にわたって実質的に等間隔であることを特徴とす
る集積型薄膜光電変換装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の集積型薄膜光電変換装
置の製造方法であって、 前記基板と前記レーザビームスポットとの間の相対的移
動は前記基板を載置するステージと前記レーザビームを
射出するビームヘッドとの少なくとも一方の移動によっ
て生ぜられ、 １つの前記電極分離溝の形成は前記相対的移動の速度が
一定状態に達した後に前記レーザビームを遮蔽するシャ
ッタを開けることによって開始され、かつ前記相対的移
動速度が一定状態を維持している間に前記シャッタを閉
じることによって終了することを特徴とする製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9002933A JPH10200137A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9002933A JPH10200137A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200137A true JPH10200137A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11543160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9002933A Pending JPH10200137A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10200137A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102130188A (zh) * | 2009-12-29 | 2011-07-20 | 杜邦太阳能有限公司 | 薄膜太阳能电池及用于制造一薄膜太阳能电池的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04263392A (ja) * | 1991-02-18 | 1992-09-18 | Shibaura Eng Works Co Ltd | 調理済み食品温蔵自動販売機 |
| JPH04263492A (ja) * | 1991-02-19 | 1992-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ接合装置 |
| JPH06224344A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-08-12 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 半導体装置の加工装置 |
| JPH0897453A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-12 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 太陽電池モジュールの製造法 |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP9002933A patent/JPH10200137A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04263392A (ja) * | 1991-02-18 | 1992-09-18 | Shibaura Eng Works Co Ltd | 調理済み食品温蔵自動販売機 |
| JPH04263492A (ja) * | 1991-02-19 | 1992-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ接合装置 |
| JPH06224344A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-08-12 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 半導体装置の加工装置 |
| JPH0897453A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-12 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 太陽電池モジュールの製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102130188A (zh) * | 2009-12-29 | 2011-07-20 | 杜邦太阳能有限公司 | 薄膜太阳能电池及用于制造一薄膜太阳能电池的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4796947B2 (ja) | 集積型薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| JP4194468B2 (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
| CN104584237B (zh) | 光生伏打元件及其制造方法 | |
| US20010054436A1 (en) | Photovoltaic element, producing method therefor, and solar cell modules | |
| JP3653800B2 (ja) | 集積化薄膜太陽電池の製造方法 | |
| KR20070119702A (ko) | 태양 전지 | |
| JPH05243596A (ja) | 積層型太陽電池の製造方法 | |
| JP2015198142A (ja) | 結晶シリコン太陽電池およびその製法、ならびに太陽電池モジュール | |
| KR20100023759A (ko) | 태양 전지 기판 및 제조 방법 | |
| KR20110040791A (ko) | 박막 태양 전지 및 그 제조 방법 | |
| JP3755048B2 (ja) | 集積化薄膜タンデム太陽電池とその製造方法 | |
| JP3655025B2 (ja) | 薄膜光電変換装置およびその製造方法 | |
| CN110277463B (zh) | 一种太阳能电池结构制作方法 | |
| JP2010123737A (ja) | 光電変換装置 | |
| WO2010050035A1 (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| KR101295547B1 (ko) | 박막 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 | |
| KR101047170B1 (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
| JP3243229B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP4127994B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| JP2024113124A (ja) | 太陽電池構造及び太陽電池の製造方法 | |
| JP3655027B2 (ja) | 集積型薄膜光電変換装置 | |
| JPH10200137A (ja) | 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法 | |
| JPH09129903A (ja) | 集積化薄膜タンデム太陽電池とその製造方法 | |
| JP4077456B2 (ja) | 集積化薄膜太陽電池 | |
| JP4875566B2 (ja) | 光電変換装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050412 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051213 |