JPH10275927A

JPH10275927A - 光起電力装置製造方法及び光起電力装置

Info

Publication number: JPH10275927A
Application number: JP9095279A
Authority: JP
Inventors: Masaki Shima; 正樹島
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JP3209702B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱劣化が生じないようにして表面電極とそ
の膜上の集電極との密着性を向上させた光起電力装置を
提供する。【解決手段】透光性の集電極５／半導体部４／裏面電
極３の層構造に形成され、表面電極５の膜上に金属の集
電極６が形成された光起電力装置を製造する光起電力装
置製造方法において、集電極６を加熱して表面電極５と
集電極６とを密着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面電極が金属酸
化物等からなる透明電極膜により形成され、その膜上に
金属の集電極が形成される太陽電池などの光起電力装置
の製造方法及びその光起電力装置に関し、詳しくはその
表面電極と集電極との密着性の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面電極に金属酸化物等からなる
透明導電膜（ＴＣＯ）が用いられる太陽電池，光センサ
等の光起電力装置においては、その面内抵抗を減らすた
めに、表面電極の膜上に金属からなる集電極を形成する
必要がある。

【０００３】そして、光起電力装置が熱による損傷を受
け易い場合には、装置が高温にならないように、真空蒸
着法，低温で焼結可能な銀ペーストを使用する方法，低
温溶融型の半田ディップ法，又は特開平６−１３２５５
１号公報（Ｈ０１Ｌ３１／０４）に記載の金属ワイヤ
ーを導電性接着剤により接着する方法等により、集電極
を表面電極の膜上に形成することが行われている。

【０００４】なお、前記の熱による損傷は、極端な場合
には表面電極と裏面電極との間の半導体部が加熱により
微結晶化等して熱劣化し、その導電率が大きくなってリ
ーク電流が増大することにより、表面電極と裏面電極と
の短絡（電極間短絡）として出現する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のように表面
電極の膜上に集電極の金属を蒸着，低温焼結，半田付
け，接着等により形成し、熱による損傷を受けないよう
にした場合、表面電極と集電極との密着性が悪く、装置
の信頼性が低下する問題点がある。

【０００６】例えば、低温で焼結した銀ペーストを使用
する方法や、低温溶融型の半田ディップ法で集電極を形
成した場合は、形成後数日間室温で放置すると集電極の
剥離等が発生し、装置の信頼性の著しい低下を招来す
る。

【０００７】また、真空蒸着法や金属ワイヤーの導電性
接着剤による接着方法を採用した場合は、大がかりな真
空プロセスが必要になったり、材料費が著しく高騰する
等の不都合も生じる。

【０００８】本発明は、熱による電極間短絡を防止して
表面電極と集電極との密着性を向上するようにした光起
電力装置製造方法及び光起電力装置を提供することを課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の光起電力装置製造方法においては、装置
全体を加熱するのでなく、集電極を加熱し、集電極とそ
の直下の透光性の表面電極とを局所的に加熱して相互に
混ざり合わせ、表面電極と集電極とを密着する。

【００１０】この場合、集電極の直下の半導体部の熱劣
化が少なく、表面電極と裏面電極との電極間短絡を防止
して集電極と表面電極との密着性が向上する。

【００１１】したがって、熱による損傷を受け易い場合
にも、大がかりな真空プロセスや材料費の高騰なく表面
電極と集電極とを十分に密着させて信頼性の高い光起電
力装置を安価に製造することができる。

【００１２】そして、集電極の加熱は、電磁波の照射に
よる誘導加熱又はレーザ光の照射により行うことが実用
的で好ましい。

【００１３】また、集電極の加熱による表面電極と裏面
電極との電極間短絡を確実に防止するため、ほぼ集電極
直下の表面電極と裏面電極との間に絶縁体を介在させて
集電極を加熱することが望ましい。

【００１４】この場合、集電極の加熱に伴う半導体部の
熱劣化が絶縁体により改善され、表面電極と裏面電極と
の間の短絡が確実に防止される。

【００１５】そして、裏面電極のほぼ集電極直下の部分
を除去し、等価的に前記の絶縁体を設けたのと同じ状態
にして集電極を加熱してもよい。

【００１６】さらに、半導体部に高導電率層がある場合
は、この高導電率層及び裏面電極のほぼ集電極直下の部
分を除去して集電極を加熱することが好ましい。

【００１７】つぎに、本発明の光起電力装置は、絶縁性
表面を有する基板上に、裏面電極、半導体部及び透光性
の表面電極が順次形成され、表面電極上に集電極を備え
てなる光起電力装置において、集電極のほぼ直下におけ
る裏面電極上と半導体部との間に絶縁体が設けられる。

【００１８】この場合、裏面電極上と半導体部との間に
介在した絶縁体により、集電極の加熱に伴う表面電極と
裏面電極との電極間短絡が防止され、集電極が表面電極
に密着し、しかも、表面電極と裏面電極との電極間短絡
がない信頼性の高い光起電力装置を提供できる。

【００１９】そして、裏面電極上と半導体部との間に絶
縁体を設ける代わりに、集電極のほぼ直下において裏面
電極又は裏面電極及び半導体部を形成する裏面電極側の
高導電率層を除去し、基板の絶縁性表面を露出せしめた
構成であってもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき図１な
いし図１１を参照して説明する。（第１の形態）まず、光起電力装置の１例であるアモル
ファスシリコン太陽電池（以下アモルファスシリンコを
ａ−Ｓｉという）を、その裏面電極のほぼ集電極直下の
部分を除去して製造する場合につき、図１ないし図３を
参照して説明する。

【００２１】図１はシングルセル・サブモジュール構成
のａ−Ｓｉ太陽電池１の構造を示す断面図であり、この
太陽電池１のサブモジュールは基板２上に金属からなる
裏面電極３，半導体部４及び金属酸化物等からなる透明
電極膜（ＴＣＯ）の表面電極５を形成し、表面電極５の
膜上に所定電極パターンで金属の集電極６を形成し、こ
の集電極６を加熱し表面電極５と集電極６とを密着させ
て製造される。

【００２２】このとき、集電極６の加熱による表面電極
６と裏面電極３との電極間短絡を確実に防止するため、
裏面電極３は図１及び図２の裏面電極パターンに示すよ
うにほぼ集電極直下の部分を除去し、集電極６のパター
ンに沿う例えばストライプ状の溝３’を設けて形成され
る。

【００２３】なお、溝３’の幅は電力変換効率の低下を
極力防止して表面電極５と裏面電極３との電極間短絡を
確実に防止するため、集電極６の幅より弱干広くするこ
とが好ましい。

【００２４】また、ＰＩＮ構造の半導体部４は裏面電極
３の形成後に、プラズマ反応でｎ，ｉ，ｐの３層を順に
生成して形成され、ｉ層は真性ａ−Ｓｉからなる。

【００２５】さらに、表面電極５は半導体部４の表面に
スパッタ等でＩＴＯ，ＺｎＯ₂等の透明導電膜を生成し
て形成され、その膜上の集電極６は例えば銀ペーストを
スクリーン印刷した後に低温焼結し、図３の集電極パタ
ーンに形成される。なお、図３の７は集電極６から電流
を取出すために形成されたバスバーである。

【００２６】つぎに、形成された集電極６の密着性向上
のための加熱は、例えば、その各部に上方から高周波の
電磁波ビームを照射し、高周波誘導加熱によりうず電流
を発生させて行われる。

【００２７】このとき、電磁波が集電極６に集中的に照
射され、しかも、金属の集電極６は表面電極５よりはる
かにうず電流が発生し易いため、集電極６のみが効率よ
く加熱され、この加熱により、集電極６と表面電極５の
集電極６との接触部分が瞬時的に高温溶融して相互に混
ざり合い、表面電極５と集電極６とが強固に密着する。

【００２８】そして、太陽電池１全体が加熱されること
なく、集電極６のみが効率よく加熱される。また、本実
施形態にあっては、集電極６のほぼ直下においては、裏
面電極３が除去され基板２の絶縁性表面が露出せしめら
れてなる溝３’が設けられており、半導体部４は溝３’
における基板２の絶縁性表面上に形成されている。従っ
て、例え集電極６の直下において、半導体部４に加熱に
伴うａ−Ｓｉの微結晶化が生じ導電率が大きくなったと
しても、この部分を介して裏面電極３と表面電極５とが
短絡することはない。

【００２９】したがって、太陽電池１を製造する際に、
熱による表面電極５と裏面電極３との電極間短絡を防止
して表面電極５と集電極６との密着性を大幅に向上する
ことができ、集電極６の剥離等のない信頼性の高いａ−
Ｓｉ太陽電池を安価に得ることができる。

【００３０】ところで、集電極６の加熱に用いる電磁波
ビームはマイクロ波帯のビームであってもよい。

【００３１】また、電磁波ビームを照射する代わりにレ
ーザ光をパルス照射等して加熱するようにしてもよい。

【００３２】（第２の形態）つぎに、第１の形態の場合
よりさらに一層確実に電極短絡を防止してａ−Ｓｉ太陽
電池を製造する場合につき、図４ないし図６を参照して
説明する。図４は図１と同様の断面図であり、この図４
のａ−Ｓｉ太陽電池１が図１と異なる点は、裏面電極３
だけでなく半導体部４の導電率が大きいｎ層（高導電率
層）についても、ほぼ集電極直下の部分が除去されてい
る点である。

【００３３】なお、ｎ層はマスクを用いたエッチング
や、レーザ光の照射等の方法で加工されて前記の集電極
直下の不要部分が除去される。

【００３４】そして、図１のように裏面電極３のほぼ集
電極直下の部分のみを除去して太陽電池１を製造した場
合は、図５に示すように、集電極６の加熱により半導体
部４のほぼ集電極直下の劣化部分４’に導電率が大きい
ｎ層が接触し、矢印に示すようなリーク電流が生じるお
それがある。

【００３５】しかし、図４のように裏面電極３だけでな
く半導体部４の導電率が大きいｎ層についても、ほぼ集
電極直下の部分を除去して太陽電池１を製造した場合
は、図６に示すように劣化部分４’にｎ層が接触せず、
リーク電流を完全に無くすことができる。

【００３６】すなわち、図４の構造の太陽電池１は、図
１の場合と同様の手法で集電極６を加熱して表面電極５
と集電極６との密着性を向上する際に、図１の構造のも
のよりもさらに一層確実に、表面電極５と裏面電極３と
の電極短絡を防止することができ、集電極６と表面電極
５との密着性が向上し、信頼性が向上したａ−Ｓｉ太陽
電池を得ることができる。

【００３７】（第３の形態）つぎに、裏面電極やｎ層の
一部を除去しない代わりに、表面電極と裏面電極との
間，すなわち裏面電極上と半導体部との間に絶縁体を設
けてａ−Ｓｉ太陽電池を製造する場合につき、図７ない
し図９を参照して説明する。

【００３８】図７は図１，図４と同様の断面図であり、
この図７の太陽電池１が図１，図４と異なる点は、裏面
電極３及び半導体部４は除去されず、半導体部４のほぼ
集電極直下の本来はｎ層が形成される部分にガラス，Ｓ
ｉＯ₂，ＳｉＮ等の絶縁体８を設けて形成されている点
である。

【００３９】この絶縁体８は、半導体部４の形成に先立
ち、例えば図８の絶縁体塗布パターンに示すように、裏
面電極３の表面のほぼ集電極直下の部分に形成して設け
られる。

【００４０】また、半導体部４の形成後、図３と同様の
図９の集電極パターンで集電極６が形成される。

【００４１】そして、集電極６が前記の高周波電磁誘導
又はレーザ光照射により加熱されて太陽電池１が製造さ
れる。

【００４２】この場合、表面電極５と裏面電極３との間
すなわち半導体部４において、図５，図６の劣化部分
４’と同様の劣化部分に絶縁体８が位置し、この絶縁体
８により等価的に劣化部分の抵抗が増大してその部分を
通るリーク電流が減少し、図１，図４のように裏面電極
３，ｎ層を除去することなく、それらと同様の効果が得
られる。

【００４３】したがって、本形態の場合も、集電極６と
表面電極５との密着性が向上し、信頼性が向上したａ−
Ｓｉ太陽電池を得ることができる。

【００４４】なお、場合によっては、裏面電極３の一部
の除去又は裏面電極３，半導体部４の高導電率層の一部
の除去と、絶縁体８の形成とを併用してもよい。

【００４５】（第４の形態）つぎに、結晶系太陽電池と
アモルファス太陽電池とを人工構築接合により複合化し
たハイブリッド型太陽電池（いわゆるＨＩＴ（Heteroju
nction with Intrinsic Thin-layer）構造太陽電池）の
製造に適用した場合につき、図１０，図１１を参照して
説明する。

【００４６】図１０はこのＨＩＴ構造太陽電池９の図１
１の集電極１０を省いた構造を示し、図中の１１は表面
電極（ＴＣＯ）、１２は半導体部であり、ａ−Ｓｉのｐ
層，ｉ層及びｎ型結晶シリコン（ｎ−Ｓｉ）層，ａ−Ｓ
ｉのｎ型ハイドープ（ｎ⁺）拡散層からなる。１３は裏
面電極である。

【００４７】そして、太陽電池９の製造は、ｎ−Ｓｉの
基板にプラズマ反応でａ−Ｓｉのｐ，ｉ，ｎ⁺の各層を
形成した後、表面電極１１，裏面電極１３を蒸着法等で
形成して行われる。

【００４８】さらに、表面電極１１の膜上に、図３，図
９と同様の図１１の電極パターンの集電極１０が塗布，
焼結されて形成され、集電極１０はバスバー１４に接続
される。

【００４９】そして、形成された集電極１０は前記第１
〜第３の形態の場合と同様、高周波電磁誘導加熱又はレ
ーザ光照射により加熱される。

【００５０】この場合、裏面電極，半導体部の高導電率
層の除去や絶縁体の形成は行われないが、集電極１０が
集中的に加熱されて表面電極１１と集電極１０とが密着
し、この加熱による太陽電池９の損傷，すなわち表面電
極１１と裏面電極１３との電極短絡を防止して表面電極
１１と集電極１０との密着性が向上する。

【００５１】そして、本発明は結晶系，アモルファス系
等の種々の半導体構造の光起電力装置の場合に適用する
ことができ、その際、半導体部がいわゆるタンデム型等
の多層集積型構造であってもよく、また、表面電極がピ
ラミッド形状のテクスチャ構造等のものであってもよい
のは勿論である。

【００５２】また、各電極や半導体の形成プロセスも集
電極６，１０を加熱するプロセスを省き、どのようであ
ってもよい。

【００５３】

【実施例】つぎに、本発明の光起電力装置製造方法及び
それによって得られる光起電力装置について具体的に説
明する。（実施例１）まず、第１の形態の実施例について、図１
〜図３及び図１２を参照して述べる。図１の太陽電池１
において、サブモジュールの基板２は１２cm角（１２０
mm×１２０mm）のガラス基板とした。

【００５４】また、裏面電極３は蒸着法により基板２上
の図２に示す１００mm×１１０mm（約７６％）の範囲に
Ａｇを３０００Å以下の厚さに形成した。

【００５５】さらに、その溝３’は裏面電極３を蒸着す
る際に基板２にマスクを密着させることにより形成し、
その幅は１mm（そのパターン間隔（１０mm）の１０％）
とした。

【００５６】つぎに、裏面電極３を形成した基板２上に
１０cm角（１００mm×１００mm）の半導体部４，表面電
極５を順に形成した。

【００５７】このとき、半導体部４はＲＦ−ＣＶＤ法に
より形成し、表面電極５はＲＦ−マグネトロンスパッタ
法によりＩＴＯで形成した。

【００５８】その際の形成条件は、つぎの表１，表２そ
れぞれに示すようにし、半導体部４の厚さは５０００Å
以下，表面電極５の厚さは１０００Å以下とした。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】つぎに、表面電極５の膜上に集電極６とし
て幅０．５mm（溝３’の幅の５０％），厚さ０．５mmの
銀ペーストをスクリーン印刷法で図３のパターンに塗布
した。

【００６２】そして、この銀ペーストを１５０℃，１時
間の条件で恒温槽中で焼成して集電極６を形成した。

【００６３】その後、高周波誘導加熱法により集電極６
のみを集中的に加熱した。この加熱プロセスの条件は、
２００Ｗｈ／kg，４００ｋHz，３０秒とした。

【００６４】この加熱時の温度をサーモビュアーで測定
したところ，集電極６の温度は約５５０℃に達したが、
その他の表面電極５等は約１００℃であった。

【００６５】なお、誘導加熱に用いた電磁波が集電極６
にのみ照射されるように、適当な大きさの開口部を持つ
ステンレスのマスク体により電磁波ビームの照射を規制
した。

【００６６】一方、製造した太陽電池１の変換効率を調
べるために、比較の対象とする太陽電池として、裏面電
極に溝を設けることなく太陽電池１と同じ条件で裏面電
極，半導体部，表面電極を形成し、この表面電極上に集
電極６と同形状の集電極を銀の蒸着で形成したサブモジ
ュール構成の太陽電池（比較用サブモジュール）を製造
した。

【００６７】そして、太陽電池１を実施例サブモジュー
ルとすると、このサブモジュールと比較用サブモジュー
ルの出力特性は、つぎの表３に示すようになった。

【００６８】

【表３】

【００６９】この表３から、本実施例で製造された太陽
電池１は、集電極６の誘導加熱処理によっては特性が劣
化しないこと，すなわち表面電極５と裏面電極３との間
の絶縁が保たれていることが判明した。

【００７０】なお、太陽電池１の集電極６に高周波誘導
加熱を施さなかった場合は、初期特性及び室内で１週間
放置した後の出力特性を測定したところ、つぎの表４に
示すようになった。

【００７１】

【表４】

【００７２】この表４から明らかなように、集電極６を
加熱しない場合、初期特性は高周波誘導加熱プロセスを
経た場合と同等であったが、１週間放置した後の特性
は、主に形状因子Ｆ．Ｆ．が大幅に低下している。

【００７３】これは、表面電極と集電極との間の接触抵
抗が増大した結果であると考えられる。

【００７４】これに対し、本願発明によれば、太陽電池
１は集電極６の加熱により、表面電極５と集電極６とが
密着していることが確かめられた。

【００７５】そして、表面電極５と集電極６との密着性
は、集電極６の加熱温度に依存し、その銀ペーストの誘
導加熱温度が約２００℃を越える辺りから向上し、この
密着性の向上は前記Ｆ．Ｆ．の経時劣化が減少して信頼
性が向上することから確認された。

【００７６】具体的には、集電極６の加熱温度に対して
室内に１週間放置した後のＦ．Ｆ．が図１２に示す特性
を示した。

【００７７】また、前記の密着性は、集電極６の加熱プ
ロセスの条件を、５０Ｗｈ／kg〜１５００Ｗｈ／kg，５
０ｋHz〜１０ＭHz，１〜６０秒の範囲にしても向上する
ことが確かめられた。

【００７８】ところで、裏面電極３の溝３’の幅に関し
ては、０．７mm以上（集電極６の幅０．５mmの１．４倍
以上）の幅があれば、誘導加熱の際に表面電極５と裏面
電極３との電極間短絡が生じないことが判明した。

【００７９】ただし、その幅が広くなるにしたがって、
太陽電池モジュールとしての有効面積が減少するため、
溝３’は１mm以下の幅とすることが望ましいと考えられ
る。

【００８０】つぎに、集電極６の加熱をレーザ光照射で
行った場合、その出力特性としてつぎの表５の特性が得
られた。

【００８１】

【表５】

【００８２】この表５の出力特性は、前記の高周波誘導
加熱に代え、レーザ光の照射によって集電極６を加熱し
た場合の特性であり、その他の製造条件は前記の高周波
誘導加熱の場合と同様である。また、使用したレーザは
ＣＷ−ＹＡＧレーザで、その照射条件は２０ｍＷ／cm²
とした。

【００８３】そして、集電極６を、前記照射条件でレー
ザ光を照射して加熱した結果、集電極６は４００℃程度
に加熱された。

【００８４】表５は太陽電池１の出力の初期効率と、室
内で１週間放置した後に測定した結果を示し、この結果
から明らかなように、レーザ光を照射して加熱した場合
にも、集電極６と表面電極５との密着性が向上し、信頼
性が向上することが判明した。

【００８５】（実施例２）つぎに、第２の形態の実施例
について、図４〜図６を参照して述べる。この実施例に
おいては、裏面電極３を蒸着する際のマスクを実施例１
のものから変更し、図４の溝３’の幅を０．５mm（集電
極６の幅０．５mmと同じ）に狭くした。

【００８６】また、ｎ層の除去には波長１．０６μｍの
パルスＹＡＧレーザ（波長：１．０６μｍ）を使用し、
そのレーザ強度は１×１０⁶Ｊ／パルスとした。なお、
その他の条件は実施例１と同様とした。

【００８７】そして、図１の裏面電極３のみを０．５mm
の幅で除去した太陽電池１と、図４の裏面電極３及びｎ
層を除去した太陽電池１の出力特性はつぎの表６のよう
になった。

【００８８】

【表６】

【００８９】この表６から明らかなように、図４の太陽
電池１の特性が図１のものより優れている。

【００９０】これは、図１の太陽電池１は、図５による
劣化部分４’が導電率の大きいｎ層と接触するために、
表面電極５と裏面電極３との間にリーク電流が流れる
が、図４の太陽電池１の場合は、図６のようにリーク電
流が流れないからである。

【００９１】なお、この図４の太陽電池１の場合も、裏
面電極３の溝３’の幅を０．７mm以上（集電極６の幅の
１．４倍以上）にすれば、裏面電極３と熱劣化したａ−
Ｓｉ間の距離が広がり、太陽電池特性への悪影響が一層
小さくなると考えられる。

【００９２】そして、本実施例の太陽電池１において
も、集電極６と表面電極５との密着性が向上し、信頼性
が向上することが判明した。

【００９３】（実施例３）つぎに、第３の形態の実施例
につき、図７〜図９を参照して述べる。この実施例にお
いては、図７の基板２を１２cm角のガラス基板とし、こ
の基板２上に図８のように裏面電極３及び絶縁体８を形
成し、その後に、半導体部４及び表面電極５，集電極６
を形成した。

【００９４】そして、絶縁体８はガラスペーストをスク
リーン印刷法で塗布，焼結し、３０００Å程度の厚さに
形成した。その焼結プロセスは、３５０℃，１時間程度
で窒素雰囲気中で行った。

【００９５】また、半導体部４，表面電極５，集電極６
の形成法は実施例１と同様とし、集電極６の加熱には実
施例１と同様の高周波誘導加熱プロセスを適用した。

【００９６】一方、この図７の太陽電池１の変換効率を
測定するため、裏面電極，半導体部，表面電極を図７の
太陽電池１と同様に形成し、表面電極の膜上に図９と同
様の電極パターンの集電極を銀の蒸着により形成した太
陽電池（比較用サブモジュール）を製造した。

【００９７】そして、図７の太陽電池１を実施例サブモ
ジュールとすると、このサブモジュールと比較用サブモ
ジュールの出力特性はつぎの表７に示すようになった。

【００９８】

【表７】

【００９９】この表７から明らかなように、本実施例の
太陽電池１にあっても、集電極６の誘導加熱処理によっ
ては特性が劣化せず、表面電極５と裏面電極３との間の
絶縁が保たれ、集電極６と表面電極５との密着性が向上
し、信頼性が向上することが判明した。

【０１００】また、裏面電極３と半導体部４との間の絶
縁体８については、０．６mm（集電極６の幅５mmの１．
２倍）以上の幅があれば、誘導加熱の際に表面電極５と
裏面電極３との電極間短絡が発生しないことが判明し
た。

【０１０１】ただし、幅が広くなるにつれ太陽電池モジ
ュールとしての有効面積が減少するため、１mm（集電極
６の幅の２倍）以下の幅とすることが望ましいと考えら
れる。

【０１０２】（実施例４）つぎに、第４の形態の実施例
について、図１０を参照して述べる。この実施例におい
ては、図１０のＨＩＴ構造太陽電池９に適用した。この
太陽電池９については、まず、半導体部１２のａ−Ｓｉ
の各層をＲＦ−ＣＶＤ法で形成し、表面電極１１をＲＦ
−マグネトロンスパッタ法で形成した。

【０１０３】これらの形成条件は、つぎの表８，表９に
示すように設定した。

【０１０４】

【表８】

【０１０５】

【表９】

【０１０６】さらに、表面電極１１としてのＩＴＯの膜
を形成した後、その膜上に図１１の集電極パターンに銀
ペーストを塗布し、焼結して集電極１０を形成し、この
集電極１０を高周波誘導加熱法により加熱した。

【０１０７】この加熱の条件は実施例１と同条件にし
た。そして、集電極１０の加熱後、裏面電極１３を銀の
蒸着により形成した。

【０１０８】一方、太陽電池９の特性を調べるために、
太陽電池９と同じ表面電極，裏面電極及び半導体部を有
するＨＩＴ構造の太陽電池（比較用サブモジュール）を
形成した。

【０１０９】この比較用サブモジュールの表面電極の膜
上には、図１１の集電極パターンで銀を蒸着して集電極
を形成し、この集電極には集電極１０のように加熱を施
さなかった。

【０１１０】そして、太陽電池９（実施例サブモジュー
ル）と比較用サブモジュールの初期出力特性はつぎの表
１０に示すようになった。

【０１１１】

【表１０】

【０１１２】この表１０から明らかなように、太陽電池
９は集電極１０の加熱によっては特性が劣化せず、表面
電極１１と裏面電極１３との絶縁が保たれることが判明
した。

【０１１３】また、集電極を銀ペーストの塗布，焼結の
みで形成し、集電極に高周波誘導加熱プロセスを施さな
かった場合は、その初期特性及び室内で１週間放置した
後の特性がつぎの表１１に示すようになった。

【０１１４】

【表１１】

【０１１５】この表１１から明らかなように、集電極を
加熱（高周波誘導加熱）しない場合、初期特性は集電極
の高周波誘導加熱プロセスを経た場合と同等であった
が、１週間後には主にＦ．Ｆ．が大幅に低下した。

【０１１６】これは、表面電極と集電極との密着性が悪
く、両電極間の接触抵抗が増大した結果であると考えら
れる。

【０１１７】すなわち、表１１からは太陽電池９の集電
極１０の加熱による表面電極１１と集電極１０との密着
性の向上に伴う効果が確かめられた。

【０１１８】

【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、本発明の光起電力装置製造方法においては、
装置全体を加熱するのでなく、集電極６，１０を加熱
し、集電極６，１０とその直下の表面電極５，１１とを
局所的に加熱して相互に混ざり合わせ、表面電極５，１
１と集電極６，１０とを密着するため、その際の表面電
極５，１１と裏面電極３，１３との間の半導体部４，１
２の熱劣化が極めて少なく、表面電極５，１１と裏面電
極３，１３との電極間短絡を防止して表面電極５，１１
と集電極６，１０との密着性を向上することができる。

【０１１９】したがって、熱による損傷を受け易い場合
にも、真空プロセスや材料費の高騰等なく表面電極５，
１１と集電極６，１０とを十分に密着させて信頼性の高
い光起電力装置を安価に製造することができる。

【０１２０】そして、集電極６，１０の加熱を、電磁波
の照射による誘導加熱又はレーザ光の照射により行うこ
とより、極めて実用的な手法で表面電極５，１１と集電
極６，１０とを密着させることができる。

【０１２１】また、ほぼ集電極直下の表面電極５，１１
と裏面電極３，１３との間に絶縁体８を介在させて集電
極６，１０を加熱することにより、表面電極５，１１と
裏面電極３，１３との電極間短絡を一層確実に防止して
信頼性の一層の向上を図ることができる。

【０１２２】さらに、裏面電極３，１３のほぼ集電極直
下の部分を除去して集電極６，１０を加熱することによ
り、前記の絶縁体８を設けることなく、絶縁体８を設け
た場合と同等の効果が得られる。

【０１２３】また、半導体部４，１２に高導電率層があ
る場合には、この高導電率層及び裏面電極３，１３のほ
ぼ集電極直下の部分を除去して集電極６，１０を加熱す
ることにより、表面電極５，１１と裏面電極３，１３と
の電極間短絡の防止を図ることができる。

【０１２４】つぎに、本発明の光起電力装置（太陽電池
１，９）は、集電極のほぼ直下における裏面電極３，１
３上と半導体部４，１２との間に絶縁体８を設けたた
め、表面電極５，１１と裏面電極３，１３との間に介在
した絶縁体８により、集電極６，１０の加熱に伴う表面
電極５，１１と裏面電極３，１３との電極間短絡を防止
することができ、集電極６，１０が加熱によって表面電
極に密着し、しかも、表面電極５，１１と裏面電極３，
１３との電極間短絡がなく、信頼性が極めて高くなる。

【０１２５】そして、裏面電極３，１３上と半導体部
４，１２との間に絶縁体８を設ける代わりに、集電極
６，１０のほぼ直下において裏面電極３，１３又は裏面
電極３，１３、及び半導体部４，１２を構成する高導電
率層を除去して基板２の絶縁性表面を露出せしめた構成
にしても、同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態の太陽電池の断面図
である。

【図２】図１の裏面電極パターンを示す平面図である。

【図３】図１の集電極パターンを示す平面図である。

【図４】本発明の実施の第２の形態の太陽電池の断面図
である。

【図５】図４の太陽電池のｎ層を除去しなかった場合の
熱劣化に伴うリーク電流説明用の断面図である。

【図６】図４の太陽電池の熱劣化に伴うリーク電流説明
用の断面図である。

【図７】本発明の実施の第３の形態の太陽電池の断面図
である。

【図８】図７の絶縁体塗布パターンを示す平面図であ
る。

【図９】図７の集電極パターンを示す平面図である。

【図１０】本発明の実施の第４の形態の太陽電池の集電
極を除去した状態の断面図である。

【図１１】図１０の太陽電池に形成される集電極パター
ンを示した平面図である。

【図１２】本発明の実施例１の集電極加熱温度に対する
太陽電池の特性図である。

【符号の説明】

１，９太陽電池２基板３，１３裏面電極４，１２半導体部５，１１表面電極６，１０集電極８絶縁体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性の表面電極／半導体部／裏面電極
の層構造に形成され、前記表面電極の膜上に金属の集電
極が形成された光起電力装置を製造する光起電力装置製
造方法において、前記集電極を加熱して前記表面電極と前記集電極とを密
着させることを特徴とする光起電力装置製造方法。
【請求項２】集電極の加熱を、電磁波の照射による誘
導加熱により行うことを特徴とする請求項１記載の光起
電力装置製造方法。
【請求項３】集電極の加熱を、レーザ光の照射により
行うことを特徴とする請求項１記載の光起電力装置製造
方法。
【請求項４】ほぼ集電極直下の表面電極と裏面電極と
の間に絶縁体を介在させ、集電極を加熱することを特徴
とする請求項１，請求項２又は請求項３記載の光起電力
装置製造方法。
【請求項５】裏面電極のほぼ集電極直下の部分を除去
し、集電極を加熱することを特徴とする請求項１，請求
項２又は請求項３記載の光起電力装置製造方法。
【請求項６】半導体部を構成する裏面電極側の高導電
率層及び裏面電極のほぼ集電極直下の部分を除去し、集
電極を加熱することを特徴とする請求項１，請求項２又
は請求項３記載の光起電力装置製造方法。
【請求項７】絶縁性表面を有する基板上に、裏面電
極、半導体部及び透光性の表面電極が順次形成され、前
記表面電極上に集電極を備えてなる光起電力装置におい
て、前記集電極のほぼ直下における前記裏面電極上と半導体
部との間に絶縁体が設けられたことを特徴とする光起電
力装置。
【請求項８】絶縁性表面を有する基板上に、裏面電
極、半導体部及び透光性の表面電極が順次形成され、前
記表面電極上に集電極を備えてなる光起電力装置におい
て、前記集電極のほぼ直下において前記裏面電極が除去さ
れ、前記基板の絶縁性表面が露出せしめられたことを特
徴とする光起電力装置。
【請求項９】絶縁性表面を有する基板上に、裏面電
極、半導体部及び透光性の表面電極が順次形成され、前
記表面電極上に集電極を備えてなる光起電力装置におい
て、前記集電極のほぼ直下において前記裏面電極、及び前記
半導体部を構成する裏面電極側の高導電率層が除去さ
れ、前記基板の絶縁性表面が露出せしめられたことを特
徴とする光起電力装置。