JPH104202A - 太陽電池の短絡部除去方法及び該短絡部除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体層を挟持する基板側電極と裏面側電極
との電極間に短絡部が発生した場合に、耐電圧以下の逆
方向電圧を印加して、その際に発生したジュール熱によ
り短絡部を除去あるいは酸化して絶縁する方法及びその
装置の改良を図ることにある。 【解決手段】 絶縁基板１０上に第１の電極層１６、半
導体層１８、第２の電極層２０が順次形成された１又は
複数の太陽電池セル１２から成る太陽電池１４における
太陽電池セル１２の正負の両極に対し、逆方向に耐電圧
以下の電圧を印加し、短絡部を除去する太陽電池の短絡
部除去装置において、太陽電池セル１２の正負の電極に
それぞれ、複数の点状の接触部を有する印加部材３０，
３２、１又は複数の線状の接触部を有する印加部材（３
８）、及び１又は複数の面状の接触部を有する印加部材
（４４）から選ばれる１種又は２種の印加部材を接触さ
せるように短絡部除去装置を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池特に非晶質
太陽電池の短絡部除去方法及び短絡部除去装置に関する
ものであり、さらに詳しくは、発電層を挟持する基板側
電極と裏面側電極との電極間に短絡部が発生した場合
に、耐電圧以下の逆方向電圧を印加して、その際に発生
したジュール熱により短絡部を除去あるいは酸化して絶
縁する方法及びその装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来より、非晶質太陽
電池の基板側の電極と裏面側の電極との短絡による欠陥
をなくす方法として、種々の方法が採られている。その
一つは、図９に示すように、基板１側の電極２ｂと同電
位の電極３ｃと、裏面側の電極３ｂとの間にプローブ４
を接触させ、その間に介在するｐｉｎ接合などの起電力
半導体層５に対して、逆方向にバイアス電圧を印加する
方法である。こうすることにより、短絡部（以下ピンホ
ールと呼ぶ）に電流が集中し、その結果、ジュール熱が
発生して短絡部の金属が酸化して絶縁層となるか、ある
いはその際の熱によって、その部分の金属が飛散してし
まうことにより、ピンホール部の欠陥を消滅させること
ができるのである。

【０００３】しかしながら、この方法はコスト的に安価
で且つ簡便であるが、ジュール熱によってピンホール部
を酸化あるいは飛散させることにより、短絡箇所が絶縁
した状態になるものの、電圧の印加時間、印加電圧値な
どの条件により、飛散した箇所の残りの部分において、
飛散の状況が必ずしも絶縁状況を作り出すものではなか
った。たとえば挟持された半導体層５である発電層が飛
散させられる一方、裏面金属３ｂ部分が残ってしまい、
その結果、裏面金属３ｂが基板１側の電極２ｂと接触し
てしまい、依然短絡状態のままになるということがよく
見られた。更に、そのピンホール部をジュール熱により
酸化または飛散させるために電圧を印加していく過程
で、耐電圧以上の電圧を印加してしまい、太陽電池の素
子を破壊してしまったり、あるいは発熱が大きすぎて、
飛散が発電層にのみ偏り、いっそうピンホール部を大き
くしてしまうという欠陥があった。

【０００４】２つ目の短絡部除去方法は、微小な短絡部
をセル上部から見つけだし、レーザービームを用いてそ
の部分にレーザーを照射することにより、ピンホール部
を加熱し、飛散させる方法である。この方法において
は、ピンホール部を除去するために用いるレーザー発生
装置が高価であることに加え、ピンホールの部位を検出
するための装置が高価であるため、太陽電池のコストア
ップにつながってしまうという問題があった。

【０００５】３つ目の短絡部除去方法は、レジストを用
いてピンホール部を予め埋めてしまうという方法であ
る。この方法は非晶質層を蒸着した後、レジストを塗布
し、その後ピンホ─ル部分にのみ光が通過することを利
用してレジストを硬化させ、そのピンホ─ル部分にのみ
絶縁層を作り出すのである。その後、塗布されたレジス
ト膜の未反応部分をリムーバーで除去し、洗浄乾燥を経
た後、裏面金属層を蒸着して、短絡部のない太陽電池を
製造するのである。

【０００６】このレジストを用いる方法は、裏面金属層
を蒸着する前に、レジストの現像工程やリムーブ工程な
どの所謂ウエット工程があるため、発電層である半導体
層と裏面金属層との間に、良好なオーミック接合を作り
難いという欠点があった。しかも、工程数が多くなるた
め、太陽電池のコストアップにつながってしまうという
問題もあった。

【０００７】そこで、本発明者らは短絡部除去方法とし
てコスト的にも安価であり、簡便に処理が可能な上記１
番目の方法、すなわち太陽電池を構成する電極３間に逆
方向のバイアス電圧を印加する方法を採用し、その方法
を改良することとした。この方法は、先に述べたよう
に、バイアス電圧の印加時間や印加する電圧の値により
ピンホール部をジュール熱により完全に酸化させ、ある
いは飛散させ、導通部をなくし絶縁状態を作り出すとい
う方法である。しかしながら、この方法は、ピンホール
部に電流を流し、その部分を酸化あるいは飛散させる前
に、電圧を印加し過ぎることにより、逆に絶縁箇所で、
しかもその絶縁間距離が特に短い部分に電界が集中して
しまい、その部分で放電が起こり、その際の熱で新たな
短絡箇所を作る恐れがある。また、不適切な印加電圧に
より、ピンホール部に電流が流れその部分が飛散して
も、非晶質半導体層５部分のみが飛散して、裏面の金属
電極３ｂ部分が充分に飛散しないため、裏面金属電極３
ｂと透明電極２ｂ側が短絡するという事態もある。更
に、逆方向に電圧を印加し過ぎてしまい、太陽電池素子
６そのものを破壊してしまうという恐れもある。

【０００８】本発明者らはこれら問題点を解決するため
に鋭意研究し検討した結果、本発明に係る太陽電池の短
絡部除去方法及びその装置を発明するに至った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池の
短絡部除去方法の要旨とするところは、絶縁基板上に第
１の電極層、半導体層、第２の電極層が順次形成された
１又は複数の太陽電池セルから成る太陽電池における該
太陽電池セルの正負の両極に対し、逆方向に耐電圧以下
の電圧を印加し、短絡部を除去する太陽電池の短絡部除
去方法において、該太陽電池セルの隣接する正負の電極
にそれぞれ、複数の点状、若しくは１又は複数の線状、
または１又は複数の面状に逆電圧を印加して短絡部を除
去することにある。

【００１０】次に、本発明に係る太陽電池の短絡部除去
装置の要旨とするところは、絶縁基板上に第１の電極
層、半導体層、第２の電極層が順次形成された１又は複
数の太陽電池セルから成る太陽電池における該太陽電池
セルの正負の両極に対し、逆方向に耐電圧以下の電圧を
印加し、短絡部を除去する太陽電池の短絡部除去装置に
おいて、該太陽電池セルの隣接する正負の電極にそれぞ
れ、複数の点状の接触部を有する印加部材、１又は複数
の線状の接触部を有する印加部材、及び１又は複数の面
状の接触部を有する印加部材から選ばれる１種又は２種
の印加部材を接触させるようにしたことにある。

【００１１】また、かかる太陽電池の短絡部除去装置に
おいて、太陽電池セルの長手方向の長さに対して、前記
１又は複数の線状又は面状の接触部を有する印加部材の
前記長手方向における接触長さが、約５０％以上である
ことにある。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る太陽電池の短絡部除
去方法及び装置は、逆バイアス電圧印加処理を行う際
に、各太陽電池セル毎の電極にそれぞれ、複数個のプロ
ーブなどから成る印加部材や、線状あるいは面状の印加
部材を接触させることにより、プローブから短絡部まで
の電圧降下を小さくすることができる。その結果、ピン
ホール部に電流を流す際に、印加部材によりピンホール
部の近傍部から逆方向の耐電圧以下の電圧で、ピンホー
ル部を飛散あるいは酸化させるのに充分な電流を適切に
制御して流すことができるようになる。

【００１３】すなわち、ピンホールが存在する箇所は、
各太陽電池セルにおいて、特に製膜時などに問題がなけ
れば、全くランダムに発生するものであり、しかもピン
ホール自身も複数個存在することが多い。このようにピ
ンホールを有する太陽電池セルに一つのプローブを当て
て電圧を印加した場合、ピンホール箇所とプローブ箇所
が近ければ容易にピンホールを酸化あるいは飛散により
除去することが可能であるが、距離が遠くなればピンホ
ール箇所までの距離が長くなるため、その箇所までの電
圧降下が大きくなる。この結果、ピンホール部分にかか
る電圧を充分な電圧にするためには、プローブ間にかか
る電圧をより大きな電圧としなければならない。この様
な過剰な電圧は、素子の破壊や、正常部での放電を誘発
し、ピンホール部における導通箇所を適切に除去できな
くなると言う問題点があった。そこで、各太陽電池セル
に電圧を印加する際に、複数個のプローブなどから成る
印加部材や線状又は面状の印加部材を用いて、その印加
部材に電圧を印加させることにより、ピンホールまで最
近接の印加部材から、ピンホールに印加することができ
る。したがって、電圧降下は小さなものとなり、同じ電
圧を印加した場合においても、ピンホール部分により多
くの電圧がかかるようになる。この結果、ピンホールを
除去するのに当たり、必要以上の電圧を印加させること
がなくなり、安定的にピンホールを除去することが可能
となる。

【００１４】また、印加部材を線状又は面状に形成する
ことができ、特に印加部材を面状に形成した場合、太陽
電池セルの金属電極は、接触面においては電圧降下がな
く印加されることになり、また、接触面以外の面におい
ても、電圧降下がほとんどない状態で印加されることに
なる。したがって、電圧を印加する際に、幅方向に太陽
電池セルとほぼ同じ長さ、あるいは少なくとも５割以上
の長さを持つ平滑な面を有する接触面を持つ印加部材に
電圧を印加することにより、ピンホールまでの距離が一
つのプローブを用いて行う場合に比べ大幅に短縮でき、
それにより金属電極及び透明電極部分の電圧降下は小さ
なものとなり、同じだけ電圧をかけた場合においても、
ピンホール部分により多くの電圧がかかるようになる。
この結果、ピンホールを除去するのにあたり、必要以上
の電圧がかかることがなくなり、安定的にピンホールの
みを除去することが可能となる。

【００１５】次に、本発明に係る太陽電池の短絡部除去
方法及び短絡部除去装置の実施の形態を図面に基づいて
詳しく説明する。

【００１６】まず本発明が適用される太陽電池はたとえ
ば図１に示すように、絶縁基板１０上に複数の太陽電池
セル１２ａ，１２ｂ……が集積された太陽電池１４を挙
げることができる。太陽電池１４は、絶縁基板１０上に
所定のパターンで複数の第１の電極層１６ａ，１６ｂ…
…と半導体層１８ａ，１８ｂ……及び第２の電極層２０
ａ，２０ｂ……が順次形成されて成る複数の太陽電池セ
ル１２ａ，１２ｂ……が集積化されたものである。

【００１７】この太陽電池１４において、絶縁基板１０
としてガラス基板や透明樹脂基板などの透光性の基板を
用いた場合、通常、第１の電極層１６ａ，１６ｂ……と
して透明電極、第２の電極層２０ａ，２０ｂ……として
金属電極が形成され、また、絶縁基板１０として金属板
などの透光性を有しない基板を用いた場合、第１の電極
層１６ａ，１６ｂ……として金属電極、第２の電極層２
０ａ，２０ｂ……として透明電極が形成される。これら
透明電極や金属電極は常法により１層又は２層以上から
形成され、いずれも公知の材質が用いられ、特に限定さ
れない。

【００１８】また、半導体層１８ａ，１８ｂ……につい
ても特に限定されるものではなく、たとえば非晶質シリ
コン系半導体層の場合、非晶質シリコン、水素化非晶質
シリコン、水素化非晶質シリコンカーバイド、非晶質シ
リコンナイトライドなどの他、シリコンと炭素、ゲルマ
ニウム、スズなどの他の元素との合金から成る非晶質シ
リコンなどが用いられ、さらにこれら非晶質又は微結晶
をｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、ヘ
テロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー型ある
いはこれらを組み合わせた型などに構成した半導体層が
用いられる。更にその他、半導体層１８はシリコン系に
限られず、ＣｄＳ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系などであっ
ても良く、なんら限定されない。

【００１９】太陽電池１４が形成された後、図２に示す
ように、絶縁基板１０の両端部には太陽電池１４の正負
の電極部に取出し電極２２，２４が半田２６により取り
付けられる。取出し電極２２，２４は半田メッキされた
銅箔などが用いられ、この取出し電極２２，２４の半田
付けは、たとえば太陽電池１４の正負の電極部に予備半
田付けした半田を超音波半田付け法などにより溶融させ
て行われるが、その他の方法でも良く、特に限定されな
い。取出し電極２２，２４を取り付けた後、封止樹脂に
より封止してモジュール化する前に、太陽電池セル１２
ａ，１２ｂ……に生じたピンホールなどによる短絡部の
除去が行われる。

【００２０】太陽電池の短絡部の除去は次のようにして
行われる。すなわち、製造された太陽電池１４は複数の
太陽電池セル１２ａ，１２ｂ……が直列に集積されてい
て、任意の太陽電池セル１２ｃの第２の電極層（以下、
金属電極という）２０ｃは隣接する一方の太陽電池セル
１２ｂの第１の電極層（以下、透明電極という）１６ｂ
と半導体層１８ｂのスクライブ線２８によって電気的に
接続されている。したがって、任意の太陽電池セル１２
ｂの透明電極１６ｂはその太陽電池セル１２ｂに隣接す
る太陽電池セル１２ｃの金属電極２０ｃと同電位であ
り、短絡部を除去するためのプローブ３０，３２の接続
は隣接する２つの太陽電池セル１２ｂ，１２ｃの金属電
極２０ｂ，２０ｃに対して行われる。

【００２１】プローブ３０，３２は図１及び図３に示す
ように、ほぼ等間隔に複数配設されていて、電気的に良
導体により形成され、プローブ３０，３２の先端が金属
電極２０ｂ，２０ｃの表面に接触させられたとき、複数
のプローブ３０，３２の先端がそれぞれほぼ均等な圧力
で接触させられ、且つ金属電極２０ｂ，２０ｃやその下
の半導体層１８ｂ，１８ｃなどを損傷させないように構
成されている。したがって、プローブ３０，３２は銅や
アルミニウムなどの金属のほか、弾力性、柔軟性を有す
る材料たとえば導電性樹脂などで形成されても良く、特
に限定されない。なお、個々のプローブ３０，３２を取
り付けるとともに電流を導くフレーム３４，３６に、個
々のプローブ３０，３２の接触圧力をほぼ一定にするた
めのバネやスポンジなどの緩衝部材又は緩衝装置を組み
込んでおくのが好ましい。

【００２２】プローブ３０と３２はそれぞれ相隣合う太
陽電池セル１２ｂ，１２ｃの金属電極２０ｂ，２０ｃの
表面に接触するように配設されていて、プローブ３０と
３２には太陽電池セル１２ｂ，１２ｃの正負の両極に対
して逆方向に、すなわちバイアス電圧の印加方向とは逆
方向に電圧が印加される。図１に基づいてより詳しく説
明するため、たとえば、ガラス基板１０の上に被着形成
した透明電極１６ａ，１６ｂ……上に、非晶質シリコン
半導体をｐ、ｉ、ｎの順に積層して半導体層１８ａ，１
８ｂ……を形成し、更にその上に金属電極２０ａ，２０
ｂ……を被着形成した構造の太陽電池セル１２ａ，１２
ｂ……が集積された太陽電池１４を例に説明する。

【００２３】この太陽電池１４における任意の太陽電池
セル１２ｂについて、短絡部を除去するために、まずプ
ローブ３０はその太陽電池セル１２ｂのｎ側に接した金
属電極２０ｂに接触させられ、またプローブ３２はｐ側
に接した透明電極１６ｂと同電位である隣接する太陽電
池セル１２ｃの金属電極２０ｃに接触させられ、ｐｉｎ
と逆方向の電圧が印加される。その際、各太陽電池セル
１２ａ，ｂ……にそれぞれプローブ３０，３２を当てて
電圧を印加するのであるが、各太陽電池セル１２に当て
るプローブ３０，３２の本数を複数個用いることによ
り、ランダムに発生する短絡部とプローブ３０，３２と
の距離が最も短い箇所に電流が流れ、電圧降下を極力低
くすることができる。したがって、プローブ３０，３２
における印加電圧の制御が容易となり、太陽電池セル１
２における絶縁部分、特に集積部分に電界がかかりすぎ
ることによって素子が破壊したり、あるいは素子そのも
のに耐電圧以上の逆方向電圧がかかることにより、素子
が破壊したりすることがなくなる。

【００２４】以上、本発明に係る太陽電池の短絡部除去
方法及びその装置における一実施の形態を詳述したが、
本発明は上述の形態に限定されるものではない。

【００２５】たとえば、複数のプローブに代えて、図４
に示すように、１又は複数の線状の印加部材３８で短絡
部除去装置４０を構成することができる。印加部材３８
を線状に形成することにより、太陽電池セル１２ａ，１
２ｂ……の金属電極２０ａ，２０ｂ……との接触部が線
で接触するため、ランダムに生ずる短絡部との距離を極
力短くすることができる。また、線状の印加部材３８を
複数ほぼ並行して配設することにより、短絡部との距離
を更に短くすることができる。特に、短絡部を除去しよ
うとする太陽電池セル１２ｂの金属電極２０ｂに接触さ
せられる印加部材３８については複数配設されているこ
とが好ましい。一方、短絡部を除去しようとする太陽電
池セル１２ｂの透明電極１６ｂを介して隣接する太陽電
池セル１２ｃの金属電極２０ｃに接触させられる印加部
材３８については、１本でも良いが、印加部材３８は特
に、透明電極１６ｂと金属電極２０ｃとが接続されるス
クライブ線２８の近傍部で金属電極２０ｃと接触させる
ようにするのが、電圧降下を最小限にすることができて
好ましい。

【００２６】ここで、印加部材３８は銅などの電気的良
導体である金属や導電性樹脂などによって形成され、断
面形状は円形、楕円形、多角形など、いずれでも良く、
特に限定されない。また、印加部材３８の線径などにつ
いても限定されず、線状の印加部材３８が安定且つ平均
して金属電極２０の表面に接触し、更に金属電極２０な
どにダメージを与えないように弾力性・柔軟性を備えて
構成されるのが好ましい。

【００２７】この線状の印加部材３８が図５(a) に示す
ように単一の部材で構成されている場合、太陽電池セル
１２の長手方向の長さＬに対して、その長手方向におけ
る印加部材３８の接触長さｎは、長さＬより短いのが好
ましいが、ほぼ同じ程度の長さであるのが最も好まし
い。また、この印加部材３８の接触長さｎは、太陽電池
セル１２の金属電極２０における電圧降下を考慮すれ
ば、長さＬの約５割以上であるのが最も好ましい。

【００２８】また、図５(b) に示すように、線状の印加
部材３９が太陽電池セル１２の長手方向に対して複数
（ｍ個）に分割されて構成されている場合、印加部材３
９の全長は太陽電池セル１２の長さＬよりも短いのが好
ましい。また、この印加部材３９の長さ（ｎ₁ ＋ｎ₂ ＋
ｎ₃ ＋……＋ｎ_m-1 ＋ｎ_m ）は、前述と同様に、太陽電
池セル１２の金属電極２０における電圧降下を考慮すれ
ば、長さＬの約５割以上であるのが最も好ましい。

【００２９】次に、図７に示すように、印加部材４２を
金属電極２０の表面に対して面状に接触し得るように構
成するのも好ましい。すなわち、印加部材４２は太陽電
池セル１２ａ，１２ｂ……の金属電極２０ａ，２０ｂ…
…の形状を縮小したような平滑な接触面で形成されるの
が好ましい。より具体的には、印加部材４２の接触面は
矩形に形成されるのが好ましく、この印加部材４２の材
質は導電性に優れた金属で形成し、金属電極２０ａ，２
０ｂ……との接触面となる表面に金などの接触抵抗が小
さい金属をメッキなどにより被覆するのが好ましい。太
陽電池セル１２ａ，１２ｂ……の金属電極２０ａ，２０
ｂ……を傷つけないためである。

【００３０】印加部材４２の金属電極２０ａ，２０ｂ…
…との接触面の形状は、太陽電池セル１２ａ，１２ｂ…
…の幅（長手）方向に伸びた接触面を有しているのが好
ましく、金属電極２０ａ，２０ｂ……から食み出さない
大きさであれば良いが、より大きな効果を得るために
は、印加部材４２の長さが少なくとも太陽電池セル１２
ａ，１２ｂ……の幅（長手方向の長さ）の５割以上の長
さを有する接触面を有する形状であるのが好ましく、よ
り好ましくは幅方向の接触面の長さが９割以上のものが
好ましい。また、印加部材４２の長さは太陽電池セル１
２の幅の５割以上の長さを有することが好ましいが、こ
の際、幅方向に伸びた印加部材４２は単一である必要は
なく、図６の例と同様に複数個に分割されていても良
い。

【００３１】印加部材が金属製である場合、接触時に太
陽電池セル１２ａ，１２ｂ……を傷つける可能性がある
ため、図６に示すように、少なくとも金属電極２０ａ，
２０ｂ……との接触部を導電性エラストマーを用いて印
加部材４４を構成するのが好ましい。導電性エラストマ
ーはエラストマーにカーボン又は金、銀、あるいは銅な
どの金属の微粉を混ぜて導電性を有するようにした高分
子をいう。この結果、エラストマー自身に高い導電性を
与えることができる。更に、高い導電性を保持するため
にエラストマー内部に、金細線などを保持した導電性エ
ラストマーを用いることも可能である。

【００３２】このような印加部材４４を用いることによ
り、太陽電池セル１２ａ，１２ｂ……における絶縁部
分、特に集積部分に電界がかかりすぎることによって素
子が破壊したり、あるいは素子そのもの耐電圧以上の逆
方向電圧がかかることにより素子が破壊したりすること
がなくなる。

【００３３】以上、本発明に係る短絡部除去方法及びそ
の装置の実施の形態を図面に基づいて説明したが、本発
明は図示した例示に限定されるものではないのは言うま
でもない。

【００３４】たとえば図１に示す複数のプローブ３０，
３２は直線状に配設されているだけでなく、格子状ある
いは千鳥状に配設されていても良く、特に限定されな
い。また、プローブ３０，３２の先端は球面又は平面で
あるのが好ましく、金属電極２０との接触時における面
圧を極力下げるようにするのが好ましい。

【００３５】また、上述の各種の印加部材を適宜組み合
わせて用いることも可能であり、印加部材の構成は本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で組み合わせる構成すること
が可能である。

【００３６】次に、印加部材を通して印加される電圧
は、直流だけでなく交流であっても良く、直流電圧をパ
ルス状にして印加することは可能であり、パルスの間隔
などは特に限定されない。また、印加電圧は一定であっ
ても良いが、連続的にあるいは断続的に電圧を増加又は
減少させ、あるいは増加と減少を繰り返して印加するよ
うに構成することも可能である。これら印加される電
圧，電流の大きさ、パルスの有無などの条件は太陽電池
セルによって決定される。

【００３７】その他、太陽電池セルの集積方法や構造な
どは上述の実施の形態に限定されるものではないなど、
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識
に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施
し得るものである。

【００３８】

【実施例１】まず、本発明が適用される非晶質太陽電池
を作製した。図１に示すように、基板サイズ４００ｍｍ
×３００ｍｍ、厚み４ｍｍのガラス基板１０上に熱ＣＶ
Ｄ法により透明導電膜層（１６）を被着形成した後、波
長０．５３μｍのＹＡＧレーザーの第二高調波を用い
て、その透明導電膜層（１６）を膜面側からスクライブ
し、短冊状に電気的に分離して透明電極１６ａ，１６ｂ
…を作製した。その後、純水で超音波洗浄を行い、透明
電極１６ａ，１６ｂ…が形成された面側に、基板温度を
２００℃、反応圧力を０．５Ｔｏｒｒから１．０Ｔｏｒ
ｒに設定して、モノシラン、メタン、ジボランから成る
混合ガス、モノシラン、水素から成る混合ガス、モノシ
ラン、水素、ホスフィンから成る混合ガスをこの順序に
て容量結合型グロー放電分解装置内で分解することによ
り、Ｐ型、Ｉ型、Ｎ型の非晶質半導体層の膜（１８）を
形成した。この後、先程のレーザーによるスクライブ線
より僅かにずれた位置を、透明電極１６ａ，１６ｂ…に
ダメージがないように波長０．５３μｍのＹＡＧレーザ
ーの第二高調波をガラス面側から入射させて分離し、非
晶質半導体層１８ａ，１８ｂ…を形成した。引き続い
て、非晶質半導体層１８ａ，１８ｂ…の面側に金属層
（２０）としてアルミニウムをスパッタリング法によ
り、厚み３００ｎｍを形成した後、この金属層（２０）
を波長０．５３μｍのＹＡＧレーザーの第二高調波を用
いて、透明電極１６のスクライブ線とは反対方向で、非
晶質半導体層１８ａ，１８ｂ…のスクライブ線よりわず
かにずれた位置にスクライブ線を入れて電気的に分離し
て金属電極２０ａ，２０ｂ…を形成することにより、集
積型非晶質シリコン太陽電池１４を作製した。

【００３９】次に、図２に示すように、この太陽電池１
４の両端に正負の取り出し電極２２，２４を設けた。こ
の取り出し電極２２，２４は半田メッキされた銅箔を用
いており、ガラス基板１０との接着は超音波半田付け法
により、予備半田付けされた半田２６によってガラス基
板１０との接着を行った。

【００４０】このようにして作製された太陽電池は複数
の太陽電池セルが集積されたものであり、個々の太陽電
池セルを以下、ユニットセル１２ａ，１２ｂ…と呼ぶ。
図１に示されるように、この隣接した２つのユニットセ
ル１２ｂ，１２ｃにおける一方の電位はｐｉｎ接合のｎ
側に接した金属電極２０ｂの電位であり、他方のユニッ
トセル１２ｃの金属電極２０ｃの電位はｐ側に接した透
明電極１６ｂの電位と同電位となっている。したがっ
て、逆方向に電圧を印加するためには、ｎ側に接する金
属電極２０ｂに（＋）、透明電極１６ｂと同電位である
金属電極２０ｃには（−）の電圧を印加することにな
る。

【００４１】ここで、上記の手法によって製造された太
陽電池１４は、長さが０．７５ｃｍ、幅が３８．８ｃｍ
の細長い短冊状のユニットセル１２ａ，１２ｂ…が４０
段、集積化された構造となっている。そこで、図１及び
図３に示すように、プローブ３０，３２を４ｃｍ間隔で
１０本ずつ平行に２列配置し、１列目のプローブ３０と
２列目のプローブ３２をそれぞれ隣合うユニットセル１
２ｂ，１２ｃの金属電極２０ｂ，２０ｃに接触させ、そ
れぞれユニットセル１２ｂ，１２ｃに対して逆方向にバ
イアス電圧を印加して、ピンホールの除去を行った。こ
のようにして集積化された４０段の全てのユニットセル
１２ａ，１２ｂ…に逆方向バイアスを印加して行き、こ
の集積型太陽電池のピンホール部の除去を行った。な
お、電圧の印加は２回行い、１回目は６Ｖ、２回目は８
Ｖの電圧をそれぞれ０．５秒ずつの矩形波で印加した。

【００４２】まず、製造された１０枚の太陽電池１４に
ついて、何らの処理も施さずに特性として出力を測定し
た。測定条件は、１００ｍＷ／ｃｍ² エアーマス１．５
の条件であった。その結果の平均値を初期値として表１
に示した。次いで、上記短絡部除去方法によりその太陽
電池１４について特性回復を行った後、特性を測定し
た。その結果の平均値を処理後として表１に示した。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【実施例２】実施例１と同様にして製造された１０枚の
太陽電池１４について、まず何らの処理も施さずに特性
として出力を測定した。測定条件は実施例１と同様であ
る。次いで、この太陽電池１４を用いて、図７に示すよ
うに、長さ０．２ｍｍ、幅３８．０ｃｍの接触面を有す
る面状の印加部材４２を２列に配置し、１列目と２列目
に、それぞれ太陽電池セル１２ｂ，１２ｃ金属電極２０
ｂ，２０ｃに対して逆方向にバイアス電圧を印加して、
ピンホールの除去を行った。このようにして集積化され
た４０段全ての太陽電池セル１２ａ，１２ｂ…に逆方向
バイアス電圧を印加して行き、この集積型セルのピンホ
ール部の除去を行った。尚、電圧の印加は２回行い、１
回目は６Ｖ、２回目は８Ｖの電圧をそれぞれ０．５秒ず
つの矩形波で印加した。このようにして特性回復を行っ
た太陽電池１０枚の平均の初期値と処理後の特性比較を
表１に示す。

【００４５】

【実施例３】実施例１と同様にして製造された１０枚の
太陽電池１４について、まず何らの処理も施さずに特性
として出力を測定した。測定条件は実施例１と同様であ
る。次いで、この太陽電池１４を用いて、図５に示すよ
うに、長さ０．２ｍｍ、幅１０．０ｃｍの接触面を有す
る面状の印加部材４２を２列に配置して、実施例２と同
様にしてピンホールの除去を行った。このようにして特
性回復を行った太陽電池１０枚の平均の初期値と処理後
の特性比較を表１に示す。

【００４６】

【比較例１】実施例１と同様にして製造された１０枚の
太陽電池１４について、何らの処理も施さずに特性を測
定し、その平均値を初期値として表１に示した。次に、
従来どおり図９に示すように、１本のプローブ４で逆方
向バイアス電圧を印加する処理による太陽電池の特性回
復を行った。得られた太陽電池について特性を測定し、
その平均値を処理後として表１に併せて示した。

【００４７】表１からも分かるように、実施例１に示す
複数のプローブによる短絡部除去方法では、初期値に対
して処理後は出力が約１．４６倍に向上していた。ま
た、実施例２に示す面状の印加部材による短絡部除去方
法では、初期値に対して出力が約１．４５倍に向上して
いた。一方、従来方法では、出力が１．１６倍までにし
か特性が回復していなかった。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係る太陽電池の短絡部除去方法
及びその装置は、複数のプローブから成る印加部材や、
１又は複数の線状あるいは面状の印加部材により短絡部
までの距離を短くし、第１の電極及び第２の電極におけ
る電圧降下が少なくなるように構成したため、印加電圧
の設定と制御が容易且つ安定したものとなり、短絡部の
除去を確実に行うことができる。その結果、この方法を
用いることにより、太陽電池の最大出力が大幅に改善さ
れ、太陽電池そのものの歩留まりを向上させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る太陽電池の短絡部除去方法及びそ
の装置の１実施の形態を示す要部拡大斜視説明図であ
る。

【図２】本発明に用いられる太陽電池の１例を示す説明
図であり、同図(a) は要部拡大正面説明図、同図(b) は
平面説明図である。

【図３】図１に示す太陽電池の短絡部除去方法及びその
装置の実施の形態を示す要部斜視説明図である。

【図４】本発明に係る太陽電池の短絡部除去方法及びそ
の装置の他の実施の形態を示す要部拡大斜視説明図であ
る。

【図５】図４に示す太陽電池の短絡部除去方法及びその
装置の全体の構成を示す斜視説明図である。

【図６】本発明に係る太陽電池の短絡部除去方法及びそ
の装置の他の実施の形態を示す斜視説明図である。

【図７】本発明に係る太陽電池の短絡部除去方法及びそ
の装置の更に他の実施の形態を示す要部拡大斜視説明図
である。

【図８】本発明に係る太陽電池の短絡部除去方法及びそ
の装置の更に他の実施の形態を示す要部拡大斜視説明図
である。

【図９】従来の太陽電池の短絡部除去方法及びその装置
の１例を示す要部拡大斜視説明図である。

【符号の説明】

１０：絶縁基板（ガラス基板） １２：太陽電池セル １４：太陽電池 １６：第１の電極層（透明電極） １８：半導体層 ２０：第１の電極層（金属電極） ３０，３２：プローブ（印加部材） ３８，３９，４２，４４，４６：印加部材 ４０：短絡部除去装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に第１の電極層、半導体層、
   第２の電極層が順次形成された１又は複数の太陽電池セ
   ルから成る太陽電池における該太陽電池セルの正負の両
   極に対し、逆方向に耐電圧以下の電圧を印加し、短絡部
   を除去する太陽電池の短絡部除去方法において、該太陽
   電池セルの隣接する正負の電極にそれぞれ、複数の点
   状、若しくは１又は複数の線状、または１又は複数の面
   状に逆電圧を印加して短絡部を除去することを特徴とす
   る太陽電池の短絡部除去方法。
2. 【請求項２】 絶縁基板上に第１の電極層、半導体層、
   第２の電極層が順次形成された１又は複数の太陽電池セ
   ルから成る太陽電池における該太陽電池セルの正負の両
   極に対し、逆方向に耐電圧以下の電圧を印加し、短絡部
   を除去する太陽電池の短絡部除去装置において、該太陽
   電池セルの隣接する正負の電極にそれぞれ、複数の点状
   の接触部を有する印加部材、１又は複数の線状の接触部
   を有する印加部材、及び１又は複数の面状の接触部を有
   する印加部材から選ばれる１種又は２種の印加部材を接
   触させるようにしたことを特徴とする太陽電池の短絡部
   除去装置。
3. 【請求項３】 太陽電池セルの長手方向の長さに対し
   て、前記１又は複数の線状又は面状の接触部を有する印
   加部材の前記長手方向における接触長さが、約５０％以
   上であることを特徴とする請求項２に記載する太陽電池
   の短絡部除去装置。