JPS59220978A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JPS59220978A JPS59220978A JP58097233A JP9723383A JPS59220978A JP S59220978 A JPS59220978 A JP S59220978A JP 58097233 A JP58097233 A JP 58097233A JP 9723383 A JP9723383 A JP 9723383A JP S59220978 A JPS59220978 A JP S59220978A
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- JP
- Japan
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- laser beam
- photovoltaic device
- electrode layer
- semiconductor layer
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
-
- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は太陽光等の光エネルギを直接電気エネルギに変
換する光起電力装置の製造方法に関する。
換する光起電力装置の製造方法に関する。
←)従来技術
光エネルギを直接1を気エネルギに変換する光起電力装
置、所謂太陽電池は無尽蔵な太陽光を主たるエネルギ嚢
源としているために、エネルギ資源の枯渇が問題となる
中で脚光を浴でいる。
置、所謂太陽電池は無尽蔵な太陽光を主たるエネルギ嚢
源としているために、エネルギ資源の枯渇が問題となる
中で脚光を浴でいる。
第1図は斯る光起電力装置を示し、(1)は力゛ラス・
透光性プラスチック等の絶縁基板、(2a)(2b)C
20)は該絶縁基板(1)の−主面に並設された複数の
光電変換領域で、該変換領域(2a)(2bX21の各
々は、絶縁基板(1)側から酸化スズ(8n02 )、
酸化インジウムスズ(InzOs−8nOz)等の透明
酸化電極材の第1 Wf極層(3B)(3b)(30)
、!:、例えばi入射側からPIN接合を有するアモル
ファスシリコン等の膜状光半導体層(4B)(4b)(
4c)と、EIJ導体1(4a)(4b)(4c)とオ
ーミック接触するアルミニウムAd等の第2電極層(5
1m)(5b)(51と、を順次重畳せしめた積層構造
を成している。更に、上記並設された光if換領領域2
a)(2b)(2o)は右111117)光半導体層(
4b)(4c)下面から絶縁基板(1)上に露出した第
1電極層(3b)(30’)の露出部(5b’) (5
C’)に、左繭シの光半導体層(4B)(4b)上面か
ら延出して来た第2電極層(5B)(5b)の延長部(
5B’)(5b)が直接結合し、従って複数の光電変換
領域(2B)(2b)(21i1:電9(的に直列接続
される。
透光性プラスチック等の絶縁基板、(2a)(2b)C
20)は該絶縁基板(1)の−主面に並設された複数の
光電変換領域で、該変換領域(2a)(2bX21の各
々は、絶縁基板(1)側から酸化スズ(8n02 )、
酸化インジウムスズ(InzOs−8nOz)等の透明
酸化電極材の第1 Wf極層(3B)(3b)(30)
、!:、例えばi入射側からPIN接合を有するアモル
ファスシリコン等の膜状光半導体層(4B)(4b)(
4c)と、EIJ導体1(4a)(4b)(4c)とオ
ーミック接触するアルミニウムAd等の第2電極層(5
1m)(5b)(51と、を順次重畳せしめた積層構造
を成している。更に、上記並設された光if換領領域2
a)(2b)(2o)は右111117)光半導体層(
4b)(4c)下面から絶縁基板(1)上に露出した第
1電極層(3b)(30’)の露出部(5b’) (5
C’)に、左繭シの光半導体層(4B)(4b)上面か
ら延出して来た第2電極層(5B)(5b)の延長部(
5B’)(5b)が直接結合し、従って複数の光電変換
領域(2B)(2b)(21i1:電9(的に直列接続
される。
この様な装置に於いて、光利用効率を左右する一つの要
因は、装吟全体の受光面積(即ち、基板内債)に列し、
実際に発電に寄与する光電変換領域(2B)(2b)(
20)の総面積の占メル割合いである。然るに各光電変
換領域(2B > (,2b)(2C)の1しく¥接間
隔に必然的に存在する分離領域は上記面仔1割合いを低
−トさせる。
因は、装吟全体の受光面積(即ち、基板内債)に列し、
実際に発電に寄与する光電変換領域(2B)(2b)(
20)の総面積の占メル割合いである。然るに各光電変
換領域(2B > (,2b)(2C)の1しく¥接間
隔に必然的に存在する分離領域は上記面仔1割合いを低
−トさせる。
従って、光利用効率を向上させるためには各光TlL及
力君領域(2+1)(2b)(20)の降接間隔である
分離領域を小さくしなければならない。
力君領域(2+1)(2b)(20)の降接間隔である
分離領域を小さくしなければならない。
Jviる間隔縮小は各層の加工精度で決まり、従って、
細密加工性に@免れている写真蝕刻技術が有望である。
細密加工性に@免れている写真蝕刻技術が有望である。
この技術による場合、基板(1)全面への第1ηL庵層
の被着工程と、フォトレジスト及ヒエッチングによる各
個別の第1電極層(6B)(3b)(30)の分離、即
ち各第1電極層(3B)(3b)i’o)の隣接間隔部
分の除去工程と、を順次経た後、同様の被着工程及び除
去工程を光半導体層(48)(4b)(40)並びに第
2ffl極層(5a)(5b)’(50)Kついても各
々再度繰シ返し行なうことになる。
の被着工程と、フォトレジスト及ヒエッチングによる各
個別の第1電極層(6B)(3b)(30)の分離、即
ち各第1電極層(3B)(3b)i’o)の隣接間隔部
分の除去工程と、を順次経た後、同様の被着工程及び除
去工程を光半導体層(48)(4b)(40)並びに第
2ffl極層(5a)(5b)’(50)Kついても各
々再度繰シ返し行なうことになる。
然し乍ら、上記写真蝕刻技術は水洗い等のウェットプロ
セスを含むために、膜状を成す光半導体層(4a)(4
b)(40)Kピンホーtvが形成されることがあシ、
次工程で被着される第2電極材が斯るピンホールを介し
て第1電極層(3B)(3b)(30)に到達する結果
、該第1¥N、極層(3B)(3b)(3(りI/′i
当該光電変換領域(2B)(2b)(2C)の光半導体
層(41(4b)(40)を挾んで対向する第2電極層
(5B)(5b)(50)と電気的に短絡する事故を招
いていた。また、第2電極層(5B ) (5b )(
5C)がオーミック接触する光半導体層(4B)(4b
)(4C)の接触面は上記写真蝕刻技術によるフォトレ
ジストの塗布・剥離及び水洗いに於いてピンホールが形
成されないまでも膜質が劣化せしめられると共に、水洗
いに使用した水が僅かながら残留し次工程で被着される
第2電極層(511)(5b)(5G)を腐食する危惧
を有してい7’(n 特開昭57−12568号公報に開示された先行技術は
、レーザビーム照射による層の焼き切りで、上記吟接間
隔を設けるものであり、写真蝕刻技術を使わないその技
法は上記の課題を解決する上で極めて有効である。
セスを含むために、膜状を成す光半導体層(4a)(4
b)(40)Kピンホーtvが形成されることがあシ、
次工程で被着される第2電極材が斯るピンホールを介し
て第1電極層(3B)(3b)(30)に到達する結果
、該第1¥N、極層(3B)(3b)(3(りI/′i
当該光電変換領域(2B)(2b)(2C)の光半導体
層(41(4b)(40)を挾んで対向する第2電極層
(5B)(5b)(50)と電気的に短絡する事故を招
いていた。また、第2電極層(5B ) (5b )(
5C)がオーミック接触する光半導体層(4B)(4b
)(4C)の接触面は上記写真蝕刻技術によるフォトレ
ジストの塗布・剥離及び水洗いに於いてピンホールが形
成されないまでも膜質が劣化せしめられると共に、水洗
いに使用した水が僅かながら残留し次工程で被着される
第2電極層(511)(5b)(5G)を腐食する危惧
を有してい7’(n 特開昭57−12568号公報に開示された先行技術は
、レーザビーム照射による層の焼き切りで、上記吟接間
隔を設けるものであり、写真蝕刻技術を使わないその技
法は上記の課題を解決する上で極めて有効である。
斯るレーザ技術により第1図の如き光起電力装置を製造
する場合、第1電極層、光半導体層及び第2電極層は各
層被着工程終了後に各光電変換領域(2a)(2b)(
2c)毎KL/−fP::−Aの照射によ部分h1tさ
れる。このレーザビームの照射による分離に於いて留潰
、しなければならないことは、焼き切らんとする膜部分
の下に他の膜が存在しておれば、それに損傷を与えない
ことである。
する場合、第1電極層、光半導体層及び第2電極層は各
層被着工程終了後に各光電変換領域(2a)(2b)(
2c)毎KL/−fP::−Aの照射によ部分h1tさ
れる。このレーザビームの照射による分離に於いて留潰
、しなければならないことは、焼き切らんとする膜部分
の下に他の膜が存在しておれば、それに損傷を与えない
ことである。
さもなければ、目的の膜部分を焼き切った上、必要とし
ない下の膜まで焼き切ってしまう。
ない下の膜まで焼き切ってしまう。
上記先行技術はこの要求を満すべく第1電極層、光半導
体層及び第2電極層の閾値エネルギ祷度が加工する順序
に小さいことに着目し、レーザビームの出力を選択する
ことを提案している。
体層及び第2電極層の閾値エネルギ祷度が加工する順序
に小さいことに着目し、レーザビームの出力を選択する
ことを提案している。
然し乍ら、上記レーザビーム出力の選択はレーザビーム
を対物レンズを介してビームを収束せしめる度合、即ち
ビーム径を調整することによって行なわれるために、上
記対物レンズと被加工面との距離を常に一定に保持しな
ければビーム径が変動し、大面積化が要求される光起電
力装置にあって斯るビーム径を厳密に制御することは製
造工程上困難である。
を対物レンズを介してビームを収束せしめる度合、即ち
ビーム径を調整することによって行なわれるために、上
記対物レンズと被加工面との距離を常に一定に保持しな
ければビーム径が変動し、大面積化が要求される光起電
力装置にあって斯るビーム径を厳密に制御することは製
造工程上困難である。
e→ 発明の目的
本発明は斯る点に鑑みて為されたものであって、その目
的は細密加工性に富むレーザ技術の使用を可能ならしめ
ることにある。
的は細密加工性に富むレーザ技術の使用を可能ならしめ
ることにある。
に)発明の構成
本発明光起電力装置の製造方法は、基板の絶縁表面に分
割配置された複数の第1TFL価層を連続的に覆う膜状
の光半導体層を被着した後、該光半導体層をレーザビー
ムの照射により除去し複数の光電変換領域毎に分割する
と同時に上記第1電極層の一部を直列接続せしめるべく
電気的に露出せしめるχ際し、該露出部を予め上記レー
ザビームの照射に列して鮭加工性の導電保護層で被覆す
る、構成にある。
割配置された複数の第1TFL価層を連続的に覆う膜状
の光半導体層を被着した後、該光半導体層をレーザビー
ムの照射により除去し複数の光電変換領域毎に分割する
と同時に上記第1電極層の一部を直列接続せしめるべく
電気的に露出せしめるχ際し、該露出部を予め上記レー
ザビームの照射に列して鮭加工性の導電保護層で被覆す
る、構成にある。
0う 実 〃向 例
第2図乃至第8図は・本発明実施例方法を工程順に示し
ている。第2図の工程では、厚み1間〜3闘程度の透明
なガラス製絶縁基板(10)α上面に、厚ら成る第1〒
lj−JM層(11)が被着される。
ている。第2図の工程では、厚み1間〜3闘程度の透明
なガラス製絶縁基板(10)α上面に、厚ら成る第1〒
lj−JM層(11)が被着される。
第6図の工程では、隣接間隔部01)がレーザビームの
照射によp除去されて、個別の各第1電極層(11B)
(11b)・・・が分離形成される。使用されるレーザ
は波長1.06μm、エネルギ密度6 X 107W/
ct4、パ/I/ス周波数6KHz ノN d :YA
Gレーザが適当であり、苅物レンズf50MM。
照射によp除去されて、個別の各第1電極層(11B)
(11b)・・・が分離形成される。使用されるレーザ
は波長1.06μm、エネルギ密度6 X 107W/
ct4、パ/I/ス周波数6KHz ノN d :YA
Gレーザが適当であり、苅物レンズf50MM。
走査速度50門/渡により加工される。このレーザ加工
により隣接間隔部面の間隔(Ll)は約5第4図の工程
では、第1電極M#(Ilb)・・・の直列接続に必要
な露出部(11b’戸・を露出せしめたマスクを介して
該第1電極#(11b)・・・に比してレーザビームの
照射に対して熱加工性の導電保護層■を電子ビーム蒸着
、スパッタ等により幅(W)300μm、厚み1000
A程度被着せしめる。斯る難加工性の導電保護層(12
)としては、使用されるレーザに対し反射率、熱伝導率
及び融点の高い銀、金、銅、白金が好適である。
により隣接間隔部面の間隔(Ll)は約5第4図の工程
では、第1電極M#(Ilb)・・・の直列接続に必要
な露出部(11b’戸・を露出せしめたマスクを介して
該第1電極#(11b)・・・に比してレーザビームの
照射に対して熱加工性の導電保護層■を電子ビーム蒸着
、スパッタ等により幅(W)300μm、厚み1000
A程度被着せしめる。斯る難加工性の導電保護層(12
)としては、使用されるレーザに対し反射率、熱伝導率
及び融点の高い銀、金、銅、白金が好適である。
第5図の工程では、各第1電極層(11B)(11b)
・・・及び導電保護層02)の表面を含んで絶縁基板0
0)上全面に連続的に厚み5000A〜7000Aのア
モルファスシリコンの光半導体?1(131が被着され
る。斯る光半導体#(13)はその内部に膜面に平行な
FIN接合を含み、従ってより具体的には、先fPWの
アモルファスシリコン層が被着され、次いでl型及びぺ
型のアモルファスシリコン層が順次積層被着される。
・・・及び導電保護層02)の表面を含んで絶縁基板0
0)上全面に連続的に厚み5000A〜7000Aのア
モルファスシリコンの光半導体?1(131が被着され
る。斯る光半導体#(13)はその内部に膜面に平行な
FIN接合を含み、従ってより具体的には、先fPWの
アモルファスシリコン層が被着され、次いでl型及びぺ
型のアモルファスシリコン層が順次積層被着される。
第6図の工程では、隣接間隔部(13)鋺レーザビーム
の照射によシ除去されて、個別の各光半導体層(13a
)(13b)・・・が分離形成される。使用されるレ
ーザは上n己Nd:YAGレーザであり、そのエネルギ
密度は2 X 107W/dである。斯るレーザビーム
の照射により内接間隔部(13)′の光半導体層が60
0μmnの間隔(L2)に亘り除去され、導市;保hl
t層(12)が露出せしめられる。
の照射によシ除去されて、個別の各光半導体層(13a
)(13b)・・・が分離形成される。使用されるレ
ーザは上n己Nd:YAGレーザであり、そのエネルギ
密度は2 X 107W/dである。斯るレーザビーム
の照射により内接間隔部(13)′の光半導体層が60
0μmnの間隔(L2)に亘り除去され、導市;保hl
t層(12)が露出せしめられる。
この時、上記導電保護層(12)にレーザビームが最終
的に到達するが、注目すべきは斯る導電保護層(J2)
が下層の第17■枠にり(llb)の露出部(11b
/、よりもレーザビームの照射に対して難加工性を呈し
、f!’51ii!i工ネルギ密度が高くなっているこ
とである。従って、光半導体層(13)をその膜部分だ
け除去するに?7!、は必要十分な照射時間長をもって
レーザビームを走査させると、光半導体層α3)の膜部
分だけ完全に除去されて、その結果一時的にレーザビー
ムが導■i保設層(12)を直撃するに致ったとしても
、その部分けはとんと損傷を受けず、また、たとえレー
ザビームのエネルギ密度の厳密な制御が行なわれ外かっ
たと靴も、23電保眼層Uは閾値エネルギ密度が遥かに
高いために、加工されるに至らない。
的に到達するが、注目すべきは斯る導電保護層(J2)
が下層の第17■枠にり(llb)の露出部(11b
/、よりもレーザビームの照射に対して難加工性を呈し
、f!’51ii!i工ネルギ密度が高くなっているこ
とである。従って、光半導体層(13)をその膜部分だ
け除去するに?7!、は必要十分な照射時間長をもって
レーザビームを走査させると、光半導体層α3)の膜部
分だけ完全に除去されて、その結果一時的にレーザビー
ムが導■i保設層(12)を直撃するに致ったとしても
、その部分けはとんと損傷を受けず、また、たとえレー
ザビームのエネルギ密度の厳密な制御が行なわれ外かっ
たと靴も、23電保眼層Uは閾値エネルギ密度が遥かに
高いために、加工されるに至らない。
第7図の工程では、導電保護層α2及び光半導体層(1
3B)(13b)・・・の各表面を含んで絶縁基板(1
αα上面に厚み5000X〜1μm程度のチタンから成
る第2電極層(14)が被着される。
3B)(13b)・・・の各表面を含んで絶縁基板(1
αα上面に厚み5000X〜1μm程度のチタンから成
る第2電極層(14)が被着される。
第8図の最終工程では、隣接間隔部(14)畷レーザビ
ームの照射によシ除去されて、個別の各第2電極層(1
4B)(14b)・・・が形成され、その結果各光驚変
換領域(151L)(15b)・・・が電気的に直列接
続される。使用されるレーザはNd:8)は約20μm
に設定される。
ームの照射によシ除去されて、個別の各第2電極層(1
4B)(14b)・・・が形成され、その結果各光驚変
換領域(151L)(15b)・・・が電気的に直列接
続される。使用されるレーザはNd:8)は約20μm
に設定される。
(へ)発明の効果
本発明は以上の説明から明らかな如く、第1電極層の電
気的露出部を予めレーザビームの照射に対して難加工性
の導電保護層で被覆したので、レーザ出力を厳密に制御
することなく、複数の第1電極層を連続的に覆う膜状の
光半導体層をレーザビームの照射によシ各光電変換領域
毎に分割せしめると同時に上記第HQ:4i!li粕の
一部を直列接続せしめるべく電気的に露出せしめること
ができ、製造工程が簡便となる。
気的露出部を予めレーザビームの照射に対して難加工性
の導電保護層で被覆したので、レーザ出力を厳密に制御
することなく、複数の第1電極層を連続的に覆う膜状の
光半導体層をレーザビームの照射によシ各光電変換領域
毎に分割せしめると同時に上記第HQ:4i!li粕の
一部を直列接続せしめるべく電気的に露出せしめること
ができ、製造工程が簡便となる。
第1図は典型的な光起電力装置の要部斜視図、第2図乃
至第8図は本発明製造方法を工程順に示す断面図、であ
る。 aO+ −−−−・−絶R基板、(111(11R)
(11b )−・−第1電極層、(12)・・・・・・
導電保護層、(131(13B)(13b )−−−・
−光半導体層、(141(14B)(14b)・・・・
・・第2電極層、(15B)(15b)・・・・・・光
iぼ変換領域。
至第8図は本発明製造方法を工程順に示す断面図、であ
る。 aO+ −−−−・−絶R基板、(111(11R)
(11b )−・−第1電極層、(12)・・・・・・
導電保護層、(131(13B)(13b )−−−・
−光半導体層、(141(14B)(14b)・・・・
・・第2電極層、(15B)(15b)・・・・・・光
iぼ変換領域。
Claims (1)
- (1)複数の膜状光電変換領域が基板の絶縁表面に於い
て電匈的に直列接続された光起電力装置の製造方法であ
って、上記基板の絶縁表面に分割配置されfc複数の第
1電極層を連続的に覆う膜状の光半導体層を被着した後
、゛該元半導体層をレーザビームの照射によシ除去し複
数の光電変換領域毎に分¥;!Iすると同時に上記第1
Wm層の一部を直列接続せしめるべくm:’A的に露出
せしめるに際し、該露出部を予め上記レーザビームの照
射に対して難加工性の導電保膜層で被法することを特徴
とした光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58097233A JPS59220978A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58097233A JPS59220978A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220978A true JPS59220978A (ja) | 1984-12-12 |
Family
ID=14186899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58097233A Pending JPS59220978A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220978A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4734379A (en) * | 1985-09-18 | 1988-03-29 | Fuji Electric Corporate Research And Development Ltd. | Method of manufacture of solar battery |
| US4783421A (en) * | 1985-04-15 | 1988-11-08 | Solarex Corporation | Method for manufacturing electrical contacts for a thin-film semiconductor device |
| JPH0193174A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US4956023A (en) * | 1987-03-31 | 1990-09-11 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Integrated solar cell device |
| JP2008060374A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP58097233A patent/JPS59220978A/ja active Pending
Cited By (5)
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