JPS60211882A - 光電変換装置およびその作製方法 - Google Patents

光電変換装置およびその作製方法

Info

Publication number
JPS60211882A
JPS60211882A JP59068329A JP6832984A JPS60211882A JP S60211882 A JPS60211882 A JP S60211882A JP 59068329 A JP59068329 A JP 59068329A JP 6832984 A JP6832984 A JP 6832984A JP S60211882 A JPS60211882 A JP S60211882A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
photoelectric conversion
oxide
semiconductor
conductive film
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
Application number
JP59068329A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP59068329A priority Critical patent/JPS60211882A/ja
Publication of JPS60211882A publication Critical patent/JPS60211882A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/30Integrated 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
    • H10F19/31Integrated 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光照射により光起電力を発生ずるアモルフ
ァス半導体を含む非単結晶半導体を絶縁表面を有する基
様上に設けた光電変換素子(単に素子ともいう)を複数
個電気的に直列接続し、高い電圧を発生させる光電変換
装置において、第2の電極の側より光を照射する光電変
換装置およびその作製方法に関する。
本発明の装置における素子の配置、大きさ、形状は設計
仕様によって決められる。しかし、本発明の内容を簡単
にするため、以下の詳細な説明においては、第1の素子
の下側(基板側)の第1の電極と、その右隣りに配置し
た第2の素子の第2の電極(半導体−ヒ即ち基板から離
れた側)とを電気的に直列接続させた場合を基として記
す。
かかる構成において、第1の素子および第2の素子のそ
れぞれの第2の電極間を互いに分離するための第3の開
溝は、PまたはN型の非単結晶半導体層に密接して半導
体と金属との化合物(混合物)よりなる非酸化物透光性
導電膜(以下、単にTCNOという)、特に例えばクロ
ム・シリサイドを設け、該導電膜上に酸化スズまたは酸
化インジュームを主成分とする透光性導電膜(以下単に
TCOともいう)を積層して導体として構成セしめたこ
とを特徴とする。
本発明は、半導体上に設けられた第2の電極用導体をレ
ーザ光を用いてスクライブせしめ、それぞれの電極に分
離形成せしめるものである。その際、1800℃もの高
温のレーザ光の照射に対し、その下側の非単結晶半導体
特に水素化アモルファス半導体が多結晶化され、導電性
になってしまうことを防ぐため、昇華性を有し、かつ熱
伝導率が比鮫的小さいTCOとその下に非酸化物透光性
導電膜(TCNO)とを積層し、かかる積層した導電膜
にLSを施すことにより第3の開溝下の半導体を除去す
ることなく初期状態のまま保持し、どの開溝部での半導
体のレーザアニールによる多結晶化、微結晶化を防いだ
ものである。
即ち、従来、単に光入射側の第2の電極としてITO(
酸化インジュームを主成分とする透光性導電酸化膜)の
電子ビーム蒸着法が用いられていた。
しかしITOは下地の非単結晶半導体の長期使用におい
て酸化反応をし続け、その境界に酸化珪素絶縁膜をバリ
アとして作製してしまう。これらのことより、第2の電
極の改良がめられていた。
加えてCTOのみの電極においては、第3の開溝をLS
で形成せんとした時、その下の半導体ばかりか、さらに
その下の第1の電極に対してもスクライブをして損傷を
与えてしまいやすく、結果として量産性を可能とする透
光性の第2の電極をマスクレス・プロセスで形成する方
法はこれまでまったく知られていなかった。
本発明はかかる目的のため、マスクレスプロセス即ちL
Sにより開溝を作り得るクロムと半導体との反応による
非酸化物透光性導電膜である金属間化合物を形成させ、
半導体金属間の界面反応を防止し、加えてLSO際の半
導体およびその第1の電極への損傷を防いだものである
う 例えば非単結晶半導体上にクロムまた珪化クロムを10
〜200人の厚さに形成させた。さらに100〜300
℃代表的には200℃の温度(30分〜5時間)での熱
処理により下地珪素材料との反応を起こせしめ、熱的に
きわめて安定かつ緻密なりロム・シリサイド (Cr 
約5%、・Si 約95%)を30〜200人の厚さで
構成し、きわめて安定なバッファ1−を構成させ得るこ
とが実験的に判明した。さらにNまたはP型半導体層と
のオーム接触の抵抗も低くきわめて望ましいものであっ
た。
さらに本発明はこの上面にTCOを同じ電子ビーム蒸着
法またはスパッタ法とにより200〜2000人の厚さ
に積層したTCNOとTCOとの2層構造の第2の電極
としたものである。即ち、TCNOとTCOとを同じ電
子ビーム蒸着法により作製し得ることは、その製造工程
でまったく余分の工程を用いず、大きな特長である。
以下に図面に従って本発明の詳細を示す。
第1図は本発明の製造工程を示す縦断面図である。
図面において絶縁表面を有する基板(1)例えばステン
レス板(例えば厚さ20〜100 μ例えば50μ、長
さ〔図面では左右方向) 60cm、中20c+n><
16)を用いた。さらにこの上面に全面にわたってポリ
イミド樹脂等の耐熱性有機樹脂(17)を形成させたも
のを基板(1)として用い、た。さらにこれらの絶縁表
面を有する基板上にスパック法によりクロムを主成分と
する被4% (14)を100人の厚さにマグネトロン
スパッタ法により作製した。さらにその上面にITOを
1050人の厚さに(その上面の半導体がN型の場合)
または酸化スズ(15)を1050人の厚さに(その上
の半導体がP型の場合)を形成させた。
この後、WAGレーザ加工機(日本レーザ製 波長1.
06μまたは0.53μ)により平均出力0.1〜3W
(焦点距離40mm)をQスイッチをかけて加えて開m
 (13)を形成した。このスポット径は20〜70μ
φ代表的には50μφにマイクロコンピュータにより制
御した。かくして第1の電極用導体にこの照射レーザ光
を走査させて、スクライブラインである第1の開溝(1
3)を形成させ、各素子間領域(31)、(11’)に
第1の電極(2)を作製した。
下側の第1の電極としてクロムのみならず昇華性を有す
る他の導電膜例えばモリブデン、クロム化合物であって
もよいことはいうまでもない。さらにこのクロムの低い
光学的反射率を向上させ、ひいては素子の変換効率を向
上させるため、Cr中に銅または銀を0.1〜50重量
%例えば2.0〜10重量%添加した。
(1) Cr (300〜5000人)、(2) Cr
−Cu (2,5重量%)り300〜5000人)(3
)Cr−八g (2,5重量%)(300〜5000人
)がLSの加工性において優れていた。
これらの電極において、(1)のクロムを用いる場合は
、LSにより同時にその下の半導体も完全に除去させて
しまうため、製造歩留りが大きい。
しかし反射率が低いため長波長光特性がよくない。
他方(2>、< 3 )の銀、銅が添加されたクロムt
よ光の反射率が5〜20%もクロム単体に比べて向上さ
せることができレーザ加工性には特に界雷がなく理想的
であった。
この第1のLSにより形成された第1の開溝(13)は
、巾約50μ長さ20cm深さは第1の導電膜の電極そ
れぞれを完全に切断して電気的に分離した。
この後、この電極(2)、開i (13)の上面にプラ
ズマCVD法またはLPCV D法により光照射により
光起電力を発生させる非単結晶半導体層(3)を0.2
〜1.0μ代表的には0.7 μの平均厚さに形成させ
た。
その代表例はITO(15)上にN型微結晶半導体−I
型アモルファスまたはセミアモルファスのシリコン半導
体(約0.7μ)−P型の微結晶(約500人)を有す
る半導体珪素の非単結晶半導体、さらにこの上に5ix
C1−×(x =0.9約50人)を積層させて一つの
NIP接合を有する非単結晶半導体、またはP型半導体
(SixGe 1−X) −1型、N型、P型Si半導
体−I型Si半導体−N型5ixC1−)<半導体より
なる2つのPIN接合と1つのPN接合を有するタンデ
ム型のPINFIN、、、、、PIN接合の半導体(3
)である。
さらに第1図(B)に示されるごとく、第1の開溝(1
3)の左方向側(第1の素子側)にわたって第2の開溝
(18)を第2のLSI程により形成させた。
この図面では第1および第2の開溝(13)、< 18
 )の中心間を100μずらしている。
かくして第2の開溝(18)は第1の電極の側面(8)
または側面と上面(9)(11]O〜5μ)を露出させ
た。
さらにこの基板を希弗酸(48%IIFを10倍の水で
希釈した1/10肝をここでは用いた)にて10秒へ1
分代表的には30秒エツチングした。
すると半導体(3〉、導電膜(2)がLSの際、大気中
の酸素と反応して生成した低級多孔性酸化珪素を除去す
ることができた。
次にこの半導体上にクロムまたはクロム・ンリサイドを
電子ビーム蒸着法により20〜200人の厚さに形成さ
せた。この時の基板温度は100〜300℃例えば20
0℃である。さらにこの雰囲気は真空中であるため、こ
の被膜を形成した後30分〜1時間熱アニールをし、T
CNOを形成させた。さらにこの表面上に透光性のIT
Oを電子ビーム蒸着法により300〜2000人の厚さ
例えば500人の厚さに形成させることによりT(:N
OとTCOの2I−の第2の電極用の導電膜を形成した
。このITOは透過率87%(500μm )、シート
抵抗20Ω/口であった。TCNOは透過率85%(5
00μm )、シート抵抗3に’Ω/口であった。
次に本発明の第1図(C)においては、この第2の電極
を構成するクロム(45)とコネクタ(30)とが電気
的にショートしないよう、第3の開溝(20)を第1の
素子領域(31)にわたって設りた。
即ち第1の素子の開放電圧が発生ずる電極(39)。
(3B)間の電気的分離をレーザ光(20〜100μφ
代表的には50μφ)を第2の開溝(1B)より約10
0μ離間せしめて形成させた。即ち第3の開ei(20
)の中心は第2の開溝(30)の中心に比べて100〜
200μ代表的には150μの深さに第1の素子側にわ
たって設けている。
このLSによりTCNOの下の半導体が損傷を受すない
ようにして除去した。第1図(C)はかかる図面を示す
かくして第1図(C)に示されるごとく、複数の素子(
31)、< 11 )をf地のCTF (15)とクロ
ムとの連結による連結部(12)で直接接続する光電変
換装置を作ることができた。
第1図(D)はさらに本発明を光電変換装置として完成
させんとしたものであり、即ちパッジヘイジョン膜とし
てプラズマ気相法により窒化珪素膜(21)を500〜
2000人の厚さに均一に形成さ−U、湿気等の吸着に
よる各素子間のリーク電流の発生の防止および反射防止
膜用に形成した。
かくして照射光(10)により発生した光起電力は側面
または側面と上面とのコンタクトより矢印(32)のご
とく第1の素子の第1の電極より第2の素子の第2の電
極に流れ、直列接続をさせることができた。
その結果、この基板(60cm X 20cm)におり
て各素子を114.35mm連結部の+11150 /
J、外部引出し電極部の中10mm、周辺部4mmによ
り、実質的に580mm X 192mm内に40段を
有し、有効面積(192mm X14.35mm 40
段1102 cnl即ち91.8%)を得ることができ
た。
そして、セグメントが9.5%(1,05cm)の変換
効率を有する場合、パネルにて6.4%(理論的には8
.1%になるが、40段連結の抵抗により実効変換効率
が低下した)〈へ旧 (100mW / cnl ) 
)にて、6.4−の出力電力を有せしめることができた
さらにこのパネルを150℃の高温放置テストを行うと
1000時間を経て10%以下例えばパネル数20枚に
てX=3.3%の低下しかみられなかった。
これは従来のマスク方式を用いて信頼性テストを同一条
件にて行う時、10時間で動作不能パネル数が17枚も
発生してしまうことを考えると、驚異的な値であった。
またこのパネル例えば40cm X 60cmまたは6
0cm x20cm、 40cm X 120cmを2
ケ、4ケまたは1ケをアルミサツシまたは炭素繊維枠内
に組み合わせることによりパッケージさせ、120cm
 X 40cmのNP、DO規格の大電力用のパネルを
設けることが可能である。
またこのNEDO規格のパネルはシーフレックスにより
弗素系保護膜を本発明の充電変換装置の反射面側(図面
では上側)にはりあわせて合わせ、風圧、雨等に対し機
械強度の増加を図ることち自効である。
さらに本発明を以下に実施例を記してその詳細を補完す
る。
実施例1 第1図の図面に従ってこの実施例を示ず。
即ち透光性基板(1)としてステンレス箔(16)(厚
さ50μ)、長さ60cm、中20cmを用いた。
この上面にポリイミド樹脂(17)を3μの厚さに塗付
しブロッキング層とした。
さらにその上に銅が2.5%混入したクロムをマグネト
ロンスパッタ法により1000人の厚さに形成した。さ
らにその上にITOを1050人の厚さに同時にスパッ
タ法により作製した。
さらにこの後、第1の開溝をスポット径50μ、平均出
力0.7Wの買Gレーザをマイクロコンピユータにより
制御して0.3m/分の走査速度にて作製した。
さらにパネルの端部をレーザ光平均出力0.7旧ごて第
1の電極用半導体をガラス端より5mm内側で長方形に
走査し、パネルの枠との電気的短絡を防止した。素子領
域(31)、(11)は15mm中とした。
この後公知のPCVD法により第2図に示したPIN接
合を1つ有する非単結晶半導体を作製した。
その厚さは約0.7μであった。
かかる後、第1の開溝より100μ第1の素子(31)
をシフトさせて、スポット径50μφ、出力IWにて大
気中でLSにより第2の開溝(18)を第1図(B)に
示すごとく作製した。
さらにこの上面にクロムを20人の厚さに電子ビーム蒸
着法により形成した。この後200℃、1時間の熱処理
を施し、さらにITOを500人の厚さに同じ蒸着装置
により作製した。
さらに第3の開溝(20)を同様に第3のLSをYAG
レーザを用い、0.6 W (スキャンスピード30c
m )の平均出力で50μφの光径にて第2の開溝(1
8)より150μのわたり深さに第1の素子(31)側
にシフトして形成させ、第1図(C)を得た。
この後、パンシベイション膜(21)をpcvo法によ
り窒化珪素膜を600人の厚さに200°Cの基板温度
(被膜形成時間30分)にて作製した。
すると20cm X 60cmのパネルに15mm1J
の素子を40段作ることができた。
パネルの実効効率として八Ml (100m W / 
CIA)にて8.1%、出力6.4Wを得ることができ
た。
有効面積は1102cJであり、パネル全体の91.8
%を有効に利用することができた。
第1図において、光入射は上側の透光性絶縁基板よりと
した。
本発明において第2の開溝(18)は半導体の一方より
他方のすべてにわたって形成することよりもその内部の
みとする方が集積化に伴う電極間のショートまたリーク
の発生を少なくすることができた。また第2の開溝を1
つまたば複数の開化とし、半導体内部でのコンタクトに
より連続方式とすることも電卓(カリキュレータ)等に
応用される本発明の光電変換装置の場合は有効である。
かかる場合には1つの素子は1cmX1cmであり、集
積化は1cmX5〜10cmときわめて小さな構造をし
得ることはいうまでもない。
本発明において基板はステンレス箔上に有機樹脂の絶縁
膜とした。しかしこの基板を有機樹脂としても、またア
ルミニューム箔としその上面を酸化アルミニュームとし
てもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光電変換装置の製造工程を示す縦断面
図である。 特許出願人 1 (r)2 私1ω

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、絶縁表面を有する基板上に導電膜の第1の電極と、
    該電極上の光照射により光起電力を発生させる非単結晶
    半導体と、該半導体上に第2の電極とを有する光電変換
    素子を複数個圧いに電気的に直列接続せしめて前記絶縁
    基板上に配設した光電変換装置において、前記素子の前
    記第2の電極は非酸化物透光性導電膜と酸化物透光性導
    電膜とよりなることを特徴とする光電変換装置。 2、特許請求の範囲第1項において、非酸化物透光性導
    電膜はクロムと珪素の混合物(化合物)を主成分とする
    とともに、その上面には酸化インジュームまたは酸化ス
    ズを主成分とする被膜が設けられたことを特徴とする光
    電変換装置。 3、絶縁表面を有する基板上に導電膜の第1の電極と、
    該電極上の光照射により光起電力を発生させる非単結晶
    半導体と、該半導体上に第2の電極とを有する光電変換
    素子を複数個圧いに電気的に直列接続せしめて前記絶縁
    基板上に配設した光電変換装置の作製方法において、第
    2の電極としてクロムを主成分とする金属と珪素との金
    属間化合物(混合物)を形成する工程と、該工程の後、
    酸化スズまたは酸化インジュームを主成分とする酸化物
    透光性導電膜を形成する工程とを有することを特徴とす
    る光電変換装置作製方法。 4、特許請求の範囲第3項において、非単結晶半導体を
    100〜300℃の非酸化性雰囲気に保持した後、クロ
    ムを主成分とする金属または珪素とクロムとの化合物(
    混合物)を10〜200人の厚さに形成し、熱処理を施
    す工程と、該工程の後、酸化スズまたは酸化インジュー
    ムを主成分とする透光性酸化物導電膜を形成する工程と
    を有することを特徴とする光電変換装置作製方法。
JP59068329A 1984-04-05 1984-04-05 光電変換装置およびその作製方法 Pending JPS60211882A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59068329A JPS60211882A (ja) 1984-04-05 1984-04-05 光電変換装置およびその作製方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59068329A JPS60211882A (ja) 1984-04-05 1984-04-05 光電変換装置およびその作製方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60211882A true JPS60211882A (ja) 1985-10-24

Family

ID=13370679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59068329A Pending JPS60211882A (ja) 1984-04-05 1984-04-05 光電変換装置およびその作製方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60211882A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104205359B (zh) 光电动势元件及其制造方法、太阳能电池模块
JP2989373B2 (ja) 光電変換装置の製造方法
JPS60211882A (ja) 光電変換装置およびその作製方法
JP2968404B2 (ja) 光起電力装置の製造方法
JPS6095980A (ja) 光電変換装置
JPS60211881A (ja) 半導体装置作製方法
JPS60211880A (ja) 光電変換装置の作製方法
JPH0518275B2 (ja)
JP2585503B2 (ja) レ−ザ加工方法
JPS59220978A (ja) 光起電力装置の製造方法
JPH06112514A (ja) 光電変換半導体装置作製方法
JPS60211817A (ja) 光電変換装置
JP2001223379A (ja) 光起電力装置の製造方法
JPS6158278A (ja) 半導体装置の作製方法
JPH0550152B2 (ja)
JPS6086875A (ja) 半導体装置作製方法
JPS6085574A (ja) 半導体装置作製方法
JPS6242465A (ja) 光電変換装置
JPS61255072A (ja) 光電変換装置
JPH0518276B2 (ja)
JPH11126914A (ja) 集積化太陽電池の製造方法
JPH0614556B2 (ja) 光電変換装置及びその作製方法
JPH0554274B2 (ja)
JPS60124881A (ja) 光電変換装置作製方法
JPH0653534A (ja) 光電変換装置