JPS61279178A - 光電変換装置の作製方法 - Google Patents
光電変換装置の作製方法Info
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- JPS61279178A JPS61279178A JP60122151A JP12215185A JPS61279178A JP S61279178 A JPS61279178 A JP S61279178A JP 60122151 A JP60122151 A JP 60122151A JP 12215185 A JP12215185 A JP 12215185A JP S61279178 A JPS61279178 A JP S61279178A
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- electrode
- photoelectric conversion
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- Pending
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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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- 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】
「発明の利用分野」
本発明は、光電変換装置特に大面積の光電変換装置の作
製方法に関する。
製方法に関する。
「従来技術」
従来、光電変換装置としては1c+++2または100
cm2の小面積のPIN接合を有する非単結晶半導体が
用いられている。また40cm X 60cmと大面積
の光電変換装置を作り、その単位面積あたりの製造原価
を下げる試みがある。しかし、かかる光電変換装置にお
ける光起電力を発生する非単結晶半導体は、プラズマC
VD法または光CVD法で作られるため、その一部にピ
ンホール、クラック等の短絡電流部(ショート)をいく
つか必ず有してしまった。そのため、大面積にする場合
、かかる短絡電流部でのショートによる変換効率の低下
を誘発し、製造歩留りが悪く、結局低価格化の成就が困
難になってしまった。
cm2の小面積のPIN接合を有する非単結晶半導体が
用いられている。また40cm X 60cmと大面積
の光電変換装置を作り、その単位面積あたりの製造原価
を下げる試みがある。しかし、かかる光電変換装置にお
ける光起電力を発生する非単結晶半導体は、プラズマC
VD法または光CVD法で作られるため、その一部にピ
ンホール、クラック等の短絡電流部(ショート)をいく
つか必ず有してしまった。そのため、大面積にする場合
、かかる短絡電流部でのショートによる変換効率の低下
を誘発し、製造歩留りが悪く、結局低価格化の成就が困
難になってしまった。
このため、かかる大面積の光電変換装置において、電流
短絡部のみを選択的に除去する方法が求められている。
短絡部のみを選択的に除去する方法が求められている。
その代表例として特開昭60−46080が示されてい
る。この発明は、PIN接合を有する半導体上に電極を
形成し、さらにその表面をエツチング溶液に浸し、加え
て電流を流すことにより電流短絡部のみを選択的に除去
することを特徴としている。そのため使用する溶液はエ
ツチング溶液であり、その具体例がその明細書376頁
左上欄l、9〜右下欄1.1に示されている。これによ
るとショートシている半導体上のITOを選択的にエツ
チング除去する。そのための電解液としての0.01〜
1χの塩化水素、0.05モルのNaC1塩希釈溶液を
用いている。
る。この発明は、PIN接合を有する半導体上に電極を
形成し、さらにその表面をエツチング溶液に浸し、加え
て電流を流すことにより電流短絡部のみを選択的に除去
することを特徴としている。そのため使用する溶液はエ
ツチング溶液であり、その具体例がその明細書376頁
左上欄l、9〜右下欄1.1に示されている。これによ
るとショートシている半導体上のITOを選択的にエツ
チング除去する。そのための電解液としての0.01〜
1χの塩化水素、0.05モルのNaC1塩希釈溶液を
用いている。
しかし、かかる電解液でITOおよびその下のショート
部の半導体を除去する従来公知の方法は、他の多(の欠
点を有する。即ちこの除去された領域に対しその後の工
程において選択的に絶縁物をコートしなければならない
。
部の半導体を除去する従来公知の方法は、他の多(の欠
点を有する。即ちこの除去された領域に対しその後の工
程において選択的に絶縁物をコートしなければならない
。
このため、引例に示される如きステンレス基板」二にP
IN接合を有する半導体を設LJ、最上層をITOのみ
表し、さらにこの上層には絶縁膜による反射防止層を形
成する。かかる構造の光電変換装置においては、この方
法により不良個所を除去する方法を用いることにより、
実質的に大面積の光電変換装置を作ることが可能である
。
IN接合を有する半導体を設LJ、最上層をITOのみ
表し、さらにこの上層には絶縁膜による反射防止層を形
成する。かかる構造の光電変換装置においては、この方
法により不良個所を除去する方法を用いることにより、
実質的に大面積の光電変換装置を作ることが可能である
。
しかし、本発明の如き、逆に透光性ガラス基板上に透光
性導電膜を有し、さらにその−Lに非単結晶半導体によ
り少なくとも1つのPIN接合を有する半導体において
は、かかる方法を用いることが不可能である。
性導電膜を有し、さらにその−Lに非単結晶半導体によ
り少なくとも1つのPIN接合を有する半導体において
は、かかる方法を用いることが不可能である。
なぜなら、裏面側に作製するN型半導体−にには裏面電
極を有する。そしてこの裏面電極が金属にあっては、電
気伝導度が大きすぎ、選択的に除去せんとしても電極導
体がすべてを同一電位としてしまい、ショート箇所のみ
を選択的に除去することができない。
極を有する。そしてこの裏面電極が金属にあっては、電
気伝導度が大きすぎ、選択的に除去せんとしても電極導
体がすべてを同一電位としてしまい、ショート箇所のみ
を選択的に除去することができない。
また他方、裏面電極に金属を用いない場合は、ショート
箇所のみを選択的に除去することができるが、その後の
工程で裏面電極を形成せんとすると、この除去した部分
により裏面の反射光側の電極と表面側の電極とがショー
トしてしまう。このため、引例に示される如く、不良箇
所(ショート箇所)を電解溶液を用いて除去してしまう
方法は実用的に適用することができない。
箇所のみを選択的に除去することができるが、その後の
工程で裏面電極を形成せんとすると、この除去した部分
により裏面の反射光側の電極と表面側の電極とがショー
トしてしまう。このため、引例に示される如く、不良箇
所(ショート箇所)を電解溶液を用いて除去してしまう
方法は実用的に適用することができない。
「発明の目的」
このため、本発明はかかる欠点を除去するためにショー
ト箇所をエツチングし除去するのではなく、逆に選択的
に酸化して絶縁化してしまうものである。このために本
発明において、N型半導体側を酸化用電解溶液に浸し、
直流電界を加える(P型半導体側に正の電圧(陽極酸化
)を加え、N型半導体側を酸化溶液側とする)ことによ
り、自己選択的にショート箇所のみを酸化絶縁化するも
のである。即ち、正常に動作している領域はPIN接合
が逆バイヤスが加わり、その分溶液中の負イオンを引゛
きつけない。そのためショートした部分およびその近傍
に印加電界が集中し、結果として酸素イオンが集中する
ことになる。
ト箇所をエツチングし除去するのではなく、逆に選択的
に酸化して絶縁化してしまうものである。このために本
発明において、N型半導体側を酸化用電解溶液に浸し、
直流電界を加える(P型半導体側に正の電圧(陽極酸化
)を加え、N型半導体側を酸化溶液側とする)ことによ
り、自己選択的にショート箇所のみを酸化絶縁化するも
のである。即ち、正常に動作している領域はPIN接合
が逆バイヤスが加わり、その分溶液中の負イオンを引゛
きつけない。そのためショートした部分およびその近傍
に印加電界が集中し、結果として酸素イオンが集中する
ことになる。
電子が発生しない方が好ましい。そのため、酸化中は光
照射を行わない雰囲気であり、かつ室温またはそれ以下
の温度で行うのが好ましい。
照射を行わない雰囲気であり、かつ室温またはそれ以下
の温度で行うのが好ましい。
しかし、かかる陽極酸化法を用いる場合、このショート
箇所のみならず、他のN型半導体表面−I−に対しても
なんらかの電界が加わっているため、全面に薄く酸化絶
縁物が形成されてしまう。かかる工程を防ぐため、金属
はどの電気伝導度を有さない、即ち、シート抵抗または
10〜1000Ω/口の酸化物導電膜または窒化物導電
膜例えばITO(酸化インジューム)または窒化インシ
ュ〜ム(TnN)を予めこの全体に形成した。するとN
型半導体上に酸化物が形成されているため、ここでの酸
化を防 ゛ぐことができる。またこのITOは不良
導体であるため、不良ショート箇所の近傍のみに対しよ
り電流を流し得る。そのため、ショート箇所のみを選択
的に酸化させ得る。
箇所のみならず、他のN型半導体表面−I−に対しても
なんらかの電界が加わっているため、全面に薄く酸化絶
縁物が形成されてしまう。かかる工程を防ぐため、金属
はどの電気伝導度を有さない、即ち、シート抵抗または
10〜1000Ω/口の酸化物導電膜または窒化物導電
膜例えばITO(酸化インジューム)または窒化インシ
ュ〜ム(TnN)を予めこの全体に形成した。するとN
型半導体上に酸化物が形成されているため、ここでの酸
化を防 ゛ぐことができる。またこのITOは不良
導体であるため、不良ショート箇所の近傍のみに対しよ
り電流を流し得る。そのため、ショート箇所のみを選択
的に酸化させ得る。
かくしてPIN接合を有する非単結晶半導体上に不良導
体電極を形成し、これを陽極酸化せしめることにより、
ショート箇所のみを選択的に絶縁化さセることができた
。
体電極を形成し、これを陽極酸化せしめることにより、
ショート箇所のみを選択的に絶縁化さセることができた
。
しかしこのままでは太陽電池ととしての裏面電極の電気
伝導度が十分でないため、その低い電気伝導度が曲線因
子を下げ、ひいては変換効率の低下を促している。また
この裏面電極をITOのめとするならば、光電変換装置
として動作させた時、長波長光はそのまま裏面側より外
部に放出されてしまう。かかる欠点を防くため、このI
TOの上面にさらに金属電極、例えばアルミニューム、
りIコム、銀または銅を主成分とした金属を導体電極と
して形成した。かかる金属電極は裏面電極としてのシー
ト抵抗を下げ、また半導体内への光閉し込めを助長させ
る。また前記したTTOにより裏面電極の金属例えばア
ルミニュームとN型半導体との高d人放置時の相1丁の
酸化反応を防ぐことができる等、それぞれが互いにその
特長を補完できる。
伝導度が十分でないため、その低い電気伝導度が曲線因
子を下げ、ひいては変換効率の低下を促している。また
この裏面電極をITOのめとするならば、光電変換装置
として動作させた時、長波長光はそのまま裏面側より外
部に放出されてしまう。かかる欠点を防くため、このI
TOの上面にさらに金属電極、例えばアルミニューム、
りIコム、銀または銅を主成分とした金属を導体電極と
して形成した。かかる金属電極は裏面電極としてのシー
ト抵抗を下げ、また半導体内への光閉し込めを助長させ
る。また前記したTTOにより裏面電極の金属例えばア
ルミニュームとN型半導体との高d人放置時の相1丁の
酸化反応を防ぐことができる等、それぞれが互いにその
特長を補完できる。
さらに重要なことは、この金属電極を全面に形成した場
合、先に生していたショート箇所は酸化により絶縁物化
し、そこには酸化物が充填されているため、このもとの
短絡電流部で金属が表面の導電性電極とショートするこ
とを防いでいる。
合、先に生していたショート箇所は酸化により絶縁物化
し、そこには酸化物が充填されているため、このもとの
短絡電流部で金属が表面の導電性電極とショートするこ
とを防いでいる。
以下に図面に従って本発明を示す。
実施例1
第1図(A)は本発明の光電変換装置を陽極化成せしめ
る概要を示す。
る概要を示す。
図面において、ガラス基板(1)、酸化スズの透光性導
電膜(2)、P型5ixC1−、(0<X<1)の非単
結晶半導体(3)、T型珪素非単結晶半導体(4)、N
型珪素または炭化珪素非単結晶半導体(5) 、 IT
O(6)よりなっている。−1−下面(光電変換装置の
横中方向)を省略しである。この半導体(7)中に電流
短絡箇所(ショート箇所)例えば(8)を有する。
電膜(2)、P型5ixC1−、(0<X<1)の非単
結晶半導体(3)、T型珪素非単結晶半導体(4)、N
型珪素または炭化珪素非単結晶半導体(5) 、 IT
O(6)よりなっている。−1−下面(光電変換装置の
横中方向)を省略しである。この半導体(7)中に電流
短絡箇所(ショート箇所)例えば(8)を有する。
この光電変換装置と他方の電極(白金を使用)(12)
との間に電解溶液を充填した。この溶液は半導体を酸化
するため0−″イオンを発生することが重要である。こ
のため、10〜15χの濃度にテトラヒドロフルヒルア
ルコールで希釈した硝酸またはリン酸、過酸化水素を用
いた。
との間に電解溶液を充填した。この溶液は半導体を酸化
するため0−″イオンを発生することが重要である。こ
のため、10〜15χの濃度にテトラヒドロフルヒルア
ルコールで希釈した硝酸またはリン酸、過酸化水素を用
いた。
そして半導体側を正電極(陽極)(2)、白金側を負電
極(陰極)(13)として、この間に50Vの直流電圧
を加えた。すると初期状態において電流密度3m^/c
m2を有したが、次第に流れる電流密度が減少し、約1
0分にて0.03mA/cm2までなった。このことに
より、ショー1箇所が時間とともに酸化して絶縁化した
ものと推定される。
極(陰極)(13)として、この間に50Vの直流電圧
を加えた。すると初期状態において電流密度3m^/c
m2を有したが、次第に流れる電流密度が減少し、約1
0分にて0.03mA/cm2までなった。このことに
より、ショー1箇所が時間とともに酸化して絶縁化した
ものと推定される。
この後、この基板を水にて水洗し、残留イオン成分を除
去した。さらに150℃の加熱、乾燥(人気中)後、裏
面の反射光間し込め用および裏面電極のシート抵抗の低
下用電極としてのアルミニューム(9)を0.3μの厚
さに形成し、第1図(B)を得た。すると入射光(20
)によりリーク箇所が選択酸化された(10)ため、高
い変換効率を得ることができた。
去した。さらに150℃の加熱、乾燥(人気中)後、裏
面の反射光間し込め用および裏面電極のシート抵抗の低
下用電極としてのアルミニューム(9)を0.3μの厚
さに形成し、第1図(B)を得た。すると入射光(20
)によりリーク箇所が選択酸化された(10)ため、高
い変換効率を得ることができた。
従来より公知の構造、即ち陽極酸化プロセスをまったく
用いずに、PIN接合の半導体上に裏面の電極として準
にITO(6) 、アルミニューム(9)を設は得る。
用いずに、PIN接合の半導体上に裏面の電極として準
にITO(6) 、アルミニューム(9)を設は得る。
しかし、その変換効率は10cm口にて初期状態におい
ては3〜9χにまでばらついてしまい、特に曲線因子の
低下が著しい。
ては3〜9χにまでばらついてしまい、特に曲線因子の
低下が著しい。
しかし本発明方法を用いると、その特性は低い変換効率
の試料がなくなり、はとんどの試料が8〜9χとほぼ一
定の値を有せしめ得ることができた。
の試料がなくなり、はとんどの試料が8〜9χとほぼ一
定の値を有せしめ得ることができた。
「効果」
以上の説明より明らかなごとく、本発明は大面積の光電
変換装置において、特にガラス基板上にPIN接合(P
型半導体がガラス側)を有する光電変換装置において、
接合の自己バイヤス性を利用し自己選択的にショート箇
所を酸化して絶縁化したものである。即ち、P型の電極
に対し、酸化溶液に接する側は0.85V程度の低い電
圧を示す。そのためPIN接合が逆バイヤスに作用して
いる箇所は酸化させにくいことになり、逆にリークして
表面側の電極にショートしている箇所のみがより酸化し
やすい。かかる特長を自己バイアス性という。
変換装置において、特にガラス基板上にPIN接合(P
型半導体がガラス側)を有する光電変換装置において、
接合の自己バイヤス性を利用し自己選択的にショート箇
所を酸化して絶縁化したものである。即ち、P型の電極
に対し、酸化溶液に接する側は0.85V程度の低い電
圧を示す。そのためPIN接合が逆バイヤスに作用して
いる箇所は酸化させにくいことになり、逆にリークして
表面側の電極にショートしている箇所のみがより酸化し
やすい。かかる特長を自己バイアス性という。
そしてかかるショート箇所を絶縁化した後、これら全面
に反射性導体電極を形成し、光閉じ込めを行った。
に反射性導体電極を形成し、光閉じ込めを行った。
その結果、大面積であっても、高い変換効率を得ること
ができた。
ができた。
本発明の実施例は液体を用いた陽極酸化を記しく10)
た。しかしこの陽極酸化を気体、特に酸素プラズマ中で
行っても同様である。
行っても同様である。
第1図は本発明を実施するための光電変換装置の縦断面
図である。
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基板上の1つの電極に密接してP型非単結晶半導体
と、該半導体上のI型非単結晶半導体と、該半導体上の
N型半導体とを有し、N型非単結晶半導体上に透光性導
電膜を有するとともに、前記I型半導体には短絡電流部
を少なくとも1つ有する光電変換装置において、前記短
絡電流部を選択的に酸化して絶縁化せしめた後、該絶縁
化せしめた領域および前記透光性導電膜上に第2の導電
膜被膜を積層せしめたことを特徴とする光電変換装置の
作製方法。 2、特許請求の範囲第1項において、選択的に酸化処理
する工程として、前記P型半導体を陽極として連結する
ことによりイオン化した酸素または酸化物イオンを電流
短絡部に集中せしめ、該部を選択的に酸化せしめること
を特徴とする光電変換装置の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122151A JPS61279178A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 光電変換装置の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122151A JPS61279178A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 光電変換装置の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61279178A true JPS61279178A (ja) | 1986-12-09 |
Family
ID=14828864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60122151A Pending JPS61279178A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 光電変換装置の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61279178A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6085578A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 薄膜光電変換素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP60122151A patent/JPS61279178A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6085578A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 薄膜光電変換素子の製造方法 |
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