JPS6188569A - 太陽電池装置 - Google Patents
太陽電池装置Info
- Publication number
- JPS6188569A JPS6188569A JP59209212A JP20921284A JPS6188569A JP S6188569 A JPS6188569 A JP S6188569A JP 59209212 A JP59209212 A JP 59209212A JP 20921284 A JP20921284 A JP 20921284A JP S6188569 A JPS6188569 A JP S6188569A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode layer
- transparent electrode
- solar cell
- layer
- electrode
- 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
Links
Classifications
-
- 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
本発明は、光起電力発生部に非晶質薄膜半導体を用いた
太陽電池素子を直列接続して成る太陽電池装置に関する
。
太陽電池素子を直列接続して成る太陽電池装置に関する
。
シランガスのグロー放電分解により形成されるアモルフ
ァスシリコン（以下ａ−Ｓ＋）は気相成長であるため原
理的に大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材料
として期待されている。太陽電池から発電した電力を効
率よく取り出すためには、太陽電池装置の構造を例えば
第２図に示すような形状とし、単位素子が直列接続され
ている構造が望ましい、ガラス基板等の透明絶縁基板１
の上に透明電極２１，２２，２３，２４．、、、、を短
冊状に形成する。この透明電極は、ＩＴＯ（インジウム
錫酸化物） 、 ＳｎＯ□（Ｍ化錫）を電子ビーム、ス
パッタリング、熱ＣＶＤ等によりガラス５［１の全面に
付着させ、レーザパターニング法を用いて短冊状に形成
したものである。 同様の方法でａ −５ｉＮ３１．３２．３３，３４．、
．１．金属電極Ｍ ４１，４２．４３．４４．、、、、
を形成する。このとき透明電極層と金属電極層が電気的
に接続するように、透明電極、ａ−ＳＩＪＩ、金属電極
の各パターンを図のように少しずらせて２１と４２．２
２と４３．２３と４４１１１１．をそれぞれ接触させる
。 ａ−ＳｉＮ３１．３２は透明電極に近い側から、例
えば１００人の厚さのｐＮ。 ０．５μｍの厚さのノンドープ屡、５００人の厚さのｎ
ＪｉＪがそれぞれ！［された構造である。 しかし、レーザバターニングを行う場合、バタ−ン精度
を上げる上で問題がある。第３図はその例を示し、パタ
ーン状の透明電極２１，２２，２３，２４．、、、。 の上にａ−５ｉＮ３を全面に形成する。このａ−Ｓｉ層
をパターニングする場合、例えば位１Ｚ５１，５２，５
３゜５４、、、、をレーザ光で照射することにより蒸発
させるのであるが、この蒸発させる部分の下地が段差部
であるためａ −５！Ｎの膜厚が必ずしも一定でない、
このために、ａ−５ｌを蒸発させてしかも透明電極を損
わない条件を見出すことは非常に困難である。もしａ−
５ｉと共に下の透明電極が除去されてしまうと、直列接
続は不可能となる。 同じことがパターン化されたａ−５ｉＦＪＯ上に形成し
た金属電極をパターニングする際にもいえる。 いずれにしろ下地が段差を有し、それが上部の薄膜層の
膜厚に影響を与える第２図のような構造では、パターニ
ングを精度よく行うのは難しい、このことはレーザ以外
の方法でパターニングする際にも当てはまる。
ァスシリコン（以下ａ−Ｓ＋）は気相成長であるため原
理的に大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材料
として期待されている。太陽電池から発電した電力を効
率よく取り出すためには、太陽電池装置の構造を例えば
第２図に示すような形状とし、単位素子が直列接続され
ている構造が望ましい、ガラス基板等の透明絶縁基板１
の上に透明電極２１，２２，２３，２４．、、、、を短
冊状に形成する。この透明電極は、ＩＴＯ（インジウム
錫酸化物） 、 ＳｎＯ□（Ｍ化錫）を電子ビーム、ス
パッタリング、熱ＣＶＤ等によりガラス５［１の全面に
付着させ、レーザパターニング法を用いて短冊状に形成
したものである。 同様の方法でａ −５ｉＮ３１．３２．３３，３４．、
．１．金属電極Ｍ ４１，４２．４３．４４．、、、、
を形成する。このとき透明電極層と金属電極層が電気的
に接続するように、透明電極、ａ−ＳＩＪＩ、金属電極
の各パターンを図のように少しずらせて２１と４２．２
２と４３．２３と４４１１１１．をそれぞれ接触させる
。 ａ−ＳｉＮ３１．３２は透明電極に近い側から、例
えば１００人の厚さのｐＮ。 ０．５μｍの厚さのノンドープ屡、５００人の厚さのｎ
ＪｉＪがそれぞれ！［された構造である。 しかし、レーザバターニングを行う場合、バタ−ン精度
を上げる上で問題がある。第３図はその例を示し、パタ
ーン状の透明電極２１，２２，２３，２４．、、、。 の上にａ−５ｉＮ３を全面に形成する。このａ−Ｓｉ層
をパターニングする場合、例えば位１Ｚ５１，５２，５
３゜５４、、、、をレーザ光で照射することにより蒸発
させるのであるが、この蒸発させる部分の下地が段差部
であるためａ −５！Ｎの膜厚が必ずしも一定でない、
このために、ａ−５ｌを蒸発させてしかも透明電極を損
わない条件を見出すことは非常に困難である。もしａ−
５ｉと共に下の透明電極が除去されてしまうと、直列接
続は不可能となる。 同じことがパターン化されたａ−５ｉＦＪＯ上に形成し
た金属電極をパターニングする際にもいえる。 いずれにしろ下地が段差を有し、それが上部の薄膜層の
膜厚に影響を与える第２図のような構造では、パターニ
ングを精度よく行うのは難しい、このことはレーザ以外
の方法でパターニングする際にも当てはまる。
本発明は、上述のようなａ−５ｉＪＨのパターニングの
際に下層の電極層のパターンに損傷を与えて太陽電池素
子の直列接続を不可能にする問題を解決して、歩留りよ
く製造できる直列接続型太陽電池装置を提供することを
目的とする。
際に下層の電極層のパターンに損傷を与えて太陽電池素
子の直列接続を不可能にする問題を解決して、歩留りよ
く製造できる直列接続型太陽電池装置を提供することを
目的とする。
本発明による太陽電池装置は、絶縁基板上に非晶質半導
体薄膜がそれぞれ分割された領域からなる透明電極層お
よび金属電極層と共に積層され、透明電極層および金属
Ｔ４ Ｆｉｉ ＦＪの分割部は互いにずらされた位置に
あり、一方の電極層の一つの領域が隣接領域の上の他方
の電極層の縁部と重なっている部分に介在する半導体３
ａが結晶化されていることにより、透明電極、非晶質半
導体薄膜、金属電極からなる太陽電池素子の接続が結晶
質半導体によって行われ、半導体薄膜のパターニングの
必要が省かれるので上記の目的が達成される。
体薄膜がそれぞれ分割された領域からなる透明電極層お
よび金属電極層と共に積層され、透明電極層および金属
Ｔ４ Ｆｉｉ ＦＪの分割部は互いにずらされた位置に
あり、一方の電極層の一つの領域が隣接領域の上の他方
の電極層の縁部と重なっている部分に介在する半導体３
ａが結晶化されていることにより、透明電極、非晶質半
導体薄膜、金属電極からなる太陽電池素子の接続が結晶
質半導体によって行われ、半導体薄膜のパターニングの
必要が省かれるので上記の目的が達成される。
第１図は本発明の一実施例を、第４図（ａｌ〜ｆｄ＋は
その製造工程をそれぞれ示し、第２．第３図と共に共通
の部分には同一の符号が付されている。透明絶縁基板１
の上にはａ−３ｉ層３をはさんで透明電極のパターン２
１．２２，２３，２４．、、、、と金属電極のパターン
４１，４２，４３．４４が一部重なり合うように形成さ
れている。この重なり合っている部分においてａ−５ｉ
Ｎ３は多結晶化されて斜線で示した低抵抗領域６Ｌ６２
，６３，６４．．、、、を有する。このような構造は第
４図（ａｌ〜（ｄ＋に示す手順で製造される。 ガラス基板１の上に、電子ビーム、熱ＣＶＤ等の方法で
Ｉ Ｔ Ｏ、５ｎ０２又はＩ Ｔ Ｏ／ Ｓ、ｎＯｔの
複合材料からなる膜を１０００人〜７０００人の厚さで
一面に形成し、この面に約５ｏＩＩＩＩ＋の径に絞った
ＹＡＧレーザビームを照射してスキャンすることにより
、第４図（ａｌに示す透明電極パターン２Ｌ２２，２３
，２４．、、、。 を形成する。このときの出力パワーとしては２×１０’
Ｗ／−が適当である０次に（１））図に示すようにａ
−ｓ＋ｆｆ１３を形成する。ａ−３ｉＪ３３は上述のよ
うなｐ −ｉ −ｎ ｊｎ造を有する。ｐ５はＢｚＨｈ
／ ５ｉＨ４−１％の側合で導入し、グロー放電分解す
ることにより形成する。ＩＪｉ５はＳｉＨ，の分解によ
り、ｎＪ３はＰＲ，／５ｉＨ−−１％の混合ガスの分解
により形成する０次いで透明電極パターンの端部６１，
６２，６３，６４゜１１０．においてａ−５ｉＦ１３に
ＹＡＧレーザビームを照射し、多結晶化させてａ −Ｓ
ｉ層を一部低抵抗化する。この照射パワーとしては数Ｍ
Ｗ／ｃｄが適当である。多少出力が大きくても小さくて
も問題はない、ａ−Ｓｉ層３が蒸発して無くなることの
ない出力密度にとどめればよいので、レーザビームの制
御は比較的容易である。 次に第４図ｆｃｌに示すように電子ビーム法によって金
属電極層４を形成させる。この金属としてＡＩ。 τｉ、Ｔａ＋Ｃｕ＋旧、Ａｇ、ステンレス鋼などの金属
が単層または積層として用いられる。膜厚は、全体で０
．２μ鵡〜１．ｃｒｍに形成される。さらに第４図（司
に示すように、金属電極層４のパターニングを行い、電
極パターン４１．４２，４３，４４．４５．、、、を形
成する。電極パターンと透明電極パターンは、多結晶化
されたａ −ＳＬの領域６１，６２．６３，６４．、、
、、をはさんで重ね合わさるように構成される。こうす
ることによって、例えば多結晶化部分６１を通して透明
電極２１と金ｌｌＴｉ電？！ｉ４２が接続されることに
なる。同様のやり方で電極２２，４３；２３．４４；２
４．４５；がそれぞれ６２，６３．６４８１１．によっ
て接続され、各単位素子が直列接続されることになる。 金属電極パターニングのためのレーザ出力は１〜５ Ｘ
Ｉ（１’ Ｗ／ｃｓｌ程度が用いられる。この状態でａ
−Ｓｉ層に損傷を与えることなくパターンが形成できる
。 こうして形成された１０ロ角ガラス基板上の１０直列の
素子から成る太陽電池装置において、Ｖｏｃ ＝８、８
Ｖ、 Ｉｓｃ ＝１３０ｍＡ、ＦＦ−０，５８，出力
−６６０＋ｗ）ｉの特性を得た。この方法でパターニン
グを行うと透明電極間隙５０μ鴎、金属電極間隙５０μ
ｍ、金属電極と透明電極の重なり部分約１００μ楯とす
ることができ、無効面積部分が単位素子当たり０．３ｍ
ｍ程度となるので、全面積の９３％程度を有効面積とす
ることができた。 さらに第５図に示すように、レーザパワーの出力をあげ
てａ−ＳｉＦ１３の一部又は全部をパターニングの際に
除去しても特性上問題はなかった。またこの太陽電池を
グロー放電炉に入れてＣＨ，で土砂ないし数土砂エンチ
ングを行うことにより、フィルファクタが０．６５まで
改善され、それに伴い出力が約１０％向上した。このこ
とはａ−５ｉＪｉ３の一部特に金属電極のパターニング
の際分割部の下に形成された低抵抗部分が除去され、リ
ーク電流が減少した結果によるものであると考えられる
。
その製造工程をそれぞれ示し、第２．第３図と共に共通
の部分には同一の符号が付されている。透明絶縁基板１
の上にはａ−３ｉ層３をはさんで透明電極のパターン２
１．２２，２３，２４．、、、、と金属電極のパターン
４１，４２，４３．４４が一部重なり合うように形成さ
れている。この重なり合っている部分においてａ−５ｉ
Ｎ３は多結晶化されて斜線で示した低抵抗領域６Ｌ６２
，６３，６４．．、、、を有する。このような構造は第
４図（ａｌ〜（ｄ＋に示す手順で製造される。 ガラス基板１の上に、電子ビーム、熱ＣＶＤ等の方法で
Ｉ Ｔ Ｏ、５ｎ０２又はＩ Ｔ Ｏ／ Ｓ、ｎＯｔの
複合材料からなる膜を１０００人〜７０００人の厚さで
一面に形成し、この面に約５ｏＩＩＩＩ＋の径に絞った
ＹＡＧレーザビームを照射してスキャンすることにより
、第４図（ａｌに示す透明電極パターン２Ｌ２２，２３
，２４．、、、。 を形成する。このときの出力パワーとしては２×１０’
Ｗ／−が適当である０次に（１））図に示すようにａ
−ｓ＋ｆｆ１３を形成する。ａ−３ｉＪ３３は上述のよ
うなｐ −ｉ −ｎ ｊｎ造を有する。ｐ５はＢｚＨｈ
／ ５ｉＨ４−１％の側合で導入し、グロー放電分解す
ることにより形成する。ＩＪｉ５はＳｉＨ，の分解によ
り、ｎＪ３はＰＲ，／５ｉＨ−−１％の混合ガスの分解
により形成する０次いで透明電極パターンの端部６１，
６２，６３，６４゜１１０．においてａ−５ｉＦ１３に
ＹＡＧレーザビームを照射し、多結晶化させてａ −Ｓ
ｉ層を一部低抵抗化する。この照射パワーとしては数Ｍ
Ｗ／ｃｄが適当である。多少出力が大きくても小さくて
も問題はない、ａ−Ｓｉ層３が蒸発して無くなることの
ない出力密度にとどめればよいので、レーザビームの制
御は比較的容易である。 次に第４図ｆｃｌに示すように電子ビーム法によって金
属電極層４を形成させる。この金属としてＡＩ。 τｉ、Ｔａ＋Ｃｕ＋旧、Ａｇ、ステンレス鋼などの金属
が単層または積層として用いられる。膜厚は、全体で０
．２μ鵡〜１．ｃｒｍに形成される。さらに第４図（司
に示すように、金属電極層４のパターニングを行い、電
極パターン４１．４２，４３，４４．４５．、、、を形
成する。電極パターンと透明電極パターンは、多結晶化
されたａ −ＳＬの領域６１，６２．６３，６４．、、
、、をはさんで重ね合わさるように構成される。こうす
ることによって、例えば多結晶化部分６１を通して透明
電極２１と金ｌｌＴｉ電？！ｉ４２が接続されることに
なる。同様のやり方で電極２２，４３；２３．４４；２
４．４５；がそれぞれ６２，６３．６４８１１．によっ
て接続され、各単位素子が直列接続されることになる。 金属電極パターニングのためのレーザ出力は１〜５ Ｘ
Ｉ（１’ Ｗ／ｃｓｌ程度が用いられる。この状態でａ
−Ｓｉ層に損傷を与えることなくパターンが形成できる
。 こうして形成された１０ロ角ガラス基板上の１０直列の
素子から成る太陽電池装置において、Ｖｏｃ ＝８、８
Ｖ、 Ｉｓｃ ＝１３０ｍＡ、ＦＦ−０，５８，出力
−６６０＋ｗ）ｉの特性を得た。この方法でパターニン
グを行うと透明電極間隙５０μ鴎、金属電極間隙５０μ
ｍ、金属電極と透明電極の重なり部分約１００μ楯とす
ることができ、無効面積部分が単位素子当たり０．３ｍ
ｍ程度となるので、全面積の９３％程度を有効面積とす
ることができた。 さらに第５図に示すように、レーザパワーの出力をあげ
てａ−ＳｉＦ１３の一部又は全部をパターニングの際に
除去しても特性上問題はなかった。またこの太陽電池を
グロー放電炉に入れてＣＨ，で土砂ないし数土砂エンチ
ングを行うことにより、フィルファクタが０．６５まで
改善され、それに伴い出力が約１０％向上した。このこ
とはａ−５ｉＪｉ３の一部特に金属電極のパターニング
の際分割部の下に形成された低抵抗部分が除去され、リ
ーク電流が減少した結果によるものであると考えられる
。
本発明は複数の太陽電池素子が直列接続された太陽電池
装置を、分割パターニングされた透明電極、金属電極と
その間に挟まれた分割されない非晶質半導体薄膜とから
構成し、素子間の接続は半導体薄膜の結晶化された部分
によって行うものである。従って非晶買手４体薄膜のパ
ターニングが必要でなくなり、精度の高いパターニング
も要求されな（なって製造歩留りが向上するほか、発電
に対する無効面積部分の減少も可能になる。 本発明は透明絶縁基板上に形成される太陽電池装置に限
らず、不透明絶縁基板上に形成され、表面に透明電極を
有する太陽電池装置にも適用できる。またパターニング
をエツチングで行う場合にも適用可能である。
装置を、分割パターニングされた透明電極、金属電極と
その間に挟まれた分割されない非晶質半導体薄膜とから
構成し、素子間の接続は半導体薄膜の結晶化された部分
によって行うものである。従って非晶買手４体薄膜のパ
ターニングが必要でなくなり、精度の高いパターニング
も要求されな（なって製造歩留りが向上するほか、発電
に対する無効面積部分の減少も可能になる。 本発明は透明絶縁基板上に形成される太陽電池装置に限
らず、不透明絶縁基板上に形成され、表面に透明電極を
有する太陽電池装置にも適用できる。またパターニング
をエツチングで行う場合にも適用可能である。
第１図は本発明の一実施例の一部断面図、第２図は従来
例の部分断面図、第３１２１は第２図の太陽電池装置の
製造工程中の部分断面図、第４図は第１図の太陽電池装
置の製造工程を順次示す断面図、第５図は別の実施例の
一部断面図である。 １：透明絶縁基板、２１．２２．２３．２４ ：透明電
極、３ ： ａ −ｓ＋５、 ４：金属ｔ Ｐｊ、 Ｈ
１４１，４２，４３，４４゜４５；全屈ＴＬ極、６１．
６２．６３．６４ ：多結晶化部分。 ］ぞ（°月１４東羽暴′扱 第 １ しｄ第２図 第３図
例の部分断面図、第３１２１は第２図の太陽電池装置の
製造工程中の部分断面図、第４図は第１図の太陽電池装
置の製造工程を順次示す断面図、第５図は別の実施例の
一部断面図である。 １：透明絶縁基板、２１．２２．２３．２４ ：透明電
極、３ ： ａ −ｓ＋５、 ４：金属ｔ Ｐｊ、 Ｈ
１４１，４２，４３，４４゜４５；全屈ＴＬ極、６１．
６２．６３．６４ ：多結晶化部分。 ］ぞ（°月１４東羽暴′扱 第 １ しｄ第２図 第３図
Claims (1)
- １）絶縁基板上に非晶質半導体薄膜がそれぞれ分割され
た領域からなる透明電極層および金属電極層と共に積層
され、透明電極層および金属電極層の分割部は互いにず
らされた位置にあり、一方の電極層の一つの領域が隣接
領域の上の他方の電極層の縁部と重なっている部分に介
在する半導体薄膜が結晶化されたことを特徴とする太陽
電池装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209212A JPS6188569A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 太陽電池装置 |
| US06/780,093 US4954181A (en) | 1984-10-05 | 1985-09-25 | Solar cell module and method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209212A JPS6188569A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 太陽電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188569A true JPS6188569A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16569204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59209212A Pending JPS6188569A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 太陽電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188569A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007086522A1 (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Honda Motor Co., Ltd. | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2007201304A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Honda Motor Co Ltd | 太陽電池およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP59209212A patent/JPS6188569A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007086522A1 (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Honda Motor Co., Ltd. | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2007201304A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Honda Motor Co Ltd | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2007201302A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Honda Motor Co Ltd | 太陽電池およびその製造方法 |
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