JPS62232175A

JPS62232175A - 光起電力装置の製造方法

Info

Publication number: JPS62232175A
Application number: JP61075263A
Authority: JP
Inventors: Noritoshi Yamaguchi; 文紀山口; Kenji Tomita; 賢時冨田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-12
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPH07105510B2

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】〔産業上の利用分野］本発明は太陽電池や光センサー等の非晶質半導体層を有
する光起電力装置の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の光起電力装置の平面図を第３図（ｇ）に示す。

絶縁基板１上に複数個の第１電極２ｇ〜２１が形成され
ている。該複数個の第１電極２ｇ〜２１上に連続的に連
なる非晶質半導体層３が被着され、さらに第１電極２ｇ
〜２１に対応し、非晶質半導体Ｎ３上に複数個の第２電
極４ｇ〜４１が形成される。

これにより絶縁基板ｌ上に複数個の発電区域ｇ〜ｉが形
成される。

第１電極２ｇ〜２１を形成する際、マスク操作又はエツ
チング処理により、非晶質半導体層３外に延びる第１電
極の接続用延長部２１ｇ〜２１ｉが形成される。また、
第２電極４ｇ〜４１を形成する際、マスクの操作により
、非晶質半導体層３外に延び、かつ隣接する発電区域ｇ
−ｈの第１電極の接続用延長部２１ｇ〜２１ｈと重畳接
続する第２電極の接続用延長部４１ｈ〜４１ｉが形成さ
れる。なお、発電区域ｇの第２電極の接続用延長部４１
ｇはそのまま非晶質半導体層３外に形成され、また発電
区域ｉの第１電穫の接続用延長部２１ｉ上にリード線取
り出し用出力端子部６１が形成される。

かくして、第１電掻の接続用延長部２１ｇ〜２１ｈと第
２電極の接続用延長部４１ｈ〜４１ｉ　とが発電区域ｇ
”ｉを直列的関係になるべく夫々電気的接続が行われ、
出力は発電区域ｇの第２電極の接続用延長部４１ｇとリ
ード線取り出し用出力端子部６１との間で得られる。（
特公昭５８−２１８２７号公報）次に上述の光起電力装
置の製造方法を第３図（ａ）〜（ｇ）の各工程における
平面図に基づいて説明する。

絶縁基板１を洗浄、乾燥しく第３図（ａ）　）　、該基
板１上に第１電極形成用マスク２２を覆設する（第３図
（ｂ））。　マスク２２の形状は、該発電区域ｇ−ｉの
第１電Ｆｉ２ｇ〜２１及びその接続用延長部２１ｇ〜２
１ｉが形成される窓を有する。

マスク２２を介して、スプレー法、プラズマＣＶＤ法ス
パッタリング法を用いて、第１電掻２ｇ〜２１及びその
接続用延長部２１ｇ〜２１ｉ　となる透明導電膜例えば
ＳｎＯ□、　Ｉｎ、０３等が被着される。　その後、該
マスク２２を外す。これにより基板ｌ上に夫々配列され
た第１電極２ｇ〜２１及びその接続用延長部２１ｇ〜２
１ｉが形成される（第３図（Ｃ））。

次に非晶質半導体層形成用マスク３２を基板１に装着す
る（第３図（ｄ））。ここで形成用マスク３２は該第１
１を極２ｇ〜２１に連続的に連なり、かつその接続用延
長部２１ｇ〜２１ｉが隠蔽される形状の窓を有す。

プラズマＣＶＤ装置に投入し、グロー放電分解で非晶質
半導体層３が被着される。非晶質半導体層３はＰ−１−
Ｎ接合が施されており、例えばＰＪｌｉはシラン（Ｓｉ
Ｈ４）、水素（Ｈり、　ジボラ　ン（ＢＩＨ，）の混合
ガスが、１層はシラン、水素の混合ガスが、ＮＮｉはシ
ラン＋Ｈｔ＋フォスフイン（Ｐｌｈ）の混合ガスが、ガ
ス圧１．２Ｔｏｒｒで１３．５６ＭＩＩｚの高周波電圧
が印加されることにより該マスク３２を介して被着され
る。

該マスク３２を外し、第１電極２ｇ〜２１上に連続的に
連なる非晶質半導体層３が形成される（第３図（ｅ））
。

さらに、非晶質半導体層３上に第２電極４ｇ〜４１及び
その接続用延長部４１ｇ〜４１１、出力様端子６１が形
成される様に所定形状の窓を有する第２電極形成用マス
ク４２が装着される（第３図（ｆ）　）　。

この状態でスパッタ法、抵抗加熱法、電子ビーム法を用
いて第２電１４ｇ〜４１及びその接続用延長部４１ｇ〜
４１ｉ　、出力用端子部６１となる金属膜が被着される
。使用される金属は、アルミニウム（ＡＩ）、ニッケル
（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）等であり、
０．４〜１μｍの膜厚で被着される。

そして該マスク４２を外し、所定形状の第２電極４ｇ〜
４１及びその接続用延長部４１ｇ〜４１ｉ　、出力用端
子６１が形成される。（第３図（ｇ））。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、従来の光起電力装置は基板ｌの全表面積
の１５〜２０χは発電に全く寄与しない接続部であり、
基板ｌの面積に対する有効受光面積（非晶質半導体層３
被着部分Ｇ）は、極めて低下してしまう。

これは非晶質半導体層３が接続部分Ｃに被着しない様に
マスク３２が装着されるが、該非晶質半導体Ｔ４３がマ
スク３２と基板１との間隙に入り込む可能性があるため
、第１電掻の延長部２１ｇ〜２１ｈと第２電極の延長部
４１ｈ〜４１の重畳部分を大面積化し、接続の信頼性を
向上させていることに起因する。

また、前記マスク３２により、グロー放電によるプラズ
マの干渉が発生し、非晶質半導体層３の膜質を不安定に
し出力特性を低下させ、外観を悪くするという問題があ
った。

〔本発明の目的〕

本発明は上述の問題点に鑑み、案出されたものであたり
、その目的は、基板に対する有効受光面積が増大し、か
つ、非晶質半導体層の膜質を向上させ、高い出力特性が
得られる光起電力装置の製造方法を提供することにある
。

〔目的を達成するための具体的手段〕

本発明が上述の目的を達成するために行った具体的手段
は、非晶質半導体層と、該非晶質半導体層を挟む第１．
第２電極とからなる複数個の発電区域を有し、該発電区
域を絶縁基板上に配列形成した光起電力装置の製造方法
において、該絶縁基板上に複数個の第１電極を形成し、
該複数個の第１電極を覆うように非晶質半導体層を被着
した後、該非晶質半導体層を貫通する接続用開口部を第
１電極の配列方向に沿った直線上に配置されるように形
成し、次いで各発電区域の起電力が直列に出力されるよ
うに非晶質半導体層上に複数個の第２電掻を形成し、隣
接する発電区域の第１電掻を該接続用開口部を通じて電
気的に接続したことである。

〔実施例〕

以下、本発明の光起電力装置の製造方法を図面に基づい
て説明する。

第１図（ｇ）は本発明の光起電力装置の製造方法によっ
て製造された光起電力装置の平面図である。

基板１上に第１電極２８〜２ｃを配列形成されている。

この時、各電極２８〜２ｃには各発電区域ａ−ｃの側縁
部に延長する接続用延長部２１ａ〜２１ｃが同時に形成
される。

非晶質半導体層３が前記第１電ｆ４２ａ〜２ｃ及びその
接続用延長部２１ａ〜２１ｃを完全に覆うように被着さ
れている。

５は基板１に配列した第１電掘の接続用延長部２１ａ〜
２１ｃ上の非晶質半導体層３の一部に発電区域ａ−ｃの
配列方向に沿ってレーザー照射により形成した接続用開
口部である。接続用開口部５によって非晶質半導体層３
は貫通し、第１電極２８〜２ｃの接続用延長部２１ａ〜
２１ｃ及び基板１が露出する。

接続用開口部５の巾はレーザーの出力で決定されるが、
最低２０μｍあれば充分である。また、接続用開口部５
はレーザー発振のＱスイッチの周波数と基板ｌに対する
レーザー走査速度により、最低２０μｍの直径の小孔を
断続的に形成してもよいし、また単一の小孔を形成して
もよい。

さらに、非晶質半導体層３上に第１電ｍ２ａ〜２Ｃに対
応する複数個の第２電極４ａ〜４ｃが形成される。

これにより基板１上に複数個の発電区域ａ−Ｃが形成さ
れる。

第２　’１４ｉ４ａ〜４ｃを形成する際、同一発電区域
ａ〜Ｃの第１ｒｉ極２ａ〜２ｃのに接続せず、隣接する
発電区域ａ＝ｂ第１電極２８〜２ｂにまで延長する接続
用延長部４１ｂ〜４１ｃが形成され、該接続用延長部４
１ｂ〜４１ｃは接続用開口部５を通じて隣接する発電区
域ａ−ｂの第１電極の接続用延長部２１ａ〜２１ｂに電
気的接続される。

かくして、直列的に電気接続された各発電区域ａ’ｗｃ
を有する光起電力装置の出力は、発電区域ａの第２電極
４ａから延びた接続用延長部４１ａと発電区域Ｃの第１
電極２ｃの延出部２１ｃが露出する該レーザー接続用開
口部５上に形成された出力端子部６ｃとの間から得られ
る。

次に、本発明の光起電力装置の製造方法を第１図（ａ）
〜（ｇ）の各工程における平面図に基づいて説明する。

ガラス、セラミック、ステンレスの表面に絶縁処理した
基板１を洗浄、乾燥しく第１図（ａ））、該基板１に第
１電極形成用マスク２２を覆設する（第１図（ｂ））。

マスク２２の形状は発電区域ａ−Ｃの第１電極２ａ〜２
Ｃ及びその接続用延長部２１ａ〜２１Ｃが形成される所
定形状の窓を有する。

この状態でスプレー法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法
等を用いて、第１電極２ａ〜２ｃ及びその接続用延長部
２１ａ〜２１ｃとなる透明導電膜、例えば酸化錫（Ｓｎ
Ｏ□）等が被着される。この後、マスク２２を外し、基
板１上に所定形状の第１電極２ａ〜２Ｃ及びその接続用
延長部２１ａ〜２１ｃが配列形成される（第１図（Ｃ）
）。

この第１電極２８〜２Ｃが被着した基板１をプラズマＣ
ＶＤ法装置に投入し、グロー放電分解により、該基板１
の全面に非晶質半導体層３を被着する（第１図（ｄ））
。

非晶質半導体１５３はＰ−１−Ｎ接合が施されている非
晶質シリコンであり、Ｐ層の形成はシラン、水素及びＰ
型ドープ剤としてジボランを添加した混合ガスを用いて
、基板温度１５０〜２００℃、ガス圧１．０〜１．３Ｔ
ｏｒｒに保ち、１３．５６ＭＩＩｚの高周波電圧印加す
る。ＩＪＩはシラン、水素を、Ｎ層はシラン、水素、Ｎ
型ドープ剤としてフォスフインを添加した混合ガスを用
いて夫々被着する。非晶質半導体層３の膜厚は０．５〜
１μｍである。

次に、基板１に配列した第１電極２８〜２ｃの接続用延
長部２１ａ〜２１ｃ上の非晶質半導体層３の一部に配列
方向に沿ってレーザー照射で直線上の接続用開口部５が
形成される（第１図（ｅ））。この接続用開口部５は非
晶質半導体層３を貫通して、第１電極の接続用延長部２
１ａ〜２１ｃ及び基板１を露出する。具体的には接続用
開口部５はＮｄ−ＹＡＧレーザー光を照射し形成する。

例えばレーザー発振のロスインチの周波数を２ＫＨｚ、
　ｑ板ｌに対するレーザー走査速度を１００ｍｍ／ｓｅ
ｃとする。図では接続用開口部５は直線状の溝とし”ζ
示したが、ロスインチの周波数を低くしたり、基板ｌに
対するレーザー走査速度を増したりし、直径２０〜２０
０μＩの小孔を断続的に形成することも可能である。　
さらに第１電極２８〜２ｃにダメージを与えず所定の開
口中にするためレーザーの出力、ロスインチの周波数及
びレーザー走査速度を種々に設定することも可能である
。

さらに非晶質半導体層３上に第２電極２８〜２ｃ及びそ
の接続用延長部２１ａ〜２１ｃ　、出力用端子部６ｃが
形成される所定形状の窓を有する第２電極形成用マスク
４２が装着される（第１図（ｆ））。

この状態でスパッタ法、抵抗加熱法、電子ビーム法を用
いて第２ＴＬ極４ａ〜４ｃ及びその接続用延長部４１ａ
〜４１ｃ、出力用端子部６ｃとなる金属膜が被着される
。金属はアルミニウム、ニッケル、クロム、チタン等で
あり、その厚膜は０．４〜１μｍである。

非晶質半導体Ｎ３の膜厚よりも金属膜の方が薄くても、
金属膜の被着の際、基板ｌを回転させれば、接続用開口
部５のエッヂ部分での接続不良は生じない。

そして、該マスク４２を外し、所定形状の第２電極４８
〜４ｃ及びその接続用延長部４１ａ〜４１ｃ、出力用端
子部６ｃが形成され、前記接続用開口部５を介し、発電
区域ａの第１″ｒｆ極の接続用延長部２１ａと発電区域
すの第２電極の接続用延長部４１ｂとが、発電区域すの
第１電極の接続用延長部２１ｂと発電区域Ｃの第２電極
の接続用延長部４１ｃとが夫々電気的に接続され、発電
区域ａ−ｃが直列接続される。

本発明によれば、実質的に接続が行われる部分は２０〜
２００μｍの開口巾を有する接続用開口部５であるため
、第１電極の接続用延長部２１ａ〜２ｂと第２１極の接
続用延長部４１ｂ〜４１ｃの巾が該接続用開口部５より
もやや大きい寸法でよく、光起電力装置の接続部分が極
めて小面積となる。

第２図（ａ）　（ｂ）は本発明の光起電力装置の製造方
法の他の実施例の主要工程を示す平面図である。

基板１上に矩形状の第１電極２ｄ〜２ｆが配列されてい
る。第１電極２ｄ〜２ｆは接続用延長部はなく、基板１
のほぼ全面に位置する様に形成される。この第１電極２
ｄ〜２ｆ上に連続的に連なって非晶質半導体層３が形成
されている。非晶質半導体層３には第１　ＴＬ極２ｄ〜
２ｆの配列方向に断続的な直線状の接続用開口部５ｄ〜
５ｆが形成される（第２図（ａ））。

好ましくは、接続用開口部５ｄ〜５「は、限りがなく第
１電極２ｄ〜２ｆの端部に形成し、有効受光面積を増大
させる。

そして、第２電ｆｆ１４ｄ〜４ｆ及び接続用延長部４１
ｅ〜４１ｆ、出力端子部６ｆが形成される（第２図（ｂ
））、　具体的には上述の如く第２電極形成用マスクの
操作により所定形状で形成され、発電区域「の第２電極
４ｆの接続用延長部４１ｆが接続用開口部５ｅを介して
発電区域ｅの第１電極２ｅに接続し、発電区Ｊ−１ｉｅ
の第２を極４ｅの接続用延長部４１ｅが接続用開口部５
ｄを介して発電区域ｄの第１１１極２ｄに接続し、発電
区域ｆ−ｄが直列的に電気接続されるようにする。

かくして、上述の光起電力装置の出力は発電区域ｄの第
２電極４ｄの接続用延長部４１ｄと発電区域ｆの第１電
極２ｆ上の接続用開口部５ｆを介して接続する出力端子
部６ｆとの間から得られる。

上述の光起電力装置の製造方法において、接続用開口部
を断続的に設けたため、同一発電区域における第１電極
と第２？ｉ！極とが対向し合う発電寄与部分を極めて大
きくでき、同一寸法の基板で製造した従来装置に比べ短
絡電流値が極めて向上する。

尚、上述の実施例において、第１電極に透明導電膜を、
第２電極に金属膜を夫々用いたが、第１電極に金属膜を
、第２電極に透明導電膜を用いても構わない。また、各
第１、第２電極の形状にはマスク操作をしたが、レジス
ト膜とエツチング処理により所定形状の第１、第２電極
を形成してもよい。

〔効果〕

以上、上述した様に本発明は、絶縁基板上に複数個の第
１電極を配列形成し、該複数個の第１電掻を完全に覆う
非晶質半導体層を被着し、該複数個の第１？ｉｌｔ極の
配列方向に沿ってレーザー照射で非晶質半導体層を貫通
する接続用開口部を形成し、さらに非晶質半導体層上に
複数個の第２電極を形成する際、接続用開口部を介し、
隣接する第１電極と電気的接続を施す光起電力装置の製
造方法であって、非晶質半導体層がマスクなしで被着さ
れるため、該非晶質半導体層にマスクとプラズマとによ
って生じる干渉が全くなく、膜質が安定し且つ外観品質
上極めて優れた非晶質半導体層が得られ、また各発電区
域の直列接続が最低−木の接続用開口部で達成できる。

また２０〜２００μｍの巾又は直径の接続用開口部で接
続が施され、第１及び又は第２電掻の接続用延長部の巾
も極小化できるため基板に対する有効受光面積が向上す
る。これより製造用基板から取れる光起電力装置の個数
が増加するため、１個当たりの使用原料ガス、金属等が
少なくて済み、単価が極めて安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至第１図（ｇ）は本発明の光起電力装置
の製造方法の各工程を示す平面図であり、特に第１図（
ｇ）は本発明の光起電力装置の製造方法によって製造さ
れた光起電力装置の平面図である。第２図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の本発明の光起電力
装置の製造方法の他の実施例の主要工程のみを示す平面
図であり、特に第２図（ｂ）はその製造方法によって製
造された光起電力装置の平面図である。第３図（ａ）乃至第３図軸）は従来の光起電力装置の製
造方法の各工程を示す平面図であり、特に第３図（ｇ）
は従来の光起電力装置の製造方法によって製造された光
起電力装置の平面図である。１　・・・基板２ａ〜２１・・・第１電極３　・・・非晶質半導体層４ａ〜４１・・・第２電掻

Claims

【特許請求の範囲】非晶質半導体層と、該非晶質半導体層を挟む第１、第２
電極とからなる複数個の発電区域を有し、該発電区域を
絶縁基板上に配列形成した光起電力装置の製造方法にお
いて、前記絶縁基板上に複数個の第１電極を形成し、該複数個
の第１電極を覆うように非晶質半導体層を被着した後、
該非晶質半導体層を貫通する接続用開口部を第１電極の
配列方向に沿った直線上に配置されるように形成し、次
いで各発電区域の起電力が直列に出力されるように非晶
質半導体層上に複数個の第２電極を形成し、隣接する発
電区域の第１電極を該接続用開口部を通じて電気的に接
続したことを特徴とする光起電力装置の製造方法。