JPS6350073A - Manufacture of thin film solar battery - Google Patents
Manufacture of thin film solar batteryInfo
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- JPS6350073A JPS6350073A JP61194673A JP19467386A JPS6350073A JP S6350073 A JPS6350073 A JP S6350073A JP 61194673 A JP61194673 A JP 61194673A JP 19467386 A JP19467386 A JP 19467386A JP S6350073 A JPS6350073 A JP S6350073A
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- pattern
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- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、透光性絶縁基板上に設けられた複数の透明電
極にアモルファスシリコン(以下a −3tと記す)な
どからなる半導体薄膜を介して対向する金属電極を、全
面に被着した金属膜を選択的に除去することによりパタ
ーニングして形成する薄膜太陽電池の製造方法に関する
。The present invention provides a metal film in which a plurality of transparent electrodes provided on a light-transmitting insulating substrate are coated on the entire surface with metal electrodes facing each other through a semiconductor thin film made of amorphous silicon (hereinafter referred to as a-3t) or the like. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film solar cell formed by patterning by selectively removing .
シランガスのグロー放電法で生成されるアモルファスシ
リコン(以下a−5tと記す)を半導体薄膜材料として
用いた太陽電池は、製法が気相方法であるため大面積化
が容易な上、太陽電池として必要な膜厚も1pと薄くて
すみ、生成時の温度も200℃ないし300℃ですむた
め基板にもガラスや有機材料を用いた透光性絶縁フィル
ム (例えばポリエステル、ポリイミドフィルム等)を
使用することができるため低価格化の可能性を秘めた太
陽電池として注目されている。ガラス基板を使用したa
−3t太陽電池は、大面積にする場合、第2図に示した
ように基板1上に設けられた複数の透明電極2にa−3
i膜3.金属電極4が積層され、金属電極4の縁部が透
明電極2の縁部に重なることによってユニットセルが直
列接続された断面構造をとる。従って大面積a −5i
太陽電池を製造するためには透明電極2.a−5i膜3
.金属電極4をプロセスに順してパターニングする必要
がある。
a−3t太陽電池開発当初はこのパターニング方法に金
属板マスクを用いた選択成膜法を用いていたが、微細な
パターンを形成できないため、基板総面積に対する発電
領域が低く、太陽電池としての出力の低下を招いていた
。この問題点解決のために、印刷レジストを用いたマス
クパターンで化学的にエツチングする方法、さらに面積
効率向上のためにIC等にて使用している感光性レジス
トを用いたマスクパターンで化学的にエツチングしてパ
ターニングする方法が採用されている。これによると、
金属板マスクを使用した場合で面積効率が75%程度で
あるのに対し90%程度となり、出力として約20%の
向上がはかれる。しかし、太陽電池の面積が大型化する
と、ピンホールあるいはパターン不良等の欠陥の発生率
が増加し、太陽電池の製造歩留りが低下して価格の増大
を招いてしまう。この欠点をなくすため最近、レーザ等
の強力なエネルギーの照射により、薄膜を除去する方法
が開発された。この方法によると、印刷レジストや感光
性レジスト等を膜に塗布する必要がなく、直接薄膜をパ
ターニング可能であるので、材料費が不要であるとか、
工程が簡単になる等の理由により太陽電池の製造方法と
して注目されている。
しかし現状では、このレーザ等を用いたパターニング法
は、透明電極およびa−3t膜についてしか確立されて
おらず、金属電極を太陽電池の出力を低下させずにパタ
ーニングする技術は、レーザ出力の調整が困難なため、
まだ実用化されていない。
それ故、金属電極のパターニングには、従来方法が用い
られており、低価格化の妨げとなっている。
すなわち、この場合パターン形成用のレジストを金属膜
上に形成し、分離すべき箇所を化学的エツチング等で除
去したのち、レジストを剥離する工程が必要となるから
である。Solar cells that use amorphous silicon (hereinafter referred to as a-5t) produced by a silane gas glow discharge method as a semiconductor thin film material are manufactured using a gas phase method, so they can be easily made into large areas and are necessary for solar cells. The film thickness is as thin as 1p, and the temperature at the time of generation is only 200°C to 300°C, so it is recommended to use a transparent insulating film made of glass or an organic material (for example, polyester, polyimide film, etc.) for the substrate. It is attracting attention as a solar cell with the potential to reduce costs. a using a glass substrate
-3t solar cells have a large area, and as shown in FIG.
i-membrane 3. The metal electrodes 4 are stacked, and the edge of the metal electrode 4 overlaps the edge of the transparent electrode 2, so that a cross-sectional structure in which unit cells are connected in series is obtained. Therefore, large area a −5i
In order to manufacture solar cells, transparent electrodes 2. a-5i membrane 3
.. It is necessary to pattern the metal electrode 4 in accordance with the process. At the beginning of the development of A-3T solar cells, a selective film formation method using a metal plate mask was used for this patterning method, but because it was not possible to form fine patterns, the power generation area relative to the total substrate area was low, and the output of the solar cell was low. was causing a decline in In order to solve this problem, we have developed a method of chemically etching using a mask pattern using a printed resist, and a chemical etching method using a mask pattern using a photosensitive resist used in ICs etc. to improve area efficiency. A method of etching and patterning is used. according to this,
While the area efficiency is about 75% when a metal plate mask is used, it becomes about 90%, and the output is improved by about 20%. However, as the area of solar cells increases, the incidence of defects such as pinholes and pattern defects increases, which lowers the manufacturing yield of solar cells and increases prices. In order to eliminate this drawback, a method has recently been developed in which the thin film is removed by irradiation with powerful energy such as a laser. According to this method, there is no need to apply printing resist or photosensitive resist to the film, and the thin film can be patterned directly, so there is no need for material costs.
This method is attracting attention as a method of manufacturing solar cells because of the simplicity of the process. However, at present, patterning methods using lasers and the like have only been established for transparent electrodes and a-3T films, and the only technology to pattern metal electrodes without reducing the output of the solar cell is to adjust the laser output. Because it is difficult to
It has not been put into practical use yet. Therefore, conventional methods are used for patterning metal electrodes, which hinders cost reduction. That is, in this case, it is necessary to form a resist for pattern formation on the metal film, remove the portions to be separated by chemical etching, etc., and then peel off the resist.
本発明は、全面に被着した金属膜上にマスクを形成し、
マスクで覆われない部分を選択的に除去する工程の簡略
化を図り、低価格の大面積薄膜太陽電池を製造する方法
を提供することを目的とする。The present invention forms a mask on a metal film deposited on the entire surface,
The present invention aims to simplify the process of selectively removing portions not covered by a mask, and to provide a method for manufacturing a low-cost, large-area thin-film solar cell.
本発明は、金属膜をパターニングして金属電極を形成す
る際にマスクパターンを導電性ペーストの印刷によって
形成してのち、マスクされていない領域を化学的エツチ
ング方法により除去するもので炭素粒子を導電材料とし
た導電性ペーストマスクは除去する必要がないので上記
の目的が達成される。In the present invention, when patterning a metal film to form a metal electrode, a mask pattern is formed by printing a conductive paste, and then the unmasked area is removed by a chemical etching method to make carbon particles conductive. Since the conductive paste mask used as the material does not need to be removed, the above objective is achieved.
第1図は本発明の一実施例によって製造された大面積a
−3t太陽電池の断面構造を示し、第2図と共通の部分
には同一の符号が付されている。このような太陽電池は
、第3図+8)〜(glに示す工程により製造される。
第3図(alに示すように、ガラス基板1の片面に透明
導電材料、例えばITO(錫添加酸化インジウム)を真
空蒸着法、スパッタ法により、あるいは酸化錫を熱CV
D (化学気相法)により成膜した透明導電膜20を
被着したのち、レーザ等の強力なエネルギーを照射する
ことにより第3図(b)に示したように透明電極2にパ
ターニングする。そして、その上に第3図(Q)のよう
にプラズマグロー放電法を使用しp型層、i型層、n型
層を基板全面に順次成膜してa −3t膜30を形成す
る。つづいて、a−3t膜30から透明電極2をパター
ニングした方法と同じ方法で第3図(d)に示したよう
にa−3t膜t+I域3をパターニングする。そしてそ
の上に、アルミニウムからなる厚さ5000人の金属膜
40を真空蒸着法あるいはスパッタ法により全面に形成
する。全面に形成した金属膜40の上のパターンとして
残すべき所に、スクリーン印刷法等により導電材料とし
て炭素粒子を含むセルローズ系導電性ペースト5を厚さ
10μで第3図(flに示すように印刷し、加熱乾燥し
た後金属膜4oが露出している箇所をりん硝酸、ぶつ硝
酸などの既存のアルミニウム腐食液でエツチングし、第
3図((イ)に示すように金属電極4にパターニングす
ることによって第1図に示した大面積a −3t太陽電
池が製作される。従来は、第3図(f)に示す段階で導
電性ペースト5を使用せずに印刷レジストまたは感光性
レジストを用いてパターニングを実施していたが、エツ
チング終了後に印刷レジストまたは感光性レジストを剥
離洗浄する必要があった。また、使代ムるレジスト、特
に感光性レジストは貰価である上、剥離のためにも専用
の薬品を用いる必要がある。それに比較し、炭素粒子を
導電材料とした導電性ペースト5を使用することにより
、材料自身もそれほど高価ではなく、パターニング後も
剥離する必要がなく、電極としてそのまま使用できるの
で、工程数が減少する利点がある。FIG. 1 shows a large area a manufactured by an embodiment of the present invention.
The cross-sectional structure of a -3t solar cell is shown, and parts common to those in FIG. 2 are given the same reference numerals. Such a solar cell is manufactured by the steps shown in FIG. 3+8) to (gl). As shown in FIG. ) by vacuum evaporation, sputtering, or thermal CVD of tin oxide.
After depositing a transparent conductive film 20 formed by D (chemical vapor phase method), the transparent electrode 2 is patterned as shown in FIG. 3(b) by irradiating strong energy such as a laser beam. Then, as shown in FIG. 3(Q), a p-type layer, an i-type layer, and an n-type layer are sequentially formed on the entire surface of the substrate using a plasma glow discharge method to form an a-3t film 30. Subsequently, the a-3t film t+I region 3 is patterned as shown in FIG. 3(d) using the same method used to pattern the transparent electrode 2 from the a-3t film 30. Then, a metal film 40 made of aluminum and having a thickness of 5000 mm is formed over the entire surface by vacuum evaporation or sputtering. A cellulose-based conductive paste 5 containing carbon particles as a conductive material is printed at a thickness of 10 μm using a screen printing method or the like on the area to be left as a pattern on the metal film 40 formed on the entire surface, as shown in FIG. 3 (fl). After heating and drying, the exposed parts of the metal film 4o are etched with an existing aluminum corrosive solution such as phosphonitric acid or diluted nitric acid, and patterned into the metal electrode 4 as shown in FIG. 3 ((a)). The large-area a-3t solar cell shown in FIG. 1 is fabricated by the steps shown in FIG. 1. Conventionally, the conductive paste 5 is not used in the step shown in FIG. Patterning was carried out, but after etching, it was necessary to remove and clean the printed resist or photosensitive resist.Also, the resist that was used, especially the photosensitive resist, was not only for the price, but also for the purpose of peeling. It is necessary to use special chemicals.In comparison, by using conductive paste 5 made of carbon particles as a conductive material, the material itself is not so expensive, and there is no need to peel it off after patterning, and it can be used as an electrode as it is. This has the advantage of reducing the number of steps.
本発明によれば、金属電極を選択エツチングによりパタ
ーニングする場合に、そのマスク材にエツチング剤に腐
食されない炭素粒子を導電材料とした導電性ペーストを
使用することにより、パターニング後にマスクを剥離、
洗浄する必要がないので工程数が減少するうえ、高価な
レジストを使用する必要もなく、大面積薄膜太陽電池を
低価格に製造することが可能となる。According to the present invention, when patterning a metal electrode by selective etching, by using a conductive paste containing carbon particles as a conductive material that is not corroded by an etching agent as a mask material, the mask can be peeled off after patterning.
Since there is no need for cleaning, the number of steps is reduced, and there is no need to use expensive resists, making it possible to manufacture large-area thin-film solar cells at low cost.
第1図は本発明の一実施例による太陽電池の部分断面図
、第2図は従来の製造方法による太陽電池の部分断面図
、第3図は第1図の太陽電池の製造工程を順次示す部分
断面図である。
1ニガラス基板、2:透明電極、3:a −3i膜、4
:金属電極、40:金属膜、5:導電性ペースI・。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a solar cell according to a conventional manufacturing method, and FIG. 3 sequentially shows the manufacturing process of the solar cell shown in FIG. 1. FIG. 1 glass substrate, 2: transparent electrode, 3: a-3i film, 4
: Metal electrode, 40: Metal film, 5: Conductive paste I.
Claims (1)
導体薄膜を介して対向する金属電極を、金属膜をマスク
で部分的に被覆してマスクで覆われない領域を化学的エ
ッチングにより選択的に除去することにより形成するに
際し、マスクパターンを導電性ペーストの印刷により形
成することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。1) A metal electrode that faces a plurality of transparent electrodes provided on a light-transmitting insulating substrate with a semiconductor thin film interposed therebetween is partially covered with a mask, and the areas not covered with the mask are chemically etched. 1. A method for manufacturing a thin film solar cell, which comprises forming a mask pattern by printing a conductive paste when forming the mask pattern by selectively removing it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194673A JPS6350073A (en) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Manufacture of thin film solar battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194673A JPS6350073A (en) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Manufacture of thin film solar battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350073A true JPS6350073A (en) | 1988-03-02 |
Family
ID=16328399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61194673A Pending JPS6350073A (en) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Manufacture of thin film solar battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350073A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021106526A1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP61194673A patent/JPS6350073A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021106526A1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 |
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