CN101345247B - 光电动势装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光电动势装置及其制造方法。该光电动势装置包括：以至少切断中间层的方式形成的第二开槽部；以覆盖第二开槽部内的至少中间层的切断部、且沿着第二光电变换层的上表面延伸的方式形成的绝缘部件；和在相对于第二开槽部与第一开槽部为相反侧的区域内，以贯通第一光电变换层、中间层、第二光电变换层和绝缘部件的方式形成的第三开槽部，其中，绝缘部件以至少延伸至相对于第三开槽部与第一开槽部为相反侧的区域的方式形成。
Description
相关申请的交叉参考
本申请的优先权申请JP2007-179438(光电动势装置及其制造方法，2007年7月9日，筱原亘)的所有内容均被引入作为参考。
技术领域
本发明涉及光电动势装置及其制造方法，特别涉及在多个光电变换层之间设置有具有导电性的中间层的光电动势装置及其制造方法。
背景技术
历来，已知有在多个光电变换单元(光电变换层)之间设置有具有导电性的中间层的光电动势装置。例如在日本特开2002-118273号公报中有记载这样的光电动势装置。
在上述日本特开2002-118273号公报所公开的光电动势装置中，在基板上隔着规定的间隔形成有第一透明电极和第二透明电极，并且在第一透明电极和第二透明电极上形成有第一光电变换单元。而且，在第一光电变换单元上，隔着具有导电性的中间层形成有第二光电变换单元。而且，在第二光电变换单元上，以与上述第一透明电极和第二透明电极分别对应的方式配置有第一背面电极和第二背面电极。另外，第一背面电极经以贯通第二光电变换单元、中间层和第一光电变换单元的方式形成的开槽部，与第二透明电极电连接。
但是，在上述日本特开2002-118273号公报所公开的光电动势装置中，因为第一背面电极与开槽部内具有导电性的中间层相接触，所以存在在第一背面电极与中间层之间发生电短路(short)的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的之一在于，提供即使在多个光电变换层之间设置有具有导电性的中间层的情况下，也能够抑制背面电极和中间层的电短路的光电动势装置及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明的第一方面的光电动势装置包括：具有绝缘性表面的基板；形成于基板的绝缘性表面上且被第一开槽部分离的第一基板侧电极与第二基板侧电极；以覆盖第一基板侧电极与第二基板侧电极的方式形成的第一光电变换层；在第一光电变换层的表面上隔着具有导电性的中间层形成的第二光电变换层；在第一基板侧电极上的区域中以至少切断中间层的方式形成的第二开槽部；以覆盖第二开槽部内的至少中间层的切断部、且沿着第二光电变换层的上表面延伸的方式形成的绝缘部件；在相对于第二开槽部与第一开槽部为相反侧的区域中，以贯通第一光电变换层、中间层、第二光电变换层以及绝缘部件，并露出第一基板侧电极的表面的方式形成的第三开槽部；以经第三开槽部电连接第一基板侧电极与第二基板侧电极侧的第二光电变换层的方式形成的背面电极；和在相对于第三开槽部与第一开槽部为相反侧的区域内，用于至少将背面电极电分离为分别对应于第一基板侧电极以及第二基板侧电极的第一背面电极以及第二背面电极的第四开槽部，其中，绝缘部件以至少延伸至相对于第三开槽部与第一开槽部为相反侧的区域的方式形成。其中，所谓“绝缘部件以延伸的方式形成”是也包括绝缘部件被第三开槽部或第四开槽部切断的情况的概念。
本发明的第二方面的光电动势装置的制造方法包括：在具有绝缘性表面的基板的绝缘性表面上形成基板侧电极的工序；通过在基板侧电极上形成第一开槽部，形成被第一开槽部分离的第一基板侧电极和第二基板侧电极的工序；以覆盖第一基板侧电极和第二基板侧电极的方式形成第一光电变换层的工序；在第一光电变换层的表面上隔着具有导电性的中间层形成第二光电变换层的工序；在第一基板侧电极上的区域中形成用于至少切断中间层的第二开槽部的工序；在第二开槽部内，以至少覆盖中间层的切断部、且沿第二光电变换层的上表面延伸的方式形成绝缘部件的工序；在相对于第二开槽部与第一开槽部为相反侧的区域中，以贯通第一光电变换层、中间层、第二光电变换层和绝缘部件，并露出第一基板侧电极的表面的方式形成第三开槽部的工序；以经第三开槽部电连接第一基板侧电极与第二基板侧电极的第二光电变换层的方式形成背面电极的工序；和在相对于第三开槽部与第一开槽部为相反侧的区域内，形成用于至少将背面电极电分离为分别对应于第一基板侧电极以及第二基板侧电极的第一背面电极以及第二背面电极的第四开槽部的工序，其中，形成绝缘部件的工序包括以至少延伸至相对于第三开槽部与第一开槽部为相反侧的区域的方式形成绝缘部件的工序。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的光电动势装置的结构的截面图。
图2是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图3是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图4是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图5是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图6是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图7是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图8是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图9是用于说明图1所示的第一实施方式的光电动势装置的制造工序的截面图。
图10是表示本发明的第二实施方式的光电动势装置的结构的截面图。
图11是表示比较试验的比较例的光电动势装置的结构的截面图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的具体实施方式。
(第一实施方式)
首先，参照图1，对本发明的第一实施方式的光电动势装置1的结构进行说明。
如图1所示，第一实施方式的光电动势装置1包括：基板2，基板侧电极3a及3b，光电变换单元4，中间层5，光电变换单元6，透光性导电层7，绝缘部件8，背面电极9a及9b。该第一实施方式的光电动势装置1具有在沿基板2的主表面的方向上，通过背面电极9a及9b串联连接有多个单元的结构。以下，详细地进行说明。
基板2具有绝缘性表面，并由具有透光性的玻璃构成。该基板2具有约1mm～约5mm的厚度。而且，在基板2的上表面上形成有被开槽部3c分离的基板侧电极3a和3b。该基板侧电极3a和3b具有约800nm的厚度，并由具有导电性和透光性的氧化锡(SnO2)等TCO(TransparentConductive Oxide：透明氧化物导体)构成。其中，基板侧电极3a和3b分别是本发明的“第一基板侧电极”及“第二基板侧电极”的一例，开槽部3c是本发明的“第一开槽部” 的一例。
另外，在基板侧电极3a和3b的上表面上形成有由pin型非晶硅(amorphous silicon)类半导体构成的光电变换单元4。由该pin型非晶硅类半导体构成的光电变换单元4由以下多个层构成：具有约10nm～约20nm厚度的p型氢化非晶碳化硅(a-SiC:H)层、具有约250nm～约350nm厚度的i型氢化非晶硅层(a-Si:H)、和具有约20nm～约30nm厚度的n型氢化非晶硅层。而且，光电变换单元4以在基板侧电极3a的上表面上具有开槽部4a、4b和4c，并埋入开槽部3c的方式形成。由该非晶硅类半导体构成的光电变换单元4是为了吸收较短波长的光而形成。其中，光电变换单元4是本发明的“第一光电变换层”的一例。
另外，在光电变换单元4的上表面上，在分别与开槽部4a、4b和4c对应的区域形成有具有开槽部5a、5b和5c的中间层5。而且，中间层5具有约10nm～约500nm的厚度。该中间层5具有导电性，部分反射从基板2一侧入射的光，且由具有透过功能的氧化锌(ZnO)等TCO构成。另外，中间层5还具有通过部分反射从基板2一侧入射的光而使通过光电变换单元4的光量增加的功能。因此，不增大光电变换单元4的厚度，就能够增加光电变换单元4的输出电流。即，能够按照由非晶硅类半导体构成的光电变换单元4的厚度抑制显著的光劣化，同时能够增大光电变换单元4的输出电流。由此，能够达到使光电变换单元4和6的输出电流均衡的目的。
此外，在中间层5的上表面上，在与开槽部5a、5b和5c对应的区域，形成有具有开槽部6a、6b和6c且由pin型的微晶硅类半导体构成的光电变换单元6。由该pin型的微晶硅类半导体构成的光电变换单元6由以下多个层构成：具有约10nm～约20nm厚度的p型氢化微晶硅(μc-Si:H)层、具有约1500nm～约2000nm厚度的i型氢化微晶硅层、和具有约20nm～约30nm厚度的n型氢化微晶硅层。而且，由该微晶硅类半导体构成的光电变换单元6是为了吸收较长波长的光而形成的。其中，光电变换单元6是本发明的“第二光电变换层”的一例。
此外，在光电变换单元6的上表面上，在与开槽部6a、6b和6c对应的区域形成有具有开槽部7a、7b和7c的透光性导电层7。该透光性导电层7具有约70nm的厚度，并且主要由氧化铟(InO2)等TCO形成。
此处，在第一实施方式中，在透光性导电层7的上表面上的一部分上，在与开槽部7a、7b对应的区域具有开槽部8a、8b的绝缘部件8以沿透光性导电层7的上表面延伸的方式形成。此处，绝缘部件8的一端8c以从开槽部10a延长至开槽部3c的上方的方式形成。具体而言，绝缘部件8的一端8c延伸至与开槽部3c的两个侧面中的远离开槽部10a的一侧的侧面3d对应的位置。并且，绝缘部件8的另一端8d延伸至相对于用于分离后述的背面电极9的开槽部10c与开槽部3c为相反侧的区域。而且，绝缘部件8以填充由开槽部4c、5c、6c和7c构成的开槽部10a的方式形成。即，埋入绝缘部件8，使得相对于中间层5的开槽部5c位于开槽部3c一侧的部分、与相对于中间层5的开槽部5c位于与开槽部3c为相反侧的部分电绝缘。这样，在开槽部10a中，光电变换单元4、中间层5、光电变换单元6和透光性导电层7的各自的截面以被绝缘部件8覆盖的方式构成。而且，绝缘部件8由氧化硅(SiO2)构成。其中，绝缘部件8是本发明的“绝缘部件”的一例。
此外，在绝缘部件8和透光性导电层7的上表面上的整个面上，形成有被形成于与开槽部8b对应的区域的开槽部9c分离的背面电极9a和9b。背面电极9a和9b在与开槽部10c邻接的区域形成于绝缘部件8的表面上。而且，背面电极9b以填充开槽部10b的方式形成。由此，背面电极9b与基板侧电极3a电连接。并且，背面电极9b跨越绝缘部件8，在相对于开槽部3c与开槽部10a为相反侧的区域，与对应于基板侧电极3b的透光性导电层7连接。这样，通过经背面电极9b电连接基板侧电极3a和与基板侧电极3b对应的透光性导电层7，在沿基板2的主表面的方向上，多个单元以串联连接的方式构成。另外，背面电极9a和9b具有约200nm～约400nm的厚度，并由以银(Ag)为主要成分的金属材料构成。而且，背面电极9a和9b通过反射从基板2的下表面侧入射后到达背面电极9a和9b的光，具有使其再次向光电变换单元4和6入射的功能。其中，背面电极9a和9b分别是本发明的“第一背面电极”和“第二背面电极”的一例。
此外，通过开槽部4b、5b、6b、7b、8b和9c构成用于将背面电极9a与9b电分离的开槽部10c，通过开槽部4c、5c、6c和7c构成用于将中间层5电分离的开槽部10a。而且，通过开槽部4a、5a、6a、7a和8a构成用于电连接背面电极9b与基板侧电极3a的开槽部10b。其中，开槽部10a、10b和10c分别是本发明的“第二开槽部”、“第三开槽部”和“第四开槽部”的一例。
接着，参照图1～图9，对第一实施方式的光电动势装置1的制造工序进行说明。
首先，如图2所示，在具有绝缘性表面的基板2的上表面上，通过热CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法，形成由具有约800nm厚度的氧化锡构成的基板侧电极3。
接着，如图3所示，通过从基板侧电极3一侧在基板侧电极3上扫描波长约为1064nm、振荡频率约为20kHz、平均功率约为14.0W的Nd:YAG激光的基波(图3的LB1)，以大约9.0mm的间隔形成具有约50μm宽度的开槽部3c。由此形成被开槽部3c分离的基板侧电极3a和3b。
接着，如图4所示，在基板侧电极3a和3b的上表面上，通过等离子体CVD法，依次形成具有约10nm～约20nm厚度的p型氢化非晶碳化硅层、具有约250nm～约350nm厚度的i型氢化非晶硅层、和具有约20nm～约30nm厚度的n型氢化非晶硅层，由此形成由非晶硅类半导体构成的光电变换单元4。之后，在光电变换单元4的上表面上，通过溅射法形成具有约10nm～约500nm厚度且由氧化锌构成的中间层5。然后，在中间层5的上表面上，通过等离子体CVD法，依次形成具有约10nm～约20nm厚度的p型氢化微晶硅层、具有约1500nm～约2000nm厚度的i型氢化微晶硅层、和具有约20nm～约30nm厚度的n型微晶氢化硅层，由此形成由微晶硅类半导体构成的光电变换单元6。然后，通过溅射法形成以氧化铟为主要成分且具有约70nm厚度的透光性导电层7。
此处，在第一实施方式中，因为连续形成光电变换单元4、中间层5、光电变换单元6和透光性导电层7，所以光电变换单元4、中间层5和光电变换单元6的表面不暴露于大气中就被形成。
接着，如图5所示，以与开槽部3c邻接的方式，从基板2一侧扫描波长约为532nm、振荡频率约为12kHz、平均功率约为230mW的Nd:YAG激光的第二高次谐波(图5的LB2)，由此切断光电变换单元4、中间层5、光电变换单元6和透光性导电层7。这样，形成由开槽部4c、5c、6c和7c构成的具有约50μm的开槽部10a。
然后，如图6所示，使用具有约400μm的线状开口部(未图示)的不锈钢制的接触掩模(未图示)，通过丝网印刷法在开槽部10a的左右涂敷具有约400μm～约500μm宽度的聚硅氮烷(polysilazane)。由此，以填充开槽部10a并沿透光性导电层7的表面延伸的方式形成由氧化硅构成的绝缘部件8。通过在开槽部10a中填充绝缘部件8，使被开槽部10a切断的中间层5绝缘。
接着，如图7所示，在相对于开槽部10a与开槽部3c为相反侧的区域，从基板2一侧扫描与上述LB2相同的激光(图7的LB3)，由此形成由开槽部4a、5a、6a、7a和8a构成且具有约50μm宽度的开槽部10b。
之后，如图8所示，通过溅射法，以填充开槽部10b并覆盖透光性导电层7和绝缘部件8的方式形成以银为主要成分的背面电极9。由此，使基板侧电极3a与基板侧电极3b侧的透光性导电层7电连接。然后，如图9所示，在相对于开槽部10b与开槽部3c为相反侧的区域从基板2一侧扫描与上述LB2相同的激光(图9的LB4)，由此切断光电变换单元4、中间层5、光电变换单元6、透光性导电层7、绝缘部件8和背面电极9。由此，形成由开槽部4b、5b、6b、7b、8b和9c构成且具有约50μm宽度的开槽部10c。由此，背面电极9a与背面电极9b被分离，形成图1所示的光电动势装置1。
如上所述，在第一实施方式中，通过以延伸至相对于开槽部10c与开槽部3c为相反侧的区域的方式形成绝缘部件8，与仅在开槽部10a和开槽部10a附件的区域形成绝缘部件8的情况相比，因为在较宽的区域内形成绝缘部件8，所以在形成绝缘部件8时没有必要使用尺寸精度高的掩模。
而且，如上所述，在第一实施方式中，以延伸至相对于开槽部10c与开槽部3c为相反侧的区域的方式形成绝缘部件8，并在包括开槽部10c的区域在绝缘部件8上形成背面电极9a和背面电极9，由此，与绝缘部件8的厚度相应地能够使背面电极9a和9b与基板侧电极3a或中间层5的间隔增大。由此，在通过照射激光LB4形成开槽部10c时(参照图9)，能够抑制因激光的热量而熔融的背面电极9附着在开槽部10c的中间层5的开槽部5b上或由于形成开槽部10c而露出的基板侧电极3a上。结果，能够抑制背面电极9a或9b与中间层5或基板侧电极3a电短路。
另外，如上所述，在第一实施方式中，通过隔着形成于光电变换单元6的表面上的透光性导电层7形成背面电极9，能够通过透光性导电层7抑制背面电极9中包含的银向光电变换层6内扩散。由此，能够抑制因银与光电变换层6内包含的硅合金化而引起的背面电极9a和9b的反射率的下降。因此，能够抑制光电动势装置1的特性的下降。
此外，如上所述，在第一实施方式中，通过以从开槽部10a延伸至开槽部3c的上方的区域的方式形成绝缘部件8，进而在较宽的区域内形成绝缘部件8，因此在形成绝缘部件8时，没有必要使用尺寸精度高的掩模。
此外，如上所述，在第一实施方式中，因为能够在形成光电变换层6之后形成透光性导电层7，之后再进行开槽部10a的图案形成，所以能够防止光电变换层6的表面暴露在大气中，而且，在光电动势装置1的制造工序中最希望抑制光电变换层6被污染的情况。
(第二实施方式)
参照图10，对在第二实施方式中，与上述第一实施方式的不同，绝缘部件18以延伸至对应于开槽部10c的开槽部20c与对应于开槽部10b的开槽部20b之间的区域的方式形成的示例进行说明。
在第二实施方式的光电动势装置11中，由于绝缘部件18的端部18a没有延伸至开槽部20c，因此，在对应于上述第一实施方式的开槽部10c的开槽部20c附近的区域，背面电极19不隔着绝缘部件18地形成在透光性导电层7的表面上。而且，光电动势装置11的制造工序，除了使绝缘部件18的延伸范围小于上述第一实施方式，并在形成绝缘部件18的范围的更外侧形成开槽部20c以外，其它均与上述第一实施方式相同，因此省略其详细说明。
如上所述，在第二实施方式中，通过以延伸至开槽部20c与开槽部20b之间的区域的方式形成绝缘部件18，与仅在开槽部10a和开槽部10a附件的区域形成绝缘部件18的情况相比，能够在较宽的区域内形成绝缘部件18，因此在形成绝缘部件18时，没有必要使用尺寸精度高的掩模。
此外，如上所述，在第二实施方式中，与形成上述第一实施方式的开槽部10c的情况不同，因为在形成开槽部20c时没有必要对绝缘部件18进行图案形成(patterning)，所以能够减弱为了形成开槽部20c所必需的激光强度。由此，能够减轻在形成开槽部20c时的激光的热量对光电动势装置11的损伤。
接着，对为了确认上述实施方式的效果而进行的比较试验进行说明。在此比较试验中，制作了以下实施例1、实施例2、和比较例1的光电动势装置。
首先，使用上述第一实施方式的制造工序如图1所示那样制作实施例1的光电动势装置1。而且，使用上述第二实施方式的制造工序如图10所示那样制作实施例2的光电动势装置11。
此外，制作具有图11所示那样的结构的比较例1的光电动势装置21。作为比较例1的光电动势装置21的制造工序，在基板2上形成基板侧电极3a和3b之后，形成光电变换单元4、中间层5、光电变换单元6、透光性导电层7和背面电极22。之后，以贯通光电变换单元4、中间层5、光电变换单元6、透光性导电层7和背面电极22的方式形成开槽部30a、30b和30c。然后，使用尺寸精度较高的接触掩模(未图示)，仅在开槽部30a内填充绝缘部件23。然后，在开槽部30b内填充由银浆料构成的导电部件24，并使其跨越绝缘部件23与基板侧电极3b一侧的背面电极22电连接。即使采用这种结构，因为通过绝缘部件23能够使背面电极22与中间层5电绝缘，所以也能够抑制背面电极22与中间层5电短路的情况。因此，比较例1虽然在形成绝缘部件23时必须使用尺寸精度较高的掩模，但也是能够解决本发明的课题的结构。
对于上述实施例1的光电动势装置1、上述实施例2的光电动势装置11和比较例1的光电动势装置21，测定其开放电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(F.F.)(fill factor)和最大功率(Pmax)，利用比较例1的光电动势装置21的各测定结果对各自的各个测定结果进行归一化。在以下的表1中表示其结果。
(表1)
| Voc(V) | Isc(A) | F.F. | Pmax(W) | |
| 实施例1 | 1.0000 | 1.0000 | 1.0104 | 1.0078 |
| 实施例2 | 1.0000 | 0.9912 | 0.9949 | 0.9948 |
| 比较例1 | 1.0000 | 1.0000 | 1.0000 | 1.0000 |
参照上述表1，实施例1和实施例2的开放电压均是“1.0000”。而且，实施例1和实施例2的短路电流分别是“1.0000”和“0.9912”。而且，实施例1和实施例2的填充因子分别是“1.0104”和“0.9949”。而且，实施例1和实施例2的最大功率分别是“1.0078”及“0.9948”。即，可知，与比较例1和实施例2相比，实施例1的特性整体上显示出较高的值。
认为上述结果是因以下原因引起的。即，在图1所示的实施例1中，因为在包括开槽部10c的区域隔着绝缘部件8形成背面电极9a和9b，所以背面电极9a及9b和中间层5或基板侧电极3a的距离与实施例2和比较例1相比较大。因此，在通过激光制作图案(laser patterning)的方式形成光电动势装置1的开槽部10c时，因激光的热量而熔融的背面电极9附着在中间层5或基板侧电极3a上的几率，与形成光电动势装置11的开槽部20c和光电动势装置21的开槽部30c的情况相比，该几率减少。结果是，因为能够抑制背面电极9与中间层5或基板侧电极3a的电短路，所以能够认为，在实施例1中其特性比实施例2和比较例1得到了提高。
而且，上述实施方式和实施例，在所有方面均应该认为仅是示例而不是限定。本发明的范围不由上述实施方式和实施例的说明表示，而是由权利要求的范围表示，而且包括与权利要求的范围相等的范围以及在该范围内的所有变更。
在上述实施方式和实施例中，虽然对使用氧化锌(ZnO)作为中间层5的示例进行了说明，但本发明并不限于此，也可以使用含有镁的氧化锌化合物、氧化铟、氧化锡或以有机物为粘接材料的烧结材料。
此外，在上述实施方式和实施例中，虽然对以延伸至对应于开槽部3c的侧面3d的位置的方式形成绝缘部件8的例子进行了说明，但本发明并不限于此，只要是从开槽部10a至开槽部3c的侧面3d为止的区域即可，可以延长到任何范围。
Claims (20)
1.一种光电动势装置，其特征在于，包括：
具有绝缘性表面的基板；
形成于所述基板的绝缘性表面上且被第一开槽部分离的第一基板侧电极与第二基板侧电极；
以覆盖所述第一基板侧电极与所述第二基板侧电极的方式形成的第一光电变换层；
在所述第一光电变换层的表面上隔着具有导电性的中间层形成的第二光电变换层；
在所述第一基板侧电极上的区域中以至少切断所述中间层的方式形成的第二开槽部；
以覆盖所述第二开槽部内的至少所述中间层的切断部、且沿着所述第二光电变换层的上表面延伸的方式形成的绝缘部件；
在相对于所述第二开槽部与所述第一开槽部为相反侧的区域中，以贯通所述第一光电变换层、所述中间层、所述第二光电变换层以及所述绝缘部件，并露出所述第一基板侧电极的表面的方式形成的第三开槽部；
以经所述第三开槽部电连接所述第一基板侧电极与所述第二基板侧电极侧的所述第二光电变换层的方式形成的背面电极；和
在相对于所述第三开槽部与所述第一开槽部为相反侧的区域内，用于至少将所述背面电极电分离为分别对应于所述第一基板侧电极以及所述第二基板侧电极的第一背面电极以及第二背面电极的第四开槽部，其中，
所述绝缘部件以至少延伸至相对于所述第三开槽部与所述第一开槽部为相反侧的区域的方式形成。
2.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述绝缘部件以延伸至相对于所述第四开槽部与所述第一开槽部为相反侧的区域的方式形成，
所述第一背面电极和所述第二背面电极在与所述第四开槽部邻接的区域内形成于所述绝缘部件上。
3.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述绝缘部件以延伸至所述第三开槽部与所述第四开槽部之间的区域的方式形成。
4.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述背面电极在所述第二光电变换层的表面上隔着透光性导电层形成。
5.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述绝缘部件以从所述第二开槽部延伸至所述第一开槽部的上方的区域的方式形成。
6.根据权利要求5所述的光电动势装置，其特征在于：
所述背面电极在所述第二光电变换层的表面上隔着透光性导电层形成，并以在相对于所述第一开槽部与所述第二开槽部为相反侧的区域与所述透光性导电层相接的方式形成。
7.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述第二开槽部以切断所述第一光电变换层、所述中间层和所述第二光电变换层的方式形成。
8.根据权利要求7所述的光电动势装置，其特征在于：
所述绝缘部件在所述第二开槽部，以至少覆盖所述第一光电变换层、所述中间层和所述第二光电变换层的切断面的方式形成。
9.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述第一光电变换层具有与所述第二光电变换层吸收相异波长的光的功能。
10.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述中间层具有部分反射且透过从所述基板侧入射的光的功能。
11.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述第二背面电极填充于所述第三开槽部，并与所述第一基板侧电极电连接。
12.根据权利要求1所述的光电动势装置，其特征在于：
所述第四开槽部以至少切断所述第一光电变换层、所述中间层、所述第二光电变换层和所述背面电极的方式形成。
13.一种光电动势装置的制造方法，其特征在于，包括：
在具有绝缘性表面的基板的所述绝缘性表面上形成基板侧电极的工序；
通过在所述基板侧电极上形成第一开槽部，形成被所述第一开槽部分离的第一基板侧电极和第二基板侧电极的工序；
以覆盖所述第一基板侧电极和所述第二基板侧电极的方式形成第一光电变换层的工序；
在所述第一光电变换层的表面上隔着具有导电性的中间层形成第二光电变换层的工序；
在所述第一基板侧电极上的区域中形成用于至少切断中间层的第二开槽部的工序；
在所述第二开槽部内，以至少覆盖所述中间层的切断部、且沿所述第二光电变换层的上表面延伸的方式形成绝缘部件的工序；
在相对于所述第二开槽部与所述第一开槽部为相反侧的区域中，以贯通所述第一光电变换层、所述中间层、所述第二光电变换层和所述绝缘部件，并露出所述第一基板侧电极的表面的方式形成第三开槽部的工序；
以经第三开槽部电连接所述第一基板侧电极与所述第二基板侧电极的所述第二光电变换层的方式形成背面电极的工序；和
在相对于所述第三开槽部与所述第一开槽部为相反侧的区域内，形成用于至少将所述背面电极电分离为分别对应于所述第一基板侧电极以及所述第二基板侧电极的第一背面电极以及第二背面电极的第四开槽部的工序，其中，
形成所述绝缘部件的工序包括：以至少延伸至相对于所述第三开槽部与所述第一开槽部为相反侧的区域的方式形成所述绝缘部件的工序。
14.根据权利要求13所述的光电动势装置的制造方法，其特征在于：
形成所述第四开槽部的工序包括：以分离所述绝缘部件和在所述绝缘部件上形成的所述背面电极的方式形成所述第四开槽部的工序。
15.根据权利要求13所述的光电动势装置的制造方法，其特征在于：
在形成所述第二开槽部的工序、形成所述第三开槽部的工序和形成所述第四开槽部的工序之前，还包括在所述第二光电变换层上形成透光性导电层的工序。
16.根据权利要求13所述的光电动势装置的制造方法，其特征在于：
形成所述绝缘部件的工序包括：以延伸至相对于形成所述第四开槽部的区域与所述第一开槽部为相反侧的区域的方式形成所述绝缘部件的工序。
17.根据权利要求13所述的光电动势装置的制造方法，其特征在于：
形成所述绝缘部件的工序包括：以延伸至形成所述第四开槽部的区域与所述第三开槽部之间的区域的方式形成所述绝缘部件的工序。
18.根据权利要求13所述的光电动势装置的制造方法，其特征在于：
形成所述第二开槽部的工序包括：切断所述第一光电变换层、所述中间层和所述第二光电变换层的工序。
19.根据权利要求18所述的光电动势装置的制造方法，其特征在于：
形成所述绝缘部件的工序包括：在所述第二开槽部，以至少覆盖所述第一光电变换层、所述中间层和所述第二光电变换层的切断面的方式形成所述绝缘部件的工序。
20.根据权利要求13所述的光电动势装置的制造方法，其特征在于：
形成所述绝缘部件的工序包括：以从所述第二开槽部延伸至所述第一开槽部的上方的区域的方式形成所述绝缘部件的工序。
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| TW201212204A (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-16 | Sun Well Solar Corp | Multi-stack semiconductor device |
| US9647158B2 (en) * | 2013-05-21 | 2017-05-09 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Photovoltaic sub-cell interconnects |
| NL2014041B1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-10-12 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Method for manufacturing a thin film solar cell arrangement and such a thin film solar cell arrangement. |
| NL2014040B1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-10-12 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Method of making a curent collecting grid for solar cells. |
| WO2018155471A1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | 京セラ株式会社 | 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030172967A1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-18 | Shinsuke Tachibana | Solar battery cell and manufacturing method thereof |
| US20050070107A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing photovoltaic device |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4110122A (en) | 1976-05-26 | 1978-08-29 | Massachusetts Institute Of Technology | High-intensity, solid-state-solar cell device |
| JPS61214483A (ja) | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Teijin Ltd | 集積型太陽電池の製造方法 |
| US4697041A (en) | 1985-02-15 | 1987-09-29 | Teijin Limited | Integrated solar cells |
| US6265652B1 (en) * | 1995-06-15 | 2001-07-24 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kabushiki Kaisha | Integrated thin-film solar battery and method of manufacturing the same |
| JP3017422B2 (ja) | 1995-09-11 | 2000-03-06 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子アレー及びその製造方法 |
| JP2000058886A (ja) | 1998-08-14 | 2000-02-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池モジュール及びその製造方法 |
| JP4441048B2 (ja) | 2000-03-23 | 2010-03-31 | 株式会社カネカ | 集積型薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP2002118273A (ja) | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積型ハイブリッド薄膜光電変換装置 |
| US6632993B2 (en) * | 2000-10-05 | 2003-10-14 | Kaneka Corporation | Photovoltaic module |
| JP2002261308A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-13 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 薄膜光電変換モジュール |
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| JP2004095661A (ja) | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 光電変換装置およびその製造方法 |
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| JP2005093939A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法 |
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111228 Termination date: 20130704 |