JP2000049371A - 光起電力装置及びその製造方法 - Google Patents
光起電力装置及びその製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な光起電力特性を有する光起電力装置を
歩留良く提供する。 【構成】 第１電極２、内部に半導体接合を有する半導
体層３及び第２電極４からなる光起電力素子の第１電極
２と、該光起電力素子と相隣接する光起電力素子の第２
電極４とが電気的に直列接続されてなる光起電力装置で
あって、前記第１電極２と第２電極４とが前記半導体層
３に形成された低抵抗領域Ａを介して電気的に直列接続
されると共に、前記低抵抗領域Ａ表面の最大粗さが前記
半導体層３の膜厚以下であることを特徴とする。
歩留良く提供する。 【構成】 第１電極２、内部に半導体接合を有する半導
体層３及び第２電極４からなる光起電力素子の第１電極
２と、該光起電力素子と相隣接する光起電力素子の第２
電極４とが電気的に直列接続されてなる光起電力装置で
あって、前記第１電極２と第２電極４とが前記半導体層
３に形成された低抵抗領域Ａを介して電気的に直列接続
されると共に、前記低抵抗領域Ａ表面の最大粗さが前記
半導体層３の膜厚以下であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に非晶質シリコ
ン等の非晶質半導体を用いた集積型の光起電力装置及び
その製造方法に係り、優れた光起電力特性を有する光起
電力装置を歩留良く提供するものである。
ン等の非晶質半導体を用いた集積型の光起電力装置及び
その製造方法に係り、優れた光起電力特性を有する光起
電力装置を歩留良く提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】非晶質シリコン、非晶質シリコンカーバ
イド或いは非晶質シリコンゲルマニウム等の非晶質半導
体を用いた光起電力装置は、低コストで容易に大面積化
することができるため、低コスト用の光起電力装置とし
て期待されている。
イド或いは非晶質シリコンゲルマニウム等の非晶質半導
体を用いた光起電力装置は、低コストで容易に大面積化
することができるため、低コスト用の光起電力装置とし
て期待されている。
【０００３】斯かる非晶質半導体を用いた光起電力装置
は、ガラス等の絶縁性表面を有する透光性の基板上で、
第１電極、非晶質半導体からなり且つ内部にｐｎ接合、
ｐｉｎ接合等の半導体接合を有する光電変換層、及び第
２電極を積層して構成される複数の光起電力素子が互い
に電気的に直列接続され、出力電圧が数Ｖ以上にまで高
められた集積型の光起電力装置として使用される。
は、ガラス等の絶縁性表面を有する透光性の基板上で、
第１電極、非晶質半導体からなり且つ内部にｐｎ接合、
ｐｉｎ接合等の半導体接合を有する光電変換層、及び第
２電極を積層して構成される複数の光起電力素子が互い
に電気的に直列接続され、出力電圧が数Ｖ以上にまで高
められた集積型の光起電力装置として使用される。
【０００４】図８は斯かる集積型の光起電力装置の構造
断面図であり、２１はガラス、プラスチック等の透光性
且つ絶縁性表面を有する基板、２２…は前記基板１上に
分割配置された、ＳｎＯ2、ＩＴＯ等の透光性導電膜か
らなる複数の第１電極、２３…は前記第１電極２２…上
に形成された複数の光電変換層であり、光入射側から順
にｐ，ｉ，ｎ型の各非晶質半導体膜が積層されてなる。
また、２４…は光電変換層２３…上に形成された、Ａｇ
やＡｌ等の金属からなる第２電極である。
断面図であり、２１はガラス、プラスチック等の透光性
且つ絶縁性表面を有する基板、２２…は前記基板１上に
分割配置された、ＳｎＯ2、ＩＴＯ等の透光性導電膜か
らなる複数の第１電極、２３…は前記第１電極２２…上
に形成された複数の光電変換層であり、光入射側から順
にｐ，ｉ，ｎ型の各非晶質半導体膜が積層されてなる。
また、２４…は光電変換層２３…上に形成された、Ａｇ
やＡｌ等の金属からなる第２電極である。
【０００５】そして、上記第１電極２２…、光電変換層
２３…及び第２電極２４…により複数の光起電力素子３
０…が構成されると共に、相隣接する光起電力素子３
０，３０間において一方の光起電力素子３０の第１電極
２２と他方の光起電力素子３０の第２電極２４とが電気
的に直列接続されることで、集積型構造とされている。
２３…及び第２電極２４…により複数の光起電力素子３
０…が構成されると共に、相隣接する光起電力素子３
０，３０間において一方の光起電力素子３０の第１電極
２２と他方の光起電力素子３０の第２電極２４とが電気
的に直列接続されることで、集積型構造とされている。
【０００６】斯かる光起電力装置は、従来レーザパター
ニング法を用いて製造される。このレーザパターニング
法を用いた光起電力装置の製造方法について、図９に示
す工程別構造断面図を参照して説明する。
ニング法を用いて製造される。このレーザパターニング
法を用いた光起電力装置の製造方法について、図９に示
す工程別構造断面図を参照して説明する。
【０００７】まず、同図（Ａ）に示す工程においては、
ガラスからなる基板２１上の全面に熱ＣＶＤ法を用いて
膜厚６０００Å程度のＳｎＯ2膜を形成する。そして、
このＳｎＯ2膜の所定部分を波長１．０６μｍのＹＡＧ
レーザ光の照射により除去して、互いに分割された複数
の第１電極２２…を形成する。
ガラスからなる基板２１上の全面に熱ＣＶＤ法を用いて
膜厚６０００Å程度のＳｎＯ2膜を形成する。そして、
このＳｎＯ2膜の所定部分を波長１．０６μｍのＹＡＧ
レーザ光の照射により除去して、互いに分割された複数
の第１電極２２…を形成する。
【０００８】次いで、同図（Ｂ）に示す工程において
は、複数の第１電極２２…上を覆って基板２１上の全面
に、プラズマＣＶＤ法を用いて基板２１側から順に、膜
厚１００Å程度のｐ型非晶質シリコンカーバイド膜、膜
厚４０００Å程度のｉ型非晶質シリコン膜及び膜厚２０
０Å程度のｎ型非晶質シリコン膜を積層する。そして、
波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光を照射することによ
り、レーザ光が照射された部分の各非晶質半導体膜を除
去し、互いに分割された複数の光電変換層２３…を形成
する。
は、複数の第１電極２２…上を覆って基板２１上の全面
に、プラズマＣＶＤ法を用いて基板２１側から順に、膜
厚１００Å程度のｐ型非晶質シリコンカーバイド膜、膜
厚４０００Å程度のｉ型非晶質シリコン膜及び膜厚２０
０Å程度のｎ型非晶質シリコン膜を積層する。そして、
波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光を照射することによ
り、レーザ光が照射された部分の各非晶質半導体膜を除
去し、互いに分割された複数の光電変換層２３…を形成
する。
【０００９】最後に、同図（Ｃ）に示す工程において
は、上記複数の光電変換層２３…上を覆って上記基板２
１上に、スパッタ法を用いてＡｇからなる金属膜を形成
する。そして、上記光電変換層２３…上において上記金
属膜の所定部を波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光の照
射により除去し、互いに分割された複数の第２電極２４
…を形成する。
は、上記複数の光電変換層２３…上を覆って上記基板２
１上に、スパッタ法を用いてＡｇからなる金属膜を形成
する。そして、上記光電変換層２３…上において上記金
属膜の所定部を波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光の照
射により除去し、互いに分割された複数の第２電極２４
…を形成する。
【００１０】以上の工程により、図８に示した集積型構
造の光起電力装置が製造される。
造の光起電力装置が製造される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記従来の
方法によれば、レーザ光の照射により各非晶質半導体膜
を除去する際に、加工端に盛上部が形成される、或いは
飛散物が発生するために、装置の光起電力特性が低下す
る、という課題があった。
方法によれば、レーザ光の照射により各非晶質半導体膜
を除去する際に、加工端に盛上部が形成される、或いは
飛散物が発生するために、装置の光起電力特性が低下す
る、という課題があった。
【００１２】図１０は斯かる従来の課題を説明するため
の構造断面図である。
の構造断面図である。
【００１３】まず、同図（Ａ）を参照して、非晶質半導
体膜の所定部をレーザ光の照射により除去する際、光電
変換層２３…の端部はレーザ光照射による熱影響を受
け、若干溶融状態となる。そして、この溶融状態となっ
た部分はレーザ光照射の終了後冷却される過程におい
て、表面張力に因り盛上部Ｘを生じる。
体膜の所定部をレーザ光の照射により除去する際、光電
変換層２３…の端部はレーザ光照射による熱影響を受
け、若干溶融状態となる。そして、この溶融状態となっ
た部分はレーザ光照射の終了後冷却される過程におい
て、表面張力に因り盛上部Ｘを生じる。
【００１４】また、非晶質半導体膜を除去する際に非晶
質半導体膜の飛散物Ｙが発生し、この飛散物Ｙが光電変
換層２３の加工端近辺に付着する。
質半導体膜の飛散物Ｙが発生し、この飛散物Ｙが光電変
換層２３の加工端近辺に付着する。
【００１５】光電変換層２３…の端部に斯かる盛上部Ｘ
が生じると、その上に形成される金属膜も同図（Ｂ）に
示す如くこの盛上部Ｘに対応する部分が盛上って形成さ
れる。斯かる状態で金属膜にレーザ光を照射すると、盛
上って形成された部分においてはレーザ光が散乱される
ため、金属膜が完全に除去されず、同図（Ｃ）に示す如
く不所望の残留物Ｚが発生する。そして、この残留物Ｚ
を介して相隣接する第２電極２４，２４同士の短絡が生
じる虞が有る。
が生じると、その上に形成される金属膜も同図（Ｂ）に
示す如くこの盛上部Ｘに対応する部分が盛上って形成さ
れる。斯かる状態で金属膜にレーザ光を照射すると、盛
上って形成された部分においてはレーザ光が散乱される
ため、金属膜が完全に除去されず、同図（Ｃ）に示す如
く不所望の残留物Ｚが発生する。そして、この残留物Ｚ
を介して相隣接する第２電極２４，２４同士の短絡が生
じる虞が有る。
【００１６】また、光電変換層２３の加工端近辺に付着
した飛散物Ｙを介しても、相隣接する第２電極２４，２
４同士が短絡する、という虞が有る。
した飛散物Ｙを介しても、相隣接する第２電極２４，２
４同士が短絡する、という虞が有る。
【００１７】斯かる課題を解決するために、相隣接する
光起電力素子３０，３０間の一方の光起電力素子３０の
第１電極２２と他方の光起電力素子３０の第２電極２４
との間の電気的接続を、低抵抗化された非晶質半導体膜
を介して行う方法も検討されている（特開昭５８−１９
６０６０号）。
光起電力素子３０，３０間の一方の光起電力素子３０の
第１電極２２と他方の光起電力素子３０の第２電極２４
との間の電気的接続を、低抵抗化された非晶質半導体膜
を介して行う方法も検討されている（特開昭５８−１９
６０６０号）。
【００１８】この方法によれば、非晶質半導体膜を除去
することなくレーザ光の照射等の方法により低抵抗化
し、この低抵抗化された領域を介して直列接続を行って
いる。従って、非晶質半導体膜を除去する必要がないた
め照射するレーザ光のエネルギーを低減でき、前述のよ
うな加工端の盛上り或いは飛散物の発生を抑制すること
ができる。
することなくレーザ光の照射等の方法により低抵抗化
し、この低抵抗化された領域を介して直列接続を行って
いる。従って、非晶質半導体膜を除去する必要がないた
め照射するレーザ光のエネルギーを低減でき、前述のよ
うな加工端の盛上り或いは飛散物の発生を抑制すること
ができる。
【００１９】然し乍ら、斯かる方法を用いた場合には、
低抵抗化された非晶質半導体膜の表面に大きな膜荒れが
生じ、このため光起電力装置にリーク電流が発生し、光
起電力特性が低下するという課題があった。
低抵抗化された非晶質半導体膜の表面に大きな膜荒れが
生じ、このため光起電力装置にリーク電流が発生し、光
起電力特性が低下するという課題があった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決するた
めに、本発明光起電力装置は、第１電極、内部に半導体
接合を有する半導体層及び第２電極からなる光起電力素
子の第１電極と、該光起電力素子と相隣接する光起電力
素子の第２電極とが電気的に直列接続されてなる光起電
力装置であって、前記第１電極と第２電極とが前記半導
体層に形成された低抵抗領域を介して電気的に直列接続
されると共に、前記低抵抗領域表面の最大粗さが前記半
導体層の膜厚以下であることを特徴とする。
めに、本発明光起電力装置は、第１電極、内部に半導体
接合を有する半導体層及び第２電極からなる光起電力素
子の第１電極と、該光起電力素子と相隣接する光起電力
素子の第２電極とが電気的に直列接続されてなる光起電
力装置であって、前記第１電極と第２電極とが前記半導
体層に形成された低抵抗領域を介して電気的に直列接続
されると共に、前記低抵抗領域表面の最大粗さが前記半
導体層の膜厚以下であることを特徴とする。
【００２１】また、内部に半導体接合を有する半導体層
と、該半導体層に形成された複数の低抵抗領域と、前記
半導体層の一方の面に設けられた複数の第１電極と、前
記半導体層の他方の面に形成された複数の第２電極と、
を有し、前記第１電極，半導体層及び第２電極からなる
光起電力素子の第１電極と、隣接する光起電力素子の第
２電極とが前記低抵抗領域を介して電気的に直列接続さ
れ、且つ、前記低抵抗領域表面の最大粗さが前記半導体
層の膜厚以下であることを特徴とする。
と、該半導体層に形成された複数の低抵抗領域と、前記
半導体層の一方の面に設けられた複数の第１電極と、前
記半導体層の他方の面に形成された複数の第２電極と、
を有し、前記第１電極，半導体層及び第２電極からなる
光起電力素子の第１電極と、隣接する光起電力素子の第
２電極とが前記低抵抗領域を介して電気的に直列接続さ
れ、且つ、前記低抵抗領域表面の最大粗さが前記半導体
層の膜厚以下であることを特徴とする。
【００２２】ここで、本発明にあっては前記半導体層
が、非晶質半導体からなることを特徴とし、前記低抵抗
領域は、前記非晶質半導体が微結晶化されてなることを
特徴とする。さらには、前記低抵抗領域が、前記第１電
極又は第２電極の構成元素を含有することを特徴とす
る。
が、非晶質半導体からなることを特徴とし、前記低抵抗
領域は、前記非晶質半導体が微結晶化されてなることを
特徴とする。さらには、前記低抵抗領域が、前記第１電
極又は第２電極の構成元素を含有することを特徴とす
る。
【００２３】また、本発明光起電力装置の製造方法は、
基板の絶縁表面上に、複数の第１電極を分割配置する工
程と、前記複数の第１電極上を含んで前記絶縁表面上の
全面に、非晶質半導体からなり内部に半導体接合を有す
る半導体層を形成する工程と、前記第１電極上において
前記半導体層の複数の部分にレーザ光を照射し、該半導
体層に複数の低抵抗領域を形成する工程と、前記半導体
層上に複数の第２電極を分割配置する工程と、を備え、
前記低抵抗領域を介して第１電極と第２電極とを電気的
に接続することを特徴とする。
基板の絶縁表面上に、複数の第１電極を分割配置する工
程と、前記複数の第１電極上を含んで前記絶縁表面上の
全面に、非晶質半導体からなり内部に半導体接合を有す
る半導体層を形成する工程と、前記第１電極上において
前記半導体層の複数の部分にレーザ光を照射し、該半導
体層に複数の低抵抗領域を形成する工程と、前記半導体
層上に複数の第２電極を分割配置する工程と、を備え、
前記低抵抗領域を介して第１電極と第２電極とを電気的
に接続することを特徴とする。
【００２４】ここで、本発明あっては、前記低抵抗領域
を形成する工程において、該低抵抗領域表面の最大粗さ
が前記半導体層の膜厚以下となるように前記レーザ光を
照射することを特徴とし、前記低抵抗領域を形成する工
程において、前記半導体層を微結晶化させて低抵抗領域
とすることを特徴とする。また、前記低抵抗領域を形成
する工程において、前記第１電極又は第２電極の構成元
素を前記半導体層中に拡散させて低抵抗領域を形成する
ことを特徴とする。
を形成する工程において、該低抵抗領域表面の最大粗さ
が前記半導体層の膜厚以下となるように前記レーザ光を
照射することを特徴とし、前記低抵抗領域を形成する工
程において、前記半導体層を微結晶化させて低抵抗領域
とすることを特徴とする。また、前記低抵抗領域を形成
する工程において、前記第１電極又は第２電極の構成元
素を前記半導体層中に拡散させて低抵抗領域を形成する
ことを特徴とする。
【００２５】さらには、前記低抵抗領域を形成する工程
において、波長４００ｎｍ以下のレーザ光を直接前記半
導体層に照射することを特徴とする。
において、波長４００ｎｍ以下のレーザ光を直接前記半
導体層に照射することを特徴とする。
【００２６】加えて、前記低抵抗領域を形成する工程に
おいて、波長が４００ｎｍより大きいレーザ光を、前記
基板及び第１電極、又は前記第２電極のうち透光性を有
するいずれか一方を介して前記半導体層に照射すること
を特徴とする。
おいて、波長が４００ｎｍより大きいレーザ光を、前記
基板及び第１電極、又は前記第２電極のうち透光性を有
するいずれか一方を介して前記半導体層に照射すること
を特徴とする。
【００２７】さらに、本発明にあっては、前記半導体層
上の全面に第２電極膜を形成した後に、前記波長が４０
０ｎｍより大きいレーザ光を透光性の前記基板及び第１
電極を介して前記半導体層に照射し、該半導体層に複数
の低抵抗領域を形成すると略同時に、波長が４００ｎｍ
より大きい第２のレーザ光を透光性の前記基板及び第１
電極を介して照射することにより前記第２電極膜を複数
の第２電極に分割することを特徴とする。
上の全面に第２電極膜を形成した後に、前記波長が４０
０ｎｍより大きいレーザ光を透光性の前記基板及び第１
電極を介して前記半導体層に照射し、該半導体層に複数
の低抵抗領域を形成すると略同時に、波長が４００ｎｍ
より大きい第２のレーザ光を透光性の前記基板及び第１
電極を介して照射することにより前記第２電極膜を複数
の第２電極に分割することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明光起電力装置に係る実施の
形態について、図１を参照して説明する。尚、同図
（Ａ）は構造断面図であり、（Ｂ）は要部拡大断面図で
ある。
形態について、図１を参照して説明する。尚、同図
（Ａ）は構造断面図であり、（Ｂ）は要部拡大断面図で
ある。
【００２９】同図を参照して、１はガラス、プラスチッ
ク等の透光性且つ絶縁性表面を有する基板であり、２…
は基板１上に分割配置されたＳｎＯ2，ＩＴＯ等の透光
性導電材からなる複数の第１電極である。また、３…は
内部にｐｎ接合或いはｐｉｎ接合等の半導体接合を有す
る半導体層であり、該半導体層３上にはＡｇ，Ａｌ等の
金属からなる第２電極４…が分割配置されている。
ク等の透光性且つ絶縁性表面を有する基板であり、２…
は基板１上に分割配置されたＳｎＯ2，ＩＴＯ等の透光
性導電材からなる複数の第１電極である。また、３…は
内部にｐｎ接合或いはｐｉｎ接合等の半導体接合を有す
る半導体層であり、該半導体層３上にはＡｇ，Ａｌ等の
金属からなる第２電極４…が分割配置されている。
【００３０】そして、上記半導体層３には複数の低抵抗
領域Ａ…が形成されており、隣接する光起電力素子１
０，１０の一方の光起電力素子１０の第１電極２と他方
の光起電力素子１０の第２電極４とは上記低抵抗領域Ａ
を介して互いに電気的に直列接続されている。
領域Ａ…が形成されており、隣接する光起電力素子１
０，１０の一方の光起電力素子１０の第１電極２と他方
の光起電力素子１０の第２電極４とは上記低抵抗領域Ａ
を介して互いに電気的に直列接続されている。
【００３１】ここで、本発明にあっては、上記低抵抗領
域Ａ表面の膜荒れの最大粗さが、半導体層３の膜厚以下
であることを特徴としている。尚、ここで膜荒れの最大
粗さとは、図１（Ｂ）に示す如く低抵抗領域Ａの表面に
生じた膜荒れの凹凸の凸部と凹部との高低差のうち最大
のものを意味している。
域Ａ表面の膜荒れの最大粗さが、半導体層３の膜厚以下
であることを特徴としている。尚、ここで膜荒れの最大
粗さとは、図１（Ｂ）に示す如く低抵抗領域Ａの表面に
生じた膜荒れの凹凸の凸部と凹部との高低差のうち最大
のものを意味している。
【００３２】図２は、半導体層の膜厚と低抵抗領域表面
の最大粗さとの相対値（最大粗さ／半導体層の膜厚。以
下、「最大粗さの相対値」という。）と、光起電力装置
の歩留との関係を示した関係図である。同図から明らか
に最大粗さの相対値を１以下、即ち低抵抗領域の最大粗
さを半導体層の膜厚以下とすることで歩留を９５％以上
にまで向上できることがわかる。また、好ましくは上記
最大粗さの相対値を０．４以下とすることで、歩留を９
８％以上にまで向上することができる。これは、前述し
たような低抵抗領域の膜荒れに起因するリーク電流の発
生を抑制することができたことに因るものと考えられ
る。
の最大粗さとの相対値（最大粗さ／半導体層の膜厚。以
下、「最大粗さの相対値」という。）と、光起電力装置
の歩留との関係を示した関係図である。同図から明らか
に最大粗さの相対値を１以下、即ち低抵抗領域の最大粗
さを半導体層の膜厚以下とすることで歩留を９５％以上
にまで向上できることがわかる。また、好ましくは上記
最大粗さの相対値を０．４以下とすることで、歩留を９
８％以上にまで向上することができる。これは、前述し
たような低抵抗領域の膜荒れに起因するリーク電流の発
生を抑制することができたことに因るものと考えられ
る。
【００３３】加えて、第１電極２と第２電極４との電気
的接続を半導体層３の一部に形成された低抵抗領域Ａを
介して行うようにしたので、従来のようなレーザ光の照
射による半導体層の除去加工に伴う盛上部、或いは飛散
物が生じることがない。従って、これらの盛上部或いは
飛散物の発生に起因する、相隣接する第２電極４，４同
士の短絡が生じることがない。
的接続を半導体層３の一部に形成された低抵抗領域Ａを
介して行うようにしたので、従来のようなレーザ光の照
射による半導体層の除去加工に伴う盛上部、或いは飛散
物が生じることがない。従って、これらの盛上部或いは
飛散物の発生に起因する、相隣接する第２電極４，４同
士の短絡が生じることがない。
【００３４】従って、本実施形態によれば光起電力特性
の良好な光起電力装置を歩留良く提供することが可能と
なる。
の良好な光起電力装置を歩留良く提供することが可能と
なる。
【００３５】尚、本発明に係る光起電力装置の構造は、
図１に示す構造に限られるものではない。例えば、基板
１として着色プラスチックや表面にＳｉＯ2，ＳｉＮ等
の絶縁物が被着されたステンレス板、Ａｌ板等の、非透
光性で且つ絶縁性表面を有する基板を用い、この基板上
に金属からなる第１電極、半導体層及び透光性導電材か
らなる第２電極を積層した構造の光起電力装置について
も本発明を適用することができる。
図１に示す構造に限られるものではない。例えば、基板
１として着色プラスチックや表面にＳｉＯ2，ＳｉＮ等
の絶縁物が被着されたステンレス板、Ａｌ板等の、非透
光性で且つ絶縁性表面を有する基板を用い、この基板上
に金属からなる第１電極、半導体層及び透光性導電材か
らなる第２電極を積層した構造の光起電力装置について
も本発明を適用することができる。
【００３６】また、本発明にあっては、上記半導体層を
非晶質半導体から構成し、この非晶質半導体をレーザ光
の照射により微結晶化することで、低抵抗領域を容易に
得ることができる。
非晶質半導体から構成し、この非晶質半導体をレーザ光
の照射により微結晶化することで、低抵抗領域を容易に
得ることができる。
【００３７】さらに、半導体層３として内部にｐｉｎｐ
ｉｎ構造等複数の半導体接合を有する所謂積層型の光起
電力装置についても本発明を適用することができる。
ｉｎ構造等複数の半導体接合を有する所謂積層型の光起
電力装置についても本発明を適用することができる。
【００３８】さらには、半導体層３がＣｄＳ，ＣｄＴ
ｅ，ＣｕＩｎＳｅ2等の他の半導体から構成されるもの
であっても良い。
ｅ，ＣｕＩｎＳｅ2等の他の半導体から構成されるもの
であっても良い。
【００３９】次に、本発明製造方法に係る実施の形態に
つき以下に説明する。
つき以下に説明する。
【００４０】図３は図１に示した光起電力装置の製造工
程を説明するための工程別構造断面図である。
程を説明するための工程別構造断面図である。
【００４１】まず、同図（Ａ）に示す工程においては、
ガラスからなる基板１の絶縁表面上に熱ＣＶＤ法を用い
て膜厚６０００Å程度のＳｎＯ2膜を形成する。そし
て、このＳｎＯ2膜の所定部分を波長１．０６μｍのＹ
ＡＧレーザの照射により除去し、互いに分割された複数
の第１電極２…を形成する。尚、マスクを用いることに
より、形成時に第１電極２…を分割配置するようにして
も良い。
ガラスからなる基板１の絶縁表面上に熱ＣＶＤ法を用い
て膜厚６０００Å程度のＳｎＯ2膜を形成する。そし
て、このＳｎＯ2膜の所定部分を波長１．０６μｍのＹ
ＡＧレーザの照射により除去し、互いに分割された複数
の第１電極２…を形成する。尚、マスクを用いることに
より、形成時に第１電極２…を分割配置するようにして
も良い。
【００４２】次いで、同図（Ｂ）に示す工程において
は、上記複数の第１電極２…上を含んで上記基板１の絶
縁表面上の全面に、基板１側から順に、膜厚１００Å程
度のｐ型非晶質シリコンカーバイド膜、膜厚４０００Å
程度のｉ型非晶質シリコン膜及び膜厚２００Å程度のｎ
型非晶質シリコン膜を積層することにより半導体層３を
形成する。各非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法を用
いてＳｉＨ4，Ｈ2，ＣＨ 4，Ｂ2Ｈ6，ＰＨ3等の反応ガス
を適宜選択することにより形成することができる。
は、上記複数の第１電極２…上を含んで上記基板１の絶
縁表面上の全面に、基板１側から順に、膜厚１００Å程
度のｐ型非晶質シリコンカーバイド膜、膜厚４０００Å
程度のｉ型非晶質シリコン膜及び膜厚２００Å程度のｎ
型非晶質シリコン膜を積層することにより半導体層３を
形成する。各非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法を用
いてＳｉＨ4，Ｈ2，ＣＨ 4，Ｂ2Ｈ6，ＰＨ3等の反応ガス
を適宜選択することにより形成することができる。
【００４３】そして、第１電極２上において、波長４０
０ｎｍ以下のＸｒＦエキシマレーザ光を半導体層３の所
定部に直接照射し、複数の低抵抗領域Ａ…を形成する。
尚、使用するレーザは波長４００ｎｍ以下のレーザが好
ましく、ＸｒＦエキシマレーザの代わりにＡｒＦ，Ｘｅ
Ｃｌ等の他のエキシマレーザを用いることができる。
０ｎｍ以下のＸｒＦエキシマレーザ光を半導体層３の所
定部に直接照射し、複数の低抵抗領域Ａ…を形成する。
尚、使用するレーザは波長４００ｎｍ以下のレーザが好
ましく、ＸｒＦエキシマレーザの代わりにＡｒＦ，Ｘｅ
Ｃｌ等の他のエキシマレーザを用いることができる。
【００４４】最後に、同図（Ｃ）に示す工程において
は、上記複数の低抵抗領域Ａ…を含む半導体層３上に、
スパッタ法を用いてＡｇからなる第２電極膜を形成す
る。そして、上記第２電極膜の所定部を、波長１．０６
μｍのＹＡＧレーザ光の照射により除去し、互いに分割
された複数の第２電極４…を形成する。尚、マスクを用
いることにより、形成時に複数の第２電極４…を分割配
置するようにしても良い。
は、上記複数の低抵抗領域Ａ…を含む半導体層３上に、
スパッタ法を用いてＡｇからなる第２電極膜を形成す
る。そして、上記第２電極膜の所定部を、波長１．０６
μｍのＹＡＧレーザ光の照射により除去し、互いに分割
された複数の第２電極４…を形成する。尚、マスクを用
いることにより、形成時に複数の第２電極４…を分割配
置するようにしても良い。
【００４５】以上の工程により、図１に示した構造の光
起電力装置が製造される。
起電力装置が製造される。
【００４６】次に本実施例において、半導体層に低抵抗
領域を形成するためのレーザ光の種類について説明す
る。
領域を形成するためのレーザ光の種類について説明す
る。
【００４７】ガラス基板上に、膜厚１μｍ程度のＳｎＯ
2膜及び膜厚４０００Å程度の非晶質シリコン膜を積層
し、この非晶質シリコン膜に種々のエネルギー密度及び
波長を有するレーザ光を直接照射して低抵抗領域を形成
した。そして、この低抵抗領域における最大粗さの相対
値（低抵抗領域の最大粗さ／非晶質シリコン膜の膜厚）
及び抵抗を測定した結果を図４に示す。尚、同図（Ａ）
及び（Ｂ）は、夫々最大粗さの相対値及び抵抗と、レー
ザ光波長との関係を示している。尚、これらの図中に示
したレーザ光のエネルギー密度の単位はＪ／ｃｍ2であ
る。
2膜及び膜厚４０００Å程度の非晶質シリコン膜を積層
し、この非晶質シリコン膜に種々のエネルギー密度及び
波長を有するレーザ光を直接照射して低抵抗領域を形成
した。そして、この低抵抗領域における最大粗さの相対
値（低抵抗領域の最大粗さ／非晶質シリコン膜の膜厚）
及び抵抗を測定した結果を図４に示す。尚、同図（Ａ）
及び（Ｂ）は、夫々最大粗さの相対値及び抵抗と、レー
ザ光波長との関係を示している。尚、これらの図中に示
したレーザ光のエネルギー密度の単位はＪ／ｃｍ2であ
る。
【００４８】同図（Ａ）から明らかに、レーザ波長が長
いほど、またエネルギー密度が高いほど最大粗さの相対
値が大きくなる。
いほど、またエネルギー密度が高いほど最大粗さの相対
値が大きくなる。
【００４９】前述の如く、歩留を９５％以上とするため
には最大粗さの相対値を１以下とする必要があり、この
条件を満たすレーザ光は、同図より波長１１００ｎｍ以
下でエネルギー密度が０．１Ｊ／ｃｍ2以下のレーザ
光、波長５００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2のレーザ光、波長３００ｎｍ以下でエ
ネルギー密度が０．５〜１Ｊ／ｃｍ2のレーザ光であ
る。
には最大粗さの相対値を１以下とする必要があり、この
条件を満たすレーザ光は、同図より波長１１００ｎｍ以
下でエネルギー密度が０．１Ｊ／ｃｍ2以下のレーザ
光、波長５００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2のレーザ光、波長３００ｎｍ以下でエ
ネルギー密度が０．５〜１Ｊ／ｃｍ2のレーザ光であ
る。
【００５０】さらに、同図（Ｂ）によれば、レーザ波長
が長いほど、またエネルギー密度が小さいほど抵抗値が
大きくなることが明らかである。
が長いほど、またエネルギー密度が小さいほど抵抗値が
大きくなることが明らかである。
【００５１】この低抵抗化領域の抵抗値が光起電力特性
に及ぼす影響を計算したところ、抵抗が１００Ωの場合
には抵抗が０Ωの場合に比して２％程度の特性低下に過
ぎないものの、２００Ωの場合には１０％、４００Ωの
場合には３０％もの特性低下が生じることが明らかであ
った。従って、良好な光起電力特性を得るためには、低
抵抗領域の抵抗を１００Ω以下とすることが必要であ
る。
に及ぼす影響を計算したところ、抵抗が１００Ωの場合
には抵抗が０Ωの場合に比して２％程度の特性低下に過
ぎないものの、２００Ωの場合には１０％、４００Ωの
場合には３０％もの特性低下が生じることが明らかであ
った。従って、良好な光起電力特性を得るためには、低
抵抗領域の抵抗を１００Ω以下とすることが必要であ
る。
【００５２】図４（Ｂ）から、抵抗が１００Ω以下の低
抵抗領域を得るためのレーザ光の条件は、波長５５０ｎ
ｍ以下でエネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ2以上のレーザ
光、波長４５０ｎｍ以下でエネルギー密度が０．５〜１
Ｊ／ｃｍ2のレーザ光、及び波長４００ｎｍ以下でエネ
ルギー密度が０．１〜０．５Ｊ／ｃｍ2のレーザ光であ
る。
抵抗領域を得るためのレーザ光の条件は、波長５５０ｎ
ｍ以下でエネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ2以上のレーザ
光、波長４５０ｎｍ以下でエネルギー密度が０．５〜１
Ｊ／ｃｍ2のレーザ光、及び波長４００ｎｍ以下でエネ
ルギー密度が０．１〜０．５Ｊ／ｃｍ2のレーザ光であ
る。
【００５３】以上、図４から得られる結果をまとめる
と、以下の通りである。
と、以下の通りである。
【００５４】１）最大粗さの相対値を１以下とするため
のレーザ光の条件 ａ．波長１１００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１Ｊ
／ｃｍ2以下 ｂ．波長５００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2 ｃ．波長３００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．５〜１
Ｊ／ｃｍ2 ２）抵抗値が１００Ω以下の低抵抗領域を得るためのレ
ーザ光の条件 ｄ．波長５５０ｎｍ以下でエネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ
2以上、 ｅ．波長４５０ｎｍ以下でエネルギー密度が０．５〜１
Ｊ／ｃｍ2、 ｆ．波長４００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2 従って、最大粗さの相対値が１以下で、且つ抵抗値が１
００Ω以下の低抵抗領域を得るためには、非晶質半導体
膜に照射するレーザ光として、波長４００ｎｍ以下、即
ち波長が３００〜４００ｎｍでエネルギー密度０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ 2のレーザ光を用いる必要がある。
のレーザ光の条件 ａ．波長１１００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１Ｊ
／ｃｍ2以下 ｂ．波長５００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2 ｃ．波長３００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．５〜１
Ｊ／ｃｍ2 ２）抵抗値が１００Ω以下の低抵抗領域を得るためのレ
ーザ光の条件 ｄ．波長５５０ｎｍ以下でエネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ
2以上、 ｅ．波長４５０ｎｍ以下でエネルギー密度が０．５〜１
Ｊ／ｃｍ2、 ｆ．波長４００ｎｍ以下でエネルギー密度が０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ2 従って、最大粗さの相対値が１以下で、且つ抵抗値が１
００Ω以下の低抵抗領域を得るためには、非晶質半導体
膜に照射するレーザ光として、波長４００ｎｍ以下、即
ち波長が３００〜４００ｎｍでエネルギー密度０．１〜
０．５Ｊ／ｃｍ 2のレーザ光を用いる必要がある。
【００５５】即ち、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を
用いることにより、エネルギー密度を適宜調整すること
で、最大粗さの相対値が１以下であり且つ抵抗が１００
Ω以下の所望の低抵抗領域を得ることができる。従っ
て、高い光起電力特性を有する光起電力装置を歩留よく
提供することが可能となる。
用いることにより、エネルギー密度を適宜調整すること
で、最大粗さの相対値が１以下であり且つ抵抗が１００
Ω以下の所望の低抵抗領域を得ることができる。従っ
て、高い光起電力特性を有する光起電力装置を歩留よく
提供することが可能となる。
【００５６】以上のように、波長４００ｎｍ以下のレー
ザ光を用いることにより最大粗さの相対値を１以下で、
且つ抵抗値が１００Ω以下の低抵抗領域を得ることがで
きる理由の詳細については明らかではないが、以下のよ
うなことが考えられる。
ザ光を用いることにより最大粗さの相対値を１以下で、
且つ抵抗値が１００Ω以下の低抵抗領域を得ることがで
きる理由の詳細については明らかではないが、以下のよ
うなことが考えられる。
【００５７】図５はＩＴＯ（酸化インジウム錫）膜に夫
々波長の異なる複数のレーザ光を照射し、ＩＴＯ膜から
放出されるＩｎ原子の放出強度を真空中での質量分析に
より測定した結果を示す特性図である。尚、夫々の波長
のレーザ光のエネルギー強度は０．５Ｊ／ｃｍ2で一定
である。
々波長の異なる複数のレーザ光を照射し、ＩＴＯ膜から
放出されるＩｎ原子の放出強度を真空中での質量分析に
より測定した結果を示す特性図である。尚、夫々の波長
のレーザ光のエネルギー強度は０．５Ｊ／ｃｍ2で一定
である。
【００５８】同図から明らかに、波長４００ｎｍ以下の
レーザ光を照射した場合には、ＩＴＯ膜の構成元素であ
るＩｎ元素の放出強度が極めて大きくなっている。
レーザ光を照射した場合には、ＩＴＯ膜の構成元素であ
るＩｎ元素の放出強度が極めて大きくなっている。
【００５９】この結果をもとに推測した、半導体層が低
抵抗化される理由について図６の説明図により説明す
る。
抵抗化される理由について図６の説明図により説明す
る。
【００６０】同図に示すように、レーザ光Ｌは第１電極
２上において半導体層３の所定部に直接照射される。こ
の際、レーザ光Ｌとして波長４００ｎｍ以下のレーザ光
を用いることにより、半導体層３の下地となる第１電極
２の部分も光化学的に活性化され、第１電極２中のＳｎ
或いはＩｎ等の構成元素が半導体層３中に拡散するもの
と考えられる。そして、半導体層３中に拡散されたＳ
ｎ，Ｉｎ等の構成元素が該半導体層３を構成する非晶質
半導体の微結晶化を促進し、従来よりも短時間で抵抗の
充分小さい微結晶化された低抵抗領域が形成されたもの
と考えられる。
２上において半導体層３の所定部に直接照射される。こ
の際、レーザ光Ｌとして波長４００ｎｍ以下のレーザ光
を用いることにより、半導体層３の下地となる第１電極
２の部分も光化学的に活性化され、第１電極２中のＳｎ
或いはＩｎ等の構成元素が半導体層３中に拡散するもの
と考えられる。そして、半導体層３中に拡散されたＳ
ｎ，Ｉｎ等の構成元素が該半導体層３を構成する非晶質
半導体の微結晶化を促進し、従来よりも短時間で抵抗の
充分小さい微結晶化された低抵抗領域が形成されたもの
と考えられる。
【００６１】そして、従来よりも短時間で微結晶化され
るために、従来よりもレーザ光の照射時間が短くなり、
レーザ光の照射により半導体層３に供給される熱容量が
小さくなる。このため、半導体層が微結晶化されて低抵
抗領域となるに際し、レーザ光の照射に伴う熱的影響が
従来よりも減少し、膜荒れの少ない低抵抗領域が得られ
たものと考えられる。
るために、従来よりもレーザ光の照射時間が短くなり、
レーザ光の照射により半導体層３に供給される熱容量が
小さくなる。このため、半導体層が微結晶化されて低抵
抗領域となるに際し、レーザ光の照射に伴う熱的影響が
従来よりも減少し、膜荒れの少ない低抵抗領域が得られ
たものと考えられる。
【００６２】以上説明した如く、本実施例によれば第１
電極上において波長４００ｎｍ以下のレーザ光を半導体
層に直接照射することで、半導体層の一部を微結晶化さ
せ、低抵抗領域としている。従って、膜荒れが少なく且
つ抵抗の低い低抵抗領域を得ることができ、このため良
好な光起電力特性を有する光起電力装置を歩留よく製造
することが可能となる。
電極上において波長４００ｎｍ以下のレーザ光を半導体
層に直接照射することで、半導体層の一部を微結晶化さ
せ、低抵抗領域としている。従って、膜荒れが少なく且
つ抵抗の低い低抵抗領域を得ることができ、このため良
好な光起電力特性を有する光起電力装置を歩留よく製造
することが可能となる。
【００６３】尚、以上の実施の形態においては、ガラス
からなる透光性の基板１上に、透光性の第１電極２及び
半導体層３を積層し、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光
を半導体層３に直接照射して低抵抗領域Ａを形成する場
合について説明したが、これに限らず、表面にＳｉ
Ｏ2，ＳｉＮ等の絶縁物が被着されたステンレス板等の
金属基板を用い、この金属基板の絶縁表面に金属膜から
なる第１電極及び半導体層３を積層し、波長が４００ｎ
ｍ以下のレーザ光を半導体層３に直接照射して低抵抗領
域を形成するようにしても、同様の効果を得ることがで
きる。
からなる透光性の基板１上に、透光性の第１電極２及び
半導体層３を積層し、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光
を半導体層３に直接照射して低抵抗領域Ａを形成する場
合について説明したが、これに限らず、表面にＳｉ
Ｏ2，ＳｉＮ等の絶縁物が被着されたステンレス板等の
金属基板を用い、この金属基板の絶縁表面に金属膜から
なる第１電極及び半導体層３を積層し、波長が４００ｎ
ｍ以下のレーザ光を半導体層３に直接照射して低抵抗領
域を形成するようにしても、同様の効果を得ることがで
きる。
【００６４】また、本発明製造方法においては、低抵抗
領域を形成するためのレーザ光を、基板及び第１電極、
又は第２電極のうち、透光性を有するいずれか一方を介
して半導体層に照射することもできる。
領域を形成するためのレーザ光を、基板及び第１電極、
又は第２電極のうち、透光性を有するいずれか一方を介
して半導体層に照射することもできる。
【００６５】例えば、ガラス、プラスチック等の透光性
を有する基板１上に、透光性導電材からなる第１電極を
形成し、該第１電極上に半導体層を積層する場合にあっ
ては、低抵抗領域を形成するためのレーザ光を、基板及
び第１電極を介して半導体層に照射することができる。
を有する基板１上に、透光性導電材からなる第１電極を
形成し、該第１電極上に半導体層を積層する場合にあっ
ては、低抵抗領域を形成するためのレーザ光を、基板及
び第１電極を介して半導体層に照射することができる。
【００６６】また、基板として表面にＳｉＯ2，ＳｉＮ
等の絶縁物が被着されたステンレス板等の金属基板を用
いた場合にあっては、半導体層上に透光性の第２電極を
形成した後に、該透光性の第２電極を介して低抵抗領域
を形成するためのレーザ光を半導体層に照射すれば良
い。斯かる構成によっても同様の効果を有する。
等の絶縁物が被着されたステンレス板等の金属基板を用
いた場合にあっては、半導体層上に透光性の第２電極を
形成した後に、該透光性の第２電極を介して低抵抗領域
を形成するためのレーザ光を半導体層に照射すれば良
い。斯かる構成によっても同様の効果を有する。
【００６７】これらの場合にあっては、前述のように波
長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射すると、その大部
分が基板、第１電極或いは第２電極に吸収されるため、
半導体層に十分なエネルギーを与えることができず、低
抵抗領域を形成することができない。従って、低抵抗領
域を形成するためには４００ｎｍより大きい波長を有す
るレーザ光を照射する必要がある。そして、照射するレ
ーザ光のエネルギーを適宜調整することにより、最大粗
さの相対値が１以下、好ましくは０．４以下であって、
抵抗値が１００Ω以下の低抵抗領域を形成することがで
きる。例えば波長が０．５３μｍのレーザ光を用いた場
合にあっては、レーザパワー密度を３×１０6Ｗ／ｃｍ2
〜６×１０6Ｗ／ｃｍ2の範囲とすることにより、上記所
望の低抵抗領域を形成することができる。
長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射すると、その大部
分が基板、第１電極或いは第２電極に吸収されるため、
半導体層に十分なエネルギーを与えることができず、低
抵抗領域を形成することができない。従って、低抵抗領
域を形成するためには４００ｎｍより大きい波長を有す
るレーザ光を照射する必要がある。そして、照射するレ
ーザ光のエネルギーを適宜調整することにより、最大粗
さの相対値が１以下、好ましくは０．４以下であって、
抵抗値が１００Ω以下の低抵抗領域を形成することがで
きる。例えば波長が０．５３μｍのレーザ光を用いた場
合にあっては、レーザパワー密度を３×１０6Ｗ／ｃｍ2
〜６×１０6Ｗ／ｃｍ2の範囲とすることにより、上記所
望の低抵抗領域を形成することができる。
【００６８】次に、本発明製造方法の他の実施の形態に
ついて、図７に示す工程別構造断面図を参照して説明す
る。
ついて、図７に示す工程別構造断面図を参照して説明す
る。
【００６９】まず、同図（Ａ）に示す工程においては、
ガラスからなる透光性の基板１の絶縁表面上の全面に熱
ＣＶＤ法を用いて膜厚６０００Å程度のＳｎＯ2膜を形
成する。そして、このＳｎＯ2膜の所定部分を、波長
１．０６μｍのＹＡＧレーザの照射により除去して、互
いに分割された複数の第１電極２…を形成する。尚、マ
スクを用いることにより、形成時に第１電極２…を分割
配置するようにしても良い。
ガラスからなる透光性の基板１の絶縁表面上の全面に熱
ＣＶＤ法を用いて膜厚６０００Å程度のＳｎＯ2膜を形
成する。そして、このＳｎＯ2膜の所定部分を、波長
１．０６μｍのＹＡＧレーザの照射により除去して、互
いに分割された複数の第１電極２…を形成する。尚、マ
スクを用いることにより、形成時に第１電極２…を分割
配置するようにしても良い。
【００７０】次いで、同図（Ｂ）に示す工程において
は、上記複数の第１電極２…上を含んで上記基板１の絶
縁表面上の全面に、基板１側から順に、膜厚１００Å程
度のｐ型非晶質シリコンカーバイド膜、膜厚４０００Å
程度のｉ型非晶質シリコン膜及び膜厚２００Å程度のｎ
型非晶質シリコン膜を積層することにより半導体層３を
形成する。各非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法を用
いてＳｉＨ4，Ｈ2，ＣＨ 4，Ｂ2Ｈ6，ＰＨ3等の反応ガス
を適宜選択することにより形成することができる。
は、上記複数の第１電極２…上を含んで上記基板１の絶
縁表面上の全面に、基板１側から順に、膜厚１００Å程
度のｐ型非晶質シリコンカーバイド膜、膜厚４０００Å
程度のｉ型非晶質シリコン膜及び膜厚２００Å程度のｎ
型非晶質シリコン膜を積層することにより半導体層３を
形成する。各非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法を用
いてＳｉＨ4，Ｈ2，ＣＨ 4，Ｂ2Ｈ6，ＰＨ3等の反応ガス
を適宜選択することにより形成することができる。
【００７１】次いで、この半導体層３上の全面にスパッ
タ法を用いてＡｇからなる第２電極膜４’を形成する。
タ法を用いてＡｇからなる第２電極膜４’を形成する。
【００７２】最後に、同図（Ｃ）の工程に於いては、第
１電極と第２電極との直列接続箇所となる部分に対応す
る第２電極膜４’の所定部に、基板１の側から透光性の
該基板１及び第１電極２を介して波長が４００ｎｍより
大きいレーザ光、例えば波長５３０ｎｍのＹＡＧ／ＳＨ
Ｇレーザ光を照射し、半導体層３の所定部に複数の低抵
抗領域Ａ…を形成する。
１電極と第２電極との直列接続箇所となる部分に対応す
る第２電極膜４’の所定部に、基板１の側から透光性の
該基板１及び第１電極２を介して波長が４００ｎｍより
大きいレーザ光、例えば波長５３０ｎｍのＹＡＧ／ＳＨ
Ｇレーザ光を照射し、半導体層３の所定部に複数の低抵
抗領域Ａ…を形成する。
【００７３】さらに、上記第２電極膜４’の所定部に、
基板１の側から該基板１及び第１電極２を介して波長が
４００ｎｍより大きい第２のレーザ光、例えば波長１．
０６μｍのＹＡＧレーザ光を照射し、レーザ光が照射さ
れた部分の第２電極膜を、半導体層３と共に除去して互
いに分割された複数の第２電極４…を形成する。
基板１の側から該基板１及び第１電極２を介して波長が
４００ｎｍより大きい第２のレーザ光、例えば波長１．
０６μｍのＹＡＧレーザ光を照射し、レーザ光が照射さ
れた部分の第２電極膜を、半導体層３と共に除去して互
いに分割された複数の第２電極４…を形成する。
【００７４】そして、本実施の形態にあっては、低抵抗
領域を形成するためのレーザ光の照射と、分割された複
数の第２電極を形成するための第２のレーザ光の照射と
を、略同じタイミングで行う。
領域を形成するためのレーザ光の照射と、分割された複
数の第２電極を形成するための第２のレーザ光の照射と
を、略同じタイミングで行う。
【００７５】斯かる本実施の形態によれば、低抵抗領域
の形成と、分割された複数の第２電極の形成とを略同時
に行うことができるので、プロセス時間を短縮できる。
の形成と、分割された複数の第２電極の形成とを略同時
に行うことができるので、プロセス時間を短縮できる。
【００７６】また、半導体層上に第２電極膜を形成した
後にレーザ光を照射するので、半導体層の形成と第２電
極膜の形成とを真空の雰囲気中に維持したまま連続して
行うことができる。従って、半導体層と第２電極膜との
間に、大気中の不純物や埃等が付着することを防止で
き、光起電力装置の光起電力特性及び歩留を向上させる
ことができる。
後にレーザ光を照射するので、半導体層の形成と第２電
極膜の形成とを真空の雰囲気中に維持したまま連続して
行うことができる。従って、半導体層と第２電極膜との
間に、大気中の不純物や埃等が付着することを防止で
き、光起電力装置の光起電力特性及び歩留を向上させる
ことができる。
【００７７】尚、低抵抗領域Ａを形成する場合には、波
長５３０ｎｍのＹＡＧ／ＳＨＧレーザを用いた場合、レ
ーザパワー密度を３×１０6Ｗ／ｃｍ2〜６×１０6Ｗ／
ｃｍ2とすることにより、低抵抗領域の最大粗さの相対
値が１以下であり、抵抗が１００Ω以下の低抵抗領域を
得ることができる。
長５３０ｎｍのＹＡＧ／ＳＨＧレーザを用いた場合、レ
ーザパワー密度を３×１０6Ｗ／ｃｍ2〜６×１０6Ｗ／
ｃｍ2とすることにより、低抵抗領域の最大粗さの相対
値が１以下であり、抵抗が１００Ω以下の低抵抗領域を
得ることができる。
【００７８】加えて、第２電極を分割する場合には、波
長１．０６μｍのＹＡＧレーザを用いた場合、レーザパ
ワー密度を６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜１０×１０6Ｗ／ｃｍ2
とすることにより、光電変換層を構成する非晶質半導体
中の水素の急激な堆積膨張を利用して、半導体層と第２
電極とを同時に除去することができる。
長１．０６μｍのＹＡＧレーザを用いた場合、レーザパ
ワー密度を６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜１０×１０6Ｗ／ｃｍ2
とすることにより、光電変換層を構成する非晶質半導体
中の水素の急激な堆積膨張を利用して、半導体層と第２
電極とを同時に除去することができる。
【００７９】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、従
来のようなレーザによる除去加工に伴う盛上部、或いは
飛散物が生じることがなく、これらの盛上部或いは飛散
物の発生に起因する、相隣接する第２電極同士の短絡が
生じることがない。さらには低抵抗領域の膜荒れに起因
するリーク電流の発生も抑制することが可能となる。こ
れらの結果、良好な光起電力特性を有する光起電力装置
を歩留良く提供することが可能となる。
来のようなレーザによる除去加工に伴う盛上部、或いは
飛散物が生じることがなく、これらの盛上部或いは飛散
物の発生に起因する、相隣接する第２電極同士の短絡が
生じることがない。さらには低抵抗領域の膜荒れに起因
するリーク電流の発生も抑制することが可能となる。こ
れらの結果、良好な光起電力特性を有する光起電力装置
を歩留良く提供することが可能となる。
【図１】本発明光起電力装置に係る実施の形態を説明す
るための構造断面図である。
るための構造断面図である。
【図２】最大粗さの相対値と光起電力装置の歩留との関
係を示す関係図である。
係を示す関係図である。
【図３】本発明製造方法に係る実施の形態を説明するた
めの工程別構造断面図である。
めの工程別構造断面図である。
【図４】低抵抗領域の最大粗さの相対値及び抵抗とレー
ザ光波長との関係を示す特性図である。
ザ光波長との関係を示す特性図である。
【図５】ＩＴＯ膜から放出されるＩｎ原子の放出強度と
レーザ光波長との関係を示す特性図である。
レーザ光波長との関係を示す特性図である。
【図６】非晶質半導体膜が低抵抗化される理由を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
【図７】本発明製造方法に係る他の製造工程を説明する
ための工程別構造断面図である。
ための工程別構造断面図である。
【図８】従来の集積型の光起電力装置の構造断面図であ
る。
る。
【図９】従来の光起電力装置の製造方法を説明するため
の工程別構造断面図である。
の工程別構造断面図である。
【図１０】従来の課題を説明するための概念図である。
１…基板、２…第１電極、３…半導体層、４…第２電
極、１０…光起電力素子、Ａ…低抵抗領域
極、１０…光起電力素子、Ａ…低抵抗領域
Claims (12)
- 【請求項１】 第１電極、内部に半導体接合を有する半
導体層及び第２電極からなる光起電力素子の第１電極
と、該光起電力素子と相隣接する光起電力素子の第２電
極とが電気的に直列接続されてなる光起電力装置であっ
て、 前記第１電極と第２電極とが前記半導体層に形成された
低抵抗領域を介して電気的に直列接続されると共に、前
記低抵抗領域表面の最大粗さが前記半導体層の膜厚以下
であることを特徴とする光起電力装置。 - 【請求項２】 内部に半導体接合を有する半導体層と、
該半導体層に形成された複数の低抵抗領域と、前記半導
体層の一方の面に設けられた複数の第１電極と、前記半
導体層の他方の面に形成された複数の第２電極と、を有
し、前記第１電極，半導体層及び第２電極からなる光起
電力素子の第１電極と、隣接する光起電力素子の第２電
極とが前記低抵抗領域を介して電気的に直列接続され、
且つ、前記低抵抗領域表面の最大粗さが前記半導体層の
膜厚以下であることを特徴とする光起電力装置。 - 【請求項３】 前記半導体層が、非晶質半導体からなる
ことを特徴とする請求項１または２記載の光起電力装
置。 - 【請求項４】 前記低抵抗領域は、前記非晶質半導体が
微結晶化されてなることを特徴とする請求項３記載の光
起電力装置。 - 【請求項５】 前記低抵抗領域が、前記第１電極又は第
２電極の構成元素を含有することを特徴とする請求項４
記載の光起電力装置。 - 【請求項６】 基板の絶縁表面上に、複数の第１電極を
分割配置する工程と、 前記複数の第１電極上を含んで前記絶縁表面上の全面
に、非晶質半導体からなり内部に半導体接合を有する半
導体層を形成する工程と、 前記第１電極上において前記半導体層の複数の部分にレ
ーザ光を照射し、該半導体層に複数の低抵抗領域を形成
する工程と、 前記半導体層上に複数の第２電極を分割配置する工程
と、 を備え、 前記低抵抗領域を介して第１電極と第２電極とを電気的
に接続することを特徴とする光起電力装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記低抵抗領域を形成する工程におい
て、該低抵抗領域表面の最大粗さが前記半導体層の膜厚
以下となるように前記レーザ光を照射することを特徴と
する請求項６記載の光起電力装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記低抵抗領域を形成する工程におい
て、前記半導体層を微結晶化させて低抵抗領域とするこ
とを特徴とする請求項６又は７記載の光起電力装置の製
造方法。 - 【請求項９】 前記低抵抗領域を形成する工程におい
て、前記第１電極又は第２電極の構成元素を前記半導体
層中に拡散させて低抵抗領域を形成することを特徴とす
る請求項６乃至８のいずれかに記載の光起電力装置の製
造方法。 - 【請求項１０】 前記低抵抗領域を形成する工程におい
て、波長４００ｎｍ以下のレーザ光を直接前記半導体層
に照射することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか
に記載の光起電力装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記低抵抗領域を形成する工程におい
て、波長が４００ｎｍより大きいレーザ光を、前記基板
及び第１電極、又は前記第２電極のうち透光性を有する
いずれか一方を介して前記半導体層に照射することを特
徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の光起電力装
置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記半導体層上の全面に第２電極膜を
形成した後に、前記波長が４００ｎｍより大きいレーザ
光を透光性の前記基板及び第１電極を介して前記半導体
層に照射し、該半導体層に複数の低抵抗領域を形成する
と略同時に、波長が４００ｎｍより大きい第２のレーザ
光を透光性の前記基板及び第１電極を介して照射するこ
とにより前記第２電極膜を複数の第２電極に分割するこ
とを特徴とする請求項１１記載の光起電力装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11070425A JP2000049371A (ja) | 1998-05-22 | 1999-03-16 | 光起電力装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14146698 | 1998-05-22 | ||
| JP10-141466 | 1998-05-22 | ||
| JP11070425A JP2000049371A (ja) | 1998-05-22 | 1999-03-16 | 光起電力装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000049371A true JP2000049371A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=26411587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11070425A Pending JP2000049371A (ja) | 1998-05-22 | 1999-03-16 | 光起電力装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000049371A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043219A1 (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Honda Motor Co., Ltd. | 太陽電池およびその製造方法 |
| WO2007049384A1 (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Honda Motor Co., Ltd. | 太陽電池 |
| JP2007317879A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Honda Motor Co Ltd | カルコパイライト型太陽電池およびその製造方法 |
| JP2017509145A (ja) * | 2014-01-31 | 2017-03-30 | フリソム アクツィエンゲゼルシャフトＦｌｉｓｏｍ Ａｇ | 光起電デバイスの薄膜ビアセグメントのための方法 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11070425A patent/JP2000049371A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043219A1 (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Honda Motor Co., Ltd. | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2007109842A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Honda Motor Co Ltd | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP4703350B2 (ja) * | 2005-10-13 | 2011-06-15 | 本田技研工業株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| WO2007049384A1 (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Honda Motor Co., Ltd. | 太陽電池 |
| JP2007317879A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Honda Motor Co Ltd | カルコパイライト型太陽電池およびその製造方法 |
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