JP2000124490A

JP2000124490A - 太陽電池の製造方法

Info

Publication number: JP2000124490A
Application number: JP10297116A
Authority: JP
Inventors: Akira Hanabusa; 彰花房; Seiji Kumazawa; 誠二熊澤; Mikio Murozono; 幹夫室園
Original assignee: Matsushita Battery Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣｄＴｅ膜のサンドブラスト法によるパター
ニング方法を改善し、高効率のＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電
池の生産性良く製造する方法を提供することを目的とす
る。【解決手段】透光性絶縁基板上に透明導電膜、ＣｄＳ
膜およびＣｄＴｅ膜を形成した後、ＣｄＴｅ膜上に所定
のパターンで開口部を有する保護材でマスクし、横長形
状の噴射口から微粒子を含んだガス流を保護材表面に対
して垂直方向に噴射して、前記ガス流を前記開口部に露
出したＣｄＴｅ膜表面に吹き付けることによりスクライ
ブし、ＣｄＴｅ膜をパターニングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硫化カドミウム／
テルル化カドミウム太陽電池の製造方法、特にテルル化
カドミウム膜のパターニング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池を家庭用電力用途等に用いる場
合、所望の動作電圧を得るために、大面積基板内に形成
した太陽電池構成膜の一部を除去して任意の数に分割
し、複数の単セルを形成した後、これらの単セルを直列
接続する手法がとられている。このようにして得られた
直列接続太陽電池をサブモジュールと呼ぶ。硫化カドミ
ウム（以下ＣｄＳと記す）膜およびテルル化カドミウム
（以下ＣｄＴｅと記す）膜を構成膜としたＣｄＳ／Ｃｄ
Ｔｅ太陽電池において、サブモジュールを形成する場
合、ＣｄＴｅ膜の一部を除去し、単セルごとのＣｄＴｅ
膜に分離するとともに、その除去部を利用して隣り合う
セルのＣｄＳ膜あるいは透明導電膜とＣｄＴｅ膜側の電
極とを電気的に接続する必要がある。

【０００３】上記のようにＣｄＴｅ膜の一部を所定のパ
ターンで除去することをＣｄＴｅ膜のパターニングとい
う。この際、上記の除去部は発電に寄与しないため、除
去される膜の面積を可能なかぎり微小にして、サブモジ
ュールの発電効率を向上させる必要がある。ＣｄＴｅ膜
のパターニング法としては、一般的にはレーザスクライ
ブ法が用いられているが、他にリフトオフ法、メカニカ
ルスクライブ法、サンドブラスト法等が検討されてい
る。

【０００４】しかし、レーザスクライブ法は、基板を精
密かつ高速に移動させる載物台とＱスイッチ付きＹＡＧ
レ−ザ等の高価な装置が必要であり、また、点加工であ
るため、複数のスクライブラインを形成するには加工点
の移動に長時間を要し、加工時間が長くなる。これら
は、低コストの太陽電池を製造するための大きな障害と
なっている。例えば、Ｑスイッチ付きＹＡＧレ−ザで第
２高調波（波長５３０ｎｍ）を用いたＣｄＴｅ膜のスク
ライブでは、加工速度は最大でも２００ｍｍ／秒に止ま
り、５０Ｗ程度の太陽電池を加工するために１０分間程
度の時間が必要である。また、品種毎にスクライブライ
ン数が異なるために各々加工時間が異なり、生産ライン
のバランスを取り難いという問題があった。さらに、Ｃ
ｄＴｅ膜をスクライブする場合に、下地の透明導電膜が
熱的なダメージを受け、セルの内部抵抗増大の要因とな
っていた。

【０００５】リフトオフ法は、ＣｄＳ膜上にカーボン膜
などの耐熱性の膜を所定のパターンで形成した後に、耐
熱性の膜が形成されていない部分のみにＣｄＴｅ膜を形
成し、その後、耐熱性の膜を除去する方法である。この
方法は簡便であるが、耐熱性の膜を確実に除去すること
が困難である。メカニカルスクライブ法は、ＣｄＴｅ膜
よりも高硬度の金属等の治具により、所定のパターンで
ＣｄＴｅ膜を削り取る方法である。しかし、ＣｄＴｅ膜
の端面にバリが発生するため信頼性が乏しく、これを向
上させるためには無発電部の面積を大きく確保する必要
がある。また、ＣｄＴｅ膜をスクライブする際に、下地
のＣｄＳ膜も部分的に除去されるので、下地の透明導電
膜と治具が頻繁に接触することになり、透明導電膜の硬
度が極めて高いため治具が摩耗しやすい。そのため、長
期間に亘って安定したスクライブを行うことが困難であ
る。

【０００６】また、サンドブラスト法については、特開
平９−２６０７０４号公報および特開昭６１−１８３９
７５号公報に開示されている。この方法は所定のパター
ンで開口部が形成された保護材でマスクされた半導体膜
上に、アルミナ等の砥粒の微粒子（以下、単に「微粒
子」という）を含むガス流を吹きつけて、開口部に露出
した部分の半導体膜をスクライブしてパターニングする
ものである。このサンドブラスト法は、スクライブを行
う装置が低コストであり、またスクライブラインを作製
する時間を短縮できる可能性があり、太陽電池の低コス
ト化が期待できる方法として検討されてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
サンドブラスト法においては、円形や正方形の点対称の
形状の噴射口から、これらに対応する円形あるいは正方
形の断面形状のガス流を噴射し、非加工面に吹きつけて
いた。このようにして加工を行う際、処理速度を向上さ
せる目的で点対称の形状の噴射口を相似形に大きくし、
吹きつけ部の面積を拡大させると、非加工面に吹き付け
られたガス流中の中央部の微粒子が吹き付け部の外に容
易には飛散せず、吹きつけ部中央に微粒子の溜り部が形
成される。

【０００８】その結果、溜まり部の微粒子に覆われた非
加工面に吹き付けられる後続の微粒子の非加工面への衝
突エネルギーと吹きつけ密度が減少し、却ってスクライ
ブ速度が低下するという問題があった。そのため、除去
すべき部分のＣｄＴｅ膜を残存させることなく、確実に
スクライブするためには長時間の加工を必要とする。も
し、この膜を下地のＣｄＳ膜上に残存させると、ＣｄＴ
ｅが高抵抗なためにＣｄＳ膜側のコンタクト抵抗が増大
して変換効率を低下させることになる。

【０００９】また、微粒子を含むガス流が保護材上に吹
きつけられ、ステンレス鋼などの金属製の保護材の表面
に微粒子が衝突することにより、加工中に保護材が摩耗
したり、伸びて変形したりする等の問題があった。これ
を回避するためには、保護材の板厚を１ｍｍ程度以上に
厚くする必要があった。保護材の板厚を厚くすると、吹
きつけた微粒子が加工面に届く確率が減少するためにス
クライブ速度が低下する。また、一般的に保護材の板厚
より細い微細なスクライブ幅の加工が困難なために、ス
クライブ幅を広くして必要以上の面積の半導体膜を除去
せざるを得ず、サブモジュールの発電効率が低下する。
また、保護材を頻繁に交換する必要があり、これらの問
題がコスト削減を阻害していた。

【００１０】本発明は、サンドブラスト法における上記
の諸問題を解決し、低コストで高効率なＣｄＳ／ＣｄＴ
ｅ太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池の製造
方法は、透光性絶縁基板上に透明導電膜、硫化カドミウ
ム膜およびテルル化カドミウム膜を順次形成して被加工
基板を作製する工程、所定のパターンで開口部を設けた
保護材を前記テルル化カドミウム膜上に積層し、前記保
護材上に砥粒の微粒子を含むガス流を吹き付け、前記開
口部に露出した前記テルル化カドミウム膜上に前記微粒
子を衝突させることにより、その部分のテルル化カドミ
ウム膜を除去する工程を有し、前記保護材上に吹き付け
る前記ガス流を、細長形状の噴射口から前記保護材面に
垂直方向に噴射するものである。

【００１２】これにより、従来の方法と同速度でスクラ
イブを行ったときに一度に加工できるスクライブ面積が
拡大され、かつ吹きつけた微粒子を速やかに開口部の外
側に逃がすことができ、微粒子の開口部への堆積が抑制
され、後続して吹き付けられる微粒子とＣｄＴｅ膜との
衝突が妨げられないので、スクライブ速度を増大させる
ことができる。その結果、ＣｄＴｅ膜のパターニング時
間を短縮でき、低コストでＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池を
製造することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、透明導電膜、ＣｄＳ膜
およびＣｄＴｅ膜を順次形成した透光性絶縁基板上のＣ
ｄＴｅ膜上に、所定の箇所に開口部を持たせた保護材を
積層させ、微粒子を含むガス流を前記保護材上に吹き付
け、前記開口部に露出した部分のＣｄＴｅ膜上に衝突す
る微粒子により、前記露出した部分のＣｄＴｅ膜を削り
取るパターニング方法を採る太陽電池の製造方法におい
て、前記ガス流を噴射する噴射口の形状を細長形状とす
ることにより、これに対応した細長の断面形状の前記ガ
ス流を保護材上に垂直方向に吹き付けるものである。

【００１４】このように、噴射されるガス流の一方の辺
を短くすることにより、垂直方向に吹きつけたガス流中
の微粒子が吹き付け面から飛散しやすくなり、吹き付け
面に堆積させることなく、速やかに保護材の開口部の外
側に逃がすことができる。これにより、スクライブの妨
げとなる微粒子溜り部の形成を抑制することができる。
また、この吹き付けられる前記ガス流の他方の辺を長
くすることにより、スクライブできる面積を拡大するこ
とができる。これらのことから、ＣｄＴｅ膜を確実にス
クライブし、かつ高速にパターニングすることができ
る。

【００１５】また、ＣｄＴｅ膜をスクライブするための
ガス流は、圧縮された空気、窒素などのキャリアガスの
気流中に上記微粒子を含ませたものを、噴射口に導入
し、保護材の表面に向けて垂直に噴射される。その際、
保護材の開口部に吹き付けられたガス流中の微粒子が、
その部分に露出したＣｄＴｅ膜面に衝突し、ＣｄＴｅ膜
を表面から順次削り取り、保護材の開口部形成パターン
に対応したパターンでＣｄＴｅ膜が除去され、ＣｄＴｅ
膜がパターニングされる。

【００１６】上記の微粒子は、炭酸カルシウム、黄銅、
銅、ガラスビーズなどの比較的軟質のもの、あるいはア
ルミナ、ホワイトアルミナ、カーボランダムなどの比較
的硬質の砥粒を用いることができる。ＣｄＴｅ膜は比較
的柔らかい膜なので、上記の軟質の微粒子を用いること
により十分にスクライブできる。また、上記の硬質の微
粒子を用いる場合には、比較的硬い下地のＣｄＳ膜が同
時に削り取られてＣｄＴｅ膜と同パターンでスクライブ
される場合がある。一般的にＣｄＳ膜は薄膜なので面方
向の抵抗が高く、セル単位に分割するためのパターニン
グを行うことなくセル間が絶縁されるので、パターニン
グの有無はＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の特性に殆ど影響
を及ぼさない。従って、本発明はＣｄＴｅ膜のみ、ある
いはＣｄＴｅ膜と下地のＣｄＳ膜を同時にスクライブす
る上記の何れの方法をも採ることができる。

【００１７】本発明における噴射口の形状は、線対称の
細長形状、特に長方形あるいは楕円形がより好ましく、
長方形の場合は長辺が短辺の２倍以上、楕円形の場合は
長径が短径の２倍以上の長さとすることにより上記の効
果を一層増大させることができる。また、保護材として
は、所定のパターンで開口部を有するポリウレタン系ゴ
ムなどの樹脂膜をＣｄＴｅ膜上に形成する方法、ＣｄＴ
ｅ膜と接する面と反対側の面をポリウレタン、テフロン
などの樹脂弾性物で被覆し、所定のパターンで開口部を
設けた薄板でＣｄＴｅ膜面を覆う方法などを採ることが
できる。

【００１８】保護材によりＣｄＴｅ膜をマスクする特に
好ましい方法は、ＣｄＴｅ膜に接する面とは反対面側に
セラミックスあるいはポリウレタン樹脂などの樹脂材料
によりコ−ティングしたステンレス鋼などの磁性を有す
る薄板に所定のパターンで開口部を設けた保護材をＣｄ
Ｔｅ膜上に配置し、ＣｄＴｅ膜形成面の反対側の被加工
基板面に磁石を配置して、磁性を有する前記保護材を固
定するする方法である。上記のように、磁石をＣｄＴｅ
膜形成面の反対側の透光性絶縁基板面に配置することに
より、前記磁性材料を用いた保護材をＣｄＴｅ膜面の所
定位置へ確実に固定することが可能となるため、加工中
の保護材の開口部とＣｄＴｅ膜とが精度良く位置合わせ
でき、スクライブ精度が向上する。

【００１９】また、保護材表面をコーティングすること
により、表面に吹きつけられた微粒子のエネルギーが吸
収、あるいは跳ね返されるので、保護材の変形を防止す
ることができ、極薄の保護材を使用しても変形すること
ない。その結果、板厚が厚い従来の保護材を用いた場合
の問題点が解決され、吹きつけた微粒子が加工面まで届
く確率が高まってスクライブ速度が向上し、しかもスク
ライブ幅を不必要に広げる必要もないのでパッケージフ
ァクターが向上し、太陽電池の変換効率が向上する。同
時に、保護材の寿命も飛躍的に向上させることが可能と
なる。

【００２０】先述のようにＣｄＴｅ膜のスクライブ部分
は発電に寄与しないので、セル間を直列に接続するため
の必要最小限の面積に止める必要があり、一般的にはセ
ルの幅方向に細長い線状の最小限の幅のラインがスクラ
イブされる。このような場合には、前記ＣｄＴｅ膜上に
積層された保護材の開口部を複数の細長形状のパターン
で設け、前記細長形状の開口部の長辺方向に沿って前記
噴射口を直線的に移動させ、前記噴射口の移動方向と直
交させて前記被加工基板を直線的に移動させるととも
に、前記噴射口の長辺方向と被加工基板の移動方向を一
致させながら微粒子を含むガス流を噴射してＣｄＴｅ膜
をパターニングする方法がより効果的である。

【００２１】このように開口部が複数の細長形状のパタ
ーンで設けられている場合には、開口部の短辺方向にガ
ス流が噴射されると、吹きつけられた微粒子が保護材の
厚みによって形成されている段差に囲まれた開口部周辺
の狭い空隙に堆積し易く、この堆積した微粒子がＣｄＴ
ｅ膜の露出面を覆って新たに吹き付けられる微粒子の衝
突を妨げてスクライブ速度が低下し易い。上記の方法に
よりこの問題点が解決され、保護材の開口部の長辺方向
にガス流が噴射されるので前記の段差に妨げられること
なく、吹きつけられた微粉末がスクライブライン方向に
速やかに飛び去るので、微粒子が堆積することなく、ス
クライブ速度を一層高めることができる。

【００２２】さらに本発明は、微粒子を含むガス流を前
記保護材上に吹き付けると同時、もしくは吹き付けた後
に、前記噴射口の近傍に設けた他の噴射口から、微粒子
を含まない他のガス流を前記保護材上に吹きつけるもの
である。これによって、前記のように堆積した微粉末を
より速やかに除去することが可能となり、スクライブ速
度を一層増大させることができる。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明を具体的な実施例を挙げてよ
り詳細に説明する。《実施例１》図１（ａ）に示した３５ｃｍ角のガラス基
板１（コ−ニング＃１７３７）の上に、塩化錫水溶液に
フッ酸を添加した溶液をスプレー法で吹き付けた後、５
５０℃で約２０分間加熱し、厚さ約６００ｎｍの二酸化
錫膜２を形成し、薄膜形成用基板３とした。次いで、Ｑ
スイッチ付きのＹＡＧレ−ザを用いて、波長１．０６μ
ｍ、周波数２ｋＨｚ、出力２Ｗ、焦点距離２５ｍｍ、操
作速度１００ｍｍ／秒の条件でレ−ザ−スクライブを行
って、薄膜形成用基板３上の二酸化錫膜２を、図１
（ｂ）に示すように４２セル分に分割した。

【００２４】次に、硫黄結合を有する有機カドミウム化
合物であるイソプロピルキサントゲン酸カドミウムを１
−メチル−２−ピロリドンに溶解させた溶液を薄膜形成
用基板３の二酸化錫膜２側に塗布し、これを１１０℃で
乾燥して溶媒を揮発させた。その後、大気中にて４５０
℃で３分間加熱して、前記有機カドミウム化合物を熱分
解させることにより、図１（ｂ）のように厚さ７０ｎｍ
のＣｄＳ薄膜４を製膜した。

【００２５】次に、図１（ｃ）に示すように、近接昇華
法によりＣｄＳ薄膜４上に膜厚約６μｍのＣｄＴｅ膜５
を製膜した。ＣｄＴｅ膜の製膜は、純度５ＮのＣｄＴｅ
粉末を敷き詰めて粒子層を形成したガラス製のソース基
板と薄膜形成用基板３上のＣｄＳ薄膜４とをアルゴンガ
ス中で２ｍｍの間隔で対向させて行った。薄膜形成用基
板３の温度を６００℃、ソ−ス基板の温度を６３０℃、
製膜時間を２分間とした。製膜後、塩化カドミウムのメ
タノ−ル飽和溶液中に浸潰し、乾燥させた後、大気中で
４００℃の熱処理を２０分間行った。その後、純水中で
超音波洗浄によって、塩化カドミウムの残さを除去し、
乾燥して被加工基板１１とした。

【００２６】次に、ポリウレタン系ゴムを主成分とする
ＵＶ硬化型のペーストを、スクリーン印刷法により塗布
し、ＣｄＴｅ膜５上に幅０．２ｍｍの４２本の線状開口
部を等間隔で設けた厚さ３０μｍの塗膜を形成した。こ
れを５００ＷのＵＶ硬化装置で２分間硬化処理し、図１
（ｄ）に示すように保護材６の膜を形成した。次いで、
サンドブラスト法により、図１（ｅ）に示すようにＣｄ
Ｔｅ膜５を選択的にスクライブした。

【００２７】図２はスクライブ方法を示す模式図であ
る。図２に示すように、保護材６を形成した被加工基板
１１を保護材６の開口部１０の長尺方向と直交するｙ方
向に移動速度５０ｍｍ／秒で移動させた。一方、長辺１
００ｍｍ、短辺５ｍｍの長方形の噴射口９は、その長辺
をｙ方向と平行にし、被加工基板１１上をｙ方向と直交
するｘ方向に、２０ｍ／分の移動速度で往復させた。こ
のように被加工基板１１および噴射口９移動させなが
ら、保護材６の表面から３０ｍｍの高さの位置に設けた
噴射口９から微粒子を含むガス流を被加工基板に対して
垂直方向に噴射し、保護材６上に前記ガス流を吹き付け
て開口部１０に露出した部分のＣｄＴｅ膜に微粒子を衝
突させることにより、この部分のＣｄＴｅ膜を削り取っ
てパターニングした。微粒子のキャリアガスとして圧縮
空気を用い、粒径約２０μｍの炭酸カルシウムの微粒子
を２００ｇ／分の速度で噴射した。その後、イオン交換
水中に浸漬して、吹きつけた微粒子の屑と前記ウレタン
ゴム系の保護材６を同時に除去し、乾燥させた。このよ
うにして図１（ｆ）に示すように４２セル分に分割され
たＣｄＴｅ膜５を形成した。

【００２８】次に、銅を微量添加したカーボンペースト
をスクリーン印刷法により、ＣｄＴｅ膜５上に塗布した
後、乾燥させ、３９０℃で３０分間加熱して、カ−ボン
膜７を形成すると同時にＣｄＴｅ膜５中に銅を拡散させ
た。さらに、カーボン膜７から隣接するセルのＣｄＳ薄
膜４にかけて銀・インジウムを含むペーストをスクリー
ン印刷法で塗布し、乾燥して銀・インジウム膜８を形成
して各セルを電気的に接続するとともに、両端のセルに
モジュールの正・負極端子となる銀・インジウム膜８を
同様に形成して、図１（ｇ）に示す構造の４２セル直列
の太陽電池を作製した。

【００２９】《実施例２》近接昇華法によりＣｄＴｅ膜
５を製膜し、塩化カドミウムの残さを除去し、乾燥させ
るまでは、実施例１と同様の方法で行った。その後、図
３のように、開口幅０．２ｍｍの開口部１８を形成した
厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）よりな
る磁性材料の保護材基板１２の表面に、ポリウレタン系
ゴムを主成分とするＵＶ硬化型のペーストを用い、スク
リーン印刷法により、厚さ３０μｍの塗膜を形成した。
これを５００ＷのＵＶ硬化装置で２分処理して硬化し、
コーティング膜１３を形成し、保護材１４を作製した。

【００３０】被加工基板１１のＣｄＴｅ膜５面に前記保
護材１４のコーティング膜１３の無い面側を接触させ、
一方、前記被加工基板１１の反対側の面にはアルミニウ
ムを主成分とする外形３５ｃｍ角、厚さ５ｍｍの板材１
５に、サマリウム・コバルトを主成分とする直径４ｍ
ｍ、高さ５ｍｍの磁石１６を２９４個埋め込んだ磁石付
き裏板１７を接触させ、前記保護材１４を位置合わせし
て固定した。次に、図２に示す実施例１と同様の方法に
より、ＣｄＴｅ膜のスクライブ加工を行った。

【００３１】その後、前記裏板１７を取り外すことによ
り、保護材１４を被加工基板１１から取り外し、圧縮空
気を被加工基板１１上に吹きつけて、削り取られたＣｄ
Ｔｅや付着した微粒子などの屑を除去した。次に、実施
例１と同様に、カーボン膜７および銀・インジウム膜８
を形成し、図１（ｇ）に示す構造の４２セル直列の太陽
電池を作製した。

【００３２】《実施例３》実施例２の磁性材料の保護材
基板１２の主表面側にＵＶ硬化型のペーストでコーティ
ング膜１３を形成した保護材に代え、前記保護材基板１
２の主表面側にコーティング膜としてイオンプレーティ
ング法で３０μｍの厚さの炭化珪素薄膜を形成した保護
材を用いた以外は、実施例２と全く同様にして、図１
（ｇ）に示す構造の４２セル直列の太陽電池を作製し
た。

【００３３】《実施例４》噴射口９の形状を長辺１００
ｍｍ、短辺５０ｍｍの長方形に変更した以外は、実施例
３と全く同様にして、図１（ｇ）に示す構造の４２セル
直列の太陽電池を作製した。

【００３４】《実施例５》図４に示すように、ＣｄＴｅ
膜をスクライブした以外は、実施例２と全く同様にし
て、図１（ｇ）に示す構造の４２セル直列の太陽電池を
作製した。図４において、微粒子を含むガス流を噴射す
る第一の噴射口９の近傍に微粒子を含まない圧縮空気流
を噴射する一対の第二の噴射口１９を設け、第一の噴射
口９から噴射された微粒子を含むガス流の長辺の外側方
向に第二の噴射口１９から圧縮空気流を噴射し、非加工
基板１１上の保護材１４上に、前記の両者のガス流を吹
き付けながらスクライブした。

【００３５】なお、第二の噴射口１９は長辺１００ｍ
ｍ、短辺１ｍｍの細長形状であり、第一の噴射口１８の
両長辺に沿って水平方向に５０ｍｍ離れた位置に設置し
た。また、第二の噴射口１９からの噴射角度はその長辺
の外側にむけて４５度の方向に設定し、噴射する圧縮空
気の圧力を５ｋｇ／ｃｍ²とした。上記以外は、図２と
同様の方法でＣｄＴｅ膜をスクライブした。

【００３６】《比較例１》噴射口９の形状を直径１００
ｍｍの円形にした以外は、実施例２と全く同様にして、
図１（ｇ）に示す構造の４２セル直列の太陽電池モジュ
ールを作製した。

【００３７】《比較例２》被加工基板１１の移動方向と
開口部１０の長尺方向とを一致させてスクライブ加工し
た以外は、実施例２と全く同様にして、図１（ｇ）に示
す構造の４２セル直列の太陽電池を作製した。

【００３８】《比較例３》保護材基板１２として、開口
幅１ｍｍの開口部１８を形成した厚さ１ｍｍのステンレ
ス鋼（ＳＵＳ４３０）を使用した以外は、実施例２と全
く同様にして、図１（ｇ）に示す構造の４２セル直列の
太陽電池を作製した。

【００３９】《比較例４》Ｑスイッチ付きＹＡＧレーザ
を用い、波長０．５３μｍ、ヘッド数１、載物台移動速
度２００ｍｍ／秒、分離幅０．２ｍｍの条件でレーザス
クライブすることによりＣｄＴｅ膜のパターニングを行
った以外は、実施例１と全く同様にして、図１（ｇ）に
示す構造の４２セル直列の太陽電池を作製した。

【００４０】なお、実施例１〜５および比較例１、２、
４においては、セル間の絶縁と直列接続に必要な部分と
発電部分の面積の和に対する発電部分の面積の比率（パ
ッケージファクタ）を約８８％に揃え、比較例３では７
８％とした。次いで、本発明の効果を確認するために、
実施例１〜５および比較例１〜４においてＣｄＴｅ膜を
パターニングするために要した時間と、作製した各々の
太陽電池の変換効率を測定した。それらの結果を表１に
示す。変換効率はソーラシミュレータにより、ＡＭ：
１．５、１００ｍＷ／ｃｍ²の条件下で測定した。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１のように、本発明による各実施例で
は、いずれも１分間以下の短時間でＣｄＴｅ膜を高速加
工でき、太陽電池の変換効率に関しても、いずれも１１
％以上の高い値を示した。一方、各比較例ではそれ以上
の時間をかけて加工したにも拘わらず、十分な変換効率
が得られなかった。これは、本発明の実施により、スク
ライブ部分のＣｄＴｅ膜が確実に除去され、その部分の
下地のＣｄＳ膜上に残存しなかったことが主な要因と考
えられる。一方、各比較例では、上記スクライブが不十
分なために、ＣｄＳ膜上に高抵抗のＣｄＴｅ膜が残存
し、各セルを直列に接続する際の負極端子側のコンタク
ト抵抗が増大したことが主原因となり十分な変換効率が
得られなかったものと考えられる。

【００４３】即ち、比較例１は、噴射口の形状が円形な
ため、吹きつけられた微粒子が保護材の開口部内に長時
間滞留して被加工ＣｄＴｅ膜表面を覆い、新たに被加工
ＣｄＴｅ膜表面に到達する微粒子が持つ運動エネルギー
を吸収して、スクライブを妨げたためと考えられる。ま
た、比較例２では、ＣｄＴｅ膜のスクライブライン方向
をガス噴出口形状の長辺側としたために、細いスクライ
ブ幅端面の保護材による段差部近傍に運動エネルギーを
失った微粒子が溜まりやすく、スクライブを妨げたもの
考えられる。

【００４４】比較例３においては、保護材の厚みが厚
く、機械的強度の増加により保護材の寿命は延びたもの
の、開口部幅が保護材の厚み以下には加工できないた
め、パッケージファクタが小さくなり、高効率の太陽電
池を作製できなかった。また、比較例４では、レーザビ
ームで加工する際の高熱により、下地の透明導電膜が熱
的ダメージを受け、これに起因したコンタクト抵抗が増
加し、変換効率が低下したものと考えられる。なお、実
施例２〜５で用いた保護材は使用後も全く変形が観測さ
れなかった。

【００４５】以上のことから、本発明は高効率の太陽電
池を高速加工する手段として極めて効果的であることが
立証された。なお、上記実施例では、近接昇華法により
ＣｄＴｅ膜を形成したが、蒸着法、スパッタ法などの他
の方法でＣｄＴｅ膜を製膜した場合にも、本発明を適用
して同様の効果が得られることを確認した。また、Ｃｄ
Ｓ薄膜の形成法についても、有機カドミウム化合物の熱
分解法以外に、液相製膜法、近接昇華法、蒸着法、スパ
ッタ法などの他の手法で製膜した場合にも、上記実施例
と同様の効果が得られることを確認した。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＣｄＴｅ
膜上に微粒子を含むガス流を衝突させて所定のパターン
でＣｄＴｅ膜を除去する際、ガス流を噴射する噴射口を
細長形状とすることなどによって、微細なスクライブラ
インを高速に形成することが可能となり、高変換効率の
太陽電池を生産性良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における太陽電池の製造工程
を示す模式断面図である。

【図２】本発明によるＣｄＴｅ膜のパターニング方法を
説明するための概念図である。

【図３】本発明によるＣｄＴｅ膜のパターニング方法に
用いた保護材（マスク）の一例を示す模式断面図であ
る。

【図４】本発明によるＣｄＴｅ膜の他のパターニング方
法を説明するための概念図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２二酸化錫膜３薄膜形成用基板４ＣｄＳ薄膜５ＣｄＴｅ膜６、１４保護材７カーボン膜８銀・インジウム膜９微粒子を含むガス流を噴射する噴射口１０開口部１１非加工基板１２保護材基板１３コーティング膜１５板材１６コバルト・サマリウム磁石１７磁石付き裏板１８開口部１９微粒子を含まないガス流を噴射する噴射口

フロントページの続き (72)発明者室園幹夫大阪府守口市松下町１番１号松下電池工業株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 AA09 CB28 EA10 EA13 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性絶縁基板上に透明導電膜、硫化カ
ドミウム膜およびテルル化カドミウム膜を順次形成して
被加工基板を作製する工程、所定のパターンで開口部を
設けた保護材を前記テルル化カドミウム膜上に積層し、
前記保護材上に砥粒の微粒子を含むガス流を吹き付け、
前記開口部に露出した前記テルル化カドミウム膜上に前
記微粒子を衝突させることにより、その部分のテルル化
カドミウム膜を除去する工程を有し、前記保護材上に吹
き付ける前記ガス流を、細長形状の噴射口から前記保護
材面に垂直方向に噴射することを特徴とする太陽電池の
製造方法。
【請求項２】噴射口の形状が、長辺が短辺の２倍以上
の長さを有する長方形、または長径が短径の２倍以上の
長さを有する楕円形である請求項１に記載の太陽電池の
製造方法。
【請求項３】保護材が、前記テルル化カドミウム膜に
接する面とは反対面側をセラミックスまたは樹脂材料に
よりコ−ティングした磁性材料よりなる薄板であり、前
記被加工基板のテルル化カドミウム膜形成面とは反対の
面側に磁石を配して前記保護材を前記テルル化カドミウ
ム膜上の所定の位置に固定することにより、前記テルル
化カドミウム膜上に前記保護材を積層することを特徴と
する請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】前記ＣｄＴｅ膜上に積層された保護材の
開口部が複数の細長形状のパターンで設けられ、前記細
長形状の開口部の長辺方向に沿って前記噴射口を直線的
に移動させ、前記噴射口の移動方向と直交させて前記被
加工基板を直線的に移動させるとともに、前記噴射口の
長辺方向と被加工基板の移動方向を一致させることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池の製
造方法。
【請求項５】微粒子を含むガス流を前記保護材上に吹
き付けると同時に、もしくは吹き付けた後に、前記噴射
口の近傍に設けた他の噴射口から、微粒子を含まない他
のガス流を前記保護材上に吹きつけることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。