JP2000188410A - Manufacture of photovoltaic element - Google Patents

Manufacture of photovoltaic element

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JP2000188410A
JP2000188410A JP10365912A JP36591298A JP2000188410A JP 2000188410 A JP2000188410 A JP 2000188410A JP 10365912 A JP10365912 A JP 10365912A JP 36591298 A JP36591298 A JP 36591298A JP 2000188410 A JP2000188410 A JP 2000188410A
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JP
Japan
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electrode layer
photovoltaic element
photovoltaic device
layer
photovoltaic
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JP10365912A
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Japanese (ja)
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Yukie Ueno
雪絵 上野
Tsutomu Murakami
勉 村上
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a photovoltaic element wherein its leakage current caused by its defect portions of pin holes, etc., existing over a large area is decreased and its electromotive force characteristic in a low illuminance is made excellent. SOLUTION: In this method, there is performed the manufacture of a photovoltaic element 300, which has a process for dipping in an electrolyte the photovoltaic element (amorphous solar battery) 300 wherein at least a first electrode layer 302, a semiconductor layer 303, and a second electrode layer 304 are formed on a substrate 301, and which has a process for removing therefrom by the action of an electric field short-circuit current paths generated by the defects of the photovoltaic element 300. In this case, there are provided a reducing process for reducing in the electrolyte the second electrode layer 304 which is the defect portion of the photovoltaic element 300, and a removing process for washing by an electrolyte solution 309 a reduction substance 306 generated in the reducing process and included in the second electrode layer 304 and removing it therefrom.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光起電力素子の製造
方法に関するものであり、より詳しくは、欠陥による短
絡電流通路を除去し、特性の優れた光起電力素子を製造
する方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a photovoltaic device, and more particularly, to a method for manufacturing a photovoltaic device having excellent characteristics by removing a short-circuit current path due to a defect.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽電池などの光起電力素子の大
面積化に伴い、大面積にわたってアモルファスシリコン
等の半導体層を成膜した多層構成の光起電力素子の開発
が進められている。また、大面積の光起電力素子を製造
するためにロールツーロール等の連続工程法等が着目さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, with an increase in the area of a photovoltaic element such as a solar cell, development of a photovoltaic element having a multilayer structure in which a semiconductor layer such as amorphous silicon is formed over a large area has been advanced. Also, in order to manufacture a photovoltaic element having a large area, a continuous process method such as roll-to-roll has attracted attention.

【0003】しかしながら、大面積にわたって欠陥のな
い多層構成の光起電力素子を作製することは困難であ
る。例えば、アモルファスシリコン等の薄膜を多数積層
した光起電力素子においては、半導体層の成膜時にダス
トの影響などによりピンホールや欠陥が生じ、シャント
やショートの原因となり易く、これらのシャントやショ
ートは光起電力素子の特性を著しく低下させることが知
られている。シャントやショートが生じると、該特性の
中でも起電圧特性の低下が著しいことが分かっている。
However, it is difficult to manufacture a photovoltaic element having a multilayer structure having no defect over a large area. For example, in a photovoltaic element in which a large number of thin films of amorphous silicon or the like are stacked, pinholes and defects are generated due to the influence of dust and the like when the semiconductor layer is formed, and shunts and short circuits are likely to occur. It is known that the characteristics of photovoltaic elements are significantly reduced. It has been found that when a shunt or a short circuit occurs, the electromotive voltage characteristic is significantly reduced among the characteristics.

【0004】ピンホールや欠陥ができる原因と影響につ
いてさらに詳しく述べる。例えばステンレス基板上に堆
積したアモルファスシリコン太陽電池の場合、基板表面
は完全に平滑な面とは言えず、傷やへこみ、あるいはス
パイク状の突起が存在する。また、基板上に光を散乱す
ることを目的でステンレス基板上に凹凸のある電極層
(バックリフレクター)を設けたりする。そのため、
p,n層のように数100Åの厚みの薄膜の半導体層が
このような表面を完全にカバーできないことが欠陥やピ
ーンホールが生じる一つの大きな原因となっている。ま
た、前述したように成膜時の微小なダストなどが原因と
なってピンホールが生じることがある。
The causes and effects of pinholes and defects will be described in more detail. For example, in the case of an amorphous silicon solar cell deposited on a stainless steel substrate, the substrate surface cannot be said to be a completely smooth surface, but has scratches, dents, or spike-like projections. Further, an uneven electrode layer (back reflector) is provided on a stainless steel substrate for the purpose of scattering light on the substrate. for that reason,
The inability of such a thin semiconductor layer having a thickness of several hundreds of degrees to completely cover such a surface, such as p and n layers, is one of the major causes of defects and peen holes. Further, as described above, pinholes may be generated due to minute dust at the time of film formation.

【0005】このように、太陽電池の第一の電極(下部
電極)と第二の電極(上部電極)との間の半導体層がピ
ンホールにより失われてしまい、第一の電極と第二の電
極とが直接接触したり、基板のスパイク状欠陥が第二の
電極と接触したり、半導体層が完全に失われていないま
でも低抵抗なシャントまたはショートとなっている場合
には、光によって発生した電流が第二の電極を平行に流
れてシャント部またはショート部の低抵抗部分に流れ込
むこととなり、発生した電流を損失することが起こる。
このような電流損失があると太陽電池の開放電圧すなわ
ち電圧特性が著しく低下し、その現象は低照度の下では
より顕著になり、あらゆる天候条件でも発電が要求され
る太陽電池にとっては深刻な問題となる。
[0005] As described above, the semiconductor layer between the first electrode (lower electrode) and the second electrode (upper electrode) of the solar cell is lost due to the pinhole, and the first electrode and the second electrode are lost. If the electrodes make direct contact, spike-like defects on the substrate make contact with the second electrode, or a shunt or short circuit with low resistance even if the semiconductor layer is not completely lost, light The generated current flows in parallel through the second electrode and flows into the low-resistance portion of the shunt portion or the short portion, so that the generated current is lost.
With such a current loss, the open-circuit voltage, that is, the voltage characteristic of the solar cell is significantly reduced, and the phenomenon becomes more remarkable under low illumination, which is a serious problem for a solar cell that requires power generation in all weather conditions. Becomes

【0006】以上のようにショートが生じている場合に
は、ショート部の低抵抗部分に流れ込むことによる発生
した電流の損失を小さくするような対策を講じることが
求められる。このような対策としては、欠陥部やピンホ
ールを直接に除去するか、もしくは、ショート部周辺の
部材を除去するか絶縁化することにより電流損失を小さ
くする、もしくはなくすことが知られている。
When a short circuit occurs as described above, it is necessary to take measures to reduce the loss of the current generated by flowing into the low resistance portion of the short section. As such a measure, it is known to reduce or eliminate current loss by directly removing a defective portion or a pinhole, or by removing or insulating a member around a short portion.

【0007】具体的には、米国特許4,166,918
号明細書には、大面積太陽電池の電気的短絡部の欠陥部
を除去する方法として、降伏電圧以下の十分高い逆バイ
アス電圧を用いて太陽電池の欠陥部を焼き取る方法が記
載されている。しかし、かかる方法では太陽電池に高い
逆バイアス電圧を印加するため、欠陥部を焼き切る際に
欠陥部以外の正常部にダメージを与える可能性があり、
その制御が困難であるという問題がある。
Specifically, US Pat. No. 4,166,918
In the specification, as a method of removing a defective portion of an electrical short-circuit portion of a large-area solar cell, a method of burning a defective portion of a solar cell using a sufficiently high reverse bias voltage equal to or lower than a breakdown voltage is described. . However, in such a method, since a high reverse bias voltage is applied to the solar cell, there is a possibility that normal parts other than the defective part may be damaged when burning out the defective part,
There is a problem that the control is difficult.

【0008】また、特公昭62−59901号公報には
半導体装置のピンホールをレーザーにより埋設する方法
が開示されている。しかし、かかる方法においてはピン
ホールにレーザーの焦点を合わせるために特別なアプリ
ケーションを必要とする。更に、レーザーにより他の正
常部にダメージを与える可能性がある。
Japanese Patent Publication No. 62-59901 discloses a method of burying a pinhole of a semiconductor device with a laser. However, such a method requires a special application to focus the laser on the pinhole. Further, the laser may damage other normal parts.

【0009】更には、特公昭62−4869号公報には
光起電力素子の非晶質膜を貫通して生じるピンホールに
絶縁物を充填する方法が開示されている。しかし、かか
る方法は感光性絶縁物を塗布した後に、透光性基板を介
して光照射をすることにより選択的にピンホールに絶縁
物を充填する方法であり、不透明の導電性基板を用いる
場合には適用できず、応用範囲も限られていた。
Further, Japanese Patent Publication No. 62-4869 discloses a method of filling a pinhole formed through an amorphous film of a photovoltaic element with an insulator. However, such a method is a method of selectively filling a pinhole with an insulator by applying light through a light-transmitting substrate after applying a photosensitive insulator, and using an opaque conductive substrate. Was not applicable, and the range of application was limited.

【0010】また、米国特許4,729,970号明細
書には透明導電性膜を含む電気デバイスのショート欠陥
部に変換試薬を接触し、欠陥付近の導電膜を高抵抗化す
ることにより電極と電気的に絶縁する方法が開示されて
いる。具体的な方法としてはルイス酸(より具体的には
両性元素の塩)を中に包含する試薬、詳しくはAlCl
3,ZnCl2等の塩化物を含む試薬を用いて処理を行う
ことが記載されているが、このようなハロゲン化物を用
いて処理を行う場合、多層膜構成の光起電力素子中にA
lなどの両性金属が用いられていると該両性金属を著し
く侵食してしまうため、処理中に剥離などの副作用の問
題が生じていた。また、第二の電極層の還元工程に伴う
金属粒の析出等に起因する外観不良、電気特性の低下等
の問題が生じていた。
In US Pat. No. 4,729,970, a conversion reagent is brought into contact with a short defect portion of an electric device including a transparent conductive film to increase the resistance of a conductive film in the vicinity of the defect, thereby forming an electrode. A method for electrically insulating is disclosed. As a specific method, a reagent containing a Lewis acid (more specifically, a salt of an amphoteric element) is used.
3 , processing is performed using a reagent containing a chloride such as ZnCl 2. However, when processing is performed using such a halide, A is contained in a photovoltaic device having a multilayer structure.
When an amphoteric metal such as 1 is used, the amphoteric metal is significantly eroded, and thus there has been a problem of side effects such as peeling during processing. In addition, there have been problems such as poor appearance and deterioration of electrical characteristics due to precipitation of metal particles in the reduction step of the second electrode layer.

【0011】更には、米国特許5,084,400号明
細書には金属基板に堆積した光起電力素子のショート欠
陥部を、H2SO4など酸溶液中で電圧を印加して欠陥付
近の導電膜の高抵抗化することにより、電極と電気的に
絶縁する方法が開示されている。たしかに、かかる方法
においてはH2SO4などの硫酸基を含む酸を用いること
により前記剥れの問題は改善されたが、長期的に使用し
ていると液の酸性分が濃縮され安定な反応ができるよう
制御することが困難であった。
Further, in US Pat. No. 5,084,400, a short defect portion of a photovoltaic element deposited on a metal substrate is formed by applying a voltage in an acid solution such as H 2 SO 4 to a portion near the defect. A method of electrically insulating a conductive film from an electrode by increasing the resistance of the conductive film is disclosed. Certainly, in such a method, the problem of peeling was improved by using an acid containing a sulfate group such as H 2 SO 4 , but when used for a long time, the acid content of the liquid was concentrated and a stable reaction was observed. Was difficult to control.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は以上の
ような課題を克服して、大面積にわたる光起電力素子の
ピンホール等の欠陥部の存在に起因する漏れ電流を減少
させ、低照度における起電圧特性に優れた光起電力素子
の製造方法を提供することである。更には、量産性が高
く、信頼性の高い光起電力素子の製造方法を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems and to reduce a leakage current caused by the presence of a defect such as a pinhole of a photovoltaic element over a large area, and to reduce the leakage current. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photovoltaic element having excellent electromotive voltage characteristics in illuminance. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photovoltaic element having high mass productivity and high reliability.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、基板
上に少なくとも第一の電極層、半導体層、第二の電極層
が形成された光起電力素子を電解液中に浸漬し、電界の
作用で該光起電力素子の欠陥による短絡電流通路を除去
する工程を有する光起電力素子の製造方法において、前
記光起電力素子の欠陥部における前記第二の電極層を電
解液中で還元する還元工程と、前記還元工程で生じた前
記第二の電極層に含まれる還元物質を電解質溶液で洗浄
することにより取り除く除去工程とを有することを特徴
とする光起電力素子の製造方法を提供する。
Accordingly, the present invention provides a photovoltaic element having at least a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer formed on a substrate by immersing the element in an electrolytic solution. Removing the short-circuit current path due to a defect in the photovoltaic element by the action of the photovoltaic element, reducing the second electrode layer in the defective portion of the photovoltaic element in an electrolytic solution. Providing a method for manufacturing a photovoltaic device, comprising: a reducing step of removing the reducing substance contained in the second electrode layer generated in the reducing step by washing with an electrolyte solution. I do.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明者らは、上述した目的を達
成するために、光起電力素子の中に存在するピンホール
等の欠陥部からの漏れ電流を減少させ、更に金属粒の析
出などの副作用を生じずに長期的に安定な処理が行なえ
る光起電力素子の製造方法について鋭意検討した結果、
以下に述べる知見を得た。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have reduced the leakage current from a defective portion such as a pinhole existing in a photovoltaic element, and have further reduced the deposition of metal particles. As a result of intensive studies on a method of manufacturing a photovoltaic element that can perform stable processing for a long time without causing side effects such as
The following findings were obtained.

【0015】すなわち、光起電力素子を電解液中に浸漬
し、電界の作用で該光起電力素子の欠陥による短絡電流
通路を除去する際に、前記第二の電極層を還元溶解し、
さらに前記還元工程で生じた前記第二の電極層に含まれ
る還元物質を取り除くことにより、欠陥周辺部などの反
応途中の電極層を溶解してピンホール等の欠陥部付近の
第二の電極層の電気抵抗を局所的に増加させ、漏れ電流
の発生を防ぎ、さらに金属の析出等に起因する外観不良
を最小限に抑えるものである。その結果、光起電力素子
の特性、特に光起電力素子の低照度における起電圧特性
が向上し、かつ外観不良を最小限に防ぐことができるこ
とを見いだした。
That is, when the photovoltaic element is immersed in the electrolytic solution and the short-circuit current path due to the defect of the photovoltaic element is removed by the action of an electric field, the second electrode layer is reduced and dissolved,
Further, by removing a reducing substance contained in the second electrode layer generated in the reduction step, the electrode layer in the middle of the reaction such as a defect peripheral portion is dissolved to dissolve the second electrode layer near the defect portion such as a pinhole. Locally increases the electrical resistance of the metal, prevents generation of leakage current, and minimizes appearance defects caused by deposition of metal and the like. As a result, it has been found that the characteristics of the photovoltaic element, particularly the electromotive voltage characteristics at low illuminance of the photovoltaic element, are improved, and the appearance defect can be prevented to a minimum.

【0016】還元工程で発生する還元物質と、その還元
物質を電解質溶液による洗浄により取り除くことについ
て更に詳述すると、前述したように、半導体層に欠陥が
ある場合欠陥部の前記第二の電極層を電解処理し還元溶
解することによって周辺部と絶縁化し、他の部分で発生
した電流が欠陥部に流れ込むのを防ぐ。
The reduction substance generated in the reduction step and the removal of the reduction substance by washing with an electrolyte solution will be described in further detail. As described above, when the semiconductor layer has a defect, the second electrode layer in the defective portion is removed. Is electrolytically treated and dissolved by reduction to insulate it from the peripheral part, thereby preventing current generated in other parts from flowing into the defective part.

【0017】しかし、欠陥部の前記第二の電極層を還元
溶解をする際に、欠陥の程度の差や局所的な抵抗の差か
ら欠陥がない部分でも第二の電極層に還元が起きる電流
が流れる部分が発生し還元溶解が生じるため、欠陥部周
辺等で前記第二の電極層に含まれる金属等の析出が発生
し、電極層の変色に伴う外観不良や金属粒の導通による
電気特性の低下等の問題が生じる。これを解決するため
には、欠陥部の前記第二の電極層を電解処理する際に光
起電力素子表面に析出した前記第二の電極層に含まれる
還元物質を、光起電力素子表面から電解液中に安定に取
り込み光起電力素子の表面から除去することが有効であ
る。
However, when reducing and dissolving the second electrode layer in the defective portion, the current at which reduction occurs in the second electrode layer even in a portion where there is no defect due to a difference in the degree of the defect and a difference in local resistance. Is generated, and reduction dissolution occurs, so that metal and the like contained in the second electrode layer are deposited around the defective portion and the like, resulting in poor appearance due to discoloration of the electrode layer and electrical characteristics due to conduction of metal particles. This causes problems such as a decrease in the temperature. In order to solve this, the reducing substance contained in the second electrode layer deposited on the surface of the photovoltaic element when the second electrode layer of the defective portion is subjected to electrolytic treatment, from the surface of the photovoltaic element It is effective to stably take in the electrolyte and remove it from the surface of the photovoltaic element.

【0018】具体的には、析出した還元物質の光起電力
素子からの除去は、電解質溶液を光起電力素子表面に供
給して、還元物質と電解質溶液の溶質に含まれるイオン
とで複塩や錯塩を形成し、電解質溶液中に安定に取り込
むことにより達成される。この際、電解質溶液を高温加
熱することにより、電解質溶液の溶質の解離度があが
り、還元物質を取り込むためのイオンの数が増え、さら
に還元物質との反応も促進される。このことにより、欠
陥部の前記第二の電極を電解処理する際に発生する前記
第二の電極層に含まれる金属は除去され、外観不良を最
小限に抑え、かつ、低照度における起電圧特性の回復を
得ることが可能となる。
Specifically, the removal of the precipitated reducing substance from the photovoltaic element is performed by supplying an electrolytic solution to the surface of the photovoltaic element, and forming a double salt with the reducing substance and ions contained in the solute of the electrolytic solution. And complex salts are formed and stably incorporated into the electrolyte solution. At this time, by heating the electrolyte solution at a high temperature, the degree of dissociation of the solute in the electrolyte solution increases, the number of ions for taking in the reducing substance increases, and the reaction with the reducing substance is further promoted. As a result, the metal contained in the second electrode layer, which is generated when the second electrode in the defective portion is subjected to the electrolytic treatment, is removed, the appearance defect is minimized, and the electromotive force characteristic at low illuminance is obtained. Recovery can be obtained.

【0019】本発明はこれらの知見に基づいて完成され
たものであり、本発明の光起電力素子の製造方法は、基
板上に少なくとも第一の電極層、半導体層、第二の電極
層が形成された光起電力素子を電解液中に浸漬し、電界
の作用で該光起電力素子の欠陥による短絡電流通路を除
去する工程を有する光起電力素子の製造方法において、
前記光起電力素子の欠陥部における前記第二の電極層を
電解液中で還元する還元工程と、前記還元工程で生じた
前記第二の電極層に含まれる還元物質を電解質溶液で洗
浄することにより取り除く除去工程とを有することを特
徴とする。
The present invention has been completed on the basis of these findings, and the method for manufacturing a photovoltaic element according to the present invention comprises at least a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer on a substrate. A method for manufacturing a photovoltaic device, comprising: immersing the formed photovoltaic device in an electrolytic solution, and removing a short-circuit current path due to a defect in the photovoltaic device by the action of an electric field.
A reduction step of reducing the second electrode layer in the defective portion of the photovoltaic element in an electrolytic solution, and washing a reducing substance contained in the second electrode layer generated in the reduction step with an electrolyte solution. And a removing step for removing by.

【0020】基板上に少なくとも第一の電極層、半導体
層、第二の電極層が形成された光起電力素子を電解液中
に浸漬し、電界の作用で該光起電力素子の欠陥による短
絡電流通路を除去する工程を有する光起電力素子の製造
方法において、前記光起電力素子の欠陥部における前記
第二の電極層を電解液中で還元する還元工程と、前記還
元工程で生じた前記第二の電極層に含まれる還元物質を
電解質溶液で洗浄することにより取り除く除去工程とを
有するようにした。その結果、第二の電極層の還元過程
で生じる前記第二の電極層部分に含まれる還元物質の析
出等に起因する外観不良を無くすことができ、かつ、低
照度における起電圧特性の回復を得ることが可能とな
る。
A photovoltaic element having at least a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer formed on a substrate is immersed in an electrolytic solution, and short-circuited by a defect of the photovoltaic element due to the action of an electric field. A method for manufacturing a photovoltaic element having a step of removing a current path, wherein a reducing step of reducing the second electrode layer in a defective portion of the photovoltaic element in an electrolytic solution; and A removing step of removing a reducing substance contained in the second electrode layer by washing with an electrolyte solution. As a result, it is possible to eliminate poor appearance due to precipitation of a reducing substance contained in the second electrode layer portion generated in the reduction process of the second electrode layer, and to recover electromotive force characteristics at low illuminance. It is possible to obtain.

【0021】また、前記還元工程で生じる還元物質が第
二の電極に含まれる金属からなることにより、酸性溶液
等で簡単に溶液中に取り込むことができる。
Further, since the reducing substance generated in the reducing step is made of the metal contained in the second electrode, it can be easily taken into the solution with an acidic solution or the like.

【0022】さらに、前記還元工程で使用する電解液
を、前記除去工程で電解質溶液として使用することによ
り、電解質溶液の調合が一度で済み、作業を効率的に行
うことができる。
Further, by using the electrolyte solution used in the reduction step as the electrolyte solution in the removal step, the preparation of the electrolyte solution can be performed only once, and the operation can be performed efficiently.

【0023】また、前記除去工程が、前記光起電力素子
表面への連続的な前記電解質溶液の噴射によりなされる
ことにより、常に新しい電解質溶液が光起電力素子表面
に供給され、欠陥部の反応が平衡状態になって反応が停
止することなく、第二の電極層に含まれる還元物質を完
全に除去することができる。
In addition, since the removing step is performed by continuously spraying the electrolyte solution onto the surface of the photovoltaic element, a new electrolyte solution is always supplied to the surface of the photovoltaic element, and the reaction of the defective portion is performed. Can be completely removed without stopping the reaction due to the equilibrium state of the second electrode layer.

【0024】さらに、前記除去工程が、前記光起電力素
子の前記電解質溶液への浸漬によりなされることによ
り、前記光起電力素子表面全体に電解質溶液がいきわた
り、確実に第二の電極層に含まれる還元物質を除去する
ことができる。
Further, the removing step is performed by immersing the photovoltaic element in the electrolyte solution, so that the electrolyte solution spreads over the entire surface of the photovoltaic element and is surely contained in the second electrode layer. Reduced substances can be removed.

【0025】また、前記除去工程で使用する電解質溶液
を、20℃〜60℃に加熱することにより、還元物質を
溶液中に取り込む反応が促進され短時間で処理を行うこ
とができ、かつ、装置に負担をあたえずに反応を行うこ
とができる。
Further, by heating the electrolyte solution used in the removal step to 20 ° C. to 60 ° C., the reaction for taking the reducing substance into the solution is promoted, and the treatment can be performed in a short time. The reaction can be performed without imposing a burden on the user.

【0026】さらに、積層する第二の電極層の種類によ
り、電解質を選択できるため、製造条件に合った電解液
を得ることができる。
Further, the electrolyte can be selected according to the type of the second electrode layer to be laminated, so that an electrolytic solution suitable for the production conditions can be obtained.

【0027】また、前記還元工程で使用する電解液の水
素イオン濃度を1.0×10-3.0〜1.0×10-1.0
ol/lに調整することにより、第二の電極層に含まれ
る金属を電解液中に取り込みやずく、かつ、第一の電極
層の剥がれが起きずに起電圧特性の良好な光起電力素子
の製造を安定して行うことができる。
Further, the hydrogen ion concentration of the electrolytic solution used in the reduction step is set to 1.0 × 10 −3.0 to 1.0 × 10 −1.0 m
By adjusting the concentration to ol / l, the metal contained in the second electrode layer is less likely to be taken into the electrolytic solution, and the first electrode layer does not peel off, and the photovoltaic device has good electromotive voltage characteristics. Can be manufactured stably.

【0028】さらに、光起電力素子にバイアスを印加す
ることにより電界を発生させるため、電界条件を多様に
選択出来る。
Further, since an electric field is generated by applying a bias to the photovoltaic element, various electric field conditions can be selected.

【0029】また、前記バイアスを光起電力素子に対し
順方向に印加することにより、光起電力素子の正常部に
悪影響を与えることなく処理することができる。
Further, by applying the bias to the photovoltaic element in the forward direction, the processing can be performed without adversely affecting the normal part of the photovoltaic element.

【0030】さらに、光起電力素子に光を照射すること
により該光起電力素子本体の起電圧により電界を発生さ
せることにより、光起電力素子に無理な電界がかから
ず、しかも欠陥部へ確実に電界の作用がおよび、特性が
回復できる。
Further, by irradiating the photovoltaic element with light, an electric field is generated by the electromotive voltage of the photovoltaic element body, so that an unreasonable electric field is not applied to the photovoltaic element, and the defective part is not affected. The action of the electric field is ensured, and the characteristics can be recovered.

【0031】また、基板を導電性基板とすることによ
り、電解処理の際に電極の取り出し等が容易にでき、処
理が簡便に行なえる。
Further, by using a conductive substrate as the substrate, it is possible to easily take out the electrodes and the like during the electrolytic treatment, and to carry out the treatment easily.

【0032】さらに、第一の電極層を少なくとも1種類
の金属層を含む複数の層とすることにより、光入射の際
に反射の効果を増加させ、特性の良好な光起電力素子を
製造することができる。
Further, by forming the first electrode layer into a plurality of layers including at least one kind of metal layer, the effect of reflection at the time of light incidence is increased, and a photovoltaic element having good characteristics is manufactured. be able to.

【0033】また、半導体層をアモルファス半導体とす
ることにより、ロールツーロールによる大面積による光
起電力素子が製造できる。
Further, a photovoltaic element having a large area by roll-to-roll can be manufactured by using an amorphous semiconductor for the semiconductor layer.

【0034】さらに、第二の電極層が金属酸化物からな
ることにより、還元反応を第二の電極層に半導体層より
優先的に起こさせることができ、欠陥部の電気的短絡が
排除できる。
Further, since the second electrode layer is made of a metal oxide, a reduction reaction can be caused to occur preferentially in the second electrode layer over the semiconductor layer, and an electrical short circuit at a defective portion can be eliminated.

【0035】以下、図面を用いて本発明の実施態様例を
説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0036】まず、本発明により製造される光起電力素
子について説明する。
First, the photovoltaic device manufactured according to the present invention will be described.

【0037】図1は本発明により製造される光起電力素
子の一例を示す模式図であり、図1(a)は断面図、図
1(b)は平面図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a photovoltaic element manufactured according to the present invention. FIG. 1 (a) is a sectional view and FIG. 1 (b) is a plan view.

【0038】図1はアモルファスシリコン半導体層を有
する光起電力素子100を示し、光起電力素子100は
入射する光の吸収に反応して電流の流れを発生する複数
のpin接合103、113及び123から構成される
半導体層110を有する。101は太陽電池本体を支持
する基板、102は第一の電極層、104は透明導電膜
からなる第二の電極層、105は集電電極として用いら
れるグリッド電極、106は光起電力素子中に存在する
ピンホール等の欠陥部、107は還元除去された高抵抗
部、108はプラス電極(プラスタブ)、109はマイ
ナス電極(マイナスタブ)を示す。
FIG. 1 shows a photovoltaic device 100 having an amorphous silicon semiconductor layer. The photovoltaic device 100 has a plurality of pin junctions 103, 113 and 123 which generate a current flow in response to absorption of incident light. Having a semiconductor layer 110 composed of. 101 is a substrate that supports the solar cell body, 102 is a first electrode layer, 104 is a second electrode layer made of a transparent conductive film, 105 is a grid electrode used as a current collecting electrode, and 106 is a photovoltaic element. Defects such as existing pinholes and the like, 107 is a high-resistance portion removed and reduced, 108 is a plus electrode (plus tab), and 109 is a minus electrode (minus tab).

【0039】図1に基板と反対側から光入射するアモル
ファスシリコン系光起電力素子を示す。本発明はこのよ
うな光起電力素子の製造に関して使用可能であるが、本
発明はこのような特定の構造もしくは形状の光起電力素
子の製造方法に限定されるものではない。
FIG. 1 shows an amorphous silicon-based photovoltaic element in which light enters from the side opposite to the substrate. Although the present invention can be used with respect to the manufacture of such a photovoltaic device, the present invention is not limited to a method of manufacturing a photovoltaic device having such a specific structure or shape.

【0040】(基板101)基板101としては、アモ
ルファスシリコン等からなる多層薄膜を積層した構成に
よる光起電力素子の場合の半導体層110を機械的に支
持する基板であり、また同時に電極として用いられる場
合もある。
(Substrate 101) The substrate 101 is a substrate that mechanically supports the semiconductor layer 110 in the case of a photovoltaic element having a configuration in which multilayer thin films made of amorphous silicon or the like are stacked, and is also used as an electrode at the same time. In some cases.

【0041】基板101は、例えばステンレス基板や、
錫金属箔等の金属部材、ガラスや合成高分子樹脂の上の
少なくとも一部分に導電性膜を堆積したもの等の導電性
の基板が好ましい。
The substrate 101 is, for example, a stainless steel substrate,
A conductive member such as a metal member such as a tin metal foil or a conductive film deposited on at least a portion of glass or a synthetic polymer resin is preferable.

【0042】(第一の電極層102)第一の電極層10
2は、半導体層110が発生した電力を取り出すための
一方の電極であり、半導体層110に対してはオーミッ
クコンタクトとなる仕事関数を持つことが要求される。
第一の電極層は光の乱反射を起こさせるためにテクスチ
ャー化して起電流特性を向上させることが好ましい。
(First electrode layer 102) First electrode layer 10
Reference numeral 2 denotes one electrode for extracting the power generated by the semiconductor layer 110, and the semiconductor layer 110 is required to have a work function that serves as an ohmic contact.
It is preferable that the first electrode layer is textured in order to cause irregular reflection of light to improve electromotive current characteristics.

【0043】第一の電極層102の材料としては、好ま
しくはAl、Ag、Pt、ZnO、In23、ITO、
AlSi等の金属体または合金及び透明導電性酸化物
(TCO)が用いられる。第一の電極層の作製法として
はメッキ、蒸着、スパッタ等の方法が好適である。
The material of the first electrode layer 102 is preferably Al, Ag, Pt, ZnO, In 2 O 3 , ITO,
A metal body or alloy such as AlSi and a transparent conductive oxide (TCO) are used. As a method for forming the first electrode layer, a method such as plating, vapor deposition, or sputtering is suitable.

【0044】ここで、第一の電極層102は、導電性が
高く、反射率の高い金属または金属合金よりなる金属層
を含むことが、光起電力素子の特性を向上させるために
は重要である。また、第一の電極層は、少なくとも一種
類の金属層を含む複数の層から形成されることが好まし
い。例えば、基板101上に金属層、透明導電性酸化物
層を順次積層した構成とした第一の電極層とすると、金
属層と半導体層110との界面でアロイ化し、シリーズ
抵抗を増加させるという問題がなく好ましい。
Here, it is important for the first electrode layer 102 to include a metal layer made of a metal or a metal alloy having high conductivity and high reflectivity in order to improve the characteristics of the photovoltaic element. is there. Further, the first electrode layer is preferably formed from a plurality of layers including at least one type of metal layer. For example, when the first electrode layer has a configuration in which a metal layer and a transparent conductive oxide layer are sequentially stacked on the substrate 101, a problem arises in that the first electrode layer is alloyed at the interface between the metal layer and the semiconductor layer 110, thereby increasing the series resistance. Is preferred because there is no

【0045】(半導体層110)半導体層110として
は、アモルファスシリコン系光起電力素子を例に挙げる
と、i型層を構成する半導体材料として、a−Si,a
−SiGe,a−SiC等のいわゆるIVB族及びIV
B族合金系アモルファス半導体が挙げられる。p型層ま
たはn型層を構成する半導体材料は、前述したi型層を
構成する半導体材料に価電子制御剤をドーピングするこ
とによって得られる。p型半導体を得るための価電子制
御剤としては第IIIB族の元素を含む化合物が用いら
れる。第IIIB族の元素としては、B,Al,Ga,
Inが挙げられる。n型半導体を得るための価電子制御
剤としては第VB族の元素を含む化合物が用いられる。
第VB族の元素としてはP,N,As,Sbが挙げられ
る。
(Semiconductor Layer 110) As the semiconductor layer 110, when an amorphous silicon-based photovoltaic element is taken as an example, a-Si, a
So-called IVB group and IV such as -SiGe, a-SiC, etc.
A group B alloy-based amorphous semiconductor is exemplified. The semiconductor material constituting the p-type layer or the n-type layer can be obtained by doping a valence electron controlling agent into the above-described semiconductor material constituting the i-type layer. As a valence electron controlling agent for obtaining a p-type semiconductor, a compound containing a Group IIIB element is used. Group IIIB elements include B, Al, Ga,
In is mentioned. As a valence electron controlling agent for obtaining an n-type semiconductor, a compound containing a VB group element is used.
Group VB elements include P, N, As, and Sb.

【0046】アモルファスシリコン半導体層の成膜法と
しては、蒸着法、スパッタ法、RFプラズマ法、マイク
ロ波プラズマCVD法、ECR法、熱CVD法、LPC
VD法等の公知の方法を所望に応じて用いる。また、大
面積のものを得るためにロールツーロール法で基板を連
続的に搬送して成膜する方法が用いられる。
The amorphous silicon semiconductor layer may be formed by vapor deposition, sputtering, RF plasma, microwave plasma CVD, ECR, thermal CVD, LPC, or the like.
A known method such as a VD method is used as needed. Further, in order to obtain a large-area substrate, a method in which a substrate is continuously transported by a roll-to-roll method to form a film is used.

【0047】本発明は、分光感度や電圧の向上を目的と
して半導体接合(pin接合やpn接合)を1つだけ有
するものや2層以上積層するいわゆるタンデムセルや図
1に示したようなトリプルセルに用いることもできる。
The present invention relates to a device having only one semiconductor junction (pin junction or pn junction), a so-called tandem cell having two or more layers, or a triple cell as shown in FIG. 1 for the purpose of improving spectral sensitivity and voltage. Can also be used.

【0048】(第二の電極層104)第二の電極層10
4は、半導体層110で発生した起電力を取り出すため
の電極であり、第一の電極層102と対をなすものであ
る。
(Second electrode layer 104) Second electrode layer 10
Reference numeral 4 denotes an electrode for extracting an electromotive force generated in the semiconductor layer 110, and forms a pair with the first electrode layer 102.

【0049】第二の電極層104はアモルファスシリコ
ン系光起電力素子のようにシート抵抗が高い半導体を用
いた光起電力素子の場合に必要である。また、第二の電
極層104は、光入射側に位置するため透明であること
が必要で透明電極とも呼ばれる。第二の電極層104
は、太陽や蛍光灯等からの光を半導体層110内に効率
良く吸収するために光の透過率が85%以上であること
が望ましく、さらに、電気的には光で発生した電流を半
導体層110に対し横方向に流れるようにするために、
シート抵抗は100Ω/□以下であることが望ましい。
The second electrode layer 104 is necessary for a photovoltaic device using a semiconductor having a high sheet resistance, such as an amorphous silicon photovoltaic device. The second electrode layer 104 is required to be transparent because it is located on the light incident side, and is also called a transparent electrode. Second electrode layer 104
In order to efficiently absorb light from the sun, a fluorescent lamp, or the like into the semiconductor layer 110, it is preferable that the light transmittance is 85% or more. To make it flow laterally to 110,
The sheet resistance is desirably 100Ω / □ or less.

【0050】このような特性を備えた材料としてSnO
2,In23,ZnO,CdO,CdSnO4,ITO
(インジウム錫酸化物)等の金属酸化物が挙げられる。
As a material having such properties, SnO
2 , In 2 O 3 , ZnO, CdO, CdSnO 4 , ITO
(Indium tin oxide) and the like.

【0051】(グリッド電極105)グリッド電極10
5は、半導体層110で発生させ、第二の電極層104
により取り出した電流を、更に集電するものである。
(Grid electrode 105) Grid electrode 10
5 is generated in the semiconductor layer 110 and the second electrode layer 104
The current extracted by the above is further collected.

【0052】グリッド電極105は櫛状に形成され、第
二の電極層104のシート抵抗の大きさから好適な幅や
ピッチ等が設計決定される。グリッド電極105は比抵
抗が低く、光起電力素子の直列抵抗にならないことが要
求される。具体的なグリッド電極105の形成方法とし
ては、Ag,Ni,Al,Ti,Cr,W,Cu等の金
属を粉末にしてポリマーのバインダー、溶剤と混合しペ
ーストとし、スクリーン印刷法により形成する方法、蒸
着法により直接形成する方法、半田法、メッキ法、ま
た、前記金属をワイヤ状にして敷設する方法などが挙げ
られる。
The grid electrode 105 is formed in a comb shape, and a suitable width, pitch and the like are designed and determined from the magnitude of the sheet resistance of the second electrode layer 104. It is required that the grid electrode 105 has a low specific resistance and does not become the series resistance of the photovoltaic element. As a specific method for forming the grid electrode 105, a method of forming a paste by mixing a powder of a metal such as Ag, Ni, Al, Ti, Cr, W, and Cu with a polymer binder and a solvent, and forming the paste by a screen printing method. And a method of directly forming by a vapor deposition method, a soldering method, a plating method, and a method of laying the metal in a wire form.

【0053】(欠陥部106)前述したアモルファスシ
リコン系光起電力素子において、堆積される半導体層1
10は、その厚みの合計がおよそ4000Åの薄膜層で
ある。このため、上下からの突起や異物等が存在する場
合、その突起や異物を十分に堆積により覆うことは困難
となる。
(Defective portion 106) In the amorphous silicon-based photovoltaic device described above, the semiconductor layer 1 to be deposited
Numeral 10 is a thin film layer having a total thickness of about 4000 °. For this reason, when there are protrusions and foreign matter from above and below, it is difficult to sufficiently cover the protrusions and foreign matter by deposition.

【0054】例えば、基板101にステンレススチール
を用いて、その上に半導体層110を連続的に堆積する
場合、基板101表面を平滑に処理をしたとしても、突
出やくぼみ、歪みを全くなくすことは困難である。ま
た、連続成膜の搬送中に基板101裏面側から機械的な
打痕や傷が少なからず生じてしまう。このため、1μm
以上の凹凸は半導体層110への機械的ダメージが生
じ、欠陥部106の発生につながる。例えば、基板10
1表面からの突起の高さが大きいと半導体層110がそ
の突起を覆うことができず、その後に第二の電極層10
3がその突起上に直接積層されてしまい、基板101や
第一の電極層102と第二の電極層103とが直接接触
してしまいシャントやショートが生じる。また、半導体
層110の成膜時にダスト等が堆積した場合、半導体層
110の未成膜部が形成されたり、剥れが生じたりし
て、ピンホールの原因となるばかりか、第二の電極層1
03が直接に第一の電極層102や基板101上に形成
されてしまいシャントやショートが生じる。
For example, in the case where the substrate 101 is made of stainless steel and the semiconductor layer 110 is continuously deposited thereon, even if the surface of the substrate 101 is smoothed, it is possible to eliminate projections, dents and distortions at all. Have difficulty. Further, during the transfer of the continuous film formation, mechanical dents and scratches are generated from the back side of the substrate 101 to a considerable extent. Therefore, 1 μm
The above unevenness causes mechanical damage to the semiconductor layer 110 and leads to the generation of the defective portion 106. For example, the substrate 10
If the height of the protrusion from one surface is large, the semiconductor layer 110 cannot cover the protrusion, and then the second electrode layer 10
3 are directly laminated on the protrusions, and the substrate 101 or the first electrode layer 102 and the second electrode layer 103 are in direct contact with each other, causing a shunt or short circuit. Further, when dust or the like is deposited during the formation of the semiconductor layer 110, an unformed portion of the semiconductor layer 110 is formed or peeled off, which not only causes a pinhole, but also causes the second electrode layer 1
03 is directly formed on the first electrode layer 102 and the substrate 101, causing a shunt and a short circuit.

【0055】これらの欠陥の存在は低照度における電圧
特性に影響する。すなわち、光起電力素子の光起電流は
照明が強くなると共に直線的に増加するが、その結果得
られる起電圧は指数的に増加する。すなわち、起電圧は
照度が強い場合、極端には明るさがAM−1の照明下で
は、欠陥の程度にかかわらず殆ど差がでないが、照度が
下がるにつれて欠陥のあるものとないものの差が現れ
る。この傾向は照度1000Lux以下からより顕著に
なる。このため、室内や太陽光が集まりにくい環境では
欠陥による影響を排除することが重要である。
The presence of these defects affects the voltage characteristics at low illuminance. That is, the photovoltaic current of the photovoltaic element increases linearly with increasing illumination, but the resulting electromotive voltage increases exponentially. That is, when the illuminance is strong, there is almost no difference in the electromotive voltage under extreme illumination of AM-1 regardless of the degree of the defect, but as the illuminance decreases, the difference between the defective and the non-defective appears. . This tendency becomes more remarkable when the illuminance is 1000 Lux or less. For this reason, it is important to eliminate the influence of a defect indoors or in an environment where sunlight hardly gathers.

【0056】(高抵抗部107)本発明を用いることに
より、光起電力素子100の半導体層110中の欠陥部
106の上にある第二の電極層104の一部に高抵抗部
107が形成されることによって欠陥部106への電流
経路が防がれる。この際、第二の電極層104の高抵抗
化は欠陥部106の近傍でのみ行なわれるため、第二の
電極層104の抵抗率自体は増加せず、そのため、光起
電力素子全体の直列抵抗は増加しない。
(High-resistance part 107) By using the present invention, a high-resistance part 107 is formed in a part of the second electrode layer 104 on the defect part 106 in the semiconductor layer 110 of the photovoltaic element 100. By doing so, a current path to the defective portion 106 is prevented. At this time, since the resistance of the second electrode layer 104 is increased only in the vicinity of the defective portion 106, the resistivity itself of the second electrode layer 104 does not increase. Does not increase.

【0057】次に、本発明に係る製造方法について説明
する。
Next, the manufacturing method according to the present invention will be described.

【0058】(還元工程)図2は本発明の還元工程を実
施するための装置の一例を示す模式的な断面図であり、
外部電源を用いた装置を表す。図2において、200は
光起電力素子、201は基板、202は第一の電極層、
203は最上層(図2では左側)にp層が堆積された半
導体層、204は第二の電極層、205は欠陥部、20
6は電解処理槽、207は電解液、208は対向電極、
209は電源を表している。
(Reduction Step) FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus for performing the reduction step of the present invention.
Indicates a device using an external power supply. In FIG. 2, reference numeral 200 denotes a photovoltaic element, 201 denotes a substrate, 202 denotes a first electrode layer,
Reference numeral 203 denotes a semiconductor layer having a p-layer deposited on the uppermost layer (the left side in FIG. 2), 204 denotes a second electrode layer, 205 denotes a defect,
6 is an electrolytic treatment tank, 207 is an electrolytic solution, 208 is a counter electrode,
Reference numeral 209 denotes a power supply.

【0059】前述のように、本発明によれば、欠陥部2
05の上にある第二の電極層204の一部に高抵抗部が
形成されることによって欠陥部205への電流経路が防
がれるが、高抵抗部の形成は例えば第二の電極層204
の一部を還元することにより達成される。
As described above, according to the present invention, the defect 2
A current path to the defective portion 205 is prevented by forming a high-resistance portion in a part of the second electrode layer 204 above the second electrode layer 204.
Is achieved by reducing a part of

【0060】以下、図2を用いて説明する。電解処理槽
206中の電解液207に光起電力素子200を浸漬
し、電源209のマイナス極側に接続し、対向電極20
8をプラス極側に接続する。すなわち光起電力素子20
0には順方向にバイアス電圧が印加される仕組みとな
る。この際、電極間にバイアス電圧が印加されると、電
解液207を媒体として、電流が低抵抗率である欠陥部
205を通して優先的に流れる。このとき陰極側となる
光起電力素子200側に発生期水素(活性水素)が生
じ、欠陥部205周辺、つまりは第二の電極層204の
欠陥部205の上部に相当する部分との間に化学反応が
生じる。すなわち、金属酸化物等からなる第二の電極層
204が還元されることになる。この還元反応と同時に
反応生成物の電解液への溶解が始まり、溶解した部分は
第二の電極層204が欠落した形になり、実質的には第
二の電極層204を介して横方向から欠陥部205に流
れ込む漏れ電流の経路が遮断されることになる。
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. The photovoltaic element 200 is immersed in the electrolytic solution 207 in the electrolytic treatment tank 206, connected to the negative electrode side of the power source 209, and
8 is connected to the positive pole side. That is, the photovoltaic element 20
The mechanism is such that a bias voltage is applied to 0 in the forward direction. At this time, when a bias voltage is applied between the electrodes, current flows preferentially through the defective portion 205 having a low resistivity using the electrolyte 207 as a medium. At this time, nascent hydrogen (active hydrogen) is generated on the side of the photovoltaic element 200 on the side of the cathode, and between the periphery of the defect 205, that is, the portion corresponding to the upper part of the defect 205 of the second electrode layer 204. A chemical reaction occurs. That is, the second electrode layer 204 made of a metal oxide or the like is reduced. At the same time as the reduction reaction, dissolution of the reaction product in the electrolytic solution starts, and the dissolved portion has a shape in which the second electrode layer 204 is missing, and substantially from the lateral direction via the second electrode layer 204. The path of the leakage current flowing into the defective portion 205 is cut off.

【0061】また、上記の電界は電解液中で光起電力素
子に光を照射することによっても発生させることができ
る。この際、光によって光起電力素子が発生する起電圧
自体が印加バイアス電圧となる。なお照射する光の強度
によりバイアス条件をコントロールすることができる。
The above-mentioned electric field can also be generated by irradiating the photovoltaic element with light in an electrolytic solution. At this time, the electromotive voltage itself generated by the photovoltaic element by light becomes the applied bias voltage. Note that bias conditions can be controlled by the intensity of irradiation light.

【0062】ここで使用する電解液207は、第二の電
極層204を電気的に溶解するものであれば特に限定さ
れないが、酸性溶液であることが好ましく、還元工程で
生じた第二の電極層204に含まれる還元物質を取り込
むためのイオンを含有することが好ましい。具体的に
は、硫酸塩、酢酸塩、しゅう酸塩、セレン酸塩よりなる
群から少なくとも1種を選択してなるものが挙げられ
る。これらの酸性溶液は、還元されて電解液中に溶け出
した還元物質を錯塩や複塩として安定に取り込む。
The electrolytic solution 207 used here is not particularly limited as long as it can electrically dissolve the second electrode layer 204, but is preferably an acidic solution, and the second electrode layer formed in the reduction step is preferably used. It is preferable to contain ions for taking in a reducing substance contained in the layer 204. Specific examples include those selected from at least one selected from the group consisting of sulfates, acetates, oxalates, and selenates. These acidic solutions stably take in the reduced substances that have been reduced and dissolved in the electrolytic solution as complex salts or double salts.

【0063】また、第一の電極層202の剥離を防止
し、安定して還元物質を取り込むためには、電解液20
7の水素イオン濃度が1.0×10-3〜1.0×10-1
mol/lであることが好ましい。
In order to prevent the first electrode layer 202 from peeling off and to stably take in the reducing substance, the electrolyte 20
7 has a hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 -3 to 1.0 × 10 -1
mol / l is preferred.

【0064】(除去工程)本発明によると、光起電力素
子の電解処理で生じる還元物質は、電解質溶液で洗浄処
理することによって安定して電解質溶液中に取り込まれ
る。
(Removal Step) According to the present invention, the reducing substance generated in the electrolytic treatment of the photovoltaic element is stably taken into the electrolytic solution by washing with the electrolytic solution.

【0065】図2は本発明の除去工程を実施するための
装置の一例を示す模式的な断面図であり、光起電力素子
の第二の電極層表面に直接電解液を噴射する装置を表
す。図3において、300は光起電力素子、301は基
板、302は第一の電極層、303は最上層にp層が堆
積された半導体層、304は第二の電極層、305は欠
陥部の第二の電極層が除去された高抵抗部、306は還
元工程において発生した還元物質、307は洗浄処理
漕、308は電解質溶液を噴射するためのノズル、30
9は電解質溶液、310は電解質溶液循環装置、311
は電解質溶液回収皿、312は熱源(ヒーター)を表し
ている。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus for performing the removing step of the present invention, and shows an apparatus for directly injecting an electrolytic solution onto the surface of a second electrode layer of a photovoltaic element. . In FIG. 3, reference numeral 300 denotes a photovoltaic element, 301 denotes a substrate, 302 denotes a first electrode layer, 303 denotes a semiconductor layer having a p-layer deposited on the uppermost layer, 304 denotes a second electrode layer, and 305 denotes a defect portion. A high resistance portion from which the second electrode layer has been removed; 306, a reducing substance generated in the reducing step; 307, a cleaning tank; 308, a nozzle for injecting an electrolyte solution;
9 is an electrolyte solution, 310 is an electrolyte solution circulation device, 311
Denotes an electrolyte solution recovery dish, and 312 denotes a heat source (heater).

【0066】本発明において、光起電力素子表面に発生
した第二の電極層に含まれる還元物質の除去は、電解質
溶液を光起電力素子表面に供給して、還元物質と電解質
溶液の溶質に含まれるイオンとで複塩や錯塩を形成する
ことにより、電解質溶液中に安定に取り込むことで達成
される。
In the present invention, the reducing substance contained in the second electrode layer generated on the surface of the photovoltaic element is removed by supplying an electrolytic solution to the surface of the photovoltaic element to reduce the solute of the reducing substance and the electrolytic solution. This is achieved by forming a double salt or complex salt with the contained ions and stably incorporating the ions into the electrolyte solution.

【0067】図3を用いて説明する。洗浄処理漕307
中に光起電力素子300を配置し、ノズル308から電
解質溶液309を光起電力素子表面に噴射する。光起電
力素子300の表面を常に活性な電解質溶液で満たすた
めに、電解質溶液の射出圧は1.0〜3.0kg/cm
2、射出量は1〜30リットル/minが好ましい。こ
の際、電解質溶液309が投げ込みヒーターなどの熱源
312を用いて20℃〜60℃に加熱されていると、電
解質溶液309の溶質の解離度があがり、還元物質30
6を取り込むためのイオンの数が増え、さらに還元物質
306との反応も促進され、短時間で処理を行うことが
できる。これらの反応の終点は光起電力素子300表面
の金属の析出による変色が無くなり周辺部と色の差がな
くなる点であり、色の変化で管理することができる。こ
のように、欠陥部の第二の電極層を電解処理する際に発
生する第二の電極層に含まれる還元物質306は、電解
質溶液309で光起電力素子の表面を洗浄処理すること
により除去することができ、その後水による洗浄及び乾
燥を行うことで外観不良を最小限に抑え、かつ低照度に
おける起電圧特性の回復を得ることが可能となる。
This will be described with reference to FIG. Cleaning tank 307
The photovoltaic element 300 is disposed inside, and the electrolyte solution 309 is jetted from the nozzle 308 to the surface of the photovoltaic element. In order to always fill the surface of the photovoltaic element 300 with the active electrolyte solution, the injection pressure of the electrolyte solution is 1.0 to 3.0 kg / cm.
2. The injection rate is preferably 1 to 30 liter / min. At this time, if the electrolyte solution 309 is heated to 20 ° C. to 60 ° C. using the heat source 312 such as a throw heater, the degree of dissociation of the solute of the electrolyte solution 309 increases, and the reducing substance 30
The number of ions for taking in 6 increases, and the reaction with the reducing substance 306 is also promoted, so that processing can be performed in a short time. The end point of these reactions is a point at which discoloration due to deposition of metal on the surface of the photovoltaic element 300 disappears and there is no difference in color from the peripheral portion, and can be controlled by a change in color. As described above, the reducing substance 306 contained in the second electrode layer which is generated when the second electrode layer in the defective portion is subjected to the electrolytic treatment is removed by washing the surface of the photovoltaic element with the electrolyte solution 309. After that, by performing washing and drying with water, it is possible to minimize the appearance defect and to recover the electromotive force characteristics at low illuminance.

【0068】除去工程における、電解質溶液での洗浄方
法は特に限定されず、光起電力素子を電解質溶液へ浸漬
することにより行ってもよい。
The method of cleaning with an electrolyte solution in the removing step is not particularly limited, and may be performed by immersing the photovoltaic element in the electrolyte solution.

【0069】また、電解質溶液としては、上述の還元工
程で使用する電解液と同様のものを使用でき、還元工程
で使用した電解液をそのまま電解質溶液として使用する
こともできる。
Further, as the electrolyte solution, the same electrolyte solution as that used in the above-described reduction step can be used, and the electrolyte solution used in the reduction step can be used as it is as the electrolyte solution.

【0070】[0070]

【実施例】以下、本発明の実施例を詳しく説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present invention is not limited to these examples.

【0071】(実施例1)本発明の光起電力素子の一実
施例として図1に示すようなpin接合型トリプル構成
の太陽電池100を作製した。
Example 1 As an example of the photovoltaic element of the present invention, a solar cell 100 having a pin junction type triple configuration as shown in FIG. 1 was manufactured.

【0072】まず、ロール状のステンレス430BA基
板101上に、第一の電極層102として、スパッタリ
ング法にてAl層を1000Å、続いてZnO層を1μ
m積層した。その後、不図示のプラズマCVD成膜装置
に入れn型層、i型層、p型層の順で堆積を行いボトム
層(pin接合)103を形成した。この時i型層はa
−SiGe層とした。次にn型層、i型層、p型層の順
で堆積を行いミドル層(pin接合)113を形成し
た。i型層はボトム層と同様にa−SiGe層とした。
次にn型層、i型層、p型層の順で堆積を行いトップ層
(pin接合)123を形成した。i型層はa−Si層
とした。なお、n型層、p型層は全てa−Si層とし
た。また、ボトム層のi型層とミドル層のi型層はマイ
クロ波プラズマCVD法で形成し、その他の層はRFプ
ラズマCVD法で形成した。次に反射防止効果を兼ねた
機能を有する透明な第二の電極層104としてITOを
700Å堆積した。こうして、光起電力素子を形成し
た。
First, on a roll-shaped stainless steel 430BA substrate 101, as a first electrode layer 102, an Al layer was formed by sputtering at 1000 ° C., and then a ZnO layer was formed to a thickness of 1 μm.
m. Thereafter, the film was placed in a plasma CVD film forming apparatus (not shown) and deposited in the order of an n-type layer, an i-type layer, and a p-type layer to form a bottom layer (pin junction) 103. At this time, the i-type layer is a
-SiGe layer. Next, a middle layer (pin junction) 113 was formed by depositing an n-type layer, an i-type layer, and a p-type layer in this order. The i-type layer was an a-SiGe layer like the bottom layer.
Next, an n-type layer, an i-type layer, and a p-type layer were sequentially deposited to form a top layer (pin junction) 123. The i-type layer was an a-Si layer. Note that the n-type layer and the p-type layer were all a-Si layers. Further, the i-type layer of the bottom layer and the i-type layer of the middle layer were formed by microwave plasma CVD, and the other layers were formed by RF plasma CVD. Next, as a transparent second electrode layer 104 having a function also having an anti-reflection effect, ITO was deposited at 700 °. Thus, a photovoltaic element was formed.

【0073】次に、31cm×31cm角にこの光起電
力素子をカットし、公知の化学エッチング法で30cm
×30cm角にサブセルパターニングした後、図2に示
す電解処理装置にセットした。光起電力素子200の裏
面側すなわち、ステンレス基板側を電源209のマイナ
ス極側と接続し、31cm角のSUS316製の対向電
極208をプラス極側に接続した。電解液207として
は硫酸アルミニウムの8水和物を電解質とした20%溶
液を用いた。その際電解液の電導度は32.0mS/c
m、水素イオン濃度は1.0×10-2.02mol/lと
した。液温は室温と同じ25.0℃とした。
Next, this photovoltaic element was cut into a 31 cm × 31 cm square, and 30 cm by a known chemical etching method.
After subcell patterning to a size of 30 cm square, it was set in the electrolytic processing apparatus shown in FIG. The back side of the photovoltaic element 200, that is, the stainless steel substrate side was connected to the minus pole side of the power supply 209, and the 31 cm square SUS316 counter electrode 208 was connected to the plus pole side. As the electrolytic solution 207, a 20% solution using aluminum sulfate octahydrate as an electrolyte was used. At that time, the conductivity of the electrolyte was 32.0 mS / c.
m and the hydrogen ion concentration were 1.0 × 10 −2.02 mol / l. The liquid temperature was 25.0 ° C., the same as room temperature.

【0074】電解条件は、極間距離を4.0cmとし、
印加電圧を5.0V、印加時間を0.3秒間、印加間隔
を0.1秒間として5回のパルス電圧を印加した。電解
が終了後、表面に第二の電極層に含まれる還元物質が発
生した光起電力素子300を図3に示す処理装置にセッ
トし、電解処理に用いた電解液を電解質溶液309とし
て用い、ノズル308より連続して10分噴射し表面の
変色部分を取り除いた後、水による洗浄、乾燥を行なっ
た。その後、銅ワイヤーをカーボンペーストで被覆した
電極を熱圧着装置で接着し、グリッド電極105を形成
した。銅箔を用いたプラス電極108とグリッド電極1
05を接続し、マイナス電極109を裏面のSUS基板
101に半田付けして接続して太陽電池を得た。
The electrolysis conditions were as follows: the distance between the electrodes was 4.0 cm;
Five pulse voltages were applied with an applied voltage of 5.0 V, an applied time of 0.3 seconds, and an applied interval of 0.1 seconds. After the electrolysis is completed, the photovoltaic element 300 on the surface of which the reducing substance contained in the second electrode layer has been generated is set in the processing apparatus shown in FIG. 3, and the electrolytic solution used for the electrolytic treatment is used as the electrolytic solution 309, After jetting continuously from the nozzle 308 for 10 minutes to remove discolored portions on the surface, washing with water and drying were performed. Thereafter, an electrode in which a copper wire was covered with a carbon paste was bonded by a thermocompression bonding apparatus to form a grid electrode 105. Positive electrode 108 and grid electrode 1 using copper foil
05, and the negative electrode 109 was soldered and connected to the SUS substrate 101 on the back surface to obtain a solar cell.

【0075】これらの試料の初期特性を下のように測定
した。
The initial characteristics of these samples were measured as follows.

【0076】まず、暗状態での電圧電流特性を測定し、
原点付近の傾きからシャント抵抗を求めたところ、平均
で200kΩ・cm2でシャントは生じていなかった。
次に、蛍光灯装置を用い照度を変化させながら起電圧を
測定したところ、図4に示すような結果が得られ、照度
200Luxの下でも1.2V以上の起電圧が得られ
た。更に、AM1.5グローバルの太陽光スペクトルで
100mW/cm2の光量の疑似太陽光源(SPIRE
社製)を用いて太陽電池特性を測定し、変換効率を求め
たところ9.0%±0.2%で良好であった。更に、太
陽電池のアクティブエリアを詳細に顕微鏡で観察したと
ころ、第二の電極層から発生したと思われる金属粒は観
察されなかった。このとき、歩留まりは98%であっ
た。
First, the voltage-current characteristics in the dark state were measured.
When the shunt resistance was calculated from the inclination near the origin, no shunt occurred at an average of 200 kΩ · cm 2 .
Next, when the electromotive voltage was measured while changing the illuminance using a fluorescent lamp device, a result as shown in FIG. 4 was obtained, and an electromotive voltage of 1.2 V or more was obtained even under an illuminance of 200 Lux. Further, a pseudo solar light source (SPIRE) having a light intensity of 100 mW / cm 2 in the solar spectrum of AM1.5 global
(Manufactured by the company) and the conversion efficiency was determined to be 9.0% ± 0.2%, which was good. Further, when the active area of the solar cell was observed with a microscope in detail, no metal particles considered to be generated from the second electrode layer were observed. At this time, the yield was 98%.

【0077】更にこれらの試料を公知方法でラミネート
してモジュール化し、信頼性試験を、日本工業規格C8
917の結晶系太陽電池モジュールの環境試験法及び耐
久試験法に定められた温湿度サイクル試験A−2に基づ
いて行なった。
Further, these samples were laminated by a known method to form a module, and the reliability test was performed according to Japanese Industrial Standard C8.
917 was performed based on the temperature-humidity cycle test A-2 specified in the environmental test method and the durability test method of the crystalline solar cell module.

【0078】試料を、温湿度が制御出来る恒温恒湿器に
投入し、−40℃から+85℃(相対湿度85%)に変
化させるサイクル試験を20回繰り返し行なった。次に
試験終了後の試料を初期と同様にシミュレーターで測定
したところ、初期変換効率に対して平均で2.0%の劣
化しか生じておらず、有意な劣化は生じていなかった。
The sample was put into a thermo-hygrostat capable of controlling the temperature and humidity, and a cycle test in which the temperature was changed from −40 ° C. to + 85 ° C. (relative humidity: 85%) was repeated 20 times. Next, the sample after completion of the test was measured by a simulator in the same manner as in the initial stage. As a result, only 2.0% of the initial conversion efficiency deteriorated on average, and no significant deterioration occurred.

【0079】本実施例の結果から、本発明により製造さ
れた光起電力素子は歩留まりよく、特性も外観も良好
で、信頼性も優れていることが分かる。
From the results of this example, it can be seen that the photovoltaic element manufactured according to the present invention has good yield, good characteristics, good appearance, and excellent reliability.

【0080】(実施例2)除去工程を、電解質溶液への
浸漬により行ったこと以外は実施例1と同様にして図1
(b)に示すような太陽電池100を作製した。
Example 2 FIG. 1 was similar to Example 1 except that the removing step was performed by immersion in an electrolyte solution.
A solar cell 100 as shown in FIG.

【0081】すなわち、還元工程が終了後、表面に第二
の電極層に含まれる金属粒が発生した光起電力素子を電
解質溶液が入れられたの溶液浸漬型の処理装置にセット
し、10分間放置して表面の変色部分を取り除いた後、
で水による洗浄、乾燥を行なった。
That is, after the reduction step is completed, the photovoltaic element having the surface on which the metal particles contained in the second electrode layer are generated is set in a solution immersion-type processing apparatus containing an electrolyte solution, and is set for 10 minutes. After leaving to remove discolored parts on the surface,
And washing with water and drying were performed.

【0082】これらの試料の初期特性を実施例1と同様
に測定したところ、照度200Luxにおける起電圧は
平均で1.20V、変換効率9.2土0.3%で良好だ
った。また、観察により還元物質と思われる析出物は観
察されなかった。
The initial characteristics of these samples were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the electromotive voltage at an illuminance of 200 Lux was 1.20 V on average, and the conversion efficiency was 9.2, which was good at 0.3%. In addition, a precipitate which was considered to be a reducing substance was not observed.

【0083】(比較例1)除去工程を行わないこと以外
は実施例1と同様にして太陽電池100を作製した。還
元工程後に洗浄、乾燥を行った直後の光起電力素子は、
第二の電極層がところどころ変色しており、粉をふいた
ようにざらついていた。
(Comparative Example 1) A solar cell 100 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the removing step was not performed. The photovoltaic element immediately after washing and drying after the reduction step,
The second electrode layer was discolored in some places and was rough as if dusted.

【0084】実施例1と同様にして、シャント抵抗を測
定したところ、平均で50kΩcm2でシャントぎみの
ものが幾つかあった。低照度における起電圧を測定した
ところ、図4に示したように実施例1と比較して100
0Lux以下における起電圧値が低い値となった。ま
た、変換効率は8.0%±1.6%とばらつきが大きか
った。また、顕微鏡による観察によると欠陥部周辺の第
二の電極層表面における変色部分で還元物質と見られる
金属析出物が観察された。シャント抵抗が低く、効率が
良好でないものはグリッド電極の下に金属粒が位置して
いた。しかも、欠陥がない部分でも第二の電極層が還元
する際に発生したと考えられる金属粒が観察された。
When the shunt resistance was measured in the same manner as in Example 1, there were some shunt resistors with an average of 50 kΩcm 2 near the shunt. When the electromotive voltage at low illuminance was measured, as shown in FIG.
The electromotive voltage value at 0 Lux or less became a low value. Further, the conversion efficiency had a large variation of 8.0% ± 1.6%. In addition, according to observation with a microscope, metal precipitates that were regarded as reducing substances were observed in the discolored portion on the surface of the second electrode layer around the defect. When the shunt resistance was low and the efficiency was not good, metal grains were located under the grid electrode. In addition, metal particles considered to have been generated when the second electrode layer was reduced were observed even in a portion having no defect.

【0085】更にこれらの試料を公知方法でラミネート
してモジュール化し、実施例1と同様の信頼性試験を行
なったところ、効率で10%の低下が、また、シャント
抵抗で15%の低下が見られた。顕微鏡観察によると、
これは、電解処理時にできた金属粒が水分と、熱収縮に
より欠陥部に入り込んで導通を引き起こしたためであっ
た。
Further, these samples were laminated by a known method to form a module, and a reliability test was performed in the same manner as in Example 1. As a result, a 10% reduction in efficiency and a 15% reduction in shunt resistance were found. Was done. According to microscopic observation,
This was because the metal particles formed during the electrolytic treatment entered the defective portion due to moisture and heat shrinkage, causing conduction.

【0086】(実施例3)電解液207に酢酸アルミニ
ウムを電解質として用いたこと以外は実施例1と同様に
して図1(b)に示すような太陽電池100を作製し
た。その時の電解液207の電導度は41mS/cm、
水素イオン濃度は1.0×10-2.9mol/lとした。
Example 3 A solar cell 100 as shown in FIG. 1B was produced in the same manner as in Example 1 except that aluminum acetate was used as the electrolyte for the electrolytic solution 207. At this time, the conductivity of the electrolyte 207 is 41 mS / cm,
The hydrogen ion concentration was 1.0 × 10 −2.9 mol / l.

【0087】電解条件は、極間距離を4.0cmとし、
印加電圧を4.5V、印加時間を0.3秒間、印加間隔
を0.1秒間とし、5回のパルス電圧で印加した。
The electrolysis conditions were such that the distance between the electrodes was 4.0 cm,
The application voltage was 4.5 V, the application time was 0.3 seconds, the application interval was 0.1 second, and the pulse voltage was applied five times.

【0088】これらの試料の初期特性を実施例1と同様
に測定したところ、照度200Luxにおける起電圧は
平均で1.21V、変換効率9.2±0.1%で良好だ
った。また、観察により還元物質と思われる析出物は観
察されなかった。
The initial characteristics of these samples were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the electromotive voltage at an illuminance of 200 Lux was 1.21 V on average and the conversion efficiency was 9.2 ± 0.1%. In addition, a precipitate which was considered to be a reducing substance was not observed.

【0089】図5に、電解液の水素イオン濃度と太陽電
池の低照度(200Lux)における起電圧特性の関係
を示す。図5に示すように、第二の電極層に含まれる還
元物質の析出を防止し、しかも第一の電極層の剥がれを
防止できるため、電解液の水素イオン濃度は、1.0×
10-3.0〜1.0×10-1.0mol/lとするのが好ま
しい。
FIG. 5 shows the relationship between the hydrogen ion concentration of the electrolyte and the electromotive voltage characteristics of the solar cell at low illuminance (200 Lux). As shown in FIG. 5, since the precipitation of the reducing substance contained in the second electrode layer can be prevented and the first electrode layer can be prevented from peeling off, the hydrogen ion concentration of the electrolytic solution is 1.0 ×
It is preferably from 10 −3.0 to 1.0 × 10 −1.0 mol / l.

【0090】(実施例4)除去工程における電解液を5
0℃に高温加熱したこと以外は実施例1と同様にして図
1(b)に示すような太陽電池100を作製した。
(Example 4) The electrolytic solution in the removing step was changed to 5
A solar cell 100 as shown in FIG. 1B was produced in the same manner as in Example 1 except that the heating was performed at a high temperature of 0 ° C.

【0091】これらの試料の初期特性を実施例1と同様
に測定したところ、照度200Luxにおける起電圧は
平均で1.21V、変換効率9.0±0.2%で良好だ
った。また、観察により還元物質である金属粒と思われ
る析出物等は観察されなかった。
When the initial characteristics of these samples were measured in the same manner as in Example 1, the electromotive voltage at an illuminance of 200 Lux was 1.21 V on average and the conversion efficiency was 9.0 ± 0.2%, which was good. In addition, precipitates and the like, which are considered to be metal particles as reducing substances, were not observed.

【0092】図6に、電解質溶液の液温と太陽電池の洗
浄に必要な時間の関係を示す。図6に示すように、処理
時間が短く、しかも装置への負担も少ないため、液温2
0℃〜60℃に設定することが好ましい。
FIG. 6 shows the relationship between the temperature of the electrolyte solution and the time required for cleaning the solar cell. As shown in FIG. 6, since the processing time is short and the load on the apparatus is small, the solution temperature 2
It is preferable to set the temperature to 0 ° C to 60 ° C.

【0093】(実施例6)本実施例では電界を光照射に
より発生させたこと以外は実施例1と同様にして太陽電
池100を作製した。
(Example 6) In this example, a solar cell 100 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an electric field was generated by light irradiation.

【0094】すなわち、電解液が入った処理槽中に実施
例1と同様にして作製したパターニング済の光起電力素
子を光照射面(第二の電極層側)を上にしてセットし
た。メタルハライドランプからなる光照射部210から
光強度がほぼ100mW/cm2の光量の光を60秒間
照射した。その後、実施例1と同様にして、図1(b)
に示すような太陽電池を得た。
That is, a patterned photovoltaic element produced in the same manner as in Example 1 was set in a treatment tank containing an electrolytic solution, with the light irradiation surface (second electrode layer side) facing upward. Light with a light intensity of approximately 100 mW / cm 2 was irradiated for 60 seconds from a light irradiation unit 210 formed of a metal halide lamp. Then, as in the first embodiment, FIG.
A solar cell as shown in FIG.

【0095】これらの試料の初期特性を実施例1と同様
に測定したところ、照度200Luxにおける起電圧は
平均で1.22V、変換効率9.0±0.2%で良好だ
った。また、観察により還元物質と思われる金属粒の析
出物等は観察されなかった。
When the initial characteristics of these samples were measured in the same manner as in Example 1, the electromotive voltage at an illuminance of 200 Lux was 1.22 V on average and the conversion efficiency was 9.0 ± 0.2%, which was good. In addition, precipitates of metal particles, which are considered to be a reducing substance, were not observed.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明の光起電力素子の製造方法によれ
ば、金属粒の残留による外観不良や特性不良の問題がな
く、初期特性、長期信頼性に優れた光起電力素子を提供
することができる。
According to the method for manufacturing a photovoltaic element of the present invention, there is provided a photovoltaic element which is excellent in initial characteristics and long-term reliability without problems of appearance defects and characteristic defects due to residual metal particles. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明により製造される光起電力素子の一例を
示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a photovoltaic device manufactured according to the present invention.

【図2】本発明の還元工程を実施するための装置の一例
を示す模式的な断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one example of an apparatus for performing the reduction step of the present invention.

【図3】本発明の除去工程を実施するための装置の一例
を示す模式的な断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one example of an apparatus for performing a removing step of the present invention.

【図4】実施例1及び比較例1により製造された太陽電
池の低照度における起電圧特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing electromotive force characteristics at low illuminance of the solar cells manufactured according to Example 1 and Comparative Example 1.

【図5】実施例4における電解液の水素イオン濃度と太
陽電池の低照度における起電圧特性の関係を示すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a hydrogen ion concentration of an electrolytic solution and an electromotive voltage characteristic at low illuminance of a solar cell in Example 4.

【図6】実施例5における電解質溶液の液温と太陽電池
の洗浄に必要な時間の関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature of the electrolyte solution and the time required for cleaning the solar cell in Example 5.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、200、300 光起電力素子(アモルファス
太陽電池) 101、201、301 基板 102、202、302 第一の電極層 103、113、123 pin接合 104、204、304 第二の電極層 105 グリッド電極 106、205 欠陥部 107、305 高抵抗部 108 プラス電極(プラスタブ) 109 マイナス電極(マイナスタブ) 110、203、303 半導体層 206 電解処理槽 207 電解液 208 対向電極 209 電源 306 還元物質 307 洗浄処理漕 308 ノズル 309 電解質溶液 310 電解質溶液循環装置 311 電解質溶液回収皿 312 熱源
100, 200, 300 Photovoltaic element (amorphous solar cell) 101, 201, 301 Substrate 102, 202, 302 First electrode layer 103, 113, 123 Pin junction 104, 204, 304 Second electrode layer 105 Grid electrode 106, 205 Defect 107, 305 High resistance 108 Positive electrode (plus tab) 109 Negative electrode (minus tab) 110, 203, 303 Semiconductor layer 206 Electrolytic treatment tank 207 Electrolyte 208 Counter electrode 209 Power supply 306 Reducing material 307 Cleaning treatment tank 308 Nozzle 309 Electrolyte solution 310 Electrolyte solution circulation device 311 Electrolyte solution recovery dish 312 Heat source

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に少なくとも第一の電極層、半導
体層、第二の電極層が形成された光起電力素子を電解液
中に浸漬し、電界の作用で該光起電力素子の欠陥による
短絡電流通路を除去する工程を有する光起電力素子の製
造方法において、前記光起電力素子の欠陥部における前
記第二の電極層を電解液中で還元する還元工程と、前記
還元工程で生じた前記第二の電極層に含まれる還元物質
を電解質溶液で洗浄することにより取り除く除去工程と
を有することを特徴とする光起電力素子の製造方法。
1. A photovoltaic device having at least a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer formed on a substrate is immersed in an electrolytic solution, and the defect of the photovoltaic device is caused by the action of an electric field. A method of manufacturing a photovoltaic device having a step of removing a short-circuit current path by reducing a second electrode layer in a defective portion of the photovoltaic element in an electrolytic solution; And removing the reducing substance contained in the second electrode layer by washing with an electrolyte solution.
【請求項2】 前記還元物質が前記第二の電極層に含ま
れる金属からなることを特徴とする請求項1に記載の光
起電力素子の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the reducing substance is made of a metal contained in the second electrode layer.
【請求項3】 前記還元工程で使用する電解液を、前記
除去工程で電解質溶液として使用することを特徴とする
請求項1または2に記載の光起電力素子の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the electrolytic solution used in the reduction step is used as an electrolyte solution in the removal step.
【請求項4】 前記除去工程が、前記光起電力素子表面
への連続的な前記電解質溶液の噴射によりなされること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光起電力
素子の製造方法。
4. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the removing step is performed by continuously spraying the electrolyte solution onto the surface of the photovoltaic device. Production method.
【請求項5】 前記除去工程が、前記光起電力素子の前
記電解質溶液への浸漬によりなされることを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の光起電力素子の製造方
法。
5. The method according to claim 1, wherein the removing step is performed by immersing the photovoltaic element in the electrolyte solution.
【請求項6】 前記除去工程で使用する電解質溶液を、
20℃〜60℃に加熱することを特徴とすることを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載の光起電力素子の
製造方法。
6. The electrolyte solution used in the removing step,
The method for producing a photovoltaic device according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating is performed at 20 ° C to 60 ° C.
【請求項7】 前記還元工程で使用する電解液が、硫酸
塩、酢酸塩、しゅう酸塩、セレン酸塩よりなる群から選
ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1
〜6のいずれかに記載の光起電力素子の製造方法。
7. The electrolyte used in the reduction step is at least one selected from the group consisting of sulfate, acetate, oxalate, and selenate.
7. The method for manufacturing a photovoltaic device according to any one of claims 6 to 6.
【請求項8】 前記還元工程で使用する電解液の水素イ
オン濃度が1.0×10-3.0〜1.0×10-1.0mol
/lであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに
記載の光起電力素子の製造方法。
8. The electrolyte used in the reduction step has a hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 −3.0 to 1.0 × 10 −1.0 mol.
The method of manufacturing a photovoltaic device according to any one of claims 1 to 7, wherein the ratio is / l.
【請求項9】 前記電界が、光起電力素子にバイアスを
印加することにより発生する電界であることを特徴とす
る請求項1〜8のいずれかに記載の光起電力素子の製造
方法。
9. The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein the electric field is an electric field generated by applying a bias to the photovoltaic device.
【請求項10】 前記バイアスを、光起電力素子に対し
順方向に印加することを特徴とする請求項9に記載の光
起電力素子の製造方法。
10. The method according to claim 9, wherein the bias is applied to the photovoltaic device in a forward direction.
【請求項11】 前記電界が、光起電力素子に光を照射
することによる該光起電力素子本体の起電圧により発生
する電界であることを特徴とする請求項1〜10のいず
れかに記載の光起電力素子の製造方法。
11. The photovoltaic element according to claim 1, wherein the electric field is an electric field generated by an electromotive voltage of the photovoltaic element main body when the photovoltaic element is irradiated with light. Of manufacturing a photovoltaic element.
【請求項12】 前記基板が、導電性の基板であること
を特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の光起電
力素子の製造方法。
12. The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein said substrate is a conductive substrate.
【請求項13】 前記第一の電極層が、少なくとも一種
類の金属層を含む複数の層から形成されることを特徴と
する請求項1〜12のいずれかに記載の光起電力素子の
製造方法。
13. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the first electrode layer is formed of a plurality of layers including at least one kind of metal layer. Method.
【請求項14】 前記半導体層が、アモルファス半導体
からなることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに
記載の光起電力素子の製造方法。
14. The method according to claim 1, wherein said semiconductor layer is made of an amorphous semiconductor.
【請求項15】 前記第二の電極層が、金属酸化物から
形成されることを特徴とする請求項1〜14のいずれか
に記載の光起電力素子の製造方法。
15. The method according to claim 1, wherein the second electrode layer is formed from a metal oxide.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076380A (en) * 2000-08-23 2002-03-15 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Manufacturing method of thin film solar battery module
WO2015141443A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 シャープ株式会社 Compound semiconductor solar cell and method for manufacturing compound semiconductor solar cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076380A (en) * 2000-08-23 2002-03-15 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Manufacturing method of thin film solar battery module
JP4495318B2 (en) * 2000-08-23 2010-07-07 株式会社カネカ Method for manufacturing thin film solar cell module
WO2015141443A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 シャープ株式会社 Compound semiconductor solar cell and method for manufacturing compound semiconductor solar cell
JP2015177177A (en) * 2014-03-18 2015-10-05 シャープ株式会社 Compound semiconductor solar cell and manufacturing method of the same

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