JP2000208786A

JP2000208786A - 集積型薄膜太陽電池の製造方法

Info

Publication number: JP2000208786A
Application number: JP11004144A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kidoguchi; 晋木戸口; Hisashi Hayakawa; 尚志早川; Hiroshi Taniguchi; 浩谷口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】集積型薄膜太陽電池のパターニング工程にお
いて、隣接する発電領域の上部電極と下部電極とを良好
に電気的接続し、太陽電池特性の向上と生産コストの低
減を可能とするための手段を提供することを課題とす
る。【解決手段】上部電極（４ａ、４ｂ及び４ｃ）上から
レーザ光２２を照射して、と隣接する発電領域の上部電
極（４ａ、４ｂ及び４ｃ）と下部電極（２ａ、２ｂ及び
２ｃ）とを電気的接続部分１２により電気的に接続する
ことで上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積型薄膜太陽電
池の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、隣接
する発電領域の上部電極と下部電極とを電気的接続する
ための加工方法並びに同一の発電領域内に生じた電気的
漏洩部の除去方法を含む集積型薄膜太陽電池の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、薄膜太陽電池の基板が、絶縁表
面を有する場合は、単一基板上で複数の光起電力素子を
直列に接続することによって所望の光起電力を得る、い
わゆる集積化と呼ばれる加工が施される場合が多い。こ
のような、絶縁表面を有する基板上に形成された薄膜太
陽電池は、下部電極、光電変換層及び上部電極がこの順
に積層されている。

【０００３】また、不透光性基板を用いる場合は、上部
電極には、一般に酸化物からなる透明導電膜が用いられ
ている。この導電膜に起因する直列抵抗により、太陽電
池は電力損失を生じるため、太陽電池電流−電圧特性に
おける曲線因子（Ｆ．Ｆ．）が低下する。この直列抵抗
による損失を抑えるため、電流の流れる距離を短くす
る、すなわち集積化を行なう必要がある。集積化は、各
層形成時にそれぞれの層を所定形状にパターニングする
ことにより行われる。

【０００４】パターニングには、マスクを使用した蒸着
法、フォトエッチング法又はレーザ・スクライブ法等が
使用される。このうち、レーザ・スクライブ法は、その
他の方法に比べてコスト的、工程的及び最終的に得られ
る太陽電池出力のいずれにおいても優れているため、広
く使用されている。レーザ・スクライブ法を使用した従
来の集積型薄膜太陽電池の製造方法を、図６（ａ）〜
（ｆ）を用いて説明する。まず、絶縁表面を有する基板
１上に下部電極層２を積層する（図６（ａ）参照）。

【０００５】次に、基板１上に形成された下部電極層２
をレーザ・スクライブ法によって短冊状に絶縁分離する
（第１のパターニング、図６（ｂ）参照）。第１のパタ
ーニングにより、下部電極層２は、溝１１を介して、発
電領域（単位セル）毎に分割され下部電極（参照番号２
ａ、２ｂ及び２ｃ）となる。

【０００６】次いで、非晶質半導体に代表される光電変
換材料層３を積層する（図６（ｃ）参照）。更に、溝１
１と平行かつ所定幅ずらした位置に、下地の下部電極を
損傷せずに、レーザ・スクライブ法によって光電変換材
料層のみを選択的に短冊状に分離する（第２のパターニ
ング、図６（ｄ）参照）。第２のパターニングにより、
光電変換材料層３は、溝１２を介して、発電領域毎に分
離され、光電変換層（参照番号３ａ、３ｂ及び３ｃ）と
なる。

【０００７】更に、上部電極層４を積層する（図６
（ｅ）参照）。次いで、溝１２と平行かつ溝１１と反対
側に所定幅ずらした位置に、下地の光電変換層及び下部
電極を損傷せずに、レーザ・スクライブ法によって上部
電極層４のみを選択的に短冊状に分離する（第３のパタ
ーニング、図６（ｆ）参照）。第３のパターニングによ
り、上部電極層４は、溝１３を介して、発電領域毎に分
離され、上部電極（参照番号４ａ、４ｂ及び４ｃ）とな
る。

【０００８】なお、図６（ａ）〜（ｆ）中、２１、２４
及び２３は、下部電極層２、光電変換層３及び上部電極
層４を分離するためのレーザ光を示している。

【０００９】更に、特開平６−１３２５５２号公報に
は、上部電極と下部電極とを電気的に接続するための第
２のパターニングに関して、予め下部電極の上に局部的
に導電体層を形成し、上部電極上に積層された集電電極
層上からレーザ光を照射し、前記集積電極層と下部電極
の上に形成された導電体層とを電気的に接続する方法が
示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した３段階のパタ
ーニングのうち、光電変換材料層のみを選択的に除去す
る第２のパターニングは、溝１２を通じて上部電極と下
部電極とを電気的に接続するために施されている。その
ため、複数の光起電力素子を直列に接続する集積化の工
程において、溝１２の形状が不完全であると、最終的に
得られる太陽電池の電流−電圧特性が直列抵抗損失を含
んだものとなり、曲線因子（Ｆ．Ｆ．）が低下し、結果
として、太陽電池の出力が低下することとなる。

【００１１】従来、この第２のパターニングには、レー
ザ光を用いた、レーザ・スクライブ法が多く用いられて
いた。レーザ・スクライブ法は、光電変換材料層を成膜
した後、上部電極を形成する前に、加工対象物を載せた
ステージを走査しながらレーザ光を照射する、あるいは
加工対象物を載せたステージは固定とし、レーザ光を走
査しながら照射する、又は、それらの併用によって光電
変換材料層を熱的又は分子的に蒸発させ、選択除去する
方法である。この方法は比較的容易に溝が形成できるた
め、生産工程が簡略化でき、生産コストを低く抑えるこ
とができる。更に、レーザ装置による加工は、極めて精
度を高くすることができるため、加工溝幅を１００μｍ
以下にすることができる。そのため、集積型薄膜太陽電
池においては、実際の発電に寄与せず、発電有効面積の
減少させる直列接続領域を小さくすることができる。

【００１２】しかしながら、このように光電変換材料層
の上からレーザ光を照射して光電変換材料層のみを選択
的に除去する方法は、レーザ光の条件を適正に管理しな
ければ除去不良が生じ易い。すなわち、第２のパターニ
ングにおいて、光電変換材料層に照射されるレーザ光の
パワーが過大であれば、光電変換材料層のみならず、下
部電極をも損傷してしまう。その結果、隣接する発電領
域と電気的に接続されない、又は、発電領域間に大きな
直列抵抗損失を生じることになる。一方、光電変換材料
層に照射されるレーザ光のパワーが不足していれば、光
電変換材料層が完全に除去されない。そのため、隣接す
る発電領域との電気的接続が完全とならず、直列抵抗損
失を生じることとなる。また、溝周辺に飛散した光電変
換材料層の加工物の粉塵によって、光電変換層に破れが
生じる場合があった。そのため、上部電極と下部電極と
の間に電気的な漏れを生じるので太陽電池特性が低下し
てしまう。

【００１３】いずれにせよ、光電変換材料層上からレー
ザ光を照射して光電変換材料層を選択的に除去する方法
では、再現よく良好な加工を行なうことが難しく、工業
的に大量生産する場合においては、歩留りの低下を招く
恐れがある。

【００１４】また、特開平６−１３２５５２号公報に記
載の手法によれば、上部電極上に積層された集電電極層
上からレーザ光を照射して上部電極と下部電極とを電気
的に接続することが可能である。しかし、良好な電気的
接続を得るためには、予め下部電極の上に局部的に導電
体層を形成する必要がある。更に、上部電極上に集電電
極層を形成する方法として、マスクパターンを用いる方
法、エッチング法又は導電ペーストを印刷する方法等が
記載されているが、いずれの方法も、光電変換層内に電
気的短絡箇所を生じ易い。そのため太陽電池の出力特性
及び歩留まりの低下を招くという問題があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、絶縁表
面を有する同一基板上に下部電極、光電変換層及び上部
電極からなる複数の発電領域が直列に接続された集積型
薄膜太陽電池において、基板上に下部電極層を積層及び
パターニング加工することにより下部電極を形成し、下
部電極上に光電変換材料層及び上部電極層を積層し、次
いで、上部電極層と光電変換材料層をパターニング加工
して上部電極層の分離、及び隣接する発電領域の上部電
極と下部電極との電気的接続を行うことにより光電変換
層と上部電極を形成する工程からなり、隣接する発電領
域の上部電極と下部電極とを電気的に接続する工程にお
いて、上部電極層上から照射するレーザ光は、下部電極
層での反射率が９０％以上であることを特徴とする集積
型薄膜太陽電池の製造方法が提供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば図１に示すよう
に、基板１上に、溝１１を介して分離された下部電極
（２ａ、２ｂ及び２ｃ）、下部電極を覆う光電変換層
（３ａ、３ｂ及び３ｃ）、光電変換層上に溝１３を介し
て分離された上部電極（４ａ、４ｂ及び４ｃ）を備え、
電気的接続部分１２を介して隣接する発電領域の上部電
極と下部電極とが接続されてなる集積型薄膜太陽電池の
製造工程において、上部電極上からレーザ光２２を照射
して、隣接する発電領域の上部電極と下部電極とを電気
的に接続する電気的接続部分１２を形成することを特徴
の１つとする。このような本発明の製造方法によって、
集積型薄膜太陽電池を工業的に大量生産する場合に、比
較的広い加工条件範囲で再現性がよく、高歩留まりを実
現することができる。

【００１７】以下に本発明の製造方法を具体的に説明す
る。まず、本発明に使用することができる基板として
は、絶縁表面を有しさえすれば、特に限定されない。基
板としては、具体的には、カーボンファイバー、黒鉛、
ステンレススチール、アルミニウム、銅、チタン、鉄、
亜鉛メッキ鋼等のフィルム状やシート状の導電性基板を
絶縁膜（例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の樹脂膜、シリカ、アル
ミナ、酸化チタン等のセラミックス膜）で被覆した基
板、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、シリコン樹脂等の樹脂や、シリカ、アルミナ、酸化
チタン等のセラミックス等のフィルムやシート等の絶縁
性基板が挙げられる。

【００１８】次に、基板上に下部電極層が積層される。
下部電極層は、金属層、金属酸化物層又は金属層と金属
酸化物層との積層体からなる。ここで、金属層は、金、
銀、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン等の材料から
構成される。金属酸化物層は、酸化インジウム錫（ＩＴ
Ｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ）等の材料
から構成される。下部電極層は、隣接する発電領域の上
部電極と下部電極とを電気的に接続するためのレーザ光
の波長に対して、９０％以上の反射率を有する材料から
なる。この観点から、上記の内、少なくとも金、銀、ア
ルミニウム、銅、ニッケル、チタン等の材料を少なくと
も１種以上含むことが好ましい。具体的な下部電極層の
構成は、基板側から、銀−ＺｎＯ、銀−アルミニウム−
ＺｎＯ、銀−ＩＴＯ−ＺｎＯの積層体からなることが好
ましい。下部金属層の厚さは、０．１〜１０μｍの範囲
であることが好ましい。下部電極層の形成方法として
は、例えば、蒸着法、スパッタリング法等が挙げられ
る。

【００１９】次に、下部電極層は、所望の形状にパター
ニングされることにより、複数の発電領域毎の下部電極
に分離される（第１のパターニング）。ここで、分離す
るための手段としては、マスクを使用した蒸着法、フォ
トエッチング法又はレーザ・スクライブ法等が挙げられ
る。このうち、レーザ・スクライブ法は、その他の方法
に比べてコスト的、工程的及び最終的に得られる太陽電
池出力のいずれにおいても優れているため好ましい。レ
ーザ・スクライブ法に使用することができるレーザとし
ては、ルビーレーザ、ＹＡＧレーザ、ガラスレーザ、ア
レキサンドライトレーザ等が挙げられる。この内、ＹＡ
Ｇレーザが好ましく、特に、ネオジミウムＹＡＧレーザ
（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ）が好ましい。なお、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザの基本波（波長λ＝１０６４ｎｍ）、第２高調
波（ＳＨＧ、波長λ＝５３４ｎｍ）、第３高調波（ＴＨ
Ｇ、波長λ＝３５５ｎｍ）をいずれも使用することがで
きる。

【００２０】また、隣接する下部電極との間の溝の間隔
は、下部電極同士が電気的に分離されていることが必要
であり、具体的には１０〜１５０μｍの範囲であること
が好ましい。次に、下部電極を覆うように光電変換材料
層が積層される。光電変換材料層を構成する材料として
は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコ
ン、アモルファスシリコン等のシリコン類や、ＳｉＧ
ｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等
の化合物半導体が挙げられる。

【００２１】光電変換材料層の厚さは、０．０８〜２μ
ｍの範囲であることが好ましい。光電変換材料層の形成
方法としては、例えば、蒸着法、ＣＶＤ法、プラズマＣ
ＶＤ法、スパッタリング法等が挙げられる。次いで、光
電変換材料層を覆うように上部電極層が積層される。上
部電極層は、金属層、金属酸化物層、金属層と金属酸化
物層との積層体からなる。ここで、金属層は、金、銀、
アルミニウム、銅、ニッケル、チタン等の材料から構成
される。金属酸化物層は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ、酸
化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）等
の材料から構成される。上記の内、ＩＴＯを使用するこ
とが好ましい。上部電極層の厚さは、０．０１〜１μｍ
の範囲であることが好ましい。上部電極層の形成方法と
しては、例えば、蒸着法、スパッタリング法等が挙げら
れる。

【００２２】また、上部電極層を成膜後、以下で説明す
る隣接する発電領域の上部電極と下部電極とを電気的に
接続する前に、同一の発電領域内で光電変換材料層を介
して上部電極と下部電極との間に電気的な漏洩がある場
合、その発電領域の電気的漏洩部を、電気化学的手法に
よって溶解（電解エッチング）除去することが好まし
い。この電気化学的手法に使用される電解液としては、
導通時に上部電極を溶解しうるものであれば特に限定さ
れない。具体的には、上部電極層がＩＴＯである場合、
電気化学的手法には、硫酸を少なくとも含む電解液を用
いることが好ましい。

【００２３】次に、隣接する発電領域の上部電極と下部
電極とを電気的に接続し、光電変換材料層を複数の発電
領域毎の光電変換層に分離するために、レーザ光が照射
される（第２のパターニング）。レーザ光の照射位置
は、下部電極間の溝と所定幅（例えば、５０〜４００μ
ｍの範囲）離れ、前記溝と平行になる位置であることが
好ましい。

【００２４】電気的接続には、ネオジミウムＹＡＧレー
ザ（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ）が好ましい。なお、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧレーザの基本波（波長λ＝１０６４ｎｍ）、第２高
調波（ＳＨＧ、波長λ＝５３４ｎｍ）が使用される。レ
ーザ光の照射方法としては、例えば、レーザ光を固定
し、基板を載せたステージを走査しながら照射する方法
や、基板を載せたステージを固定し、レーザ光を走査し
ながら照射する方法が挙げられる。

【００２５】次に、上部電極層は、所望の形状にパター
ニングされることにより、複数の発電領域毎の上部電極
に分離される（第３のパターニング）。分離するための
手段としては、上記下部電極層の分離と同様の手段を使
用することができる。特に、レーザ・スクライブ法を使
用することが好ましい。

【００２６】ここで、上記のように上部電極層の分離
を、隣接する発電領域の上部電極と下部電極の電気的接
続の後に行ってもよいが、この逆に隣接する発電領域の
上部電極と下部電極の電気的接続の前に上部電極層の分
離を行ってもよい。更に、両工程を同時に行ってもよ
い。この内、２通りの光路を設けることによって、隣接
する発電領域の下部電極と上部電極とを電気的に接続す
る工程と、上部電極層を分離する工程とを同時に行なう
ことがより好ましい。

【００２７】同時に行う場合、両工程に使用するレーザ
光の波長は、同じでも、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの
基本波と第２高調波のように互いに異なっていてもよ
い。また、この場合、レーザ光は１台の装置の互いに近
接した異なる位置から出射してもよく、複数の装置を使
用してもよい。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方
法を更に詳細に説明する。

【００２９】実施例１実施例１の集積型薄膜太陽電池の製造方法を、図２
（ａ）〜（ｆ）に基づき説明する。絶縁表面を有する不
透光性の基板として、表面に耐熱性を有するポリイミド
樹脂を主成分とする高分子樹脂をコーティングしたステ
ンレス製の基板１を用い、その片面にスパッタリング法
によって、Ａｇ（厚さ０．４μｍ）及びＺｎＯ（厚さ
０．１μｍ）を連続して積層することにより下部電極層
２を形成した（図２（ａ）参照）。

【００３０】これを、レーザ・スクライブ法を用いて短
冊状の発電領域（単位セル）毎に絶縁分割した（第１の
パターニング）。具体的には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第
３高調波２１（ＴＨＧ、波長λ＝３５５ｎｍ）を照射
し、下部電極層２を単位セル毎に絶縁分離して、単位セ
ル毎に分離された下部電極（２ａ、２ｂ及び２ｃ）を形
成した（図２（ｂ）参照）。なお、単位セル間の溝１１
の幅は、５０μｍとした。

【００３１】続いて、光電変換材料層３として非晶質シ
リコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）をプラズマＣＶＤ法によって厚
さ０．３μｍで積層した後（図２（ｃ）参照）、上部電
極層４としてＩＴＯをスパッタリング法によって厚さ
０．０５μｍで積層した（図２（ｄ）参照）。

【００３２】次に、溝１１と平行かつ近接した位置（具
体的には、溝１１の端部から２００μｍ離れた位置）
に、上部電極層４上からレーザ光２２を照射し、隣接す
る単位セルの上部電極と下部電極とを電気的に接続した
（第２のパターニング、図２（ｅ）参照）。具体的に
は、Ｑスイッチドライブを用いた連続発振Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザの第２高調波（ＳＨＧ、波長λ＝５３２ｎｍ）を
繰返周波数５ｋＨｚ、加工面パワー５ｋＷ／ｃｍ² 、加
工速度３００ｍｍ／ｓ、加工面ビームサイズ１２０μｍ
×１２０μｍで照射することで、隣接する単位セルの上
部電極と下部電極とを電気的に接続すると共に光電変換
材料層３を単位セル毎に分離した。図２（ｅ）中、参照
番号３ａ、３ｂ及び３ｃは、単位セル毎に分離された光
電変換層を、１２は、隣接する単位セルの上部電極と下
部電極とを接続する電気的接続部分を意味している。

【００３３】更に、電気的接続部分１２と平行で、かつ
電気的接続部分１２を基準として溝１１と反対側に近接
した位置（具体的には、電気的接続部分１２の端部から
３００μｍ離れた位置）に、上部電極層４上からレーザ
光２３を照射し、上部電極層４を単位セル毎に絶縁分離
して、単位セル毎に分離された上部電極（４ａ、４ｂ及
び４ｃ）を形成した（第３のパターニング、図２（ｆ）
参照）。

【００３４】得られた集積型薄膜太陽電池は、有効発電
寸法２４０ｍｍ×２４０ｍｍであり、出力特性は、ＡＭ
１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）において、曲線因子＝
０．６７、最大出力＝５．６Ｗであった。

【００３５】実施例２まず、絶縁表面を有する不透光性基板として、陽極酸化
によって、表面をアルミナでコーティングしたアルミニ
ウム製の基板１を用い、その片面に下部電極層として、
Ａｇ（厚さ０．４μｍ）、Ａｌ（厚さ０．１μｍ）、Ｚ
ｎＯ（厚さ０．１μｍ）を連続して蒸着法によって積層
した。

【００３６】次に、下部電極層を、実施例１と同様に、
レーザ・スクライブ法によって短冊状の単位セル毎に絶
縁分割し、続いて光電変換材料層及び上部電極層を連続
して積層した。

【００３７】次に、隣接する単位セルの上部電極と下部
電極とを電気的に接続するためのレーザ光を、Ｑスイッ
チドライブを用いた連続発振Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本
波（波長λ＝１０６４ｎｍ）を繰返周波数１０ｋＨｚ、
加工面パワー３ｋＷ／ｃｍ²、加工速度５００ｍｍ／
ｓ、加工面ビームサイズ５０μｍ×５０μｍで照射する
こと以外は、実施例１と同様にして、集積型薄膜太陽電
池を形成した。得られた集積型薄膜太陽電池は、有効発
電寸法２４０ｍｍ×２４０ｍｍであり、出力特性は、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）において、曲線因子＝
０．６７、最大出力＝５．７Ｗであった。

【００３８】実施例３実施例３の集積型薄膜太陽電池の製造方法を、図３
（ａ）〜（ｅ）に基づき説明する。実施例２と同様の基
板上に、実施例２と同様にして下部電極層２を積層及び
分離し、実施例１と同様にして光電変換材料層３及び上
部電極層４を積層した（図３（ａ）〜（ｄ）参照）。

【００３９】次に、近接した位置で２箇所のレーザ出射
を可能とした１台のレーザ装置によって、レーザ光２２
及び２３を照射し、隣接する単位セルの上部電極と下部
電極との電気的接続と、上部電極層４の絶縁分離を同時
に行った。なお、レーザ光の照射条件は、Ｑスイッチド
ライブを用いた連続発振Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調
波（ＳＨＧ、波長λ＝５３２ｎｍ）を繰返周波数１０ｋ
Ｈｚ、加工面パワー５ｋＷ／ｃｍ²、加工速度４００ｍ
ｍ／ｓ、加工面ビームサイズ８０μｍ×８０μｍとし
た。

【００４０】得られた積層型薄膜太陽電池は、有効発電
寸法２４０ｍｍ×２４０ｍｍとした場合、出力特性は、
ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）において、曲線因子
＝０．６７、最大出力＝５．７Ｗであった。

【００４１】実施例４実施例４の集積型薄膜太陽電池の製造方法を、図４
（ａ）〜（ｆ）及び図５に基づき説明する。なお、図５
は図４（ｅ）の拡大図である。

【００４２】実施例１と同様の基板１を使用し、実施例
１と同様にして、基板１上に下部電極層２を積層及び分
離し、光電変換材料層３及び上部電極層４を積層した
（図４（ａ）〜（ｄ）参照）。

【００４３】次に、電解液槽３１中の３％Ｈ₂ＳＯ₄水溶
液（電解液）３２中に基板を浸漬し、下部電極に陰極、
対向電極３３に陽極を各々接続した直流電源装置３４に
よって、２Ｖの電圧を１．５秒間印加した（図４（ｅ）
及び図５参照）。これによって、同一の発電領域内で上
部電極と下部電極とが光電変換材料層を介して電気的に
漏洩している部分は電解エッチングにより除去されるこ
ととなる。その結果、太陽電池特性の回復が図られる。

【００４４】更に、実施例３と同様にして、上部電極と
下部電極の接続及び上部電極層の分割を行うことによ
り、積層型薄膜太陽電池を形成することができた（図４
（ｆ）参照）。得られた積層型薄膜太陽電池は、有効発
電寸法２４０ｍｍ×２４０ｍｍとした場合、出力特性
は、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）において、曲線
因子＝０．６９、最大出力＝５．８Ｗであった。

【００４５】

【発明の効果】本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方法
によれば、上部電極層上からレーザ光を照射して、隣接
する発電領域の上部電極と下部電極とを電気的に接続す
ることを特徴の１つとしているため、集積型薄膜太陽電
池を工業的に大量生産する場合に、比較的広い加工条件
範囲で再現性のよい加工が可能となる。そのため、歩留
まりも向上させることができる。

【００４６】また、上部電極層から照射するレーザ光
が、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長λ＝１０６４ｎ
ｍ）や、第２高調波（ＳＨＧ、波長λ＝５３２ｎｍ）の
ような、下部電極に対して９０％以上の反射率の波長を
有するので、下部電極を損傷することなく、比較的広い
加工条件範囲で良好な加工が可能となる。

【００４７】更に、下部電極層が、金、銀、アルミニウ
ム、銅、ニッケル又はチタンを少なくとも１種以上含む
ことにより、下部電極層の可視光領域における反射率が
高くなり太陽電池特性を向上させることができる。これ
に加えて、工業的に広く用いられる可視乃至赤外領域に
おけるレーザ光に対する反射率を概ね９０％以上とする
ことが可能となる。また、上部電極層がＩＴＯからなる
ことにより、上部電極層上からレーザ光を照射した場
合、下部電極と上部電極との良好な電気的接続を得るこ
とができる。

【００４８】更に、隣接する発電領域の上部電極と下部
電極とを電気的に接続する工程と、上部電極層を分離す
る工程とを同時に行えば、製造時間が短縮できる。これ
に加えて、両工程の位置合わせを１回で行うことができ
るので、位置合わせ精度を向上させることができる。ま
た、両工程に必要なレーザ装置の台数を削減することが
できるため、コストを低減することができる。

【００４９】隣接する発電領域の上部電極と下部電極と
を電気的に接続する前に、電気化学的手法によって、同
一の発電領域内に生じた上部電極と下部電極との電気的
漏洩部を除去すれば、太陽電池の特性を向上させること
ができる。

【００５０】また、上記電解液を、硫酸を少なくとも含
む溶液とすることによって、特に、上部電極層にＩＴＯ
を使用した場合、電気的漏洩部を安定して電解エッチン
グ処理することができるので、歩留まりを向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により得られた集積型薄膜太
陽電池の概略断面図である。

【図２】本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方法の概略
断面工程図である。

【図３】本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方法の概略
断面工程図である。

【図４】本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方法の概略
断面工程図である。

【図５】図４の１工程の概略拡大図である。

【図６】従来の集積型薄膜太陽電池の製造方法の概略断
面工程図である。

【符号の説明】

１基板２下部電極層３光電変換材料層４上部電極層２ａ，２ｂ，２ｃ単位セル毎に分割された下部電極３ａ，３ｂ，３ｃ単位セル毎に分割された光電変換層４ａ，４ｂ，４ｃ単位セル毎に分割された上部電極１１下部電極の絶縁分離溝１２上部電極と下部電極の電気的接続部分１３上部電極の絶縁分離溝１４光電変換層の溝加工部２１下部電極層の分離用のレーザ光２２上部電極と下部電極の電気的接続用のレーザ光２３上部電極層の分離用のレーザ光２４光電変換材料層の分離用のレーザ光３１電解液槽３２電解液３３対向電極３４直流電源装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷口浩大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 BA14 EA02 EA09 EA10 EA11 FA04 FA06 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁表面を有する同一基板上に下部電
極、光電変換層及び上部電極からなる複数の発電領域が
直列に接続された集積型薄膜太陽電池において、基板上に下部電極層を積層及びパターニング加工するこ
とにより下部電極を形成し、下部電極上に光電変換材料層及び上部電極層を積層し、
次いで、上部電極層と光電変換材料層をパターニング加
工して上部電極層の分離、及び隣接する発電領域の上部
電極と下部電極との電気的接続を行うことにより光電変
換層と上部電極を形成する工程からなり、隣接する発電領域の上部電極と下部電極とを電気的に接
続する工程において、上部電極層上から照射するレーザ
光は、下部電極層での反射率が９０％以上であることを
特徴とする集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】隣接する発電領域の上部電極と下部電極
とを電気的に接続する工程で用いるレーザ光は、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザの基本波（波長λ＝１０６４ｎｍ）である
請求項１の製造方法。
【請求項３】隣接する発電領域の上部電極と下部電極
とを電気的に接続する工程で用いるレーザ光は、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザの第２高調波（ＳＨＧ，波長λ＝５３２ｎ
ｍ）である請求項１の製造方法。
【請求項４】下部電極層が、金、銀、アルミニウム、
銅、ニッケル、チタンを少なくとも１種以上含む請求項
１〜３いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項５】上部電極層が、酸化インジウム錫（ＩＴ
Ｏ）からなる請求項１〜４いずれか１つに記載の製造方
法。
【請求項６】レーザ光を照射して、隣接する発電領域
の上部電極と下部電極とを電気的に接続する工程と、上
部電極層を分離する工程とを同時に行なう請求項１〜５
のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項７】レーザ光を照射して隣接する発電領域の
上部電極と下部電極とを電気的に接続する前に、電気化
学的手法によって、同一の発電領域内に生じた上部電極
と下部電極との電気的漏洩部を除去する工程を含む請求
項１〜６のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項８】電気化学的手法が、硫酸を少なくとも含
む電解液を用いて行われる請求項１〜７のいずれか１つ
に記載の製造方法。