JP2001217435A - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2001217435A JP2001217435A JP2000022268A JP2000022268A JP2001217435A JP 2001217435 A JP2001217435 A JP 2001217435A JP 2000022268 A JP2000022268 A JP 2000022268A JP 2000022268 A JP2000022268 A JP 2000022268A JP 2001217435 A JP2001217435 A JP 2001217435A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- solar cell
- back electrode
- thin
- photoelectric conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Abstract
クライブする際、スクライブラインに付着した導電性付
着物によるリーク電流を抑制する。 【解決手段】 絶縁透光性基板1、透明導電膜2、非晶
質シリコン系半導体の光電変換層3、および裏面電極膜
4を備え、絶縁透光性基板1上で複数の発電領域に分割
され、直列接続された集積型薄膜太陽電池であって、裏
面電極膜4上にレジスト膜6が積層され、裏面電極分離
ライン30が、レジスト膜6、裏面電極膜4、および光
電変換層3とともに略同一形状にパターニングされ、レ
ジスト膜6と光電変換層3との間にある裏面電極膜4
が、内側に削られている。
Description
びその製造方法に関するものであり、特に、裏面電極膜
の分離が良好な薄膜太陽電池およびその製造方法に関す
るものである。
の構造のものがある。まず1つは、ガラス等の透光性絶
縁基板上に、SnO2やITO、ZnO等の透明導電膜
が形成され、その上に非晶質半導体のp層、i層、n層
がこの順に積層されて光電変換層が形成され、さらにそ
の上に金属薄膜裏面電極が積層されてなる構造のもので
ある。もう1つは、金属基板電極の上に、非晶質半導体
のn層、i層、p層がこの順に積層されて光電変換層が
形成され、その上に透明導電膜が積層されてなる構造で
ある。これらのうち、p−i−n層の順に積層する方法
は、透光性絶縁基板が太陽電池表面カバーガラスを兼ね
ることができること、また、SnO2等の耐プラズマ性
透明導電膜が開発されて、この上に非晶質半導体光電変
換層をプラズマCVD法で積層することが可能となった
こと、等から多用されるようになり、現在の主流となっ
ている。
Ag、Al等の反射率の高い材料が使用され、また、光
電変換層と裏面電極膜との間に透明電極を挟むことによ
り、太陽電池の変換効率を向上させる方法も併せて用い
られる。この際、透明電極には、ZnO、ITO等が使
用される。
を用いて集積化を行ない、直列接続するのが一般的な方
法である。この構造は、ガラス基板等の透光性絶縁基板
上に、透明導電膜を短冊状に形成し、その上に非晶質半
導体層、続いて裏面電極膜を順に積層する。そして、1
つの透明導電膜、非晶質半導体層、裏面電極膜からなる
単位太陽電池の透明導電膜が、隣接する単位太陽電池の
裏面電極と接触する構造となるように、両電極および非
晶質半導体層のパターンを形成する。
する場合の裏面電極のパターニング方法としては、ガラ
ス面からレーザを入射し、光電変換層と裏面電極膜とを
同時にパターニングする方法がある。
として、反射率の高いAg、Al等を使用することが一
般的である。また、光電変換層と裏面電極膜との間に
は、反射率を向上させるために透明電極膜を形成する方
法が有効であり、ZnO、ITO等を使用することが変
換効率の向上につながる。
的に示す断面図である。図2を参照して、この薄膜太陽
電池は、透明導電膜2が形成されたガラス基板1上に、
光電変換層3、透明電極44と金属電極45とからなる
裏面電極膜4、およびレジスト層6が形成されている。
そして、レーザによりパターニングがされ、第1の開口
10、第2の開口20、および第3の開口30が形成さ
れている。
場合、レーザでのパターニングを行なった透明導電膜
2、光電変換層3、および裏面電極膜4の間で、リーク
パスが生じるのが一般的な現象である。これは、透明導
電膜2、光電変換層3、および裏面電極膜4がレーザス
クライブ時に昇華し、その壁面に導電性付着物7が再付
着して、リークパスを形成しているためと考えられる。
そのため、何らかの方法で、このリークパスを除去する
必要がある。
がされた薄膜太陽電池の一例の構成を示す断面図であ
る。
ては、透明導電膜2上に、予め絶縁物8が形成されてい
る。しかしながら、集積損失を低下させるためには、こ
のような方法は望ましくない。
の工夫がされた薄膜太陽電池の他の例の構成を示す断面
図である。
ては、裏面電極膜4上にレジスト膜6を形成し、それを
レーザでパターニング後、エッチングで裏面電極膜4を
分離している。しかしながら、この方法では、レーザで
レジスト膜6を切断する際に、レーザ装置の光学系を汚
してしまうため、安定して切断できないという問題があ
った。
このような裏面電極膜を分離する際に、集積損失を低減
し、同時に安定して切断するための薄膜太陽電池の構造
および製造方法を提供することにある。
膜太陽電池は、絶縁透光性基板、透明導電膜、非晶質シ
リコン系半導体の光電変換層、および裏面電極膜を備
え、絶縁透光性基板上で複数の発電領域に分割され、直
列接続された集積型薄膜太陽電池であって、裏面電極膜
上にレジスト膜が積層され、裏面電極分離ラインが、レ
ジスト膜、裏面電極膜、および光電変換層とともに略同
一形状にパターニングされ、レジスト膜と光電変換層と
の間にある裏面電極膜が内側に削られている。
層との間にある裏面電極膜が内側に削られていることに
より、表面電極と裏面電極の導電性付着物によるリーク
パスがなくなり、裏面電極膜の分離を良好に行なうこと
が可能となる。
方法は、請求項1の発明による薄膜太陽電池を製造する
方法であって、裏面電極分離ラインをレジスト膜、裏面
電極膜、および光電変換層とともにパターニングする場
合に、レーザ光を用いることを特徴としている。
にレーザ光を用いることにより、表面の透明電極にほと
んど傷を付けずに、光電変換層、裏面電極膜、およびレ
ジスト膜を除去することが可能となる。
方法は、請求項2の発明の構成において、レーザ光を、
絶縁透光性基板側から入射してパターニングすることを
特徴としている。
レーザ光を入射してパターニングすることにより、表面
の透明電極にほとんど傷を付けずに、光電変換層、裏面
電極膜、およびレジスト膜を除去することが可能とな
る。
方法は、請求項2または請求項3の発明の構成におい
て、レジスト膜と光電変換層との間にある裏面電極膜
を、化学的なエッチングにより内側に削り取ることを特
徴としている。
層との間にある裏面電極膜を化学的なエッチングにより
内側に削り取ることにより、リークパスがなくなり、裏
面電極膜の分離を良好に行なうことが可能となる。
方法は、請求項4の発明の構成において、裏面電極膜が
透明電極と金属電極との2層構造であり、透明電極と金
属電極の両方の材料が、同時に除去できるエッチング液
を用いることを特徴としている。
と金属電極との2層構造であり、両方の材料が同時に除
去できるエッチング液を用いることにより、2層の裏面
電極膜を1回のエッチングにより分離することが可能と
なる。
方法は、請求項5の発明の構成において、エッチング液
に、硫酸鉄系のエッチング液を用いることを特徴として
いる。
系のエッチング液を用いることにより、高速にエッチン
グを行なうことが可能となる。
池の一例の構成を概略的に示す断面図である。
を形成したガラス基板1を用いる。このガラス基板1に
は、透明導電膜2がガラス片側表面と全周囲端面に形成
されている。
ーニングを行なう。透明導電膜2は、短冊状に分離され
て、第1の開口10が形成される。
層3を形成する。光電変換層3は、a−Si:Hp層、
a−Si:Hi層、およびμc−Si:Hn層からな
り、合計の厚みは100nm〜600nm程度である。
ーザを用いて第2の開口20を形成する。この際、レー
ザによる透明導電膜2への影響を避けるため、レーザに
は、透明導電膜2の透過性がよい可視光領域のレーザ、
たとえばSHG YAGレーザ等を使用することが望ま
しい。第2の開口20は、第1の開口10と半分程度重
なる場所から、100μm程度離れた場所に形成する。
極45からなる裏面電極膜4を形成する。透明電極44
には、比抵抗が小さく透光性が高いZnOやITOを用
い、金属電極45には、発生率の高い金属であるAlや
Agを用いる。透明電極44の膜厚は50nm〜200
nm程度、金属電極45の膜厚は500nm〜1μm程
度が好ましい。透明電極44は割愛してもかまわない
が、高い変換効率を得るためにはあった方が望ましい。
電極膜4上に数μm〜数十μmの厚さで塗布し、乾燥さ
せる。塗布には、スプレー式、スピンコータ等を使用
し、塗布後乾燥炉等で乾燥させる。
第3の開口30を形成する。第2の開口20の形成のと
きと同じ理由から、SHG YAG等のレーザを使用す
ることが望ましい。また、第3の開口30は、第2の開
口20と半分程度重なる場所から100μm程度離れた
場所に、50μm〜100μm程度の幅で形成する。
側から行なう。このため、裏面電極膜4はもとより、光
電変換層3、およびレジスト膜6にも開口が形成され
る。この第3の開口30の形成により、裏面電極膜4の
開口部周辺には、レーザにより昇華した裏面電極膜4、
光電変換層3、および透明導電膜2による導電性物質7
が付着しており、隣り合うパターン間、または透明導電
膜2の間で短絡が発生する。
て、裏面電極膜4のサイドエッチングを行なうことによ
り、リークパスを切断する。すなわち、導電性付着物7
と裏面電極膜4とが接触しないように、裏面電極膜の一
部分を図1に示すように削り取ることにより、リークパ
スは切断されることになる。
ッチング液となり得る溶液を使用する。たとえば、裏面
電極膜4にZnOとAgを使用した場合には、硫酸鉄系
のエッチング液を使用する。エッチング後は、エッチン
グ液が残留しないように純水で洗浄を行ない、乾燥させ
る。エッチング液には、過酸化水素水とアンモニアとの
混合液も利用可能だが、液を頻繁に新液に換える必要が
ある。
において、短絡原因となるリークパスの切断を行なうこ
とができる。
薄膜太陽電池を作製した。その結果、作製した薄膜太陽
電池(基板サイズ:650mm×455mm)の特性
は、AM1.5(100mW/cm2)において、Is
c:0.560A、Voc:62.0V、F.F.:
0.71、Pmax:24.7Wであった。
であるが、本発明は、タンデム構造あるいはトリプル構
造のように、積層されたものでもよいことはいうまでも
ない。
太陽電池は、裏面電極膜上にレジストを形成し、光電変
換層、裏面電極膜、およびレジストをレーザで同時に加
工し、その後、レジスト膜をエッチングのマスクとして
用いてエッチングを行なうことにより、裏面電極と表面
電極のリークパスを切断することができ、裏面電極膜の
良好な分離を得ることができる。
略的に示す断面図である。
面図である。
膜太陽電池の一例の構成を示す断面図である。
膜太陽電池の他の例の構成を示す断面図である。
裏面電極膜、6 レジスト膜、7 導電性付着物、8
絶縁物、10 第1の開口、20 第2の開口、30
第3の開口、44 透明電極、45 金属電極。
Claims (6)
- 【請求項1】 絶縁透光性基板、透明導電膜、非晶質シ
リコン系半導体の光電変換層、および裏面電極膜を備
え、前記絶縁透光性基板上で複数の発電領域に分割さ
れ、直列接続された集積型薄膜太陽電池であって、 前記裏面電極上にレジスト膜が積層され、 裏面電極分離ラインが、前記レジスト膜、前記裏面電極
膜、および前記光電変換層とともに略同一形状にパター
ニングされ、 前記レジスト膜と前記光電変換層との間にある前記裏面
電極膜が、内側に削られている、薄膜太陽電池。 - 【請求項2】 請求項1記載の薄膜太陽電池を製造する
方法であって、 裏面電極分離ラインを、前記レジスト膜、前記裏面電極
膜、および前記光電変換層とともにパターニングする場
合に、レーザ光を用いることを特徴とする、薄膜太陽電
池の製造方法。 - 【請求項3】 前記レーザ光を、前記絶縁透光性基板側
から入射してパターニングすることを特徴とする、請求
項2記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項4】 前記レジスト膜と前記光電変換層との間
にある前記裏面電極膜を、化学的なエッチングにより内
側に削り取ることを特徴とする、請求項2または請求項
3記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項5】 前記裏面電極が、透明電極と金属電極と
の2層構造であり、 前記透明電極と前記金属電極の両方の材料が、同時に除
去できるエッチング液を用いることを特徴とする、請求
項4記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項6】 前記エッチング液に、硫酸鉄系のエッチ
ング液を用いることを特徴とする、請求項5記載の薄膜
太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000022268A JP3746410B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000022268A JP3746410B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001217435A true JP2001217435A (ja) | 2001-08-10 |
JP3746410B2 JP3746410B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=18548592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000022268A Expired - Fee Related JP3746410B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3746410B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6870088B2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-03-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar battery cell and manufacturing method thereof |
GB2446838A (en) * | 2007-02-20 | 2008-08-27 | David John Ruchat | Photovoltaic device and manufacturing method |
JP2011040462A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
JP2012151282A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池の製造方法 |
WO2014105710A1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-07-03 | University Of Kansas | Integrated photovoltaic-battery device and related methods |
JP2014527296A (ja) * | 2011-08-04 | 2014-10-09 | アイメック | 相互嵌合型電極形成 |
KR101476122B1 (ko) * | 2008-08-14 | 2014-12-24 | 주성엔지니어링(주) | 박막형 태양전지의 제조방법 및 제조장치 |
-
2000
- 2000-01-31 JP JP2000022268A patent/JP3746410B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6870088B2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-03-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar battery cell and manufacturing method thereof |
GB2446838A (en) * | 2007-02-20 | 2008-08-27 | David John Ruchat | Photovoltaic device and manufacturing method |
KR101476122B1 (ko) * | 2008-08-14 | 2014-12-24 | 주성엔지니어링(주) | 박막형 태양전지의 제조방법 및 제조장치 |
JP2011040462A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
JP2012151282A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池の製造方法 |
JP2014527296A (ja) * | 2011-08-04 | 2014-10-09 | アイメック | 相互嵌合型電極形成 |
WO2014105710A1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-07-03 | University Of Kansas | Integrated photovoltaic-battery device and related methods |
US9911539B2 (en) | 2012-12-24 | 2018-03-06 | University Of Kansas | Integrated photovoltaic-battery device and related methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3746410B2 (ja) | 2006-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3510740B2 (ja) | 集積型薄膜太陽電池の製造方法 | |
JP4194468B2 (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
JP2006332453A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法および薄膜太陽電池 | |
KR20100023759A (ko) | 태양 전지 기판 및 제조 방법 | |
US8507310B2 (en) | Method for manufacturing thin-film photoelectric conversion device | |
JP3655025B2 (ja) | 薄膜光電変換装置およびその製造方法 | |
JP2014199875A (ja) | 太陽電池、およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール | |
JP2001274447A (ja) | 集積型薄膜太陽電池の製造方法 | |
JP2003124481A (ja) | 太陽電池 | |
JP4379560B2 (ja) | 薄膜太陽電池とその製造方法 | |
JP2001217435A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
JP2000133828A (ja) | 薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
JP3492213B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
WO2019242550A1 (zh) | 太阳能电池及其制作方法 | |
KR101047170B1 (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
US20190371954A1 (en) | Solar cell and preparation method thereof | |
JP2002280580A (ja) | 集積型光起電力装置及びその製造方法 | |
JP2013168605A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
CN114038922A (zh) | 一种提升绝缘隔离效果的背接触异质结太阳能电池及其制作方法 | |
WO2017203751A1 (ja) | 太陽電池及びその製造方法、並びに太陽電池パネル | |
JP2005033006A (ja) | 集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法 | |
JP2004260013A (ja) | 光電変換装置及びその製造方法 | |
JPH09199742A (ja) | 電界効果型太陽電池 | |
JPH0883922A (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
TWI518928B (zh) | 太陽能電池及其製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040603 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050315 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050921 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051025 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091202 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091202 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101202 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111202 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111202 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121202 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121202 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |