JP2001237442A - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
太陽電池およびその製造方法Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高密度に集積され直列接続される薄膜太陽電
池の製造方法を提供すること。 【解決手段】 絶縁性基板上に第1電極層を形成し、レ
ーザ照射により高抵抗化する金属材料を用いて第1電極
層の上に複数の帯状導電物層を所定距離だけ隔てて平行
に形成し、形成された各帯状導電物層の幅方向の半分の
領域を長手方向にレーザを照射し高抵抗化して絶縁体層
に変換すると共に他の半分の領域を導電体層として残
し、第１電極層表面から基板表面に達するように第1溝
を形成して第1電極層を絶縁性基板上で複数のセグメン
トに分離し、光電変換層を形成し、光電変換層表面から
各導電体層表面に達するように第２溝を形成して光電変
換層を複数のセグメントに分離し、第２電極層を形成
し、第２電極層表面から光電変換層を通って絶縁体層に
達するように第３溝を形成して第２電極層を複数のセグ
メントに分離する工程を備える。
池の製造方法を提供すること。 【解決手段】 絶縁性基板上に第1電極層を形成し、レ
ーザ照射により高抵抗化する金属材料を用いて第1電極
層の上に複数の帯状導電物層を所定距離だけ隔てて平行
に形成し、形成された各帯状導電物層の幅方向の半分の
領域を長手方向にレーザを照射し高抵抗化して絶縁体層
に変換すると共に他の半分の領域を導電体層として残
し、第１電極層表面から基板表面に達するように第1溝
を形成して第1電極層を絶縁性基板上で複数のセグメン
トに分離し、光電変換層を形成し、光電変換層表面から
各導電体層表面に達するように第２溝を形成して光電変
換層を複数のセグメントに分離し、第２電極層を形成
し、第２電極層表面から光電変換層を通って絶縁体層に
達するように第３溝を形成して第２電極層を複数のセグ
メントに分離する工程を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池の製造
方法、特に集積型薄膜太陽電池の製造方法に関する。さ
らに詳しくは、同一基板上で複数の発電領域を形成し、
それらを互いに直列に接続するための構造ならびにそれ
を形成する方法に関する。
方法、特に集積型薄膜太陽電池の製造方法に関する。さ
らに詳しくは、同一基板上で複数の発電領域を形成し、
それらを互いに直列に接続するための構造ならびにそれ
を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、薄膜太陽電池は、透光性の基
板、例えばガラスなどを使用したものと、不透光性の基
板、例えば金属基板などを使用したものとに大別され
る。また、別の視点からみると、絶縁性表面を有する基
板、例えばガラスや表面に絶縁層を有する金属基板など
を使用したものと、導電性表面を有する基板、例えばス
テンレスやアルミニウムなどの金属基板を使用したもの
とに分けられる。
板、例えばガラスなどを使用したものと、不透光性の基
板、例えば金属基板などを使用したものとに大別され
る。また、別の視点からみると、絶縁性表面を有する基
板、例えばガラスや表面に絶縁層を有する金属基板など
を使用したものと、導電性表面を有する基板、例えばス
テンレスやアルミニウムなどの金属基板を使用したもの
とに分けられる。
【０００３】このうち、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、第１電
極層、光電変換層、第２電極層をこの順に積層して形成
され、これを集積化するために、各層形成時にそれぞれ
をパターニングしてセグメントに分離する工程が必要と
なる。
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、第１電
極層、光電変換層、第２電極層をこの順に積層して形成
され、これを集積化するために、各層形成時にそれぞれ
をパターニングしてセグメントに分離する工程が必要と
なる。
【０００４】ところで、このようにパターニングにより
セグメント化する方法としては、レーザ・スクライブ法
が知られている。具体的には、図２に示すように、初め
に、基板５１（図２（ａ））上に形成された第１電極層
５２（図２（ｂ））にレーザ光２１０を照射して第１溝
１１０を形成して短冊状のセグメントに絶縁分離する
（図２（ｃ））。次に、光電変換層５３を積層した後に
（図２（ｄ））、第１溝１１０から平行にずれた位置に
レーザ光２２０を照射して第２溝１２０を形成し、光電
変換層５３を局部的に除去する（図２（ｅ））。さら
に、第２電極層５４を積層し（図２（ｆ））、第２溝１
２０と平行でかつ第１溝１１０と反対側に、第２電極層
５４を分割除去するためにレーザ光２３０を照射して第
３溝１３０の加工（図２（ｇ））を行う方法が知られて
いる。
セグメント化する方法としては、レーザ・スクライブ法
が知られている。具体的には、図２に示すように、初め
に、基板５１（図２（ａ））上に形成された第１電極層
５２（図２（ｂ））にレーザ光２１０を照射して第１溝
１１０を形成して短冊状のセグメントに絶縁分離する
（図２（ｃ））。次に、光電変換層５３を積層した後に
（図２（ｄ））、第１溝１１０から平行にずれた位置に
レーザ光２２０を照射して第２溝１２０を形成し、光電
変換層５３を局部的に除去する（図２（ｅ））。さら
に、第２電極層５４を積層し（図２（ｆ））、第２溝１
２０と平行でかつ第１溝１１０と反対側に、第２電極層
５４を分割除去するためにレーザ光２３０を照射して第
３溝１３０の加工（図２（ｇ））を行う方法が知られて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示すような従来の製造方法においては、図２の（ｇ）に
示すように、第２電極層５４に第３溝１３０をレーザ光
で形成すると、光電変換層５３が損傷し易いという問題
や、光電変換層５３が溝１３０の底部分でアニーリング
されて低抵抗化し第２電極層５４に分離不良が生じると
いう問題があった。
示すような従来の製造方法においては、図２の（ｇ）に
示すように、第２電極層５４に第３溝１３０をレーザ光
で形成すると、光電変換層５３が損傷し易いという問題
や、光電変換層５３が溝１３０の底部分でアニーリング
されて低抵抗化し第２電極層５４に分離不良が生じると
いう問題があった。
【０００６】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、レーザスクライブ法を用いて、第２電極
層を完全に分離することができ、かつ、高い寸法精度で
高密度に集積可能な太陽電池の製造方法を提供するもの
である。
されたもので、レーザスクライブ法を用いて、第２電極
層を完全に分離することができ、かつ、高い寸法精度で
高密度に集積可能な太陽電池の製造方法を提供するもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁性基板
上に第1電極層を形成し、第1電極層の上に複数の帯状導
電物層を所定距離だけ隔てて平行に形成し、形成された
各帯状導電物層の幅方向の半分の領域を高抵抗化して絶
縁体層に変換すると共に他の半分の領域を導電体層とし
て残し、第１電極層表面から基板表面に達するように各
導電体層の近傍に各導電体層と平行な第1溝を形成して
第1電極層を絶縁性基板上で複数のセグメントに分離
し、前記第1電極層、導電体層、絶縁体層および第1溝を
一様に覆うように光電変換層を形成し、光電変換層表面
から各導電体層表面に達するように第１溝に平行に第２
溝を形成して光電変換層を複数のセグメントに分離し、
前記光電変換層のセグメントおよび第2溝を一様に覆う
ように第２電極層を形成し、第２電極層表面から光電変
換層を通って絶縁体層に達するように絶縁体層上に第２
溝に平行に第３溝を形成して第２電極層を複数のセグメ
ントに分離する工程を備えた太陽電池の製造方法を提供
するものである。
上に第1電極層を形成し、第1電極層の上に複数の帯状導
電物層を所定距離だけ隔てて平行に形成し、形成された
各帯状導電物層の幅方向の半分の領域を高抵抗化して絶
縁体層に変換すると共に他の半分の領域を導電体層とし
て残し、第１電極層表面から基板表面に達するように各
導電体層の近傍に各導電体層と平行な第1溝を形成して
第1電極層を絶縁性基板上で複数のセグメントに分離
し、前記第1電極層、導電体層、絶縁体層および第1溝を
一様に覆うように光電変換層を形成し、光電変換層表面
から各導電体層表面に達するように第１溝に平行に第２
溝を形成して光電変換層を複数のセグメントに分離し、
前記光電変換層のセグメントおよび第2溝を一様に覆う
ように第２電極層を形成し、第２電極層表面から光電変
換層を通って絶縁体層に達するように絶縁体層上に第２
溝に平行に第３溝を形成して第２電極層を複数のセグメ
ントに分離する工程を備えた太陽電池の製造方法を提供
するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明によれば、第３溝によっ
て、第１電極層上に形成された帯状の絶縁体層上の第２
電極層及び光電変換層が完全に除去されるので、十分な
分離抵抗が得られる。
て、第１電極層上に形成された帯状の絶縁体層上の第２
電極層及び光電変換層が完全に除去されるので、十分な
分離抵抗が得られる。
【０００９】この発明の絶縁性基板には、ガラス基板、
石英基板、プラスチック基板のように本来絶縁性を有す
る基板や、金属のような導電基板の表面に絶縁性フィル
ム、例えば高分子樹脂フィルムを積層したものなどを用
いることができる。
石英基板、プラスチック基板のように本来絶縁性を有す
る基板や、金属のような導電基板の表面に絶縁性フィル
ム、例えば高分子樹脂フィルムを積層したものなどを用
いることができる。
【００１０】第１および第２電極層については、絶縁性
基板が透明で、その基板側から光（太陽光）を受ける場
合には第１電極層は透明材料で構成される。逆に絶縁性
基板が不透明で、第２電極側から光を受ける場合には第
２電極層が透明材料で構成される。
基板が透明で、その基板側から光（太陽光）を受ける場
合には第１電極層は透明材料で構成される。逆に絶縁性
基板が不透明で、第２電極側から光を受ける場合には第
２電極層が透明材料で構成される。
【００１１】透明電極層には、ＣｕＩ，ＩＴＯ，ＳｕＯ
3，ＺｕＯ，ＣｕＡｌＯ2等が使用可能で、不透明電極層
には、アルミニウム、カルシウム等の金属、マグネシウ
ム−銀、リチウム−アルミニウム等の合金、銀／Ｚｕ
Ｏ、マグネシウム／銀等の金属同士の積層膜、フッ化リ
チウム／アルミニウム等の絶縁体と金属との積層膜等が
使用可能である。
3，ＺｕＯ，ＣｕＡｌＯ2等が使用可能で、不透明電極層
には、アルミニウム、カルシウム等の金属、マグネシウ
ム−銀、リチウム−アルミニウム等の合金、銀／Ｚｕ
Ｏ、マグネシウム／銀等の金属同士の積層膜、フッ化リ
チウム／アルミニウム等の絶縁体と金属との積層膜等が
使用可能である。
【００１２】第１電極層および第２電極層を形成する方
法には、スパッタリング法や蒸着法を用いることができ
る。
法には、スパッタリング法や蒸着法を用いることができ
る。
【００１３】この発明において、導電物層に用いる材料
は、本来導電性を有し酸化すると高抵抗化する導電材料
であり、例えば、チタン、アルミニウムなどが挙げられ
る。また、複数の帯状導電物層を第１電極層の上に形成
する方法には、スクリーン印刷法やマスク蒸着法を用い
ることができる。
は、本来導電性を有し酸化すると高抵抗化する導電材料
であり、例えば、チタン、アルミニウムなどが挙げられ
る。また、複数の帯状導電物層を第１電極層の上に形成
する方法には、スクリーン印刷法やマスク蒸着法を用い
ることができる。
【００１４】光電変換層の材料としては、Ｃｄｓ，Ｃｄ
Ｔｅ，Ｓｅのような化合物半導体や、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ
−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＧｅのような非晶質シリコン系半導
体などが挙げられ、光電変換層はこのような材料を、例
えばプラズマＣＶＤ法で積層することにより形成され
る。
Ｔｅ，Ｓｅのような化合物半導体や、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ
−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＧｅのような非晶質シリコン系半導
体などが挙げられ、光電変換層はこのような材料を、例
えばプラズマＣＶＤ法で積層することにより形成され
る。
【００１５】第１電極層上に設けられた帯状導電物層の
厚さを０．１μｍ以上２５μｍ以下とすることにより、
絶縁物層が分離に適した高さとなる。
厚さを０．１μｍ以上２５μｍ以下とすることにより、
絶縁物層が分離に適した高さとなる。
【００１６】第１電極層上に設けられた絶縁体層の幅が
４０μｍ以上５００μｍ以下、導電体層の幅が４０μｍ
以上５００μｍ以下とすることにより、非発電領域を低
減し、単位面積当たりの出力の向上が可能となる。
４０μｍ以上５００μｍ以下、導電体層の幅が４０μｍ
以上５００μｍ以下とすることにより、非発電領域を低
減し、単位面積当たりの出力の向上が可能となる。
【００１７】この発明では、第１電極上にパターニング
形成された帯状導電物層を基準として第１電極層の絶縁
分離加工（第１溝の形成）を行なうことにより、最終的
に得られる太陽電池モジュールでの集積加工位置精度の
向上を図ることが可能となる。
形成された帯状導電物層を基準として第１電極層の絶縁
分離加工（第１溝の形成）を行なうことにより、最終的
に得られる太陽電池モジュールでの集積加工位置精度の
向上を図ることが可能となる。
【００１８】第１電極層の絶縁分離加工をはじめ、光電
変換層、第２電極層の加工にはレーザ光による加工を用
いるが、このレーザ加工装置は、装置毎の性能差はある
ものの、１０〜３０μｍ以下の高い位置決め・繰返し精
度を有する。したがって、帯状導電物層、またはそれと
同時に発電有効領域外に設けられた位置決め用基準点を
基に、第１電極層の絶縁分離加工を行ない、続いて、さ
らに、それに続くレーザ加工においては、第１電極層の
絶縁分離加工同様に帯状導電物層、または第１溝や第２
溝等、それ以前に行われた加工を基準として加工を行な
う。
変換層、第２電極層の加工にはレーザ光による加工を用
いるが、このレーザ加工装置は、装置毎の性能差はある
ものの、１０〜３０μｍ以下の高い位置決め・繰返し精
度を有する。したがって、帯状導電物層、またはそれと
同時に発電有効領域外に設けられた位置決め用基準点を
基に、第１電極層の絶縁分離加工を行ない、続いて、さ
らに、それに続くレーザ加工においては、第１電極層の
絶縁分離加工同様に帯状導電物層、または第１溝や第２
溝等、それ以前に行われた加工を基準として加工を行な
う。
【００１９】これによって、全体としての加工精度ずれ
は、レーザ加工装置の高い位置決め精度によって定まる
こととなる。例えば、第１電極層の加工を行ってから、
それを位置決めの基準として導電物層の形成やそれに引
き続く工程を行った場合、位置精度の低さから必要とな
るマージンを含むと、集積加工に要する全幅が８００〜
１０００μｍ以上となる。これに対し、この発明のよう
に、導電物層を形成してからそれを位置決めの基準点と
してそれに引き続くレーザ加工を行なった場合、集積加
工に要する全幅は高々５００〜６００μｍ以下となる。
は、レーザ加工装置の高い位置決め精度によって定まる
こととなる。例えば、第１電極層の加工を行ってから、
それを位置決めの基準として導電物層の形成やそれに引
き続く工程を行った場合、位置精度の低さから必要とな
るマージンを含むと、集積加工に要する全幅が８００〜
１０００μｍ以上となる。これに対し、この発明のよう
に、導電物層を形成してからそれを位置決めの基準点と
してそれに引き続くレーザ加工を行なった場合、集積加
工に要する全幅は高々５００〜６００μｍ以下となる。
【００２０】さらに、帯状導電物層については、その一
部を高抵抗化して絶縁体層とし、ここを第２電極分離加
工ライン（第３溝）とし、残りの導電体層をコンタクト
ラインとするため、集積加工幅を極力低減できる。すな
わち、発電に寄与しない集積加工領域の低減ができるた
め、最終的に得られる太陽電池の面積当たりの出力の向
上を図ることが可能となる。
部を高抵抗化して絶縁体層とし、ここを第２電極分離加
工ライン（第３溝）とし、残りの導電体層をコンタクト
ラインとするため、集積加工幅を極力低減できる。すな
わち、発電に寄与しない集積加工領域の低減ができるた
め、最終的に得られる太陽電池の面積当たりの出力の向
上を図ることが可能となる。
【００２１】この発明は、別の観点から、絶縁性基板
と、絶縁性基板上に順次積層された第１電極層，光電変
換層および第２電極層と、第１電極層と光電変換層との
間に設けられ幅方向の半分が長手方向に高抵抗化された
帯状導電物層とを備え、第１電極層が帯状導電物層に沿
って設けられた溝で分離され、第２電極層と高抵抗化さ
れない帯状導電物層とが高抵抗化されない帯状導電物層
上で接続され、第２電極層および光電変換層が第２電極
層から高抵抗化された導電物層に至る溝で分離されてな
る太陽電池を提供するものである。
と、絶縁性基板上に順次積層された第１電極層，光電変
換層および第２電極層と、第１電極層と光電変換層との
間に設けられ幅方向の半分が長手方向に高抵抗化された
帯状導電物層とを備え、第１電極層が帯状導電物層に沿
って設けられた溝で分離され、第２電極層と高抵抗化さ
れない帯状導電物層とが高抵抗化されない帯状導電物層
上で接続され、第２電極層および光電変換層が第２電極
層から高抵抗化された導電物層に至る溝で分離されてな
る太陽電池を提供するものである。
【００２２】
【実施例】この発明の実施例による集積薄膜太陽電池の
製造工程を、図１に基づき説明する。図１（ａ）に示す
ように、絶縁表面を有する不透光性基板として、表面に
耐熱性高分子樹脂、例えばポリイミドを主成分とする高
分子樹脂をコーティングしたステンレス基板１を用い、
図１（ｂ）に示すように、その片側にスッパタリング法
によって、第１電極層２として、Ａｇ（厚さ５００ｎ
ｍ）とＺｎＯ（厚さ１００ｎｍ）とを連続して積層す
る。このとき、成膜手段はスパッタリング法のみに限ら
れるものではなく、例えば蒸着法等によってもよい。
製造工程を、図１に基づき説明する。図１（ａ）に示す
ように、絶縁表面を有する不透光性基板として、表面に
耐熱性高分子樹脂、例えばポリイミドを主成分とする高
分子樹脂をコーティングしたステンレス基板１を用い、
図１（ｂ）に示すように、その片側にスッパタリング法
によって、第１電極層２として、Ａｇ（厚さ５００ｎ
ｍ）とＺｎＯ（厚さ１００ｎｍ）とを連続して積層す
る。このとき、成膜手段はスパッタリング法のみに限ら
れるものではなく、例えば蒸着法等によってもよい。
【００２３】次に、図１（ｃ）に示すように、帯状導電
物層３１として、チタンを第１電極層２上にスッパタリ
ング法でメタルマスクを用いることによって厚さ１．５
μｍ、幅２００μｍにパターニング形成する。ここで、
帯状導電物層３１の形成方法は、必ずしもスッパタリン
グ法に限定されない。
物層３１として、チタンを第１電極層２上にスッパタリ
ング法でメタルマスクを用いることによって厚さ１．５
μｍ、幅２００μｍにパターニング形成する。ここで、
帯状導電物層３１の形成方法は、必ずしもスッパタリン
グ法に限定されない。
【００２４】また、導電物層３１が薄すぎると、後述の
部分的高抵抗化加工や第２電極層の加工において、下地
の第１電極層２に損傷を与える恐れがあるため、帯状導
電物層３１の厚さは概ね０．１μｍ以上、望ましくは
０．８μｍ以上は必要である。
部分的高抵抗化加工や第２電極層の加工において、下地
の第１電極層２に損傷を与える恐れがあるため、帯状導
電物層３１の厚さは概ね０．１μｍ以上、望ましくは
０．８μｍ以上は必要である。
【００２５】なお帯状導電物層３１の幅が狭すぎると、
後述の部分的高抵抗化加工が精度的に困難になり、ま
た、後述の第２電極層の加工において形成される溝の周
縁部へ影響が及ぶために分離不良となる。逆に広すぎる
と発電に寄与しない非有効領域が増大する。従って、帯
状金属導電物層３１の幅は概ね８０μｍ以上１ｍｍ以下
の範囲であることが必要で、望ましくは１５０μｍ以上
５００μｍ以下とする。
後述の部分的高抵抗化加工が精度的に困難になり、ま
た、後述の第２電極層の加工において形成される溝の周
縁部へ影響が及ぶために分離不良となる。逆に広すぎる
と発電に寄与しない非有効領域が増大する。従って、帯
状金属導電物層３１の幅は概ね８０μｍ以上１ｍｍ以下
の範囲であることが必要で、望ましくは１５０μｍ以上
５００μｍ以下とする。
【００２６】続いて、帯状導電物層３１において予め定
められていた任意の点を位置決めの基準点とし、レーザ
スクライブ法を用いて、図１（ｄ）に示すように、第１
電極層２に第１溝１１を形成し、第１電極層２を短冊状
の複数のセグメントに絶縁分割する。これにより、メタ
ルマスクの高々数百μｍ〜数ｍｍの位置決め精度に比
べ、数十μｍという極めて高い位置決め精度を有するレ
ーザ装置によって、パターニングライン相互での相対位
置が決定され、非発電領域の増大を防ぐことが可能とな
る。
められていた任意の点を位置決めの基準点とし、レーザ
スクライブ法を用いて、図１（ｄ）に示すように、第１
電極層２に第１溝１１を形成し、第１電極層２を短冊状
の複数のセグメントに絶縁分割する。これにより、メタ
ルマスクの高々数百μｍ〜数ｍｍの位置決め精度に比
べ、数十μｍという極めて高い位置決め精度を有するレ
ーザ装置によって、パターニングライン相互での相対位
置が決定され、非発電領域の増大を防ぐことが可能とな
る。
【００２７】この実施例においては、この第１電極層２
の第１溝１１を５０μｍ幅とし、レーザ光２１として
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３高調波（ＴＨＧ，波長λ＝３５５ｎｍ）を
使用する。
の第１溝１１を５０μｍ幅とし、レーザ光２１として
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３高調波（ＴＨＧ，波長λ＝３５５ｎｍ）を
使用する。
【００２８】次に酸素雰囲気下でレーザ光２４を照射
し、図１（ｅ）に示すように、レーザ光２４によって帯
状導電物層３１の幅方向の半分をパターニング（長手）
方向に酸化して、酸化チタンとし、高抵抗化して絶縁体
層３１ａとし、残り半分を導電体層３１ｂとする。レー
ザ光２４としては、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）を使用する。
し、図１（ｅ）に示すように、レーザ光２４によって帯
状導電物層３１の幅方向の半分をパターニング（長手）
方向に酸化して、酸化チタンとし、高抵抗化して絶縁体
層３１ａとし、残り半分を導電体層３１ｂとする。レー
ザ光２４としては、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）を使用する。
【００２９】続いて、光電変換層３として水素化非晶質
シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ，総厚は約４００ｎｍ）をプラ
ズマＣＶＤ等の手段によって積層し（図１（ｆ））、さ
らに、第１溝１１と平行かつ近接した位置で、光電変換
層３上からレーザ光２２を照射して光電変換層３を局部
的に除去し（図１（ｇ））、第２溝１２０を形成して光
電変換層３を複数のセグメントに分割する。この実施例
においては、レーザ光２２としてＱスイッチングドライ
ブを用いた連続発振Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長
λ＝１０２４μｍ）を使用し、第２溝１２の幅を８０μ
ｍとする。
シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ，総厚は約４００ｎｍ）をプラ
ズマＣＶＤ等の手段によって積層し（図１（ｆ））、さ
らに、第１溝１１と平行かつ近接した位置で、光電変換
層３上からレーザ光２２を照射して光電変換層３を局部
的に除去し（図１（ｇ））、第２溝１２０を形成して光
電変換層３を複数のセグメントに分割する。この実施例
においては、レーザ光２２としてＱスイッチングドライ
ブを用いた連続発振Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長
λ＝１０２４μｍ）を使用し、第２溝１２の幅を８０μ
ｍとする。
【００３０】このとき、第２溝１２の形成に用いる基準
としては、絶縁体層３１ａ、導電体層３１ｂ、又は第１
溝１１０のいずれであっても構わず、いずれによって
も、レーザ装置は高い位置決め精度を有するので、第２
溝１２は高い相対位置精度で加工される。
としては、絶縁体層３１ａ、導電体層３１ｂ、又は第１
溝１１０のいずれであっても構わず、いずれによって
も、レーザ装置は高い位置決め精度を有するので、第２
溝１２は高い相対位置精度で加工される。
【００３１】ここで、光電変換層３に用いる半導体薄膜
としては、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、テルル化カドミ
ウム（ＣｄＴｅ）やセレン（Ｓｅ）等の化合物半導体を
用いてもよいが、工業的には、上記ａ−Ｓｉ：Ｈのほか
に、非晶質シリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）や非晶質
シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）、また、微結晶
シリコン等に代表されるシリコン系半導体が広く用いら
れる。
としては、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、テルル化カドミ
ウム（ＣｄＴｅ）やセレン（Ｓｅ）等の化合物半導体を
用いてもよいが、工業的には、上記ａ−Ｓｉ：Ｈのほか
に、非晶質シリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）や非晶質
シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）、また、微結晶
シリコン等に代表されるシリコン系半導体が広く用いら
れる。
【００３２】さらに、第２電極層４としてＩＴＯ（６０
ｎｍ）をスパッタリング法等によって成膜する（図１
（ｈ））。これにおいては、第１電極層２と同様、蒸着
法等の手段によってもよい。
ｎｍ）をスパッタリング法等によって成膜する（図１
（ｈ））。これにおいては、第１電極層２と同様、蒸着
法等の手段によってもよい。
【００３３】続いて、第２電極層４の上から光電変換層
１３を通して帯状の絶縁体層３１ａ表面に達するように
レーザ光２３を照射することにより、図１（ｉ）に示す
ように、第２電極層４と光電変換層３とを局部的に除去
し、第３溝１３を５０μｍ幅で形成して第２電極層４を
光電変換層３と共に複数のセグメントに分割する。
１３を通して帯状の絶縁体層３１ａ表面に達するように
レーザ光２３を照射することにより、図１（ｉ）に示す
ように、第２電極層４と光電変換層３とを局部的に除去
し、第３溝１３を５０μｍ幅で形成して第２電極層４を
光電変換層３と共に複数のセグメントに分割する。
【００３４】このとき、第３溝１３を形成する基準とし
ては、絶縁体層３１ａ、溝１１、溝１２のいずれでもあ
ってもよい。この発明によれば、レーザ装置の高い位置
決め精度により、第１、第２、第３溝１１，１２，１３
ならびに絶縁体層３１ａは互いに高い相対位置精度での
加工が可能になる。この実施例において、レーザ光２３
としては、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＝５３２ｎ
ｍ）を使用する。
ては、絶縁体層３１ａ、溝１１、溝１２のいずれでもあ
ってもよい。この発明によれば、レーザ装置の高い位置
決め精度により、第１、第２、第３溝１１，１２，１３
ならびに絶縁体層３１ａは互いに高い相対位置精度での
加工が可能になる。この実施例において、レーザ光２３
としては、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＝５３２ｎ
ｍ）を使用する。
【００３５】ここで、第３溝１３の形成においては、第
２電極層４と光電変換層３とを局部的に除去したが、こ
れにおいては、レーザによる加工は絶縁体層３１ａの内
部まで及んでもよいが、下地の第１電極層２に損傷を与
えないことが重要である。
２電極層４と光電変換層３とを局部的に除去したが、こ
れにおいては、レーザによる加工は絶縁体層３１ａの内
部まで及んでもよいが、下地の第１電極層２に損傷を与
えないことが重要である。
【００３６】このようにして、図３に示す集積型薄膜太
陽電池が製造される。この実施例によれば、有効発電寸
法３００ｍｍ×３００ｍｍとした場合の集積型薄膜太陽
電池の出力特性は、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）
において、曲線因子＝０．６４、最大出力＝８２Ｗとな
る。
陽電池が製造される。この実施例によれば、有効発電寸
法３００ｍｍ×３００ｍｍとした場合の集積型薄膜太陽
電池の出力特性は、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）
において、曲線因子＝０．６４、最大出力＝８２Ｗとな
る。
【００３７】
【発明の効果】この発明によれば、第１電極層上に帯状
の導電物層を形成し、この半分を高抵抗化して絶縁体層
とすることにより、発電領域分離するための第２電極層
への第３溝の加工を容易に歩留まりよく行なうことが可
能となる。
の導電物層を形成し、この半分を高抵抗化して絶縁体層
とすることにより、発電領域分離するための第２電極層
への第３溝の加工を容易に歩留まりよく行なうことが可
能となる。
【００３８】第１電極層上に設ける帯状の導電物層の厚
さを０．１μｍ以上２５μｍ以下とすることにより、第
３溝の加工において、第１電極層に損傷を与えることが
なく、歩留りの高い集積型薄膜太陽電池の安定した製造
が可能となる。第１電極層上に設ける帯状導電物層の幅
を８０μｍ以上１ｍｍ以下とすることにより、第３溝周
縁部へレーザ光の影響が及んで分離不良となることが防
止され、非発電領域の増大による太陽電池出力の低下が
防止される。また、第３溝の加工において、絶縁体層上
の第２電極層及び光電変換層をレーザ光の照射で除去す
ることによって、加工精度の向上と非発電領域の低減お
よび製造工程数の削減が可能となる。
さを０．１μｍ以上２５μｍ以下とすることにより、第
３溝の加工において、第１電極層に損傷を与えることが
なく、歩留りの高い集積型薄膜太陽電池の安定した製造
が可能となる。第１電極層上に設ける帯状導電物層の幅
を８０μｍ以上１ｍｍ以下とすることにより、第３溝周
縁部へレーザ光の影響が及んで分離不良となることが防
止され、非発電領域の増大による太陽電池出力の低下が
防止される。また、第３溝の加工において、絶縁体層上
の第２電極層及び光電変換層をレーザ光の照射で除去す
ることによって、加工精度の向上と非発電領域の低減お
よび製造工程数の削減が可能となる。
【図１】この発明の実施例における集積型薄膜太陽電池
の製造工程を示す工程図である。
の製造工程を示す工程図である。
【図２】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造を
示す工程図である。
示す工程図である。
【図３】この発明の実施例による集積型太陽電池の斜視
図である。
図である。
１ 絶縁表面を有する不透光性基板 ２ 第１電極層 ３ 光電変換層 ４ 第２電極層 １１ 第１溝 １２ 第２溝 １３ 第３溝 ２１ レーザ光 ２２ レーザ光 ２３ レーザ光 ２４ レーザ光 ３１ 帯状導電物層 ３１ａ 絶縁体層 ３１ｂ 導電体層
Claims (9)
- 【請求項１】 絶縁性基板上に第1電極層を形成し、第1
電極層の上に複数の帯状導電物層を所定距離だけ隔てて
平行に形成し、形成された各帯状導電物層の幅方向の半
分の領域を高抵抗化して絶縁体層に変換すると共に他の
半分の領域を導電体層として残し、第１電極層表面から
基板表面に達するように各導電体層の近傍に各導電体層
と平行な第1溝を形成して第1電極層を絶縁性基板上で複
数のセグメントに分離し、前記第1電極層、導電体層、
絶縁体層および第1溝を一様に覆うように光電変換層を
形成し、光電変換層表面から各導電体層表面に達するよ
うに第１溝に平行に第２溝を形成して光電変換層を複数
のセグメントに分離し、前記光電変換層のセグメントお
よび第2溝を一様に覆うように第２電極層を形成し、第
２電極層表面から光電変換層を通って絶縁体層に達する
ように絶縁体層上に第２溝に平行に第３溝を形成して第
２電極層を複数のセグメントに分離する工程を備えた太
陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 帯状導電物層は、レーザの照射により高
抵抗化する材料からなる請求項１記載の太陽電池の製造
方法。 - 【請求項３】 帯状導電物層は、厚さが０．１〜２５μ
ｍである請求項１又２に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 絶縁体層および導電体層は、幅がそれぞ
れ４０〜５００μｍである請求項１〜３のいずれか１つ
に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 第１〜３溝が、レーザを照射することに
より形成される請求項１〜４のいずれか１つに記載の太
陽電池の製造方法。 - 【請求項６】 絶縁性基板と、絶縁性基板上に順次積層
された第１電極層，光電変換層および第２電極層と、第
１電極層と光電変換層との間に設けられ幅方向の半分が
長手方向に高抵抗化された帯状導電物層とを備え、第１
電極層が帯状導電物層に沿って設けられた溝で分離さ
れ、第２電極層と高抵抗化されない帯状導電物層とが高
抵抗化されない帯状導電物層上で接続され、第２電極層
および光電変換層が第２電極層から高抵抗化された導電
物層に至る溝で分離されてなる太陽電池。 - 【請求項７】 帯状導電物層は、レーザの照射により高
抵抗化する材料からなる請求項６記載の太陽電池。 - 【請求項８】 帯状導電物層は、厚さが０．１〜２５μ
ｍである請求項６又７に記載の太陽電池。 - 【請求項９】 絶縁体層および導電体層は、幅がそれぞ
れ４０〜５００μｍである請求項６〜８のいずれか１つ
に記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000042922A JP2001237442A (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 太陽電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000042922A JP2001237442A (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 太陽電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237442A true JP2001237442A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18565925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000042922A Pending JP2001237442A (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 太陽電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001237442A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016111153A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 住友化学株式会社 | 太陽電池モジュール及びその製造方法 |
| JP2016178172A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社東芝 | 光電変換素子とその製造方法 |
| US20190081194A1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-03-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same |
| WO2020188778A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社 東芝 | 光電変換素子とその製造方法 |
| CN115867056A (zh) * | 2022-09-29 | 2023-03-28 | 广州追光科技有限公司 | 有机太阳能电池模组及其制备方法 |
-
2000
- 2000-02-21 JP JP2000042922A patent/JP2001237442A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016111153A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 住友化学株式会社 | 太陽電池モジュール及びその製造方法 |
| US10305055B2 (en) | 2015-03-19 | 2019-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
| JP2016178172A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社東芝 | 光電変換素子とその製造方法 |
| US9899618B2 (en) | 2015-03-19 | 2018-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
| US10749059B2 (en) * | 2017-09-14 | 2020-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same |
| JP2019054086A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 株式会社東芝 | 光電変換素子とその製造方法 |
| US20190081194A1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-03-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same |
| WO2020188778A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社 東芝 | 光電変換素子とその製造方法 |
| CN112514082A (zh) * | 2019-03-19 | 2021-03-16 | 株式会社东芝 | 光电转换元件及其制造方法 |
| JPWO2020188778A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2021-04-01 | 株式会社東芝 | 光電変換素子とその製造方法 |
| JP7102532B2 (ja) | 2019-03-19 | 2022-07-19 | 株式会社東芝 | 光電変換素子とその製造方法 |
| EP3944341A4 (en) * | 2019-03-19 | 2022-11-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | PHOTOELECTRIC TRANSDUCING ELEMENT AND METHOD OF PRODUCTION |
| US11502210B2 (en) | 2019-03-19 | 2022-11-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photoelectric conversion element and method of manufacturing thereof |
| CN115867056A (zh) * | 2022-09-29 | 2023-03-28 | 广州追光科技有限公司 | 有机太阳能电池模组及其制备方法 |
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