JP2002203976A - 薄膜太陽電池とその製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池とその製造方法Info
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板片面形成型太陽電池における透明電極層
のレーザパターニングを薄膜半導体層の損傷なしに可能
とし、太陽電池の面積効率の向上および製造プロセスの
低コスト化を図った薄膜太陽電池とその製造方法を提供
する。 【解決手段】 透光性基板の片側主面に、金属電極層，
薄膜半導体層および透明電極層を順次積層してユニット
セルを複数個形成し、隣接するユニットセルの金属電極
層と透明電極層とを電気的に接続して、複数のユニット
セルを直列接続してなる薄膜太陽電池において、金属電
極層ｅの一部をパターニングして、前記各層のパターニ
ングラインと平行な分離部ｇ１を別途設け、金属電極層
と薄膜半導体層との間ならびに分離部に透明導電部材層
（Ａ層）を形成し、隣接するユニットセルのＡ層と透明
電極層ｕとを電気的に接続することにより、金属電極層
ｅと透明電極層ｕとを電気的に接続して、複数のユニッ
トセルを直列接続する。
のレーザパターニングを薄膜半導体層の損傷なしに可能
とし、太陽電池の面積効率の向上および製造プロセスの
低コスト化を図った薄膜太陽電池とその製造方法を提供
する。 【解決手段】 透光性基板の片側主面に、金属電極層，
薄膜半導体層および透明電極層を順次積層してユニット
セルを複数個形成し、隣接するユニットセルの金属電極
層と透明電極層とを電気的に接続して、複数のユニット
セルを直列接続してなる薄膜太陽電池において、金属電
極層ｅの一部をパターニングして、前記各層のパターニ
ングラインと平行な分離部ｇ１を別途設け、金属電極層
と薄膜半導体層との間ならびに分離部に透明導電部材層
（Ａ層）を形成し、隣接するユニットセルのＡ層と透明
電極層ｕとを電気的に接続することにより、金属電極層
ｅと透明電極層ｕとを電気的に接続して、複数のユニッ
トセルを直列接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、透光性を有する
基板の片側主面に、薄膜太陽電池ユニット（ユニットセ
ル）を複数個形成し、これらを電気的に直列に接続して
なる薄膜太陽電池とその製造方法に関する。
基板の片側主面に、薄膜太陽電池ユニット（ユニットセ
ル）を複数個形成し、これらを電気的に直列に接続して
なる薄膜太陽電池とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、環境保護の立場から、クリーンな
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害で
あることから注目を集めている。
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害で
あることから注目を集めている。
【０００３】薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コスト
の安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太
陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建
物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般
住宅用にも需要が広がってきている。
の安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太
陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建
物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般
住宅用にも需要が広がってきている。
【０００４】近年、軽量化、施工性、量産性においてプ
ラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽
電池の研究開発が進められ実用化されているが、薄膜太
陽電池を高温処理で製作する場合には、ガラス基板など
の耐熱性を備えた基板の上に形成されることが多い。こ
の場合には、ガラス基板の片側主面に太陽電池薄膜を形
成して直列接続し、太陽電池薄膜のガラス基板と反対側
（受光面側）を透光性の保護層（ガラス板また透光性樹
脂）で覆って、太陽電池モジュールを構成する。
ラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽
電池の研究開発が進められ実用化されているが、薄膜太
陽電池を高温処理で製作する場合には、ガラス基板など
の耐熱性を備えた基板の上に形成されることが多い。こ
の場合には、ガラス基板の片側主面に太陽電池薄膜を形
成して直列接続し、太陽電池薄膜のガラス基板と反対側
（受光面側）を透光性の保護層（ガラス板また透光性樹
脂）で覆って、太陽電池モジュールを構成する。
【０００５】上記のように基板の片側主面に太陽電池薄
膜を形成して直列接続する形式の薄膜太陽電池（以下、
基板片面形成型太陽電池ともいう。）は、透光性を有す
る基板の片側主面に、金属電極層，薄膜半導体層および
透明電極層を順次積層して薄膜太陽電池ユニット（ユニ
ットセル）を複数個形成し、これらのユニットセルにお
ける前記各層のパターニングと層形成によって隣接する
ユニットセルの金属電極層と透明電極層とを電気的に接
続して、前記複数のユニットセルを電気的に直列に接続
し、必要な電圧を出力させる構成を備える。例えばイン
バータにより交流化し商用電力源として交流１００Ｖを
得るためには、太陽電池の出力は１００Ｖ以上が望まし
く、この場合には、数１０個以上の素子が直列接続され
る。
膜を形成して直列接続する形式の薄膜太陽電池（以下、
基板片面形成型太陽電池ともいう。）は、透光性を有す
る基板の片側主面に、金属電極層，薄膜半導体層および
透明電極層を順次積層して薄膜太陽電池ユニット（ユニ
ットセル）を複数個形成し、これらのユニットセルにお
ける前記各層のパターニングと層形成によって隣接する
ユニットセルの金属電極層と透明電極層とを電気的に接
続して、前記複数のユニットセルを電気的に直列に接続
し、必要な電圧を出力させる構成を備える。例えばイン
バータにより交流化し商用電力源として交流１００Ｖを
得るためには、太陽電池の出力は１００Ｖ以上が望まし
く、この場合には、数１０個以上の素子が直列接続され
る。
【０００６】図４は、従来の前記基板片面形成型太陽電
池の構成を模式的に示す図であって、図４（ａ）は薄膜
太陽電池の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＰ−Ｐに
沿った側断面図である。図４の薄膜太陽電池において
は、透光性絶縁材料からなる基板Ｓの片面に、金属電極
層ｅ、薄膜半導体層ａおよび透明電極層ｕが順次積層さ
れ、太陽光線は透明電極層側から入射する。
池の構成を模式的に示す図であって、図４（ａ）は薄膜
太陽電池の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＰ−Ｐに
沿った側断面図である。図４の薄膜太陽電池において
は、透光性絶縁材料からなる基板Ｓの片面に、金属電極
層ｅ、薄膜半導体層ａおよび透明電極層ｕが順次積層さ
れ、太陽光線は透明電極層側から入射する。
【０００７】上記薄膜太陽電池の製造方法について、以
下に説明する。先ず、基板Ｓに金属電極層ｅをスパッタ
法を用いて成膜し、所定の形状にレーザ加工してパター
ニングし、金属電極層ｅ１〜ｅ６を形成する。次いで、
ａ−Ｓｉからなる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法を
用いて形成し、金属電極層ｅのパターニングラインと平
行にレーザ加工を用いてａ−Ｓｉ膜をパターニングし、
薄膜半導体層ａ１〜ａ６を形成する。次に、透明電極層
ｕを薄膜半導体層上にマスク形成する。透明電極層ｕ
は、マスク形成により直列接続方向に複数個に分割さ
れ、それぞれ透明電極層ｕ１〜ｕ６となる。
下に説明する。先ず、基板Ｓに金属電極層ｅをスパッタ
法を用いて成膜し、所定の形状にレーザ加工してパター
ニングし、金属電極層ｅ１〜ｅ６を形成する。次いで、
ａ−Ｓｉからなる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法を
用いて形成し、金属電極層ｅのパターニングラインと平
行にレーザ加工を用いてａ−Ｓｉ膜をパターニングし、
薄膜半導体層ａ１〜ａ６を形成する。次に、透明電極層
ｕを薄膜半導体層上にマスク形成する。透明電極層ｕ
は、マスク形成により直列接続方向に複数個に分割さ
れ、それぞれ透明電極層ｕ１〜ｕ６となる。
【０００８】このときのパターニングライン（透明電極
層分離部ｇ）は、金属電極層および薄膜半導体層のパタ
ーニングラインと平行であり、基板Ｓ上に金属電極層
ｅ、薄膜半導体層ａ、透明電極層ｕがパターニングされ
て順に積層された状態となる。金属電極層ｅ上の薄膜半
導体層ａの除去部分には、透明電極層ｕが形成され、一
方のユニットセルの金属電極層ｅと隣接するユニットセ
ルの透明電極層ｕが電気的に接続される。これを繰り返
すことにより、複数個の薄膜太陽電池ユニットの直列接
続が行なわれる。
層分離部ｇ）は、金属電極層および薄膜半導体層のパタ
ーニングラインと平行であり、基板Ｓ上に金属電極層
ｅ、薄膜半導体層ａ、透明電極層ｕがパターニングされ
て順に積層された状態となる。金属電極層ｅ上の薄膜半
導体層ａの除去部分には、透明電極層ｕが形成され、一
方のユニットセルの金属電極層ｅと隣接するユニットセ
ルの透明電極層ｕが電気的に接続される。これを繰り返
すことにより、複数個の薄膜太陽電池ユニットの直列接
続が行なわれる。
【０００９】以上の工程の結果、透明電極層ｕ１、薄膜
半導体層ａ１、金属電極層ｅ１−透明電極層ｕ２、薄膜
半導体層ａ２、金属電極層ｅ２−・・・・−透明電極層
ｕ６、薄膜半導体層ａ６、金属電極層ｅ６の順に電気的
に接続され、薄膜太陽電池の直列接続が完成する。
半導体層ａ１、金属電極層ｅ１−透明電極層ｕ２、薄膜
半導体層ａ２、金属電極層ｅ２−・・・・−透明電極層
ｕ６、薄膜半導体層ａ６、金属電極層ｅ６の順に電気的
に接続され、薄膜太陽電池の直列接続が完成する。
【００１０】なお、前記薄膜半導体層は、ａ−Ｓｉ膜以
外に、ａ−Ｓｉおよびａ−ＳｉＧｅ膜を用いる場合もあ
る。さらに、近年では、微結晶シリコンなどの適用も研
究されている。
外に、ａ−Ｓｉおよびａ−ＳｉＧｅ膜を用いる場合もあ
る。さらに、近年では、微結晶シリコンなどの適用も研
究されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の薄膜
太陽電池の製造方法においては、下記のような問題があ
った。前記図４に示す薄膜太陽電池の製造工程において
は、透明電極層のパターニングプロセスをマスク形成
（通常はリフトオフマスクを使用する方法）により行な
っていた。
太陽電池の製造方法においては、下記のような問題があ
った。前記図４に示す薄膜太陽電池の製造工程において
は、透明電極層のパターニングプロセスをマスク形成
（通常はリフトオフマスクを使用する方法）により行な
っていた。
【００１２】その理由は、薄膜半導体層上の透明電極層
のレーザパターニングが困難であるからである。なぜな
らば、薄膜半導体層上の透明電極層をレーザパターニン
グする場合には、透明電極層側からレーザ光を入射させ
る必要があるが、この場合、透明電極層パターニング時
に下地の薄膜半導体層がレーザ光を受けて低抵抗化し、
これを介して、透明電極層と金属電極層間に漏れ電流が
発生するからである。
のレーザパターニングが困難であるからである。なぜな
らば、薄膜半導体層上の透明電極層をレーザパターニン
グする場合には、透明電極層側からレーザ光を入射させ
る必要があるが、この場合、透明電極層パターニング時
に下地の薄膜半導体層がレーザ光を受けて低抵抗化し、
これを介して、透明電極層と金属電極層間に漏れ電流が
発生するからである。
【００１３】漏れ電流発生を防止するためには、レーザ
加工後に、プラズマエッチ工程を加えて、低抵抗化した
薄膜半導体層を除去する必要があった。また、レーザパ
ターニング工程の代りに、マスク形成の必要なケミカル
エツチング法やサンドブラスト法を用いる方法も試行さ
れた。しかしながら、ケミカルエッチング法やサンドブ
ラスト法は、その方法自体マスク形成を必要とするため
に、レーザパターニング法に比べ、工程が複雑になって
しまう問題や、製造コストが高くなってしまう問題があ
つた。
加工後に、プラズマエッチ工程を加えて、低抵抗化した
薄膜半導体層を除去する必要があった。また、レーザパ
ターニング工程の代りに、マスク形成の必要なケミカル
エツチング法やサンドブラスト法を用いる方法も試行さ
れた。しかしながら、ケミカルエッチング法やサンドブ
ラスト法は、その方法自体マスク形成を必要とするため
に、レーザパターニング法に比べ、工程が複雑になって
しまう問題や、製造コストが高くなってしまう問題があ
つた。
【００１４】また、前記リフトオフマスクを使用するマ
スク形成方法においては、パターニングラインの分離線
幅が広くなり太陽電池の有効面積が低下する問題があ
り、また、位置合わせ精度を高くすることが困難などの
問題もあった。
スク形成方法においては、パターニングラインの分離線
幅が広くなり太陽電池の有効面積が低下する問題があ
り、また、位置合わせ精度を高くすることが困難などの
問題もあった。
【００１５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、この発明の課題は、基板片面
形成型太陽電池の透明電極層のレーザパターニングを薄
膜半導体層の損傷なしに可能とし、太陽電池の面積効率
の向上および製造プロセスの低コスト化を図った薄膜太
陽電池とその製造方法を提供することにある。
るためになされたもので、この発明の課題は、基板片面
形成型太陽電池の透明電極層のレーザパターニングを薄
膜半導体層の損傷なしに可能とし、太陽電池の面積効率
の向上および製造プロセスの低コスト化を図った薄膜太
陽電池とその製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、請求項１の発明は、透光性を有する基板の片側主面
に、金属電極層，薄膜半導体層および透明電極層を順次
積層して薄膜太陽電池ユニット（ユニットセル）を複数
個形成し、これらのユニットセルにおける前記各層のパ
ターニングと層形成によって隣接するユニットセルの金
属電極層と透明電極層とを電気的に接続して、前記複数
のユニットセルを電気的に直列に接続してなる薄膜太陽
電池において、前記金属電極層の一部をパターニングし
て、前記各層のパターニングラインと平行な分離部を別
途設け、前記金属電極層と薄膜半導体層との間ならびに
前記分離部に透明導電部材層（Ａ層）を形成してなり、
隣接するユニットセルの前記Ａ層と透明電極層とを電気
的に接続することにより、金属電極層と透明電極層とを
電気的に接続して、前記複数のユニットセルを電気的に
直列に接続してなるものとする。
め、請求項１の発明は、透光性を有する基板の片側主面
に、金属電極層，薄膜半導体層および透明電極層を順次
積層して薄膜太陽電池ユニット（ユニットセル）を複数
個形成し、これらのユニットセルにおける前記各層のパ
ターニングと層形成によって隣接するユニットセルの金
属電極層と透明電極層とを電気的に接続して、前記複数
のユニットセルを電気的に直列に接続してなる薄膜太陽
電池において、前記金属電極層の一部をパターニングし
て、前記各層のパターニングラインと平行な分離部を別
途設け、前記金属電極層と薄膜半導体層との間ならびに
前記分離部に透明導電部材層（Ａ層）を形成してなり、
隣接するユニットセルの前記Ａ層と透明電極層とを電気
的に接続することにより、金属電極層と透明電極層とを
電気的に接続して、前記複数のユニットセルを電気的に
直列に接続してなるものとする。
【００１７】また、上記構成の薄膜太陽電池を製造する
方法としては、請求項６または７の発明が好適である。
即ち、請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法であっ
て、以下の１）ないし８）の工程を含むこととする（請
求項６の発明）。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて金属
電極層を形成する工程。 ２）金属電極層上にマスクを形成し、薬液によるエッチ
ングまたはサンドブラスト法を用いて、またはマスクレ
スのレーザ加工法を用いて金属電極層をパターニングし
て分離部（ｇ１）を形成する工程。 ３）金属電極層上および透光性基板上に蒸着またはスパ
ッタ法を用いて透明導電部材層（Ａ層）を形成する工
程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上にマスクを形成し、サン
ドブラスト法またはマスクレスのレーザ加工法を用いて
透明導電部材層（Ａ層）および金属電極層をパターニン
グする工程。 ５）透明導電部材層（Ａ層）上および透光性基板上にＣ
ＶＤ法を用いて薄膜半導体層を形成する工程。 ６）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ７）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ８）前記分離部（ｇ１）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。
方法としては、請求項６または７の発明が好適である。
即ち、請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法であっ
て、以下の１）ないし８）の工程を含むこととする（請
求項６の発明）。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて金属
電極層を形成する工程。 ２）金属電極層上にマスクを形成し、薬液によるエッチ
ングまたはサンドブラスト法を用いて、またはマスクレ
スのレーザ加工法を用いて金属電極層をパターニングし
て分離部（ｇ１）を形成する工程。 ３）金属電極層上および透光性基板上に蒸着またはスパ
ッタ法を用いて透明導電部材層（Ａ層）を形成する工
程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上にマスクを形成し、サン
ドブラスト法またはマスクレスのレーザ加工法を用いて
透明導電部材層（Ａ層）および金属電極層をパターニン
グする工程。 ５）透明導電部材層（Ａ層）上および透光性基板上にＣ
ＶＤ法を用いて薄膜半導体層を形成する工程。 ６）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ７）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ８）前記分離部（ｇ１）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。
【００１８】前述の請求項１および６の発明のように、
透明導電部材層（Ａ層）を設けることにより、低いレー
ザ出力で薄膜半導体層および透明電極層を、透光性基板
側からパターニングすることが可能となるため、薄膜半
導体の低抵抗化が原因で発生するリーク電流の発生が少
なくなり、高品質な透明電極層のレーザパターニングが
行える。
透明導電部材層（Ａ層）を設けることにより、低いレー
ザ出力で薄膜半導体層および透明電極層を、透光性基板
側からパターニングすることが可能となるため、薄膜半
導体の低抵抗化が原因で発生するリーク電流の発生が少
なくなり、高品質な透明電極層のレーザパターニングが
行える。
【００１９】また、前記請求項６記載の製造方法におけ
る前記６）の工程において、レーザ加工法により薄膜半
導体層をパターニングする場合には、レーザ加工による
発塵により、後段の工程で形成する透明電極層の電気的
信頼性が損なわれることがあるが、これを防止する観点
から、下記請求項７）の発明が好ましい。
る前記６）の工程において、レーザ加工法により薄膜半
導体層をパターニングする場合には、レーザ加工による
発塵により、後段の工程で形成する透明電極層の電気的
信頼性が損なわれることがあるが、これを防止する観点
から、下記請求項７）の発明が好ましい。
【００２０】即ち、前記請求項６記載の製造方法におい
て、前記６）および７）に記載の工程に代えて、下記
６）および７）の工程とする（請求項７の発明）。 ６）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ７）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。
て、前記６）および７）に記載の工程に代えて、下記
６）および７）の工程とする（請求項７の発明）。 ６）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ７）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。
【００２１】さらに、透光性基板と金属電極層との間に
第２の透明導電部材層（Ｂ層）を形成し、透光性基板側
から金属電極層をレーザ加工することにより、反射率が
金属電極層よりは低い前記Ｂ層がレーザ光を取り込んで
効率のよい金属電極層の加工を可能とする作用をなし、
低いレーザ出力で金属電極層がパターニングできること
を見出した。この点に着眼し、低いレーザ出力でパター
ニングを可能とするためには、下記請求項２の発明が好
ましく、その製造方法としては、下記請求項８ないし９
の発明が好ましい。
第２の透明導電部材層（Ｂ層）を形成し、透光性基板側
から金属電極層をレーザ加工することにより、反射率が
金属電極層よりは低い前記Ｂ層がレーザ光を取り込んで
効率のよい金属電極層の加工を可能とする作用をなし、
低いレーザ出力で金属電極層がパターニングできること
を見出した。この点に着眼し、低いレーザ出力でパター
ニングを可能とするためには、下記請求項２の発明が好
ましく、その製造方法としては、下記請求項８ないし９
の発明が好ましい。
【００２２】即ち、前記請求項１記載の薄膜太陽電池に
おいて、前記透光性を有する基板と前記金属電極層との
間に、第２の透明導電部材層（Ｂ層）を設けるものとす
る（請求項２の発明）。
おいて、前記透光性を有する基板と前記金属電極層との
間に、第２の透明導電部材層（Ｂ層）を設けるものとす
る（請求項２の発明）。
【００２３】また、請求項２記載の薄膜太陽電池の製造
方法であって、以下の１）ないし８）の工程を含むこと
とする（請求項８の発明）。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて第２
の透明導電部材層（Ｂ層）および金属電極層を形成する
工程。 ２）レーザ加工法を用いて、透光性基板側からレーザ光
を入射し、第２の透明導電部材層（Ｂ層）および金属電
極層をパターニングして分離部（ｇ２）を形成する工
程。 ３）金属電極層上および透光性基板上に蒸着またはスパ
ッタ法を用いて透明導電部材層（Ａ層）を形成する工
程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上にマスクを形成し、サン
ドブラスト法またはマスクレスのレーザ加工法を用いて
透明導電部材層（Ａ層）および金属電極層ならびに第２
の透明導電部材層（Ｂ層）をパターニングする工程。 ５）透明導電部材層（Ａ層）上および透光性基板上にＣ
ＶＤ法を用いて薄膜半導体層を形成する工程。 ６）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ７）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ８）前記分離部（ｇ２）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。
方法であって、以下の１）ないし８）の工程を含むこと
とする（請求項８の発明）。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて第２
の透明導電部材層（Ｂ層）および金属電極層を形成する
工程。 ２）レーザ加工法を用いて、透光性基板側からレーザ光
を入射し、第２の透明導電部材層（Ｂ層）および金属電
極層をパターニングして分離部（ｇ２）を形成する工
程。 ３）金属電極層上および透光性基板上に蒸着またはスパ
ッタ法を用いて透明導電部材層（Ａ層）を形成する工
程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上にマスクを形成し、サン
ドブラスト法またはマスクレスのレーザ加工法を用いて
透明導電部材層（Ａ層）および金属電極層ならびに第２
の透明導電部材層（Ｂ層）をパターニングする工程。 ５）透明導電部材層（Ａ層）上および透光性基板上にＣ
ＶＤ法を用いて薄膜半導体層を形成する工程。 ６）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ７）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ８）前記分離部（ｇ２）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。
【００２４】さらに、請求項８記載の製造方法におい
て、前記６）および７）に記載の工程に代えて、下記
６）および７）の工程とする（請求項９の発明）。 ６）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ７）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。
て、前記６）および７）に記載の工程に代えて、下記
６）および７）の工程とする（請求項９の発明）。 ６）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ７）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。
【００２５】また、前記請求項８または９における工程
２）４）の工程を、レーザ加工法によりパターニングす
る場合には、２つのレーザ加工工程の間に透明導電部材
層（Ａ層）の形成工程があって、手順が煩雑であり、ま
た発塵により、後段の工程で形成する透明導電部材層
（Ａ層）の電気的信頼性が損なわれる懸念もある。そこ
で、手順を簡素化し、発塵の悪影響を防止する観点か
ら、下記請求項３）１０）１１）の発明が好ましい。
２）４）の工程を、レーザ加工法によりパターニングす
る場合には、２つのレーザ加工工程の間に透明導電部材
層（Ａ層）の形成工程があって、手順が煩雑であり、ま
た発塵により、後段の工程で形成する透明導電部材層
（Ａ層）の電気的信頼性が損なわれる懸念もある。そこ
で、手順を簡素化し、発塵の悪影響を防止する観点か
ら、下記請求項３）１０）１１）の発明が好ましい。
【００２６】即ち、請求項２記載の薄膜太陽電池におい
て、前記金属電極層の分離部に対応して、前記Ａ層の一
部にも分離部を設け、前記両分離部に薄膜半導体層を形
成してなるものとする（請求項３の発明）。
て、前記金属電極層の分離部に対応して、前記Ａ層の一
部にも分離部を設け、前記両分離部に薄膜半導体層を形
成してなるものとする（請求項３の発明）。
【００２７】また、請求項３記載の薄膜太陽電池の製造
方法であって、以下の１）ないし７）の工程を含むこと
とする（請求項１０の発明）。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて第２
の透明導電部材層（Ｂ層）、金属電極層および透明導電
部材層（Ａ層）を形成する工程。 ２）レ−ザ加工法を用いて透明導電部材層（Ａ層）およ
び金属電極層をパターニングして分離部（ｇ３）を形成
する工程。 ３）レーザ加工法を用いて透明導電部材層（Ａ層），金
属電極層および第２の透明導電部材層（Ｂ層）をパター
ニングする工程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上，第２の透明導電部材層
（Ｂ層）上および透光性基板上にＣＶＤ法を用いて薄膜
半導体層を形成する工程。 ５）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ６）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ７）前記分離部（ｇ３）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。
方法であって、以下の１）ないし７）の工程を含むこと
とする（請求項１０の発明）。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて第２
の透明導電部材層（Ｂ層）、金属電極層および透明導電
部材層（Ａ層）を形成する工程。 ２）レ−ザ加工法を用いて透明導電部材層（Ａ層）およ
び金属電極層をパターニングして分離部（ｇ３）を形成
する工程。 ３）レーザ加工法を用いて透明導電部材層（Ａ層），金
属電極層および第２の透明導電部材層（Ｂ層）をパター
ニングする工程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上，第２の透明導電部材層
（Ｂ層）上および透光性基板上にＣＶＤ法を用いて薄膜
半導体層を形成する工程。 ５）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ６）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ７）前記分離部（ｇ３）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。
【００２８】さらに、請求項１０記載の製造方法におい
て、前記５）および６）に記載の工程に代えて、下記
５）および６）の工程とする（請求項１１の発明）。 ５）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ６）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。
て、前記５）および６）に記載の工程に代えて、下記
５）および６）の工程とする（請求項１１の発明）。 ５）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ６）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。
【００２９】また、後述するように、前記分離部（ｇ
３）の加工を容易にする観点から、下記請求項４の発明
が好適である。即ち、請求項３記載の薄膜太陽電池にお
いて、前記Ｂ層の厚さを前記Ａ層の厚さより大とする。
３）の加工を容易にする観点から、下記請求項４の発明
が好適である。即ち、請求項３記載の薄膜太陽電池にお
いて、前記Ｂ層の厚さを前記Ａ層の厚さより大とする。
【００３０】さらに、前記薄膜太陽電池の発明の実施態
様として、下記請求項５の発明が好ましい。即ち、請求
項２ないし４のいずれかに記載の薄膜太陽電池におい
て、前記透明電極層，Ａ層およびＢ層の材質は、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ2、ＺｎＯなどの透明導電性の金属酸化物と
する。
様として、下記請求項５の発明が好ましい。即ち、請求
項２ないし４のいずれかに記載の薄膜太陽電池におい
て、前記透明電極層，Ａ層およびＢ層の材質は、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ2、ＺｎＯなどの透明導電性の金属酸化物と
する。
【００３１】
【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施の形
態について以下に述べる。
態について以下に述べる。
【００３２】（実施例１）図１（ａ）〜（ｆ）は、請求
項１，６および７の発明に関わる実施例の薄膜太陽電池
の製造工程を示す。
項１，６および７の発明に関わる実施例の薄膜太陽電池
の製造工程を示す。
【００３３】まず、厚さ２ｍｍのガラス基板Ｓ上にスパ
ッタ法を用いて、金属電極層ｅとして、製膜温度３００
℃で、厚さ１００ｎｍのアルミ電極層を形成した。そし
て、アルミ非形成面側からＹＡＧ第２高調波レーザ（波
長５３２ｎｍ）を照射して、アルミ電極を複数個の帯状
に分割した。このときのレーザ加工出力は６．０Ｗ、分
離部（ｇ１）の分離溝幅は０．４ｍｍに設定した（図１
（ａ））。
ッタ法を用いて、金属電極層ｅとして、製膜温度３００
℃で、厚さ１００ｎｍのアルミ電極層を形成した。そし
て、アルミ非形成面側からＹＡＧ第２高調波レーザ（波
長５３２ｎｍ）を照射して、アルミ電極を複数個の帯状
に分割した。このときのレーザ加工出力は６．０Ｗ、分
離部（ｇ１）の分離溝幅は０．４ｍｍに設定した（図１
（ａ））。
【００３４】上記したアルミ電極層上および分離部（ｇ
１）溝内に、スパッタ法を用いて、透明導電部材層（Ａ
層）である酸化亜鉛を形成した。このときの膜形成温度
は３００℃であり、酸化亜鉛形成膜厚は２００ｎｍとし
た（図１（ｂ））。
１）溝内に、スパッタ法を用いて、透明導電部材層（Ａ
層）である酸化亜鉛を形成した。このときの膜形成温度
は３００℃であり、酸化亜鉛形成膜厚は２００ｎｍとし
た（図１（ｂ））。
【００３５】そして、透明導電部材層（Ａ層）（酸化亜
鉛）側からＹＡＧ第２高調波レーザ光を入射し、透明導
電部材層（Ａ層）および金属電極層をパターニングし
た。このときのレーザ加工出力は３．０Ｗ、パターニン
グ溝幅は０．１ｍｍとした（図１（ｃ））。
鉛）側からＹＡＧ第２高調波レーザ光を入射し、透明導
電部材層（Ａ層）および金属電極層をパターニングし
た。このときのレーザ加工出力は３．０Ｗ、パターニン
グ溝幅は０．１ｍｍとした（図１（ｃ））。
【００３６】ここで、レーザ光を透明導電部材層（Ａ
層）側から照射する理由は、透明導電部材層（Ａ層）側
の方が表面反射率が低く、アルミ電極を低いレーザエネ
ルギーで除去出来るからである。
層）側から照射する理由は、透明導電部材層（Ａ層）側
の方が表面反射率が低く、アルミ電極を低いレーザエネ
ルギーで除去出来るからである。
【００３７】次に、このＡ層上に、ａ−Ｓｉおよびａ−
ＳｉＧｅ膜からなる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法
を用いて形成した（図１（ｄ））。
ＳｉＧｅ膜からなる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法
を用いて形成した（図１（ｄ））。
【００３８】本実施例では、薄膜半導体層ａの層構成を
nip/nip構造から成る２層タンデム構造とした。そし
て、ガラス基板側のｉ層にはａ−ＳｉＧｅ膜を、光入射
側のｉ層にはａ−Ｓｉ膜を用いた。この薄膜半導体層の
総合膜厚は約０．６μｍである。
nip/nip構造から成る２層タンデム構造とした。そし
て、ガラス基板側のｉ層にはａ−ＳｉＧｅ膜を、光入射
側のｉ層にはａ−Ｓｉ膜を用いた。この薄膜半導体層の
総合膜厚は約０．６μｍである。
【００３９】続いて、ＹＡＧ第２高調波レーザを用いて
薄膜半導体層ａをパターニングした。薄膜半導体層ａの
レーザ加工出力は４．６Ｗ、パターニング溝幅は０．２
ｍｍとした。この状態で、薄膜半導体層ａ上および薄膜
半導体層のパターニング溝部に酸化インジウムからなる
透明電極層ｕ（厚さ７０ｎｍ）を、製膜温度２００℃で
スパッタ法を用いて形成した（図１（ｅ））。
薄膜半導体層ａをパターニングした。薄膜半導体層ａの
レーザ加工出力は４．６Ｗ、パターニング溝幅は０．２
ｍｍとした。この状態で、薄膜半導体層ａ上および薄膜
半導体層のパターニング溝部に酸化インジウムからなる
透明電極層ｕ（厚さ７０ｎｍ）を、製膜温度２００℃で
スパッタ法を用いて形成した（図１（ｅ））。
【００４０】前記薄膜半導体層のパターニング溝部に透
明電極層ｕを形成することにより、図１（ｅ）のｍ１で
示す部分を介して、隣接する太陽電池ユニット間の直列
接続が可能となるが、請求項７の発明のように、薄膜半
導体層のパターニング溝を形成せずに、このｍ１で示す
部分を後から溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導電
部材層（Ａ層）を電気的に接続することもできる。な
お、前記溶融低抵抗化のイメージ図は、後述する図３
（ｆ）のｍ３に示す。
明電極層ｕを形成することにより、図１（ｅ）のｍ１で
示す部分を介して、隣接する太陽電池ユニット間の直列
接続が可能となるが、請求項７の発明のように、薄膜半
導体層のパターニング溝を形成せずに、このｍ１で示す
部分を後から溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導電
部材層（Ａ層）を電気的に接続することもできる。な
お、前記溶融低抵抗化のイメージ図は、後述する図３
（ｆ）のｍ３に示す。
【００４１】最後に、分離部（ｇ１）において、ガラス
基板Ｓ側からＹＡＧ第２高調波レーザを入射し、薄膜半
導体層ａとその上の透明電極層ｕをパターニングし、分
離溝ｋ１を形成した。このときの薄膜半導体層ａおよび
透明電極層ｕのレーザ加工出力は４．６Ｗ、パターニン
グ溝幅は０．１ｍｍとした（図１（ｆ））。
基板Ｓ側からＹＡＧ第２高調波レーザを入射し、薄膜半
導体層ａとその上の透明電極層ｕをパターニングし、分
離溝ｋ１を形成した。このときの薄膜半導体層ａおよび
透明電極層ｕのレーザ加工出力は４．６Ｗ、パターニン
グ溝幅は０．１ｍｍとした（図１（ｆ））。
【００４２】この透明電極層ｕのパターニングにおい
て、ガラス基板側からレーザ光を入射することにより、
透明電極層を直接レーザ光により加工することなく透明
電極層の分離が可能となるので、レーザ加工時の熱影響
による、透明電極層−透明電極層間の短絡や、透明電極
層−アルミ電極層間の短絡が低減できた。
て、ガラス基板側からレーザ光を入射することにより、
透明電極層を直接レーザ光により加工することなく透明
電極層の分離が可能となるので、レーザ加工時の熱影響
による、透明電極層−透明電極層間の短絡や、透明電極
層−アルミ電極層間の短絡が低減できた。
【００４３】上記工程により基板片面形成型直列構造の
太陽電池を作製することにより、従来困難であった透明
電極層のレーザパターニングが容易に行うことができ、
完全なドライプロセスでのパターニングが可能となっ
た。
太陽電池を作製することにより、従来困難であった透明
電極層のレーザパターニングが容易に行うことができ、
完全なドライプロセスでのパターニングが可能となっ
た。
【００４４】（実施例２）図２（ａ）〜（ｆ）は、請求
項２，８および９の発明に関わる実施例の薄膜太陽電池
の製造工程を示す。
項２，８および９の発明に関わる実施例の薄膜太陽電池
の製造工程を示す。
【００４５】まず、板厚３ｍｍのガラス基板にスパッタ
法を用いて製膜温度２５０℃で、透明導電部材層（Ｂ
層）としての酸化亜鉛を６０ｎｍ，金属電極層ｅとして
の銀を１００ｎｍ連続形成した。そして、ガラス基板Ｓ
側からＹＡＧ第２高調波レーザ（波長５３２ｎｍ）を用
いて、酸化亜鉛層および銀層を複数個の帯状に分割し、
分離部（ｇ２）を形成した（図２（ａ））。
法を用いて製膜温度２５０℃で、透明導電部材層（Ｂ
層）としての酸化亜鉛を６０ｎｍ，金属電極層ｅとして
の銀を１００ｎｍ連続形成した。そして、ガラス基板Ｓ
側からＹＡＧ第２高調波レーザ（波長５３２ｎｍ）を用
いて、酸化亜鉛層および銀層を複数個の帯状に分割し、
分離部（ｇ２）を形成した（図２（ａ））。
【００４６】このときのレーザ加工出力は６．０Ｗ、パ
ターニング溝幅は０．４ｍｍとした。
ターニング溝幅は０．４ｍｍとした。
【００４７】通常、銀は高い光反射率を有しているため
加工が困難である。しかし、本実施例では、透光性基板
Ｓ上に酸化亜鉛の層Ｂを形成することにより、表面での
反射率を低減することができ、銀を低いレーザ出力で透
光性基板側から加工できる。ガラス基板上に、前記Ｂに
代えて、ａ−Ｓｉからなる光吸収層を形成しても、同様
の効果が得られる。
加工が困難である。しかし、本実施例では、透光性基板
Ｓ上に酸化亜鉛の層Ｂを形成することにより、表面での
反射率を低減することができ、銀を低いレーザ出力で透
光性基板側から加工できる。ガラス基板上に、前記Ｂに
代えて、ａ−Ｓｉからなる光吸収層を形成しても、同様
の効果が得られる。
【００４８】次に、スパッタ法を用いて、透明導電部材
層（Ａ層）である酸化亜鉛の層Ａを形成した。このとき
の膜形成温度は２５０℃、酸化亜鉛形成膜厚は２００ｎ
ｍとした（図２（ｂ））。
層（Ａ層）である酸化亜鉛の層Ａを形成した。このとき
の膜形成温度は２５０℃、酸化亜鉛形成膜厚は２００ｎ
ｍとした（図２（ｂ））。
【００４９】そして、透光性基板側からＹＡＧ第２高調
波レーザを入射し酸化亜鉛の層（反射率低減膜）Ｂおよ
び金属電極層ａ、透明導電部材層（Ａ層）Ａをパターニ
ングした。このときも、酸化亜鉛の層が存在することに
より反射率が低減し、低いレ−ザ出力で加工が行えるよ
うになった。このときのレーザ加工出力は３．０Ｗ、パ
ターニング溝幅は０．１ｍｍとした（図２（ｃ））。
波レーザを入射し酸化亜鉛の層（反射率低減膜）Ｂおよ
び金属電極層ａ、透明導電部材層（Ａ層）Ａをパターニ
ングした。このときも、酸化亜鉛の層が存在することに
より反射率が低減し、低いレ−ザ出力で加工が行えるよ
うになった。このときのレーザ加工出力は３．０Ｗ、パ
ターニング溝幅は０．１ｍｍとした（図２（ｃ））。
【００５０】次に、ａ−Ｓｉおよびａ−ＳｉＧｅ膜から
なる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法を用いて形成し
た（図２（ｄ））。
なる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法を用いて形成し
た（図２（ｄ））。
【００５１】本実施例では、薄膜半導体層ａの層構成を
nip/nip/nip構造から成るトリプル構造とした。そし
て、ガラス基板側と中間のｉ層にはａ−ＳｉＧｅ膜を、
光入射側のｉ層にはａ−Ｓｉ膜を用いた。この薄膜半導
体層の総合膜厚は約０．６μｍである。
nip/nip/nip構造から成るトリプル構造とした。そし
て、ガラス基板側と中間のｉ層にはａ−ＳｉＧｅ膜を、
光入射側のｉ層にはａ−Ｓｉ膜を用いた。この薄膜半導
体層の総合膜厚は約０．６μｍである。
【００５２】続いて、レーザ加工法により薄膜半導体層
ａをパターニングした。薄膜半導体層のレーザ加工出力
は５．０Ｗ、パターニング溝幅は０．２ｍｍとした。こ
の状態で、薄膜半導体層ａ上および薄膜半導体層のパタ
ーニング部に酸化インジウムからなる透明電極層ｕを製
膜温度２００℃でスパッタ形成した（図２（ｅ））。
ａをパターニングした。薄膜半導体層のレーザ加工出力
は５．０Ｗ、パターニング溝幅は０．２ｍｍとした。こ
の状態で、薄膜半導体層ａ上および薄膜半導体層のパタ
ーニング部に酸化インジウムからなる透明電極層ｕを製
膜温度２００℃でスパッタ形成した（図２（ｅ））。
【００５３】最後に、分離部（ｇ２）において、ガラス
基板側からＹＡＧ第２高調波レーザを入射し、薄膜半導
体層ａとその上の透明電極層ｕをパターニングし分離溝
ｋ２を形成した。このときの薄膜半導体層および透明電
極層のレーザ加工出力は５．０Ｗ、パターニング溝幅は
０．１ｍｍとした（図２（ｆ））。
基板側からＹＡＧ第２高調波レーザを入射し、薄膜半導
体層ａとその上の透明電極層ｕをパターニングし分離溝
ｋ２を形成した。このときの薄膜半導体層および透明電
極層のレーザ加工出力は５．０Ｗ、パターニング溝幅は
０．１ｍｍとした（図２（ｆ））。
【００５４】上記実施例により、実施例１と同様にレー
ザパターニングを容易とし、かつ、透明導電部材層（Ｂ
層）を設けたことにより、レーザ加工出力を低減するこ
とができる。なお、図２（ｅ）におけるｍ２部は、前述
のように、後から溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明
導電部材層（Ａ層）を電気的に接続することもできる。
ザパターニングを容易とし、かつ、透明導電部材層（Ｂ
層）を設けたことにより、レーザ加工出力を低減するこ
とができる。なお、図２（ｅ）におけるｍ２部は、前述
のように、後から溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明
導電部材層（Ａ層）を電気的に接続することもできる。
【００５５】（実施例３）図３（ａ）〜（ｆ）は、請求
項３，４，１０および１１の発明に関わる実施例の薄膜
太陽電池の製造工程を示す。なお、図３は、図３（ｆ）
に示すように、後から図３（ｆ）ｍ３部を溶融低抵抗化
させる請求項１１の発明に係わる製造方法の実施例を示
す。
項３，４，１０および１１の発明に関わる実施例の薄膜
太陽電池の製造工程を示す。なお、図３は、図３（ｆ）
に示すように、後から図３（ｆ）ｍ３部を溶融低抵抗化
させる請求項１１の発明に係わる製造方法の実施例を示
す。
【００５６】まず、板厚０．２５ｍｍのアラミド基板Ｓ
にスパッタ法を用いて製膜温度３５０℃で、透明導電部
材層（Ｂ層）としての酸化亜鉛の層Ｂを２００ｎｍ、金
属電極層ｅとしての銀を１００ｎｍ、透明導電部材層
（Ａ層）としての酸化亜鉛の層Ａを６０ｎｍ形成した
（図３（ａ））。
にスパッタ法を用いて製膜温度３５０℃で、透明導電部
材層（Ｂ層）としての酸化亜鉛の層Ｂを２００ｎｍ、金
属電極層ｅとしての銀を１００ｎｍ、透明導電部材層
（Ａ層）としての酸化亜鉛の層Ａを６０ｎｍ形成した
（図３（ａ））。
【００５７】次に、ＹＡＧ第２高調波レーザを用いて、
透明導電部材層（Ａ層）と金属電極層を除去し、分離部
（ｇ３）を形成した。このときのレーザ加工出力は７．
０Ｗ、分割溝幅は０．４ｍｍとした（図３（ｂ））。
透明導電部材層（Ａ層）と金属電極層を除去し、分離部
（ｇ３）を形成した。このときのレーザ加工出力は７．
０Ｗ、分割溝幅は０．４ｍｍとした（図３（ｂ））。
【００５８】続いて、透明導電部材層（Ａ層）側からＹ
ＡＧ第２高調波レーザを用いて、透明導電部材層（Ａ
層）、金属電極層（銀）および第２の透明導電部材層
（Ｂ層）をパターニングし、複数個の帯状に分割した。
このときのレーザ加工出力は４．０Ｗ、分割溝幅は０．
１ｍｍとした（図３（ｃ））。
ＡＧ第２高調波レーザを用いて、透明導電部材層（Ａ
層）、金属電極層（銀）および第２の透明導電部材層
（Ｂ層）をパターニングし、複数個の帯状に分割した。
このときのレーザ加工出力は４．０Ｗ、分割溝幅は０．
１ｍｍとした（図３（ｃ））。
【００５９】前記２つのパターニングの違いは、一方は
３層（透明導電部材層（Ａ層）、金属電極層、第２の透
明導電部材層（Ｂ層））を一括して除去するのに対し、
もう一方の分離部（ｇ３）の加工は、Ｂ層だけを残して
加工する点である。こうした選択除去加工は、レーザ加
工条件（特にレーザ加工出力）を最適化することにより
制御できるが、本実施例では、それをより確実かつ容易
にするために、２つの透明導電部材層に膜厚の差をつけ
た。即ち、請求項４の発明のように、一方（除去側）の
膜（Ａ層）は加工が容易な膜厚に設定し、他方（残側）
の膜（Ｂ層）は加工が困難な膜厚に設定した。
３層（透明導電部材層（Ａ層）、金属電極層、第２の透
明導電部材層（Ｂ層））を一括して除去するのに対し、
もう一方の分離部（ｇ３）の加工は、Ｂ層だけを残して
加工する点である。こうした選択除去加工は、レーザ加
工条件（特にレーザ加工出力）を最適化することにより
制御できるが、本実施例では、それをより確実かつ容易
にするために、２つの透明導電部材層に膜厚の差をつけ
た。即ち、請求項４の発明のように、一方（除去側）の
膜（Ａ層）は加工が容易な膜厚に設定し、他方（残側）
の膜（Ｂ層）は加工が困難な膜厚に設定した。
【００６０】次に、ａ−Ｓｉおよびａ−ＳｉＧｅ膜から
なる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法を用いて形成し
た。本実施例においても、薄膜半導体層の層構成をnip/
nip/nip構造から成るトリプル構造とした。そして、ア
ラミド基板側と中間のｉ層にはａ−ＳｉＧｅ膜を、光入
射側のｉ層にはａ−Ｓｉ膜を用いた。この薄膜半導体層
の総合膜厚は約０．６μｍである（図３（ｄ））。
なる薄膜半導体層ａをプラズマＣＶＤ法を用いて形成し
た。本実施例においても、薄膜半導体層の層構成をnip/
nip/nip構造から成るトリプル構造とした。そして、ア
ラミド基板側と中間のｉ層にはａ−ＳｉＧｅ膜を、光入
射側のｉ層にはａ−Ｓｉ膜を用いた。この薄膜半導体層
の総合膜厚は約０．６μｍである（図３（ｄ））。
【００６１】続いて、薄膜半導体層ａ上に酸化インジウ
ムからなる透明電極層ｕを製膜温度２００℃で形成した
（図３（ｅ））。
ムからなる透明電極層ｕを製膜温度２００℃で形成した
（図３（ｅ））。
【００６２】最後に、透明電極層ｕ側からＹＡＧ第２高
調波レーザを照射し、薄膜半導体層ａを低抵抗化してｍ
３部を形成し、透明電極層ｕと透明導電部材層（Ａ層）
Ａとを電気的に接続した。このときのレーザ出力は８．
０Ｗ、レーザスポット径は０．２ｍｍとした。
調波レーザを照射し、薄膜半導体層ａを低抵抗化してｍ
３部を形成し、透明電極層ｕと透明導電部材層（Ａ層）
Ａとを電気的に接続した。このときのレーザ出力は８．
０Ｗ、レーザスポット径は０．２ｍｍとした。
【００６３】また、分離部（ｇ３）において、アラミド
基板側からＹＡＧ第２高調波レーザを入射し、薄膜半導
体層とその上の透明電極層をパターニングし、分離溝ｋ
３を形成した（図３（ｆ））。
基板側からＹＡＧ第２高調波レーザを入射し、薄膜半導
体層とその上の透明電極層をパターニングし、分離溝ｋ
３を形成した（図３（ｆ））。
【００６４】このときのレーザ加工出力は４．０Ｗ、パ
ターニング溝幅は０．１ｍｍとした。
ターニング溝幅は０．１ｍｍとした。
【００６５】上記実施例によれば、実施例２と同様に、
レーザパターニングを容易とし、かつ、透明導電部材層
（Ｂ層）を設けたことにより、レーザ加工出力を低減す
ることができる。さらに、前記図３（ｂ）と図３（ｃ）
のレーザパターニングを継続して、略同時期に実施でき
るので、実施例２に比べて製造手順が簡素化し、また前
述のように発塵の悪影響を防止することができる。
レーザパターニングを容易とし、かつ、透明導電部材層
（Ｂ層）を設けたことにより、レーザ加工出力を低減す
ることができる。さらに、前記図３（ｂ）と図３（ｃ）
のレーザパターニングを継続して、略同時期に実施でき
るので、実施例２に比べて製造手順が簡素化し、また前
述のように発塵の悪影響を防止することができる。
【００６６】なお、前述の実施例１ないし３において、
透明電極層，透明導電部材層（Ａ層およびＢ層）の材質
としては、一部は各実施例に記載したが、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ2、ＺｎＯなどの透明導電性の金属酸化物の中から選
択することができる。
透明電極層，透明導電部材層（Ａ層およびＢ層）の材質
としては、一部は各実施例に記載したが、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ2、ＺｎＯなどの透明導電性の金属酸化物の中から選
択することができる。
【００６７】
【発明の効果】この発明によれば前述のように、透光性
基板の片側主面に、金属電極層，薄膜半導体層および透
明電極層を順次積層して薄膜太陽電池ユニット（ユニッ
トセル）を複数個形成し、これらのユニットセルにおけ
る前記各層のパターニングと層形成によって隣接するユ
ニットセルの金属電極層と透明電極層とを電気的に接続
して、前記複数のユニットセルを電気的に直列に接続し
てなる薄膜太陽電池において、図１ないし図３のよう
に、その構成および工程の相違はあるものの、少なくと
も、透光性基板と、レーザ加工によりパターニングする
透明電極層および薄膜半導体層との間に、透明導電部材
層（Ａ層またはＢ層）を介在させて、透光性基板側か
ら、レーザ光を照射して、透明電極層をレーザパターニ
ングすることを可能としたので、これにより、太陽電池
の面積効率の向上および製造プロセスの低コスト化が図
れる。
基板の片側主面に、金属電極層，薄膜半導体層および透
明電極層を順次積層して薄膜太陽電池ユニット（ユニッ
トセル）を複数個形成し、これらのユニットセルにおけ
る前記各層のパターニングと層形成によって隣接するユ
ニットセルの金属電極層と透明電極層とを電気的に接続
して、前記複数のユニットセルを電気的に直列に接続し
てなる薄膜太陽電池において、図１ないし図３のよう
に、その構成および工程の相違はあるものの、少なくと
も、透光性基板と、レーザ加工によりパターニングする
透明電極層および薄膜半導体層との間に、透明導電部材
層（Ａ層またはＢ層）を介在させて、透光性基板側か
ら、レーザ光を照射して、透明電極層をレーザパターニ
ングすることを可能としたので、これにより、太陽電池
の面積効率の向上および製造プロセスの低コスト化が図
れる。
【図１】この発明の実施例に関わる薄膜太陽電池の製造
工程を示す図
工程を示す図
【図２】この発明の図１とは異なる薄膜太陽電池の製造
工程を示す図
工程を示す図
【図３】この発明の図１とはさらに異なる薄膜太陽電池
の製造工程を示す図
の製造工程を示す図
【図４】従来の薄膜太陽電池の製造工程を示す図
ａ：薄膜半導体層、ｅ：金属電極層、ｇ１，ｇ２，ｇ
３：分離部、ｋ１，ｋ２，ｋ３：分離溝、ｕ：透明電極
層、Ａ：透明導電部材層（Ａ層）、Ｂ：第２の透明導電
部材層（Ｂ層）、Ｓ：透光性基板。
３：分離部、ｋ１，ｋ２，ｋ３：分離溝、ｕ：透明電極
層、Ａ：透明導電部材層（Ａ層）、Ｂ：第２の透明導電
部材層（Ｂ層）、Ｓ：透光性基板。
Claims (11)
- 【請求項１】 透光性を有する基板の片側主面に、金属
電極層，薄膜半導体層および透明電極層を順次積層して
薄膜太陽電池ユニット（ユニットセル）を複数個形成
し、これらのユニットセルにおける前記各層のパターニ
ングと層形成によって隣接するユニットセルの金属電極
層と透明電極層とを電気的に接続して、前記複数のユニ
ットセルを電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池に
おいて、 前記金属電極層の一部をパターニングして、前記各層の
パターニングラインと平行な分離部を別途設け、前記金
属電極層と薄膜半導体層との間ならびに前記分離部に透
明導電部材層（Ａ層）を形成してなり、隣接するユニッ
トセルの前記Ａ層と透明電極層とを電気的に接続するこ
とにより、金属電極層と透明電極層とを電気的に接続し
て、前記複数のユニットセルを電気的に直列に接続して
なることを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項２】 請求項１記載の薄膜太陽電池において、
前記透光性を有する基板と前記金属電極層との間に、第
２の透明導電部材層（Ｂ層）を設けることを特徴とする
薄膜太陽電池。 - 【請求項３】 請求項２記載の薄膜太陽電池において、
前記金属電極層の分離部に対応して、前記Ａ層の一部に
も分離部を設け、前記両分離部に薄膜半導体層を形成し
てなることを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項４】 請求項３記載の薄膜太陽電池において、
前記Ｂ層の厚さを前記Ａ層の厚さより大とすることを特
徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれかに記載の薄
膜太陽電池において、前記透明電極層，Ａ層およびＢ層
の材質は、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯなどの透明導電性
の金属酸化物とすることを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項６】 請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法
であって、以下の１）ないし８）の工程を含むことを特
徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて金属
電極層を形成する工程。 ２）金属電極層上にマスクを形成し、薬液によるエッチ
ングまたはサンドブラスト法を用いて、またはマスクレ
スのレーザ加工法を用いて金属電極層をパターニングし
て分離部（ｇ１）を形成する工程。 ３）金属電極層上および透光性基板上に蒸着またはスパ
ッタ法を用いて透明導電部材層（Ａ層）を形成する工
程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上にマスクを形成し、サン
ドブラスト法またはマスクレスのレーザ加工法を用いて
透明導電部材層（Ａ層）および金属電極層をパターニン
グする工程。 ５）透明導電部材層（Ａ層）上および透光性基板上にＣ
ＶＤ法を用いて薄膜半導体層を形成する工程。 ６）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ７）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ８）前記分離部（ｇ１）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。 - 【請求項７】 請求項６記載の製造方法において、前記
６）および７）に記載の工程に代えて、下記６）および
７）の工程とすることを特徴とする薄膜太陽電池の製造
方法。 ６）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ７）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。 - 【請求項８】 請求項２記載の薄膜太陽電池の製造方法
であって、以下の１）ないし８）の工程を含むことを特
徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて第２
の透明導電部材層（Ｂ層）および金属電極層を形成する
工程。 ２）レーザ加工法を用いて、透光性基板側からレーザ光
を入射し、第２の透明導電部材層（Ｂ層）および金属電
極層をパターニングして分離部（ｇ２）を形成する工
程。 ３）金属電極層上および透光性基板上に蒸着またはスパ
ッタ法を用いて透明導電部材層（Ａ層）を形成する工
程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上にマスクを形成し、サン
ドブラスト法またはマスクレスのレーザ加工法を用いて
透明導電部材層（Ａ層）および金属電極層ならびに第２
の透明導電部材層（Ｂ層）をパターニングする工程。 ５）透明導電部材層（Ａ層）上および透光性基板上にＣ
ＶＤ法を用いて薄膜半導体層を形成する工程。 ６）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ７）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ８）前記分離部（ｇ２）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。 - 【請求項９】 請求項８記載の製造方法において、前記
６）および７）に記載の工程に代えて、下記６）および
７）の工程とすることを特徴とする薄膜太陽電池の製造
方法。 ６）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ７）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。 - 【請求項１０】 請求項３記載の薄膜太陽電池の製造方
法であって、以下の１）ないし７）の工程を含むことを
特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 １）透光性基板上に蒸着またはスパッタ法を用いて第２
の透明導電部材層（Ｂ層）、金属電極層および透明導電
部材層（Ａ層）を形成する工程。 ２）レ−ザ加工法を用いて透明導電部材層（Ａ層）およ
び金属電極層をパターニングして分離部（ｇ３）を形成
する工程。 ３）レーザ加工法を用いて透明導電部材層（Ａ層），金
属電極層および第２の透明導電部材層（Ｂ層）をパター
ニングする工程。 ４）透明導電部材層（Ａ層）上，第２の透明導電部材層
（Ｂ層）上および透光性基板上にＣＶＤ法を用いて薄膜
半導体層を形成する工程。 ５）薄膜半導体層上にマスクを形成しサンドブラスト法
を用いて、またはマスクレスのレーザ加工法を用いて薄
膜半導体層をパターニングする工程。 ６）薄膜半導体層および透明導電部材層（Ａ層）上に蒸
着またはスパッタ法を用いて透明電極層を形成する工
程。 ７）前記分離部（ｇ３）に、透光性基板側からレーザ光
を入射し、薄膜半導体層および透明電極層をパターニン
グする工程。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の製造方法において、
前記５）および６）に記載の工程に代えて、下記５）お
よび６）の工程とすることを特徴とする薄膜太陽電池の
製造方法。 ５）薄膜半導体層上に蒸着またはスパッタ法を用いて透
明電極層を形成する工程。 ６）透明電極層側からレーザ光を照射し、透明電極層と
薄膜半導体層を溶融低抵抗化させ、透明電極層と透明導
電部材層（Ａ層）を電気的に接続する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000637A JP4379560B2 (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000637A JP4379560B2 (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002203976A true JP2002203976A (ja) | 2002-07-19 |
| JP4379560B2 JP4379560B2 (ja) | 2009-12-09 |
Family
ID=18869388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001000637A Expired - Lifetime JP4379560B2 (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4379560B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010283172A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Kaneka Corp | 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法 |
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| JP2014167808A (ja) * | 2014-04-17 | 2014-09-11 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 入力装置 |
| KR101460619B1 (ko) | 2008-07-09 | 2014-11-11 | 주성엔지니어링(주) | 박막형 태양전지 및 그 제조방법 |
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| CN110165019A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-23 | 信利半导体有限公司 | 一种薄膜太阳能电池的制作方法及薄膜太阳能电池 |
-
2001
- 2001-01-05 JP JP2001000637A patent/JP4379560B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR101474287B1 (ko) * | 2013-05-15 | 2014-12-19 | 주식회사 엘티에스 | 후면전극형 태양전지 모듈의 백시트 제조방법 |
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