JP2002261314A - 薄膜光電変換モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溝の形成に要する時間を短縮し得る薄膜光電変
換モジュールの製造方法を提供すること。 【解決手段】本発明の薄膜光電変換モジュールの製造方
法は，透明基板とその一方の主面に形成された積層構造
とを具備し、前記積層構造は透明前面電極層と薄膜光電
変換ユニットと裏面電極層とを備え且つ互いに直列接続
された複数の薄膜光電変換セルを構成した薄膜光電変換
モジュールの製造方法であって、前記積層構造を構成す
る薄膜の少なくとも１つ５１の上に複数のビームスポッ
ト５２ａ，５２ｂの配列が形成され且つその配列が直径
２ｍｍの領域内に収まるように複数本のレーザビームを
照射するのとともに前記複数のビームスポット５２ａ，
５２ｂの配列と前記透明基板とを相対移動させることに
よって前記少なくとも１つの薄膜５１に溝５４を形成す
る工程を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜光電変換モジ
ュールの製造方法に係り、特には、レーザビームを使用
して薄膜に溝を形成する工程を含む薄膜光電変換モジュ
ールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、薄膜光電変換モジュールは、複数
の薄膜光電変換セルをガラス基板上で相互に直列接続し
た構造を有している。それぞれの薄膜光電変換セルは、
一般的には、ガラス基板上への前面透明電極層、薄膜光
電変換ユニット、及び裏面電極層の成膜とパターニング
とを順次行うことにより形成されている。

【０００３】そのような薄膜光電変換モジュールの製造
においては、前面透明電極層や裏面電極層の成膜時に、
透明導電材料や金属材料が基板の端面などに付着するこ
とがある。この場合、薄膜光電変換セル間で前面透明電
極層同士を及び裏面電極層同士を電気的に絶縁するため
に上記のパターニングを行ったとしても、それらは基板
の端面などに付着した透明導電材料や金属材料を介して
相互に導通することとなり、モジュールの出力特性が低
下する。そのため、このような出力特性の低下を防止す
るために、通常、薄膜光電変換モジュールにはレーザス
クライブによって周縁分離溝が形成される。

【０００４】周縁分離溝は、複数の薄膜光電変換セルを
取り囲み且つ前面透明電極層と薄膜光電変換ユニットと
裏面電極層との積層構造を分割するように設けられる溝
である。この周縁分離溝を形成した場合、複数の薄膜光
電変換セルで構成されるセル集積領域はその周囲の周縁
領域から電気的に絶縁されるため、上記の問題を防止可
能であると考えられる。

【０００５】しかしながら、レーザスクライブによって
周縁分離溝を形成する際、それに伴って周縁分離溝の側
壁に透明導電性材料などが付着することがある。この場
合、透明前面電極層と裏面電極層との間で電流がリーク
し、光電変換効率が低下してしまう。

【０００６】かかる問題に対し、本出願人による特開平
１１−１８６５７３号公報は、周縁分離溝を、その幅が
透明前面電極層の位置に比べて薄膜光電変換ユニットと
裏面電極層との積層構造の位置でより広くなるように形
成することなどを開示している。このような周縁分離溝
は、透明前面電極層を分割する第１の分離溝を形成した
後、薄膜光電変換ユニットと裏面電極層との積層構造を
分割し且つ第１の分離溝よりも幅の広い第２の分離溝を
それら分離溝の中心位置が一致するように形成すること
によって得られる。そのため、第２の分離溝の側壁に透
明導電性材料が付着することはあり得ず、したがって、
透明前面電極層と裏面電極層との間で電流がリークする
のを防止することができる。

【０００７】ところで、上記の周縁分離溝は、高い絶縁
分離性が要求されるため、１００μｍ以上の幅に形成さ
れることがある。そのような幅の溝は、レーザビームの
パワーを高めれば１回のレーザスキャンで形成すること
が可能である。しかしながら、レーザビームのパワーを
高めた場合、透明基板や溝を形成すべき薄膜に隣接する
他の薄膜などがダメージを受ける。それゆえ、１回のレ
ーザスキャンで形成可能な溝の幅は数１０μｍ程度に制
限され、したがって、周縁分離溝を形成するには複数回
のレーザスキャンが必要となる。すなわち、従来技術に
よると、周縁分離溝の形成に長時間を要する。

【０００８】近年、モジュールを大量且つ安価に製造す
ることが強く求められており、そのためには、製造に要
する時間を短縮することが必須である。したがって、周
縁分離溝の形成に関しても、それに要する時間を短縮す
ることが求められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、溝の形成に要する時間を
短縮し得る薄膜光電変換モジュールの製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するに当
たり、本発明者らは、複数本のレーザビームを用いれ
ば、１回のレーザスキャンで幅の広い溝を形成すること
が可能となると考え、実際に試験を行った。その結果、
複数本のレーザビームを用い且つそれらが形成するビー
ムスポットの配列が直径２ｍｍの領域内に収まる場合、
１本のレーザビームを用いて複数回のレーザスキャンを
行う場合に比べて加工時間が著しく短縮されるのに加
え、絶縁分離を確実に行うことが可能となることを見出
した。

【００１１】すなわち、本発明によると、透明基板とそ
の一方の主面に形成された積層構造とを具備し、前記積
層構造は透明前面電極層と薄膜光電変換ユニットと裏面
電極層とを備え且つ互いに直列接続された複数の薄膜光
電変換セルを構成した薄膜光電変換モジュールの製造方
法であって、前記積層構造を構成する薄膜の少なくとも
１つの上に複数のビームスポットの配列が形成され且つ
その配列が直径２ｍｍの領域内に収まるように複数本の
レーザビームを照射するのとともに前記複数のビームス
ポットの配列と前記透明基板とを相対移動させることに
よって前記少なくとも１つの薄膜に溝を形成する工程を
含むことを特徴とする薄膜光電変換モジュールの製造方
法が提供される。

【００１２】本発明において、複数のビームスポットが
上記相対移動によって少なくとも１つの薄膜上に形成す
る軌跡が複数のビームスポットのそれぞれの径よりも大
きな幅を有する１本の線を形成するように複数のビーム
スポットの配列及び上記相対移動の方向を制御すること
により、上記溝として１本の溝を形成することができ
る。このような方法は、上記１本の溝が、複数の薄膜光
電変換セルを含むセル領域をそれを取り囲む周縁領域か
ら電気的に絶縁する周縁分離溝の少なくとも一部である
場合などに特に有用である。

【００１３】また、複数のビームスポットが上記相対移
動によって少なくとも１つの薄膜上に形成する軌跡が互
いに離間された複数本の線を形成するように複数のビー
ムスポットの配列及び上記相対移動の方向を制御して、
上記溝として複数本の溝を形成することもできる。この
ような方法は、上記複数本の溝が、複数の薄膜光電変換
セルが形成する直列アレイの少なくとも一方の端部に設
けられ且つ電極バスバーと直列アレイとを電気的に接続
する複数本の接続溝である場合などに特に有用である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながらより詳細に説明する。なお、各図において同様
の部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略
する。

【００１５】図１（ａ），（ｂ）は、それぞれ、本発明
で利用する薄膜加工方法を概略的に示す平面図である。
図１（ａ），（ｂ）には、薄膜５１に複数本のレーザビ
ームを照射しつつ、そのようなレーザビーム照射によっ
て形成されるビームスポット５２ａ，５２ｂの配列を薄
膜５１に対して矢印５３に示す方向に相対移動させた場
合に観測されるビームスポット５２ａ，５２ｂの軌跡或
いはそれによって形成される溝５４が描かれている。な
お、図１（ａ），（ｂ）のいずれにおいても、ビームス
ポット５２ａ，５２ｂの配列は直径２ｍｍの領域内にあ
る。

【００１６】図１（ａ）に示すように、矢印５３で示す
方向に対して垂直な方向に関しビームスポット５２ａ，
５２ｂ間の距離を狭めた場合、上記相対移動によってビ
ームスポット５２ａが形成する軌跡とビームスポット５
２ｂが形成する軌跡とは部分的に重なる。したがって、
図１（ａ）に示すように、ビームスポット５２ａ，５２
ｂを薄膜５１に対して矢印５３で示す方向に相対移動さ
せることにより、薄膜５３に幅の広い１本の溝５４を形
成することができる。換言すれば、図１（ａ）に示す方
法によると、１回のレーザスキャンで幅の広い溝５４を
形成することが可能となる。

【００１７】ところで、１本のレーザビームを用いて幅
の広い溝を形成する場合、レーザスキャンを複数回行っ
て複数本の溝をそれぞれが部分的に重なり合うように順
次形成する必要がある。この場合、１回のレーザスキャ
ンを終えるたびにビームスポットと薄膜との相対位置を
溝の長手方向に対して垂直な方向にずらさなけらばなら
ない。そのため、その精度が低い場合には、溝の底面に
帯状に残留物が残されることがある。

【００１８】これに対し、図１（ａ）に示す方法による
と、溝５４の形成を、ビームスポット５２ａ，５２ｂの
配列と相対移動方向５３とを適切に制御した状態で行え
ば、そのような問題は起こり得ない。すなわち、図１
（ａ）に示す方法によると、１回のレーザスキャンで幅
の広い溝５４を確実に形成することが可能となる。

【００１９】一方、図１（ｂ）に示すように、矢印５３
で示す方向に対して垂直な方向に関しビームスポット５
２ａ，５２ｂ間の距離を広げた場合、上記相対移動によ
ってビームスポット５２ａが形成する軌跡とビームスポ
ット５２ｂが形成する軌跡とは互いに離間される。した
がって、図１（ｂ）に示すように、ビームスポット５２
ａ，５２ｂを薄膜５１に対して矢印５３で示す方向に相
対移動させることにより、薄膜５３に複数本の溝５４を
形成することができる。換言すれば、図１（ｂ）に示す
方法によると、１回のレーザスキャンで複数本の溝５４
を形成することが可能となる。

【００２０】また、図１（ｂ）に示す方法によると、１
回のレーザスキャンで複数本の溝５４を形成するため、
溝５４間の間隔を高精度に制御することができる。した
がって、１本のレーザビームを用いて複数本の溝５４を
形成する場合に比べて、溝５４間の間隔を狭めることな
どが可能となる。

【００２１】以上説明したように、本発明では、ビーム
スポット５２ａ，５２ｂの配列と相対移動方向５３との
間の関係を制御することが重要である。このような制御
は、ビームスポット５２ａ，５２ｂ間の距離が過剰に長
い場合には困難であるが、ビームスポット５２ａ，５２
ｂの配列が直径２ｍｍの領域内にある場合には高精度に
行うことができる。

【００２２】上記薄膜加工方法において、溝５４の形成
は、通常、ビームスポット５２ａ，５２ｂの配列を薄膜
５１に対して直線的に相対移動させることにより行う。
また、上記相対移動は、通常、ビームスポット５２ａ，
５２ｂの配列の位置を固定し、薄膜５１を平行移動させ
ることによって行う。また、それぞれのレーザビーム
は、その光軸が薄膜５１の主面に対して可能な限り垂直
となるように照射することが好ましい。

【００２３】上述した複数本のレーザビームは、例え
ば、１つのレーザから出射される１本のレーザビームを
ビームスプリッタによって複数本のビームへと分離する
ことなどによって得ることができる。レーザ加工機に
は、それぞれのビームに対応してシャッタを設けてもよ
い。この場合、それらシャッタの開閉を制御することに
より、図１（ａ）に示す方法では溝５４の幅を調節する
ことができ、図１（ｂ）に示す方法では溝５４の本数を
調節することができる。

【００２４】ビームスポット５２ａ，５２ｂの配列は、
例えば、ビームスプリッタと薄膜５３との間に適当な光
学系を設けることによって変更可能とすることができ
る。例えば、矢印５３で示す方向に対して垂直な方向に
関し、ビームスポット５２ａとビームスポット５２ｂと
の間の距離を可変とすれば、図１（ａ），（ｂ）に示し
た方法の双方を単一のレーザ加工機で実施することがで
きる。しかも、この場合、図１（ａ）に示す方法では溝
５４の幅を調節することができ、図１（ｂ）に示す方法
では溝５４間の間隔を調節することができる。また、矢
印５３で示す方向に関してビームスポット５２ａとビー
ムスポット５２ｂとの間の距離を可変とすれば、上記相
対移動方向を矢印５３で示す方向に対して垂直な方向と
することができる。

【００２５】溝５４の幅は、レーザとしてパルスレーザ
を使用する場合には、パルスの周期を調節することによ
って変更可能である。また、溝５４の幅は、ビームスポ
ット５２ａ，５２ｂのサイズを調節することによっても
変更可能である。

【００２６】ビームスポット５２ａ，５２ｂのサイズ
は、例えば、レーザ加工機の集束レンズと薄膜５１との
間の距離を調節することによって変更可能である。しか
しながら、この場合、加工位置をモニタするカメラの焦
点を合わせるのが困難となる。これに対し、レーザと集
束レンズとの間に可変エクスパンダを配置することなど
によって、集束レンズを透過したレーザビームが最も細
くなる位置でのビーム径をより大きくし且つその位置ま
たはその近傍と薄膜５１の位置とを一致させた場合、加
工位置をモニタするカメラの焦点を容易に合わせること
ができる。したがって、ビームスポット５２ａ，５２ｂ
のサイズを変更するには、後者の方法を利用することが
好ましい。

【００２７】図１（ａ），（ｂ）を参照して説明した薄
膜加工方法では、通常、上記複数本のレーザビームの波
長は互いに等しいが、上記複数本のレーザビームとし
て、第１の波長を有する複数本のレーザビームと、第１
の波長とは異なる第２の波長を有する複数本のレーザビ
ームを使用することも可能である。例えば、第１の波長
を有する複数本のレーザビームを直径２ｍｍの第１の領
域内に集光させ、第２の波長を有する複数本のレーザビ
ームを直径２ｍｍの第２の領域内に集光させ、第１の領
域と第２の領域とを矢印５３で示す相対移動方向に沿っ
て位置させた場合、積層され且つ吸収波長域が互いに異
なる複数の薄膜に対して同時に溝を形成することができ
る。

【００２８】次に、上記薄膜加工方法を利用した薄膜光
電変換モジュールの製造方法について説明する。図２
は、本発明の一実施形態に係る方法により製造可能な薄
膜光電変換モジュールを概略的に示す平面図である。図
２に示す薄膜光電変換モジュール１は、透明基板２上に
複数の薄膜光電変換セル１０を集積した構造を有してい
る。なお、図２において、これら薄膜光電変換セル１０
は直列接続されて直列アレイ１１を構成しており、この
直列アレイ１１の両端にはリボン状の銅箔等からなる一
対の共通電極である電極バスバー１２が接続されてい
る。また、直列アレイ１１を含むセル領域は、それを取
り囲む周縁領域１５から後述する周縁分離溝によって電
気的に絶縁されている。

【００２９】図２に示すモジュール１について、図３及
び図４を参照しながら、さらに詳しく説明する。図３
は、図２に示す薄膜光電変換モジュール１のＡ−Ａ線に
沿った断面図である。また、図４は、図２に示す薄膜光
電変換モジュール１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
なお、図３及び図４には、モジュール１の一部のみが描
かれている。

【００３０】図３及び図４に示すように、モジュール１
の薄膜光電変換セル１０は、透明基板２上に、透明前面
電極層３、薄膜光電変換ユニット４、及び裏面電極層５
を順次積層した構造を有している。隣り合うセル１０間
には、透明前面電極層３を分割する第１の分離溝２１
と、薄膜光電変換ユニット４及び裏面電極層５を分割す
る第２の分離溝２２とが設けられている。これにより、
隣り合うセル１０間で、透明前面電極層３同士及び裏面
電極層５同士は電気的に絶縁されている。また、隣り合
うセル１０間には、薄膜光電変換ユニット４を分割する
第１の接続溝２３が設けられている。第１の接続溝２３
は、裏面電極層５を構成する材料で埋め込まれており、
それによって、隣り合う２つのセル１０の一方の裏面電
極層５と他方の透明前面電極層３とを電気的に接続して
いる。

【００３１】直列アレイ１１の両端部には、薄膜光電変
換ユニット４及び裏面電極層５を分割する第２の分離溝
２４が形成されている。これら第２の分離溝２４は超音
波はんだ１７などによって埋め込まれており、電極バス
バー１２は超音波はんだ１７を介して直列アレイ１１の
端部で周縁に向けて延在する透明前面電極層３などと電
気的に接続されている。

【００３２】また、透明前面電極層３、薄膜光電変換ユ
ニット４、及び裏面電極層５は、直列アレイ１１を取り
囲む周縁分離溝２５によって分割されている。周縁分離
溝２５は溝２５ａと溝２５ｂとで構成されており、この
周縁分離溝２５によって、直列アレイ１１を含むセル領
域は、それを取り囲む周縁領域１５から電気的に絶縁さ
れている。

【００３３】本実施形態では、上述したモジュール１
を、例えば以下の方法で製造する。まず、透明基板２の
一方の主面上に、透明前面電極層３を連続膜として形成
する。透明基板２は、ガラス板や透明樹脂フィルム等に
より構成することができる。また、透明前面電極層３
は、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ₂膜、或いはＺｎＯ膜のような透
明導電性酸化物層等で構成することができる。透明前面
電極層３は単層構造でも多層構造であってもよい。透明
前面電極層３は、蒸着法、ＣＶＤ法、或いはスパッタリ
ング法等それ自体既知の気相堆積法を用いて形成するこ
とができる。

【００３４】次に、大面積の薄膜として形成した透明前
面電極層３にＹＡＧレーザ等を用いたレーザスクライブ
により第１の分離溝２１を形成して、透明前面電極層３
を各セル１０に対応して分割する。

【００３５】次いで、透明前面電極層３上に薄膜光電変
換ユニット４を連続膜として形成する。これにより、透
明前面電極層３に形成した第１の分離溝２１は薄膜光電
変換ユニット４を構成する材料で埋め込まれる。

【００３６】薄膜光電変換ユニット４は、例えば、透明
前面電極層３側からｐ型非単結晶シリコン系半導体層、
非単結晶シリコン系薄膜光電変換層、及びｎ型非単結晶
シリコン系半導体層を順次積層した構造を有する。これ
らｐ型半導体層、光電変換層およびｎ型半導体層はいず
れもプラズマＣＶＤ法により形成することができる。

【００３７】ｐ型シリコン系半導体層は、シリコンまた
はシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリ
コン合金に、ボロンやアルミニウム等のｐ導電型決定不
純物原子をドープすることにより形成することができ
る。

【００３８】ｐ型半導体層上に形成される光電変換層
は、非単結晶シリコン系半導体材料で形成することがで
き、そのような材料としては、真性半導体のシリコン
（水素化シリコン等）やシリコンカーバイド及びシリコ
ンゲルマニウム等のシリコン合金等を挙げることができ
る。また、光電変換機能を十分に備えていれば、微量の
導電型決定不純物を含む弱ｐ型もしくは弱ｎ型のシリコ
ン系半導体材料も用いられ得る。

【００３９】光電変換層上に形成されるｎ型シリコン系
半導体層は、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリ
コンゲルマニウム等のシリコン合金に、燐や窒素等のｎ
導電型決定不純物原子をドープすることにより形成する
ことができる。

【００４０】続いて、ＹＡＧレーザ等を用いたレーザス
クライブにより光電変換ユニット４に第１の接続溝２３
を形成する。

【００４１】その後、薄膜光電変換ユニット４上に裏面
電極層５を大面積の薄膜として形成する。これにより、
光電変換ユニット４に形成した接続溝２３は導電性材料
で埋め込まれる。

【００４２】この裏面電極層５は電極としての機能を有
するだけでなく、透明基板２から光電変換ユニット４に
入射し裏面電極層５に到達した光を反射して光電変換ユ
ニット４内に再入射させる反射層としての機能も有して
いる。裏面電極層５は、銀やアルミニウム等の金属材料
を用いて、蒸着法やスパッタリング法等により、例えば
２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の厚さに形成することがで
きる。また、裏面電極層は、金属層と光電変換ユニット
４との接着性を向上させるために、ＺｎＯのような非金
属材料からなる透明導電性薄膜との積層構造とすること
ができる。

【００４３】次に、ＹＡＧレーザ等を用いたレーザスク
ライブにより裏面電極層５に第２の分離溝２２を形成し
て、各セル１０間で裏面電極層５同士を電気的に絶縁す
る。

【００４４】次いで、ＹＡＧレーザ等を用いたレーザス
クライブにより第２の接続溝２４及び周縁分離溝２５を
形成する。さらに、第２の接続溝２４を超音波はんだ１
７などで埋め込み、これを介して電極バスバー１２を取
り付ける。以上のようにして、図１〜図３に示す構造を
得る。

【００４５】以上説明した製造プロセスにおいて、図１
（ａ）を参照して説明した薄膜加工方法は、周縁分離溝
２５を形成するのに利用することが好ましい。第１及び
第２の分離溝２１，２２や接続溝２３は、発電に有効な
面積を増加させるため、より狭い幅に形成することが望
まれる。それに対し、周縁分離溝２５は、高い絶縁分離
性を実現するためにより広い幅に形成することが望まれ
る。すなわち、そのような幅の周縁分離溝２５を従来の
方法で形成するには、レーザスキャンを繰り返し行わな
ければならない。それに対し、図１（ａ）を参照して説
明した薄膜加工方法を利用した場合、周縁分離溝２５を
１回のレーザスキャンで形成することができるため、そ
の形成に要する時間を短縮することができる。また、周
縁分離溝２５の形成に図１（ａ）の薄膜加工方法を利用
した場合、以下の点でも有利である。

【００４６】図５（ａ）は、従来技術を用いて形成した
溝２５ａを概略的に示す断面図である。また、図５
（ｂ）は、図１（ａ）に示す方法を用いて形成した溝２
５ａを概略的に示す断面図である。

【００４７】先に説明したように、１本のレーザビーム
を用いて幅の広い溝２５ａを形成した場合、図５（ａ）
に示すように、透明前面電極層３を構成する材料の溝２
５ａからの除去が不完全となり、溝２５ａの底面に帯状
に残留物３ａが残され易い。このような残留物３ａは、
当全の如く、周縁分離溝２５の絶縁分離性を低下させ
る。

【００４８】これに対し、図１（ａ）に示す方法を用い
て幅の広い溝２５ａを形成した場合、そのような問題の
発生を防止することができる。したがって、周縁分離溝
２５の形成に図１（ａ）の薄膜加工方法を利用した場
合、セル領域を周縁領域１５から十分に高い信頼性で絶
縁分離することが可能となる。

【００４９】このように、周縁分離溝２５の形成に図１
（ａ）の薄膜加工方法を利用した場合、モジュール１の
製造に要する時間が短縮され且つセル領域を周縁領域１
５から十分に高い信頼性で絶縁分離することができる。
すなわち、安価で信頼性及び出力特性に優れたモジュー
ル１を製造することが可能となる。

【００５０】また、上述した製造プロセスにおいて、図
１（ｂ）を参照して説明した薄膜加工方法は、第２の接
続溝２４を形成するのに利用することが好ましい。本実
施形態に係るモジュール１では、電極バスバー１２や超
音波はんだ１７の取り付け強度を高めることや直列アレ
イ１１と電極バスバー１２との間の電気抵抗値を低減さ
せることなどを目的として、複数の第２の接続溝２４が
所定の間隙を隔てて設けられている。これら接続溝２４
を従来の方法で形成するには、レーザスキャンを繰り返
し行わなければならない。また、第２の接続溝２４及び
その近傍は発電には寄与していないので、それら接続溝
２４間の間隔を高精度に制御して、発電に有効な面積を
増加させることが望まれる。

【００５１】上述のように、図１（ｂ）に示す方法によ
ると、１回のレーザスキャンで複数本の接続溝２４を形
成するため、短時間でそれら接続溝２４を形成すること
及びそれら接続溝２４間の間隔を高精度に制御すること
ができる。したがって、接続溝２４の形成に図１（ｂ）
の薄膜加工方法を利用した場合、安価で出力特性に優れ
たモジュール１を製造することが可能となる。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例）以下に説明する方法により、図２〜図４に示
す薄膜光電変換モジュール１を作製した。

【００５３】まず、一方の主面にＳｎＯ₂膜３を有する
ガラス基板を準備した。次に、ＹＡＧ ＩＲレーザ（波
長１０６２ｎｍ）を用いて基板２の一辺に平行にレーザ
スキャンすることにより、ＳｎＯ₂膜３を分割する分離
溝２１を形成した。

【００５４】次いで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｎＯ
₂膜３上に、ｐ−ｉ−ｎ接合を形成し且つ光電変換層と
してノンドープの非晶質シリコン層を有する薄膜光電変
換ユニット４を成膜した。さらに、ＹＡＧ ＳＨＧレー
ザ（波長５３２ｎｍ）を用いて基板１の一辺に平行にレ
ーザスキャンすることにより、薄膜光電変換ユニット４
を分割する接続溝２３を形成した。

【００５５】その後、薄膜光電変換ユニット４上に、ス
パッタリング法により、ＺｎＯ膜及びＡｇ膜を順次成膜
して裏面電極層５を成膜した。この裏面電極層５につい
ても、同様に、ＹＡＧ ＳＨＧレーザを用いてガラス基
板２側からレーザスキャンすることにより、薄膜光電変
換ユニット４及び裏面電極層５を分割する分離溝２２を
形成した。

【００５６】続いて、ＹＡＧ ＩＲレーザ及びＹＡＧ Ｓ
ＨＧレーザを用い、図１（ａ）を参照して説明した方法
によりガラス基板２側からレーザスクライブを行い、Ｓ
ｎＯ ₂膜３を分割する幅１３０μｍの溝２５ａと、薄膜
光電変換ユニット４及び裏面電極層５を分割する幅２３
０μｍの溝２５ｂとを順次形成した。すなわち、直列ア
レイ１１を有するセル領域を周縁領域１５から絶縁分離
する周縁分離溝２５を形成した。なお、溝２５ａの形成
に際しては、４本のレーザビームを使用するのととも
に、それぞれが幅４０μｍの溝を形成し且つビームスポ
ット中心間のピッチが３０μｍとなるように制御した。
また、溝２５ｂの形成に際しては、４本のレーザビーム
を使用するのとともに、それぞれが幅８０μｍの溝を形
成し且つビームスポット中心間のピッチが５０μｍとな
るように制御した。

【００５７】次いで、直列アレイ１１の一端及び他端の
それぞれに対し、ＹＡＧ ＳＨＧレーザを用い、図１
（ｂ）を参照して説明した方法によりガラス基板２側か
らレーザスクライブを行うことにより、それぞれ薄膜光
電変換ユニット４及び裏面電極層５を分割し且つ７０μ
ｍの幅を有する３本の接続溝２４を順次形成した。な
お、直列アレイ１１のそれぞれの端部への接続溝２４の
形成に際しては、３本のレーザビームを使用するのとと
もに、ビームスポット中心間のピッチが２００μｍとな
るように制御した。

【００５８】その後、直列アレイ１１のそれぞれの端部
で、それら接続溝２４を超音波はんだ１７で埋め込むの
とともに電極バスバーを取り付けた。以上のようにし
て、図１〜図３に示す薄膜光電変換モジュール１を得
た。

【００５９】（比較例）接続溝２４及び分離溝２５を従
来の方法で形成したこと以外は上記実施例で説明したの
と同様の方法により図１〜図３に示す薄膜光電変換モジ
ュール１を作製した。すなわち、本比較例では、溝２５
ａ，２５ｂのそれぞれは、１本のレーザビームを用い、
レーザスキャンを４回繰り返すことにより形成した。ま
た、直列アレイ１１のそれぞれの端部への接続溝２４の
形成も、１本のレーザビームを用い、レーザスキャンを
３回繰り返すことにより形成した。

【００６０】上述した実施例の製造方法と比較例の製造
方法とを比較したところ、分離溝２５を形成するのに要
した時間は実施例では比較例の１／６であり、接続溝２
４を形成するのに要した時間は実施例では比較例の１／
４であった。また、得られたモジュール１の出力特性に
ついて、上記実施例と比較例との間で比較したところ、
実施例に係る方法で得られたモジュール１の９８％は許
容され得る出力特性（ワット数）を満足していたのに対
し、比較例では９５％であった。さらに、得られたモジ
ュール１の信頼性（セル領域と周縁領域との間の絶縁状
態）について、上記実施例と比較例との間で比較したと
ころ、実施例に係る方法で得られたモジュール１の９９
％は十分な信頼性を有していたのに対し、比較例では９
０％であった。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、溝の形成に複数本のレーザビームを使用するため、
１回のレーザスキャンで幅の広い溝を形成することや複
数本の溝を同時に形成することが可能となる。したがっ
て、本発明では、極めて短時間で溝を形成することがで
きる。すなわち、本発明によると、溝の形成に要する時
間を短縮し得る薄膜光電変換モジュールの製造方法が提
供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、本発明で利用す
る薄膜加工方法を概略的に示す平面図。

【図２】本発明の一実施形態に係る方法により製造可能
な薄膜光電変換モジュールを概略的に示す平面図。

【図３】図２に示す薄膜光電変換モジュールのＡ−Ａ線
に沿った断面図。

【図４】図２に示す薄膜光電変換モジュールのＢ−Ｂ線
に沿った断面図。

【図５】（ａ）は従来技術を用いて形成した溝を概略的
に示す断面図、（ｂ）は図１（ａ）に示す方法を用いて
形成した溝を概略的に示す断面図。

【符号の説明】

１…薄膜光電変換モジュール ２…透明基板 ３…透明前面電極層 ３ａ…残留物 ４ａ，４ｂ…薄膜光電変換ユニット ５…裏面電極層 １０…薄膜光電変換セル １１…直列アレイ １２…電極バスバー １５…周縁領域 ２１，２２，２５…分離溝 ２３，２４…接続溝 ２５ａ，２５ｂ，５４…溝 ５１…薄膜 ５２ａ，５２ｂ…ビームスポット ５３…矢印

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E068 AD01 DA09 5F051 AA03 AA05 CA15 CB12 EA08 EA16 FA04 GA03 5F072 AB01 JJ02 JJ08 MM08 MM09 QQ02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板とその一方の主面に形成された
   積層構造とを具備し、前記積層構造は透明前面電極層と
   薄膜光電変換ユニットと裏面電極層とを備え且つ互いに
   直列接続された複数の薄膜光電変換セルを構成した薄膜
   光電変換モジュールの製造方法であって、 前記積層構造を構成する薄膜の少なくとも１つの上に複
   数のビームスポットの配列が形成され且つその配列が直
   径２ｍｍの領域内に収まるように複数本のレーザビーム
   を照射するのとともに前記複数のビームスポットの配列
   と前記透明基板とを相対移動させることによって前記少
   なくとも１つの薄膜に溝を形成する工程を含むことを特
   徴とする薄膜光電変換モジュールの製造方法。
2. 【請求項２】 前記複数のビームスポットが前記相対移
   動によって前記少なくとも１つの薄膜上に形成する軌跡
   が前記複数のビームスポットのそれぞれの径よりも大き
   な幅を有する１本の線を形成するように前記複数のビー
   ムスポットの配列及び前記相対移動の方向を制御し、そ
   れにより、前記溝として１本の溝を形成することを特徴
   とする請求項１に記載の薄膜光電変換モジュールの製造
   方法。
3. 【請求項３】 前記１本の溝は、前記複数の薄膜光電変
   換セルを含むセル領域をそれを取り囲む周縁領域から電
   気的に絶縁する周縁分離溝の少なくとも一部であること
   を特徴とする請求項２に記載の薄膜光電変換モジュール
   の製造方法。
4. 【請求項４】 前記複数のビームスポットが前記相対移
   動によって前記少なくとも１つの薄膜上に形成する軌跡
   が互いに離間された複数本の線を形成するように前記複
   数のビームスポットの配列及び前記相対移動の方向を制
   御し、それにより、前記溝として複数本の溝を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜光電変換モジュ
   ールの製造方法。
5. 【請求項５】 前記複数本の溝は、前記複数の薄膜光電
   変換セルが形成する直列アレイの少なくとも一方の端部
   に設けられ且つ電極バスバーと前記直列アレイとを電気
   的に接続する複数本の接続溝であることを特徴とする請
   求項４に記載の薄膜光電変換モジュールの製造方法。