JP2006121011A - Method for processing transparent layer and thin-film photoelectric converting device using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明電極層のパターンニング方法と集積型薄膜光電変換装置に関する製造方法を提供する。 The present invention provides a method for patterning a transparent electrode layer and a manufacturing method for an integrated thin film photoelectric conversion device.
太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、環境への負荷の少ない新しいエネルギー源として注目されている。特にCVDプロセスにより形成される薄膜シリコンタイプの太陽電池は、結晶系の太陽電池と比較して膜厚が薄いため使用原料も少なく、低コスト化太陽電池として注目されている。薄膜シリコン太陽電池の製造方法としては、CVD法などによる製膜プロセスと太陽電池を形成するための加工プロセスを組み合わせて所定のデバイス構造が作製される。例えば一枚の基板上に複数の単位セルが直列或いは並列に接続された集積型構造が採用され、太陽電池モジュールが形成される。 Solar cells that convert solar energy into electrical energy are attracting attention as a new energy source with low environmental impact. In particular, a thin-film silicon type solar cell formed by a CVD process is attracting attention as a low-cost solar cell because it has a smaller film thickness than a crystalline solar cell and uses less raw materials. As a method for manufacturing a thin film silicon solar cell, a predetermined device structure is manufactured by combining a film forming process by a CVD method or the like and a processing process for forming a solar cell. For example, an integrated structure in which a plurality of unit cells are connected in series or in parallel on a single substrate is employed to form a solar cell module.
図1にこのような集積型薄膜シリコン太陽電池の構造を示す。透明基板1上に透明電極層2、光電変換層3、裏面電極層4が順に積層されている。そして透明電極層2には絶縁分割するための分離溝5、光電変換層には透明電極層と裏面電極層を電気的に接続するための接続溝6、さらに薄膜シリコン層と裏面電極層を分割する分離溝7により各単位セル8が直列に接続されている。
FIG. 1 shows the structure of such an integrated thin film silicon solar cell. On the
透明電極層に用いる透明導電膜としては、通常、酸化インジウム錫(以下ITOと呼ぶ)、酸化錫(以下SnO2と呼ぶ)、酸化亜鉛(以下ZnOと呼ぶ)等が用いられる。ITOは導電率が高く広く用いられているが、原料であるInが希少金属であり生産量が少ないため透明導電膜の需要が増加した場合には安定供給に問題が生じると考えられる。SnO2はITOより安価であり、また自由電子濃度が低いため高透過率の膜が得られるが、導電率が低く、耐プラズマ性が低いことが欠点である。これに対し亜鉛は資源として豊富であり安価である。またZnOは耐プラズマ性が高い、移動度が大きいため長波長光の透過率が高いなどの特徴があることから、太陽電池用透明導電膜として適している。 As the transparent conductive film used for the transparent electrode layer, indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO), tin oxide (hereinafter referred to as SnO 2 ), zinc oxide (hereinafter referred to as ZnO) or the like is usually used. ITO is widely used because of its high electrical conductivity. However, if In is a rare metal and the production volume is small, there is a problem in stable supply when the demand for transparent conductive films increases. SnO 2 is cheaper than ITO and has a low free electron concentration, so that a film with high transmittance can be obtained. However, it has drawbacks in that it has low conductivity and low plasma resistance. In contrast, zinc is abundant and inexpensive as a resource. In addition, ZnO is suitable as a transparent conductive film for solar cells because it has characteristics such as high plasma resistance and high mobility because of its high mobility.
光電変換層は薄膜シリコン層で構成され、p−i−n接合からなり発電層としては非晶質シリコン層や、結晶質シリコン層がもちいられる。また非晶質シリコン層は太陽光スペクトルのうち可視領域に、結晶質シリコン層は近赤外領域に主に感度特性を有していることから、広範囲の波長光を利用するために非晶質と結晶質シリコンを積層したタンデム構造を有している場合もある。 The photoelectric conversion layer is composed of a thin film silicon layer, which is composed of a pin junction, and an amorphous silicon layer or a crystalline silicon layer is used as a power generation layer. The amorphous silicon layer has sensitivity characteristics mainly in the visible region of the solar spectrum, and the crystalline silicon layer mainly has sensitivity properties in the near infrared region. And a tandem structure in which crystalline silicon is laminated.
裏面電極層は、光をセル内に反射する目的もあることから銀(Ag)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)等の金属膜が用いられる。単位セルを作製するプロセスにおいて、これらの薄膜を加工し分離溝や接続溝を形成する方法としてはフォトファブなどの化学的なエッチングを用いる方法や機械的にスクライブする方法があるが、生産性やコストの点からはレーザービームによりスクライブする方法が有利である。 Since the back electrode layer also has the purpose of reflecting light into the cell, a metal film such as silver (Ag), aluminum (Al), or chromium (Cr) is used. In the process of manufacturing a unit cell, there are a method using chemical etching such as a photofab and a method of mechanical scribing as a method of processing these thin films to form separation grooves and connection grooves. From the viewpoint of cost, a method of scribing with a laser beam is advantageous.
このような薄膜シリコン型の太陽電池をスクライブする場合には、コスト、および安定性などからYAGレーザーが用いられることが多く加工する膜に応じて波長が適宜選択される。特にスクライブの中で問題となるのは、透明電極層に対するスクライブである。すなわち本スクライブは隣接する電極間の電気的な分離が目的であるが、絶縁が不十分であるとセル間でリークパスが生じ、漏れ電流による光電変換特性の低下を招くことになる。また絶縁を十分確保するためにレーザービームの加工パワーを上げて加工した場合、膜温度の上昇によりAl、Ga、B等の透明電極層の抵抗値を下げるためにドーピングされているドーピング材が拡散し、同じくリークパスが生じる原因となる。 When scribing such a thin-film silicon solar cell, a YAG laser is often used because of cost and stability, and the wavelength is appropriately selected according to the film to be processed. In particular, scribe to the transparent electrode layer is a problem in scribe. That is, the purpose of this scribe is to electrically separate adjacent electrodes, but if insulation is insufficient, a leak path will be generated between cells, leading to deterioration of photoelectric conversion characteristics due to leakage current. In addition, when the laser beam processing power is increased to ensure sufficient insulation, the doped doping material diffuses to lower the resistance value of the transparent electrode layer such as Al, Ga, B, etc. due to the increase in the film temperature. However, this also causes a leak path.
また透明基板としてガラスを用いた場合、ガラス中のNaなどのアルカリ金属が透明電極層や発電層に拡散するのを防止するために、アルカリバリアー層として絶縁性下地層が挿入されているが、加工パワーを上げることで同時にスクライブされてしまい、透明電極層中にアルカリ金属が侵入し信頼性の低下を招く。 In addition, when glass is used as the transparent substrate, an insulating base layer is inserted as an alkali barrier layer in order to prevent alkali metals such as Na in the glass from diffusing into the transparent electrode layer and the power generation layer. By increasing the processing power, scribing is performed at the same time, and an alkali metal penetrates into the transparent electrode layer, resulting in a decrease in reliability.
同じくガラスを用いた場合、加工パワーを大きくすることでガラスそのものに微小なクラックが入り、強度に対する信頼性が低下することになる。また分離溝幅が広くなり、太陽電池の発電効率が減少することは言うまでもない。 Similarly, when glass is used, by increasing the processing power, minute cracks are generated in the glass itself, and the reliability with respect to strength is lowered. Moreover, it goes without saying that the width of the separation groove is increased and the power generation efficiency of the solar cell is reduced.
特にZnOを透明電極層として用いた場合には、上記問題が顕著になる。なぜならZnOが昇華する際に分離溝間に再付着すると、SnO2と比較して抵抗率が一桁以上小さいために、分離溝間の絶縁不良が生じやすく、これを防止するためにパワーを上げると、アルカリバリアー層までスクライブされるからである。 In particular, when ZnO is used as the transparent electrode layer, the above problem becomes significant. This is because when ZnO is sublimated during sublimation, the resistivity is one or more orders of magnitude smaller than that of SnO 2 , so that an insulation failure between the separation grooves is likely to occur, and the power is increased to prevent this. The reason is that the alkali barrier layer is scribed.
またZnO表面には、光を散乱させ電流を多く得るために微細な凹凸を形成することが望ましいが、形成法としてCVDなどの化学気相法のみを用いる場合、この凹凸を形成するために膜厚は最低でも1μm以上必要である。よってSnO2と比較して膜厚が厚くなり、スクライブはより困難となる。 In addition, it is desirable to form fine irregularities on the ZnO surface in order to scatter light and obtain a large current. However, when only a chemical vapor phase method such as CVD is used as a forming method, a film is formed to form the irregularities. The thickness must be at least 1 μm. Therefore, the film thickness becomes thicker than that of SnO 2 and scribing becomes more difficult.
このような問題の解決方法として特許文献1に開示されている方法では、ガラス上に形成されたZnOのみからなる透明電極層に対し、YAGレーザーの基本波(波長1064nm)によりスクライブした後に、酸或いはアルカリ溶液で洗浄することで酸化亜鉛の残留物を除去している。しかしこの方法では、残留物だけでなく膜自身もエッチングされ膜の物性が変化する恐れがある。またガラスとZnOの間にはアルカリバリアー層は挿入されておらず、ガラスからのアルカリ成分の拡散についてはその防止策について何ら言及されていない。
In the method disclosed in
特許文献2に記載されている方法では、ガラスと酸化亜鉛を主成分とする透明電極層との間に絶縁性微粒子からなる絶縁性下地層を挿入した構造について開示されているが、その加工法についてはなんら言及されておらず、仮に特許文献1による方法を用いると膜の物性の変化が問題となり、公知技術においては最適な方法は提供されない。
このように透明電極層をレーザーでスクライブする場合、レーザーパワーを弱くすると絶縁不良が生じ太陽電池の特性が低下してしまう。逆にパワーを強くするとアルカリバリアー層としての絶縁性下地層とガラスへのダメージが大きくなり信頼性の低下を招く。また、分離溝幅が広くなることから発電面積の減少を引き起こす。本発明は、従来技術が有していたこれらの欠点を解決し、集積型の光電変換装置の透明電極層へのスクライブにおいて、優れた信頼性を有するスクライブ方法ならびに本法により作成した高い変換効率と信頼性を有する薄膜光電変換装置を提供することを目的とする。 In this way, when the transparent electrode layer is scribed with a laser, if the laser power is weakened, insulation failure occurs and the characteristics of the solar cell deteriorate. Conversely, when the power is increased, damage to the insulating base layer and the glass as the alkali barrier layer increases, leading to a decrease in reliability. Moreover, since the width of the separation groove is increased, the power generation area is reduced. The present invention solves these drawbacks of the prior art, and in the scribing to the transparent electrode layer of the integrated photoelectric conversion device, the scribing method having excellent reliability and the high conversion efficiency created by this method It is an object to provide a thin film photoelectric conversion device having high reliability.
上記課題を解決するために、本発明による透明電極層の加工方法は、ガラス基板上に少なくとも1の絶縁性下地層と、酸化亜鉛層を順次積層した透明電極層に対しレーザービームを用いて深さ方向に分離溝を形成する工程において、該レーザービームは、そのビーム断面の出力強度分布が均一化されかつビーム先端部が平らであり、形成される分離溝の先端部は、該絶縁性下地層を突き抜けないことを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a transparent electrode layer processing method according to the present invention uses a laser beam to deepen a transparent electrode layer in which at least one insulating underlayer and a zinc oxide layer are sequentially laminated on a glass substrate. In the step of forming the separation groove in the vertical direction, the laser beam has a uniform output intensity distribution in the beam cross section and a flat front end of the beam, and the front end of the separation groove is formed under the insulating property. It is characterized by not penetrating the formation.
また酸化亜鉛層は、化学気相法により形成されることが好ましい。 The zinc oxide layer is preferably formed by chemical vapor deposition.
また絶縁性下地層の膜厚が0.1〜1.0μmであり、導電性酸化膜層の膜厚が1.0μm以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the film thickness of an insulating base layer is 0.1-1.0 micrometer, and the film thickness of a conductive oxide film layer is 1.0 micrometer or more.
そして、絶縁性下地層が少なくとも酸化珪素からなる微粒子を含み、この微粒子の粒径が0.1〜1.0μmであることが好ましい。 And it is preferable that an insulating base layer contains the microparticles | fine-particles which consist at least of silicon oxide, and the particle size of this microparticles is 0.1-1.0 micrometer.
また本発明に係る薄膜光電変換装置は、ガラス基板上に透明電極層、光電変換層、裏面電極層の順に積層された集積型の光電変換装置において、本発明により加工した透明電極層を備えている。 In addition, a thin film photoelectric conversion device according to the present invention is an integrated photoelectric conversion device in which a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a back electrode layer are laminated in this order on a glass substrate, and includes a transparent electrode layer processed according to the present invention. Yes.
またこの光電変換層は、少なくとも1の非晶質シリコン系光電変換ユニット、少なくとも1の結晶質シリコン系光電変換ユニットにより構成されていても良い。 The photoelectric conversion layer may be composed of at least one amorphous silicon-based photoelectric conversion unit and at least one crystalline silicon-based photoelectric conversion unit.
本発明によれば、絶縁性下地層、ガラスにダメージを与えることなく、収率良く透明電極層の絶縁分離が可能となる。また集積型薄膜光電変換装置の出力特性と信頼性を改善することができる。 According to the present invention, it is possible to insulate and separate the transparent electrode layer with high yield without damaging the insulating base layer and the glass. Further, the output characteristics and reliability of the integrated thin film photoelectric conversion device can be improved.
図4において、本発明の一実施形態による集積型薄膜光電変換装置が模式的な断面図で示されている。この集積型薄膜光電変換装置は、ガラス基板41上に順次堆積された絶縁性下地層42a、導電性酸化膜層42bからなる透明電極層42、光電変換層44、裏面電極層46、封止樹脂層48、有機保護層49を含んでいる。この光電変換装置に対しては、光電変換されるべき太陽光はガラス基板41側から入射される。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an integrated thin film photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention. This integrated thin film photoelectric conversion device includes an insulating underlayer 42a and a
ガラス基板としては、大面積な板が安価に入手可能で透明性、絶縁性が高い、SiO2、Na2O及びCaOを主成分とする両主面が平滑なソーダライム板ガラスを用いることが望ましい。 As the glass substrate, it is desirable to use a soda lime plate glass having a large surface area that can be obtained at low cost, having high transparency and insulating properties, and having a smooth main surface of both SiO 2 , Na 2 O and CaO. .
本発明において形成される絶縁性下地層42aは、少なくとも酸化珪素(SiO2)からなる微粒子を含むことが好ましい。なぜなら、SiO2は屈折率が透明電極層よりも低く、ガラス基板に近い値を有するからである。また、SiO2は透明度が高いため、光入射側に使用する材料として好適である。さらに、絶縁性下地層106の屈折率を調整する目的で、SiO2に加え、酸化チタン(TiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化インジウム錫(ITO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、またはフッ化マグネシウム(MgF2)等の微粒子を含んでもよい。 The insulating underlayer 42a formed in the present invention preferably contains fine particles made of at least silicon oxide (SiO 2 ). This is because SiO 2 has a refractive index lower than that of the transparent electrode layer and has a value close to that of a glass substrate. Further, since SiO 2 has high transparency, it is suitable as a material used on the light incident side. Further, for the purpose of adjusting the refractive index of the insulating underlayer 106, in addition to SiO 2, titanium oxide (TiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), indium tin oxide (ITO), zirconium oxide (ZrO 2) Or fine particles such as magnesium fluoride (MgF 2 ).
微粒子を含む絶縁性下地層42aをガラス基板41の表面に形成させる方法は特に限定されないが、溶媒を含んだバインダー形成材料と共に塗布する方法が望ましい。微粒子同士、および微粒子とガラス基板41との間の付着強度を向上させる役割を果たす接着層は、長期信頼性や光電変換層形成条件(特に温度)に対する耐久性を考慮すると無機材料が好ましい。具体的には、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物およびタンタル酸化物などの金属酸化物が挙げられる。特に、ガラス基板にSiO2微粒子を付着させる場合、同じシリコンを主成分とするシリコン酸化物を接着層に使用すると、シリサイド結合の形成により付着力が強固であり、透明性も良く、屈折率も基板や微粒子に近いため、好ましい。 A method for forming the insulating base layer 42a containing fine particles on the surface of the glass substrate 41 is not particularly limited, but a method of applying together with a binder forming material containing a solvent is desirable. The adhesive layer that plays a role in improving the adhesion strength between the fine particles and between the fine particles and the glass substrate 41 is preferably an inorganic material in consideration of long-term reliability and durability against photoelectric conversion layer formation conditions (particularly temperature). Specific examples include metal oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and tantalum oxide. In particular, when SiO 2 fine particles are adhered to a glass substrate, if silicon oxide mainly composed of the same silicon is used for the adhesive layer, the adhesion is strong due to the formation of silicide bonds, the transparency is good, and the refractive index is also high. It is preferable because it is close to the substrate and fine particles.
ガラス基板41の表面に上記塗布液を塗布する方法としては、ディッピング法、スピンコート法、バーコート法、スプレー法、ダイコート法、ロールコート法、フローコート法等が挙げられるが、微粒子が緻密な下地層を均一に形成するにはロールコート法が好適に用いられる。塗布操作が完了したら、直ちに塗布薄膜を加熱乾燥する。このようにして形成した膜は、微粒子を含んでいるため、凸部の形状は曲面からなり、凹凸の高さも比較的揃っている。従って、後に形成される導電性酸化膜層42bや光電変換層44への電気的な短絡を生じさせることがない。 Examples of the method for applying the coating solution to the surface of the glass substrate 41 include a dipping method, a spin coating method, a bar coating method, a spray method, a die coating method, a roll coating method, and a flow coating method. A roll coating method is preferably used for uniformly forming the underlayer. When the coating operation is completed, the coated thin film is immediately dried by heating. Since the film thus formed contains fine particles, the shape of the convex portion is a curved surface, and the height of the concave and convex portions is relatively uniform. Therefore, an electrical short circuit to the conductive oxide film layer 42b and the photoelectric conversion layer 44 to be formed later is not caused.
また、ガラスからのアルカリ金属が導電性酸化膜層42bや光電変換層44へ侵入することを防ぐためのアルカリバリア膜としての効果を高めるため、および導電性酸化膜層の厚さが一定でない場合に生じる光の干渉による色むらを防止するために、絶縁性下地層42aと導電性酸化膜層42bの間には屈折率の異なる薄膜を複数層組合せたものを介在させてもよい。 Further, in order to enhance the effect as an alkali barrier film for preventing alkali metal from glass from entering the conductive oxide film layer 42b and the photoelectric conversion layer 44, and when the thickness of the conductive oxide film layer is not constant In order to prevent color unevenness due to light interference, a combination of a plurality of thin films having different refractive indexes may be interposed between the insulating base layer 42a and the conductive oxide film layer 42b.
導電性酸化膜層42bの材料としては、光電変換層44と接する面に化学気相法により形成した少なくともZnOを含む透明導電性酸化膜を用いることが好ましい。なぜなら、本法によればZnOは200℃以下の低温でも光閉じ込め効果を有する微細な凹凸構造が形成でき、かつ耐プラズマ性の高い材料であるため、光電変換装置に好適だからである。例えば、本発明の光電変換装置用基板のZnOは、基板温度が200℃以下で有機亜鉛、酸化剤、第三族元素からなるドーパントを原料として減圧条件下、CVD法にて形成される。またこの場合凹凸の山と谷の間隔が概ね50〜500nmで、かつ凹凸の工程差が概ね20〜200nmの薄膜であることが光電変換装置の光閉じ込め効果を得る点で好ましい。なお、ここでいう基板温度とは、基板が製膜装置の加熱部と接している面の温度のことをいう。
As a material of the conductive oxide film layer 42b, it is preferable to use a transparent conductive oxide film containing at least ZnO formed on the surface in contact with the photoelectric conversion layer 44 by a chemical vapor deposition method. This is because according to this method, ZnO is suitable for a photoelectric conversion device because it can form a fine concavo-convex structure having a light confinement effect even at a low temperature of 200 ° C. or lower and is a material having high plasma resistance. For example, ZnO of the substrate for a photoelectric conversion device of the present invention is formed by a CVD method under a reduced pressure condition using a dopant composed of organic zinc, an oxidizing agent, and a
導電性酸化膜層42bがZnOを主とする薄膜のみで構成されている場合、ZnO膜の平均厚さは0.5〜5μmであることが好ましく、1〜3μmであることがより好ましい。なぜなら、ZnO膜が薄すぎれば、光閉じ込め効果に有効に寄与する凹凸を十分に付与すること自体が困難となり、また透明電極として必要な導電性が得にくく、厚すぎればZnO膜自体による光吸収により、ZnOを透過し光電変換層へ到達する光量が減るため、変換効率が低下するからである。さらに、厚すぎる場合は、製膜時間の増大によりその製膜コストが増大する。 When the conductive oxide film layer 42b is composed only of a thin film mainly composed of ZnO, the average thickness of the ZnO film is preferably 0.5 to 5 μm, and more preferably 1 to 3 μm. This is because if the ZnO film is too thin, it will be difficult to sufficiently provide unevenness that effectively contributes to the light confinement effect, and it will be difficult to obtain the necessary conductivity as a transparent electrode, and if it is too thick, the light absorption by the ZnO film itself will be difficult. This is because the amount of light that passes through ZnO and reaches the photoelectric conversion layer is reduced, so that the conversion efficiency is lowered. Furthermore, when it is too thick, the film forming cost increases due to an increase in the film forming time.
この透明電極層42に対し、集積化される複数の光電変換セルに対応する複数の領域に分離するために、レーザスクライブによって分離溝43が形成される。この場合本発明ではNd−YVO4レーザーの第二高調波を使用している。これはNd−YAGレーザーと比較して、ビーム品質が高品位であり、また高周波数領域において繰りかえし発振に優れていることから、高速でスクライブが可能であり生産性に優れているからである。加えて第二高調波(波長532nm)を使用したのは、光電変換層や裏面電極層形成後のスクライブを含めて同じ波長で加工することで、装置コストを下げる目的があるからである。加えて絶縁性下地層或いはガラスへのダメージが低減し、変換効率および信頼性が向上するからである。もちろん、化学的エッチングや機械的加工によるスクライブでも問題ない。
また、Nd−YVO4レーザーの第二高調波は、ビーム断面の出力強度分布を均一化しており、そのビーム先端部が平らであるものを用いることが好ましい。何故ならガウシアン型の出力強度分布の場合、スクライブ不良時にレーザーパワーを上げることでビーム中心部の出力強度が特に強くなり、分離溝43が絶縁性下地層42aを突き抜けて形成され、アルカリバリアー層としての機能が損なう恐れがあるからである。もちろんNd−YVO4レーザーやNd−YAGレーザーの基本波(波長1064nm)を用いても良い。但しその場合でもビーム断面の出力強度分布を均一化し、そのビーム先端部が平らであるものを用いることが好ましい。
In order to separate the
The second harmonic of the Nd-YVO4 laser preferably uses a beam whose output intensity distribution in the beam cross section is uniform and whose beam tip is flat. This is because, in the case of Gaussian-type output intensity distribution, the output intensity at the center of the beam is particularly increased by increasing the laser power when the scribe is defective, and the
分離溝43が形成された透明電極層42の上には、光電変換層44が形成される。光電変換層44は図示したように単体としてもよいが、複数のユニットを積層してもよい。光電変換層44は太陽光の主波長域(400〜1200nm)に吸収を有するものが好ましく、例えば結晶質シリコン系薄膜を用いたユニットが挙げられる。また、「シリコン系」の材料には、シリコンに加え、シリコンカーバイドやシリコンゲルマニウムなど、シリコンを50%以上含む半導体材料も該当するものとする。
A photoelectric conversion layer 44 is formed on the
こうして積層された光電変換層44は、透明電極層42の場合と同様にレーザスクライブによって形成された接続溝45によって複数の短冊状の半導体領域に分割される。本発明ではNd−YVO4レーザーの第二高調波を用いた。透明導電層に対しては、基本波に比べて吸収が少ないため与えるダメージが低減され、また光電変換層への吸収が大きいことから効率良く光電変換層をスクライブすることが可能となるからである。
The photoelectric conversion layer 44 thus laminated is divided into a plurality of strip-shaped semiconductor regions by
またこの場合もビーム断面の出力強度分布を均一化し、そのビーム先端部が平らであるものを用いることが好ましい。 Also in this case, it is preferable to use a beam whose output intensity distribution in the beam cross section is uniform and whose beam tip is flat.
レーザパターニングされた光電変換層3の上には、裏面電極層46が形成される。裏面電極層46としては、Al、Ag、Au、Cu、PtおよびCrから選ばれる少なくとも一つの材料からなる少なくとも一層の金属層をスパッタ法または蒸着法により形成することが好ましい。また、光電変換層44との間に、ITO、SnO2、ZnO等の導電性酸化物からなる層を形成しても良い(図示せず)。この導電性酸化物層は、光電変換層44と裏面電極層46との間の密着性を高め、裏面電極層46の光反射率を高め、光電変換層44の化学変化を防止する機能を有する。
A
裏面電極層46は光電変換層44と同様の方法でスクライブされる。この場合ガラス側からビームを入射し光電変換層44を熱的に昇華することによって裏面電極層46と共にスクライブし複数の分離溝47を形成する。
The
この場合もビーム断面の出力強度分布を均一化し、そのビーム先端部が平らであるものを用いることが好ましい。また第三高調波、第四高調波を使い裏面電極層側からスクライブすることも可能である。また化学的エッチングや機械的加工によるスクライブでも問題ない。 In this case as well, it is preferable to use a beam whose output intensity distribution in the beam cross section is uniform and whose beam tip is flat. It is also possible to scribe from the back electrode layer side using the third harmonic and the fourth harmonic. There is no problem with scribing by chemical etching or mechanical processing.
また、本発明の薄膜光電変換装置の一例として、透明電極層42上に非晶質シリコン系光電変換ユニット層と結晶質シリコン系光電変換ユニット層を順に積層したタンデム薄膜太陽電池としても良い(図示せず)。非晶質シリコン系光電変換層は約360〜800nmの光に感度を有し、結晶質シリコン系光電変換層はそれより長い約1200nmまでの光を光電変換することが可能であるため、光入射側から非晶質シリコン系光電変換ユニット層、結晶質シリコン系光電変換ユニット層の順で配置される光電変換装置は、入射光をより広い範囲で有効利用可能な光電変換装置となる。
Further, as an example of the thin film photoelectric conversion device of the present invention, a tandem thin film solar cell in which an amorphous silicon photoelectric conversion unit layer and a crystalline silicon photoelectric conversion unit layer are sequentially stacked on the
さらに光電変換装置の裏面側は封止樹脂層48を介して有機保護層49により封止されている。この封止樹脂層48は、有機保護層49を光電変換装置に接着することが可能な樹脂が用いられる。そのような樹脂としては、例えば、EVA(エチレン・ビニルアセテート共重合体)、PVB(ポリビニルブチラール)、PIB(ポリイソブチレン)、及びシリコーン樹脂等を用いることができる。また、有機保護層49としては、ポリフッ化ビニルフィルム(例えば、テドラーフィルム(登録商標名))のようなフッ素樹脂系フィルム或いはPETフィルムのような耐湿性や耐水性に優れた絶縁フィルムが用いられる。有機保護層49は、単層構造でもよく、これらを積層した積層構造であってもよい。さらに、有機保護層49は、アルミニウム等からなる金属箔がこれらのフィルムで挟持された構造を有してもよい。アルミニウム箔のような金属箔は耐湿性や耐水性を向上させる機能を有するので、有機保護層49をこのような構造とすることにより、光電変換装置を効果的に水分から保護することができる。これら封止樹脂層48/有機保護層49は、真空ラミネート法により光電変換装置の裏面側に同時に貼着することができる。
Further, the back side of the photoelectric conversion device is sealed with an organic
以下にこの発明の実施の形態について説明する。
第一の実施の形態として、透明電極層のスクライブを行った。図5に示すように、まずガラス基板51として厚さ4mm、大きさ910×455mmの白板ガラスを用い、その片面にロールコート法によりSiO2層52を100nmの膜厚に堆積した。次にこのSiO2層上にCVDによりZnO層53を堆積した。ガラス基板を製膜室内に搬入し基板温度を150℃まで温調した。引き続き水素を1000sccm、水素で5000ppmに希釈されたジボラン500sccm、水を100sccm、ジエチル亜鉛を50sccm導入し、製膜室内の圧力を1Torrとした。この条件でZnO層を1.5μm堆積した。作製されたZnO層について、シート抵抗、ヘイズ率、透過率を、それぞれ抵抗測定器、ヘイズメーター、分光光度計を用いて測定した。その結果、抵抗率が9Ω/□、ヘイズ率が20%、波長1000nmでの透過率は81%であった。
Embodiments of the present invention will be described below.
As a first embodiment, scribing of the transparent electrode layer was performed. As shown in FIG. 5, first, a white plate glass having a thickness of 4 mm and a size of 910 × 455 mm was used as the
次にこの透明電極層に対し以下の方法でスクライブを実施した。レーザー発振機より出射した直後のビーム形状はガウシアンであることから、図2にしめす構成でビーム先端が平坦な形状とした。すなわちレーザー発振機より出射したビーム21をエキスパンダー22に通してビームを太くし、集光レンズ23に通して集光したビームを結像スリット24に通す。結像スリット24の開部の中心にビームの中心が合うように調整し、スリット開部の幅を調整することで、先端部が平坦なビームが得られる。このビームをさらに結像レンズ25を通過させることで所定の幅のビームが被加工面に結像される。これによりレーザー発振機より出射直後におけるビーム出力強度分布は図2(a)に示すようにガウシアンであるが、被加工面では図2(b)に示すような出力強度分布となる。
Next, scribing was performed on the transparent electrode layer by the following method. Since the beam shape immediately after being emitted from the laser oscillator is Gaussian, the configuration shown in FIG. That is, the
Nd−YVO4レーザーの第二高調波は、レーザーダイオードにより励起されたNd−YVO4ロッドから出力した基本波(波長 1064nm)を非線形光学結晶を通して変換することで得られる。加工条件としては、Qスイッチ周波数20kHz、加工スピード400mm/sec、加工点パワー1.6W、ビーム径30μmとした。基板をXYテーブルに載せ、透明電極層が製膜されていないガラス面からレーザービームを入射し、ステージを動かし基板の短辺方向に垂直にスクライブを実施した。分離溝間の距離は8.9mm間隔で100本の分離溝を形成した。またこの時の分離溝幅は30μmであった。この隣接する電極間の絶縁抵抗を、スクライブ後の洗浄無しの状態でテスターにて行った。250Vの印加電圧にて測定を行ったところ、絶縁抵抗は全段で1MΩ以上であった。分離溝の深さをレーザー段差顕微鏡にて測定したところ、1.55μmであり、SiO2層の途中までしかスクライブされていないことが明らかとなった。
The second harmonic of the Nd-YVO4 laser is obtained by converting the fundamental wave (wavelength 1064 nm) output from the Nd-YVO4 rod excited by the laser diode through a nonlinear optical crystal. The processing conditions were a Q switch frequency of 20 kHz, a processing speed of 400 mm / sec, a processing point power of 1.6 W, and a beam diameter of 30 μm. The substrate was placed on an XY table, a laser beam was incident from the glass surface on which the transparent electrode layer was not formed, and the stage was moved to perform scribing perpendicular to the short side direction of the substrate. 100 separation grooves were formed at a distance of 8.9 mm between the separation grooves. The separation groove width at this time was 30 μm. The insulation resistance between the adjacent electrodes was measured with a tester without cleaning after scribing. When measured at an applied voltage of 250 V, the insulation resistance was 1 MΩ or more in all stages. When the depth of the separation groove was measured with a laser step microscope, it was 1.55 μm, and it was revealed that the scribing was only halfway through the
次に第一の比較の形態について説明する。まず第一の実施の形態と同様にガラス基板51上にSiO2層52、ZnO層53の順に製膜する。次にこの透明電極層に対し、クリプトンアークランプにより励起されるNd−YAGロッドから出力した基本波(波長1064nm)を用い、図3に示す加工光学系でスクライブした。すなわちレーザー発振機より出射したビームをアッティネーター31および、集光レンズ32をとおして被加工面に照射しスクライブを行う。この場合Nd−YAGレーザーの基本波のエネルギー出力強度分布はガウシアンである。具体的な加工条件としては、Qスイッチ周波数10kHz、加工スピード200mm/sec、加工点パワー5.2W、ビーム径60μmとした。スクライブパターンについては第一の実施例と同じにした。その結果、分離溝幅は60μmであった。第一の実施の形態と同様の方法で隣接電極間の絶縁抵抗を測定したところ、100段中21段の絶縁抵抗が1MΩ以下であった。さらに超音波を印加しスクライブ面に回転ブラシを当てた状態で純水にて洗浄を行い(以下超音波洗浄と呼ぶ)、ZnOの残渣を取り除いたが、100段中10段の絶縁抵抗が依然として1MΩ以下であった。分離溝の深さを測定すると、1.55μmであった。
Next, a first comparison form will be described. First, the
次に第二の比較の形態について説明する。第二の比較例においては第一の比較例において、レーザーパワーが異なることにおいてのみ第一の比較例と異なっていた。すなわちレーザーパワーを6.5Wとしビーム径75μmとしてレーザービームを走査させた。その結果分離溝の幅は75μmであり、超音波洗浄前の絶縁抵抗は100段中5段の絶縁抵抗が1MΩ以下であり、超音波洗浄後では全ての段において絶縁抵抗が1MΩ以上であったが、分離溝の深さは1.6μmでありガラス表面まで達していた。 Next, a second comparative embodiment will be described. The second comparative example differs from the first comparative example only in that the laser power is different in the first comparative example. That is, the laser beam was scanned with a laser power of 6.5 W and a beam diameter of 75 μm. As a result, the width of the separation groove was 75 μm, and the insulation resistance before ultrasonic cleaning was 1 MΩ or less at 5 out of 100 stages, and the insulation resistance was 1 MΩ or more at all stages after ultrasonic cleaning. However, the depth of the separation groove was 1.6 μm and reached the glass surface.
以上の結果より、ビーム断面の出力強度分布が均一化され、先端部が平らなビームを用いた場合には、スクライブ面に対しパワーが均等に入射するため、絶縁下地層を突き抜けることなく分離溝を形成することが可能であると考えられる。一方出力強度分布がガウシアン型の場合、ビーム先端部が尖っているために、ビーム中央部と周辺部において入射パワー密度が異なり加工形状が不均一になる。すなわち絶縁不良が生じた場合、レーザー出力を上げて周辺部にZnOを熱的に昇華するに必要最低限のエネルギーを入射すると、中心部は必要以上のエネルギーが入射されて絶縁性下地層もスクライブされてしまったと考えられる。 From the above results, the output intensity distribution of the beam cross section is uniformed, and when a beam with a flat tip is used, the power is evenly incident on the scribe surface, so that the separation groove does not penetrate through the insulating base layer. It is thought that can be formed. On the other hand, when the output intensity distribution is a Gaussian type, the tip of the beam is sharp, so the incident power density is different at the center and the periphery of the beam, and the processed shape is non-uniform. In other words, if insulation failure occurs, the minimum energy required to increase the laser output and thermally sublimate ZnO to the periphery is incident on the center, and more energy is incident on the center, and the insulating underlayer also scribes. It is thought that it was done.
次に第二の実施の形態について説明する。第一の実施の形態と同様に図5に示すようにまずガラス基板51として厚さ4mm、大きさ910×455mmの白板ガラスを用い、その片面にロールコート法によりSiO2層52を100nmの膜厚に堆積した。次にこのSiO2層52上にCVDによりZnO 層53を堆積した。次にこの透明導電層に対し本発明による方法で分離溝54をレーザースクライブにて形成した。Nd−YVO4レーザーの第二高調波は、図2にしめす構成でビーム先端が平坦な形状とした。
Next, a second embodiment will be described. As in the first embodiment, as shown in FIG. 5, first, a white plate glass having a thickness of 4 mm and a size of 910 × 455 mm is used as the
加工条件としては、Qスイッチ周波数20kHz、加工スピード400mm/sec、加工点パワー1.6W、ビーム径30μmとし、基板の短辺方向に100本スクライブを行った。次にこの基板に対し超音波洗浄を行った後に、ZnO層53上に膜厚約300nmの非晶質シリコン光電変換ユニット55がプラズマCVD法で形成された。非晶質シリコン光電変換ユニット55はp型微結晶層551、p型非晶質シリコンカーバイド層552、i型非晶質シリコン層553、n型層554からなる。
The processing conditions were a Q switch frequency of 20 kHz, a processing speed of 400 mm / sec, a processing point power of 1.6 W, a beam diameter of 30 μm, and 100 scribing was performed in the short side direction of the substrate. Next, after ultrasonic cleaning was performed on the substrate, an amorphous silicon
p型微結晶層551はシラン、ジボラン、水素を導入し、圧力350Pa、プラズマ励起用高周波電力が150mW/cm2の密度で印加することにより形成され、膜厚は15nmに設定された。このような微結晶層をZnO層上に製膜するのは、p型非晶質シリコンカーバイド層552とZnO層のオーミック特性が優れず、F.F.が低下するからである。よってさらにオーミック特性を向上させるために、上記微結晶層とZnOの間にシラン、ジボラン、水素にメタンを加えることにより形成される微結晶層を挿入しても良い。 The p-type microcrystalline layer 551 was formed by introducing silane, diborane, and hydrogen, applying a pressure of 350 Pa, and high frequency power for plasma excitation at a density of 150 mW / cm 2 , and the film thickness was set to 15 nm. The reason why such a microcrystalline layer is formed on the ZnO layer is that the ohmic characteristics of the p-type amorphous silicon carbide layer 552 and the ZnO layer are not excellent. F. This is because of a decrease. Therefore, in order to further improve the ohmic characteristics, a microcrystalline layer formed by adding methane to silane, diborane, or hydrogen may be inserted between the microcrystalline layer and ZnO.
またZnOの表面を清浄にし接合を改善するために、水素、アルゴン、窒素などでプラズマ処理を実施しても良い。引き続き非晶質シリコンカーバイド層552がシラン、ジボラン、水素、メタンをチャンバーに導入し、圧力133Pa、プラズマ励起用高周波電力が170mW/cm2の密度で印加することにより形成される。この時膜厚は10nmに設定された。 In order to clean the surface of ZnO and improve bonding, plasma treatment may be performed with hydrogen, argon, nitrogen, or the like. Subsequently, an amorphous silicon carbide layer 552 is formed by introducing silane, diborane, hydrogen, and methane into the chamber and applying a pressure of 133 Pa and high frequency power for plasma excitation at a density of 170 mW / cm 2 . At this time, the film thickness was set to 10 nm.
次に製膜ガスとしてシランおよび水素を導入し、圧力50Pa、プラズマ励起用高周波電力が120mW/cm2の密度で印加することにより、i型非晶質シリコン層553が300nmの膜厚で形成される。さらに製膜ガスとしてシラン、フォスフィン、水素をチャンバーに導入し圧力を約350Paとして、n型層554を10nm程度の膜厚に形成した。次に結晶質シリコン光電変換ユニット56がプラズマCVD法で作製された。
Next, silane and hydrogen are introduced as a film forming gas, and an i-type amorphous silicon layer 553 is formed to a thickness of 300 nm by applying a pressure of 50 Pa and a plasma excitation high frequency power of 120 mW / cm 2. The Further, silane, phosphine, and hydrogen were introduced into the chamber as a film forming gas, the pressure was set to about 350 Pa, and the n-type layer 554 was formed to a thickness of about 10 nm. Next, a crystalline silicon
結晶質シリコン光電変換ユニット56はp型層561、i型結晶質シリコン層562、n型層563からなる。まずp型層561はシラン、ジボラン、水素をチャンバーに導入し、圧力200〜600Pa、プラズマ励起用高周波電力が150mW/cm2の密度で印加することにより形成された。このときの膜厚は15nmに設定された。
The crystalline silicon
次に製膜ガスとしてシランおよび水素を導入し、圧力850Pa、プラズマ励起用高周波電力が150mW/cm2の密度で印加することにより、i型結晶質シリコン層562が1.4μmの膜厚で形成された。さらに製膜ガスとしてシラン、フォスフィン、水素をチャンバーに導入し圧力を約350Paとして、n型層563を15nm程度の膜厚に形成した。この基板をスパッタチャンバーに入れ、スパッタガスとしてアルゴンを導入しRF放電によりアルミニウム(Al)をドーピングしたZnOを30nmの膜厚で製膜した(図示せず)。
Next, silane and hydrogen are introduced as a film forming gas, and an i-type
次に結晶質光電変換ユニット56、非晶質光電変換ユニット55を分離し透明導電層の上面に至る接続溝57を分離溝54の中点と接続溝57の中点の距離が55μmになるように平行に形成した。この場合Nd−YVO4レーザーの第二高調波(波長532nm)を用いた。加工条件としては、Qスイッチ周波数20kHz、加工スピード400mm/sec、加工点パワー0.09W、ビーム径40μmとした。その結果接続溝の線幅は40μmであった。
Next, the crystalline
引き続いてこの基板をスパッタチャンバーに入れ、裏面電極層58を形成した。裏面電極層58はZnO層581とAg層582からなり、ZnO層581の形成はスパッタリング法により行った。スパッタガスとしてアルゴンを導入し、RF放電によりアルミニウム(Al)をドーピングしたZnOを60nm製膜した。またZnO層581上には膜厚200nmのAg層582がスパッタリング法で形成された。次に裏面電極層58、結晶質光電変換ユニット56、非晶質光電変換ユニット55を分離し透明電極層の上面に至る分離溝59を、分離溝54と分離溝59の中央の距離が105μmになるように平行に形成した。この場合Nd−YVO4レーザーの第二高調波(波長532nm)を用いた。加工条件としては、Qスイッチ周波数20kHz、加工スピード400mm/sec、加工点パワー0.09W、ビーム径40μmとした。その結果分離溝幅は40μmであった。
Subsequently, this substrate was placed in a sputtering chamber, and a
さらにタンデム型光電変換装置の裏面側に封止樹脂層60としてEVAシートを載せ、その上に、有機保護層61として黒色のフッ素樹脂系シート(商標名:テドラー)を載せ、真空ラミネート法によりラミネートを行いタンデム型光電変換装置の封止を行った。
Further, an EVA sheet is placed as the sealing
このようにして得られた100段直列の集積型薄膜光電変換装置にAM1.5の光を100mW/cm2の光量で照射して出力特性を測定したところ1段当たりの開放端電圧が1.33V、短絡電流密度が12.4mA/cm2、曲線因子が72.0%、そして変換効率が11.9%であった。 The thus obtained 100-stage integrated thin film photoelectric conversion device was irradiated with AM1.5 light at a light quantity of 100 mW / cm 2 , and the output characteristics were measured. The short-circuit current density was 12.4 mA / cm 2 , the fill factor was 72.0%, and the conversion efficiency was 11.9%.
次に集積型薄膜光電変換装置の信頼性試験を実施するため、JIS基準に基づき大気圧、空気雰囲気下、温度85℃、湿度85%RHで維持されたオーブン内に開放状態で放置し、1000時間放置後に出力特性を評価した。その結果、開放電圧(Voc)が1.33V、短絡電流密度(Jsc)が12.4mA/cm2、曲線因子(F.F.)が71.9%、そして変換効率(Eff)が11.9%であり特性は変化しなかった。 Next, in order to carry out a reliability test of the integrated thin film photoelectric conversion device, it was left open in an oven maintained at an atmospheric pressure and an air atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH according to JIS standards. The output characteristics were evaluated after standing for a period of time. As a result, the open circuit voltage (Voc) was 1.33 V, the short circuit current density (Jsc) was 12.4 mA / cm 2 , the fill factor (FF) was 71.9%, and the conversion efficiency (Eff) was 11. It was 9% and the characteristics did not change.
これに対して第三の比較の形態について説明する。図5に示すようにSiO2層52とZnO層53が透明電極層として製膜された基板に対し、基板の短辺方向に100本の分離溝54をスクライブするところまでは第二の比較例に用いた方法と同じであった。次にこの基板に対し超音波洗浄を行った後に、ZnO層53上に膜厚約300nmの非晶質シリコン光電変換ユニット55がプラズマCVD法で形成された。非晶質シリコン光電変換ユニット55はp型微結晶層551、p型非晶質シリコンカーバイド層552、i型非晶質シリコン層553、n型層554からなる。これらの層の製膜条件、膜厚は第二の実施の形態と同様にした。次に結晶質シリコン光電変換ユニット56が第三の実施例と同様の製膜条件、膜厚で作製された。この基板をスパッタチャンバーに入れ、スパッタガスとしてアルゴンを導入しRF放電によりアルミニウム(Al)をドーピングしたZnOを30nm製膜した(図示せず)。
On the other hand, a third comparative embodiment will be described. As shown in FIG. 5, the second comparative example is used until the substrate in which the
次に結晶質光電変換ユニット56、非晶質光電変換ユニット55を分離し透明導電層の上面に至る接続溝57を分離溝54と接続溝57の中央の距離が95μmになるように平行に形成した。この場合アークランプにより励起されるNd−YAGロッドから出力した第二高調波(波長532nm)を用い、図3に示す加工光学系でスクライブした。その結果、接続溝幅は75μmであった。
Next, the crystalline
引き続いてこの基板をスパッタチャンバーに入れ、第二の実施の形態と同様の製膜条件、膜厚で裏面電極層58を形成した。次に裏面電極層58、結晶質光電変換ユニット56、非晶質光電変換ユニット55を分離し透明導電層の上面に至る分離溝59を、分離溝54と分離溝59の中央の距離が195μmになるように平行に形成した。この場合アークランプにより励起されるNd−YAGロッドから出力した第二高調波(波長532nm)を用い、図3に示す加工光学系でスクライブした。その結果、分離溝幅は75μmであった。
Subsequently, this substrate was placed in a sputtering chamber, and a
さらに集積型薄膜光電変換装置の裏面側に封止樹脂層60としてEVAシートを、その上に、有機保護層61として黒色のフッ素樹脂系シート(商標名:テドラー)を載せ、真空ラミネート法によりラミネートを行い集積型薄膜光電変換装置の封止を行った。
このようにして得られた集積型薄膜光電変換装置にAM1.5の光を100mW/cm2の光量で照射して出力特性を測定したところ1段当たり開放端電圧が1.33V、短絡電流密度が12.2mA/cm2、曲線因子が71.5%、そして変換効率が11.6%であった。
Further, an EVA sheet as the sealing
The integrated thin-film photoelectric conversion device thus obtained was irradiated with AM 1.5 light at a light amount of 100 mW / cm 2 and measured for output characteristics. As a result, the open circuit voltage per stage was 1.33 V, and the short-circuit current density. Was 12.2 mA / cm 2 , the fill factor was 71.5%, and the conversion efficiency was 11.6%.
次に集積型薄膜光電変換装置の信頼性試験を実施するため、JIS基準に基づき大気圧、空気雰囲気下、温度85℃、湿度85%RHで維持されたオーブン内に開放状態で放置し、1000時間放置後に出力特性を評価した。その結果、開放電圧(Voc)が1.33V、短絡電流密度(Jsc)が12.0mA/cm2、曲線因子(F.F.)が70.0%、そして変換効率(Eff)が11.2%であり、主にF.F.の低下により特性が低下した。
以上の結果より、透明電極層に対するスクライブにおいて、絶縁性下地層を突き抜けることなくスクライブした第二の実施の形態では、信頼性試験において初期特性が維持している。一方、絶縁性下地層を突き抜けてスクライブした第三の比較の形態においては、F.F.の低下により初期特性より低下した。
Next, in order to carry out a reliability test of the integrated thin film photoelectric conversion device, it was left open in an oven maintained at an atmospheric pressure and an air atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH according to JIS standards. The output characteristics were evaluated after standing for a period of time. As a result, the open circuit voltage (Voc) is 1.33 V, the short circuit current density (Jsc) is 12.0 mA / cm 2 , the fill factor (FF) is 70.0%, and the conversion efficiency (Eff) is 11. 2%. F. The characteristics deteriorated due to the decrease in the thickness.
From the above results, in the second embodiment in which the scribing to the transparent electrode layer is performed without penetrating the insulating base layer, the initial characteristics are maintained in the reliability test. On the other hand, in the third comparative embodiment in which scribing was made through the insulating base layer, F.R. F. As a result, the initial characteristics deteriorated.
1 透明基板
2 透明電極層
3 光電変換層
4 裏面電極層
5 分離溝
6 接続溝
7 分離溝
21 ビーム
22 集光レンズ
23 スリット
24 結像レンズ
31 アッテイネーター
32 集光レンズ
41 ガラス基板
42 透明電極層
42a絶縁性下地層
42b導電性酸化膜層
43 分離溝
44 光電変換層
45 接続溝
46 裏面電極層
47 分離溝
48 封止樹脂層
49 有機保護層
51 ガラス基板
52 SiO2層
53 ZnO層
54 分離溝
55 非晶質シリコン光電変換ユニット
56 結晶質シリコン光電変換ユニット
57 接続溝
58 裏面電極層
59 分離溝
60 封止樹脂層
61 有機保護層
551 p型微結晶層
552 p型非晶質シリコンカーバイド層
553 i型非晶質シリコン層
554 n型層
561 p型層
562 i型結晶質シリコン層
563 n型層
581 ZnO層
582 Ag層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
The thin film photoelectric conversion device according to claim 6, wherein the photoelectric conversion layer includes at least one amorphous silicon photoelectric conversion unit and at least one crystalline silicon photoelectric conversion unit.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008091532A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar battery module |
JP2008118058A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Kaneka Corp | Method of processing transparent electrode layer, and thin film photoelectric converting apparatus using the same |
JP2008124325A (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Kaneka Corp | Thin-film photoelectric conversion apparatus, and manufacturing method thereof |
JP2008283075A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kaneka Corp | Manufacturing method of photoelectric conversion device |
JP2011056514A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Kaneka Corp | Method of manufacturing photoelectric conversion element |
KR20110064282A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film solar cell and method for fabricaitng the same |
KR101240900B1 (en) | 2009-07-29 | 2013-03-08 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | Substrate of photovoltaic cell |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63179581A (en) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Photovoltaic device and manufacture thereof |
WO2003061013A1 (en) * | 2002-01-07 | 2003-07-24 | Bp Corporation North America Inc. | Method of manufacturing thin film photovoltaic modules |
JP2003243676A (en) * | 2002-02-19 | 2003-08-29 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Thin-film photoelectric converting device |
-
2004
- 2004-10-25 JP JP2004310021A patent/JP2006121011A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63179581A (en) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Photovoltaic device and manufacture thereof |
WO2003061013A1 (en) * | 2002-01-07 | 2003-07-24 | Bp Corporation North America Inc. | Method of manufacturing thin film photovoltaic modules |
JP2003243676A (en) * | 2002-02-19 | 2003-08-29 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Thin-film photoelectric converting device |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008091532A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar battery module |
JP2008118058A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Kaneka Corp | Method of processing transparent electrode layer, and thin film photoelectric converting apparatus using the same |
JP2008124325A (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Kaneka Corp | Thin-film photoelectric conversion apparatus, and manufacturing method thereof |
JP2008283075A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kaneka Corp | Manufacturing method of photoelectric conversion device |
KR101240900B1 (en) | 2009-07-29 | 2013-03-08 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | Substrate of photovoltaic cell |
JP2011056514A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Kaneka Corp | Method of manufacturing photoelectric conversion element |
KR20110064282A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film solar cell and method for fabricaitng the same |
KR101640815B1 (en) * | 2009-12-07 | 2016-07-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film solar cell and method for fabricaitng the same |
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