JP2007287926A - 集積化薄膜光電変換装置の製造方法および、その製造方法で得られうる集積化薄膜光電変換装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】透明電極、光電変換ユニット、透明金属酸化物層、透明導電体層、および裏面電極を備えた集積化薄膜光電変換装置において、必要な工程数を減らしつつ高性能を発揮できる製造方法を提供すること。
【解決手段】前記光電変換ユニットに接して、抵抗率が０．０１Ωｃｍより大きい前記透明金属酸化物層を形成し、該光電変換ユニットと該透明金属酸化物層を除去して前記透明電極の一部が露出するように接続溝を形成し、
露出した該透明電極と、該接続溝を介して電気的に接続するように、該透明金属酸化物層上に該透明金属酸化物層と接する、抵抗率が０．０１Ωｃｍ以下である前記透明導電体層と、金属層からなる前記裏面電極を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄膜光電変換装置を集積化する場合に、必要な工程数を減らしつつ高性能を発揮できる製造方法、また、その製造方法で得られうる薄膜光電変換装置に関する。

近年、太陽電池の製造コスト低減のために、使用原材料が少なくてすむ薄膜太陽電池が注目され、その開発および生産が精力的に行われている。更に、従来の非晶質薄膜太陽電池に加えて結晶質薄膜太陽電池も開発され、これらを積層したハイブリッド太陽電池と称される積層型薄膜太陽電池も実用化されている。

薄膜太陽電池は、一般に、透光性基板上に順に積層された透明電極、１以上の半導体薄膜光電変換ユニット、および裏面電極を含む。そして、１つの光電変換ユニットはｐ型層とｎ型層でサンドイッチされたｉ型層を含む。

透明電極は、透光性基板側から入射した光を散乱させ有効に光電変換ユニット内に閉じ込めるために、その表面に通常微細な凹凸を多数有し、その高低差は一般的には０．０３μｍ〜０．３μｍである。光の散乱の程度を定量的に示す指標として、例えばヘイズ率がある。ヘイズ率は、（拡散透過率／全光線透過率）×１００［％］で表される（ＪＩＳ Ｋ７１３６）。通常、凹凸の高低差を大きくするほど、または凹凸の凸部と凸部の間隔が大きくなるほどヘイズ率が高くなり、光電変換ユニット内に入射された光は有効に閉じ込められる。

ｉ型層は実質的に真性の半導体層であって光電変換ユニットの厚さの大部分を占め、光電変換作用は主としてこのｉ型層内で生じる。このため、このｉ型層は通常ｉ型光電変換層または単に光電変換層と呼ばれる。光電変換層は真性半導体層に限らず、ドープされた不純物（ドーパント）によって吸収される光の損失が問題にならない範囲で微量にｐ型またはｎ型にドープされた層であってもよい。光電変換層は光吸収のためには厚い方が好ましいが、必要以上に厚くすればその製膜のためのコストと時間が増大する。

他方、ｐ型やｎ型の導電型半導体層は光電変換ユニット内に内部電界を生じさせる役目を果たし、この内部電界の大きさによって薄膜太陽電池の重要な特性の１つである開放電圧（Ｖｏｃ）の値が左右される。しかし、これらの導電型半導体層は光電変換に直接寄与しない不活性な層であり、導電型半導体層にドープされた不純物によって吸収される光は発電に寄与しない損失となる。したがって、ｐ型とｎ型の導電型半導体層は、十分な内部電界を生じさせ得る範囲内であれば、できるだけ小さな厚さにとどめておくことが好ましい。導電型半導体層の厚さは一般的には２０ｎｍ程度以下である。

ここで、光電変換ユニットまたは薄膜太陽電池は、それに含まれるｐ型とｎ型の導電型半導体層が非晶質か結晶質かにかかわらず、その主要部を占める光電変換層が非晶質のものは非晶質光電変換ユニットまたは非晶質薄膜太陽電池と称され、光電変換層が結晶質のものは結晶質光電変換ユニットまたは結晶質薄膜太陽電池と称される。

薄膜太陽電池の変換効率を向上させる方法として、２以上の光電変換ユニットを積層する方法がある。この場合、薄膜太陽電池の光入射側に大きなバンドギャップを有する光電変換層を含む前方ユニットを配置し、その後方に順に小さなバンドギャップを有する光電変換層を含む後方ユニットを配置することにより、入射光の広い波長範囲にわたって光電変換を可能にし、これによって太陽電池全体としての変換効率の向上が図られる。このような積層型太陽電池の中でも、特に非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットを各々１つずつ積層し電気的に直列接続したものはシリコンハイブリッド太陽電池と称される。例えば、ｉ型非晶質シリコンが光電変換し得る光の波長は長波長側において８００ｎｍ程度までであるが、ｉ型結晶質シリコンはそれより長い約１１５０ｎｍ程度の波長までの光を光電変換することができる。

光吸収係数の大きな非晶質シリコン光電変換層は、０．３μｍ程度の厚さでも十分な短絡電流密度（Jｓｃ）を得ることができるが、光吸収係数の小さな結晶質シリコン光電変換層は長波長の光をも十分に吸収するためには１〜３μｍ程度の厚さを有することが好ましい。すなわち、結晶質シリコン光電変換層は、通常は非晶質シリコン光電変換層に比べて３〜１０倍程度の厚さを有することが望まれる。同様に、シリコンハイブリッド太陽電池においても、両者の厚さの比を概ね３〜１０倍とすることが必要である。

ところで、薄膜太陽電池は、透光性基板上に透明電極、光電変換ユニット、裏面電極層をＣＶＤ、スパッタ等の気相成長法により形成することから、設備コストの低減を狙って大面積化が進められている。一方で、透明電極はその抵抗率が１０^-2〜１０^-4Ωｃｍ程度と金属と比較して大きいことから、大面積化するほど透明電極での抵抗損失が大きくなる。ここで、抵抗率とは体積対抗率のことであり、透明電極のシート抵抗と厚さの積で算出される値である。このため、レーザースクライブ等の手法により、１枚の透光性基板上に複数の短冊状の単位素子を形成し、それらを直列接続する集積化が一般に行われている。さらに、集積化時の信頼性向上のために例えば特許文献１は、光電変換ユニットの表面に連続して透明導電体層を形成してから光電変換ユニットを短冊状に分離するレーザースクライブを行い、その溶断残滓を除去するための洗浄処理を行うことにより、光電変換ユニット表面への自然酸化膜形成による性能低下を防止する方法を開示している。

しかしながら、製造工程の簡略化による低コスト化、および１つの工程内における設備状態のゆらぎに伴う製造歩留りの低下を抑制するためには、上記のような溶断残滓を除去するための洗浄処理は行わないことが望ましいと考えられる。ところが、特許文献１にあるようにレーザースクライブ時の溶断残渣の発生は不可避であり、特に、大面積の集積化薄膜光電変換装置の製造工程においては洗浄処理は不可欠とされている。このため、本発明においては、光電変換ユニットのレーザースクライブ後の洗浄処理を行わなくても溶断残渣の発生が抑制され、透明電極と透明導電体層の接触抵抗を減らし、しかも透明導電体層の透明性を向上させることにより、太陽電池のＪｓｃと曲線因子（ＦＦ）を高め、高い性能を得ることを目的としている。
特開平９−８３３７号

本発明による集積化薄膜光電変換装置の製造方法は、１）基板上に、下部分離溝により分割された複数の透明電極を形成し、２）前記複数の透明電極の各々に接して、光電変換ユニットと、抵抗率が０．０１Ωｃｍより大きい透明金属酸化物層を形成し、３）前記下部分離溝に隣接し、前記光電変換ユニットと透明金属酸化物層を除去して透明電極の一部が露出するように接続溝を形成し、４）隣接する２つの透明電極の一方と、接続溝を介して電気的に接続するように、前記透明金属酸化物層上に該透明金属酸化物層と接する、抵抗率が０．０１Ωｃｍ以下である透明導電体層と、該透明導電体層上に形成される金属層からなる裏面電極を形成し、５）透明電極と裏面電極とで挟まれる領域からなる単位素子を複数個直列に接続するように、各接続溝の近傍における少なくとも裏面電極と透明導電体層と透明金属酸化物層とを除去して上部分離溝を形成し、裏面電極を複数の単位素子に対応する複数領域に分割する、ことを特徴とする。

すなわち、本発明は、図１を説明しながら表現すると、以下の通りである。
本発明は、透光性基板１と、透明電極２と、光電変換ユニット３と、透明金属酸化物層５ｃと、透明導電体層５ｔと、裏面電極５ｍを備え、
少なくとも下記（１）〜（５）の工程を含む、複数の単位素子が直列接続された構造を有する集積化薄膜光電変換装置の製造方法、である。
（１）透光性基板１上に、下部分離溝１２によりそれぞれが分割された複数の該透明電極２を形成する工程。
（２）複数の該透明電極２の各々に接して、該光電変換ユニット３を形成し、その後、抵抗率が０．０１Ωｃｍより大きい該透明金属酸化物層５ｃを形成する工程。
（３）該光電変換ユニット３と該透明金属酸化物層５ｃの一部を除去して該透明電極２の一部が露出するように、かつ、該下部分離溝１２に接することなく該下部分離溝１２の近傍に配置された接続溝１３を形成する工程。
（４）最近隣の２つの該透明電極２の一方と、該接続溝１３を介して電気的に接続するように、
該透明金属酸化物層５ｃ上に、該透明金属酸化物層５ｃと接する、抵抗率が０．０１Ωｃｍ以下である該透明導電体層５ｔと、
該透明導電体層５ｔ上に形成される金属層からなる該裏面電極５ｍとを
形成する工程。
（５）該透明電極２と該裏面電極５ｍとで挟まれる領域からなる単位素子を複数個直列に接続するように、
各該接続溝１３の近傍における少なくとも該裏面電極５ｍと該透明導電体層５ｔと該透明金属酸化物層５ｃと、光電変換ユニット３とを除去して該透明電極２の一部が露出するように該接続溝１３の近傍に配置された該上部分離溝１５を形成し、該裏面電極５ｍを複数の単位素子に対応する複数領域にそれぞれ分割する工程。

本発明は、また、前記光電変換ユニットはシリコンを主成分とする、集積化薄膜光電変換装置の製造方法、である。

本発明は、また、前記透明金属酸化物層は酸化亜鉛を主成分とする、集積化薄膜光電変換装置の製造方法、である。

本発明は、また、前記透明金属酸化物層は、有機金属蒸気を含みＩＩＩ族（３族）元を含まないガスを用いたＣＶＤ法、またはＩＩＩ族（３族）元素の添加量が０．２重量％以下のスパッタターゲットを用いたスパッタリング法によって形成された、集積化薄膜光電変換装置の製造方法、である。

本発明は、また、前記の製造方法で得られうる、集積化薄膜光電変換装置、である。

本発明によれば、透明電極と電気的に接続される透明導電体層の抵抗率は０．０１Ωｃｍ以下である。このため、接続溝形成後の溝内に溶断残滓が存在しても、透明電極と透明導電体層の接触抵抗は小さく保持される。さらに、光電変換ユニットと接する透明金属酸化物層の抵抗率が０．０１Ωｃｍより大きくなるように設計した。
これらを総合すると、接続溝形成後の洗浄を行わなくても十分に高いＦＦが得られた。
これにより、接続溝形成後の洗浄工程を省略することができる。一方で、先に示した通り透明金属酸化物層は０．０１Ωｃｍより大きいため、赤色光から近赤外域の波長の光に対する透明性が優れる。このため、光電変換ユニットを通り抜けて裏面側に到達した光が透明金属酸化物層で吸収され損失となることが防止できる。このため、薄膜光電変換装置のＪｓｃとＦＦを同時に高め、高い光電変換性能を得ることができる。

以下に、本発明の実施の形態としての集積化非晶質シリコン太陽電池を、図１を参照しつつ説明する。

透光性基板１の上に透明電極２が形成される。

透光性基板１としては、ガラス、透明樹脂等から成る板状部材やシート状部材が用いられる。

透明電極２には酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物が用いられ、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の方法を用いて形成される。透明電極２は、形成条件の工夫によりその表面に微細な凹凸を生じさせて入射光の散乱を増大させる効果を有している。凹凸の高低差は０．０３〜０．３μｍ程度であり、ヘイズ率は５〜３０％程度であり、シート抵抗は５〜２０Ω／□程度に設定される。透明電極２は、レーザースクライブを用いた直線状の下部分離溝１２により、複数の短冊状の領域に分割される。

透明電極２の上には非晶質シリコン光電変換ユニット３が形成される。非晶質シリコン光電変換ユニット３は非晶質ｐ型シリコンカーバイド層３ｐ、非晶質ｉ型シリコン光電変換層３ｉ、ｎ型シリコン層３ｎから成り立っている。非晶質ｉ型シリコン光電変換層３ｉの材料はシリコンのみならず、炭素、ゲルマニウム等のバンドギャップ調整元素を含んでいてもよい。ｎ型シリコン層３ｎは、非晶質でもよく結晶質を含んでいてもよく、酸素、窒素、炭素等の元素を含んでいてもよい。

非晶質シリコン光電変換ユニット３の形成には高周波プラズマＣＶＤ法が適している。その形成条件としては、基板温度１００〜２５０℃、圧力３０〜１５００Ｐａ、高周波パワー密度０．０１〜０．５Ｗ／ｃｍ²が好ましく用いられる。光電変換ユニット形成に使用する原料ガスとしては、ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆等のシリコン含有ガスまたは、それらのガスと水素を混合したものが用いられる。光電変換ユニットにおけるｐ型またはｎ型層を形成するためのドーパントガスとしては、Ｂ₂Ｈ₆またはＰＨ₃等が好ましく用いられる。また、ｎ型層に酸素または窒素元素を含ませる場合には、上記のガスに加えて二酸化炭素またはアンモニアが好ましく用いられる。

ｎ型シリコン層３ｎの上には、抵抗率が０．０１Ωｃｍより大きい透明金属酸化物層５ｃが形成される。上記の抵抗率が望ましい要因は必ずしも明らかではないが、抵抗率が０．０１Ωｃｍより大きいと透明金属酸化物層５ｃでのレーザー光吸収が殆どなくなり、光電変換ユニットでのレーザー光吸収が効率的に行われるか、あるいは透明金属酸化物層が昇華されて接続溝付近へ再付着することが防止されることにより、接続溝内の溶断残滓あるいは接続溝断面へのバリが発生しにくい状況になるためと推定される。また、透明金属酸化物層５ｃの抵抗率の上限値は１００Ωｃｍ程度である。透明金属酸化物層を有機金属蒸気含有ガスを用いたＣＶＤ法で形成する場合、ＩＩＩ族（３族）のドーピングガスを添加しなければ、得られる膜の抵抗率は上記のオーダーであるし、スパッタ法で形成する場合にも、透明金属酸化物層内の酸素欠損を減らす操作を行うと得られる膜の抵抗率は上記のオーダーとなるためである。透明金属酸化物層５ｃにはＺｎＯ、ＩＴＯ等の透明性の優れた金属酸化物が用いられ、その形成においては、ジエチル亜鉛等の有機金属蒸気を含みＩＩＩ族（３族）元素を含まないガスを用いたＣＶＤ法、またはＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ等のＩＩＩ族（３族）元素の添加量が０．２重量％以下のスパッタターゲットを用いたスパッタリング法が好ましく用いられる。スパッタガスとしては通常Ａｒが用いられる。透明金属酸化物層５ｃはｎ型シリコン層３ｎを形成した後、真空を破らずに形成することがタクト短縮の点およびｎ型シリコン層３ｎの表面の汚染を防止する点からは望ましいが、ｎ型シリコン層３ｎ表面を一旦大気に晒してもよい。

非晶質シリコン光電変換ユニット３および透明金属酸化物層５ｃは、下部分離溝１２に隣接して形成された接続溝１３により、複数の短冊状の領域に分割される。

透明金属酸化物層５ｃの上には、抵抗率が０．０１Ωｃｍ以下である透明導電体層５ｔと、該透明導電体層５ｔ上に形成される金属層からなる裏面電極５ｍが形成される。透明導電体層５ｔの抵抗率が上記の範囲にあるほうが、透明導電体層５ｔと透明電極２のコンタクトが取りやすくなり集積化された太陽電池のＦＦが向上する。透明導電体層５ｔには、ＺｎＯ、ＩＴＯ等の導電性および透明性の優れた金属酸化物が用いられ、裏面電極５ｍにはＡｇ、Ａｌまたはそれらの合金が好ましく用いられる。透明導電体層５ｔおよび裏面電極５ｍの形成においては、スパッタリング、蒸着等の方法が好ましく用いられる。

少なくとも裏面電極５ｍ、透明導電体層５ｔ、透明金属酸化物層５ｃの３つの層（好ましくはそれらに加えて非晶質シリコン光電変換ユニット３）は、接続溝１３に隣接して形成された上部電極溝１５により、複数の短冊状の領域に分割される。これにより、短冊状の隣り合う２つの単位素子１０ａ、１０ｂは接続溝１３を通じて直列に接続される。

以上の説明は、非晶質シリコン光電変換ユニットのみの単層型太陽電池について行ったが、結晶質シリコン光電変換ユニットのみの単層型太陽電池でもよいし、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットを積層したハイブリッド型の積層型太陽電池であってもよい。また、非晶質シリコン光電変換ユニット、結晶質シリコン光電変換ユニットの上に更に結晶質シリコン光電変換ユニットを積層した３段の積層型太陽電池としてもよい。さらに、光電変換ユニットの材料として、シリコン以外の銅インジウムガリウムセレナイド（ＣＩＧＳ）、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）等が主成分として含まれていてもよい。

以下に、本発明による集積化非晶質シリコン太陽電池として実施例１〜２を、図１を参照しつつ、比較例１〜４と比較しながら説明する。

（実施例１）
図１は、実施例１で作製した集積化非晶質シリコン太陽電池を模式的に示す断面図である。

まず、透光性基板１として９１０ｍｍ×４５５ｍｍ×４ｍｍ厚の白板ガラスを用いた。透光性基板１の一主面上に、酸化錫からなる表面に微細な凹凸構造を有する、透明電極２を熱ＣＶＤ法により形成した。得られた透明電極２の厚さは０．８μｍ、日本電色社製ヘイズメーターＮＤＨ５０００Ｗ型にて透明電極２側よりＣ光源で測定したヘイズ率は１１％、シート抵抗は８Ω／□であった。次に、透明電極２を複数の帯状パタ−ンへと分割するためにＹＡＧ基本波パルスレーザーを透光性基板１に照射することにより、幅５０μｍの下部分離溝１２を形成し、超音波洗浄および乾燥を行った。

次に、非晶質シリコン光電変換ユニット３を形成するために、透明電極２が形成された透光性基板１を高周波プラズマＣＶＤ装置内に導入し、厚さ１５０Åの非晶質ｐ型シリコンカーバイド（ｐ型ａ−ＳｉＣ）層３ｐを形成した。ｐ型ａ−ＳｉＣ層３ｐの形成においては、ＳｉＨ₄、水素、水素希釈されたＢ₂Ｈ₆、ＣＨ₄を反応ガスとして用い、ｐ型ａ−ＳｉＣ層３ｐの厚さが８０Å相当となった時点で放電を維持したまま、水素希釈されたＢ₂Ｈ₆およびＣＨ₄の供給を止めて残り７０Åの製膜を行った。引き続いて厚さ０．２７μｍの非晶質ｉ型シリコン光電変換層３ｉを、さらに、厚さ１５０Åのｎ型微結晶シリコン層３ｎを順次積層した。さらに、透光性基板１を高周波プラズマＣＶＤ装置から真空中で高周波スパッタ装置に搬送し、厚さ６００ÅのＺｎＯから成る透明金属酸化物層５ｃを形成した。透明金属酸化物層５ｃの形成においては、ＺｎＯ中に０．１重量％のＡｌまたはＩｎをドープしたスパッタターゲットを用い、Ａｒガスをスパッタガスとして、圧力を０．７〜１．５Ｐａとした。なお、透明金属酸化物層５ｃをガラス上に同一条件で厚さ６００Å形成して測定したシート抵抗値から算出した抵抗率は０．１Ωｃｍであった。また、ＩＩＩ族（３族）元素をドープしない純度９９．９９％のＺｎＯターゲットを用いた場合においても、ほぼ同等の抵抗率が得られた。

その後、非晶質シリコン光電変換ユニット３を複数の帯状パターンへと分割するために大気中に基板を取り出し、ＹＡＧ第２高調波パルスレーザーを透光性基板１に照射することにより幅６０μｍの接続溝１３を形成した。引き続いて洗浄処理を行うことなく、厚さ３００ÅのＺｎＯから成る透明導電体層５ｔと厚さ２０００ÅのＡｇから成る裏面電極５ｍをＤＣスパッタ法によって形成した。透明導電体層５ｔの形成においては、ＺｎＯ中に３．２重量％のＡｌをドープしたスパッタターゲットを用い、Ａｒガスをスパッタガスとして、圧力を０．２７Ｐａとした。なお、透明導電体層５ｔをガラス上に同一条件で厚さ３００Å形成して測定したシート抵抗値から算出した抵抗率は０．００３Ωｃｍであった。
最後に、非晶質シリコン光電変換ユニット３、透明金属酸化物層５ｃ、透明導電体層５ｔ及び裏面電極５ｍを複数の帯状パターンへと分割するために、ＹＡＧ第２高調波パルスレーザーを透光性基板１に照射することにより、幅６０μｍの上部分離溝１５を形成し、図１に示すような左右に隣接する短冊状非晶質シリコン太陽電池が電気的に直列接続された集積化非晶質シリコン太陽電池を作製した。この集積化非晶質シリコン太陽電池は、幅８．９ｍｍ×長さ４３０ｍｍの非晶質シリコン太陽電池が１００段直列接続されて構成されている。同様の方法で計１０枚の集積化非晶質シリコン太陽電池を作製した。こうして得られた集積化非晶質シリコン太陽電池に、エアマス１．５に近似されたスペクトルでエネルギー密度１００ｍＷ／ｃｍ²の擬似太陽光を、測定雰囲気及び太陽電池の温度２５±１℃の条件下で照射し、電流−電圧特性を測定した。得られた開放電圧を１００で割って１段当りに換算した開放電圧Ｖｏｃ、短絡電流密度Ｊｓｃ、曲線因子ＦＦ、変換効率Ｅｆｆ（１０枚の平均値）の測定結果を表１に示す。

表１は、実施例１〜２および比較例１〜４で示した集積化非晶質シリコン太陽電池の特性を示した表である。

（比較例１）
比較例１においては、実施例１と比較して、透明金属酸化物層５ｃの抵抗率を０．００５Ωｃｍ（ガラス上に６００Å形成して測定したシート抵抗値から算出）に変更したことのみが異なっていた。得られた太陽電池の測定結果を表１に示す。実施例１と比較例１を比較すると、透明金属酸化物層５ｃの抵抗率を下げるだけで平均性能が大幅に低下している。これは、接続溝１３の形成時に、レーザー光の吸収により昇華した透明金属酸化物層５ｃが接続溝１３内に再付着したことによるバリの発生が主要因であると推定される。

（比較例２）
比較例２においては、比較例１と比較して、接続溝１３形成後に水による超音波洗浄工程を追加したことのみが異なっていた。得られた太陽電池の測定結果を表１に示す。実施例１と比較例２を比較すると性能差は大きくないが、実施例１のほうが透明金属酸化物層５ｃの透明性が高い分だけＪｓｃが高くなっていることがわかる。

（比較例３）
比較例３においては、実施例１と比較して、透明金属酸化物層５ｃの形成を省略し、接続溝１３形成後に水による超音波洗浄工程を追加し、透明導電体層５ｔとして抵抗率０．１Ωｃｍ（ガラス上に９００Å形成して測定したシート抵抗値から算出）、厚さ９００Åのものを用いたことのみが異なっていた。得られた太陽電池の測定結果を表１に示す。実施例１と比較例３を比較すると、透明電極２と抵抗率の高い透明導電体層５ｔが直接接して太陽電池の直列接続がなされた場合には、集積化された太陽電池のＦＦが大幅に悪化していることがわかる。

（実施例２）
実施例２においては、実施例１と比較して、透明金属酸化物層５ｃの抵抗率を３Ωｃｍ（ガラス上に６０００Å形成して測定したシート抵抗値から算出）に変更したことのみが異なっていた。得られた太陽電池の測定結果を表１に示す。実施例２においては実施例１とほぼ同等の性能が得られていることがわかる。

（比較例４）
比較例４においては、実施例１と比較して、透明導電体層５ｔの抵抗率を０．０５Ωｃｍ（ガラス上に３００Å形成して測定したシート抵抗値から算出）に変更したことのみが異なっていた。得られた太陽電池の測定結果を表１に示す。実施例１と比較例４を比較すると、比較例３の結果と同様に透明電極２と抵抗率の高い透明導電体層５ｔが直接接して太陽電池の直列接続がなされた場合には、集積化された太陽電池のＦＦが低下していることがわかる。

以上述べたように、本発明により薄膜光電変換装置を集積化する場合の接続溝形成後の洗浄工程を省略しつつ、集積化薄膜光電変換装置のＪｓｃとＦＦを高め、高い性能を得ることが可能となる。

本発明による集積化非晶質シリコン太陽電池の模式的断面図である。

符号の説明

１ 透光性基板
２ 透明電極
３ 非晶質シリコン光電変換ユニット
３ｐ 非晶質ｐ型シリコンカーバイド層
３ｉ 非晶質ｉ型シリコン光電変換層
３ｎ ｎ型シリコン層
５ｃ 透明金属酸化物層
５ｔ 透明導電体層
５ｍ 裏面電極
１２ 下部分離溝
１３ 接続溝
１５ 上部分離溝

Claims (5)

1. 透光性基板と、透明電極と、光電変換ユニットと、透明金属酸化物層と、透明導電体層と、裏面電極を備え、
   少なくとも下記（１）〜（５）の工程を含む、複数の単位素子が直列接続された構造を有する集積化薄膜光電変換装置の製造方法。
   （１）透光性基板上に、下部分離溝によりそれぞれが分割された複数の該透明電極を形成する工程。
   （２）複数の該透明電極の各々に接して、該光電変換ユニットを形成し、その後、抵抗率が０．０１Ωｃｍより大きい該透明金属酸化物層を形成する工程。
   （３）該光電変換ユニットと該透明金属酸化物層の一部を除去して該透明電極の一部が露出するように、かつ、該下部分離溝に接することなく該下部分離溝の近傍に配置された接続溝を形成する工程。
   （４）最近隣の２つの該透明電極の一方と、該接続溝を介して電気的に接続するように、
   該透明金属酸化物層上に、該透明金属酸化物層と接する、抵抗率が０．０１Ωｃｍ以下である該透明導電体層と、
   該透明導電体層上に形成される金属層からなる該裏面電極とを
   形成する工程。
   （５）該透明電極と該裏面電極とで挟まれる領域からなる単位素子を複数個直列に接続するように、
   各該接続溝の近傍における少なくとも該裏面電極と該透明導電体層と該透明金属酸化物層と、光電変換ユニットとを除去して該透明電極の一部が露出するように該接続溝の近傍に配置された該上部分離溝を形成し、該裏面電極を複数の単位素子に対応する複数領域にそれぞれ分割する工程。
2. 前記光電変換ユニットはシリコンを主成分とする、請求項１の集積化薄膜光電変換装置の製造方法。
3. 前記透明金属酸化物層は酸化亜鉛を主成分とする、請求項１の集積化薄膜光電変換装置の製造方法。
4. 前記透明金属酸化物層は、有機金属蒸気を含みＩＩＩ族（３族）元素を含まないガスを用いたＣＶＤ法、またはＩＩＩ族（３族）元素の添加量が０．２重量％以下のスパッタターゲットを用いたスパッタリング法によって形成された、請求項３の集積化薄膜光電変換装置の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で得られうる、集積化薄膜光電変換装置。