JP2010062185A - 光電変換装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 集積型の光電変換装置の分離溝で生じるリークを防ぐと共に、分離溝の幅を狭くする。
【解決手段】 隣り合う光電変換セルの光電変換層が分離溝によって分離された光電変換装置の製造方法であって、分離溝9内に絶縁材料を塗布、硬化して絶縁部3を形成する工程と、絶縁部3の一部を底部まで除去して他方側の光電変換セルから延在する第1導電層を露出させる凹部5を形成する工程と、光電変換層の上と絶縁部材の上と凹部内とに連続する第2導電層6を形成する工程と、絶縁部3の上の第2導電層6に溝部37を形成する工程とを有する光電変換装置の製造方法である。
【選択図】 図2
【解決手段】 隣り合う光電変換セルの光電変換層が分離溝によって分離された光電変換装置の製造方法であって、分離溝9内に絶縁材料を塗布、硬化して絶縁部3を形成する工程と、絶縁部3の一部を底部まで除去して他方側の光電変換セルから延在する第1導電層を露出させる凹部5を形成する工程と、光電変換層の上と絶縁部材の上と凹部内とに連続する第2導電層6を形成する工程と、絶縁部3の上の第2導電層6に溝部37を形成する工程とを有する光電変換装置の製造方法である。
【選択図】 図2
Description
本発明は、太陽電池に代表される光電変換装置の集積化構造及びその製法に関する。
光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、絶縁基板上に、第1導電層、光電変換層、第2導電層が順に積層された薄膜太陽電池が知られている。その光電変換層は一般に半導体であり、p型層、反対側にn型層、その間を高抵抗のi層を有するpinダイオード構造のものが用いられる。第1導電層と第2導電層とは光電変換層が変換した電力を取り出す電極となる。また、薄膜太陽電池では、基板上の光電変換層は溝などで複数の単位セルごとに分割された集積型構造が用いられる。集積型構造では、ある単位セルの第1導電層とその隣の単位セルの第2導電層とが電気的に直列接続される構造が一般的である。
薄膜太陽電池では光の吸収波長範囲を広げることで変換効率を高めたタンデム型構造が知られている。タンデム型構造では光電変換層を光の吸収波長特性の異なる第1の半導体光電変換層と第2の半導体光電変換層とが積層される。第1の半導体光電変換層と第2の半導体光電変換層との間に透光性のトンネル接合層や透明導電層などの中間層を介在させる構造が知られている。
隣り合う単位セルの透明導電層と裏面電極層との接続は、光電変換層に形成された溝を通じて行われる。特にタンデム型構造においては、第1の半導体光電変換層と第2の半導体光電変換層とはそれぞれが接する界面付近に低抵抗層が存在し、界面の面内方向に電流が流れやすい構造である。このような場合に、光電変換層の溝内に導電膜を形成すると、その導電膜を通じて第1導電層、第2導電層、中間層などの低抵抗層間が直接接続されてしまいにリークや短絡が発生して性能が低下する。
このような問題に対して、たとえば特許文献1には、酸化性雰囲気中で半導体光電変換層をレーザー光線を用いて加工し、加工溝内の中間層の表面に酸素量が多い層を形成して電流リークを抑制する方法が示されている。
また、特許文献2には、基板上に透明導電層、半導体の光電変換層、裏面電極層が形成され、裏面電極層から透明導電層までを分離する第1の分離溝で単位セルどうしを分離して、裏面電極層から半導体光電変換層までを分離する第2の分離溝を形成した構造が示されている。第1の分離溝と第2の分離溝とは絶縁膜で埋められ、第1の分離溝と第2の分離溝の間の領域内にさらに接続溝を設け、隣接する単位セルの裏面電極層と透明導電層とを接続溝内の導電性材料によって電気的に接続する。
また、特許文献3には、基板上に設けられた第1電極層と、第1発電層と、第2発電層と、第2電極層とを備えた複数の発電セルを有し、発電セル間には発電層を分断する第1溝内と第2溝を有する構造が示されている。この構造において、第1溝内の側部に配設される高抵抗部分によりサイドリークが防止され、第2電極層は発電層とともに第2溝により分離される。
また、特許文献4では、基板上に設けられた導電性層と、半導体の光電変換層と有する複数の発電セルを有する太陽電池の製造方法であって、光電変換層を分離する溝の基板上にはたがいに離隔する各セルの導電性層を露出させ、溝の両側面に絶縁物質を塗布した後、複数のセルを被覆して溝内に露出する導電性層の部分と接触する連続導電性膜を形成し、さらに溝の一方側面部の絶縁物質を剥離して連続導電性膜を離隔する方法が示されている。
特許文献1の方法では、信頼性の高いリーク防止膜を形成することが非常に難しく、特にタンデム型太陽電池の第1の半導体光電変換層と第2の半導体光電変換層との界面に金属または金属酸化物の中間層が形成される場合には酸化による方法は適用できないという問題がある。
また、特許文献2の方法では、隣接するセル間に分離のために複数の溝を有し、さらにその溝間に挟まれた領域内に接続溝を設け、接続溝に導電性材料を入れるので、セル間の分離と接続の構造部分の幅が広くなり、また製造工程が複雑となることによって歩留まりが低下する問題がある。
また、特許文献3の方法でも、隣接するセル間に分離のために光電変換層を分離する複数の溝が形成される。このため、第1電極層を残しながらその上の光電変換層のみを除去するという溝加工が複数回必要であり工程が複雑になる。また、セル間を分離、接続する領域が広くなる。光電変換に寄与しない分離、接続する領域が広くなると変換効率が低下する。
特許文献4は、溝の両側面に絶縁物質を塗布するので、側面によるリークや短絡を防止できる。しかし、溝の両側面に個別に絶縁物質を塗布するとともに、溝内に露出する一方の導電性層を流動性を有する絶縁物質によって完全に覆いながら、両側面の絶縁物質どうしが連続してしまわないようにするので、溝の幅を狭めることは困難であった。
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、比較的簡単な工程で隣り合う単位セルの電極間を接続し、光電変換した電流が短絡やリークすることを防止するとともに、セル間を分離、接続する領域の幅を狭くできる光電変換装置を実現することを目的とする。
本発明の光電変換装置の製造方法は、絶縁基板上に複数の光電変換セルが配設されて、隣り合う一方の光電変換セルの光電変換層と他方の光電変換セルの光電変換層とが分離溝によって分離された光電変換装置の製造方法であって、絶縁基板上に第1導電層を形成する工程と、第1導電層の上に光電変換層を積層する工程と、光電変換層を一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで分離する分離溝を形成する工程と、第1導電層を一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで分離する工程であって、分離溝内に一方の光電変換セルの第1導電層が露出せずに他方の光電変換セルの第1導電層が分離溝の途中まで延在するように第1導電層を分離する工程と、分離溝内に絶縁材料を塗布の後、絶縁材料を硬化して絶縁部を形成する工程と、分離溝の両側面から離れた位置の絶縁部の一部を底部まで除去して、他方側の光電変換セルの第1導電層を露出させる凹部を形成する工程と、光電変換層の上と絶縁部材の上と凹部内とに、連続する第2導電層を形成する工程と、絶縁部の上の第2導電層に該第2導電層を一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで分離する溝部を形成する工程と、を有する光電変換装置の製造方法とした。
本発明では、分離溝内に絶縁材料を塗布の後、絶縁材料を硬化して絶縁部を形成し、分離溝の両側面から離れた位置の絶縁部の一部を底部まで除去して、他方側の光電変換セルの第1導電層を露出させる凹部を形成し、この凹部を介して接続が行われるので分離溝側面で生じるリークや短絡を比較的簡単に防止できるようになる。また、凹部の形成時に絶縁部が流動性を有しないので、分離溝を狭くすることができる。さらに、第1導電層は分離溝内に一方の光電変換セルの第1導電層が露出せずに他方の光電変換セルの第1導電層が分離溝の途中まで延在するように分離されるので、凹部を一方の光電変換セルに接近させて形成させても凹部内には一方の光電変換セルの第1導電層が露出しないので、第1導電層を介する短絡が生じない。このため、さらに分離溝を狭くすることが可能となる。また、一方の光電変換セルの第2導電層と他方の光電変換セルの第2導電層と絶縁部の上の溝部で分離されるので、光電変換層を分離する複数の溝を形成する必要がない。分離溝が1本でよいのでセル間を分離、接続する領域の幅を狭くでき、構造が簡単となり、製造も容易となる。
<実施の形態1>
図1は本実施の形態1の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。この光電変換装置は透明性の絶縁基板1の上に、半導体材料からなる光電変換層4を有し、その基板側の第1導電層として透明導電層2、光電変換層4の上の基板と反対側の面に第2導電層6が積層された光電変換セル10が複数配列されている。この光電変換装置は絶縁基板1側から入射する光Sを電気に変換して、出力端子21、22に接続される外部端子T1、T2に出力する。隣り合う光電変換セル10の光電変換層4どうしは平行に並んだ複数の分離溝9によって分割されて、それぞれの光電変換層4はたとえば基板に垂直な方向から見た場合に短冊状となっている。図1は絶縁基板1上に6個の光電変換セル10を配置した例であるが、その個数は6個に限らない。たとえば絶縁基板1が一辺1m以上の大型であるときに、分離溝9の幅L2を0.5mm程度、光電変換層4の幅L1を9.5mm程度として、絶縁基板1上に100個以上の光電変換セル10を配列してもよい。基板面積に対する光電変換層4が受光する面積の比率である受光面積比率を大きくするために分離溝9の幅L2の幅はさらに小さくしてもよい。特に、光電変換効率を向上するためには分離溝9の幅L2を狭くすることが重要である。
図1は本実施の形態1の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。この光電変換装置は透明性の絶縁基板1の上に、半導体材料からなる光電変換層4を有し、その基板側の第1導電層として透明導電層2、光電変換層4の上の基板と反対側の面に第2導電層6が積層された光電変換セル10が複数配列されている。この光電変換装置は絶縁基板1側から入射する光Sを電気に変換して、出力端子21、22に接続される外部端子T1、T2に出力する。隣り合う光電変換セル10の光電変換層4どうしは平行に並んだ複数の分離溝9によって分割されて、それぞれの光電変換層4はたとえば基板に垂直な方向から見た場合に短冊状となっている。図1は絶縁基板1上に6個の光電変換セル10を配置した例であるが、その個数は6個に限らない。たとえば絶縁基板1が一辺1m以上の大型であるときに、分離溝9の幅L2を0.5mm程度、光電変換層4の幅L1を9.5mm程度として、絶縁基板1上に100個以上の光電変換セル10を配列してもよい。基板面積に対する光電変換層4が受光する面積の比率である受光面積比率を大きくするために分離溝9の幅L2の幅はさらに小さくしてもよい。特に、光電変換効率を向上するためには分離溝9の幅L2を狭くすることが重要である。
図2は本実施の形態1の光電変換装置の構造の細部を説明する断面図であり、図1の点線部A−Bの断面図である。また、この図は分離溝9とその両側で隣り合う一方の光電変換セル10aと他方の光電変換セル10bの断面の一部を示している。分離溝9内には絶縁材料が挿入されて絶縁部3が形成されている。分離溝9の両側面91a、91bから離れた位置に、その絶縁部3の幅L4の部分が底部まで開口された凹部5が形成されている。この凹部5が隣接するセル間の第1導電層と第2電極層間を接続する際のコンタクトホールである。
分離溝9内の絶縁基板1上には溝の途中まで他方の光電変換セル10bの透明導電層2bが延在する。その透明導電層2bの一端の位置は一方の光電変換セル10aと接触しないように一方のセルの側面91aからは離れた位置である。この分離溝9内に延在する透明導電層2bの部分は、基板側の第1導電層接続部となる。透明導電層2bからなる第1導電層接続部はこの凹部5の底部まで延在する。一方の光電変換セル10aの透明導電層2aは凹部5の底部に露出すると短絡の原因となるので、分離溝9内に延在しないようにすることが望ましい。
一方の光電変換セル10aの第2導電層6aは光電変換層4aの上からの分離溝9の絶縁部3の凹部5の内部まで延在して、第1導電層接続部と接続される。このようにして、凹部5内を通じて一方の光電変換セル10aの第2導電層6aと他方の光電変換セル10bの透明導電層2bとが電気的に直列接続される。凹部5の位置は、分離溝9の側面91a、91から適当な距離を有するので、凹部5内の導電部材によって側面のリークや短絡が発生しない。
一方の光電変換セル10aの第2導電層6aと他方の光電変換セル10bの第2導電層6bとの間は分離溝9内の絶縁部3の上に幅L5の溝部37を有することで相互に分離絶縁される。本実施の形態1では溝部37の位置を凹部5と光電変換セル10bの側面91bとの間に位置とした。
このようにして基板上に配列された複数の光電変換セル10は電気的に直列に接続されて、図1に示したように基板上の一方の端に配置された光電変換セル10の透明導電層2は出力端子21に、また他方の端に配置された光電変換セル10の第2導電層6は出力端子22に接続される。なお、基板端部の出力端子22と光電変換セル10の間にも絶縁部3が形成されるが、この部分は透明導電層2が形成される必要がないので、絶縁部3に凹部5は必須ではない。また、図1では凹部5は絶縁部3に分離溝9に沿って点在するようにしたが、分離溝9に沿って連続する開口溝としてもよい。
絶縁基板1は、たとえば透明性のガラス基板を用いることができる。絶縁基板1の第1導電層が形成される表面には、高さ1ミクロン程度の微細な凹凸が形成されていてもよい。透明導電層2の材料としてはITO(インジウム・スズ酸化物)、AZO(アルミニウム添加亜鉛酸化物)、SnO2(酸化スズ)などを用いることができる。透明導電層2の厚みはたとえば0.3〜2ミクロンなどである。その上の光電変換層4の材料は非晶質シリコン、微結晶シリコン、シリコンゲルマニウム、などを用いることができる。光電変換層4は、低抵抗でたがいに逆導電型のp型層とn型層とを有し、その間に高抵抗のi層が積層された半導体層を用いるとよい。また光電変換層4はタンデム型の太陽電池として知られるように、組成や構造が異なることで光吸収波長特性の異なる積層体をさらに複数積み重ねた構造としてもよい。本実施の形態1では図のように、光が入射する絶縁基板1側に非晶質シリコン層41、その裏面側に微結晶シリコン層42を配置したタンデム型の構造とした。非晶質シリコン層41の厚みはたとえば0.3〜1ミクロン、微結晶シリコン層42の厚みはたとえば2〜5ミクロンなどとする。また非晶質シリコン層41と微結晶シリコン層42とに挟まれる界面部分に中間層43を配置してもよい。この中間層43はITOやAZOなどの透明導電材料やSiOなどを用いることができる。非晶質シリコン層41と微結晶シリコン層42との間で電流が流れやすくするため中間層43の厚みはたとえば非常に薄く数〜数10nm程度である。第2導電層6の金属材料はAgやAl、またAg合金、やAl合金などを用いることができる。第2導電層6の厚みは0.5〜数ミクロンなどとしてもよい。また、第2導電層6は単層膜でなく組成の異なる多層膜としてもよい。特に第2導電層6が光電変換層4の裏面電極として用いる場合は、光電変換層4を通過してきた光をさらに光電変換層4側に効率よく戻すように反射率の高い金属を用いると良い。
分離溝9に挿入される絶縁部3は、絶縁性の樹脂であるたとえばシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などを使用することができる。また、ペースト状の原料を塗布して形成される低融点ガラス材料でもよい。絶縁部3は必ずしも分離溝9の上端まで埋められる必要はなく、その基板からの高さT2は途中の高さまでであってもよい。たとえば、光電変換層4の基板からの高さT1が5ミクロンである場合に、T2を3〜4ミクロンなどとしてもよい。特に光電変換層4がタンデム型の太陽電池のように中間に低抵抗層の中間層43や半導体の低抵抗層を有する場合には、基板面からの高さが低抵抗層よりも高い位置まで埋められていることが望ましい。
以上のように、分離溝9内に貫通する開口部である凹部5を有する絶縁部3を設け、この凹部5内に挿入された導電材料によって一方の光電変換セル10aの第2導電層6aと他方の光電変換セル10bの透明導電層2bとが電気的に接続される。凹部5は分離溝9の側面91aや91bと距離を置いて形成されている。凹部5内の導電部と分離溝9の側面91aや91bとの間には絶縁部材5があり、リークや短絡を防ぐことができる。また、一方と他方の第2導電層6aと第2導電層6bは絶縁部材5上の溝部37で分離される。このため、一方と他方のセル間で光電変換層4を分離する分離溝9は1本でよい。透明導電層2を残しながら光電変換層4のみを除去するような溝形成工程の回数が少なくなり工程が簡単となる。
また、セル間で第2導電層6を分離するのに光電変換層4の上に溝を形成して分離する方法と比べて、第2導電層を介したリークの発生が少なく、光電変換層4に溝加工で発生するダメージも減少するので発電効率の低下も防止できる。また、溝部37は絶縁部3上に位置するので、すぐ下部に加工ダメージの影響を考慮しなければならない光電変換層や他の導電層がない。このため溝部37形成時の加工条件の自由度が大きい。このように1つの分離溝9内でセル間の直列接続と電極間の分離が行われるので、セル間の接続領域を狭くすることができ、光電変換効率を向上することにも効果がある。また、溝部37の位置を凹部5に接する位置としてもよい。
たとえば、セル間の透明導電層2aと2bとを分離するギャップの幅L3を20〜30ミクロン、コンタクトホールである凹部5の幅L4を20〜30ミクロン、溝部37の幅L5を20〜30ミクロンとして、分離溝9の幅を100〜150ミクロンなどとすることができる。
次に本実施の形態1の光電変換装置の製造方法について説明する。図3の(a)〜(g)は本実施の形態1の光電変換装置の製造方法を説明する断面図である。また、図4の(a)〜(g)は本実施の形態1の光電変換装置の製造方法を説明する上面図であり、それぞれ図3の(a)〜(g)に対応してA−B部周辺を示した図である。以下では、主に図3を用いて説明する。
まず図3(a)のように絶縁基板1の上に幅L3の間隔をあけた透明導電層2a、2bを形成する。透明導電層2a、2bはITO膜をスパッタ法で成膜し、幅L3の部分にレーザー照射して照射部を剥離するなどの方法でITO膜に溝形成できる。スパッタ法のかわりに蒸着法、CVD法など他の成膜方法でもよく、幅L3の間隔をあけるには、フォトマスクを用いたウェットエッチングやメタルマスクを利用した成膜などでも可能である。第1導電層はITO膜のかわりにAZO膜やSnO2膜のような他の材料の膜であってもよい。透明導電層2a、2bの膜厚は電気抵抗を低くするためには厚い方がよく、光吸収を減らすには薄い方が良い。たとえば第1導電層を厚みが0.3〜1ミクロンのITO膜としてもよい。
なお、この透明導電層2a、2bを分離する溝が形成される領域は、後に形成される光電変換層4の分離溝9と略平行であって、一部がその分離溝と重なり、他部が重ならない領域とする。
次いで図3(b)のように、透明導電層2a、2bの上に、光電変換層4となる非晶質シリコン層41および微結晶シリコン層42を順次成膜する。非晶質シリコン層41、微結晶シリコン層42はシランガスや水素ガスなどを混合したガスを用いたプラズマCVD法などで成膜することができる。また、非晶質シリコン層41、微結晶シリコン層42は成膜中に添加するホウ素やリンを含有する不純物ガスの流量を調整して、各層内に基板側からp型層、高抵抗のi層、n型層が順次積層された構造を形成する。基板側からn型層、i層、p型層としてもよい。非晶質シリコン層41と微結晶シリコン層42とは、シランガスと水素ガスとの流量比やプラズマ発生に投入する高周波電力の条件を調整して作り分けることもできる。光電変換層4は非晶質シリコン層41、微結晶シリコン層42のかわりに組成の異なる非晶質シリコン層の2層などとしてもよい。組成はシリコン層にゲルマニウムや炭素を添加することによって変えることもできる。それらの層の厚みは、たとえば非晶質シリコン層41を0.3〜1ミクロン、微結晶シリコン層42を2〜5ミクロンなどとしてもよい。また、非晶質シリコン層41と微結晶シリコン層42との界面に薄い中間層43を挟んでもよい。この中間層43は厚みがたとえば数nm程度のITO膜、AZO膜、SnO2膜のような透明導電膜や、SiO膜であってもよい。
上記の積層後に、光電変換層4をL2の幅で分断する分離溝9が形成される。その際、透明導電層2は除去されず、その表面が露出されるようにする。溝の加工方法は、レーザースクライブ法や、マスクを用いたドライエッチング法やウェットエッチング法、またこれらを組み合わせて加工することができる。透明導電層2は除去せず光電変換層4のみを除去するには、光電変換層4に吸収され、透明導電層2にほとんど吸収されない波長のレーザー、たとえば可視光レーザーを用いたスクライブ法などが使用できる。図3(b)は膜面側からそのようなレーザービームLB1を照射して加工することを示している。レーザービームLB1は絶縁基板1側から照射してもよい。図3(c)は分離溝9が形成された後の断面図である。
図3(c)のように、幅L2の分離溝9内は絶縁基板1の上に他方のセル10bの光電変換層4の下から分離溝9の途中まで透明導電層2bがのびた構造となる。これに対して一方のセル側の透明導電層2aの側面の位置は分離溝9の側面91aより溝の外側であって、光電変換層4aの下に位置するので分離溝9内に露出しない。このように一方のセル側の透明導電層2aが光電変換層4aの側面よりも実質的に分離溝内に突出しないようにするとよい。なお、透明導電層2aが突出しなければ光電変換層4aの側面と一致していてもよい。また、凹部5が形成される近傍で、一方のセル10aの透明導電層2aが露出しなければよいので、たとえば図1のように凹部5が分離溝9にそって断続的に形成される場合に、凹部5がからある程度離れた位置では透明導電層2aが露出していてもかまわない。また、光電変換層4aの側面が凹凸を有する場合は側面の凸部よりも透明導電層2aが分離溝の中心方向に突出していなければよい。このように、一方のセル10aの透明導電層2aが分離溝9内に突出しないので、透明導電層2aを介した短絡やリークの発生が防止できる。
次に図3(c)中に示したように、分離溝9内に液体など流動性の絶縁材料3cを塗布する。絶縁材料3cはポリイミドなど樹脂材料などである。図はマイクロディスペンサのノズルNから分離溝9内に液状の樹脂材料である絶縁材料3cを塗布することを示している。粘度の低い絶縁材料3cを塗布する際は、基板がなるべく水平に保持されるとよい。塗布しながら分離溝9にそってノズルNを走査することで分離溝9に高速に絶縁材料3cを充填できる。なお、分離溝9の近傍であれば光電変換層4の上に絶縁材料3cが塗布されてもかまわない。その後、たとえば塗布部を加熱することで、絶縁性の樹脂材料を硬化して絶縁部3となる。図3(d)はそのようにして絶縁部3が分離溝内に形成された図である。
次に図3(d)中に示したように、分離溝9内の所定の位置に幅L4のレーザービームLB4を照射して、ビームの熱により照射部の絶縁部3を分解、除去して凹部5を形成する。凹部5が円形の場合は幅L4がおおよそその直径となり、凹部5が溝である場合は溝の幅となる。凹部5は絶縁部3の厚み方向に底部まで貫通する穴であって、その底部に透明導電層2bが露出するようにする。図3(e)は凹部5が絶縁部3に形成された図である。レーザービームLB4は絶縁部3のみを加工されるように絶縁部3に吸収が大きく透明導電層2に吸収が小さい波長のものを用いるとよい。また、絶縁部3が透明である場合にレーザービームの光を吸収する色素などの添加物を加えておいてもよい。絶縁部3に樹脂材料を用いると、比較的低パワーのレーザーで加工することができるので底面の接続部が熱の影響で劣化することを防止できる。このようなレーザービームLB4を照射により絶縁部3に貫通穴である凹部5を形成するので、製造が容易となる。なお、絶縁部3が感光性樹脂であれば、レーザーなどの光を部分的に照射して、照射部または非照射部を現像処理で除去する方法によって加工することもできる。
次に図3(f)のように第2導電層6を形成する。第2導電層6は一方と他方のセルの光電変換層4の上から分離溝9内の絶縁部材9の上、および絶縁部材9中に形成された凹部5内にわたって連続するように形成される。第2導電層6はたとえば、銅や銅合金、銀や銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金など電気抵抗の低い金属材料を、スパッタ法や蒸着法などで形成するとよい。また、膜のシート抵抗が低いことが望ましく、ある程度厚いことが望ましい。たとえば0.5〜20ミクロンなどとするとよい。厚くするためにメッキ法を用いてもよい。
次に図3(f)中で示したように分離溝9内の凹部5と他方のセルの光電変換層4bの側面との間に幅L5のレーザービームLB3を照射して第2導電層6に溝部37を形成する。この溝部37により一方と他方のセルで第2導電層6は分離する。溝部37の形成には機械的にスクライブする方法であってもよい。また、溝部37の下部の絶縁部3にも溝が形成されてもよい。透明導電層2bが切断されなければ透明導電層2bの表面まで達する溝が形成されてもかまわない。以上の手順により本実施の形態1の光電変換装置が得られる。
なお、上記では半導体の光電変換層4を形成後に分離溝9を形成したが、光電変換層4の上に金属膜など他の導電性の膜を形成した後に分離溝9を形成しても光電変換層4が保護されるのでよい。この方法でもこの導電性の膜を介して第2導電層6と光電変換層4とが接続された本実施の形態1と同様の光電変換装置が得られる。また、レーザービームによる加工は基板側からビームを照射するようにしてもかまわない。
なお、図4(e)〜(g)は図3(e)〜(g)に対応する上面図で、凹部5が分離溝9にそって断続的に並んだ楕円の開口部であることを示す。このように凹部5を断続的に形成すると、一方のセル10a側の分離溝側面91aに接する絶縁部3と他方のセル10b側の分離溝側面91bに接する絶縁部3とが分断されずに連結される。このように連結されると絶縁部3の基板に対する付着力が良くなる。たとえば後の工程で絶縁部3が第2導電層6aにより覆われ後に分離溝側面91aに接する絶縁部3からガスが発生しても、連結する分離溝側面91bに形成された溝部37を通じて放出できるので、絶縁部3と第2導電層6との接着力の低下も防ぐことに効果がある。
以上のように本実施の形態1の光電変換装置の製造方法は、絶縁基板上に複数の光電変換セルが配設されて、隣り合う一方の光電変換セルの光電変換層と他方の光電変換セルの光電変換層とが分離溝によって分離された光電変換装置の製造方法であって、絶縁基板1上に透明導電層2からなる第1導電層を形成する工程と、第1導電層である透明導電層2の上に光電変換層4を積層する工程と、光電変換層4を一方の光電変換セル10aと他方の光電変換セル10bとで分離する分離溝9を形成する工程とを有する。また、第1導電層である透明導電層2を一方の光電変換セル10aと他方の光電変換セル10bとで分離する工程であって、分離溝9内に一方の光電変換セル10aの第1導電層が露出せずに他方の光電変換セルの第1導電層が分離溝の途中まで延在するように第1導電層を分離する工程を有する。なお、本実施の形態1では第1導電層を分離する工程は、光電変換層を積層する工程以前に、後に形成される分離溝9と略平行であって一部が分離溝9と重なる溝領域で第1導電層2を分離する工程で行われる。また、分離溝を形成する工程と前記第1導電層を分離する工程とが実施された後に、分離溝9内に絶縁材料3cを塗布の後、絶縁材料3cを硬化して絶縁部3を形成する工程が実施される。その後、分離溝9の両側面91a、91bから離れた位置の絶縁部3の一部を底部まで除去して、他方側の光電変換セル10bの第1導電層を露出させる凹部5を形成する工程が実施される。その後、一方および他方の光電変換層4a、4bの上と絶縁部3の上と凹部5内とに、連続する第2導電層6を形成する工程が行われる。その後、絶縁部3の上の第2導電層6に一方の光電変換セル10aと他方の光電変換セル10bとで分離する溝部37を形成する工程が行われる。以上のような手順で製造されるので、分離溝側面で生じるリークや短絡を比較的簡単に防止できるようになる。また、凹部の形成時に絶縁部が流動性を有しないので、分離溝を狭くすることができる。さらに、第1導電層は分離溝内に一方の光電変換セルの第1導電層が露出せずに他方の光電変換セルの第1導電層が分離溝の途中まで延在するように分離されるので、凹部を一方の光電変換セルに接近させて形成させても凹部内には一方の光電変換セルの第1導電層が露出しないので、第1導電層を介する短絡が生じない。このため、さらに分離溝を狭くすることが可能となる。また、一方の光電変換セルの第2導電層と他方の光電変換セルの第2導電層と絶縁部の上の溝部で分離されるので、光電変換層を分離する複数の溝を形成する必要がない。分離溝が1本でよいのでセル間を分離、接続する領域の幅を狭くでき、構造が簡単となり、製造も容易となる。
また、絶縁部材5はノズルを用いて分離溝9に局所的に塗布して形成されるようにしたので、絶縁部材の使用量も少なくてすみ、作業効率も良い。
また、上記は基板側から入射する光を電気に変換する構造としたが、層構造を上下反対として基板と反対側から光を入射する構成としてもよい。この場合も本実施の形態1の絶縁部材5の凹部5を介した接続構造による効果は同様に得られる。
<実施の形態2>
図5は本実施の形態2の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。本実施の形態2の光電変換装置は上の実施の形態1でのべた構造と同様に、絶縁基板1がガラス基板などの透明絶縁基板であり、基板側の第1導電層が透明導電層2を有し、第2導電層6が金属材料からなり、絶縁基板1から入射する光を電気に変換する装置である。実施の形態1の光電変換装置とは、第1導電層が所定領域に形成された金属層8と透明導電層2との積層構造を有し、分離溝9内に延在する第1導電層の接続部が透明導電層2のかわりに金属層8である点が異なっている。また、分離溝9内の一方の光電変換セルの側面91aにおいて、透明導電層2aの側面の位置が、光電変換層4aの側面よりも光電変換層4aの下側に後退した構造となっている。このため、透明導電層2aの側面と分離溝9との間には光電変換層4aの下側に凹部35ができる。凹部35の長さは、たとえば1〜5ミクロンなどである。図ではこの凹部35も絶縁部材2で埋められた構造を示している。凹部35は絶縁部材2で埋められずに空洞のままとなっていてもよい。
図5は本実施の形態2の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。本実施の形態2の光電変換装置は上の実施の形態1でのべた構造と同様に、絶縁基板1がガラス基板などの透明絶縁基板であり、基板側の第1導電層が透明導電層2を有し、第2導電層6が金属材料からなり、絶縁基板1から入射する光を電気に変換する装置である。実施の形態1の光電変換装置とは、第1導電層が所定領域に形成された金属層8と透明導電層2との積層構造を有し、分離溝9内に延在する第1導電層の接続部が透明導電層2のかわりに金属層8である点が異なっている。また、分離溝9内の一方の光電変換セルの側面91aにおいて、透明導電層2aの側面の位置が、光電変換層4aの側面よりも光電変換層4aの下側に後退した構造となっている。このため、透明導電層2aの側面と分離溝9との間には光電変換層4aの下側に凹部35ができる。凹部35の長さは、たとえば1〜5ミクロンなどである。図ではこの凹部35も絶縁部材2で埋められた構造を示している。凹部35は絶縁部材2で埋められずに空洞のままとなっていてもよい。
また、光電変換層4の上に裏面電極層11が形成されている。この裏面電極層11はたとえば、銀やアルミニウム、それらの合金からなり、反射率が高く導電性の良好な金材料からなる。光電変換層4と裏面電極層11との間に透明導電層が形成されていてもよい。また、裏面電極層11は多層の膜で構成されてもよい。
金属層8は第2の光電変換セルの光電変換層4bと絶縁基板1との間の幅L6の領域で透明導電層である透明導電層2bと重なりあうことで透明導電層2bと電気的に接続される。第1の光電変換セルの第2導電層6aは分離溝9内の凹部5内で金属層8の一部に接続される。つまり、第2の光電変換セルの光電変換層4bと絶縁基板1との間で電気的に接続された金属層8を有して、この金属層8が分離溝9内に延在する部分が透明導電層2bの接続部となっている。金属層8の厚みはたとえば0.5〜2ミクロンであり、その材料として銅、銀、金、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、白金、ニッケルおよびそれらの合金などを用いることができ、それらの金属層を多層にしてもよい。分離溝9の形成の際にレーザースクライブなど局所的な加熱を伴う場合はタングステン、モリブデン、ニオブ、タンタルなどの高融点金属を表面に有すると金属層8の変形や劣化を防止できる。また、ガラス微粒子を含有する金属ペーストや金属微粒子を含有する液をスクリーン印刷などの印刷法で塗布して得られる層であってもよい。また、別基板に形成された金属膜がレーザービームを照射することで絶縁基板1上に転写された膜であってもよい。
金属層8は、分離溝9に沿った方向、図5の紙面に垂直方向、に沿って溝のすべての部分に延在するようにしてもよいし、分離溝9内の一部のみに延在するようにしてもよい。また、光が透明な絶縁基板1側から入射する光電変換装置では、透明な絶縁基板1側から見たときに金属層8部分による反射を防止するため、金属層8の基板側に反射防止層が形成されていてもよい。また、金属層8は基板側に乱反射層を備えてもよいし、基板に凹凸が形成されていてもよい。乱反射層や基板の凹凸により絶縁基板1の表面に対して浅い角度で反射した光は透明な絶縁基板1の表面で反射して再び金属層8のない光電変換層4部分で光電変換されるので、金属層8の裏側の光電変換層4には光が届かず光電変換の効率が減少することを防止できる。
金属材料からなる第2導電層2aは凹部5の底部まで延在して金属層8に接続される。この構造では金属材料どうしの接続となるので、酸化物などの透明導電材料と金属材料との接続となる実施の形態1と比べて、接触抵抗が小さくでき、密着力も高まる。このため、凹部5を小さくすることができるので、分離溝9の幅L2も小さくできる。また、分離溝9の形成にレーザースクライブ法を用いる場合はレーザー照射により透明導電材料からなる第1導電層に導電性や強度が劣化した部分ができやすいが、本実施の形態2の構成では接続部が金属層8であり、レーザー照射による劣化がほとんどない。また、分離溝9の加工位置の精度がばらつくと、実施の形態1において一方のセルの透明導電層2aの側面が分離溝9の内に突出してしまう可能性があった。このため凹部5の位置は一方のセルの側面91aからばらつきを考慮して離す必要があった。本実施の形態2では透明導電層2bの側面の位置が、光電変換層4の側面よりも光電変換層4に下側に後退しているので、凹部5の位置は、加工位置のばらつきを考慮することなく、側面91aの絶縁が保てる程度に一方のセル側に近接した位置とすることができる。このため、分離溝9の幅を狭くすることが可能となる。
次に本実施の形態2の光電変換装置の製造方法について説明する。図6の(a)〜(e)は本実施の形態2の光電変換装置の製造方法を説明する断面図である。また、図7の(a)〜(e)は本実施の形態2の光電変換装置の製造方法を説明する上面図であり、図7の(a)〜(e)のそれぞれは図6の(a)〜(e)のそれぞれに対応した図である。以下では主に図6を用いて説明する。
図6(a)のように透明な絶縁基板1の上に、幅L6の所定のパターン形状に加工された金属層8、その金属層8上および金属層8のない絶縁基板1上に透明材料の透明導電層2、光電変換層4、金属材料からなる裏面電極層11が順次積層される。金属層8や裏面電極層11はスパッタ法や蒸着法で形成することができる。金属層8を所定のパターン形状に加工するには金属層8のパターン部分をマスクで覆って他の部分をエッチングする方法や、金属層8を形成しない部分をマスクで覆って成膜する方法などが使用できる。また、上記の積層順によれば、金属層8が光電変換層4内に拡散しやすい成分を含有していても光電変換層4の形成時に金属層8が透明導電層2によって覆われるので、金属層8の成分が拡散により光電変換特性が劣化することを防止できる。
次いで、光電変換層4、裏面電極層11に幅L2の分離溝9を形成して、透明導電層2の表面を露出させる。図6(a)は基板と反対の裏面電極層6側からレーザーLB5を照射して、溝を形成することを示している。なお溝の形成位置は金属層8が形成された領域の一部に重なると共に、金属層8が形成されていない基板上の領域を含むようにする。溝の形成には、マスクを用いたドライエッチングやウェットエッチングを用いてもよい。裏面電極層11に溝部分を除去する加工後にその裏面電極層11をマスクとして光電変換層4をドライエッチングする方法でもよい。溝の側面は45°程度の斜面となっていてもよいが、分離溝を狭くするためには側面が基板面に対して垂直に近いほうが望ましい。垂直に近い側面を得るには異方的な加工に優れるドライエッチングを用いるとよい。図6(b)は光電変換層4、裏面電極層11を分離する溝加工後の断面図である。
次いで、透明導電層2をウェットエッチングなどの等方的なエッチング方法で除去する。このとき、裏面電極層11、金属層8、光電変換層4がほとんどエッチングされずに透明導電層2のみが優先してエッチングされることが望ましい。たとえば透明導電層2がITO膜であるとき、シュウ酸を主成分とするエッチング液を用いることで、金属からなる裏面電極層11、金属層8やシリコンを主成分とする光電変換層4をほとんどエッチングすることなく透明導電層2のみを除去できる。その結果、図6(c)のように、他方のセルの透明導電層2bに接続された金属層8が基板上に露出する分離溝9ができる。また、ウェットエッチングなどによる等方的なエッチングを用いて、その処理時間を透明導電層2の膜厚分をエッチングする時間より長い、たとえば2〜3倍の、時間処理することで分離溝9側の透明導電層2の側面を光電変換層4の下に後退させることができる。たとえば、分離溝9を形成する場合に透明導電層2をドライエッチングやレーザースクライブで加工すると、一方のセル側の透明導電層2の側面が分離溝9内に突出する場合があるが、上記の処理により透明導電層2の側面はその膜厚の少なくとも1〜2倍程度が光電変換層4の下に後退することになる。また、透明導電層2をウェットエッチングすると、光電変換層4、裏面電極層6に溝加工後の洗浄効果も得られる。スプレーなどを用いて勢いよくエッチング液を吹き付けると洗浄効果が増す。なお図7(c)で分離溝9のすぐ外側に示す点線は透明導電層2の側面の位置を示している。
また、中間層43が上記のエッチング条件でエッチングされる材料を有すようにすると、中間層43の側面を光電変換層4の側面より後退させることができる。このため、中間層43の側面を介した短絡やリークを防止できる。
次いで、実施の形態1と同様に、分離溝9内に絶縁部3を挿入して、厚み方向に貫通する穴である凹部5を形成する。図6(d)は幅L4のレーザービームLB6を照射して凹部5を形成することを示している。凹部5の位置は、底部に金属層8が露出する位置とする。このようにして図6(d)のような断面の構造が得られる。なお、透明導電層2aの側面にできる凹部35は絶縁材料3cで埋まって図のように絶縁部3の一部となるか、または絶縁材料3cの粘度が高い場合に埋まらずに空洞となる。いずれの場合も透明導電層2aの側面に半導体材料などがなく、絶縁された構造となる。
次いで、実施の形態1と同様に、一方と他方のセルの光電変換層4a、4b上と、分離溝の絶縁部3上、および凹部5内に金属材料からなる第2導電層6をスパッタ法などで形成する。さらに凹部5と他方のセルの間の絶縁部材5の第2導電層6に幅L5のレーザービームLB7を照射して分断する。以上のようにして本実施の形態2の光電変換装置が製造される。
以上のように本実施の形態2の光電変換装置の製造方法は実施の形態1と比べてさらに以下のような特徴がある。第1導電層を形成する工程は絶縁基板1上の所定領域に形成された金属層8と透明導電層2とを積層する工程を有し、分離溝9を形成する工程は分離溝9が所定領域の一部を含むように分離溝9を形成する工程を有する。また、第1導電層を分離する工程は、分離溝9を形成する工程の後に、透明導電層2が分離溝内に露出せず、所定領域の一部の金属層8が分離溝9内に露出するように透明導電層8をウェットエッチングする工程を含でいる。そして凹部を形成する工程は、その底部に第1導電層の金属層を露出させる。その結果、金属層8の一部が接続部となり、金属材料の第2導電層と凹部5内で直接接続されるので接続強度が高まり、接続抵抗を低減される。また、透明導電層2をウェットエッチングする工程を有するので透明導電層2の側面は光電変換層4の側面よりも光電変換層4の下に後退し、透明導電層2による短絡やリークの発生を防止できる。また、分離溝9の形成にレーザースクライブ法を用いる場合は、一般にレーザースクライブ後に洗浄の工程が行われるが、分離溝9を形成する工程後に透明導電層2をウェットエッチングすると、洗浄の工程を兼ねることができ、製造工程が簡略化できる。
なお、上記では金属層8は透明導電層2より先に形成したが、金属層8が光電変換層4に拡散して特性を大きく劣化させるような成分を含んでいなければ、適当な幅、たとえば分離溝9の幅と同じL2の溝が形成された透明導電層2の上に一部が重なるように形成してもよい。その場合、金属層8は一端側が溝内にあって溝の一方の透明導電層2aと幅L3の間隔を有し、他端側が他方の透明導電層2bの上にあって、その間を連続するようなパターンに形成するとよい。透明導電層2bと金属層8とが重なる領域が他方のセルの光電変換層4bの下となり、透明導電層2bと重ならない領域は分離溝9内に延在して接続部となる。
本実施の形態2では光電変換層4に裏面電極層11を形成した後に、この裏面電極層11に重なるように第2導電層6が形成されるので、光電変換層4の表面が裏面電極層11で保護される。工程を簡略化するために、実施の形態1のように裏面電極層11なしに光電変換層4に直接第2導電層6を形成するようにしてもよい。
また、一方のセル10aの透明導電層2aの側面は必ずしも分離溝9の側面91aから分離溝9内に突出していなければ、側面91aより外側に後退した位置でなくてもよい。たとえば、分離溝9の形成工程において金属層8の上の透明導電層2を光電変換層4を同時に除去する工程としてもよい。
<実施の形態3>
図8は本実施の形態3の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。実施の形態1や2と基本的には同様の構成であるが、光電変換層4の非晶質シリコン層41と微結晶シリコン層42とが上下入れ替わった構造である。このため、中間層43aは分離溝9上端近くに位置して、分離溝9上端近くに低抵抗な層を有する。本実施の形態3は分離溝9上端近くの低抵抗な層の側面を覆うように、絶縁部3の基板からの高さT2を分離溝9の基板からの高さT1よりも高くした構造である。
図8は本実施の形態3の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。実施の形態1や2と基本的には同様の構成であるが、光電変換層4の非晶質シリコン層41と微結晶シリコン層42とが上下入れ替わった構造である。このため、中間層43aは分離溝9上端近くに位置して、分離溝9上端近くに低抵抗な層を有する。本実施の形態3は分離溝9上端近くの低抵抗な層の側面を覆うように、絶縁部3の基板からの高さT2を分離溝9の基板からの高さT1よりも高くした構造である。
また、上でも述べたように、金属層8が透明導電層2bの上に重なる領域と、透明導電層2bに重ならずに分離溝9内に延在する領域とを有するようにした。図では金属層8と透明導電層2bとが重なる領域は他方のセルの光電変換層4bの下としたが、その重なる領域を分離溝9内としてもよい。分離溝9の形成の際に金属層8の上に透明導電層2がないので分離溝9の形成は裏面電極層11と光電変換層4とを除去する工程でできる。なお図は分離溝加工後にさらに一方のセルの第1電極層2aの側面に凹部35を形成した場合を示している。
本実施の形態3では絶縁部3の一部は一方のセルと他方のセルの光電変換層4a、4bの上の一部を覆うようにした。光電変換層4a、4bを覆う領域は溝から100ミクロン以下など、近傍の領域であることが望ましい。その領域の幅は、絶縁材料を塗布するのに用いるマイクロディスペンサなどの装置で容易に塗布できる幅であって、分離幅と同程度のサイズとしてもよい。たとえば、マイクロディスペンサの装置の塗布することが可能な最小幅が100ミクロンである時に、分離溝の幅を50ミクロンなどとする。こうすることで加工精度の低い塗布装置を用いても容易に、より狭い分離溝を実現できる。また、各セルが発生する電力を分離溝9近傍まで損失なく集電するために、絶縁部3の下の光電変換層4a、4bの上には裏面電極層11が分離溝9近傍まで形成されていることが望ましい。分離溝9を含んでその近傍の光電変換層4a、4bの上の一部を覆う絶縁部3は、実施の形態1、2と同様に、流動性の絶縁材料3cを分離溝9に局所的に塗布する方法で作成できる。絶縁部材5の基板からの高さT2を高くするには、粘度の高い絶縁材料3cを塗布したり、絶縁材料3cの塗布と加熱乾燥の工程を複数回繰り返したりするとよい。また、図のように第2導電層を分離する溝部37の下の絶縁部3に溝が形成されてもよい。
また、図は一方のセルの第2導電層6aと他方のセルの第2導電層6bとを分離する溝部37の下の絶縁部3にも溝が形成されることを示している。レーザースクライブなどの方法で第2導電層6aと6bとを完全に分離、切断するためには絶縁部3にも溝が形成されてもよい。その溝の下部の金属層8まで切断されなければよい。また、本実施の形態3では絶縁部3の厚みが厚くしたので、溝部37の形成時に金属層8が損傷を受ける可能性は低くなる。また、金属材料は通常、透明導電材料より熱などの加工ダメージによる抵抗変化等が生じにくい。このため、本実施の形態3のように溝部37に下を金属層8とすることにより、加工による抵抗増加などの現象が生じない。
<実施の形態4>
図9は本実施の形態4の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。実施の形態4の溝部37が形成される位置を、絶縁部3が他方のセルの光電変換層4bの上に乗り上げた領域内、つまり分離溝9の外の近傍の絶縁部3上とした構造である。こうすることにより、分離溝9内の溝が凹部5のみとなり、分離溝9の幅をさらに狭くすることが可能であり、光電変換効率の向上に効果がある。
図9は本実施の形態4の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。実施の形態4の溝部37が形成される位置を、絶縁部3が他方のセルの光電変換層4bの上に乗り上げた領域内、つまり分離溝9の外の近傍の絶縁部3上とした構造である。こうすることにより、分離溝9内の溝が凹部5のみとなり、分離溝9の幅をさらに狭くすることが可能であり、光電変換効率の向上に効果がある。
なお、以上のある実施の形態内でのべた一部の構成を他の実施の形態に組み合わせてもよい。また、実施の形態内で例示した各部材のサイズや材料はその範囲に限定されるものではない。また、それらの部材やその製造方法は置換可能な類似の部材や方法で置き換えてもよい。また、分離溝の一部で上記でのべたような構造の特徴を有すればその部分で効果は得られるので、分離溝の全長にわたって上記の構造を有する必要はない。
本発明の光電変換装置およびその製造方法により、信頼性の高い光電変換装置が実現できるとともに、製造方法が容易となる。
1 絶縁基板、2、2a、2b 透明導電層、3 絶縁部、4、4a、4b 光電変換層、5 絶縁部の凹部、6、6a、6b 第2電極層、8 金属層、9 分離溝、10、10a、10b 光電変換セル、11 裏面電極層、21、22 出力端子、35 透明導電層の側面にできる凹部、37 溝部、41、41a、41b 非晶質シリコン層、42、42a、42b 微結晶シリコン層、43、43a、43b 中間層、91a、91b 側面。
Claims (10)
- 絶縁基板上に複数の光電変換セルが配設されて、隣り合う一方の光電変換セルの光電変換層と他方の光電変換セルの光電変換層とが分離溝によって分離された光電変換装置の製造方法であって、
絶縁基板上に第1導電層を形成する工程と、
前記第1導電層の上に光電変換層を積層する工程と、
前記光電変換層を一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで分離する分離溝を形成する工程と、
前記第1導電層を一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで分離する工程であって、前記分離溝内に前記一方の光電変換セルの第1導電層が露出せずに前記他方の光電変換セルの第1導電層が前記分離溝の途中まで延在するように前記第1導電層を分離する工程と、
前記分離溝内に絶縁材料を塗布の後、前記絶縁材料を硬化して絶縁部を形成する工程と、
前記分離溝の両側面から離れた位置の前記絶縁部の一部を底部まで除去して、前記他方側の光電変換セルの第1導電層を露出させる凹部を形成する工程と、
前記光電変換層の上と前記絶縁部の上と前記凹部内とに、連続する第2導電層を形成する工程と、
前記絶縁部の上の前記第2導電層に一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで分離する溝部を形成する工程と、を有する光電変換装置の製造方法。 - 凹部を形成する工程はレーザービームの照射によって前記絶縁部の一部を除去する工程を含む請求項1に記載の光電変換装置の製造方法。
- 絶縁部を形成する工程において絶縁材料は分離溝を含んで前記分離溝の近傍にも塗布されて前記分離溝内から前記分離溝の近傍にわたる絶縁部が形成され、
溝部を形成する工程では前記溝部が前記分離溝の近傍の前記絶縁部の上に形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置の製造方法。 - 第1導電層を分離する工程は、光電変換層を積層する工程以前に、後に形成される分離溝と略平行であって一部が前記分離溝と重なる溝領域で前記第1導電層を分離する工程を含む請求項1から3のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
- 絶縁基板は透明性材料からなり、
第1導電層を形成する工程は、前記絶縁基板上の所定領域に形成された金属層と透明導電層とを積層する工程を有し、
分離溝を形成する工程は前記分離溝が前記所定領域の一部を含むように前記分離溝を形成する工程であって、
前記第1導電層を分離する工程は、分離溝を形成する工程の後に、前記透明導電層が前記分離溝内に露出せず、前記所定領域の一部の金属層が前記分離溝内に露出するように前記透明導電層をウェットエッチングする工程を含み、
凹部を形成する工程は、底部に第1導電層の金属層を露出させることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。 - 絶縁基板の上に第1導電層、光電変換層、第2導電層が順次積層された複数の光電変換セルを備え、隣接する一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで光電変換層どうしを分離する分離溝を有する光電変換装置であって、
前記分離溝内には前記一方の光電変換セルの第1導電層が延在せず、前記他方の光電変換セルの第1導電層が前記分離溝の途中まで延在し、
前記分離溝内に形成されて、前記分離溝の両側面と離れた位置に前記他方の光電変換セルの第1導電層に達する凹部を有する絶縁部をさらに備え、
前記一方の光電変換セルの第2導電層は前記一方の光電変換セルの光電変換層から前記凹部まで連続して、前記他方の光電変換セルの第2導電層とは前記絶縁部の上の溝部によって分離された光電変換装置。 - 一方の光電変換セルの第1導電層の側面と分離溝との間に絶縁部の一部または空洞を有することを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。
- 第1導電層は前記絶縁基板上の所定領域に形成された金属層と透明導電層とが積層された構造を有し、絶縁部の凹部は前記金属層に達する凹部であることを特徴とする請求項6または7に記載の光電変換装置。
- 絶縁部は分離溝を含んで分離溝近傍の光電変換層上にも形成されていることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の光電変換装置。
- 第2導電層を分離する溝部は分離溝近傍の光電変換層上の絶縁部の上に位置することを特徴とする請求項9に記載の光電変換装置。
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