JP2011023623A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクライブ処理における各層の損傷を防ぎ、信頼性の高い太陽電池を提供する。
【解決手段】基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を有する太陽電池の製造方法であって、前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、前記第１電極層の一部を前記基板に至る部分まで除去して、前記第１電極層を分割する第１電極層分割工程と、を含み、前記第１電極層形成工程の前に、前記第１電極層の一部が除去される部分に対応する前記基板の表面部分に成膜して、前記表面部分が平坦となる第１平坦化膜を形成する第１平坦化膜形成工程を有し、前記第１電極層分割工程では、前記第１電極層の一部とともに、前記第１平坦化膜を除去する。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。

太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、使用される半導体によって様々な種類の構成が提案されている。近年では、製造工程が簡単で、高い変換効率が期待できるＣＩＧＳ型の太陽電池が注目されている。ＣＩＧＳ型の太陽電池は、例えば、基板上に形成された第１電極膜と、第１電極膜上に形成された化合物半導体（銅−インジウム−ガリウム−セレン化合物）層を含む薄膜と、当該薄膜上に形成された第２電極膜と、で構成されている。そして、薄膜の一部が除去された溝内に第２電極膜が形成されており、第１電極膜と第２電極膜とが電気的に接続されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３１９６８６号公報

上記の太陽電池では、基板上に積層された第１電極膜等の各膜の一部を除去してセル毎に分割している。この分割処理方法では、例えば、図５（ａ）に示すように、金属針６０等が用いられている。そして、基板７０上に形成された膜７１の一部を除去するため、図５（ｂ）に示すように、金属針６０を除去しようとする膜７１に押し当てながら、罫描くことにより、当該膜７１の一部を除去している。しかしながら、金属針６０による分割処理（スクライブ処理）において、基板７０に凹凸部７０ａがある場合には、金属針６０を基板７０の凹凸部７０ａに押し当てた際に、基板７０の表面部分に対して金属針６０が均等に当接しないため、凹凸部７０ａのいずれかの個所に応力が集中し、これにより、基板７０にクラック８０等が発生してしまう、という課題があった。なお、このような課題は、スクライブ処理に金属針６０を用いる場合の他、レーザー光を用いた場合であっても、スクライブの強弱の調整が難しいため、上記同様に、基板７０に損傷等を与えてしまう、という課題がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層を有する太陽電池の製造方法であって、前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、前記第１電極層の一部を前記基板に至る部分まで除去して、前記第１電極層を分割する第１電極層分割工程と、を含み、前記第１電極層形成工程の前に、前記第１電極層の一部が除去される部分に対応する前記基板の表面部分に成膜して、前記表面部分を平坦化する第１平坦化膜を形成する第１平坦化膜形成工程を有し、前記第１電極層分割工程では、前記第１電極層の一部とともに、前記第１平坦化膜の一部を除去することを特徴とする。

この構成によれば、基板上に第１平坦化膜が形成される。当該第１平坦化膜は、第１電極層分割工程によって、第１電極層の一部が除去（スクライブ処理）される部分に対応した基板の表面部分に成膜され、当該表面部分が平坦化するように形成される。すなわち、基板の表面に凹凸部等があっても、第１平坦化膜により、基板の表面が平坦化される。従って、第１電極層の下部材としての基板の表面部分に第１平坦化膜を形成することにより、例えば、金属針等により第１電極層の一部を除去しようとする際、金属針を第１平坦化膜に均等に当接させることができる。すなわち、いずれかの個所に応力集中することなく、第１平坦化膜に対して均等に押圧がかかるので、第１電極層の分割時における基板へのダメージを低減することができる。

［適用例２］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層を有する太陽電池の製造方法であって、前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、前記第１電極層上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層の一部を前記第１電極層に至る部分まで除去して、前記半導体層を分割する半導体層分割工程と、を含み、前記半導体層形成工程の前に、前記半導体層の一部が除去される部分に対応する前記第１電極層の表面部分に成膜して、前記表面部分を平坦化する第２平坦化膜を形成する第２平坦化膜形成工程を有し、前記半導体層分割工程では、前記半導体層の一部とともに、前記第２平坦化膜の一部を除去することを特徴とする。

この構成によれば、第１電極層上には、第１電極層の表面部分を平坦に成膜した第２平坦化膜が形成される。すなわち、例えば、光閉じ込め効果等のために、第１電極層の表面に凹凸部等を有していても、凹凸上に第２平坦化膜を形成することにより、当該凹凸上が平坦化される。そして、半導体層の一部とともに第２平坦化膜を除去（スクライブ処理）する。このとき、例えば、金属針等により半導体層の一部を除去しようとする際、金属針を第２平坦化膜に均等に当接させることができる。すなわち、いずれかの個所に応力集中することなく、第２平坦化膜に対して均等に押圧がかかるので、半導体層の分割時における第１電極層のダメージを低減することができる。

［適用例３］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層を有する太陽電池の製造方法であって、前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、前記第１電極層上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層上に前記第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、前記第２電極層の一部を前記第１電極層に至る部分まで除去して、前記第２電極層を分割する第２電極層分割工程と、を含み、前記第２電極層形成工程の前に、前記第２電極層の一部が除去される部分に対応する前記第１電極層の表面部分に成膜して、前記表面部分を平坦化する第３平坦化膜を形成する第３平坦化膜形成工程を有し、前記第２電極層分割工程では、前記第２電極層の一部とともに、前記第３平坦化膜の一部を除去することを特徴とする。

この構成によれば、第１電極層上には、第１電極層の表面部分を平坦に成膜した第３平坦化膜が形成される。すなわち、例えば、光閉じ込め効果等のために、第１電極層の表面に凹凸部等を有していても、凹凸上に第３平坦化膜を形成することにより、当該凹凸上が平坦化される。そして、第２電極層の一部とともに第３平坦化膜を除去（スクライブ処理）する。このとき、例えば、金属針等により第２電極層の一部を除去しようとする際、金属針を第３平坦化膜に均等に当接させることができる。すなわち、いずれかの個所に応力集中することなく、第３平坦化膜に対して均等に押圧がかかるので、第２電極層の分割時における第１電極層のダメージを低減することができる。

［適用例４］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法の前記第１または第３平坦化膜形成工程では、絶縁性材料を用いて前記第１または第３平坦化膜を形成することを特徴とする。

この構成によれば、例えば、スクライブ処理において、第１または第３平坦化膜の除去が不十分であったとしても、第１または第３平坦化膜は絶縁性を有しているので、第１電極層間の絶縁を確保することができる。

［適用例５］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法の前記第２平坦化膜形成工程では、導電性材料を用いて前記第２平坦化膜を形成することを特徴とする。

この構成によれば、例えば、スクライブ処理において、平坦化膜の除去が不十分であったとしても、平坦化膜は導電性を有しているので、第１電極層と第２電極層間の導電性、及びセル間に形成された第１電極層の導電性を確保することができる。

［適用例６］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法の前記第１〜第３平坦化膜形成工程では、前記第１〜第３平坦化膜が形成される下部材に密着させた前記第１〜第３平坦化膜を形成することを特徴とする。

この構成によれば、平坦化膜とその下地層との間には、隙間無く、平坦化膜と下部材の界面は密着した状態となる。従って、例えば、金属針が平坦化膜に当接した際、圧力が均等に下部材に伝わるため、下地層へのダメージを低減することができる。

太陽電池の構成を示す断面図。 太陽電池の製造方法を示す工程図。 太陽電池の製造方法を示す工程図。 太陽電池の製造方法を示す模式図。 従来における太陽電池の製造方法を示す模式図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮小を異ならせて図示している。

（太陽電池の構成）
まず、太陽電池の構成について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太陽電池の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる太陽電池の構成を示す断面図である。

図１に示すように、太陽電池１は、基板１０と、基板１０上に形成された下地層１１と、下地層１１上に形成された第１電極層１２と、第１電極層１２上に形成された半導体層１３と、半導体層１３上に形成された第２電極層１４を有するセル４０の集合体で構成されている。

第１電極層１２は、第１分割溝３１によってセル４０単位で分割され、隣接するセル４０間を跨ぐように形成されている。半導体層１３は、第２分割溝３２によってセル４０単位で分割さている。第２電極層１４は、第３分割溝３３によって分割されている。そして、第２電極層１４は、第１電極層１２に至る第２分割溝３２内にも形成され、各セル４０の第２電極層１４が、隣接する他のセル４０の第１電極層１２と電気的に接続されることによって、各セル４０が直列接続される。このように、直列接続されたセル４０の数を適宜設定することにより、太陽電池１における所望の電圧を任意に設計変更することが可能となる。

基板１０は、少なくとも第１電極層１２側の表面が絶縁性を有した基板である。具体的には、例えば、ガラス（青板ガラス等）基板、ステンレス基板、ポリイミド基板、カーボン基板等を用いることができる。なお、本実施形態では、基板１０の表面に凹凸部１０ａを有している。凹凸部１０ａは、表面粗さ０．５μｍ以上の凹凸状を有し、例えば、角錐形状、三角溝形状、矩形溝形状、ドット形状、メッシュ形状等、或いはこれらの形状を組み合わせて形成される。なお、各凹凸部１０ａの寸法や配置等は均一に設けてもよいし、基板１０の表面にランダムに設けてもよい。当該凹凸部１０ａを設けることにより、太陽電池１に入射した光が凹凸部１０ａで散乱し、散乱した光を半導体層１３で吸収させることができる。これにより、太陽電池１の変換効率を向上させることができる。

下地層１１は、基板１０上に形成された絶縁性を有する層であり、例えば、ＳｉＯ₂（酸化珪素）を主成分とする絶縁層やフッ化鉄層を設けることができる。当該下地層１１は、絶縁性を有するとともに、基板１０と基板１０上に形成された第１電極層１２との密着性を確保する機能も有している。また、基板１０の表面の凹凸部１０ａに倣って、下地層１１には、凹凸部１１ａが形成される。なお、基板１０自体に上記特性を有している場合には、下地層１１を省略することもできる。

第１電極層１２は、下地層１１上に形成された導電性を有する層であり、例えば、モリブデン（Ｍｏ）を用いることができる。なお、本実施形態では、さらに、第１電極層１２は、凹凸部１２ａを備えている。本実施形態では、第１電極層１２の半導体層１３方向の表面に、多数の微細な凹凸部１２ａを有している。凹凸部１２ａは、表面粗さ０．５μｍ以上の凹凸状を有し、例えば、角錐形状、三角溝形状、矩形溝形状、ドット形状、メッシュ形状等、或いはこれらの形状を組み合わせて形成される。なお、各凹凸部１２ａの寸法や配置等は均一に設けてもよいし、第１電極層１２の表面にランダムに設けてもよい。当該凹凸部１２ａを設けることにより、太陽電池１に入射した光が凹凸部１２ａで散乱し、散乱した光を半導体層１３で吸収させることができる。これにより、太陽電池１の変換効率を向上させることができる。

半導体層１３は、第１半導体層１３ａと第２半導体層１３ｂとで構成されている。第１半導体層１３ａは、第１電極層１２上に形成され、銅（Ｃｕ）・インジウム（Ｉｎ）・ガリウム（Ｇａ）・セレン（Ｓｅ）を含むｐ型半導体層（ＣＩＧＳ半導体層）である。

第２半導体層１３ｂは、第１半導体層１３ａ上に形成され、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）等のｎ型半導体層である。

第２電極層１４は、第２半導体層１３ｂ上に形成された透明性を有する電極層であり、例えば、ＺｎＯＡｌ等の透明電極体（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxides）、ＡＺＯ等である。

上記のように構成されたＣＩＧＳ型の太陽電池１に、太陽光等の光が入射されると、半導体層１３内で電子（−）と正孔（＋）の対が発生し、電子（−）と正孔（＋）は、ｐ型半導体（第１半導体層１３ａ）とｎ型半導体（第２半導体層１３ｂ）との接合面で、電子（−）がｎ型半導体に集まり、正孔（＋）がｐ型半導体に集まる。その結果、ｎ型半導体とｐ型半導体との間に起電力が発生する。この状態で、第１電極層１２と第２電極層１４に外部導電線を接続することにより、電流を外部に取り出すことができる。

（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太陽電池の製造方法について説明する。図２及び図３は、本実施形態にかかる太陽電池の製造方法を示す工程図である。

図２（ａ）の下地層形成工程では、基板１０上に下地層１１を形成する。具体的には、ステンレスの基板１０の一方面にフッ化鉄からなる下地層１１を形成する。フッ化鉄からなる下地層１１は、熱処理によって、ステンレスの基板１０とフッ素ガスを反応させることにより形成することができる。また、本実施形態では、表面に凹凸部１０ａを有する基板１０を用いる。凹凸部１０ａは、例えば、化学処理やメカニカル処理によって形成することができる。そして、下地層１１は、基板１０の凹凸部１０ａ上に形成されるため、基板１０の凹凸部１０ａに倣って、凹凸部１１ａを有する下地層１１が形成される。なお、基板１０自体に上記下地層効果を有している場合には、下地層形成工程を省略することができる。

図２（ｂ）の第１平坦化膜形成工程では、第１電極層１２の一部が除去される部分（第１分割溝３１）に対応する下地層１１の表面部分に成膜して、当該表面部分が平坦化する第１平坦化膜５１を形成する。第１平坦化膜５１は、絶縁性材料を用いて形成される。例えば、ポリシロキサン等のＳｉとＯを主成分とする絶縁性材料を用いることができる。また、図４（ａ）に示すように、下部材としての下地層１１の凹凸部１１ａとの間に隙間等がないように、下地層１１に密着させた第１平坦化膜５１を形成する。具体的には、第１平坦化膜５１となる絶縁材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等を用いて、下地層１１上に塗布し、塗布された液体材料を焼成して固化することにより、頂部面が平坦な第１平坦化膜５１を形成する。

図２（ｃ）の第１電極層形成工程では、下地層１１上及び第１平坦化膜５１上に第１電極層１２を形成する。具体的には、スパッタ法によって第１電極層１２となるモリブデン（Ｍｏ）層を形成する。さらに、第１電極層形成工程では、半導体層１３側に凹凸部１２ａを有する第１電極層１２を形成する。光閉じ込め効果を向上させ、さらに変換効率を高めるためである。凹凸部１２ａは、表面粗さ０．５μｍ以上を有し、例えば、角錐形状、三角溝形状、矩形溝形状、ドット形状、メッシュ形状等、或いはこれらの組み合わせた形状に形成される。なお、各凹凸部１２ａの寸法や配置等は均一に形成してもよいし、第１電極層１２の表面にランダムに形成してもよい。また、一旦、表面が平坦な第１電極層１２を形成した後に、化学処理やメカニカル処理により凹凸部１２ａを形成してもよい。

図２（ｄ）の第１電極層分割工程では、第１電極層１２の一部を金属針やレーザー光照射等によって除去し、第１電極層１２をセル４０単位に分割する。例えば、図４（ａ），（ｂ）に示すように、金属針６０と第１電極層１２の除去位置（第１平坦化膜５１）との位置合せを行った後、金属針６０を第１電極層１２方向に移動させ、金属針６０の先端が、下地層１１に至る部分に達するまで、金属針６０を押圧する。そして、金属針６０を下地層１１の面に倣って移動させ、第１電極層１２の一部とともに、第１平坦化膜５１を削り取る。この場合、金属針６０が第１電極層１２内を移動し、第１平坦化膜５１に当接したとき、金属針６０が第１平坦化膜５１に対して均等に当接する。すなわち、金属針６０の押圧が第１平坦化膜５１に対して均等にかかる。これにより、第１平坦化膜５１の下部材の下地層１１や基板１０に対する損傷を防止することができる。このように、第１平坦化膜５１は、第１平坦化膜５１の下部材の下地層１１や基板１０を保護する機能を有しており、第１平坦化膜５１は、下部材（下地層１１、基板１０）を保護する保護膜、或いはバリア膜と言うこともできる。なお、上記のように、金属針６０を用いて第１電極層１２が除去された部分には、第１分割溝３１が形成される。そして、第１電極層分割工程の後に、必要に応じて、例えば、バッファードフッ酸等の洗浄液を用いて、第１分割溝３１領域を洗浄する。これにより、第１電極層１２を分割した際に残った第１平坦化膜５１を除去することができる。

図２（ｅ）の第２平坦化膜形成工程では、半導体層１３の一部が除去される部分（第２分割溝３２）に対応する第１電極層１２の表面部分に成膜して、当該表面部分を平坦化する第２平坦化膜５２を形成する。すなわち、第１電極層１２の表面に凹凸部１２ａを有しているため、当該凹凸部１２ａ上に成膜して、第１電極層１２の凹凸部１２ａの部分が平坦となる第２平坦化膜５２を形成する。当該第２平坦化膜５２は、導電性材料を用いて形成される。例えば、銅や銀を主成分とする導電性材料を用いることができる。また、第１電極層１２の凹凸部１２ａとの間に隙間等がないように、第１電極層１２に密着させた第２平坦化膜５２を形成する。具体的には、第２平坦化膜５２となる導電性材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等を用いて、第１電極層１２上に塗布し、塗布された液体材料を焼成して固化することにより、頂部面が平坦な第２平坦化膜５２を形成する。

同図（ｅ）に示す第３平坦化膜形成工程では、第２電極層１４の一部が除去される部分（第３分割溝３３）に対応する第１電極層１２の表面部分に成膜して、当該表面部分を平坦化する第３平坦化膜５３を形成する。すなわち、第１電極層１２の表面に凹凸部１２ａを有しているため、当該凹凸部１２ａ上に成膜して、第１電極層１２の凹凸部１２ａの部分が平坦となる第３平坦化膜５３を形成する。当該第３平坦化膜５３は、絶縁性材料を用いて形成される。例えば、ポリシロキサン等のＳｉとＯを主成分とする絶縁性材料を用いることができる。また、第１電極層１２の凹凸部１２ａとの間に隙間等がないように、第１電極層１２に密着させた第３平坦化膜５３を形成する。具体的には、第３平坦化膜５３となる絶縁性材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等を用いて、第１電極層１２上に塗布し、塗布された液体材料を焼成して固化することにより頂部面が平坦な第３平坦化膜５３を形成する。

次に、半導体層形成工程について説明する。半導体層形成工程は、第１半導体形成工程と、第２半導体形成工程とで行われる。図２（ｆ）の第１半導体層形成工程では、まず、第１電極層１２上、第１分割溝３１内、第２平坦化膜５２上及び第３平坦化膜５３上に、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）およびガリウム（Ｇａ）をスパッタ法等で付着させ、プリカーサーを形成する。そして、当該プリカーサーをセレン化水素雰囲気で加熱（セレン化）して、第１半導体層１３ａ（ｐ型半導体層（ＣＩＧＳ））を形成する。

図３（ｇ）の第２半導体層形成工程では、第１半導体層１３ａ上にＣｄＳ、ＺｎＯやＩｎＳ等により第２半導体層１３ｂ（ｎ型半導体層）を形成する。第２半導体層１３ｂは、スパッタ法等によって形成することができる。

図３（ｈ）の半導体層分割工程では、半導体層１３の一部を金属針やレーザー光照射等によって除去し、半導体層１３をセル４０単位に分割する。例えば、金属針６０と半導体層１３の除去位置（第２平坦化膜５２）との位置合せを行った後、金属針６０を半導体層１３方向に移動させ、金属針６０の先端が、第１電極層１２に至る部分に達するまで、金属針６０を押圧する。そして、金属針６０を第１電極層１２の面に倣って移動させ、半導体層１３の一部とともに、第２平坦化膜５２を削り取る。この場合、金属針６０が半導体層１３内を移動し、第２平坦化膜５２に当接したとき、金属針６０が第２平坦化膜５２に対して均等に当接する。すなわち、金属針６０の押圧が第２平坦化膜５２に対して均等にかかる。これにより、第２平坦化膜５２の下部材の第１電極層１２に対する損傷を防止することができる。このように、第２平坦化膜５２は、第２平坦化膜５２の下部材の第１電極層１２を保護する機能を有しており、第２平坦化膜５２は、下部材を保護する保護膜、或いはバリア膜と言うこともできる。なお、上記のように、金属針６０を用いて半導体層１３が除去された部分には、第２分割溝３２が形成される。そして、半導体層分割工程の後に、必要に応じて、例えば、バッファードフッ酸等の洗浄液を用いて、第２分割溝３２領域を洗浄する。これにより、半導体層１３を分割した際に残った第２平坦化膜５２を除去することができる。

図３（ｉ）の第２電極層形成工程では、半導体層１３及び第２分割溝３２内に第２電極層１４を形成する。例えば、第２電極層となるＺｎＯＡｌ等の透明電極（ＴＣＯ）をスパッタ法等で形成する。

図３（ｊ）の第２電極層分割工程では、第２電極層１４の一部を金属針やレーザー光照射等によって除去し、第２電極層１４をセル４０単位に分割する。例えば、金属針６０と第２電極層１４の除去部分（第３平坦化膜５３）との位置合せを行った後、金属針６０を第２電極層１４方向に移動させ、金属針６０の先端が、第１電極層１２に至る部分に達するまで、金属針６０を押圧する。そして、金属針６０を第１電極層１２の面に倣って移動させ、第２電極層１４の一部とともに、半導体層１３の一部および第３平坦化膜５３を削り取る。この場合、金属針６０が第２電極層１４及び半導体層１３内を移動し、第３平坦化膜５３に当接したとき、金属針６０が第３平坦化膜５３に対して均等に当接する。すなわち、金属針６０の押圧が第３平坦化膜５３に対して均等にかかる。これにより、第３平坦化膜５３の下部材の第１電極層１２に対する損傷を防止することができる。このように、第３平坦化膜５３は、第３平坦化膜５３の下部材の第１電極層１２を保護する機能を有しており、第３平坦化膜５３は、下部材を保護する保護膜、或いはバリア膜と言うこともできる。なお、上記のように、金属針６０を用いて第２電極層１４及び半導体層１３が除去された部分には、第３分割溝３３が形成される。そして、第２電極層分割工程の後に、必要に応じて、例えば、バッファードフッ酸等の洗浄液を用いて、第３分割溝３３領域を洗浄する。これにより、第２電極層１４の分割した際に残った第３平坦化膜５３を除去することができる。

上記の工程を経ることにより、複数のセル４０が直列接続されたＣＩＧＳ型の太陽電池１が形成される。

従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。

（１）下地層１１上に第１平坦化膜５１を形成し、下地層１１上及び第１平坦化膜５１上に第１電極層１２を形成した。第１平坦化膜５１の頂部面は平坦であるとともに、第１平坦化膜５１の下部材である下地層１１との間に隙間がないよう密着して成膜される。そして、金属針６０を用いて、第１電極層１２の一部を除去するとき、金属針６０は下地層１１の表面部分を平坦化した第１平坦化膜５１に当接するので、金属針６０の押圧が第１平坦化膜５１に均等にかかる。従って、第１電極層１２の分割時における第１平坦化膜５１の下部材の下地層１１や基板１０に対する損傷を防止することができる。

（２）第１電極層１２上に第２平坦化膜５２を形成し、第１電極層１２上及び第２平坦化膜５２上に半導体層１３を形成した。第２平坦化膜５２の頂部面は平坦であるとともに、第２平坦化膜５２の下部材である第１電極層１２との間に隙間がないよう密着して成膜される。そして、金属針６０を用いて、半導体層１３の一部を除去するとき、金属針６０は第１電極層１２の表面部分を平坦化した第２平坦化膜５２に当たるので、金属針６０の押圧が第２平坦化膜５２に均等にかかる。従って、半導体層１３の分割時における第２平坦化膜５２の下部材の第１電極層１２に対する損傷を防止することができる。

（３）第１電極層１２上に第３平坦化膜５３を形成し、第１電極層１２上及び第３平坦化膜５３上に半導体層１３を形成した。さらに、半導体層１３上に第２電極層１４を形成した。第３平坦化膜５３の頂部面は平坦であるとともに、第３平坦化膜５３の下部材である第１電極層１２との間に隙間がないよう密着して成膜される。そして、金属針６０を用いて、第２電極層１４の一部を除去するとき、金属針６０は第１電極層１２の表面部分を平坦化した第３平坦化膜５３に当たるので、金属針６０の押圧が第３平坦化膜５３に均等にかかる。従って、第２電極層１４の分割時における第３平坦化膜５３の下部材の第１電極層１２に対する損傷を防止することができる。

（４）絶縁性材料を用いて第１及び第３平坦化膜５１，５３を形成した。これにより、第１電極層分割工程および第２電極層分割工程において、例えば、第１及び第３平坦化膜５１，５３の除去が不十分であっても、セル４０間の絶縁性を確保することができる。

（５）導電性材料を用いて第２平坦化膜５２を形成した。これにより、例えば、半導体層分割工程において、第２平坦化膜５２の除去が不十分であっても、セル４０間の導電性を確保することができる。

なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。

（変形例１）上記実施形態では、太陽光を散乱させて、太陽電池の変換効率を向上させる目的で、基板１０の表面に表面粗さ０．５μｍ以上の凹凸部１０ａを形成し、さらに凹凸部１２ａを有する第１電極層１２を形成したが、これに限定されない。例えば、基板１０の表面粗さが０．５μ未満であったり、平坦面を有する第１電極層１２を形成する場合であっても、上記同様の効果を得ることができる。

（変形例２）上記実施形態では、第１〜第３平坦化膜５１〜５３を形成したが、必ずしも全ての第１〜第３平坦化膜５１〜５３を形成しなくてもよい。例えば、基板１０、第１電極層１２、半導体層１３、第２電極層１４の材質や特性、或いはスクライブ性等を考慮し、第１〜第３平坦化膜５１〜５３のうち、いずれかの平坦化膜を適宜選択して形成してもよい。このようにすれば、製造設計の自由度を高めることができる。

（変形例３）上記実施形態では、下地層１１上に第１平坦化膜５１を形成することにより、第１電極層１２の分割時において、第１平坦化膜５１の下部材の下地層１１や基板１０を保護したが、これに限定されない。例えば、第１平坦化膜５１に替えて、第１電極層分割工程の前に、第１電極層１２の一部が除去される部分に対応する第１電極層１２の表面部分に成膜して、表面部分を平坦化する第４平坦化膜を形成してもよい。そして、第１電極層分割工程において、第４平坦化膜と第１電極層１２の一部を除去してもよい。このようにすれば、金属針６０が第１電極層１２上に形成された第４平坦化膜に当接したとき、金属針６０が第４平坦化膜に対して均等に当接する。すなわち、金属針６０の押圧が第４平坦化膜に対して均等にかかるので、第１電極層１２の分割時において、第４平坦化膜の下部材の第１電極層１２に対する損傷を防止することができる。さらに、第１平坦化膜５１と第４平坦化膜の両方を形成してもよい。このようにすれば、第１電極層１２の分割時において、第１電極層１２および下地層１１や基板１０のダメージを低減することができる。

（変形例４）上記実施形態では、第１電極層１２上に第２平坦化膜５２を形成することにより、半導体層１３の分割時において、第２平坦化膜５２の下部材の第１電極層１２を保護したが、これに限定されない。例えば、第２平坦化膜５２に替えて、半導体層分割工程の前に、半導体層１３の一部が除去される部分に対応する半導体層１３の表面部分に成膜して、表面部分を平坦化する第５平坦化膜を形成してもよい。そして、半導体層分割工程において、第５平坦化膜と半導体層１３の一部を除去してもよい。このようにすれば、金属針６０が半導体層１３上に形成された第５平坦化膜に当接したとき、金属針６０が第５平坦化膜に対して均等に当接する。すなわち、金属針６０の押圧が第５平坦化膜に対して均等にかかるので、半導体層１３の分割時において、第５平坦化膜の下部材の半導体層１３に対する損傷を防止することができる。さらに、第２平坦化膜５２と第５平坦化膜の両方を形成してもよい。このようにすれば、半導体層１３の分割時において、半導体層１３および第１電極層１２のダメージを低減することができる。

（変形例５）上記実施形態では、第１電極層１２上に第３平坦化膜５３を形成することにより、第２電極層１４の分割時において、第３平坦化膜５３の下部材の第１電極層１２を保護したが、これに限定されない。例えば、第３平坦化膜５３に替えて、第２電極層分割工程の前に、第２電極層１４の一部が除去される部分に対応する第２電極層１４の表面部分に成膜して、表面部分を平坦化する第６平坦化膜を形成してもよい。そして、第２電極層分割工程において、第６平坦化膜と第２電極層１４の一部を除去してもよい。このようにすれば、金属針６０が第２電極層１４上に形成された第６平坦化膜に当接したとき、金属針６０が第６平坦化膜に対して均等に当接する。すなわち、金属針６０の押圧が第６平坦化膜に対して均等にかかるので、第２電極層１４の分割時において、第６平坦化膜の下部材の第２電極層１４に対する損傷を防止することができる。さらに、第３平坦化膜５３と第６平坦化膜の両方を形成してもよい。このようにすれば、第２電極層１４の分割時において、第２電極層１４および第１電極層１２のダメージを低減することができる。

（変形例６）上記実施形態では、第２電極層１４側から光を受光するＣＩＧＳ型の太陽電池１の構成等について説明したが、第２電極層１４側からに加え、基板１０側からも受光可能なＣＩＧＳ型の太陽電池１であってもよい。なお、この場合において、基板１０は、透明性を有する基板を用いる。例えば、ガラス基板、ＰＥＴ、有機系透明基板等である。透明性を有する基板を用いることにより、基板１０面からの受光を可能とすることができる。また、第１電極層１２は、透明性を有する電極層とし、例えば、ＺｎＯＡｌ等の透明電極（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxides）層とする。透明性を有する電極層を形成することにより、基板１０側からの入射した光を半導体層１３に向けて透過させるためである。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。

（変形例７）上記実施形態では、ＣＩＧＳ型の太陽電池１の構成及び製造方法について説明したが、これに限定されない。他の化合物半導体系の太陽電池、例えば、ＣｄＴｅ型の太陽電池に適用してもよい。また、Ｓｉ系の太陽電池、例えば、Ｓｉ薄膜型の太陽電池に適用してもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。

１…太陽電池、１０…基板、１０ａ…基板の凹凸部、１１…下地層、１１ａ…下地層の凹凸部、１２…第１電極層、１２ａ…第１電極層の凹凸部、１３…半導体層、１３ａ…第１半導体層、１３ｂ…第２半導体層、１４…第２電極層、３１…第１分割溝、３２…第２分割溝、３３…第３分割溝、４０…セル、５１…第１平坦化膜、５２…第２平坦化膜、５３…第３平坦化膜、６０…金属針。

Claims (6)

1. 基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層を有する太陽電池の製造方法であって、
   前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、
   前記第１電極層の一部を前記基板に至る部分まで除去して、前記第１電極層を分割する第１電極層分割工程と、を含み、
   前記第１電極層形成工程の前に、前記第１電極層の一部が除去される部分に対応する前記基板の表面部分に成膜して、前記表面部分を平坦化する第１平坦化膜を形成する第１平坦化膜形成工程を有し、
   前記第１電極層分割工程では、前記第１電極層の一部とともに、前記第１平坦化膜の一部を除去することを特徴とする太陽電池の製造方法。
2. 基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層を有する太陽電池の製造方法であって、
   前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、
   前記第１電極層上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、
   前記半導体層の一部を前記第１電極層に至る部分まで除去して、前記半導体層を分割する半導体層分割工程と、を含み、
   前記半導体層形成工程の前に、前記半導体層の一部が除去される部分に対応する前記第１電極層の表面部分に成膜して、前記表面部分を平坦化する第２平坦化膜を形成する第２平坦化膜形成工程を有し、
   前記半導体層分割工程では、前記半導体層の一部とともに、前記第２平坦化膜の一部を除去することを特徴とする太陽電池の製造方法。
3. 基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層を有する太陽電池の製造方法であって、
   前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、
   前記第１電極層上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、
   前記半導体層上に前記第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、
   前記第２電極層の一部を前記第１電極層に至る部分まで除去して、前記第２電極層を分割する第２電極層分割工程と、を含み、
   前記第２電極層形成工程の前に、前記第２電極層の一部が除去される部分に対応する前記第１電極層の表面部分に成膜して、前記表面部分を平坦化する第３平坦化膜を形成する第３平坦化膜形成工程を有し、
   前記第２電極層分割工程では、前記第２電極層の一部とともに、前記第３平坦化膜の一部を除去することを特徴とする太陽電池の製造方法。
4. 請求項１または３に記載の太陽電池の製造方法において、
   前記第１または第３平坦化膜形成工程では、絶縁性材料を用いて前記第１または第３平坦化膜を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
5. 請求項２に記載の太陽電池の製造方法において、
   前記第２平坦化膜形成工程では、導電性材料を用いて前記第２平坦化膜を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法において、
   前記第１〜第３平坦化膜形成工程では、前記第１〜第３平坦化膜が形成される下部材に密着させた前記第１〜第３平坦化膜を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。

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