JP2744058B2 - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JP2744058B2 JP2744058B2 JP1083110A JP8311089A JP2744058B2 JP 2744058 B2 JP2744058 B2 JP 2744058B2 JP 1083110 A JP1083110 A JP 1083110A JP 8311089 A JP8311089 A JP 8311089A JP 2744058 B2 JP2744058 B2 JP 2744058B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は光照射を受けると起電力を発生する光起電力
装置の製造方法に関する。
装置の製造方法に関する。
（ロ） 従来の技術 光照射を受けると起電力を発生する光起電力装置に於
ける受光面側電極は光電変換作用をなす半導体光活性層
への光照射を招くべく透光性であることが好ましい。従
来、透光性を呈すべく受光面側電極はインジウム（In）
やスズ（Sn）の酸化物であるIn2O3、SnO2、ITO等に代表
される透光性導電酸化部（以下TCOと略す）或いはまれ
に金属薄膜より形成されている。斯るTCOからなる電極
にあっては、そのシート抵抗は約30〜50Ω／□であり、
同じ膜厚のアルミニウム等の金属材料に比して３桁以上
高いために、この電極に於いて僅かながらも電力損失
（抵抗損失）が発生し、集電効率を低下せしめる原因と
なる。
ける受光面側電極は光電変換作用をなす半導体光活性層
への光照射を招くべく透光性であることが好ましい。従
来、透光性を呈すべく受光面側電極はインジウム（In）
やスズ（Sn）の酸化物であるIn2O3、SnO2、ITO等に代表
される透光性導電酸化部（以下TCOと略す）或いはまれ
に金属薄膜より形成されている。斯るTCOからなる電極
にあっては、そのシート抵抗は約30〜50Ω／□であり、
同じ膜厚のアルミニウム等の金属材料に比して３桁以上
高いために、この電極に於いて僅かながらも電力損失
（抵抗損失）が発生し、集電効率を低下せしめる原因と
なる。
この集電効率の低下に鑑み従来の単結晶型太陽電池や
特開昭59−50576号公報の如く受光面側に金属製の格子
状（グリッド状）の集電極を設ける方法が多用されてい
る。
特開昭59−50576号公報の如く受光面側に金属製の格子
状（グリッド状）の集電極を設ける方法が多用されてい
る。
然し乍ら、上述の如く金属製の集電極は透明電極に比
して低抵抗である反面、光活性層に到達すべき照射光を
遮断するために、有効に光電変換動作する有効受光面積
の減少は免れない。
して低抵抗である反面、光活性層に到達すべき照射光を
遮断するために、有効に光電変換動作する有効受光面積
の減少は免れない。
そこで本願出願人は、受光面側電極として高抵抗なTC
O或いは金属薄膜を用いるにも拘らず、格子状の集電極
を追加した構造のように有効受光面積を大きく減少させ
ることなく、当該受光面側電極による抵抗損失を減じる
構造として、特願昭59−140790号（特開昭61−20371号
公報参照）、及び実願昭59−172001号（実開昭61−8695
5号公報参照）を出願した。第６図は斯る本願出願人の
出願に係る先行技術の要旨を示すものであり、光入射側
から見て受光面電極膜（１）、光活性層を含む半導体膜
（２）、オーミック金属の第１背面電極膜（３）、絶縁
膜（４）及び受光面電極膜（１）に比して低抵抗な第２
背面電極膜（５）を重畳し、当該第２背面電極膜（５）
と受光面電極膜（１）とが、受光領域内の複数箇所にお
いて内周が上記絶縁膜（４）により囲繞されたコンタク
トホール（６）を上記第２背面電極膜（５）或いは他の
導電体が埋設することによって電気的に結合された構造
を提案する。即ち、高抵抗な受光面電極膜（１）と低抵
抗な第２背面電極膜（５）とを複数箇所電気的に結合せ
しめることによって、受光面電極膜（１）中を流れる電
流の電流路長が近接の結合部までとなり短絡される結
果、上述の如く有効受光面積を大きく減少させることな
く、受光面側電極による抵抗損失を減じることができ
る。
O或いは金属薄膜を用いるにも拘らず、格子状の集電極
を追加した構造のように有効受光面積を大きく減少させ
ることなく、当該受光面側電極による抵抗損失を減じる
構造として、特願昭59−140790号（特開昭61−20371号
公報参照）、及び実願昭59−172001号（実開昭61−8695
5号公報参照）を出願した。第６図は斯る本願出願人の
出願に係る先行技術の要旨を示すものであり、光入射側
から見て受光面電極膜（１）、光活性層を含む半導体膜
（２）、オーミック金属の第１背面電極膜（３）、絶縁
膜（４）及び受光面電極膜（１）に比して低抵抗な第２
背面電極膜（５）を重畳し、当該第２背面電極膜（５）
と受光面電極膜（１）とが、受光領域内の複数箇所にお
いて内周が上記絶縁膜（４）により囲繞されたコンタク
トホール（６）を上記第２背面電極膜（５）或いは他の
導電体が埋設することによって電気的に結合された構造
を提案する。即ち、高抵抗な受光面電極膜（１）と低抵
抗な第２背面電極膜（５）とを複数箇所電気的に結合せ
しめることによって、受光面電極膜（１）中を流れる電
流の電流路長が近接の結合部までとなり短絡される結
果、上述の如く有効受光面積を大きく減少させることな
く、受光面側電極による抵抗損失を減じることができ
る。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 斯る構造の光起電力装置の製造に当たっては、絶縁膜
（４）により囲繞されたコンタクトホール（６）及びこ
のコンタクトホール（６）を介して受光面電極膜（１）
に電気的に結合される第２背面電極膜（５）を容易に、
かつ正確に形成するのが望まれる。
（４）により囲繞されたコンタクトホール（６）及びこ
のコンタクトホール（６）を介して受光面電極膜（１）
に電気的に結合される第２背面電極膜（５）を容易に、
かつ正確に形成するのが望まれる。
（ニ） 課題を解決するための手段 透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導体膜、第１
背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重畳し、当該
第２背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域内で複数箇
所電気的に結合する本発明光起電力装置の製造方法であ
って、上記課題を解決するために、 上記半導体膜及び第１背面電極膜形成後、結合部を形
成すべき箇所の半導体膜及び第１背面電極膜部分を除去
する工程と、 この除去部分を含んで上記第１背面電極膜上に、絶縁
膜及び第２背面電極膜とを順次積層する工程と、 上記第２背面電極膜上から上記結合部を形成すべき箇
所にエネルギービームを照射してこの部分の第２背面電
極膜と受光面電極膜とを電気的に結合する工程と、を備
えたことを特徴とする。
背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重畳し、当該
第２背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域内で複数箇
所電気的に結合する本発明光起電力装置の製造方法であ
って、上記課題を解決するために、 上記半導体膜及び第１背面電極膜形成後、結合部を形
成すべき箇所の半導体膜及び第１背面電極膜部分を除去
する工程と、 この除去部分を含んで上記第１背面電極膜上に、絶縁
膜及び第２背面電極膜とを順次積層する工程と、 上記第２背面電極膜上から上記結合部を形成すべき箇
所にエネルギービームを照射してこの部分の第２背面電
極膜と受光面電極膜とを電気的に結合する工程と、を備
えたことを特徴とする。
（ホ） 作用 上述の如く、結合部となる半導体膜及び第１背面電極
間の除去部分を含んで、第１背面電極膜上に、絶縁膜及
び第２背面電極膜を積層した後、結合部を形成すべき箇
所にエネルギービームを照射することによって、この部
分の第２背面電極膜と受光面電極膜とが電気的に結合さ
れる。
間の除去部分を含んで、第１背面電極膜上に、絶縁膜及
び第２背面電極膜を積層した後、結合部を形成すべき箇
所にエネルギービームを照射することによって、この部
分の第２背面電極膜と受光面電極膜とが電気的に結合さ
れる。
（ヘ） 実施例 第１図は本発明製造方法により、製造される光起電力
装置を示している。斯る光起電力装置は、光入射側から
見てTCO等の透光性受光面電極膜（１）、膜面に平行なp
in接合、pn接合等の半導体接合の光活性層を含む例えば
アモルファスシリコンを主体とする半導体膜（２）、オ
ーミック金属の第１背面電極膜（３）、絶縁膜（４）及
び受光面電極膜（１）に比して低抵抗な金属からなる第
２背面電極膜（５）を重畳し、当該第２背面電極膜
（５）と受光面電極膜（１）とが、受光領域内の複数箇
所において内周が上記絶縁膜（４）により囲繞されたコ
ンタクトホール（６）を上記第２背面電極膜（５）或い
は他の導電体が埋設することによって電気的に結合され
た単位光電変換素子（SC1）、（SC2）、（SC3）…を有
する。そして、これら光電変換素子（SC1）、（SC2）、
（SC3）…は、支持体且つ受光面保護体となるガラス等
の透光性絶縁基板（７）上で電気的に直列接続せしめら
れている。
装置を示している。斯る光起電力装置は、光入射側から
見てTCO等の透光性受光面電極膜（１）、膜面に平行なp
in接合、pn接合等の半導体接合の光活性層を含む例えば
アモルファスシリコンを主体とする半導体膜（２）、オ
ーミック金属の第１背面電極膜（３）、絶縁膜（４）及
び受光面電極膜（１）に比して低抵抗な金属からなる第
２背面電極膜（５）を重畳し、当該第２背面電極膜
（５）と受光面電極膜（１）とが、受光領域内の複数箇
所において内周が上記絶縁膜（４）により囲繞されたコ
ンタクトホール（６）を上記第２背面電極膜（５）或い
は他の導電体が埋設することによって電気的に結合され
た単位光電変換素子（SC1）、（SC2）、（SC3）…を有
する。そして、これら光電変換素子（SC1）、（SC2）、
（SC3）…は、支持体且つ受光面保護体となるガラス等
の透光性絶縁基板（７）上で電気的に直列接続せしめら
れている。
本発明製造方法は上記構造の光起電力装置の作成にお
いて、受光面電極膜（１）と第２背面電極膜（５）の結
合部を形成すべく、上記受光面極膜（１）を覆って被着
される半導体膜（２）及び第１背面電極膜（３）の積層
体を形成後、第２図に矢印で示す如く予め定められた複
数の箇所にレーザビーム、電子ビーム等のエネルギービ
ームEBを照射せしめ、当該照射部位の半導体膜及び第１
背面電極膜部分を焼散除去する。斯るエネルギビームの
照射後の状態は第３図に示す通りであり、受光領域にお
いて、約１〜２％の開孔（８）が離散的に穿たれ、受光
面電極膜（１）が露出せしめられる。上記エネルギビー
ムEBの具体例としては、波長1.06μｍのＱスイッチ付き
YAGレーザが用いられ、そのときのパワー密度は膜厚約5
000Åのアモルファスシリコン系の半導体膜（２）と膜
厚約1000Åのアルミニウム、或いはチタンの第１背面電
極膜（３）に対し、１×106〜５×107W/cm2で開孔
（８）を穿つことができる。斯る開孔（８）は、直径が
約100μｍ〜1mmの円形や、一辺が約100μｍ〜1mmの矩形
であっても良く、また他の形状であっても良い。しか
し、エネルギビームEBの断面形状は円形であることから
無走査状態の加工では円形が有利であり、また、エネル
ギビームEBのエネルギ分布がビームの中心軸に対しガウ
ス分布していることから、エネルギ分布の裾野をアイリ
ス等によりカットし、より微小径の高エネルギ状態部分
のみを使用する場合には一つの開孔（８）に対してビー
ムを走査する必要があり、このとき矩形アイリスを用い
て矩形状に加工するのが好ましい。尚、斯るエネルギビ
ームEBは半導体膜（２）及び第１背面電極膜（３）の各
素子（SC1）、（SC2）、（SC3）…毎への分割の際にも
使用される。
いて、受光面電極膜（１）と第２背面電極膜（５）の結
合部を形成すべく、上記受光面極膜（１）を覆って被着
される半導体膜（２）及び第１背面電極膜（３）の積層
体を形成後、第２図に矢印で示す如く予め定められた複
数の箇所にレーザビーム、電子ビーム等のエネルギービ
ームEBを照射せしめ、当該照射部位の半導体膜及び第１
背面電極膜部分を焼散除去する。斯るエネルギビームの
照射後の状態は第３図に示す通りであり、受光領域にお
いて、約１〜２％の開孔（８）が離散的に穿たれ、受光
面電極膜（１）が露出せしめられる。上記エネルギビー
ムEBの具体例としては、波長1.06μｍのＱスイッチ付き
YAGレーザが用いられ、そのときのパワー密度は膜厚約5
000Åのアモルファスシリコン系の半導体膜（２）と膜
厚約1000Åのアルミニウム、或いはチタンの第１背面電
極膜（３）に対し、１×106〜５×107W/cm2で開孔
（８）を穿つことができる。斯る開孔（８）は、直径が
約100μｍ〜1mmの円形や、一辺が約100μｍ〜1mmの矩形
であっても良く、また他の形状であっても良い。しか
し、エネルギビームEBの断面形状は円形であることから
無走査状態の加工では円形が有利であり、また、エネル
ギビームEBのエネルギ分布がビームの中心軸に対しガウ
ス分布していることから、エネルギ分布の裾野をアイリ
ス等によりカットし、より微小径の高エネルギ状態部分
のみを使用する場合には一つの開孔（８）に対してビー
ムを走査する必要があり、このとき矩形アイリスを用い
て矩形状に加工するのが好ましい。尚、斯るエネルギビ
ームEBは半導体膜（２）及び第１背面電極膜（３）の各
素子（SC1）、（SC2）、（SC3）…毎への分割の際にも
使用される。
このようにして直径或いは一辺が約100μｍ〜1mmの微
細な開孔（８）が受光領域に占める面積割合において約
１〜２％形成された後、第４図に示す如く、第１背面電
極膜（３）及び上記開孔（８）を覆って、絶縁膜（４）
及び第２背面電極膜（５）が、蒸着、スクリーン印刷等
によって、各素子（SC1）、（SC2）、（SC3）毎にパタ
ーニングして積層される。そして、最終工程として、第
５図に示す如く、第２背面電極膜（５）上からコンタク
トホール（６）の箇所にエネルギビームEBを照射し、こ
の部分の第２背面電極膜（５）及び絶縁膜（４）を溶融
して、これらの合金を受光面電極膜（１）と結合するこ
とにより、コンタクトホール（６）の箇所において、第
２背面電極膜（５）は受光面電極膜（１）と電気的に結
合する。
細な開孔（８）が受光領域に占める面積割合において約
１〜２％形成された後、第４図に示す如く、第１背面電
極膜（３）及び上記開孔（８）を覆って、絶縁膜（４）
及び第２背面電極膜（５）が、蒸着、スクリーン印刷等
によって、各素子（SC1）、（SC2）、（SC3）毎にパタ
ーニングして積層される。そして、最終工程として、第
５図に示す如く、第２背面電極膜（５）上からコンタク
トホール（６）の箇所にエネルギビームEBを照射し、こ
の部分の第２背面電極膜（５）及び絶縁膜（４）を溶融
して、これらの合金を受光面電極膜（１）と結合するこ
とにより、コンタクトホール（６）の箇所において、第
２背面電極膜（５）は受光面電極膜（１）と電気的に結
合する。
なお、半導体膜（２）及び第１背面電極膜（３）の除
去は、エネルギービームの照射に限らず、選択エッチン
グ等による方法を用いても良い。
去は、エネルギービームの照射に限らず、選択エッチン
グ等による方法を用いても良い。
コンタクトホール（６）を形成する箇所において、受
光面電極膜（１）または第２背面電極膜（５）上に、予
め金属を形成しておいても良い。
光面電極膜（１）または第２背面電極膜（５）上に、予
め金属を形成しておいても良い。
（ト） 発明の効果 本発明製造方法によれば、第２背面電極膜と受光面電
極膜との電気的な結合が、絶縁膜及び第２背面電極膜を
積層形成した後のエネルギービームの照射により行うこ
とができるので、製造工程の簡略化を図ることができ
る。
極膜との電気的な結合が、絶縁膜及び第２背面電極膜を
積層形成した後のエネルギービームの照射により行うこ
とができるので、製造工程の簡略化を図ることができ
る。
第１図は本発明製造方法により製造される光起電力装置
を示す断面斜視図、第２図乃至第５図は本発明製造方法
の要部を説明する工程別断面図、第６図は本発明の典型
例を示す断面図である。
を示す断面斜視図、第２図乃至第５図は本発明製造方法
の要部を説明する工程別断面図、第６図は本発明の典型
例を示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−149178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−284974（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導
体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重
畳し、当該第２背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域
内で複数箇所電気的に結合する光起電力装置の製造方法
であって、 上記半導体膜及び第１背面電極膜形成後、結合部を形成
すべき箇所の半導体膜及び第１背面電極膜部分を除去す
る工程と、 この除去部分を含んで上記第１背面電極膜上に、絶縁膜
及び第２背面電極膜とを順次積層する工程と、 上記第２背面電極膜上から上記結合部を形成すべき箇所
にエネルギービームを照射してこの部分の第２背面電極
膜と受光面電極膜とを電気的に結合する工程と、を備え
たことを特徴とする光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083110A JP2744058B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083110A JP2744058B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260665A JPH02260665A (ja) | 1990-10-23 |
| JP2744058B2 true JP2744058B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=13793062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083110A Expired - Fee Related JP2744058B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2744058B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1083110A patent/JP2744058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02260665A (ja) | 1990-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |