JP2752187B2 - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents

光起電力装置の製造方法

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JP2752187B2 JP1242636A JP24263689A JP2752187B2 JP 2752187 B2 JP2752187 B2 JP 2752187B2 JP 1242636 A JP1242636 A JP 1242636A JP 24263689 A JP24263689 A JP 24263689A JP 2752187 B2 JP2752187 B2 JP 2752187B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば、太陽電池等の光起電力装置の製造方
法に関する。
〔従来の技術〕
第9図及び第10図は特開昭62−33477号公報に開示さ
れた光起電力装置の製造方法を示す模式的断面図であ
り、図中1はガラス,耐熱プラスチック等の絶縁性及び
透光性を有する基板を示している。第9図に示すよう
に、まず基板1上に透明導電材料からなる第1電極膜2
をCVD法等の方法を用いて被着させ、これに白抜き矢符
で示すレーザビームLBを照射して、紙面に対して垂直方
向に分離溝A,Aを形成する。このことにより、前記第1
電極膜2が複数の第1電極膜2a,2b,2cに分離される。次
いでスクリーン印刷法により、夫々の第1電極膜2b,2c
上の一端側に、Agペースト等を用いた帯状の導電部材3a
b,3bc、SiO2ペースト等を用いた帯状の絶縁部材4ab,4bc
を、夫々分離溝A,Aと平行に所定寸法隔ててパターン形
成し、これらを約550℃の温度で焼成する。
さらに、第10図に示すように、導電部材3ab,3bc及び
絶縁部材4ab,4bcを含んで第1電極膜2a,2b,2c上全体
に、アモルファスシリコン等の非晶質半導体層5を高周
波グロー放電,スパッタ等の方法を用いて積層し、非晶
質半導体層5上に金属材料からなる第2電極膜6を真空
蒸着等の方法により積層形成する。そして、第2電極膜
6の上方から、前記導電部材3ab,3bcに対応する位置の
第2電極膜6へレーザビームLB3を、また前記絶縁部材4
ab,4bcに対応るする位置の第2電極膜6へレーザビーム
LB4を夫々照射する。レーザビームLB3は非晶質半導体層
5及び第2電極膜6の積層部分を溶融するのに足りるエ
ネルギ密度を備えており、レーザビームLB4は前記積層
部分を除去するのに足りる十分なエネルギ密度を備えて
いる。従って、レーザビームLB3の照射により、前記導
電部材3ab,3bcに夫々対応する位置の第2電極膜6が溶
融され、これにより生じた溶融物が、周囲の非晶質半導
体層5を貫通した形でその直下に位置する導電部材3ab,
3bcと接触し、第2電極膜6と第1電極膜2a,2b,2cとが
電気的に接続される。また、レーザビームLB4の照射に
より、前記絶縁部材4ab,4bcに夫々対応する位置の第2
電極膜6及び非晶質半導体層5が除去され、この積層部
分を電気的に、物理的に分離する分離溝Bが形成され
る。これによって、複数の第2電極膜6a,6b,6cが分離さ
れ、導電部材3ab,3bcを介して電気的に直列接続された
複数の光電変換領域7a,7b,7cが形成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、レーザビームを用いてのレーザ加工は、加
工すべき膜の厚みによってレーザ加工閾値エネルギが変
化するために、レーザ出力が小さいと加工不足を生じ、
レーザ出力が大きいと下層に損傷を与え、さらに光電変
換領域7a,7b,7c同士の短絡を発生させるといった欠点を
有している。
この問題を解決するために、上述の方法では非晶質半
導体層5,第2電極膜6を積層形成する前に、導電部材3a
b,3bc及び絶縁部材4ab,4bcを第1電極膜2a,2b,2c上にパ
ターン形成して、導電部材3ab,3bc及び絶縁部材4ab,4bc
に対応する位置の第2電極膜6へ夫々レーザビームを照
射している。つまり、レーザビーム照射位置に導電部材
3ab,3bcを形成することによって、非晶質半導体層の膜
厚変化に対するレーザビームの加工エネルギ密度の変動
を回避させ、またレーザビーム照射位置に絶縁部材4ab,
4bcを形成することによって、第1電極膜2a,2b,2cへの
熱伝導を遮断し、その損傷を防止すると共に、光電変換
領域7a,7b,7c同士の短絡を防止している。
しかしながら、前記導電部材3ab,3bc,絶縁部材4ab,4b
c夫々のパターン形成は、スクリーン印刷及び焼成の工
程を経る必要があり、工程が繁雑となるという欠点を有
していた。また、非晶質半導体層5を分離する位置毎に
導電部材3ab,3bcを設ける必要があり、しかもスクリー
ン印刷法では、導電部材3ab,3bcを精度良く微細にパタ
ーン形成するのは困難であるため、大きくパターン形成
せざるを得ず、基板1上の光電変換領域7a,7b,7c、即ち
有効面積が導電部材3ab,3bcの分だけ減少するという欠
点を有していた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、非
晶質半導体層又は第2電極膜に導電膜を被覆し、該導電
膜を介してエネルギビームを照射して照射部分を溶融せ
しめることにより、製造工程を簡略化でき、有効面積を
増大させることができる光起電力装置の製造方法の提供
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の光起電力装置の製造方法は、光電変換領域毎
に分離された複数の第1電極膜を含んで基板上に非晶質
半導体層を積層する第1工程と、非晶質半導体層上に第
2電極膜を積層する第2工程と、該第2工程にて積層さ
れた第2電極膜上に導電膜を被覆し、これにエネルギビ
ームを照射して照射部分を溶融せしめ、前記第1電極膜
及び第2電極膜を直列接続した後、非照射部分の導電膜
を除去する第3工程と、非晶質半導体層及び第2電極膜
を光電変換領域毎に分離する第4工程とを有することを
特徴とし、また光電変換領域毎に分離された複数の第1
電極膜を含んで基板上に非晶質半導体層を積層する第1
工程と、該第1工程にて積層された非晶質半導体層上に
導電膜を被覆し、これにエネルギビームを照射して照射
部分を溶融せしめた後、非照射部分の導電膜を除去する
第2工程と、非晶質半導体層上に第2電極膜を積層し、
前記第1電極膜及び第2電極膜を直列接続する第3工程
と、非晶質半導体層及び第2電極膜を光電変換領域毎に
分離する第4工程とを有することを特徴とする。
〔作用〕
本発明の光起電力装置の製造方法にあっては、第2電
極膜上に被覆せしめた読電膜へエネルギビームの照射を
行うと、照射部分の導電膜及び照射部分に対応する非晶
質半導体層と第2電極膜とが溶融され、これにより生じ
た溶融物が、周囲の非晶質半導体層を貫通した形でその
下層の第1電極膜と接触する。従って、第1電極膜と第
2電極膜とが前記溶融物を介して電気的に直列接続され
る。
また、非晶質半導体層上に被覆せしめた導電膜へエネ
ルギビームの照射を行うと、照射部分の導電膜及び前記
部分に対応する非晶質半導体層が溶融され、これにより
生じた溶融物が下層の第1電極膜と接触する。従って、
さらに非晶質半導体層上に第2電極を積層せしめると、
第1電極膜と第2電極膜とが導電膜を含む前記溶融物を
介して電気的に直列接続される。
〔実施例〕
以下、本発明の光起電力装置の製造方法をその実施例
を示す図面に基づいて具体的に説明する。第1図〜第6
図は請求項1記載の光起電力装置の製造方法を工程順に
示した模式的断面図であり、図中1は基板を示してい
る。基板1は、ガラス,耐熱プラスチック等の絶縁性及
び透過性を有する材料からなり、10cm×10cm〜50cm×50
cm程度の大きさを有している。まず、CVD法等の方法を
用いて、この基板1上全体に透過性導電酸化物(TCO)
からなる第1電極膜2を2000Å〜5000Åの厚さに積層形
成する。この第1電極膜2の所定位置にレーザビームLB
をスキャンしつつ照射して、紙面に対して垂直方向に分
離溝A,Aを形成し、第1電極膜2を複数の第1電極膜2a,
2b,2cに分離する。次いで、第2図に示す如く夫々の第
1電極膜2b,2c上の一端側の端部から30〜150μm程度内
側寄りの位置に、つまり前記一端側から後述する工程で
第2電極6の溶着部分9ab,9bcとなるべき部分を残して
内側良いの位置に、SiO2ペースト等を用いた帯状の絶縁
部材4ab,4bcを、夫々分離溝A,Aと平行にパターン形成す
る。
こうして光電変換領域毎に形成された第1電極膜2a,2
b,2c及び絶縁部材4ab,4bcを含んで基板1上全面に、第
1工程として、第3図に示す如く光電変換に有効に寄与
する非晶質シリコン(a−Si)等の非晶質半導体層5を
高周波グロー放電等の方法を用いて、4000Å〜7000Åの
厚さに積層形成する。
そして第2工程として、第4図に示す如く、真空蒸着
等の方法を用いて非晶質半導体層5上に金属材料からな
る第2電極膜6を1000Å〜4000Åの厚さに積層する。
次いで第3工程として、第5図に示す如く、第2電極
膜6の表面を厚さが0.1mmのAl,Ag等の金属箔からなる導
体膜10で被覆し、導体膜10の上方から前記溶着部分9ab,
9bcに対応する位置の第2電極膜6へレーザビームLB1
照射する。レーザビームLB1は、非晶質半導体層5と第
2電極膜6との積層部分及び、前記導電膜10を溶融させ
るのに足りるエネルギ密度を備えている。従ってレーザ
ビームLB1の照射により、前記溶着部分9ab,9bcに夫々対
応する位置の前記積層部分及び導電膜10が溶融され、こ
れにより生じた溶融物が、周囲の非晶質半導体層5を貫
通した形でその直下に位置する溶着部分9ab,9cbと接触
する。このとき、前記溶融物は導体膜10の存在により十
分な量となるので、溶着部分9ab,9bcにおける第2電極
膜6と第1電極膜2a,2b,2cとの接続は良好となる。
そして第6図に示す如く、レーザビームLB1が照射さ
れず、このため溶融せずに残った導電膜10を除去する。
この後、第4工程として、第2電極膜6の上方から、
絶縁部材4ab,4bcに対応する位置の第2電極膜6へ、レ
ーザビームLB2をスキャンしつつ照射する。このレーザ
ビームLB220は前記積層部分を除去するのに足りる十分
なエネルギ密度を備えている。従って、レーザビームLB
2の照射により、前記絶縁部材4ab,4bcに対応する位置の
第2電極膜6及び非晶質半導体層5が除去され、前記積
層部分を電気的に、物理的に分離する分離溝B,Bが形成
されて、第2電極膜6は複数の第2電極膜6a,6b,6cに分
離される。
上述のようにして、第2電極膜6a,6bと第1電極膜2b,
2cとが溶着部9ab,9bcにおいて、電気的に直列接続され
た複数の光電変換領域7a,7bが形成される。
第8図は他の導体膜10を示す模式的断面図であり、図
中10aは石英,ガラス,レーザビーム透過性ポリフィル
ム等の保持板を示している。保持板10aの一面には、Al,
Ag等の金属層10bが蒸着,塗布等の方法により被着され
ている。前記第3工程においては、このような構成をな
す導体膜10を、前述の金属箔からなる導体膜10に代えて
用いても良く、この場合は、保持板10aと対向する金属
層10bの面を第2電極膜6に臨ませて被覆する。そして
レーザビームLB1を、保持板10a上方から前記溶着部分9a
b,9bcに対応する位置の第2電極膜6へ照射すると、レ
ーザビームLB1は保持板10aを透過して金属層10b及び非
晶質半導体層5と第2電極膜6との積層部分を溶融し、
上述と同様に、生じた溶融物が、周囲の非晶質半導体層
5を貫通した形でその直下に位置する溶着部分9ab,9bc
と接触する。
第7図は請求項2記載の光起電力装置の製造方法を示
す模式的断面図である。上述の実施例の操作と同様にし
て第1工程を行い、光電変換領域毎に形成された第1電
極膜2a,2b,2c及び絶縁部材4ab,4bcを含んで基板1上全
面に、光電変換に有効に寄与する非晶質シリコン(a−
Si)等の非晶質半導体層5を積層形成する。
次いで、第2工程として第7図に示す如く、第2電極
膜6の積層形成前にレーザビームLB1の照射を行い、非
晶質半導体層5を溶融させる。このとき、照射部分の導
電膜10及び照射部分に対応する非晶質半導体層5が溶融
され、これにより生じた溶融物が、下層の第1電極膜と
接触する。そして、レーザビームLB1が照射されず、こ
のため溶融せずに残った導電膜10を除去する。
さらに第3工程として、非晶質半導体層5上に真空蒸
着等の方法を用いて金属材料からなる第2電極膜6を積
層する。このことにより、金属材料からなる導電膜を含
む前記溶融物を介して、第1電極膜2a,2b,2cと第2電極
膜6とが接続されることとなり、電気的接続が十分にな
される。
最後に第4工程として、上述の実施例操作と同様にし
て、絶縁部材4ab,4bcに対応する位置の第2電極膜6
へ、レーザビームLB2をスキャンしつつ照射し、前記絶
縁部材4ab,4bcに対応する位置の第2電極膜6及び非晶
質半導体層5を除去して、前記積層部分を電気的に、物
理的に分離する分離溝B,Bを形成し、第2電極膜6を複
数の第2電極膜6a,6b,6cに分離する。
上述のようにして、第2電極膜6a,6bと第1電極膜2b,
2cとが溶着部9ab,9bcにおいて、電気的に直列接続され
た複数の光電変換領域7a,7bが形成される。
〔発明の効果〕
以上、詳述した如く本発明の光起電力装置の製造方法
にあっては、第2電極膜又は非晶質半導体層に導電膜を
被覆し、該導電膜へエネルギビームを照射して、照射部
分を溶融せしめることにより、溶融部分を介して第1電
極膜と第2電極膜とを接続するので、製造工程が簡略化
される。また、第2電極膜の溶着部の幅をレーザビーム
の照射幅程度まで細くすること可能であるので、有効面
積の増大及び出力の増大が図れ、従って特性が向上し、
製品の歩留りが向上する。また、同一の導体膜の中でレ
ーザビームが照射されていない部分は次回のレーザビー
ム照射時に用いることが可能なため、一枚の導体膜で複
数の基板を処理することができ、低コスト化が可能とな
る等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は請求項1記載の光起電力装置の製造方
法を工程順に示した模式的断面図、第7図は請求項2記
載の光起電力装置の製造方法を示す模式的断面図、第8
図は他の導電膜を示す模式的断面図、第9図及び第10図
は従来の光起電力装置の製造方法を示す模式的断面図で
ある。 1……基板、2a,2b,2c……第1電極膜、4ab,4bc……絶
縁部材、5……非晶質半導体層、6,6a,6b,6c……第2電
極膜、9ab,9bc……溶着部分、10……導電膜、10a……保
持板、10b……金属層、LB,LB1,LB2……レーザビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−91978(JP,A) 特開 昭63−194370(JP,A) 特開 昭62−84569(JP,A) 実開 昭64−44654(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光電変換領域毎に分離された複数の第1電
    極膜を含んで基板上に非晶質半導体層を積層する第1工
    程と、 非晶質半導体層上に第2電極膜を積層する第2工程と、 該第2工程にて積層された第2電極膜上に導電膜を被覆
    し、これにエネルギビームを照射して照射部分を溶融せ
    しめ、前記第1電極膜及び第2電極膜を直列接続した
    後、非照射部分の導電膜を除去する第3工程と、 非晶質半導体層及び第2電極膜を光電変換領域毎に分離
    する第4工程と を有することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
  2. 【請求項2】光電変換領域毎に分離された複数の第1電
    極膜を含んで基板上に非晶質半導体層を積層する第1工
    程と、 該第1工程にて積層された非晶質半導体層上に導電膜を
    被覆し、これにエネルギビームを照射して照射部分を溶
    融せしめた後、非照射部分の導電膜を除去する第2工程
    と、 非晶質半導体層上に第2電極膜を積層し、前記第1電極
    膜及び第2電極膜を直列接続する第3工程と、 非晶質半導体層及び第2電極膜を光電変換領域毎に分離
    する第4工程と を有することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
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