JP3100901B2 - 薄膜シリコン太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜シリコン太陽電池の製造方法Info
- Publication number
- JP3100901B2 JP3100901B2 JP08105640A JP10564096A JP3100901B2 JP 3100901 B2 JP3100901 B2 JP 3100901B2 JP 08105640 A JP08105640 A JP 08105640A JP 10564096 A JP10564096 A JP 10564096A JP 3100901 B2 JP3100901 B2 JP 3100901B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- resist
- thin
- solar cell
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体太陽電池
の製造方法に関し、特に太陽電池構造を作製するにあた
り、レジストのスクリーン印刷により所望のパターンを
精度よく形成できるスクリーン印刷方法に関するもので
ある。
の製造方法に関し、特に太陽電池構造を作製するにあた
り、レジストのスクリーン印刷により所望のパターンを
精度よく形成できるスクリーン印刷方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３の（ａ）〜（ｅ）は例えば「A NOVE
L FABRICATION TECHNIQUE FOR LOW COST THIN FILM PO-
LYCRYSTALLINE SILICON SOLAR CELLS」（Technical Dig
est of7th Internatio-nal Photovoltaic Science and
Engineering Conference, Nov.22-26/1993, pp.243-24
4, M.Deguchi et.al）に記載された従来の太陽電池の製
造方法を示す工程断面図であり、図３の（ａ）はバイア
ホールの形成状態を示す断面図を、図３の（ｂ）はシリ
コン酸化膜の部分エッチング状態を示す断面図を、図３
の（ｃ）は薄膜多結晶シリコンの基板からの分離状態を
示す断面図を、図３の（ｄ）は薄膜多結晶シリコンのガ
ラス基板への貼り付け状態を示す断面図を、図３の
（ｅ）は太陽電池の構造を示す断面図を、それぞれ示し
ている。図３には、絶縁膜上に外部からの熱処理を行う
ことにより結晶粒の拡大された薄膜シリコンを形成し、
その薄膜シリコン層を発電層として用いた太陽電池の製
造方法が示されている。
L FABRICATION TECHNIQUE FOR LOW COST THIN FILM PO-
LYCRYSTALLINE SILICON SOLAR CELLS」（Technical Dig
est of7th Internatio-nal Photovoltaic Science and
Engineering Conference, Nov.22-26/1993, pp.243-24
4, M.Deguchi et.al）に記載された従来の太陽電池の製
造方法を示す工程断面図であり、図３の（ａ）はバイア
ホールの形成状態を示す断面図を、図３の（ｂ）はシリ
コン酸化膜の部分エッチング状態を示す断面図を、図３
の（ｃ）は薄膜多結晶シリコンの基板からの分離状態を
示す断面図を、図３の（ｄ）は薄膜多結晶シリコンのガ
ラス基板への貼り付け状態を示す断面図を、図３の
（ｅ）は太陽電池の構造を示す断面図を、それぞれ示し
ている。図３には、絶縁膜上に外部からの熱処理を行う
ことにより結晶粒の拡大された薄膜シリコンを形成し、
その薄膜シリコン層を発電層として用いた太陽電池の製
造方法が示されている。
【０００３】この太陽電池の製造方法によれば、シリコ
ン基板１上に絶縁膜としてのシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）が形成され、その上にポリシリコンを形成し、該
ポリシリコンを溶融再結晶化法などにより結晶粒の拡大
された薄膜多結晶シリコン３に形成している。そして、
薄膜多結晶シリコン３上に、レジストのスクリーン印刷
によりバイアホールパターンを形成する。その後、酸も
しくはアルカリ系のエッチング液を用いて、薄膜多結晶
シリコン３のエッチングを行う。そこで、薄膜多結晶シ
リコン３は、バイアホールパターンの開口部からエッチ
ングされ、図３の（ａ）に示すように、バイアホール４
が形成される。ここで、１０ｃｍ角サイズの半導体層に
対してバイアホール４を２ｍｍピッチで設けた場合、お
よそ２５００個のバイアホール４が形成される。つい
で、レジストを剥離した後、フッ酸（ＨＦ）中に浸漬
し、バイアホール４内に露出するシリコン酸化膜２を部
分的にエッチングする。その後、リンの熱拡散等を施す
ことにより、図３の（ｂ）に示されるように、ｎ型層５
が薄膜多結晶シリコン３の表面層に形成される。そし
て、フッ酸中に浸漬してシリコン酸化膜２を除去し、図
３の（ｃ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン３を
シリコン基板１から分離する。この薄膜多結晶シリコン
３の分離は、シリコン酸化膜２が全てエッチング除去さ
れることによりなされる。ついで、図３の（ｄ）に示さ
れるように、透明なシリコーン樹脂７を用いてガラス基
板６に薄膜多結晶シリコン３を貼り付ける。最後に、薄
膜多結晶シリコン３にｐ電極８およびｎ電極９を形成
し、図３の（ｅ）に示される構造の太陽電池が完成され
る。なお、この太陽電池は、入射光１０がガラス基板６
から入射し、発電がなされる。
ン基板１上に絶縁膜としてのシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）が形成され、その上にポリシリコンを形成し、該
ポリシリコンを溶融再結晶化法などにより結晶粒の拡大
された薄膜多結晶シリコン３に形成している。そして、
薄膜多結晶シリコン３上に、レジストのスクリーン印刷
によりバイアホールパターンを形成する。その後、酸も
しくはアルカリ系のエッチング液を用いて、薄膜多結晶
シリコン３のエッチングを行う。そこで、薄膜多結晶シ
リコン３は、バイアホールパターンの開口部からエッチ
ングされ、図３の（ａ）に示すように、バイアホール４
が形成される。ここで、１０ｃｍ角サイズの半導体層に
対してバイアホール４を２ｍｍピッチで設けた場合、お
よそ２５００個のバイアホール４が形成される。つい
で、レジストを剥離した後、フッ酸（ＨＦ）中に浸漬
し、バイアホール４内に露出するシリコン酸化膜２を部
分的にエッチングする。その後、リンの熱拡散等を施す
ことにより、図３の（ｂ）に示されるように、ｎ型層５
が薄膜多結晶シリコン３の表面層に形成される。そし
て、フッ酸中に浸漬してシリコン酸化膜２を除去し、図
３の（ｃ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン３を
シリコン基板１から分離する。この薄膜多結晶シリコン
３の分離は、シリコン酸化膜２が全てエッチング除去さ
れることによりなされる。ついで、図３の（ｄ）に示さ
れるように、透明なシリコーン樹脂７を用いてガラス基
板６に薄膜多結晶シリコン３を貼り付ける。最後に、薄
膜多結晶シリコン３にｐ電極８およびｎ電極９を形成
し、図３の（ｅ）に示される構造の太陽電池が完成され
る。なお、この太陽電池は、入射光１０がガラス基板６
から入射し、発電がなされる。
【０００４】さて、このような基本フローにより作製さ
れた太陽電池においては、図３の（ｃ）に示されるよう
に、シリコン基板１と薄膜多結晶シリコン３とを確実に
分離することが特に重要となる。これを実現するために
は、精度良くバイアホール４を形成する必要がある。そ
の理由は、第１に、先述したように、バイアホール４が
２５００個と多く、そのうち１つでも貫通しないホール
が存在すると、シリコン基板１と薄膜多結晶シリコン３
との分離が不可能となってしまう。第２に、ホールサイ
ズが大き過ぎると、太陽電池の受光面積の損失につなが
ってしまう。上記第２の点を解決するためには、バイア
ホール４は、例えば２００〜３００μｍ程度の丸あるい
は四角形の形状に形成することが望ましい。
れた太陽電池においては、図３の（ｃ）に示されるよう
に、シリコン基板１と薄膜多結晶シリコン３とを確実に
分離することが特に重要となる。これを実現するために
は、精度良くバイアホール４を形成する必要がある。そ
の理由は、第１に、先述したように、バイアホール４が
２５００個と多く、そのうち１つでも貫通しないホール
が存在すると、シリコン基板１と薄膜多結晶シリコン３
との分離が不可能となってしまう。第２に、ホールサイ
ズが大き過ぎると、太陽電池の受光面積の損失につなが
ってしまう。上記第２の点を解決するためには、バイア
ホール４は、例えば２００〜３００μｍ程度の丸あるい
は四角形の形状に形成することが望ましい。
【０００５】ここで、バイアホール４の形成方法につい
て図４を参照しつつ説明する。図４の（ａ）は薄膜多結
晶シリコン表面にレジストがスクリーン印刷された状態
を示す平面図を、図４の（ｂ）は図４の（ａ）のＩＶＢ
−ＩＶＢ矢視断面図を、図４の（ｃ）はバイアホールの
形成状態を示す断面図を、それぞれ示している。まず、
ステンレスワイヤ製印刷マスクは、図４の（ｂ）に示さ
れるように、ステンレスワイヤ１４からなるメッシュ体
がマスク乳剤１５中に埋設されて構成され、該マスク乳
剤１５の不要部分が除去されてドット状のマスク乳剤１
５が等間隔に複数配列されたマスクパターンが形成され
ている。そして、スクリーン印刷により、図４の
（ａ），（ｂ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン
３の表面に閉パターンであるドット状の開口部が格子状
に配列されてなるレジストパターン１１を形成する。つ
いで、レジストを硬化させ、エッチング液によりレジス
トパターン１１の開口部に露呈する薄膜多結晶シリコン
３をエッチングする。そこで、図４の（ｃ）に示される
ように、薄膜多結晶シリコン３にレジストパターン１１
の開口部の形状にバイアホール４が形成される。
て図４を参照しつつ説明する。図４の（ａ）は薄膜多結
晶シリコン表面にレジストがスクリーン印刷された状態
を示す平面図を、図４の（ｂ）は図４の（ａ）のＩＶＢ
−ＩＶＢ矢視断面図を、図４の（ｃ）はバイアホールの
形成状態を示す断面図を、それぞれ示している。まず、
ステンレスワイヤ製印刷マスクは、図４の（ｂ）に示さ
れるように、ステンレスワイヤ１４からなるメッシュ体
がマスク乳剤１５中に埋設されて構成され、該マスク乳
剤１５の不要部分が除去されてドット状のマスク乳剤１
５が等間隔に複数配列されたマスクパターンが形成され
ている。そして、スクリーン印刷により、図４の
（ａ），（ｂ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン
３の表面に閉パターンであるドット状の開口部が格子状
に配列されてなるレジストパターン１１を形成する。つ
いで、レジストを硬化させ、エッチング液によりレジス
トパターン１１の開口部に露呈する薄膜多結晶シリコン
３をエッチングする。そこで、図４の（ｃ）に示される
ように、薄膜多結晶シリコン３にレジストパターン１１
の開口部の形状にバイアホール４が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の太陽電池の製造
方法は以上のように、薄膜多結晶シリコン３の表面に閉
パターンであるドット状の開口部が格子状に配列されて
なるレジストパターン１１を１回のスクリーン印刷で形
成している。この時、レジストは図４の（ａ），（ｂ）
に矢印で示すように開口部内に流れ込むことになる（レ
ベリング）。このレベリングしたレジスト１２は開口部
を縮小させてしまうので、開口径が不安定にばらついて
しまう。そして、印刷後の開口部形状１３は丸みをおび
た不定形となってしまう。例えば、２００メッシュの印
刷マスクを用い、粘度５００ポイズの熱硬化レジストイ
ンクで印刷した場合、レベリング量は１００μｍと極め
て大きな値となってしまう。しかも、この状態で印刷回
数を重ねと、数回の印刷回数でレジストパターン１１の
開口部がほとんどつぶれてしまった。これは、レベリン
グしたレジスト１２が印刷マスクのマスク乳剤１５に付
着し、次の印刷の際に、薄膜多結晶シリコン３表面に転
写されることに起因する。そこで、印刷の都度、印刷マ
スクのマスク乳剤１５に付着したレジストを拭き取る作
業が必要となる。これを改善するために、さらに高い粘
度のレジストを用いることが検討されたが、上述の状況
が改善されるわけではなく、印刷されたパターンがかす
れてしまい、結果的にレジストの粘度調整では対応でき
ないことが判明した。すなわち、従来方法では、連続印
刷が実質上不可能である。このように、従来方法では、
安定して一定サイズのバイアホールパターンが形成でき
ず、高い歩留まりで太陽電池を作製できないという課題
があった。
方法は以上のように、薄膜多結晶シリコン３の表面に閉
パターンであるドット状の開口部が格子状に配列されて
なるレジストパターン１１を１回のスクリーン印刷で形
成している。この時、レジストは図４の（ａ），（ｂ）
に矢印で示すように開口部内に流れ込むことになる（レ
ベリング）。このレベリングしたレジスト１２は開口部
を縮小させてしまうので、開口径が不安定にばらついて
しまう。そして、印刷後の開口部形状１３は丸みをおび
た不定形となってしまう。例えば、２００メッシュの印
刷マスクを用い、粘度５００ポイズの熱硬化レジストイ
ンクで印刷した場合、レベリング量は１００μｍと極め
て大きな値となってしまう。しかも、この状態で印刷回
数を重ねと、数回の印刷回数でレジストパターン１１の
開口部がほとんどつぶれてしまった。これは、レベリン
グしたレジスト１２が印刷マスクのマスク乳剤１５に付
着し、次の印刷の際に、薄膜多結晶シリコン３表面に転
写されることに起因する。そこで、印刷の都度、印刷マ
スクのマスク乳剤１５に付着したレジストを拭き取る作
業が必要となる。これを改善するために、さらに高い粘
度のレジストを用いることが検討されたが、上述の状況
が改善されるわけではなく、印刷されたパターンがかす
れてしまい、結果的にレジストの粘度調整では対応でき
ないことが判明した。すなわち、従来方法では、連続印
刷が実質上不可能である。このように、従来方法では、
安定して一定サイズのバイアホールパターンが形成でき
ず、高い歩留まりで太陽電池を作製できないという課題
があった。
【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、スクリーン印刷によるバイアホ
ールパターンの形成方法を改善し、バイアホールパター
ンの精度を高め、高い歩留まりで太陽電池を作製できる
薄膜シリコン太陽電池の製造方法を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、スクリーン印刷によるバイアホ
ールパターンの形成方法を改善し、バイアホールパター
ンの精度を高め、高い歩留まりで太陽電池を作製できる
薄膜シリコン太陽電池の製造方法を得ることを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る薄
膜シリコン太陽電池の製造方法は、基板上に形成された
絶縁膜上に薄膜シリコンを形成し、該薄膜シリコンの表
面にレジストのバイアホールパターンを形成し、該薄膜
シリコンにエッチング処理を施してバイアホールを等間
隔で複数形成した後、該バイアホールを介して絶縁膜を
エッチング除去して薄膜シリコンを基板から分離して太
陽電池の発電層として用いる薄膜シリコン太陽電池の製
造方法において、絶縁膜上の薄膜シリコンの表面に開パ
ターンの開口部を有するレジストパターンを連続して複
数回スクリーン印刷し、レジストパターンの開パターン
の開口部の重ね合わせにより閉パターンの開口部を薄膜
シリコンの表面に等間隔で複数形成してバイアホールパ
ターンを形成するようにしたものである。
膜シリコン太陽電池の製造方法は、基板上に形成された
絶縁膜上に薄膜シリコンを形成し、該薄膜シリコンの表
面にレジストのバイアホールパターンを形成し、該薄膜
シリコンにエッチング処理を施してバイアホールを等間
隔で複数形成した後、該バイアホールを介して絶縁膜を
エッチング除去して薄膜シリコンを基板から分離して太
陽電池の発電層として用いる薄膜シリコン太陽電池の製
造方法において、絶縁膜上の薄膜シリコンの表面に開パ
ターンの開口部を有するレジストパターンを連続して複
数回スクリーン印刷し、レジストパターンの開パターン
の開口部の重ね合わせにより閉パターンの開口部を薄膜
シリコンの表面に等間隔で複数形成してバイアホールパ
ターンを形成するようにしたものである。
【０００９】また、この第２の発明に係る薄膜シリコン
太陽電池の製造方法は、上記第１の発明において、開パ
ターンの開口部が直線状のパターンで形成されたレジス
トパターンを、該直線状のパターンが互いに異なる方向
となるように複数回スクリーン印刷して、バイアホール
パターンを形成するようにしたものである。
太陽電池の製造方法は、上記第１の発明において、開パ
ターンの開口部が直線状のパターンで形成されたレジス
トパターンを、該直線状のパターンが互いに異なる方向
となるように複数回スクリーン印刷して、バイアホール
パターンを形成するようにしたものである。
【００１０】また、この第３の発明に係る薄膜シリコン
太陽電池の製造方法は、上記第１の発明において、開パ
ターンの開口部が直線状のパターンで形成されたレジス
トパターンを、該直線状のパターンが互いに直交するよ
うに２回スクリーン印刷して、バイアホールパターンを
形成するようにしたものである。
太陽電池の製造方法は、上記第１の発明において、開パ
ターンの開口部が直線状のパターンで形成されたレジス
トパターンを、該直線状のパターンが互いに直交するよ
うに２回スクリーン印刷して、バイアホールパターンを
形成するようにしたものである。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１． 図１の（ａ）〜（ｄ）はこの発明の実施の形態１に係る
薄膜シリコン太陽電池の製造方法におけるバイアホール
の形成工程を説明する工程図であり、図１の（ａ）は薄
膜多結晶シリコンの表面に１回目のレジストパターンを
形成した状態を示す平面図を、図１の（ｂ）は薄膜多結
晶シリコンの表面に２回目のレジストパターンを形成し
た状態を示す平面図を、図１の（ｃ）は図１の（ｂ）の
ＩＣ−ＩＣ矢視断面図を、図１の（ｄ）は薄膜多結晶シ
リコンにバイアホールを形成した状態を示す断面図を、
それぞれ示している。なお、本願の発明点は、バイアホ
ールパターンのレジストマスクを形成するスクリーン印
刷工程にあり、太陽電池の製造方法に係わるスクリーン
印刷工程の前後のプロセスは、従来技術において先述し
た図３の（ａ）〜（ｅ）と同様であるため、ここではそ
の説明を省略する。
について説明する。 実施の形態１． 図１の（ａ）〜（ｄ）はこの発明の実施の形態１に係る
薄膜シリコン太陽電池の製造方法におけるバイアホール
の形成工程を説明する工程図であり、図１の（ａ）は薄
膜多結晶シリコンの表面に１回目のレジストパターンを
形成した状態を示す平面図を、図１の（ｂ）は薄膜多結
晶シリコンの表面に２回目のレジストパターンを形成し
た状態を示す平面図を、図１の（ｃ）は図１の（ｂ）の
ＩＣ−ＩＣ矢視断面図を、図１の（ｄ）は薄膜多結晶シ
リコンにバイアホールを形成した状態を示す断面図を、
それぞれ示している。なお、本願の発明点は、バイアホ
ールパターンのレジストマスクを形成するスクリーン印
刷工程にあり、太陽電池の製造方法に係わるスクリーン
印刷工程の前後のプロセスは、従来技術において先述し
た図３の（ａ）〜（ｅ）と同様であるため、ここではそ
の説明を省略する。
【００１３】この実施の形態１では、マスク乳剤が直線
状の開口部を有するように形成されたステンレスワイヤ
製印刷マスクを用いている。まず、このステンレスワイ
ヤ製印刷マスクを用いて１回目のスクリーン印刷を行
い、図１の（ａ）に示されるように、薄膜多結晶シリコ
ン３の表面に開パターンである直線状の開口部を有する
１回目のレジストパターン１６を形成する。ついで、レ
ジストを仮硬化させる。その後、このステンレスワイヤ
製印刷マスクを用いて２回目のスクリーン印刷を行い、
図１の（ｂ）および図１の（ｃ）に示されるように、薄
膜多結晶シリコン３の表面に開パターンである直線状の
開口部を有する２回目のレジストパターン１７を形成す
る。この時、２回目のスクリーン印刷においては、２回
目のレジストパターン１７の直線状の開口部が１回目の
レジストパターン１６の直線状の開口部に対して直交す
るように、ステンレスワイヤ製印刷マスクとシリコン基
板１との位置関係が設定されている。そして、１回目お
よび２回目のレジストパターン１６，１７が例えば３０
０μｍ幅の直線状の開口部を２ｍｍピッチで配列された
パターンとすれば、薄膜多結晶シリコン３の表面には、
レジストパターン１６、１７の開口部の重ね合わせによ
り構成された３００μｍ角の閉パターンの開口部１９が
２ｍｍピッチで格子状に配列されてなるレジストマスク
が形成される。ついで、レジストを硬化した後、エッチ
ング液により開口部１９に露呈する薄膜多結晶シリコン
３をエッチングし、図１の（ｄ）に示されるように、薄
膜多結晶シリコン３に開口部１９の形状にバイアホール
２０が形成される。
状の開口部を有するように形成されたステンレスワイヤ
製印刷マスクを用いている。まず、このステンレスワイ
ヤ製印刷マスクを用いて１回目のスクリーン印刷を行
い、図１の（ａ）に示されるように、薄膜多結晶シリコ
ン３の表面に開パターンである直線状の開口部を有する
１回目のレジストパターン１６を形成する。ついで、レ
ジストを仮硬化させる。その後、このステンレスワイヤ
製印刷マスクを用いて２回目のスクリーン印刷を行い、
図１の（ｂ）および図１の（ｃ）に示されるように、薄
膜多結晶シリコン３の表面に開パターンである直線状の
開口部を有する２回目のレジストパターン１７を形成す
る。この時、２回目のスクリーン印刷においては、２回
目のレジストパターン１７の直線状の開口部が１回目の
レジストパターン１６の直線状の開口部に対して直交す
るように、ステンレスワイヤ製印刷マスクとシリコン基
板１との位置関係が設定されている。そして、１回目お
よび２回目のレジストパターン１６，１７が例えば３０
０μｍ幅の直線状の開口部を２ｍｍピッチで配列された
パターンとすれば、薄膜多結晶シリコン３の表面には、
レジストパターン１６、１７の開口部の重ね合わせによ
り構成された３００μｍ角の閉パターンの開口部１９が
２ｍｍピッチで格子状に配列されてなるレジストマスク
が形成される。ついで、レジストを硬化した後、エッチ
ング液により開口部１９に露呈する薄膜多結晶シリコン
３をエッチングし、図１の（ｄ）に示されるように、薄
膜多結晶シリコン３に開口部１９の形状にバイアホール
２０が形成される。
【００１４】以下に、この実施の形態１によるホールパ
ターンの形成状態を実験的に検討した結果について述べ
るが、用いた印刷マスクの材質、メッシュサイズおよび
レジストは従来技術と同じものである。実験の結果、１
回目および２回目のレジストパターン１６、１７におけ
るレベリングしたレジスト１８のレベリング量は、５０
μｍ程度に抑えら、従来技術におけるレベリング量（１
００μｍ）に比べて非常に少ない結果が得られた。これ
は、レジストパターン１６、１７が直線状の開口部、す
なわち開パターンに形成されていることに起因するもの
と考えられる。つまり、従来技術におけるレジストパタ
ーン１１では、ドット状の開口部、すなわち閉パターン
であり、レジストは周囲から開口部内に流れ込み、レベ
リング量が増大してしまう。一方、レジストパターン１
６、１７では、開口部を開パターンとして、印刷の際の
周囲からの開口部内へのレジストの流れ込みを抑えてい
る。また、１００回の連続して印刷を行ったが、レジス
ト１８のレベリング量はほとんど変化がなく、開口部１
９の開口径のばらつきが抑えられたホールパターンを安
定して形成できた。また、エッチングにより作製された
バイアホール２０には、形状が変形したり、未貫通であ
ったりする不具合の発生が見当たらず、例えば２５０μ
ｍ角の目標値に対して±５０μｍ以下のばらつきに抑え
られた。
ターンの形成状態を実験的に検討した結果について述べ
るが、用いた印刷マスクの材質、メッシュサイズおよび
レジストは従来技術と同じものである。実験の結果、１
回目および２回目のレジストパターン１６、１７におけ
るレベリングしたレジスト１８のレベリング量は、５０
μｍ程度に抑えら、従来技術におけるレベリング量（１
００μｍ）に比べて非常に少ない結果が得られた。これ
は、レジストパターン１６、１７が直線状の開口部、す
なわち開パターンに形成されていることに起因するもの
と考えられる。つまり、従来技術におけるレジストパタ
ーン１１では、ドット状の開口部、すなわち閉パターン
であり、レジストは周囲から開口部内に流れ込み、レベ
リング量が増大してしまう。一方、レジストパターン１
６、１７では、開口部を開パターンとして、印刷の際の
周囲からの開口部内へのレジストの流れ込みを抑えてい
る。また、１００回の連続して印刷を行ったが、レジス
ト１８のレベリング量はほとんど変化がなく、開口部１
９の開口径のばらつきが抑えられたホールパターンを安
定して形成できた。また、エッチングにより作製された
バイアホール２０には、形状が変形したり、未貫通であ
ったりする不具合の発生が見当たらず、例えば２５０μ
ｍ角の目標値に対して±５０μｍ以下のばらつきに抑え
られた。
【００１５】このように、この実施の形態１によれば、
開パターンである直線状の開口部を有する１回目および
２回目のレジストパターン１６、１７を直交するように
スクリーン印刷してバイアホールパターンのレジストマ
スクを形成しているので、それぞれのレジストパターン
１６、１７のレベリングが抑えられ、一定サイズのバイ
アホールパターンを安定して形成でき、高い歩留まりで
太陽電池を作製することができ、さらには、２回のスク
リーン印刷工程でバイアホールパターンを形成できるの
で、生産性を向上させることができる。また、レジスト
パターン１６、１７のレベリングが少なく、印刷マスク
の連続印刷回数を増加でき、生産性を向上させることが
できる。
開パターンである直線状の開口部を有する１回目および
２回目のレジストパターン１６、１７を直交するように
スクリーン印刷してバイアホールパターンのレジストマ
スクを形成しているので、それぞれのレジストパターン
１６、１７のレベリングが抑えられ、一定サイズのバイ
アホールパターンを安定して形成でき、高い歩留まりで
太陽電池を作製することができ、さらには、２回のスク
リーン印刷工程でバイアホールパターンを形成できるの
で、生産性を向上させることができる。また、レジスト
パターン１６、１７のレベリングが少なく、印刷マスク
の連続印刷回数を増加でき、生産性を向上させることが
できる。
【００１６】実施の形態２． 上記実施の形態１では、平坦な表面にパターン印刷を行
うものとしている。しかしながら、この種の太陽電池で
は、特性の改善を図るために、一般にテクスチャーと呼
ばれるピラミッド状の凹凸表面（高さ：数μｍ〜１０μ
ｍ）を設け、表面反射率を低減させる場合が多い。この
実施の形態２では、図２の（ａ）〜（ｄ）に示すよう
に、ピラミッド状の凹凸表面にパターン印刷を行うもの
である。図２の（ａ）は薄膜多結晶シリコンが形成され
た基板の断面図を、図２の（ｂ）は２回目のレジストパ
ターンが形成された基板の断面図を、図２の（ｃ）はエ
ッチングによりバイアホールが形成された基板の断面図
を、図２の（ｄ）はレジストを除去した状態の基板の斜
視図をそれぞれ示している。
うものとしている。しかしながら、この種の太陽電池で
は、特性の改善を図るために、一般にテクスチャーと呼
ばれるピラミッド状の凹凸表面（高さ：数μｍ〜１０μ
ｍ）を設け、表面反射率を低減させる場合が多い。この
実施の形態２では、図２の（ａ）〜（ｄ）に示すよう
に、ピラミッド状の凹凸表面にパターン印刷を行うもの
である。図２の（ａ）は薄膜多結晶シリコンが形成され
た基板の断面図を、図２の（ｂ）は２回目のレジストパ
ターンが形成された基板の断面図を、図２の（ｃ）はエ
ッチングによりバイアホールが形成された基板の断面図
を、図２の（ｄ）はレジストを除去した状態の基板の斜
視図をそれぞれ示している。
【００１７】この実施の形態２では、上記実施の形態１
と同様に、マスク乳剤が直線状の開口部を有するように
形成されたステンレスワイヤ製印刷マスクを用いてい
る。まず、このステンレスワイヤ製印刷マスクを用いて
１回目のスクリーン印刷を行い、図２の（ａ）に示され
る表面がテクスチャー構造に形成された薄膜多結晶シリ
コン２１の表面に開パターンである直線状の開口部を有
する１回目のレジストパターンを形成する。ついで、レ
ジストを仮硬化させる。その後、このステンレスワイヤ
製印刷マスクを用いて２回目のスクリーン印刷を行い、
図２の（ｂ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン２
１の表面に開パターンである直線状の開口部を有する２
回目のレジストパターン２２を形成する。そこで、この
薄膜多結晶シリコン２１の表面には、１回目および２回
目のレジストパターンの開口部の重ね合わせにより構成
された閉パターンの開口部２３が格子状に配列されて形
成される。ついで、レジストを硬化させる。この時、２
回目のスクリーン印刷においては、２回目のレジストパ
ターン２２の直線状の開口部が１回目のレジストパター
ンの直線状の開口部に対して直交するように、ステンレ
スワイヤ製印刷マスクとシリコン基板１との位置関係が
設定されている。ついで、エッチング液により開口部２
３に露呈する薄膜多結晶シリコン２１をエッチングし、
図２の（ｃ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン２
１に開口部２３の形状にバイアホール２４が形成され
る。その後、レジストを除去し、図２の（ｄ）に示され
るように、バイアホール２４が形成された薄膜多結晶シ
リコン２１が得られる。
と同様に、マスク乳剤が直線状の開口部を有するように
形成されたステンレスワイヤ製印刷マスクを用いてい
る。まず、このステンレスワイヤ製印刷マスクを用いて
１回目のスクリーン印刷を行い、図２の（ａ）に示され
る表面がテクスチャー構造に形成された薄膜多結晶シリ
コン２１の表面に開パターンである直線状の開口部を有
する１回目のレジストパターンを形成する。ついで、レ
ジストを仮硬化させる。その後、このステンレスワイヤ
製印刷マスクを用いて２回目のスクリーン印刷を行い、
図２の（ｂ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン２
１の表面に開パターンである直線状の開口部を有する２
回目のレジストパターン２２を形成する。そこで、この
薄膜多結晶シリコン２１の表面には、１回目および２回
目のレジストパターンの開口部の重ね合わせにより構成
された閉パターンの開口部２３が格子状に配列されて形
成される。ついで、レジストを硬化させる。この時、２
回目のスクリーン印刷においては、２回目のレジストパ
ターン２２の直線状の開口部が１回目のレジストパター
ンの直線状の開口部に対して直交するように、ステンレ
スワイヤ製印刷マスクとシリコン基板１との位置関係が
設定されている。ついで、エッチング液により開口部２
３に露呈する薄膜多結晶シリコン２１をエッチングし、
図２の（ｃ）に示されるように、薄膜多結晶シリコン２
１に開口部２３の形状にバイアホール２４が形成され
る。その後、レジストを除去し、図２の（ｄ）に示され
るように、バイアホール２４が形成された薄膜多結晶シ
リコン２１が得られる。
【００１８】この実施の形態２では、上記実施の形態１
と同様にホールパターンの形成状態を実験的に検討した
ところ、上記実施の形態１と遜色のない結果が得られ、
テクスチャー構造の薄膜多結晶シリコン２１の表面にも
十分適用できた。なお、薄膜多結晶シリコン２１の表面
に閉パターンの開口部がドット状に複数配列されたレジ
ストパターン１１を１回のスクリーン印刷で形成した従
来方法の場合、連続印刷は全くできなかった。
と同様にホールパターンの形成状態を実験的に検討した
ところ、上記実施の形態１と遜色のない結果が得られ、
テクスチャー構造の薄膜多結晶シリコン２１の表面にも
十分適用できた。なお、薄膜多結晶シリコン２１の表面
に閉パターンの開口部がドット状に複数配列されたレジ
ストパターン１１を１回のスクリーン印刷で形成した従
来方法の場合、連続印刷は全くできなかった。
【００１９】なお、上記各実施の形態では、２回の印刷
工程により開パターンである直線状の開口部を有するレ
ジストパターンを互いに直交するように形成して閉パタ
ーンの開口部が格子状に配列されたレジストマスクを形
成するものとしているが、印刷工程は２回に限らず、３
回以上の印刷工程により直線状の開口部を有するレジス
トパターンを所定角度づつ傾けて形成して閉パターンの
開口部が格子状に複数配列されたレジストマスクを形成
するものとしてもよい。例えば該レジストパターンを１
２０°づつ傾けて３回印刷すれば、６角形の開口部が格
子状に複数配列されたレジストマスクが得られる。ま
た、上記各実施の形態では、直線状の開口部を有するレ
ジストパターンを形成するものとしているが、該レジス
トパターンの開口部は直線状の開口部形状に限らず、開
パターンであればよく、例えば緩やかな波状の開口部形
状であってもよい。また、上記各実施の形態では、薄膜
多結晶シリコンに形成されるバイアホールは、格子状に
配列されているものとしているが、該バイアホールの配
列はこれに限定されるものではなく、等間隔で配列され
ていればよく、例えばハニカム構造の各頂点位置に相当
する配列でも、正三角形の各頂点位置に相当する配列で
もよい。
工程により開パターンである直線状の開口部を有するレ
ジストパターンを互いに直交するように形成して閉パタ
ーンの開口部が格子状に配列されたレジストマスクを形
成するものとしているが、印刷工程は２回に限らず、３
回以上の印刷工程により直線状の開口部を有するレジス
トパターンを所定角度づつ傾けて形成して閉パターンの
開口部が格子状に複数配列されたレジストマスクを形成
するものとしてもよい。例えば該レジストパターンを１
２０°づつ傾けて３回印刷すれば、６角形の開口部が格
子状に複数配列されたレジストマスクが得られる。ま
た、上記各実施の形態では、直線状の開口部を有するレ
ジストパターンを形成するものとしているが、該レジス
トパターンの開口部は直線状の開口部形状に限らず、開
パターンであればよく、例えば緩やかな波状の開口部形
状であってもよい。また、上記各実施の形態では、薄膜
多結晶シリコンに形成されるバイアホールは、格子状に
配列されているものとしているが、該バイアホールの配
列はこれに限定されるものではなく、等間隔で配列され
ていればよく、例えばハニカム構造の各頂点位置に相当
する配列でも、正三角形の各頂点位置に相当する配列で
もよい。
【００２０】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２１】この第１の発明によれば、基板上に形成さ
れた絶縁膜上に薄膜シリコンを形成し、該薄膜シリコン
の表面にレジストのバイアホールパターンを形成し、該
薄膜シリコンにエッチング処理を施してバイアホールを
等間隔で複数形成した後、該バイアホールを介して絶縁
膜をエッチング除去して薄膜シリコンを基板から分離し
て太陽電池の発電層として用いる薄膜シリコン太陽電池
の製造方法において、絶縁膜上の薄膜シリコンの表面に
開パターンの開口部を有するレジストパターンを連続し
て複数回スクリーン印刷し、レジストパターンの開パタ
ーンの開口部の重ね合わせにより閉パターンの開口部を
薄膜シリコンの表面に等間隔で複数形成してバイアホー
ルパターンを形成するようにしたので、レジストパター
ンのレベリング量を少なくでき、閉パターンの開口部の
開口径のばらつきが抑えられたバイアホールパターンを
安定して形成でき、高い歩留まりで薄膜シリコン太陽電
池を製造方法できる薄膜シリコン太陽電池の製造方法が
得られる。
れた絶縁膜上に薄膜シリコンを形成し、該薄膜シリコン
の表面にレジストのバイアホールパターンを形成し、該
薄膜シリコンにエッチング処理を施してバイアホールを
等間隔で複数形成した後、該バイアホールを介して絶縁
膜をエッチング除去して薄膜シリコンを基板から分離し
て太陽電池の発電層として用いる薄膜シリコン太陽電池
の製造方法において、絶縁膜上の薄膜シリコンの表面に
開パターンの開口部を有するレジストパターンを連続し
て複数回スクリーン印刷し、レジストパターンの開パタ
ーンの開口部の重ね合わせにより閉パターンの開口部を
薄膜シリコンの表面に等間隔で複数形成してバイアホー
ルパターンを形成するようにしたので、レジストパター
ンのレベリング量を少なくでき、閉パターンの開口部の
開口径のばらつきが抑えられたバイアホールパターンを
安定して形成でき、高い歩留まりで薄膜シリコン太陽電
池を製造方法できる薄膜シリコン太陽電池の製造方法が
得られる。
【００２２】また、この第２の発明によれば、上記第１
の発明において、開パターンの開口部が直線状のパター
ンで形成されたレジストパターンを、該直線状のパター
ンが互いに異なる方向となるように複数回スクリーン印
刷して、バイアホールパターンを形成するようにしたの
で、レジストパターンのレベリング量を少なくでき、バ
イアホールパターンを構成する閉パターンの開口部の開
口径のばらつきを抑えることができる。
の発明において、開パターンの開口部が直線状のパター
ンで形成されたレジストパターンを、該直線状のパター
ンが互いに異なる方向となるように複数回スクリーン印
刷して、バイアホールパターンを形成するようにしたの
で、レジストパターンのレベリング量を少なくでき、バ
イアホールパターンを構成する閉パターンの開口部の開
口径のばらつきを抑えることができる。
【００２３】また、この第３の発明によれば、上記第１
の発明において、開パターンの開口部が直線状のパター
ンで形成されたレジストパターンを、該直線状のパター
ンが互いに直交するように２回スクリーン印刷して、バ
イアホールパターンを形成するようにしたので、レジス
トパターンのレベリング量を少なくでき、バイアホール
パターンを構成する閉パターンの開口部の開口径のばら
つきを抑えることができるとともに、スクリーン印刷回
数が低減でき、生産性を向上させることができる。
の発明において、開パターンの開口部が直線状のパター
ンで形成されたレジストパターンを、該直線状のパター
ンが互いに直交するように２回スクリーン印刷して、バ
イアホールパターンを形成するようにしたので、レジス
トパターンのレベリング量を少なくでき、バイアホール
パターンを構成する閉パターンの開口部の開口径のばら
つきを抑えることができるとともに、スクリーン印刷回
数が低減でき、生産性を向上させることができる。
【００２４】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る薄膜シリコン
太陽電池の製造方法におけるバイアホールの形成工程を
説明する工程図である。
太陽電池の製造方法におけるバイアホールの形成工程を
説明する工程図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る薄膜シリコン
太陽電池の製造方法におけるバイアホールの形成工程を
説明する工程図である。
太陽電池の製造方法におけるバイアホールの形成工程を
説明する工程図である。
【図３】 従来の太陽電池の製造方法を説明する工程図
である。
である。
【図４】 従来の太陽電池の製造方法におけるバイアホ
ールの形成工程を説明する工程図である。
ールの形成工程を説明する工程図である。
１ シリコン基板（基板）、２ シリコン酸化膜（絶縁
膜）、３、２１ 薄膜多結晶シリコン（薄膜シリコ
ン）、１６、１７、２２ レジストパターン、２０、２
４ バイアホール。
膜）、３、２１ 薄膜多結晶シリコン（薄膜シリコ
ン）、１６、１７、２２ レジストパターン、２０、２
４ バイアホール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に形成された絶縁膜上に薄膜シリ
コンを形成し、該薄膜シリコンの表面にレジストのバイ
アホールパターンを形成し、前記薄膜シリコンにエッチ
ング処理を施してバイアホールを等間隔で複数形成した
後、該バイアホールを介して前記絶縁膜をエッチング除
去して前記薄膜シリコンを前記基板から分離して太陽電
池の発電層として用いる薄膜シリコン太陽電池の製造方
法において、前記絶縁膜上の前記薄膜シリコンの表面に
開パターンの開口部を有するレジストパターンを連続し
て複数回スクリーン印刷し、前記レジストパターンの前
記開パターンの開口部の重ね合わせにより閉パターンの
開口部を前記薄膜シリコンの表面に等間隔で複数形成し
て前記バイアホールパターンを形成するようにしたこと
を特徴とする薄膜シリコン太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 開パターンの開口部が直線状のパターン
で形成されたレジストパターンを、該直線状のパターン
が互いに異なる方向となるように複数回スクリーン印刷
して、バイアホールパターンを形成するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の薄膜シリコン太陽電池の製
造方法。 - 【請求項３】 開パターンの開口部が直線状のパターン
で形成されたレジストパターンを、該直線状のパターン
が互いに直交するように２回スクリーン印刷して、バイ
アホールパターンを形成するようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の薄膜シリコン太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08105640A JP3100901B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 薄膜シリコン太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08105640A JP3100901B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 薄膜シリコン太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293888A JPH09293888A (ja) | 1997-11-11 |
| JP3100901B2 true JP3100901B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=14413062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08105640A Expired - Fee Related JP3100901B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 薄膜シリコン太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3100901B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7354845B2 (en) | 2004-08-24 | 2008-04-08 | Otb Group B.V. | In-line process for making thin film electronic devices |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP08105640A patent/JP3100901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09293888A (ja) | 1997-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7659208B2 (en) | Method for forming high density patterns | |
| EP0328281A2 (en) | Directable aperture etched in silicon | |
| JPH0837314A (ja) | シリコンダイアグラムおよびシリコン圧力センサーの製造方法 | |
| GB1595635A (en) | Method or process for etching holes | |
| EP0878835B1 (en) | Etching method for silicon substrate | |
| JP2005519473A5 (ja) | ||
| JP3100901B2 (ja) | 薄膜シリコン太陽電池の製造方法 | |
| JP4440405B2 (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
| GB2035223A (en) | Aperture stop | |
| JP2000331905A (ja) | 荷電粒子線露光用転写マスクブランクスの製造方法 | |
| JPS6198555A (ja) | マルチノズルの製法 | |
| JPS644662B2 (ja) | ||
| CN110520392B (zh) | 制造由玻璃支承件支承的金属薄膜的方法 | |
| JP3104727B2 (ja) | アパーチャの製造方法 | |
| JPS5827664B2 (ja) | 平坦表面を有する装置の製造方法 | |
| JPS63258020A (ja) | 素子分離パタ−ンの形成方法 | |
| JPS62500697A (ja) | 太陽電池の重量軽減方法及び該方法により得られる電池 | |
| JPH0745550A (ja) | 微細電極作製法と電子装置 | |
| US3677847A (en) | Photolithographic etching method for nickel oxide | |
| JPS5941872B2 (ja) | サ−マルヘツドの製造方法 | |
| CN110501871A (zh) | 用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法 | |
| JPS605543A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS5852341B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0138376B2 (ja) | ||
| JPH0564850B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070818 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080818 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |