JP3155459B2 - 集積型非晶質半導体太陽電池の製造方法及び集積型非晶質半導体太陽電池 - Google Patents
集積型非晶質半導体太陽電池の製造方法及び集積型非晶質半導体太陽電池Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積型非晶質半導
体太陽電池に関するものであり、特に基板と反対側から
光が入射する集積型非晶質半導体太陽電池に関するもの
である。
体太陽電池に関するものであり、特に基板と反対側から
光が入射する集積型非晶質半導体太陽電池に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】基板と
反対側から光が入射する、いわゆる逆タイプの集積型非
晶質半導体太陽電池としては、種々の構造の太陽電池が
提案されている。図８は、このような逆タイプの従来の
集積型非晶質半導体太陽電池の一例の構造を示す斜視図
である。基板１の上には、第２裏面電極層６、絶縁膜
５、第１裏面電極層４、半導体層３、及び透明電極層２
がこの順で積層され、光起電力セル１０を構成してい
る。光起電力セル１０は、複数に分割して形成されてお
り、接続部９で隣り合う光起電力セルと直列に接続され
ている。具体的には、この接続部９において、第１裏面
電極層４がコンタクトホール８を通り、隣り合う光起電
力セル１０の第２裏面電極層６と電気的に接続されてい
る。
反対側から光が入射する、いわゆる逆タイプの集積型非
晶質半導体太陽電池としては、種々の構造の太陽電池が
提案されている。図８は、このような逆タイプの従来の
集積型非晶質半導体太陽電池の一例の構造を示す斜視図
である。基板１の上には、第２裏面電極層６、絶縁膜
５、第１裏面電極層４、半導体層３、及び透明電極層２
がこの順で積層され、光起電力セル１０を構成してい
る。光起電力セル１０は、複数に分割して形成されてお
り、接続部９で隣り合う光起電力セルと直列に接続され
ている。具体的には、この接続部９において、第１裏面
電極層４がコンタクトホール８を通り、隣り合う光起電
力セル１０の第２裏面電極層６と電気的に接続されてい
る。
【０００３】透明電極層２は、多数形成されたコンタク
トホール７を通り、この第２裏面電極層６と電気的に接
続されている。このように多数のコンタクトホール７を
介して透明電極層２と第２裏面電極層６を接続している
理由は、透明電極層２がＩＴＯやＳｎＯ2 などの導電性
金属酸化物から形成されるため、その比抵抗が高く、透
明電極層２内でのキャリアの移動距離をできるだけ短く
する必要があるからである。このように、図８に示す集
積型非晶質半導体太陽電池においては、多数のコンタク
トホール７を形成し、透明電極層２を第２裏面電極層６
と接続する必要があり、またコンタクトホール７の内部
では透明電極層２と第１裏面電極層４とが電気的に接続
しないように絶縁する必要があった。従って、太陽電池
としての構造が非常に複雑なものとなり、多くの製造工
程が必要になる等の問題があった。
トホール７を通り、この第２裏面電極層６と電気的に接
続されている。このように多数のコンタクトホール７を
介して透明電極層２と第２裏面電極層６を接続している
理由は、透明電極層２がＩＴＯやＳｎＯ2 などの導電性
金属酸化物から形成されるため、その比抵抗が高く、透
明電極層２内でのキャリアの移動距離をできるだけ短く
する必要があるからである。このように、図８に示す集
積型非晶質半導体太陽電池においては、多数のコンタク
トホール７を形成し、透明電極層２を第２裏面電極層６
と接続する必要があり、またコンタクトホール７の内部
では透明電極層２と第１裏面電極層４とが電気的に接続
しないように絶縁する必要があった。従って、太陽電池
としての構造が非常に複雑なものとなり、多くの製造工
程が必要になる等の問題があった。
【０００４】図９は、従来の逆タイプの集積型非晶質太
陽電池の他の例を示す斜視図である。図９に示すよう
に、絶縁性基板１１の上には、第１裏面電極層１４、半
導体層１３、及び透明電極層１２をこの順で積層するこ
とにより光起電力セル１９，２０が形成されている。基
板１１の反対側には第２裏面電極層１６が設けられてお
り、この第２裏面電極層１６は隣り合う光起電力セル１
９及び２０の間をまたがる領域に設けられている。この
第２裏面電極層１６により、隣り合う光起電力セル１９
と２０とが直列に接続されている。すなわち、光起電力
セル１９の透明電極層１２は、コンタクトホール１７を
通り、第２裏面電極層１６と電気的に接続されており、
光起電力セル２０の第１裏面電極層１４はコンタクトホ
ール１８内を通り第２裏面電極層１６と電気的に接続さ
れている。図９に示す太陽電池においても、透明電極層
１２が高抵抗材料から形成されるため、多数のコンタク
トホール１７を形成し、このコンタクトホール１７を介
して第２裏面電極層１６に接続されている。また図９に
示す太陽電池においては、１つの光起電力セル１９，２
０の幅を狭くすることにより、透明電極層１２の幅方向
の距離が短くなるように構成されている。光起電力セル
１９，２０の幅が広くなる場合には、図８に示す太陽電
池と同様に、幅方向にも複数のコンタクトホール１７を
設け、透明電極層１２内でのキャリアの移動距離が短く
なるように構成されなければならない。
陽電池の他の例を示す斜視図である。図９に示すよう
に、絶縁性基板１１の上には、第１裏面電極層１４、半
導体層１３、及び透明電極層１２をこの順で積層するこ
とにより光起電力セル１９，２０が形成されている。基
板１１の反対側には第２裏面電極層１６が設けられてお
り、この第２裏面電極層１６は隣り合う光起電力セル１
９及び２０の間をまたがる領域に設けられている。この
第２裏面電極層１６により、隣り合う光起電力セル１９
と２０とが直列に接続されている。すなわち、光起電力
セル１９の透明電極層１２は、コンタクトホール１７を
通り、第２裏面電極層１６と電気的に接続されており、
光起電力セル２０の第１裏面電極層１４はコンタクトホ
ール１８内を通り第２裏面電極層１６と電気的に接続さ
れている。図９に示す太陽電池においても、透明電極層
１２が高抵抗材料から形成されるため、多数のコンタク
トホール１７を形成し、このコンタクトホール１７を介
して第２裏面電極層１６に接続されている。また図９に
示す太陽電池においては、１つの光起電力セル１９，２
０の幅を狭くすることにより、透明電極層１２の幅方向
の距離が短くなるように構成されている。光起電力セル
１９，２０の幅が広くなる場合には、図８に示す太陽電
池と同様に、幅方向にも複数のコンタクトホール１７を
設け、透明電極層１２内でのキャリアの移動距離が短く
なるように構成されなければならない。
【０００５】以上のように、従来の逆タイプの集積型非
晶質半導体太陽電池においては、透明電極層内をキャリ
アが移動する距離をできるだけ短くする必要があり、こ
のような観点から多数のコンタクトホールを形成した
り、あるいはセルユニットの面積を小さくする必要があ
った。このため、構造が複雑となり、多くの製造工程が
必要になるという問題があった。
晶質半導体太陽電池においては、透明電極層内をキャリ
アが移動する距離をできるだけ短くする必要があり、こ
のような観点から多数のコンタクトホールを形成した
り、あるいはセルユニットの面積を小さくする必要があ
った。このため、構造が複雑となり、多くの製造工程が
必要になるという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、製造が容易でかつ太陽電
池としての特性に優れた集積型非晶質半導体太陽電池を
製造する方法及びその新規な構造を提供することにあ
る。
池としての特性に優れた集積型非晶質半導体太陽電池を
製造する方法及びその新規な構造を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の集積型非晶質半
導体太陽電池の製造方法は、少なくとも表面が絶縁性を
有する基板上に、裏面電極層、非晶質半導体層、及び透
明電極層をこの順次で積層して光起電力セルを形成する
工程と、該光起電力セルの透明電極層、非晶質半導体
層、及び裏面電極層を同一箇所で切断して光起電力セル
を複数の分割セル部に分離する工程と、各分割セル部領
域内の一部の透明電極層及び非晶質半導体層を除去する
ことによって、各分割セル部の接続部となる裏面電極露
出部を各分割セル部の一方の端部の領域に所定間隔で形
成する工程と、各分割セル部の透明電極層の上に集電極
を設け、該集電極の端部を隣り合う分割セル部の裏面電
極露出部まで延ばすことによって、該裏面電極露出部と
直接電気的に接続する工程とを備えている。
導体太陽電池の製造方法は、少なくとも表面が絶縁性を
有する基板上に、裏面電極層、非晶質半導体層、及び透
明電極層をこの順次で積層して光起電力セルを形成する
工程と、該光起電力セルの透明電極層、非晶質半導体
層、及び裏面電極層を同一箇所で切断して光起電力セル
を複数の分割セル部に分離する工程と、各分割セル部領
域内の一部の透明電極層及び非晶質半導体層を除去する
ことによって、各分割セル部の接続部となる裏面電極露
出部を各分割セル部の一方の端部の領域に所定間隔で形
成する工程と、各分割セル部の透明電極層の上に集電極
を設け、該集電極の端部を隣り合う分割セル部の裏面電
極露出部まで延ばすことによって、該裏面電極露出部と
直接電気的に接続する工程とを備えている。
【０００８】本発明において、光起電力セルを切断して
複数の分割セル部に分離する工程と、裏面電極露出部を
形成する工程は、どちらの工程が先に行われてもよい。
すなわち、光起電力セルを切断して複数の分割セル部に
分離した後に、裏面電極露出部を形成してもよいし、分
割セル部となる領域内に裏面電極露出部を形成した後
に、複数の分割セル部に分割してもよい。
複数の分割セル部に分離する工程と、裏面電極露出部を
形成する工程は、どちらの工程が先に行われてもよい。
すなわち、光起電力セルを切断して複数の分割セル部に
分離した後に、裏面電極露出部を形成してもよいし、分
割セル部となる領域内に裏面電極露出部を形成した後
に、複数の分割セル部に分割してもよい。
【０００９】本発明において、分割セル部に分離するた
め光起電力セルを切断する方法としては、好ましくは、
レーザ照射によって切断する方法、またはレーザ照射と
機械的な切断の組み合わせによって切断する方法が採用
される。レーザ照射によって切断する場合、透明電極
層、非晶質半導体層、裏面電極層を一度のレーザ照射に
よって切断してもよいし、各層毎にレーザ照射して切断
してもよい。また、透明電極層と非晶質半導体層とを１
度のレーザ照射で照射し、その後裏面電極層をレーザ照
射で切断してもよい。
め光起電力セルを切断する方法としては、好ましくは、
レーザ照射によって切断する方法、またはレーザ照射と
機械的な切断の組み合わせによって切断する方法が採用
される。レーザ照射によって切断する場合、透明電極
層、非晶質半導体層、裏面電極層を一度のレーザ照射に
よって切断してもよいし、各層毎にレーザ照射して切断
してもよい。また、透明電極層と非晶質半導体層とを１
度のレーザ照射で照射し、その後裏面電極層をレーザ照
射で切断してもよい。
【００１０】また、本発明において、例えばレーザ照射
などで複数回に分けて光起電力セルを切断する場合に
は、切断の幅を順次狭くするように複数回の切断を行っ
てもよい。例えば、透明電極層、非晶質半導体層、及び
裏面電極層の切断の幅をそれぞれｄ１、ｄ２、及びｄ３
とした場合に、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３となるようにそれぞれ
の切断幅を設定し、切断してもよい。このように切断の
幅を順次小さくすることにより切断の際に溶融した材料
が分割セル部の側面に付着するのを防止することができ
る。例えば、裏面電極層を切断する際には、溶融した裏
面電極の金属材料が跳ね上がり、これが分割セル部の側
面に付着することにより透明電極層と接触し短絡を生じ
る場合がある。切断幅を徐々に狭めることにより、この
ような短絡が生じるのを防止することができる。またこ
のように切断幅を徐々に狭めて切断することにより、分
割セル部間の対向する側面はステップ状に形成される。
などで複数回に分けて光起電力セルを切断する場合に
は、切断の幅を順次狭くするように複数回の切断を行っ
てもよい。例えば、透明電極層、非晶質半導体層、及び
裏面電極層の切断の幅をそれぞれｄ１、ｄ２、及びｄ３
とした場合に、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３となるようにそれぞれ
の切断幅を設定し、切断してもよい。このように切断の
幅を順次小さくすることにより切断の際に溶融した材料
が分割セル部の側面に付着するのを防止することができ
る。例えば、裏面電極層を切断する際には、溶融した裏
面電極の金属材料が跳ね上がり、これが分割セル部の側
面に付着することにより透明電極層と接触し短絡を生じ
る場合がある。切断幅を徐々に狭めることにより、この
ような短絡が生じるのを防止することができる。またこ
のように切断幅を徐々に狭めて切断することにより、分
割セル部間の対向する側面はステップ状に形成される。
【００１１】本発明において集電極は、種々の方法によ
り形成することができる。例えば、蒸着法やＣＶＤ法な
どの薄膜形成法による薄膜で形成することができる。ま
た金属ワイヤーをボンディングすることによって形成し
てもよい。さらには銀ペーストなどの金属ペーストを塗
布することにより導電層を形成し、集電極としてもよ
い。また、半田などの溶融金属を用いて形成してもよ
い。
り形成することができる。例えば、蒸着法やＣＶＤ法な
どの薄膜形成法による薄膜で形成することができる。ま
た金属ワイヤーをボンディングすることによって形成し
てもよい。さらには銀ペーストなどの金属ペーストを塗
布することにより導電層を形成し、集電極としてもよ
い。また、半田などの溶融金属を用いて形成してもよ
い。
【００１２】本発明においては、集電極の一方の端部を
直接隣り合う分割セル部の裏面電極露出部に接続する。
直接隣り合う分割セル部の裏面電極露出部に接続する。
【００１３】また、集電極が分割セル部の側面と接触し
短絡するおそれがある場合には、少なくとも集電極が設
けられる領域において分割セル部間に絶縁層を設け、分
割セル部の側面を絶縁してもよい。
短絡するおそれがある場合には、少なくとも集電極が設
けられる領域において分割セル部間に絶縁層を設け、分
割セル部の側面を絶縁してもよい。
【００１４】本発明の集積型非晶質半導体太陽電池は、
基板と反対側から入射された光を電気エネルギーに変換
する、いわゆる逆タイプの太陽電池であり、少なくとも
表面が絶縁性を有する基板上に、裏面電極層、非晶質半
導体層、及び透明電極層をこの順で積層して形成した光
起電力セルの透明電極層、非晶質半導体層、及び裏面電
極層を同一箇所で切断することにより複数に分割した分
割セル部と、分割セル部内の一部の透明電極層及び非晶
質半導体層を除去することにより、各分割セル部の一方
の端部の領域に所定間隔で形成された裏面電極露出部
と、分割セル部の透明電極層の上に設けられる集電極と
を備え、集電極の端部が隣り合う分割セル部の裏面電極
露出部まで延び、該裏面電極露出部と直接電気的に接続
されていることを特徴としている。
基板と反対側から入射された光を電気エネルギーに変換
する、いわゆる逆タイプの太陽電池であり、少なくとも
表面が絶縁性を有する基板上に、裏面電極層、非晶質半
導体層、及び透明電極層をこの順で積層して形成した光
起電力セルの透明電極層、非晶質半導体層、及び裏面電
極層を同一箇所で切断することにより複数に分割した分
割セル部と、分割セル部内の一部の透明電極層及び非晶
質半導体層を除去することにより、各分割セル部の一方
の端部の領域に所定間隔で形成された裏面電極露出部
と、分割セル部の透明電極層の上に設けられる集電極と
を備え、集電極の端部が隣り合う分割セル部の裏面電極
露出部まで延び、該裏面電極露出部と直接電気的に接続
されていることを特徴としている。
【００１５】本発明において集電極は、上記本発明の製
造方法と同様にして形成することができる。本発明に従
えば、従来の第１及び第２裏面電極層のように複数の裏
面電極層を設ける必要がなく、また複数のコンタクトホ
ールを形成して、これらの裏面電極層と透明電極層とを
接続する必要がない。従って、従来よりも製造工程を少
なくすることができ、その製造が容易になる。
造方法と同様にして形成することができる。本発明に従
えば、従来の第１及び第２裏面電極層のように複数の裏
面電極層を設ける必要がなく、また複数のコンタクトホ
ールを形成して、これらの裏面電極層と透明電極層とを
接続する必要がない。従って、従来よりも製造工程を少
なくすることができ、その製造が容易になる。
【００１６】また、本発明に従えば、透明電極層上に集
電極が設けられているので、透明電極層内でのキャリア
の移動距離を長くすることなく、電流損失を低減するこ
とができる。
電極が設けられているので、透明電極層内でのキャリア
の移動距離を長くすることなく、電流損失を低減するこ
とができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図２〜図４は、本発明に従う一実
施例の集積型非晶質半導体太陽電池の製造工程を示す平
面図である。図１は、図４に示すＡ−Ａ線に沿う部分断
面図である。以下、図２〜図４に示す製造工程について
説明する。
施例の集積型非晶質半導体太陽電池の製造工程を示す平
面図である。図１は、図４に示すＡ−Ａ線に沿う部分断
面図である。以下、図２〜図４に示す製造工程について
説明する。
【００１８】まず、基板上に光起電力セルを形成する。
この光起電力セルは、図５に示すように、基板２１上に
裏面電極層２２、非晶質半導体層２３、及び透明電極層
２４をこの順で積層することにより形成される。本実施
例では、基板２１として、ステンレス基板の上にポリイ
ミド樹脂を塗布より形成したものを用いた。また裏面電
極層２２は、表１に示す条件でスパッタリング法により
形成した。
この光起電力セルは、図５に示すように、基板２１上に
裏面電極層２２、非晶質半導体層２３、及び透明電極層
２４をこの順で積層することにより形成される。本実施
例では、基板２１として、ステンレス基板の上にポリイ
ミド樹脂を塗布より形成したものを用いた。また裏面電
極層２２は、表１に示す条件でスパッタリング法により
形成した。
【００１９】
【表１】
【００２０】非晶質半導体層２３は、表２に示す条件
で、裏面電極層２２の上にｎ層、ｉ層、ｐ層の順に、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法により形成した。
で、裏面電極層２２の上にｎ層、ｉ層、ｐ層の順に、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法により形成した。
【００２１】
【表２】
【００２２】透明電極層２４は、表３に示す条件でスパ
ッタリング法により形成した。
ッタリング法により形成した。
【００２３】
【表３】
【００２４】以上のようにして裏面電極層２２、非晶質
半導体層２３、及び透明電極層２４からなる光起電力セ
ル３０を形成した後、図２に示すように、これらの各層
を同一箇所の切断部３１で切断することにより、分割セ
ル部３０ａ及び３０ｂに分割する。切断は、例えばエキ
シマレーザを用いレーザ照射により行うことができる。
レーザ波長としては３０８ｎｍの波長を用い、本実施例
において切断幅は透明電極層、非晶質半導体層、及び裏
面電極層のいずれにおいても０．８ｍｍの幅とした。但
し、レーザ強度は透明電極層に対しては０．３〜０．５
Ｊ／ｃｍ2 とし、非晶質半導体層に対しては０．２〜
０．４Ｊ／ｃｍ2 、裏面電極層に対しては１．０〜１．
５Ｊ／ｃｍ2 の強度としている。
半導体層２３、及び透明電極層２４からなる光起電力セ
ル３０を形成した後、図２に示すように、これらの各層
を同一箇所の切断部３１で切断することにより、分割セ
ル部３０ａ及び３０ｂに分割する。切断は、例えばエキ
シマレーザを用いレーザ照射により行うことができる。
レーザ波長としては３０８ｎｍの波長を用い、本実施例
において切断幅は透明電極層、非晶質半導体層、及び裏
面電極層のいずれにおいても０．８ｍｍの幅とした。但
し、レーザ強度は透明電極層に対しては０．３〜０．５
Ｊ／ｃｍ2 とし、非晶質半導体層に対しては０．２〜
０．４Ｊ／ｃｍ2 、裏面電極層に対しては１．０〜１．
５Ｊ／ｃｍ2 の強度としている。
【００２５】次に、図２に示すように、分割セル部３０
ａ及び３０ｂの一方の端部の領域に所定間隔で裏面電極
露出部３２ａ及び３２ｂを形成した。裏面電極露出部３
２ａ及び３２ｂは、該当領域の透明電極層及び非晶質半
導体層を除去することにより形成することができる。本
実施例において、裏面電極露出部形成のための透明電極
層及び非晶質半導体層の除去は、切断部３１の形成と同
様にエキシマレーザによるレーザの照射により行った。
なお、照射条件は、切断部３１を形成する際の透明電極
層及び非晶質半導体層への照射条件と同様にした。ま
た、透明電極層及び非晶質半導体層の除去は、レーザ照
射に限定されるものではなく、例えばフォトリソグラフ
ィ等により行ってもよい。
ａ及び３０ｂの一方の端部の領域に所定間隔で裏面電極
露出部３２ａ及び３２ｂを形成した。裏面電極露出部３
２ａ及び３２ｂは、該当領域の透明電極層及び非晶質半
導体層を除去することにより形成することができる。本
実施例において、裏面電極露出部形成のための透明電極
層及び非晶質半導体層の除去は、切断部３１の形成と同
様にエキシマレーザによるレーザの照射により行った。
なお、照射条件は、切断部３１を形成する際の透明電極
層及び非晶質半導体層への照射条件と同様にした。ま
た、透明電極層及び非晶質半導体層の除去は、レーザ照
射に限定されるものではなく、例えばフォトリソグラフ
ィ等により行ってもよい。
【００２６】次に、図３に示すように、切断部３１と、
分割セル部３０ｂの切断部３１近傍の領域に、絶縁層２
５を形成する。この絶縁層２５は、例えばシリコン系樹
脂を塗布し、塗布後１５０℃で１時間加熱処理すること
により形成することができる。
分割セル部３０ｂの切断部３１近傍の領域に、絶縁層２
５を形成する。この絶縁層２５は、例えばシリコン系樹
脂を塗布し、塗布後１５０℃で１時間加熱処理すること
により形成することができる。
【００２７】次に、図４に示すように、分割セル部３０
ａの透明電極層２４ａの上、及び分割セル部３０ｂの透
明電極層２４ｂの上に、裏面電極露出部３２ａ及び３２
ｂを形成した位置に対応させて、集電極２６ａ及び２６
ｂをそれぞれ形成する。集電極２６ａの一方端部は裏面
電極露出部３２ａから所定距離離れた位置まで形成され
ており、他方端部は隣接する分割セル部３０ｂの裏面電
極露出部３２ｂまで延び、裏面電極露出部３２ｂと電気
的に接続している。集電極２６ｂの一方端部は裏面電極
露出部３２ｂから所定距離離れた位置まで延び、他方端
部は分割セル部３０ｂの端まで延びている。
ａの透明電極層２４ａの上、及び分割セル部３０ｂの透
明電極層２４ｂの上に、裏面電極露出部３２ａ及び３２
ｂを形成した位置に対応させて、集電極２６ａ及び２６
ｂをそれぞれ形成する。集電極２６ａの一方端部は裏面
電極露出部３２ａから所定距離離れた位置まで形成され
ており、他方端部は隣接する分割セル部３０ｂの裏面電
極露出部３２ｂまで延び、裏面電極露出部３２ｂと電気
的に接続している。集電極２６ｂの一方端部は裏面電極
露出部３２ｂから所定距離離れた位置まで延び、他方端
部は分割セル部３０ｂの端まで延びている。
【００２８】本実施例において、集電極２６ａ及び２６
ｂは、蒸着法により銀を用いて形成している。パターニ
ングは、フォトリソグラフィを用いてパターニングして
もよいし、マスクを用いて集電極を形成すべき領域に選
択的に堆積させてもよい。本実施例では、集電極の厚み
を０．５ｍｍとし、幅を０．５ｍｍとしている。
ｂは、蒸着法により銀を用いて形成している。パターニ
ングは、フォトリソグラフィを用いてパターニングして
もよいし、マスクを用いて集電極を形成すべき領域に選
択的に堆積させてもよい。本実施例では、集電極の厚み
を０．５ｍｍとし、幅を０．５ｍｍとしている。
【００２９】図１は、図４に示すＡ−Ａ線に沿う部分断
面図である。図１に示すように、分割セル部３０ａと分
割セル部３０ｂの間の切断部３１には絶縁層２５が設け
られており、これによって集電極２６ａが非晶質半導体
層２３ａ及び裏面電極層２２ａの側面と接触しないよう
にされている。また、分割セル部３０ａの透明電極層２
４ａ上に設けられた集電極２６ａが、隣接する分割セル
部３０ｂの裏面電極層２２ｂと電気的に接続している。
これによって、隣り合う分割セル部が直列に接続されて
いる。
面図である。図１に示すように、分割セル部３０ａと分
割セル部３０ｂの間の切断部３１には絶縁層２５が設け
られており、これによって集電極２６ａが非晶質半導体
層２３ａ及び裏面電極層２２ａの側面と接触しないよう
にされている。また、分割セル部３０ａの透明電極層２
４ａ上に設けられた集電極２６ａが、隣接する分割セル
部３０ｂの裏面電極層２２ｂと電気的に接続している。
これによって、隣り合う分割セル部が直列に接続されて
いる。
【００３０】次に、図４に示す本実施例の太陽電池につ
いてセル特性とモジュール効率を測定した。この結果を
表４に示す。表４において、「本実施例モジュール（実
効効率）」として示したものは、モジュールの面積を１
００ｃｍ2 として測定された値であり、「本実施例モジ
ュール（真性効率）」として示したものは裏面電極露出
部と集電極の部分を除いた太陽電池の面積（８８ｃ
ｍ2 ）で校正した値である。また、「１ｃｍ2 セル」と
して示した値は、比較の太陽電池で測定された値であ
り、本実施例のモジュールと同じ基板を用い、本実施例
と同様にして裏面電極層、非晶質半導体層、及び表面電
極層を積層して形成し光起電力セルを形成した後に、光
起電力セルの上にくし型電極を銀蒸着法で形成し、くし
型電極で囲まれる１ユニットの面積を１ｃｍ2 とした場
合の太陽電池の特性を示している。
いてセル特性とモジュール効率を測定した。この結果を
表４に示す。表４において、「本実施例モジュール（実
効効率）」として示したものは、モジュールの面積を１
００ｃｍ2 として測定された値であり、「本実施例モジ
ュール（真性効率）」として示したものは裏面電極露出
部と集電極の部分を除いた太陽電池の面積（８８ｃ
ｍ2 ）で校正した値である。また、「１ｃｍ2 セル」と
して示した値は、比較の太陽電池で測定された値であ
り、本実施例のモジュールと同じ基板を用い、本実施例
と同様にして裏面電極層、非晶質半導体層、及び表面電
極層を積層して形成し光起電力セルを形成した後に、光
起電力セルの上にくし型電極を銀蒸着法で形成し、くし
型電極で囲まれる１ユニットの面積を１ｃｍ2 とした場
合の太陽電池の特性を示している。
【００３１】
【表４】
【００３２】表４から明らかなように、比較の１ｃｍ2
セルとほぼ変わらない高いエネルギー変換効率を示す集
積型太陽電池が得られている。
セルとほぼ変わらない高いエネルギー変換効率を示す集
積型太陽電池が得られている。
【００３３】上記実施例では、光起電力セルをレーザ照
射で切断する際、各層の切断幅を同じ切断幅としている
が、図５に示すように、表面電極層２２の切断幅ｄ１、
非晶質半導体層２３の切断幅ｄ２、及び裏面電極層２２
の切断幅ｄ３を、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３となるように徐々に
切断幅を狭くしてもよい。特に、裏面電極層２２を切断
する際に、溶融した裏面電極層２２の溶融金属が跳ね上
がり、表面電極層２４と接触おそれがある場合には、裏
面電極層２２の切断幅を狭くして切断することが好まし
い。
射で切断する際、各層の切断幅を同じ切断幅としている
が、図５に示すように、表面電極層２２の切断幅ｄ１、
非晶質半導体層２３の切断幅ｄ２、及び裏面電極層２２
の切断幅ｄ３を、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３となるように徐々に
切断幅を狭くしてもよい。特に、裏面電極層２２を切断
する際に、溶融した裏面電極層２２の溶融金属が跳ね上
がり、表面電極層２４と接触おそれがある場合には、裏
面電極層２２の切断幅を狭くして切断することが好まし
い。
【００３４】また上記実施例では、各層毎にレーザを照
射して切断しているが、１回のレーザ照射で全ての層を
切断してもよい。また、透明電極層２４及び非晶質半導
体層２３を一度のレーザ照射で除去した後、裏面電極層
を次のレーザ照射で除去してもよい。
射して切断しているが、１回のレーザ照射で全ての層を
切断してもよい。また、透明電極層２４及び非晶質半導
体層２３を一度のレーザ照射で除去した後、裏面電極層
を次のレーザ照射で除去してもよい。
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】図６は、本発明に従うさらに他の実施例の
集積型非晶質半導体太陽電池を示す平面図である。また
図７は、図６に示す太陽電池の分割セル部間での接続構
造を示す拡大平面図である。基板としては、１００ｃｍ
×１００ｃｍのポリイミドを表面に塗布して形成したス
テンレス基板を用い、この基板上に、上記各実施例と同
様に、裏面電極層、非晶質半導体層、及び透明電極層を
積層し、光起電力セルを作製する。次に、上記各実施例
と同様に、レーザー照射により光起電力セルを切断し、
切断部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，…を形成することによ
り、２０個の分割セル部５０ａ，５０ｂ、５０ｃ，…を
形成する。
集積型非晶質半導体太陽電池を示す平面図である。また
図７は、図６に示す太陽電池の分割セル部間での接続構
造を示す拡大平面図である。基板としては、１００ｃｍ
×１００ｃｍのポリイミドを表面に塗布して形成したス
テンレス基板を用い、この基板上に、上記各実施例と同
様に、裏面電極層、非晶質半導体層、及び透明電極層を
積層し、光起電力セルを作製する。次に、上記各実施例
と同様に、レーザー照射により光起電力セルを切断し、
切断部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，…を形成することによ
り、２０個の分割セル部５０ａ，５０ｂ、５０ｃ，…を
形成する。
【００４６】次に、図７に示すように、各分割セル部５
０ａ，５０ｂ，５０ｃ，…に、図２〜図４に示す実施例
と同様に裏面電極露出部５３ｂ及び５３ｃを形成し、分
割セル部の間には絶縁層５５ａ及び５５ｂを形成した
後、集電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃを形成する。各集電
極の端部は、隣り合う分割セル部の裏面電極露出部と電
気的に接続させる。
０ａ，５０ｂ，５０ｃ，…に、図２〜図４に示す実施例
と同様に裏面電極露出部５３ｂ及び５３ｃを形成し、分
割セル部の間には絶縁層５５ａ及び５５ｂを形成した
後、集電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃを形成する。各集電
極の端部は、隣り合う分割セル部の裏面電極露出部と電
気的に接続させる。
【００４７】以上のようにして得られた太陽電池のセル
特性及びモジュール効率を表５に示す。
特性及びモジュール効率を表５に示す。
【００４８】
【表５】
【００４９】表５から明らかなように、本実施例におけ
るモジュール有効面積は８８％であり、比較の１ｃｍ2
セルと同程度のエネルギー変換効率を示す集積型非晶質
半導体太陽電池であることがわかる。
るモジュール有効面積は８８％であり、比較の１ｃｍ2
セルと同程度のエネルギー変換効率を示す集積型非晶質
半導体太陽電池であることがわかる。
【００５０】上記実施例では、絶縁性の基板として、ポ
リイミドを表面に塗布して形成したステンレス基板を例
にしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガ
ラス、セラミック、樹脂、コンクリートなどの絶縁性基
板の上に形成した太陽電池にも適用されるものである。
リイミドを表面に塗布して形成したステンレス基板を例
にしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガ
ラス、セラミック、樹脂、コンクリートなどの絶縁性基
板の上に形成した太陽電池にも適用されるものである。
【００５１】
【発明の効果】本発明に従えば、光起電力セルを同一箇
所で切断して複数のセル部にすることができる。従っ
て、製造工程をより簡略化することができる。また本発
明に従えば、集電極を用いて隣り合う分割セル部と接続
することができる。従って、本発明によれば、集電極の
形状や集電極の数を適宜設定することにより、従来のよ
うに多数のコンタクトホールを形成する必要がなくな
り、より簡易な工程で製造することができる。また、各
単位セルの面積を自由に設定することができるので、セ
ルの集積化の度合いを従来よりも自由に設定することが
できる。
所で切断して複数のセル部にすることができる。従っ
て、製造工程をより簡略化することができる。また本発
明に従えば、集電極を用いて隣り合う分割セル部と接続
することができる。従って、本発明によれば、集電極の
形状や集電極の数を適宜設定することにより、従来のよ
うに多数のコンタクトホールを形成する必要がなくな
り、より簡易な工程で製造することができる。また、各
単位セルの面積を自由に設定することができるので、セ
ルの集積化の度合いを従来よりも自由に設定することが
できる。
【図１】本発明に従う一実施例の太陽電池における集電
極による接続部分を拡大して示す断面図であり、図４の
Ａ−Ａ線に沿う断面図。
極による接続部分を拡大して示す断面図であり、図４の
Ａ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】本発明に従う一実施例の製造工程を示す平面
図。
図。
【図３】本発明に従う一実施例の製造工程を示す平面
図。
図。
【図４】本発明に従う一実施例の太陽電池を示す平面
図。
図。
【図５】本発明における光起電力セルの切断幅の一例を
説明するための断面図。
説明するための断面図。
【図６】本発明に従うさらに他の実施例の太陽電池を示
す平面図。
す平面図。
【図７】図６に示す実施例における集電極による接続部
を拡大して示す平面図。
を拡大して示す平面図。
【図８】従来のいわゆる逆タイプの集積型非晶質半導体
太陽電池の一例を示す斜視図。
太陽電池の一例を示す斜視図。
【図９】従来のいわゆる逆タイプの集積型非晶質半導体
太陽電池の他の例を示す斜視図。
太陽電池の他の例を示す斜視図。
２１…基板 ２２…裏面電極層 ２２ａ，２２ｂ…分割セル部の裏面電極層 ２３…非晶質半導体層 ２３ａ，２３ｂ…分割セル部の非晶質半導体層 ２４…透明電極層 ２４ａ，２４ｂ…分割セル部の透明電極層 ２５…絶縁層 ２６ａ，２６ｂ…集電極 ３０…光起電力セル ３０ａ，３０ｂ…分割セル部 ３１…切断部 ３２ａ，３２ｂ…裏面電極露出部 ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…分割セル部 ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…切断部 ５３ｂ，５３ｃ…裏面電極露出部 ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…集電極 ５５ａ，５５ｂ…絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−88868（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196743（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−125476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269382（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−116986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−233573（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも表面が絶縁性を有する基板上
に、裏面電極層、非晶質半導体層、及び透明電極層をこ
の順序で積層して光起電力セルを形成する工程と、 前記光起電力セルの前記透明電極層、前記非晶質半導体
層、及び前記裏面電極層を同一箇所で切断して前記光起
電力セルを複数の分割セル部に分離する工程と、 前記各分割セル部領域内の一部の前記透明電極層及び前
記非晶質半導体層を除去することによって、前記各分割
セル部の接続部となる裏面電極露出部を各分割セル部の
一方の端部の領域に所定間隔で形成する工程と、 前記各分割セル部の前記透明電極層の上に集電極を設
け、該集電極の端部を隣り合う分割セル部の前記裏面電
極露出部まで延ばすことによって、該裏面電極露出部と
直接電気的に接続する工程とを備える集積型非晶質半導
体太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 前記集電極と前記分割セル部の側面とを
絶縁するための絶縁層が前記分割セル部間に設けられて
いる請求項１に記載の集積型非晶質半導体太陽電池の製
造方法。 - 【請求項３】 前記分割セル部に分離する工程が、前記
光起電力セルの同一箇所を複数回に分けて切断する工程
を含み、前記複数回の切断がその幅を順次狭くするよう
に行われる請求項１または２に記載の集積型非晶質半導
体太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 基板と反対側から入射した光を電気エネ
ルギーに変換するための集積型非晶質半導体太陽電池で
あって、 少なくとも表面が絶縁性を有する前記基板上に、裏面電
極層、非晶質半導体層、及び透明電極層をこの順序で積
層して形成した光起電力セルの前記透明電極層、前記非
晶質半導体層、及び前記裏面電極層を同一箇所で切断す
ることにより複数に分割した分割セル部と、 前記分割セル部内の一部の前記透明電極層及び前記非晶
質半導体層を除去することによって、各分割セル部の一
方の端部の領域に所定間隔で形成された裏面電極露出部
と、 前記分割セル部の前記透明電極層の上に設けられる集電
極とを備え、 前記集電極の端部が、隣り合う分割セル部の前記裏面電
極露出部まで延び、該裏面電極露出部と直接電気的に接
続されている集積型非晶質半導体太陽電池。 - 【請求項５】 前記分割セル部間に、前記集電極と前記
分割セル部の側面とを絶縁するための絶縁層が設けられ
ている請求項４に記載の集積型非晶質半導体太陽電池。 - 【請求項６】 前記分割セル部が、前記光起電力セルの
同一箇所を複数回に分けて切断することにより形成され
た分割セル部であり、複数回の切断の幅を順次狭くする
ように切断することにより、前記分割セル部間の対向す
る側面がステップ状に形成されている請求項４または５
に記載の集積型非晶質半導体太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07281596A JP3155459B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 集積型非晶質半導体太陽電池の製造方法及び集積型非晶質半導体太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07281596A JP3155459B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 集積型非晶質半導体太陽電池の製造方法及び集積型非晶質半導体太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266320A JPH09266320A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3155459B2 true JP3155459B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=13500299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07281596A Expired - Fee Related JP3155459B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 集積型非晶質半導体太陽電池の製造方法及び集積型非晶質半導体太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3155459B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4153785B2 (ja) * | 2002-12-19 | 2008-09-24 | 京セラ株式会社 | 太陽電池モジュール |
| JP4024161B2 (ja) * | 2003-02-12 | 2007-12-19 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュールの製造方法 |
| US9059347B2 (en) | 2010-06-18 | 2015-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
| CN110176506B (zh) * | 2019-05-31 | 2024-05-07 | 信利半导体有限公司 | 薄膜光伏电池串联结构及薄膜光伏电池串联的制备工艺 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP07281596A patent/JP3155459B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09266320A (ja) | 1997-10-07 |
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