JP4052782B2 - 集積型光起電力装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、透明基板上に複数の単位素子を直列接続されて形成される集積型光起電力装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非晶質シリコン系半導体を光活性層に用いた光起電力装置が色々な用途に用いられている。これは１枚の基板上に多数の光電変換素子をカスケード接続することにより、高電圧を取り出せるようにした集積型光起電力装置の開発に負うところが大きい。
【０００３】
上記した集積型光起電力装置は、ガラスなどの透光性基板、酸化錫（ＳｎＯ2）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明導電酸化物膜、少なくとも１つの接合を有する非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）や非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）などの非晶質半導体膜または微結晶半導体膜、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）などの裏面電極が順次積層されており、形成途中の各段階において基板以外の各層を複数の領域に分離することで直列接続される。そして、その集積化加工にレーザなどのエネルギービームを用いる方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
透光性基板上に形成され、集積型加工を行った光起電力装置においては、透明導電酸化物上に１μｍ以下の非常に薄い半導体層が形成される。このため、透明導電酸化物膜の分離加工端部分は、そのエッジ付近の形状やその後に形成される半導体層の均一性の影響を受けて、漏れ電流が発生して光起電力装置の出力特性を低下させてしまういわゆるリーク個所になりやすいという難点があった。
【０００５】
また、エネルギービームとしてパルスレーザを用いた場合には、照射スポットを十分に重ねない限り、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生し、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良をもたらし、光起電力装置の出力特性や信頼性を低下させてしまうことになるなどの問題があった。
【０００６】
この発明は、上述した従来の問題に鑑みなされたものにして、漏れ電流の発生を抑制し、出力特性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、支持基板、透明導電酸化膜、光活性層となる半導体薄膜及び裏面電極が順次積層して形成され、形成途中の各段階において支持基板以外の各層を複数の領域に分離することで、単位素子が複数個直列に接続された集積型光起電力装置において、上記透明導電酸化膜は複数の領域に分割されており、上記半導体薄膜は、上記透明導電酸化膜の分離加工部を含んで当該透明導電酸化膜上に形成されており、上記透明導電酸化膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度が他の透明導電酸化膜の領域の酸素含有濃度より高く形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明は、上記透明導電酸化膜に酸素原子を含む気体を供給してエネルギービームを照射して上記透明導電酸化膜を複数の領域に分割するとよい。
【０００９】
上記したように、複数の領域に分割された透明導電酸化物膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度を、透明導電酸化物膜の他の領域の酸素含有濃度よりも高くすることでその領域の抵抗が増加し、その上に形成される半導体部分に微小なリーク個所ができても、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐことができる。このため、光起電力装置の出力特性が低下するのを防止できる。
【００１０】
また、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素含有濃度が高くなっている領域の厚みを、エネルギービームの影響を受けない透明導電酸化物膜の他の領域の厚みよりも２０乃至１００％厚くなった部分を設けるように分離加工することで、結果的に加工端部の丸み形状がゆるくなり、その上に形成される半導体部分に微小なリーク個所の発生を抑制することができる。１００％以上厚くした場合にはその部分での膜厚変化が大きくなりすぎるために、かえってその上に形成される半導体部分での微小なリーク個所が発生しやすくなってしまう。
【００１１】
また、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域のシート抵抗を１００Ω／□以上にすることで、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐ効果が十分に得られるようになる。
【００１２】
また、少なくともその透明導電酸化物膜の分離加工部である溝の一つにおいて、隣接する分割された透明導電酸化物領域の間の一部に加工残留物として透明導電酸化物が存在し、上記加工残留物の酸素含有濃度が、透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域の酸素含有濃度よりも高くなるようにすることで、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しても、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良個所となるのを防止できる。
【００１３】
この発明の集積型光起電力装置の製造方法は、支持基板、透明導電酸化膜、光活性層となる半導体薄膜及び裏面電極が順次積層して形成され、形成途中の各段階において支持基板以外の各層を複数の領域に分離することで、単位素子が複数個直列に接続された集積型光起電力装置を製造する方法において、上記透明導電酸化膜のエネルギービームの照射部付近に酸素原子を含む気体を供給して、上記透明導電酸化膜を複数の領域に分離し、その透明導電酸化膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度を他の領域より高くすると共に、上記透明導電酸化膜の分離加工部を含んで当該透明導電酸化膜上に上記半導体薄膜を形成する工程を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記したように、透明導電酸化物膜をエネルギービームにより複数の領域に分割する際に、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体を送りながら加工することで、比較的容易に透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素含有濃度を高くでき、上記の効果が実現される。
【００１５】
上記酸素原子を含む気体が化学的に活性のものを用いるとよい。
【００１６】
上記したように、酸素原子を含む気体を化学的に活性なものとすることで、透明導電導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度を高くすることがより容易に可能となる。
【００１７】
上記酸素原子を含む気体がオゾンを含むものを用いるとよい。
【００１８】
上記したように、化学的に活性な酸素としてオゾンを用いることで、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度を高くすることがさらに容易に可能となる。
【００１９】
また、エネルギービーム照射部付近を含む空間の加工時の圧力を大気圧未満にするとよい。
【００２０】
また、エネルギービーム照射部付近を含む空間の加工時の圧力を大気圧未満の陰圧にすることで、化学的に活性化された酸素との反応物が雰囲気中に昇華しやすくなるために、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しにくくなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態につき図面を参照して説明する。光起電力装置の全体の概略断面構造を図１に示す。まず、実施形態１を従来例と比較して説明する。
【００２２】
第１の実施形態として、図１に示すように、透明導電酸化膜１２（ＺｎＯ）付きガラス基板１１上に、ｐ型ａ−ＳｉＣ層１３、ｉ型ａ−Ｓｉ層１４、ｎ型μｃ−Ｓｉ１５層、裏面電極１６を順次形成した構造の非晶質シリコン光起電力装置について説明する。
【００２３】
ガラス基板１１のサイズは３０ｃｍ×４０ｃｍ、厚み５ｍｍで、透明導電酸化膜１２としては厚さ８０００Åの酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた。ＺｎＯは公知のＤＣスパッタ法により、基板温度３００℃、Ａｒ：４００ｓｃｃｍとＯ2：１０ｓｃｃｍを混合した１Ｐａ雰囲気下で、大きさ３００ｃｍ2の３％Ａｌ2Ｏ3ドープＺｎＯターゲットに０．１ｋＷの電力を印加して形成した。
【００２４】
この透明導電酸化膜１２を、波長１．０６μｍ、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて、透明導電酸化膜１２の分離加工において隣り合った領域間の電気的絶縁が得られる限界ぎりぎりである２×１０7Ｗ／ｃｍ2のレーザパワー密度、１０ｍｍ／秒の加工速度で、光起電力装置が３５段集積接続となるように分割加工した。
【００２５】
第１の実施形態は、レーザを用いて分割加工する際に、低圧水銀ランプを用いて空気中の酸素をオゾン化し、レーザ照射部にそのオゾンを多く含む空気を５ｓｃｃｍの流量で吹き付けながら加工した。
【００２６】
図２は、このようにレーザにより分割加工した加工溝２１部分の概略断面構造を示す図である。尚、この図２においては、透明導電酸化膜１２上に形成した半導体膜１３（１４）（１５）は示しているが、裏面電極１６は図示していない。
【００２７】
図２に示すように、レーザ照射により、加工溝２１部分は除去され、透明導電酸化膜１２は分割される。そして、分離加工部端部の近傍は溶融固化（再結晶化）し、後述するように照射したレーザ（エネルギービーム）の影響が出た領域１２ａが形成される。透明導電酸化膜１２は、この領域１２ａと影響がない領域１２ｂに分かれる。
【００２８】
そして、比較のために、特に、何の気体も吹き付けずに、レーザ加工を行ったものを第１の従来例とする。この第１の従来例における加工溝２１部分の概略断面構造を図３に示す。この図３においても、図２と同様に、裏面電極１６は図示していない。この図３に示すように、第１の従来例のものにおいても、分離加工部端部の近傍は溶融固化（再結晶化）し、後述するように照射したレーザ（エネルギービーム）の影響が出た領域１２ａ’が形成される。透明導電酸化膜１２は、この領域１２ａ’と影響がない領域１２ｂに分かれる。
【００２９】
さらに、第１の従来例と同じく特に何の気体も吹き付けずに、レーザパワー密度のみを下地ガラス基板に熱的影響が出ない範囲で、４×１０7Ｗ／ｃｍ2まで高め、加工端部の形状が図４に示すように鋭くなった場合を第２の従来例とする。この図４においても、図２と同様に、裏面電極１６は図示していない。この図４に示すように、第２の従来例のものにおいても、分離加工部端部の近傍は溶融固化（再結晶化）し、後述するように照射したレーザ（エネルギービーム）の影響が出た領域１２ａ”が形成される。透明導電酸化膜１２は、この領域１２ａ”と影響がない領域１２ｂに分かれる。
【００３０】
第１の実施形態、第１の従来例ともに照射したレーザの影響が出て、シート抵抗が変化した領域１２ａ又は１２ａ’の幅は加工端部から１５μｍであり、また、第２の従来例では領域１２ａ”は０．５μｍであった。
【００３１】
第１の実施形態の場合にはその領域１２ａの酸素濃度が４９．９原子％から５０．４原子％に増加し、従来例の領域１２ａ’、１２ａ”については４９．９原子％から４９．７原子％に減少した。
【００３２】
また、第１の実施形態の場合には、その領域１２ａのシート抵抗が２０Ω／□から２００Ω／□（１０倍）に増加し、従来例の領域１２ａ’、１２ａ”についてはいずれも２０Ω／□から１０Ω／□（１／２）に減少した。
【００３３】
また、第１の実施形態の場合には、レーザによる分離加工を行う際に加工端部から１５μｍの領域が半溶融状態となるために表面張力により厚みが盛り上がり、この部分１２ａの丸み形状がゆるくなるとともに最大の厚みが１．１μｍ（透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域１２ｂより３８％増加）となる。これに対して、第１の従来例の場合には、この部分１２ａ’は気体の吹き付けによる冷却効果がないためか、丸み形状がゆるくなるとともに最大の厚みが１．３μｍ（透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域１２ｂより６３％増加）と第１の実施形態の場合よりも厚くなった。
【００３４】
これに対して第２の実施形態では、半溶融状態となった領域１２ａ”は加工端部から０．５μｍの領域であり、加工端部の形状は第１の実施形態及び第１の従来例と比較して鋭くなるとともに、最大の厚みが８５００Å（透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域１２ｂより６％増加）となった。
【００３５】
これらの透明導電酸化膜１２（ＺｎＯ）付きガラス基板１１上に第１表に示す条件により、公知の平行平板のプラズマＣＶＤ装置を用いて、ｐ、ｉ、ｎ各層の表１の条件で形成を行った。ここで、放電電極面積は１５００ｃｍ2、電極間隔は４０ｍｍである。
【００３６】
【表１】
【００３７】
さらに上記非晶質半導体層を波長０．５３μｍ、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザ第２高調波を用いて、良好な加工性が得られる２×１０7Ｗ／ｃｍ2のレーザパワー密度、１０ｍｍ／秒の加工速度で分離した。その上に裏面電極１６として厚み４０００Åのアルミニウムを基板温度２００℃のＤＣスパッタ法により、Ａｒ：４００ｓｃｃｍの１Ｐａ雰囲気下で、大きさ３００ｃｍ2のＡｌターゲットに０．１ｋＷの電力を印加して形成する。そして、そのＡｌ層を波長０．５３μｍ、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザ第２高調波を用いて、良好な加工性が得られる２×１０7Ｗ／ｃｍ2のレーザパワー密度、１０ｍｍ／秒の加工速度で分離加工して、３５段集積型非晶質光起電力装置を作製した。
【００３８】
これらの光起電力素子のＡＭ−１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、２５℃の条件下での出力特性を第２表に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
第２表より明らかに、本願発明の第１の実施形態において、本願発明を用いない場合の最適加工条件であった第２の従来例よりも特性の向上が見られた。
【００４１】
次に、この発明の上記実施形態において加工するレーザスポットのエネルギー分布を変化させることで、透明導電酸化物膜１２の分離加工端部２１の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅を変えた時の光起電力装置における出力特性の変化を図５に示す。
【００４２】
図５より明らかに、透明導電酸化物膜１２の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅が５０μｍ以下の場合に、第２の従来例よりも特性向上が見られた。透明導電酸化物膜１２の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅が５０μｍ以上の場合には、盛り上がりが大きくなりすぎてしまい、その部分での膜厚変化が大きくなりすぎるために、かえってその上に形成される半導体部分での微小なリーク個所が発生しやすくなってしまって特性が低下したものと考えられる。また、その領域１２ａの透明導電酸化物膜の酸素濃度を全体的に十分に高めることができなくなることもあり不適である。
【００４３】
さらに、３０００乃至２００００Åの範囲で、種々の厚みの透明導電酸化物膜１２において第１の実施形態と同じ構造で光起電力装置の出力特性の比較をおこなったところ、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの厚みを、エネルギービームの影響を受けない透明導電酸化物膜の他の領域１２ｂの厚みよりも２０乃至１００％厚くした場合に、第２の従来例の構造による光起電力装置よりも特性向上が見られた。尚、第１の従来例の構造ではさらに特性が低かった。
【００４４】
この場合も、酸素濃度が高くなっている領域１２ａの厚みが２０％未満の時には改善の効果が十分得られず、１００％を越える割合で厚くなったときには、盛り上がりが大きくなりすぎてしまい、その部分での膜厚変化が大きくなりすぎるために、かえってその上に形成される半導体部分での微小なリーク個所が発生し易くなってしまって特性が低下したものと考えられる。
【００４５】
次に、ＺｎＯの膜厚を８０００Åとし、加工時にレーザ照射部に吹き付けるオゾンを多く含む空気の量を調整することにより、透明導電酸化物膜１２の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａのシート抵抗を変化させた場合の、光起電力装置の出力特性の比較を行ったところ、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａのシート抵抗が１００Ω／□以上の時に、実施形態での特性向上が顕著であった。
【００４６】
さらに、５乃至５０Ω／□の範囲で、種々のシート抵抗の透明導電酸化物膜１２において第１の実施形態と同じ構造で光起電力装置の出力特性の比較を行ったところ、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａのシート抵抗を、エネルギービームの影響を受けない透明導電酸化物膜の他の領域１２ｂのシート抵抗よりも２倍以上に高くした場合に、第２の従来例の構造による光起電力装置よりも特性向上が見られた。尚、第１の従来例の構造ではさらに特性が低かった。
【００４７】
また、加工用のエネルギービームとしてスポット状のレーザビームを用いて透明導電酸化物膜１２の分離加工を行う際に、そのスポットの重なりにはある程度ゆらぎがあるため、加工速度が速くなった場合に、分離加工部である溝２１の一つにおいて、図６に示すような形で隣接する分割された透明導電酸化物領域の間の一部に加工残留物として透明導電酸化物が延伸するような領域２１ｃが存在し、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良個所となることがあった。
【００４８】
このときに第１の実施形態の場合と同じように、低圧水銀ランプを用いて空気中の酸素をオゾン化し、レーザ照射部にそのオゾンを多く含む空気を吹き付けながら加工したものを第２の実施形態、特に何の気体も吹き付けなかったものを第３の従来例とする。なお、第１の実施形態、第１の従来例及び第２の従来例での透明導電酸化物膜１２の分離加工に要した時間は５分であったが、第２の実施形態及び第３の従来例での加工時間は３分と短縮された。
【００４９】
これらの光起電力素子のＡＭ−１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、２５℃の条件下での出力特性を第３表に示す。
【００５０】
【表３】
【００５１】
第３表より明らかに、本願発明の第２の実施形態において、加工速度を速めることができるとともに、本願発明を用いない場合の最適加工条件であった第２の従来例よりも特性の向上が見られた。
【００５２】
上記発明の効果は分割された透明導電酸化物領域の一部１２ｃが互いに延伸することで、透明導電酸化物膜１２の分離加工部２１における加工幅の一部が５乃至３０％狭くなっている範囲で、第２の従来例を越える特性が得られた。５％未満の領域ではその効果が十分でなく、３０％を越えた場合にはこの発明の効果では十分に補償しきれなくなってしまうため、特性向上が見られなかった。ただし、この場合でも従来例よりも加工速度が速くなっている。
【００５３】
以上述べた実施形態においてこの発明の効果が得られており、いわゆる集積型光起電力装置における透明導電酸化物膜１２をエネルギービームにより複数の領域に分割する際に、その透明導電酸化物膜の分離加工端部付近１２ａの酸素含有濃度が、透明導電酸化物膜の他の領域１２ｂの酸素含有濃度よりも高くなるように、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体を送りながら加工することを特徴とする光起電力装置の製造方法の有用性も明らかとなっているが、積極的に空気のような気体を送らない場合には、エネルギービーム照射部付近の酸素のみで加工端部付近の透明導電酸化物膜の酸素濃度を十分に高くすることができなかった。
【００５４】
すなわち、以上の実施形態においては、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体としてオゾン化した酸素を多く含む空気を用いたが、この発明の効果はこれに限定されるものではなく、酸素源を積極的にエネルギービーム照射部付近に供給することが、この発明の構成要件であることはあきらかである。
【００５５】
また、レーザビーム照射スポット部にオゾン等の活性化された酸素を多く含む空気を吹き付けながら透明導電酸化物膜の分離加工を行う際に、レーザビーム照射部付近を含む空間の加工時の圧力を大気圧未満に陰圧にすることで、吹き付ける空気の流れの制御が容易になると共に、化学的に活性化された酸素との反応物が雰囲気中に昇華しやすくなるために、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しにくくなるため、再現性よく光起電力装置の製造が可能となるため好適であることがわかった。
【００５６】
また、本実施形態においては透明導電酸化膜としてＤＣスパッタによる酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いたが、これはレーザのようなエネルギービームを用いた分離加工でその部分の厚みや酸素濃度を変化させやすいためであり、この発明の構成要件ではない。酸素濃度などによりその導電特性が変化する金属または金属酸化物に対して本願発明を適用しても、同様の効果が得られるのはもちろんである。
【００５７】
また、上記実施形態においては非晶質シリコン及び非晶質炭化シリコン及び微結晶シリコンを構成要素とするｐｉｎ接合が単一の光起電力装置への適用について述べたが、他の構成元素を含む薄膜半導体を用いた光起電力装置、ｐｉｎ接合を複数含む積層型光起電力装置、さらには他の構造の半導体素子でも同様の効果が得られるのはもちろんである。特に積層型光起電力装置は半導体各層の厚みが薄く、その部分に微小なリーク個所ができやすいため、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐ効果がより大きいことが期待される。
【００５８】
また、上記実施形態においては透明導電酸化膜の分離加工用のエネルギービームとしてレーザ光を用いたが、ＥＣＲをはじめとするマイクロ波を用いたドライエッチングを適用し、エッチング時に酸素原子を含む気体を供給してもよいのはもちろんである。
【００５９】
さらに、エッチングなどにより、透明導電酸化膜を分割した後、分離加工端部近傍以外をマスクで被覆した後、分離加工端部に酸素を導入して、酸素含有濃度を高めるようにしても同様の効果が得られる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、エネルギービームにより複数の領域に分割された透明導電酸化物膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度を、透明導電酸化物膜の他の領域の酸素含有濃度よりも高くすることでその領域の抵抗が増加し、その上に形成される半導体部分に微小なリーク個所ができても、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐことができる。このため、光起電力装置の出力特性を向上させることができる。
【００６１】
また、少なくともその透明導電酸化物膜の分離加工部である溝のひとつにおいて、隣接する分割された透明導電酸化物領域の間の一部に加工残留物として透明導電酸化物が存在し、上記加工残留物の酸素含有濃度が、透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域の酸素含有濃度よりも高くなるようにすることで、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しても、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良個所となるのを防止できるため、光起電力装置の出力特性を向上させることができる。
【００６２】
また、透明導電酸化物膜をエネルギービームにより複数の領域に分割する際に、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体を送りながら加工することで、比較的容易に透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度を高くでき、上記効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用される光起電力装置の全体の概略構造を示す断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態における透明導電酸化膜の加工部の概略断面図である。
【図３】第１の従来例における透明導電酸化膜加工部の概略断面図である。
【図４】第２の従来例における透明導電酸化膜加工部の概略断面図
【図５】第１の実施形態の構造において、透明導電酸化膜１２の分離加工部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅を変えたときの光起電力装置の出力特性の変化を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施形態における透明導電酸化膜加工部の概略断面図である。
【符号の説明】
１１ ガラス基板
１２ 透明導電酸化膜（ＺｎＯ）
１２ａ 照射したエネルギービームの影響が出て酸素濃度が変化した領域
１２ｂ 照射したエネルギービームの影響がない領域
１３ ｐ型ａ−ＳｉＣ
１４ ｉ型ａ−Ｓｉ
１５ ｎ型μｃ−Ｓｉ
１６ 裏面金属層（Ａｌ）
２１ エネルギービーム照射による加工溝
【発明の属する技術分野】
この発明は、透明基板上に複数の単位素子を直列接続されて形成される集積型光起電力装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非晶質シリコン系半導体を光活性層に用いた光起電力装置が色々な用途に用いられている。これは１枚の基板上に多数の光電変換素子をカスケード接続することにより、高電圧を取り出せるようにした集積型光起電力装置の開発に負うところが大きい。
【０００３】
上記した集積型光起電力装置は、ガラスなどの透光性基板、酸化錫（ＳｎＯ2）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明導電酸化物膜、少なくとも１つの接合を有する非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）や非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）などの非晶質半導体膜または微結晶半導体膜、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）などの裏面電極が順次積層されており、形成途中の各段階において基板以外の各層を複数の領域に分離することで直列接続される。そして、その集積化加工にレーザなどのエネルギービームを用いる方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
透光性基板上に形成され、集積型加工を行った光起電力装置においては、透明導電酸化物上に１μｍ以下の非常に薄い半導体層が形成される。このため、透明導電酸化物膜の分離加工端部分は、そのエッジ付近の形状やその後に形成される半導体層の均一性の影響を受けて、漏れ電流が発生して光起電力装置の出力特性を低下させてしまういわゆるリーク個所になりやすいという難点があった。
【０００５】
また、エネルギービームとしてパルスレーザを用いた場合には、照射スポットを十分に重ねない限り、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生し、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良をもたらし、光起電力装置の出力特性や信頼性を低下させてしまうことになるなどの問題があった。
【０００６】
この発明は、上述した従来の問題に鑑みなされたものにして、漏れ電流の発生を抑制し、出力特性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、支持基板、透明導電酸化膜、光活性層となる半導体薄膜及び裏面電極が順次積層して形成され、形成途中の各段階において支持基板以外の各層を複数の領域に分離することで、単位素子が複数個直列に接続された集積型光起電力装置において、上記透明導電酸化膜は複数の領域に分割されており、上記半導体薄膜は、上記透明導電酸化膜の分離加工部を含んで当該透明導電酸化膜上に形成されており、上記透明導電酸化膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度が他の透明導電酸化膜の領域の酸素含有濃度より高く形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明は、上記透明導電酸化膜に酸素原子を含む気体を供給してエネルギービームを照射して上記透明導電酸化膜を複数の領域に分割するとよい。
【０００９】
上記したように、複数の領域に分割された透明導電酸化物膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度を、透明導電酸化物膜の他の領域の酸素含有濃度よりも高くすることでその領域の抵抗が増加し、その上に形成される半導体部分に微小なリーク個所ができても、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐことができる。このため、光起電力装置の出力特性が低下するのを防止できる。
【００１０】
また、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素含有濃度が高くなっている領域の厚みを、エネルギービームの影響を受けない透明導電酸化物膜の他の領域の厚みよりも２０乃至１００％厚くなった部分を設けるように分離加工することで、結果的に加工端部の丸み形状がゆるくなり、その上に形成される半導体部分に微小なリーク個所の発生を抑制することができる。１００％以上厚くした場合にはその部分での膜厚変化が大きくなりすぎるために、かえってその上に形成される半導体部分での微小なリーク個所が発生しやすくなってしまう。
【００１１】
また、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域のシート抵抗を１００Ω／□以上にすることで、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐ効果が十分に得られるようになる。
【００１２】
また、少なくともその透明導電酸化物膜の分離加工部である溝の一つにおいて、隣接する分割された透明導電酸化物領域の間の一部に加工残留物として透明導電酸化物が存在し、上記加工残留物の酸素含有濃度が、透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域の酸素含有濃度よりも高くなるようにすることで、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しても、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良個所となるのを防止できる。
【００１３】
この発明の集積型光起電力装置の製造方法は、支持基板、透明導電酸化膜、光活性層となる半導体薄膜及び裏面電極が順次積層して形成され、形成途中の各段階において支持基板以外の各層を複数の領域に分離することで、単位素子が複数個直列に接続された集積型光起電力装置を製造する方法において、上記透明導電酸化膜のエネルギービームの照射部付近に酸素原子を含む気体を供給して、上記透明導電酸化膜を複数の領域に分離し、その透明導電酸化膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度を他の領域より高くすると共に、上記透明導電酸化膜の分離加工部を含んで当該透明導電酸化膜上に上記半導体薄膜を形成する工程を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記したように、透明導電酸化物膜をエネルギービームにより複数の領域に分割する際に、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体を送りながら加工することで、比較的容易に透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素含有濃度を高くでき、上記の効果が実現される。
【００１５】
上記酸素原子を含む気体が化学的に活性のものを用いるとよい。
【００１６】
上記したように、酸素原子を含む気体を化学的に活性なものとすることで、透明導電導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度を高くすることがより容易に可能となる。
【００１７】
上記酸素原子を含む気体がオゾンを含むものを用いるとよい。
【００１８】
上記したように、化学的に活性な酸素としてオゾンを用いることで、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度を高くすることがさらに容易に可能となる。
【００１９】
また、エネルギービーム照射部付近を含む空間の加工時の圧力を大気圧未満にするとよい。
【００２０】
また、エネルギービーム照射部付近を含む空間の加工時の圧力を大気圧未満の陰圧にすることで、化学的に活性化された酸素との反応物が雰囲気中に昇華しやすくなるために、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しにくくなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態につき図面を参照して説明する。光起電力装置の全体の概略断面構造を図１に示す。まず、実施形態１を従来例と比較して説明する。
【００２２】
第１の実施形態として、図１に示すように、透明導電酸化膜１２（ＺｎＯ）付きガラス基板１１上に、ｐ型ａ−ＳｉＣ層１３、ｉ型ａ−Ｓｉ層１４、ｎ型μｃ−Ｓｉ１５層、裏面電極１６を順次形成した構造の非晶質シリコン光起電力装置について説明する。
【００２３】
ガラス基板１１のサイズは３０ｃｍ×４０ｃｍ、厚み５ｍｍで、透明導電酸化膜１２としては厚さ８０００Åの酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた。ＺｎＯは公知のＤＣスパッタ法により、基板温度３００℃、Ａｒ：４００ｓｃｃｍとＯ2：１０ｓｃｃｍを混合した１Ｐａ雰囲気下で、大きさ３００ｃｍ2の３％Ａｌ2Ｏ3ドープＺｎＯターゲットに０．１ｋＷの電力を印加して形成した。
【００２４】
この透明導電酸化膜１２を、波長１．０６μｍ、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて、透明導電酸化膜１２の分離加工において隣り合った領域間の電気的絶縁が得られる限界ぎりぎりである２×１０7Ｗ／ｃｍ2のレーザパワー密度、１０ｍｍ／秒の加工速度で、光起電力装置が３５段集積接続となるように分割加工した。
【００２５】
第１の実施形態は、レーザを用いて分割加工する際に、低圧水銀ランプを用いて空気中の酸素をオゾン化し、レーザ照射部にそのオゾンを多く含む空気を５ｓｃｃｍの流量で吹き付けながら加工した。
【００２６】
図２は、このようにレーザにより分割加工した加工溝２１部分の概略断面構造を示す図である。尚、この図２においては、透明導電酸化膜１２上に形成した半導体膜１３（１４）（１５）は示しているが、裏面電極１６は図示していない。
【００２７】
図２に示すように、レーザ照射により、加工溝２１部分は除去され、透明導電酸化膜１２は分割される。そして、分離加工部端部の近傍は溶融固化（再結晶化）し、後述するように照射したレーザ（エネルギービーム）の影響が出た領域１２ａが形成される。透明導電酸化膜１２は、この領域１２ａと影響がない領域１２ｂに分かれる。
【００２８】
そして、比較のために、特に、何の気体も吹き付けずに、レーザ加工を行ったものを第１の従来例とする。この第１の従来例における加工溝２１部分の概略断面構造を図３に示す。この図３においても、図２と同様に、裏面電極１６は図示していない。この図３に示すように、第１の従来例のものにおいても、分離加工部端部の近傍は溶融固化（再結晶化）し、後述するように照射したレーザ（エネルギービーム）の影響が出た領域１２ａ’が形成される。透明導電酸化膜１２は、この領域１２ａ’と影響がない領域１２ｂに分かれる。
【００２９】
さらに、第１の従来例と同じく特に何の気体も吹き付けずに、レーザパワー密度のみを下地ガラス基板に熱的影響が出ない範囲で、４×１０7Ｗ／ｃｍ2まで高め、加工端部の形状が図４に示すように鋭くなった場合を第２の従来例とする。この図４においても、図２と同様に、裏面電極１６は図示していない。この図４に示すように、第２の従来例のものにおいても、分離加工部端部の近傍は溶融固化（再結晶化）し、後述するように照射したレーザ（エネルギービーム）の影響が出た領域１２ａ”が形成される。透明導電酸化膜１２は、この領域１２ａ”と影響がない領域１２ｂに分かれる。
【００３０】
第１の実施形態、第１の従来例ともに照射したレーザの影響が出て、シート抵抗が変化した領域１２ａ又は１２ａ’の幅は加工端部から１５μｍであり、また、第２の従来例では領域１２ａ”は０．５μｍであった。
【００３１】
第１の実施形態の場合にはその領域１２ａの酸素濃度が４９．９原子％から５０．４原子％に増加し、従来例の領域１２ａ’、１２ａ”については４９．９原子％から４９．７原子％に減少した。
【００３２】
また、第１の実施形態の場合には、その領域１２ａのシート抵抗が２０Ω／□から２００Ω／□（１０倍）に増加し、従来例の領域１２ａ’、１２ａ”についてはいずれも２０Ω／□から１０Ω／□（１／２）に減少した。
【００３３】
また、第１の実施形態の場合には、レーザによる分離加工を行う際に加工端部から１５μｍの領域が半溶融状態となるために表面張力により厚みが盛り上がり、この部分１２ａの丸み形状がゆるくなるとともに最大の厚みが１．１μｍ（透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域１２ｂより３８％増加）となる。これに対して、第１の従来例の場合には、この部分１２ａ’は気体の吹き付けによる冷却効果がないためか、丸み形状がゆるくなるとともに最大の厚みが１．３μｍ（透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域１２ｂより６３％増加）と第１の実施形態の場合よりも厚くなった。
【００３４】
これに対して第２の実施形態では、半溶融状態となった領域１２ａ”は加工端部から０．５μｍの領域であり、加工端部の形状は第１の実施形態及び第１の従来例と比較して鋭くなるとともに、最大の厚みが８５００Å（透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域１２ｂより６％増加）となった。
【００３５】
これらの透明導電酸化膜１２（ＺｎＯ）付きガラス基板１１上に第１表に示す条件により、公知の平行平板のプラズマＣＶＤ装置を用いて、ｐ、ｉ、ｎ各層の表１の条件で形成を行った。ここで、放電電極面積は１５００ｃｍ2、電極間隔は４０ｍｍである。
【００３６】
【表１】
さらに上記非晶質半導体層を波長０．５３μｍ、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザ第２高調波を用いて、良好な加工性が得られる２×１０7Ｗ／ｃｍ2のレーザパワー密度、１０ｍｍ／秒の加工速度で分離した。その上に裏面電極１６として厚み４０００Åのアルミニウムを基板温度２００℃のＤＣスパッタ法により、Ａｒ：４００ｓｃｃｍの１Ｐａ雰囲気下で、大きさ３００ｃｍ2のＡｌターゲットに０．１ｋＷの電力を印加して形成する。そして、そのＡｌ層を波長０．５３μｍ、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザ第２高調波を用いて、良好な加工性が得られる２×１０7Ｗ／ｃｍ2のレーザパワー密度、１０ｍｍ／秒の加工速度で分離加工して、３５段集積型非晶質光起電力装置を作製した。
【００３８】
これらの光起電力素子のＡＭ−１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、２５℃の条件下での出力特性を第２表に示す。
【００３９】
【表２】
第２表より明らかに、本願発明の第１の実施形態において、本願発明を用いない場合の最適加工条件であった第２の従来例よりも特性の向上が見られた。
【００４１】
次に、この発明の上記実施形態において加工するレーザスポットのエネルギー分布を変化させることで、透明導電酸化物膜１２の分離加工端部２１の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅を変えた時の光起電力装置における出力特性の変化を図５に示す。
【００４２】
図５より明らかに、透明導電酸化物膜１２の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅が５０μｍ以下の場合に、第２の従来例よりも特性向上が見られた。透明導電酸化物膜１２の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅が５０μｍ以上の場合には、盛り上がりが大きくなりすぎてしまい、その部分での膜厚変化が大きくなりすぎるために、かえってその上に形成される半導体部分での微小なリーク個所が発生しやすくなってしまって特性が低下したものと考えられる。また、その領域１２ａの透明導電酸化物膜の酸素濃度を全体的に十分に高めることができなくなることもあり不適である。
【００４３】
さらに、３０００乃至２００００Åの範囲で、種々の厚みの透明導電酸化物膜１２において第１の実施形態と同じ構造で光起電力装置の出力特性の比較をおこなったところ、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの厚みを、エネルギービームの影響を受けない透明導電酸化物膜の他の領域１２ｂの厚みよりも２０乃至１００％厚くした場合に、第２の従来例の構造による光起電力装置よりも特性向上が見られた。尚、第１の従来例の構造ではさらに特性が低かった。
【００４４】
この場合も、酸素濃度が高くなっている領域１２ａの厚みが２０％未満の時には改善の効果が十分得られず、１００％を越える割合で厚くなったときには、盛り上がりが大きくなりすぎてしまい、その部分での膜厚変化が大きくなりすぎるために、かえってその上に形成される半導体部分での微小なリーク個所が発生し易くなってしまって特性が低下したものと考えられる。
【００４５】
次に、ＺｎＯの膜厚を８０００Åとし、加工時にレーザ照射部に吹き付けるオゾンを多く含む空気の量を調整することにより、透明導電酸化物膜１２の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａのシート抵抗を変化させた場合の、光起電力装置の出力特性の比較を行ったところ、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａのシート抵抗が１００Ω／□以上の時に、実施形態での特性向上が顕著であった。
【００４６】
さらに、５乃至５０Ω／□の範囲で、種々のシート抵抗の透明導電酸化物膜１２において第１の実施形態と同じ構造で光起電力装置の出力特性の比較を行ったところ、透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａのシート抵抗を、エネルギービームの影響を受けない透明導電酸化物膜の他の領域１２ｂのシート抵抗よりも２倍以上に高くした場合に、第２の従来例の構造による光起電力装置よりも特性向上が見られた。尚、第１の従来例の構造ではさらに特性が低かった。
【００４７】
また、加工用のエネルギービームとしてスポット状のレーザビームを用いて透明導電酸化物膜１２の分離加工を行う際に、そのスポットの重なりにはある程度ゆらぎがあるため、加工速度が速くなった場合に、分離加工部である溝２１の一つにおいて、図６に示すような形で隣接する分割された透明導電酸化物領域の間の一部に加工残留物として透明導電酸化物が延伸するような領域２１ｃが存在し、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良個所となることがあった。
【００４８】
このときに第１の実施形態の場合と同じように、低圧水銀ランプを用いて空気中の酸素をオゾン化し、レーザ照射部にそのオゾンを多く含む空気を吹き付けながら加工したものを第２の実施形態、特に何の気体も吹き付けなかったものを第３の従来例とする。なお、第１の実施形態、第１の従来例及び第２の従来例での透明導電酸化物膜１２の分離加工に要した時間は５分であったが、第２の実施形態及び第３の従来例での加工時間は３分と短縮された。
【００４９】
これらの光起電力素子のＡＭ−１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、２５℃の条件下での出力特性を第３表に示す。
【００５０】
【表３】
第３表より明らかに、本願発明の第２の実施形態において、加工速度を速めることができるとともに、本願発明を用いない場合の最適加工条件であった第２の従来例よりも特性の向上が見られた。
【００５２】
上記発明の効果は分割された透明導電酸化物領域の一部１２ｃが互いに延伸することで、透明導電酸化物膜１２の分離加工部２１における加工幅の一部が５乃至３０％狭くなっている範囲で、第２の従来例を越える特性が得られた。５％未満の領域ではその効果が十分でなく、３０％を越えた場合にはこの発明の効果では十分に補償しきれなくなってしまうため、特性向上が見られなかった。ただし、この場合でも従来例よりも加工速度が速くなっている。
【００５３】
以上述べた実施形態においてこの発明の効果が得られており、いわゆる集積型光起電力装置における透明導電酸化物膜１２をエネルギービームにより複数の領域に分割する際に、その透明導電酸化物膜の分離加工端部付近１２ａの酸素含有濃度が、透明導電酸化物膜の他の領域１２ｂの酸素含有濃度よりも高くなるように、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体を送りながら加工することを特徴とする光起電力装置の製造方法の有用性も明らかとなっているが、積極的に空気のような気体を送らない場合には、エネルギービーム照射部付近の酸素のみで加工端部付近の透明導電酸化物膜の酸素濃度を十分に高くすることができなかった。
【００５４】
すなわち、以上の実施形態においては、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体としてオゾン化した酸素を多く含む空気を用いたが、この発明の効果はこれに限定されるものではなく、酸素源を積極的にエネルギービーム照射部付近に供給することが、この発明の構成要件であることはあきらかである。
【００５５】
また、レーザビーム照射スポット部にオゾン等の活性化された酸素を多く含む空気を吹き付けながら透明導電酸化物膜の分離加工を行う際に、レーザビーム照射部付近を含む空間の加工時の圧力を大気圧未満に陰圧にすることで、吹き付ける空気の流れの制御が容易になると共に、化学的に活性化された酸素との反応物が雰囲気中に昇華しやすくなるために、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しにくくなるため、再現性よく光起電力装置の製造が可能となるため好適であることがわかった。
【００５６】
また、本実施形態においては透明導電酸化膜としてＤＣスパッタによる酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いたが、これはレーザのようなエネルギービームを用いた分離加工でその部分の厚みや酸素濃度を変化させやすいためであり、この発明の構成要件ではない。酸素濃度などによりその導電特性が変化する金属または金属酸化物に対して本願発明を適用しても、同様の効果が得られるのはもちろんである。
【００５７】
また、上記実施形態においては非晶質シリコン及び非晶質炭化シリコン及び微結晶シリコンを構成要素とするｐｉｎ接合が単一の光起電力装置への適用について述べたが、他の構成元素を含む薄膜半導体を用いた光起電力装置、ｐｉｎ接合を複数含む積層型光起電力装置、さらには他の構造の半導体素子でも同様の効果が得られるのはもちろんである。特に積層型光起電力装置は半導体各層の厚みが薄く、その部分に微小なリーク個所ができやすいため、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐ効果がより大きいことが期待される。
【００５８】
また、上記実施形態においては透明導電酸化膜の分離加工用のエネルギービームとしてレーザ光を用いたが、ＥＣＲをはじめとするマイクロ波を用いたドライエッチングを適用し、エッチング時に酸素原子を含む気体を供給してもよいのはもちろんである。
【００５９】
さらに、エッチングなどにより、透明導電酸化膜を分割した後、分離加工端部近傍以外をマスクで被覆した後、分離加工端部に酸素を導入して、酸素含有濃度を高めるようにしても同様の効果が得られる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、エネルギービームにより複数の領域に分割された透明導電酸化物膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度を、透明導電酸化物膜の他の領域の酸素含有濃度よりも高くすることでその領域の抵抗が増加し、その上に形成される半導体部分に微小なリーク個所ができても、光を受けて発生した電流がその部分から漏れるのを防ぐことができる。このため、光起電力装置の出力特性を向上させることができる。
【００６１】
また、少なくともその透明導電酸化物膜の分離加工部である溝のひとつにおいて、隣接する分割された透明導電酸化物領域の間の一部に加工残留物として透明導電酸化物が存在し、上記加工残留物の酸素含有濃度が、透明導電酸化物膜のエネルギービームの影響を受けない領域の酸素含有濃度よりも高くなるようにすることで、分割されて隣り合った透明導電酸化物膜の分割溝に互いに延伸するような残留領域が発生しても、その部分が隣り合った透明導電酸化物膜間の絶縁不良個所となるのを防止できるため、光起電力装置の出力特性を向上させることができる。
【００６２】
また、透明導電酸化物膜をエネルギービームにより複数の領域に分割する際に、エネルギービーム照射部付近に酸素原子を含む気体を送りながら加工することで、比較的容易に透明導電酸化物膜の分離加工端部の酸素濃度を高くでき、上記効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用される光起電力装置の全体の概略構造を示す断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態における透明導電酸化膜の加工部の概略断面図である。
【図３】第１の従来例における透明導電酸化膜加工部の概略断面図である。
【図４】第２の従来例における透明導電酸化膜加工部の概略断面図
【図５】第１の実施形態の構造において、透明導電酸化膜１２の分離加工部の酸素濃度が高くなっている領域１２ａの幅を変えたときの光起電力装置の出力特性の変化を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施形態における透明導電酸化膜加工部の概略断面図である。
【符号の説明】
１１ ガラス基板
１２ 透明導電酸化膜（ＺｎＯ）
１２ａ 照射したエネルギービームの影響が出て酸素濃度が変化した領域
１２ｂ 照射したエネルギービームの影響がない領域
１３ ｐ型ａ−ＳｉＣ
１４ ｉ型ａ−Ｓｉ
１５ ｎ型μｃ−Ｓｉ
１６ 裏面金属層（Ａｌ）
２１ エネルギービーム照射による加工溝
Claims (6)
- 支持基板、透明導電酸化膜、光活性層となる半導体薄膜及び裏面電極が順次積層して形成され、形成途中の各段階において支持基板以外の各層を複数の領域に分離することで、単位素子が複数個直列に接続された集積型光起電力装置において、
上記透明導電酸化膜は複数の領域に分割されており、
上記半導体薄膜は、上記透明導電酸化膜の分離加工部を含んで当該透明導電酸化膜上に形成されており、
上記透明導電酸化膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度が他の透明導電酸化膜の領域の酸素含有濃度より高く形成されていることを特徴とする集積型光起電力装置。 - 上記透明導電酸化膜に酸素原子を含む気体を供給してエネルギービームを照射して上記透明導電酸化膜が複数の領域に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の集積型光起電力装置の製造方法。
- 支持基板、透明導電酸化膜、光活性層となる半導体薄膜及び裏面電極が順次積層して形成され、形成途中の各段階において支持基板以外の各層を複数の領域に分離することで、単位素子が複数個直列に接続された集積型光起電力装置を製造する方法において、上記透明導電酸化膜のエネルギービームの照射部付近に酸素原子を含む気体を供給して、上記透明導電酸化膜を複数の領域に分離し、その透明導電酸化膜の分離加工端部付近の酸素含有濃度を他の領域より高くすると共に、上記透明導電酸化膜の分離加工部を含んで当該透明導電酸化膜上に上記半導体薄膜を形成する工程を備えることを特徴とする光起電力装置の製造方法。
- 上記酸素原子を含む気体が化学的に活性であることを特徴とする請求項３に記載の光起電力装置の製造方法。
- 上記酸素原子を含む気体がオゾンを含むことを特徴とする請求項３に記載の光起電力装置の製造方法。
- エネルギービーム照射部付近を含む空間の加工時の圧力を大気圧未満にすることを特徴とする請求項３ないし４のいずれかに記載の光起電力装置の製造方法。
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