JP4703234B2 - Photovoltaic device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、結晶系半導体基板を用い、該基板を切断加工して製造される光起電力装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a photovoltaic device manufactured by using a crystalline semiconductor substrate and cutting the substrate, and a manufacturing method thereof.
ｐｎ接合特性を改善するため、ｎ型単結晶シリコンウエハと、ｐ型非晶質シリコン膜との間に、ｉ型非晶質シリコン膜を設けたＨＩＴ（真性薄膜を有するヘテロ接合：Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer）型構造を有する光起電力装置が提案されている。しかしながら、ＨＩＴ型構造の光起電力装置においては、単結晶シリコンウエハの周辺部で少数キャリアの再結合速度が大きく、単結晶シリコンウエハの中央部に比べて変換効率が低くなる。このため、光起電力装置の全体の出力特性が低下するという問題がある。そこで、少数キャリアの再結合速度の大きな周辺部を切断して除去することにより、変換効率を向上させることが考えられる。 HIT (Heterojunction with Intrinsic with Intrinsic Thin Film) in which an i-type amorphous silicon film is provided between an n-type single crystal silicon wafer and a p-type amorphous silicon film in order to improve the pn junction characteristics A photovoltaic device having a thin-layer structure has been proposed. However, in the photovoltaic device having the HIT type structure, the recombination speed of minority carriers is large in the peripheral portion of the single crystal silicon wafer, and the conversion efficiency is lower than that in the central portion of the single crystal silicon wafer. For this reason, there exists a problem that the output characteristic of the whole photovoltaic apparatus falls. Therefore, it is conceivable to improve the conversion efficiency by cutting and removing the peripheral portion where the recombination speed of minority carriers is large.
また、ＨＩＴ構造以外の光起電力装置においても、その使用目的は多様化しており、小型の太陽電池モジュールなど、様々な形状の太陽電池モジュールの需要があり、光起電力装置を切断し、組み合わせることにより、所望の形状の太陽電池モジュールを形成している。 In addition, photovoltaic devices other than the HIT structure are used for various purposes, and there is a demand for solar cell modules of various shapes such as small solar cell modules. The photovoltaic devices are cut and combined. Thus, a solar cell module having a desired shape is formed.
上記光起電力装置を切断する際には、例えば、特許文献１の段落番号００１５に記載されているように、ダイシングソーを用いて光起電力装置を切断している。 When the photovoltaic device is cut, the photovoltaic device is cut using a dicing saw as described in paragraph 0015 of Patent Document 1, for example.
しかしながら、ダイシングソーで光起電力装置を切断する場合、ｐｎ接合などの接合部分が短絡することなどによって、光起電力装置の曲線因子が大きく低下するという問題があった。
本発明の目的は、結晶系半導体基板を用い、該基板を切断加工して製造される光起電力装置において、変換効率の高い光起電力装置及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a photovoltaic device having a high conversion efficiency and a method for manufacturing the same in a photovoltaic device manufactured by using a crystalline semiconductor substrate and cutting the substrate.
本発明の光起電力装置は、一主面及び該一主面と反対側の他主面を有する結晶系半導体基板の一主面上に、該結晶系半導体基板と逆導電型の半導体膜を設けることにより、ｐｎ接合を形成した光起電力装置であり、一主面と他主面に挟まれる少なくとも１つの側面が切断加工面から形成されており、該切断加工面が他主面側から一主面側に向って延びる、レーザ加工によって形成されたレーザ加工領域と、一主面側から他主面側に向って延びる、折曲切断によって形成された折曲切断領域とから構成されており、レーザ加工領域の一主面側における折曲切断領域との境界線に、一主面側に突き出る凸部による凹凸が形成されており、他主面から前記凸部の先端部までの平均高さが、他主面から一主面までの距離の５０％以上であり、前記凸部の平均高さが１５μｍ以上であり、かつ凸部の先端部が一主面に到達しておらず、折曲切断領域における前記凸部の周囲に該凸部を起点とする折曲切断の際の応力集中痕が形成されていることを特徴としている。 In the photovoltaic device of the present invention, a semiconductor film having a conductivity type opposite to that of the crystalline semiconductor substrate is provided on one principal surface of the crystalline semiconductor substrate having one principal surface and the other principal surface opposite to the one principal surface. By providing the photovoltaic device, a pn junction is formed, and at least one side surface sandwiched between one main surface and the other main surface is formed from a cutting surface, and the cutting surface is from the other main surface side. A laser processing region formed by laser processing extending toward one main surface side, and a bent cutting region formed by bending cutting extending from one main surface side toward the other main surface side. In addition, irregularities due to convex portions protruding to one main surface side are formed on the boundary line with the bent cutting region on one main surface side of the laser processing region, and the average from the other main surface to the tip of the convex portion height, at least 50% of the distance from the other principal surface to the main surface, the convex portion Average height is not less 15μm or more and the tip portion of the projecting portion does not reach the one main surface, when the folding cutting starting from the convex portion around the convex portion in the bent cutting region It is characterized by the formation of stress concentration marks.
本発明の光起電力装置における少なくとも１つの側面は、切断加工面であり、該切断加工面は、レーザ加工領域と折曲切断領域とから構成されており、これらの領域の境界線には、一主面側に突き出る凸部による凹凸が形成されており、該凸部の周囲の該凸部を起点とする折曲切断の際の応力集中痕が形成されている。従って、折曲切断の際には、このような凸部に応力が集中することによって切断されており、折曲切断の際の歪みをこのような凸部における応力集中により分散させることができ、側面における歪みが低減されている。従って、光電変換効率の高い光起電力素子とすることがてきる。 At least one side surface in the photovoltaic device of the present invention is a cutting surface, and the cutting surface is composed of a laser processing region and a bent cutting region, and a boundary line between these regions includes: Concavities and convexities are formed by convex portions protruding toward one main surface, and stress concentration marks are formed at the time of bending cutting starting from the convex portions around the convex portions. Therefore, during bending cutting, it is cut by stress concentration on such a convex part, and strain at the time of bending cutting can be dispersed by stress concentration at such convex part, Side distortion is reduced. Therefore, a photovoltaic device with high photoelectric conversion efficiency can be obtained.
本発明におけるレーザ加工領域の凸部の平均高さは、１５μｍ以上であることが好ましい。凸部の平均高さを１５μｍ以上とすることにより、応力集中痕が形成されやすく、折曲切断の際の歪みの発生を低減することができる。凸部の平均高さは、さらに好ましくは２０μｍ以上である。その上限値は特に限定されるものではなく、一主面側に達しないような高さであればよい。 In the present invention, the average height of the convex portions of the laser processing region is preferably 15 μm or more. By setting the average height of the protrusions to 15 μm or more, stress concentration traces are easily formed, and the occurrence of distortion during bending cutting can be reduced. The average height of the convex portions is more preferably 20 μm or more. The upper limit value is not particularly limited, and may be a height that does not reach one main surface side.
本発明において、レーザ加工領域の凸部間の平均間隔は、凸部の平均高さの０．２倍〜３．０倍の範囲内であることが好ましい。このような範囲内とすることにより、折曲切断加工する際の応力を凸部に適度に集中させ、歪みが発生するのを低減することができ、光電変換効率を向上させることができる。 In this invention, it is preferable that the average space | interval between the convex parts of a laser processing area exists in the range of 0.2 times-3.0 times the average height of a convex part. By setting it within such a range, the stress at the time of bending cutting can be moderately concentrated on the convex portion, the occurrence of distortion can be reduced, and the photoelectric conversion efficiency can be improved.
本発明の光起電力装置は、結晶系半導体基板の一主面上に逆導電型の半導体膜を設けることによりｐｎ接合を形成した光起電力装置である。ｐｎ接合は、ｉ型半導体膜を介在させたｐ−ｉ−ｎ接合であってもよいし、直接に接合したｐｎ接合であってもよい。 The photovoltaic device of the present invention is a photovoltaic device in which a pn junction is formed by providing a reverse conductivity type semiconductor film on one main surface of a crystalline semiconductor substrate. The pn junction may be a pin junction with an i-type semiconductor film interposed therebetween, or may be a pn junction directly joined.
また、本発明における結晶系半導体基板は、単結晶半導体基板であってもよいし、多結晶半導体基板であってもよい。 The crystalline semiconductor substrate in the present invention may be a single crystal semiconductor substrate or a polycrystalline semiconductor substrate.
本発明の製造方法は、上記本発明の光起電力装置を製造することができる方法であり、切断加工前の光起電力装置に対し、基板の他主面側からレーザを照射し、先端部に凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を基板の他主面に形成する工程と、基板の他主面の溝の部分を中心にして折り曲げることにより、溝から一主面に至るまでの領域を切断し、折曲切断領域を形成する工程とを備えることを特徴としている。 The manufacturing method of the present invention is a method capable of manufacturing the above-described photovoltaic device of the present invention. The photovoltaic device before cutting is irradiated with a laser from the other main surface side of the substrate, and the tip portion Forming a groove having a laser processing region with irregularities formed by convex portions on the other main surface of the substrate, and bending from the groove to one main surface by bending the groove portion of the other main surface of the substrate. And a step of forming a bent cut region.
本発明においては、基板の他主面側からレーザを照射し、先端部に上記凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を形成し、次にこの溝部分を中心にして折り曲げることにより溝から一主面に至るまでの領域を切断している。上述のように、折曲切断の際、溝内に形成された凹凸の各凸部に応力が集中することにより、折曲切断をわずかな力で行うことができる。このため、折曲切断の際に、側面部分に発生する歪みを低減することができ、光起電力装置の曲線因子を高め、光電変換効率を向上させることができる。 In the present invention, a laser is irradiated from the other main surface side of the substrate to form a groove having a laser processing region in which the projections and depressions are formed at the tip, and then bent around the groove. The region from the groove to the one main surface is cut. As described above, the bending cutting can be performed with a slight force when the stress concentrates on each of the convex and concave portions formed in the groove during the bending cutting. For this reason, the distortion which generate | occur | produces in the side part at the time of bending cutting | disconnection can be reduced, the curve factor of a photovoltaic apparatus can be raised, and photoelectric conversion efficiency can be improved.
本発明の製造方法において、上記凸部を有する凹凸が形成されたレーザ加工領域は、例えば、レーザ照射のパルス周波数及び走査速度を制御することにより形成することができる。例えば、パルス周波数を走査速度で割った値を指標とし、この値を大きくすると、凸部の間隔が狭くなり、ある一定の値以上になると、凸部が認識できないほどの平坦な加工形状となる。また、この値を小さくすると、凸部の間隔が広くなるが同時に加工深さが小さくなり、凸部の高さも小さくなる。従って、これらの現象を生じる値の中間の値となるようにパルス周波数／走査速度の指標を調整することにより、レーザ加工領域に上記凸部を形成することができる。 In the manufacturing method of the present invention, the laser processing region where the projections and depressions having the projections are formed can be formed, for example, by controlling the pulse frequency and scanning speed of laser irradiation. For example, using the value obtained by dividing the pulse frequency by the scanning speed as an index, if this value is increased, the interval between the convex portions becomes narrower, and if the value exceeds a certain value, the flat processed shape is such that the convex portions cannot be recognized. . When this value is reduced, the interval between the convex portions is widened, but at the same time, the processing depth is reduced and the height of the convex portions is also reduced. Therefore, the convex portion can be formed in the laser processing region by adjusting the index of the pulse frequency / scanning speed so as to be an intermediate value between these values.
本発明の光起電力装置は、側面における折曲切断加工の際の歪みが少なく、欠陥が少ないため、曲線因子が高く、良好な変換効率を有する光起電力装置とすることができる。 The photovoltaic device of the present invention can be a photovoltaic device having a high curve factor and good conversion efficiency because of less distortion at the time of bending cutting on the side surface and fewer defects.
本発明の製造方法では、凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を基板の他主面に形成し、該溝の部分を中心にして折り曲げ加工することにより、溝から一主面に至るまでの領域を切断している。折曲切断の際、溝内の各凸部に応力集中し、この部分から切断が開始されるため、わずかな力で切断することができ、折曲切断の際に生じる歪みを小さくすることができる。従って、容易に折曲切断することができるとともに、得られた光起電力装置は、側面における歪みが少ないため、良好な光電変換効率を有する。 In the manufacturing method of the present invention, a groove having a laser processing region in which irregularities due to the protrusions are formed is formed on the other main surface of the substrate, and the main surface is formed from the groove by bending the groove around the groove. The area leading up to is cut. At the time of bending cutting, stress concentrates on each convex part in the groove, and cutting is started from this part, so it can be cut with a slight force, and the distortion generated at the time of bending cutting can be reduced. it can. Therefore, it is possible to easily bend and cut, and the obtained photovoltaic device has good photoelectric conversion efficiency because of less distortion on the side surface.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to a following example.
図１は、本発明に従う一実施形態の光起電力装置を示す側面図である。図２は、図１に示す光起電力素子を示す斜視図である。図１及び図２に示す光起電力素子は、図４に示すように、光起電力素子の基板の周辺部を、切断部１４で切断することにより作製されている。 FIG. 1 is a side view showing a photovoltaic device of one embodiment according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the photovoltaic element shown in FIG. The photovoltaic element shown in FIGS. 1 and 2 is manufactured by cutting the peripheral part of the substrate of the photovoltaic element with a cutting part 14, as shown in FIG.
図１に示すように、本実施形態の光起電力素子は、結晶系半導体基板である（１００）面の一主面１ａを有するｎ型単結晶シリコンウエハ１の一主面１ａ上に、約５ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン層２を形成し、この上に約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層３を形成し、この上に約８０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚みを有する透明導電膜４を形成している。透明導電膜４の上には、約５質量％のＳｎＯ2を含有するＩｎＯ2からなるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜から形成されている。透明導電膜４の上には、集電極５が形成されている。集電極５は、図２に示すように、所定の間隔を隔てて互いに平行に延びるように形成されている複数のフィンガー電極５ａと、フィンガー電極５ａにより収集された電流をさらに収集するバスバー電極５ｂから構成されている。 As shown in FIG. 1, the photovoltaic device of the present embodiment has about one main surface 1a of an n-type single crystal silicon wafer 1 having one main surface 1a of a (100) surface that is a crystalline semiconductor substrate. A substantially intrinsic i-type amorphous silicon layer 2 having a thickness of 5 nm is formed, and a p-type amorphous silicon layer 3 having a thickness of about 5 nm is formed thereon, on which about 80 nm to about A transparent conductive film 4 having a thickness of 100 nm is formed. On the transparent conductive film 4 is formed from about 5 wt% of ITO consisting InO 2 containing SnO 2 (indium tin oxide) film. A collecting electrode 5 is formed on the transparent conductive film 4. As shown in FIG. 2, the collector electrode 5 includes a plurality of finger electrodes 5a formed so as to extend in parallel with each other at a predetermined interval, and a bus bar electrode 5b that further collects current collected by the finger electrodes 5a. It is composed of
また、単結晶シリコンウエハ１の他主面（裏面）１ｂ上には、約５ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン層６が形成され、約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層７が形成され、その上には約８０〜約１００ｎｍの厚みを有する透明導電膜８が形成されている。透明導電膜８の上には、集電極５と同様にフィンガー電極とバスバー電極とからなる裏面電極９が形成されている。 A substantially intrinsic i-type amorphous silicon layer 6 having a thickness of about 5 nm is formed on the other main surface (back surface) 1b of the single crystal silicon wafer 1, and an n-type having a thickness of about 5 nm. An amorphous silicon layer 7 is formed, and a transparent conductive film 8 having a thickness of about 80 to about 100 nm is formed thereon. On the transparent conductive film 8, a back electrode 9 made of finger electrodes and bus bar electrodes is formed in the same manner as the collector electrode 5.
上述のように、図１に示す光起電力装置２０は、図４に示す周辺の４辺の切断部１４を切断することにより形成されており、切断部１４で切断することにより、図４に示すように、４つの側面１０が形成されている。 As described above, the photovoltaic device 20 shown in FIG. 1 is formed by cutting the peripheral four-side cutting portions 14 shown in FIG. As shown, four side surfaces 10 are formed.
図１に示すように、側面１０には、他主面１ｂ側から一主面１ａ側に延びるレーザ加工領域１１と、一主面１ａ側から他主面１ｂ側に延びる折曲切断領域１２が形成されている。なお、図１に示す側面１０のレーザ加工領域１１及び折曲切断領域１２は拡大して図示している。 As shown in FIG. 1, the side surface 10 has a laser processing region 11 extending from the other main surface 1b side to the one main surface 1a side, and a bent cutting region 12 extending from the one main surface 1a side to the other main surface 1b side. Is formed. In addition, the laser processing area | region 11 and the bending cutting area | region 12 of the side surface 10 shown in FIG. 1 are expanded and shown in figure.
図１に示すように、レーザ加工領域１１と折曲切断領域１２の境界線には、一主面１ａ側に向って突き出る凸部１１ａが多数形成されており、この凸部１１ａにより境界線に凹凸が形成されている。この凸部１１ａは、レーザ加工領域１１を形成する際に形成されたものである。 As shown in FIG. 1, the boundary line between the laser processing region 11 and the bent cutting region 12 is formed with a large number of convex portions 11a protruding toward the one principal surface 1a side, and this convex portion 11a forms the boundary line. Unevenness is formed. The convex portion 11a is formed when the laser processing region 11 is formed.
図３は、レーザ加工領域の形成工程を説明するための側面図であり、図１に示す矢印Ａ方向からみた側面図である。図３において、一点鎖線で示す部分は、レーザ加工し、その後折曲切断して取り除いた光起電力装置２０の周辺部分を示している。図３に示すように、単結晶シリコンウエハ１の他主面１ｂ側からレーザを照射し、溝１３を形成する。この溝１３を形成する際に、溝１３内の側面１０の部分にレーザ加工領域１１が形成される。このように溝１３を形成しておき、例えば、図５に示すように、溝１３の部分を中心にして光起電力素子２０の周辺部を保持部材１５で挟み折り曲げることにより、折曲切断することができる。このようにして、折曲切断した際に形成された断面が、図３に示すような折曲切断領域１２となる。 FIG. 3 is a side view for explaining the process of forming the laser processing region, and is a side view as seen from the direction of arrow A shown in FIG. In FIG. 3, the portion indicated by the alternate long and short dash line indicates the peripheral portion of the photovoltaic device 20 that has been laser processed and then removed by bending and cutting. As shown in FIG. 3, a laser is irradiated from the other main surface 1 b side of the single crystal silicon wafer 1 to form a groove 13. When forming the groove 13, the laser processing region 11 is formed in the portion of the side surface 10 in the groove 13. In this way, the groove 13 is formed, and for example, as shown in FIG. 5, the peripheral portion of the photovoltaic element 20 is sandwiched and bent by the holding member 15 with the groove 13 as a center, and then cut and bent. be able to. In this way, the cross section formed at the time of bending cutting becomes a bending cutting region 12 as shown in FIG.
図１に示す折曲切断領域１１に形成されている凸部１１ａの周囲の応力痕１２ａは、このような折曲切断の際に応力が集中することによって形成されたものである。 The stress mark 12a around the convex portion 11a formed in the bent cutting region 11 shown in FIG. 1 is formed by stress concentration during such bending cutting.
本発明においては、折曲切断の際、上述のようにレーザ加工領域１１の凸部１１ａの先端部分及びその周囲に応力が集中することにより、凸部１１ａを起点とする放射状の応力集中痕１２ａが形成される。レーザ加工領域１１には、多数の凸部１１ａが形成されており、折曲切断の際の応力がこれらの凸部１１ａの先端部及びその周囲に集中することにより、折曲切断を容易に行うことができる。すなわち、より小さな応力で折曲切断を行うことができる。折曲切断の際、小さな応力で切断することができるので、発生する歪みも小さくすることができ、この結果として曲線因子を高めることができ、高い光電変換効率を得ることができる。 In the present invention, at the time of bending cutting, the stress is concentrated on the tip portion of the convex portion 11a of the laser processing region 11 and the periphery thereof as described above, so that the radial stress concentration trace 12a starting from the convex portion 11a is obtained. Is formed. A large number of convex portions 11 a are formed in the laser processing region 11, and bending cutting is easily performed by concentrating stress at the time of bending cutting on the tip portions of these convex portions 11 a and the periphery thereof. be able to. That is, bending cutting can be performed with smaller stress. Since bending can be performed with a small stress, the generated distortion can be reduced, and as a result, the fill factor can be increased and high photoelectric conversion efficiency can be obtained.
図６は、本発明に従う一実施形態の光起電力装置の側面を示す顕微鏡写真である。図７は、比較例の光起電力装置の側面を示す顕微鏡写真である。また、図８は、図６に対応する図面であり、本発明の一実施形態の光起電力装置の側面を示している。図９は、図７に対応する図面であり、比較例の光起電力装置の側面を示している。 FIG. 6 is a photomicrograph showing the side of the photovoltaic device of one embodiment according to the present invention. FIG. 7 is a photomicrograph showing the side of the photovoltaic device of the comparative example. FIG. 8 is a drawing corresponding to FIG. 6 and shows a side surface of the photovoltaic device according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a drawing corresponding to FIG. 7 and shows a side surface of a photovoltaic device of a comparative example.
図６及び図８に示すように、本発明に従う光起電力装置の側面においては、レーザ加工領域１１の先端部に凸部１１ａが形成されており、凸部１１ａの周囲の折曲切断領域１２において、凸部１１ａを起点とする放射状の応力集中痕１２ａが形成されている。折曲切断の際、凸部１１ａに応力が集中することにより、この部分を起点とする放射状の応力集中痕１２ａが形成されるものと考えられる。 As shown in FIGS. 6 and 8, on the side surface of the photovoltaic device according to the present invention, a convex portion 11a is formed at the tip of the laser processing region 11, and a bent cutting region 12 around the convex portion 11a is formed. The radial stress concentration traces 12a starting from the convex portion 11a are formed. It is considered that when stress is concentrated on the convex portion 11a at the time of bending cutting, a radial stress concentration trace 12a starting from this portion is formed.
これに対し、図７及び図９に示すように、比較例１の光起電装置においては、レーザ加工領域１１に凸部が形成されておらず、このような状態で折曲切断加工すると、折曲切断領域１２に大きな応力がかかり、よじれたように切断されるため、特定方向に延びる筋１２ｂが観察される。 On the other hand, as shown in FIGS. 7 and 9, in the photovoltaic device of Comparative Example 1, the laser processing region 11 is not formed with a convex portion, and when bending cutting is performed in such a state, Since a large stress is applied to the bent cutting region 12 and it is cut as if it has been twisted, a line 12b extending in a specific direction is observed.
図１０は、レーザ加工の際のレーザ照射条件と、レーザ加工領域の先端部の形状との関係を説明するための側面図である。レーザ加工領域の形状に影響を与えるレーザ照射条件としては、レーザの出力と、レーザのパルス周波数及び走査速度、レーザ照射の走査回数が挙げられる。 FIG. 10 is a side view for explaining the relationship between the laser irradiation conditions during laser processing and the shape of the tip of the laser processing region. Laser irradiation conditions that affect the shape of the laser processing area include laser output, laser pulse frequency and scanning speed, and the number of laser irradiation scans.
レーザ加工領域の深さ、すなわちレーザ加工による形成する溝の深さは、出力にほぼ比例する。従って、出力を大きくすることにより、溝の深さを深くすることができる。 The depth of the laser processing region, that is, the depth of the groove formed by laser processing is substantially proportional to the output. Therefore, the depth of the groove can be increased by increasing the output.
レーザ加工領域の凸部の形状に最も大きく影響するのは、パルス周波数と走査速度である。パルス周波数を走査速度で割った値（パルス周波数／走査速度）の値が大きいほど、凸部の間隔が狭くなり、凸部の間隔がある一定以上狭くなると、顕微鏡（１００倍）では凸部を認識できないほど加工領域の先端部が平坦な形状となる。図１０（ａ）は、このような形状を示している。 It is the pulse frequency and the scanning speed that have the greatest influence on the shape of the convex portion in the laser processing region. The larger the value obtained by dividing the pulse frequency by the scanning speed (pulse frequency / scanning speed), the narrower the interval between the convex portions. When the interval between the convex portions becomes narrower than a certain value, The tip of the processing region becomes flat so that it cannot be recognized. FIG. 10A shows such a shape.
また、パルス周波数／走査速度の値が小さくなれば、凸部の間隔が広くなり、凸部の高さが小さくなる傾向にある。図１０（ｃ）は、このような形状を示している。 Further, when the pulse frequency / scanning speed value is decreased, the interval between the convex portions is increased and the height of the convex portions tends to be reduced. FIG. 10C shows such a shape.
従って、図１０（ｂ）に示すような本発明に従う凸部１１ａを形成するためには、図１０（ａ）のような形状を示すときのパルス周波数／走査速度の値より小さく、かつ図１０（ｃ）のような形状を示すときのパルス周波数／走査速度の値よりも大きくなるように制御することが必要である。 Therefore, in order to form the convex portion 11a according to the present invention as shown in FIG. 10B, the value is smaller than the pulse frequency / scanning speed value when the shape as shown in FIG. It is necessary to control so as to be larger than the pulse frequency / scanning speed value when the shape as shown in (c) is shown.
また、レーザ照射の走査回数は溝の深さに大きく影響を与える。走査回数を重ねる毎に加工深さは増加するが、その増加量は徐々に減少していく。 Further, the number of laser irradiation scans greatly affects the groove depth. The processing depth increases each time the number of scans is repeated, but the amount of increase gradually decreases.
図１１は、本発明における凸部の高さを測定する方法を説明するための側面図である。レーザ加工領域１１における凸部１１ａの高さは、測長機能の付いた顕微鏡を用い、例えば１００倍に拡大し、凸部の頂点部分と谷の部分の差を測定する。凸部の形状にはばらつきがあるので、凸部１１ａの頂点部分の中心位置に測長ライン１５を引き、また谷の部分の中心位置に測長ライン１６を引き、測長ライン１５と測長ライン１６の差を凸部１１ａの平均高さとした。 FIG. 11 is a side view for explaining a method of measuring the height of the convex portion in the present invention. The height of the convex portion 11a in the laser processing region 11 is enlarged by, for example, 100 times using a microscope having a length measuring function, and the difference between the apex portion and the valley portion of the convex portion is measured. Since there are variations in the shape of the convex portion, the length measuring line 15 is drawn at the center position of the apex portion of the convex portion 11a, and the length measuring line 16 is drawn at the center position of the valley portion. The difference of the line 16 was made into the average height of the convex part 11a.
また、凸部１１ａの間隔については、上記と同様に測長機能の付いた顕微鏡を用い、例えば２００倍に拡大し、目視で確認できる凸部の６個について、それぞれの凸部間の距離を測定し、その平均値を凸部間の平均間隔とした。 Moreover, about the space | interval of the convex part 11a, using the microscope with a length measuring function similarly to the above, it expands 200 times, for example, about six convex parts which can be confirmed visually, the distance between each convex part is set. Measurement was performed, and the average value was defined as the average interval between the convex portions.
以下、本発明に従う実施例の光起電力装置を製造する実施例について説明する。 Examples of manufacturing photovoltaic devices according to examples of the present invention will be described below.
〔実験１〕
＜切断加工前の光起電力装置の作製＞
図１を参照して、（１００）面を有するｎ型単結晶シリコンウエハ１を洗浄することにより不純物を除去した。このｎ型単結晶シリコンウエハ１は約１Ω・ｃｍの抵抗率と約３００μｍの厚みを有している。
[Experiment 1]
<Production of photovoltaic device before cutting>
Referring to FIG. 1, n-type single crystal silicon wafer 1 having a (100) plane was cleaned to remove impurities. This n-type single crystal silicon wafer 1 has a resistivity of about 1 Ω · cm and a thickness of about 300 μm.
次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて、周波数：約１３．５６ＭＨｚ、形成温度：約１００℃〜約３００℃、反応圧力：約５Ｐａ〜約１００Ｐａ、ＲＦパワー：約１ｍＷ／ｃｍ2〜約５００ｍＷ／ｃｍ2の条件で、ｎ型単結晶シリコンウエハ１の一主面１ａ上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層２と、約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層３とを順次形成した。なお、ｐ型非晶質シリコン層１０を形成する際のｐ型ドーパントとしては、３族元素であるＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎが挙げられる。また、ｐ型非晶質シリコン層３の形成時に、ＳｉＨ4（シラン）ガスなどの原料ガスに、上記のｐ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによって、ｐ型非晶質シリコン層３を形成することが可能である。 Next, using RF plasma CVD method, frequency: about 13.56 MHz, formation temperature: about 100 ° C. to about 300 ° C., reaction pressure: about 5 Pa to about 100 Pa, RF power: about 1 mW / cm 2 to about 500 mW / Under the condition of cm 2 , an i-type amorphous silicon layer 2 having a thickness of about 5 nm and a p-type amorphous silicon layer having a thickness of about 5 nm are formed on one main surface 1a of the n-type single crystal silicon wafer 1. 3 were formed sequentially. Note that p-type dopants for forming the p-type amorphous silicon layer 10 include group III elements B, Al, Ga, and In. Further, when the p-type amorphous silicon layer 3 is formed, a compound gas containing at least one of the above-mentioned p-type dopants is mixed into a source gas such as SiH 4 (silane) gas, thereby forming a p-type amorphous silicon layer. It is possible to form the silicon layer 3.
次に、ｎ型単結晶シリコンウエハ１の他主面１ｂの上に、上記同様にして、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層６と、約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層７とを順次形成した。なお、ｎ型非晶質シリコン層７を形成する際のｎ型ドーパントとしては、５族元素であるＰ、Ｎ、Ａｓ、Ｓｂが挙げられる。ｎ型非晶質シリコン層７の形成時に、原料ガスに上記のｎ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによってｎ型非晶質シリコン層７を形成することが可能である。 Next, an i-type amorphous silicon layer 6 having a thickness of about 5 nm and an n-type amorphous material having a thickness of about 5 nm are formed on the other main surface 1b of the n-type single crystal silicon wafer 1 in the same manner as described above. A quality silicon layer 7 was sequentially formed. The n-type dopant used when forming the n-type amorphous silicon layer 7 includes P, N, As, and Sb, which are group 5 elements. When the n-type amorphous silicon layer 7 is formed, the n-type amorphous silicon layer 7 can be formed by mixing a compound gas containing at least one of the above-described n-type dopants into the source gas.
次に、スパッタリング法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層３及びｎ型非晶質シリコン層７のそれぞれの上に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜４及び８を形成した。この透明導電膜４及び８は、ＳｎＯ2粉末を約５重量％を含むＩｎ2Ｏ3粉末の焼結体からなるターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。ＳｎＯ2粉末の量を変化させることにより、ＩＴＯ膜中のＳｎ量を変化させることが可能である。Ｉｎに対するＳｎの量は、約１質量％〜約１０質量％が好ましい。透明導電膜４及び８は、約８０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚みで形成する。 Next, transparent conductive films 4 and 8 made of an ITO film were formed on the p-type amorphous silicon layer 3 and the n-type amorphous silicon layer 7 by sputtering, respectively. The transparent conductive films 4 and 8 can be formed by a sputtering method using a target made of a sintered body of In 2 O 3 powder containing about 5% by weight of SnO 2 powder. It is possible to change the amount of Sn in the ITO film by changing the amount of SnO 2 powder. The amount of Sn relative to In is preferably about 1% by mass to about 10% by mass. The transparent conductive films 4 and 8 are formed with a thickness of about 80 nm to about 100 nm.
次に、スクリーン印刷法を用いてエポキシ系の熱硬化型の導電性ペースト（銀（Ａｇ）ペースト）を一主面１ａ側の透明電極４の所定の領域の上に転写した後、加熱炉内で加熱することにより、導電性ペーストを硬化させて集電極５を形成した。同様にして、裏面電極９も形成した。 Next, an epoxy-based thermosetting conductive paste (silver (Ag) paste) is transferred onto a predetermined region of the transparent electrode 4 on the one main surface 1a side by using a screen printing method, and then in the heating furnace. By heating with, the conductive paste was cured and the collector electrode 5 was formed. Similarly, the back electrode 9 was also formed.
＜レーザ加工による溝の形成＞
以上のようにして作製した光起電力素子の周辺部にレーザ加工により溝を形成した。図４に示すように、周辺部の点線１４で示した４箇所に溝を形成した。レーザとしては、ＹＡＧレーザを用い、単結晶シリコンウエハの他主面１ｂ側からレーザを照射した。レーザは、出力３〜１０Ｗ、波長１０６４ｎｍ、パルス周波数１ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの範囲で制御し、レーザの走査速度は１〜３０ｍｍ／秒の範囲内で一定速度で走査した。走査回数は１〜６回の範囲内で選択した。
<Groove formation by laser processing>
Grooves were formed by laser processing in the periphery of the photovoltaic device produced as described above. As shown in FIG. 4, grooves were formed at four locations indicated by dotted lines 14 in the peripheral portion. As the laser, a YAG laser was used, and the laser was irradiated from the other main surface 1b side of the single crystal silicon wafer. The laser was controlled in the range of output of 3 to 10 W, wavelength of 1064 nm, pulse frequency of 1 kHz to 30 kHz, and the scanning speed of the laser was scanned at a constant speed within the range of 1 to 30 mm / second. The number of scans was selected within the range of 1-6.
上記のレーザ照射条件で、凸部の平均高さが７μｍ、１５μｍ、２５μｍ、５０μｍ、及び７５μｍとなるようにレーザを照射した。また、このときの凸部間の平均間隔は、凸部の平均高さの０．２倍〜３．０倍の範囲内に収まるように作製した。また、ウエハの他主面から凸部の先端部までの平均高さは、１５０μｍ〜２００μｍの範囲内に収まるように作製した。 Under the above laser irradiation conditions, the laser was irradiated such that the average height of the convex portions was 7 μm, 15 μm, 25 μm, 50 μm, and 75 μm. Moreover, it produced so that the average space | interval between the convex parts at this time might be settled in the range of 0.2 times-3.0 times the average height of a convex part. Moreover, the average height from the other main surface of the wafer to the tip of the convex portion was prepared so as to be within a range of 150 μm to 200 μm.
＜光起電力素子の折曲切断加工＞
上記のようにして得られた５種類の光起電力素子の周辺部を、それぞれに形成した溝の部分を中心して折り曲げることにより、折曲切断加工を行い、各光起電力装置を作製した。
<Photovoltaic element bending cutting>
Each of the photovoltaic devices was manufactured by bending the peripheral portions of the five types of photovoltaic elements obtained as described above around the groove portions formed in each of the photovoltaic devices.
〔光起電力装置の特性評価〕
以上のようにして作製した５種類の光起電力装置について、ソーラーシミュレーターＡＭ１．５、１ｋＷ／ｍ2の光を照射し、Ｉ−Ｖ特性を測定した。測定結果について、横軸に凸部の平均高さ、縦軸に曲線因子（Ｆ．Ｆ．）をとり、図２に示した。なお、曲線因子の値は、比較例の光起電力装置の曲線因子で規格化した曲線因子の値を示している。比較例の光起電力装置としては、周辺部を切断加工していない光起電力装置を用いた。
[Characteristic evaluation of photovoltaic devices]
About five types of photovoltaic devices produced as mentioned above, light of solar simulator AM1.5, 1kW / m < 2 > was irradiated, and IV characteristic was measured. The measurement results are shown in FIG. 2, with the horizontal axis representing the average height of the protrusions and the vertical axis representing the fill factor (FF). In addition, the value of a curve factor has shown the value of the curve factor normalized with the curve factor of the photovoltaic apparatus of a comparative example. As the photovoltaic device of the comparative example, a photovoltaic device whose peripheral portion was not cut was used.
図１２から明らかなように、凸部の平均高さが１５μｍ以上の光起電力装置は、規格化Ｆ．Ｆ．が１以上になっている。また、凸部の平均高さが２５μｍ以上まで規格化Ｆ．Ｆ．の値が高くなっており、それ以降はほぼ同程度の値が維持されている。従って、凸部の平均高さは１５μｍ以上であることが好ましいことがわかる。 As is clear from FIG. 12, the photovoltaic device having the average height of the convex portions of 15 μm or more is normalized F.D. F. Is 1 or more. In addition, the standardized F.D. F. The value of is high, and after that, almost the same value is maintained. Therefore, it can be seen that the average height of the convex portions is preferably 15 μm or more.
〔実験２〕
実験１において、レーザ加工による溝の形成を以下のようにする以外は、実験１と同様にして光起電力装置を作製した。
[Experiment 2]
In Experiment 1, a photovoltaic device was produced in the same manner as in Experiment 1 except that the groove formation by laser processing was performed as follows.
凸部の平均高さが２５〜３０μｍの範囲内に収まるようにして、他主面から凸部の先端部までの平均高さが、６０μｍ、９０μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、２７０μｍ、及び３００μｍとなるように変化させて８種類の光起電力装置を作製した。凸部の平均間隔は、凸部の平均高さの０．２倍〜３．０倍の範囲内に収まるように作製した。 The average height from the other main surface to the tip of the convex portion is 60 μm, 90 μm, 120 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, 270 μm, and the average height of the convex portion is within the range of 25 to 30 μm, and Eight types of photovoltaic devices were produced by changing the thickness to 300 μm. The average interval between the protrusions was prepared so as to be within a range of 0.2 to 3.0 times the average height of the protrusions.
〔光起電力装置の特性評価〕
以上のようにして作製した８種類の光起電力装置について、実験１と同様にしてＩ−Ｖ特性を測定し、測定結果を図１３に示した。なお、図１３においては、「横軸を他主面から凸部先端部までの平均高さ／基板の厚み」としている。従って、他主面から凸部先端部までの平均高さが３００μｍのものは基板の厚みが３００μｍであるので、１００％となっている。また、図１２及び図１３において〇を付けたポイントは同一の装置の測定結果である。
[Characteristic evaluation of photovoltaic devices]
For the eight types of photovoltaic devices fabricated as described above, the IV characteristics were measured in the same manner as in Experiment 1, and the measurement results are shown in FIG. In FIG. 13, “the horizontal axis is the average height from the other main surface to the tip of the convex portion / the thickness of the substrate”. Therefore, when the average height from the other main surface to the tip of the convex portion is 300 μm, the thickness of the substrate is 300 μm, and therefore, it is 100%. Moreover, the points marked with ◯ in FIGS. 12 and 13 are the measurement results of the same apparatus.
図１３に示すように、他主面から凸部先端部までの平均高さが基板厚みの３０％以上になると、規格化Ｆ．Ｆ．が１より高くなっている。ここから５０％までは距離が大きくなるにつれて規格化曲線因子が大きくなっており、５０％以上になると規格化曲線因子の値はほぼ一定に維持されている。従って、より好ましくは、他主面から凸部先端部までの平均高さは、基板の厚みの５０％以上であることが好ましいことがわかる。また、９０％以上になると、規格化曲線因子が１よりも小さくなってしまう。従って、他主面から凸部までの先端部の平均高さは、基板の厚みの３０％〜９０％の範囲内であれば、規格化曲線因子が１以上となり、さらに好ましくは、５０％〜９０％の範囲内であることがわかる。 As shown in FIG. 13, when the average height from the other principal surface to the tip of the convex portion is 30% or more of the substrate thickness, the normalized F.P. F. Is higher than 1. From 50% to 50%, the normalized curve factor increases as the distance increases, and when the distance exceeds 50%, the value of the normalized curve factor is maintained almost constant. Therefore, it is more preferable that the average height from the other main surface to the tip of the convex portion is preferably 50% or more of the thickness of the substrate. On the other hand, when it is 90% or more, the normalized curve factor is smaller than 1. Therefore, if the average height of the tip from the other principal surface to the convex portion is within the range of 30% to 90% of the thickness of the substrate, the normalized curve factor is 1 or more, and more preferably 50% to It can be seen that it is within the range of 90%.
なお、図１３において、１００％のものは、凸部の先端部が基板の一主面に到達しているものであり、基板の一主面に到達すると、規格化曲線因子が大幅に低下してしまうことがわかる。従って、他主面から凸部の先端部までの平均高さは、基板の厚みの１００％未満であることが好ましいことがわかる。 In FIG. 13, 100% of the protrusions are those in which the tip of the convex portion reaches one main surface of the substrate, and when the one main surface of the substrate is reached, the normalized curve factor is greatly reduced. You can see that Therefore, it can be seen that the average height from the other main surface to the tip of the convex portion is preferably less than 100% of the thickness of the substrate.
なお、上記実施例においては、光起電力装置の周辺の４辺を切断した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１辺のみ、２辺のみ、あるいは３辺のみを切断する場合にも適用することができるものである。 In the above embodiment, the example in which the four sides around the photovoltaic device are cut has been described. However, the present invention is not limited to this, but only one side, only two sides, or only three sides. The present invention can also be applied to the case of cutting.
また、図１４に示すように、１枚の光起電力装置３０を一点鎖線１４の部分で複数枚に分割して、小さな面積の光起電力装置２０を製造する場合に、本発明を適用してもよい。また、切断は直線状の切断に限定されるものではなく、曲線状に切断する場合にも本発明を適用することができる。 In addition, as shown in FIG. 14, the present invention is applied to the case where a single photovoltaic device 30 is divided into a plurality of pieces at the portion indicated by the alternate long and short dash line 14 to produce a photovoltaic device 20 having a small area. May be. Further, the cutting is not limited to linear cutting, and the present invention can be applied to cutting in a curved shape.
また、上記実施例では、ＨＩＴ構造の光起電力装置を例にして説明したが、本発明は結晶系半導体基板を用いた光起電力装置に適用することができるものであり、その他の光起電力装置にも適用することができる。例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、化合物半導体、結晶系基板上に形成した薄膜太陽電池などにも適用することができる。 In the above embodiment, the photovoltaic device having the HIT structure has been described as an example. However, the present invention can be applied to a photovoltaic device using a crystalline semiconductor substrate, and other photovoltaic devices. It can also be applied to power devices. For example, the present invention can be applied to single crystal silicon, polycrystalline silicon, a compound semiconductor, a thin film solar cell formed over a crystalline substrate, and the like.
また、上記実施例おいては、集電極の材料として、エポキシ系の熱硬化型導電性ペーストを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、接着層、バスバー電極及び裏面電極の材料として、エポキシ系以外の樹脂材料を含む導電性材料を用いてもよい。また、ポリエステル系、アクリル系、ポリビニル系、及びフェノール系などの樹脂材料を含む導電性ペーストを用いてもよい。 In the above embodiment, the epoxy thermosetting conductive paste is used as the material for the collector electrode. However, the present invention is not limited to this, and the adhesive layer, bus bar electrode, and back electrode are not limited to this. As a material, a conductive material including a resin material other than an epoxy-based material may be used. Moreover, you may use the electrically conductive paste containing resin materials, such as a polyester type, an acrylic type, a polyvinyl type, and a phenol type.
また、上記実施例においては、導電性ペーストを加熱して硬化させることにより、集電極を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記以外の方法により集電極を形成してもよい。例えば、Ａｌなどを蒸着することにより、集電極を形成したり、金属線を接着層で接着することにより形成してもよい。 Moreover, in the said Example, although a collector electrode is formed by heating and hardening an electrically conductive paste, this invention is not limited to this, A collector electrode is formed by methods other than the above May be. For example, the collector electrode may be formed by evaporating Al or the like, or the metal wire may be bonded with an adhesive layer.
また、上記実施例では、他主面側の導電膜の上にバスバー電極及びフィンガー電極からなる裏面電極を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他主面側の透明導電膜の全体を覆うような裏面電極を形成してもよい。 Moreover, in the said Example, although the back surface electrode which consists of a bus-bar electrode and a finger electrode is formed on the electrically conductive film of the other main surface side, this invention is not limited to this, The other main surface side is formed. A back electrode that covers the entire transparent conductive film may be formed.
また、上記実施例では、半導体材料として、シリコン（Ｓｉ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＧｅＮ、ＳｉＳｎ、ＳｉＳｎＮ、ＳｉＳｎＯ、ＳｉＯ、Ｇｅ、ＧｅＣ、ＧｅＮのうちのいずれかの半導体を用いてもよい。この場合、これらの半導体は、結晶質、または水素及びフッ素のいずれか一方を含む非晶質または微結晶であってもよい。 In the above embodiment, silicon (Si) is used as the semiconductor material. However, the present invention is not limited to this, and SiGe, SiGeC, SiC, SiN, SiGeN, SiSn, SiSnN, SiSnO, SiO, Any one of Ge, GeC, and GeN may be used. In this case, these semiconductors may be crystalline or amorphous or microcrystalline containing one of hydrogen and fluorine.
また、上記実施例においては、透明導電膜を形成する材料として、Ｓｎをドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＴＯ膜以外の材料からなる透明導電膜を用いてもよい。例えば、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｆ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｉ及びＴｅのうちの少なくとも１つを混ぜた酸化インジウムから透明導電膜を形成してもよい。 Moreover, in the said Example, although the indium oxide (ITO) which doped Sn was used as a material which forms a transparent conductive film, this invention is not limited to this, It consists of materials other than an ITO film | membrane. A transparent conductive film may be used. For example, the transparent conductive film may be formed from indium oxide mixed with at least one of Zn, As, Ca, Cu, F, Ge, Mg, S, Si, and Te.
また、上記実施例においては、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて非晶質シリコン層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸着法、スパッタリング法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法など他の方法を用いて非晶質シリコン層を形成してもよい。 In the above embodiment, the amorphous silicon layer is formed using the RF plasma CVD method. However, the present invention is not limited to this, and the vapor deposition method, the sputtering method, the microwave plasma CVD method, the ECR. The amorphous silicon layer may be formed by other methods such as a method, a thermal CVD method, and an LPCVD (low pressure CVD) method.
１…単結晶シリコンウエハ（結晶系半導体基板）
１ａ…単結晶シリコンウエハの一主面
１ｂ…単結晶シリコンウエハの他主面
２…ｉ型非晶質シリコン層
３…ｐ型非晶質シリコン層
４…透明導電膜
５…集電極
６…ｉ型非晶質シリコン層
７…ｎ型非晶質シリコン層
８…透明導電膜
９…裏面電極
１０…光起電力装置の側面
１１…レーザ加工領域
１１ａ…レーザ加工領域の凸部
１２…折曲切断領域
１２ａ…応力集中痕
１３…レーザ加工により形成される溝
２０…光起電力装置
1. Single crystal silicon wafer (crystalline semiconductor substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... One main surface of single crystal silicon wafer 1b ... Other main surface of single crystal silicon wafer 2 ... i-type amorphous silicon layer 3 ... p-type amorphous silicon layer 4 ... Transparent conductive film 5 ... Collector electrode 6 ... i Type amorphous silicon layer 7... N type amorphous silicon layer 8. Transparent conductive film 9. Back electrode 10. Side surface of photovoltaic device 11. Laser processing region 11 a. Region 12a ... Stress concentration trace 13 ... Groove formed by laser processing 20 ... Photovoltaic device
Claims (4)
前記一主面と前記他主面に挟まれる少なくとも１つの側面が切断加工面から形成されており、該切断加工面が前記他主面側から前記一主面側に向って延びる、レーザ加工によって形成されたレーザ加工領域と、前記一主面側から前記他主面側に向って延びる、折曲切断によって形成された折曲切断領域とから構成されており、
前記レーザ加工領域の一主面側における前記折曲切断領域との境界線に、前記一主面側に突き出る凸部による凹凸が形成されており、
前記他主面から前記凸部の先端部までの平均高さが、前記他主面から前記一主面までの距離の５０％以上であり、かつ前記凸部の先端部が前記一主面に到達しておらず、
前記凸部の平均高さが１５μｍ以上であり、
前記折曲切断領域における前記凸部の周囲に該凸部を起点とする前記折曲切断の際の応力集中痕が形成されていることを特徴とする光起電力装置。 A pn junction was formed by providing a semiconductor film having a conductivity type opposite to that of the crystalline semiconductor substrate on one principal surface of the crystalline semiconductor substrate having one principal surface and the other principal surface opposite to the one principal surface. A photovoltaic device,
By laser processing, at least one side surface sandwiched between the one main surface and the other main surface is formed from a cutting surface, and the cutting surface extends from the other main surface side toward the one main surface side. A laser processing region formed, and a bending cutting region formed by bending cutting extending from the one main surface side toward the other main surface side;
In the boundary line with the bent cutting region on one main surface side of the laser processing region, irregularities are formed by a convex portion protruding to the one main surface side,
The average height from the other main surface to the tip of the convex portion is 50% or more of the distance from the other main surface to the one main surface, and the tip of the convex portion is the one main surface. Not reached,
The average height of the convex portions is 15 μm or more,
A photovoltaic device, wherein stress concentration traces at the time of bending cutting starting from the convex portion are formed around the convex portion in the bent cutting region.
前記切断加工前の光起電力装置に対し、前記基板の前記他主面側からレーザを照射し、先端部に前記凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を前記基板の他主面に形成する工程と、
前記基板の他主面の前記溝の部分を中心にして折り曲げることにより、前記溝から前記一主面に至るまでの領域を切断し、前記折曲切断領域を形成する工程とを備えることを特徴とする光起電力装置の製造方法。 A method for producing the photovoltaic device according to claim 1,
The photovoltaic device before the cutting process is irradiated with a laser from the other main surface side of the substrate, and a groove having a laser processing region in which irregularities due to the protrusions are formed at the tip is formed on the other main surface of the substrate. Forming on the surface;
And a step of cutting a region from the groove to the one main surface by bending the groove on the other main surface of the substrate to form the bent cutting region. A method for manufacturing a photovoltaic device.
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