JP4926150B2 - Thin film solar cell manufacturing method and thin film solar cell manufacturing apparatus - Google Patents

Thin film solar cell manufacturing method and thin film solar cell manufacturing apparatus Download PDF

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Description

本発明は、薄膜太陽電池の製造方法および薄膜太陽電池の製造装置に関するものであり、特に、セル分離用の分離溝の側壁面におけるサイドリークを防止してモジュール変換効率を向上させた薄膜太陽電池の製造方法および薄膜太陽電池の製造装置に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a thin film solar cell and an apparatus for manufacturing a thin film solar cell, and in particular, a thin film solar cell having improved module conversion efficiency by preventing side leakage on the side wall surface of a separation groove for cell separation. The present invention relates to a manufacturing method and a thin-film solar cell manufacturing apparatus.

タンデム型薄膜太陽電池においては、複数のセルをガラス基板片面にタンデム積層して光利用効率の改善、効率向上を図っている。すなわち、タンデム型薄膜太陽電池は、ガラス基板上に、透明電極層と、ＰＩＮ構成の非晶質シリコン薄膜からなる第１発電層と、中間層と、ＰＩＮ構成の結晶質シリコン薄膜からなる第２発電層と、裏面反射電極層とを積層した構造を有する。そして、第１発電層、中間層および第２発電層を貫通する接続溝に裏面反射電極材料が埋め込まれることによって、隣り合う２つのセルの一方の裏面反射電極と他方の透明電極層とが電気的に接続している。   In a tandem-type thin film solar cell, a plurality of cells are tandem laminated on one side of a glass substrate to improve light use efficiency and efficiency. That is, the tandem-type thin film solar cell includes a transparent electrode layer, a first power generation layer made of an amorphous silicon thin film having a PIN structure, an intermediate layer, and a second thin film made of a crystalline silicon thin film having a PIN structure on a glass substrate. It has a structure in which a power generation layer and a back reflective electrode layer are laminated. Then, the back surface reflection electrode material is embedded in the connection groove that penetrates the first power generation layer, the intermediate layer, and the second power generation layer, so that one back surface reflection electrode and the other transparent electrode layer of two adjacent cells are electrically connected. Connected.

このようなタンデム型薄膜太陽電池のセルは、例えばＰＣＶＤ装置（Plasma Chemical vapor deposition）によって薄膜層を形成する薄膜形成工程と、この薄膜層をパターニングするパターニング工程と、が繰り返されて形成される。また、薄膜太陽電池セル形成におけるパターニングには、コストおよび製造スループットの観点からレーザスクライブが一般的に用いられている。   Such a cell of a tandem-type thin film solar cell is formed by repeating a thin film forming process for forming a thin film layer by, for example, a PCVD apparatus (Plasma Chemical Vapor Deposition) and a patterning process for patterning the thin film layer. Laser scribe is generally used for patterning in forming a thin-film solar cell from the viewpoint of cost and manufacturing throughput.

しかし、レーザスクライブで接続溝を形成した場合、タンデム型薄膜太陽電池では第１発電層のうちの低抵抗層であるｐ層や透明電極膜からなる低抵抗の中間層、およびレーザによる溶融・結晶化で低抵抗化した発電層が、レーザスクライブの際に接続溝の側壁面に付着して低抵抗層が形成される。そして、この低抵抗層が裏面反射電極膜と接触することにより発電層から電流リーク（サイドリーク）が発生し、モジュール変換効率が低下する原因となっている。   However, when the connection groove is formed by laser scribing, in the tandem-type thin film solar cell, the p-layer which is the low-resistance layer of the first power generation layer, the low-resistance intermediate layer made of the transparent electrode film, and the melting / crystallization by the laser When the laser scribing is performed, the power generation layer whose resistance is reduced by the adhesion is attached to the side wall surface of the connection groove to form the low resistance layer. And when this low resistance layer contacts with the backside reflective electrode film, a current leak (side leak) is generated from the power generation layer, which causes a decrease in module conversion efficiency.

このような電流リークを防止する方法として、例えば特許文献１では、第１発電層、中間層および第２発電層を貫通する接続溝以外に第１発電層および中間層を同時に分離した溝を形成し、接続溝を埋め込む裏面反射電極層を介して中間層と裏面反射電極層との間にサイドリーク電流が流れるのを防ぐ方法が提案されている。   As a method for preventing such current leakage, for example, in Patent Document 1, a groove in which the first power generation layer and the intermediate layer are separated at the same time is formed in addition to the connection groove that penetrates the first power generation layer, the intermediate layer, and the second power generation layer. A method for preventing side leakage current from flowing between the intermediate layer and the back surface reflective electrode layer via the back surface reflective electrode layer in which the connection groove is embedded has been proposed.

また、例えば特許文献２では、酸素または窒素もしくは炭素を含む雰囲気中でのレーザ光または電子線の照射、ワイヤ放電の生成、酸素または窒素もしくは炭素イオンを含むイオン照射、酸化作用のある薬液によるウェットエッチングにより接続溝を形成する、などの方法により接続溝側壁面の変質層（低抵抗層）を酸化し、高抵抗化してサイドリーク電流が流れないようにする方法が提案されている。   For example, in Patent Document 2, laser light or electron beam irradiation in an atmosphere containing oxygen, nitrogen, or carbon, generation of wire discharge, ion irradiation containing oxygen, nitrogen, or carbon ions, wet with an oxidizing chemical solution There has been proposed a method in which a deteriorated layer (low resistance layer) on the side wall surface of the connection groove is oxidized by a method such as forming a connection groove by etching so that the side leakage current does not flow by increasing the resistance.

特開２００２−２６１３０８号公報（第２図）JP 2002-261308 A (FIG. 2) 特開２００５−９３９３９号公報（第１図）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-93939 (FIG. 1)

しかしながら、上記特許文献１の構造は、低抵抗層であるｐ層、透明導電膜からなる低抵抗層の中間層に起因したサイドリーク電流低減には有効であるが、隣り合うセル間で裏面反射電極層同士をおよび中間反射層同士を電気的に絶縁するための分離溝の側壁面に付着した、溶融・結晶化により低抵抗化した発電層からなる低抵抗層起因のサイドリーク電流は低減することができない。また、レーザスクライブ工程が増加するため、製造スループットが低下する、という問題がある。   However, the structure of Patent Document 1 is effective in reducing side leakage current due to the p-layer which is a low-resistance layer and the intermediate layer of the low-resistance layer made of a transparent conductive film, but the back-surface reflection between adjacent cells. Side leakage current caused by the low-resistance layer consisting of the power generation layer that has been reduced in resistance by melting and crystallization attached to the sidewall surface of the separation groove for electrically insulating the electrode layers and the intermediate reflection layers is reduced. I can't. In addition, since the laser scribing process increases, there is a problem that the manufacturing throughput is lowered.

また、上記特許文献２の技術によれば、接続溝の側壁面に生成した低抵抗層をレーザ光や電子線の照射等の酸化処理を行うことにより、低抵抗層を高抵抗化してサイドリーク電流を防止している。しかしながら、これらの酸化処理は、個々の接続溝に対してそれぞれ実施する必要があり、製造スループットを低下させる、という問題がある。また、酸化効果のあるウェットエッチングによる接続溝の形成では一度の処理で全接続溝の側壁面を高抵抗化できるが、薄膜太陽電池は１平方メートル級の大型基板にセルを形成するため、接続溝の幅、接続溝の深さなどを均一に形成するのは困難である。また、各発電層を形成する膜のエッチングレートが異なるため接続溝の側壁面に凹凸が発生し、この凹凸が裏面反射電極層の段切れによる電気的な接続不良の原因になる、という問題がある。さらにこの酸化処理は、裏面反射電極層である第２電極の形成前に設けられた第１の接続溝の側壁面に対して施すものであり、その後の裏面反射電極層の形成後に設けられる第２の接続溝の側壁面に付着した低抵抗層に起因するリーク電流には効力がない。   Further, according to the technique of Patent Document 2, the low resistance layer generated on the side wall surface of the connection groove is subjected to oxidation treatment such as irradiation with laser light or electron beam, thereby increasing the resistance of the low resistance layer and causing side leakage. Current is prevented. However, these oxidation treatments must be carried out for each connection groove, and there is a problem that the production throughput is lowered. In addition, the formation of connection grooves by wet etching having an oxidizing effect can increase the resistance of the side walls of all connection grooves in a single process. However, since thin-film solar cells form cells on a large substrate of 1 square meter, the connection grooves It is difficult to uniformly form the width and the depth of the connection groove. In addition, since the etching rate of the film forming each power generation layer is different, unevenness is generated on the side wall surface of the connection groove, and this unevenness causes an electrical connection failure due to the step of the back surface reflective electrode layer. is there. Further, this oxidation treatment is performed on the side wall surface of the first connection groove provided before the formation of the second electrode, which is the back surface reflecting electrode layer, and the first surface provided after the subsequent formation of the back surface reflecting electrode layer. The leak current caused by the low resistance layer attached to the side wall surface of the connection groove 2 is not effective.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造スループットの低下や裏面反射電極の接続不良を引き起こすことなく分離溝の側壁面におけるサイドリークの発生を防止して、高いモジュール変換効率が得られる薄膜太陽電池の製造方法および薄膜太陽電池の製造装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and prevents the occurrence of side leakage on the side wall surface of the separation groove without causing a reduction in manufacturing throughput and poor connection of the back surface reflection electrode, and high module conversion efficiency. It aims at obtaining the manufacturing method of the thin film solar cell obtained, and the manufacturing apparatus of a thin film solar cell.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる薄膜太陽電池の製造方法は、隣接する薄膜太陽電池セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された発電層と、第２電極層と、をこの順で形成する第１工程と、前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝をレーザスクライブにより形成してパターニングすることにより複数の薄膜太陽電池セルにセル分離する第２工程と、前記セル分離した透光性絶縁基板を酸化処理液に浸漬し、隣接する前記薄膜太陽電池セル間の前記第２電極層を電気的に並列接続した状態で、前記透光性絶縁基板側から前記薄膜太陽電池セルに光照射することにより前記薄膜太陽電池セルで発電させながら、前記分離溝の側壁面を光酸化反応により酸化させて前記第２導電型半導体層よりも大きな電気抵抗値を有する高抵抗層を前記分離溝の側壁面に形成する第３工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a method of manufacturing a thin film solar cell according to the present invention is provided on a light-transmitting insulating substrate so that adjacent thin film solar cells are electrically connected in series. A first electrode layer, a power generation layer in which a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and a third conductivity type semiconductor layer are sequentially stacked; and a second electrode layer are formed in this order. A first step, a second step of separating a plurality of thin-film solar cells by forming and patterning a separation groove reaching from the surface of the second electrode layer to the first electrode layer by laser scribing, and the cell separation The translucent insulating substrate is immersed in an oxidation treatment solution, and the second electrode layer between the adjacent thin film solar cells is electrically connected in parallel to the thin film solar cell from the translucent insulating substrate side. The thin film by irradiating the cell with light While generating power in the positive battery cell, the side wall surface of the separation groove is oxidized by a photo-oxidation reaction to form a high resistance layer having an electric resistance value larger than that of the second conductive semiconductor layer on the side wall surface of the separation groove. And a third step.

この発明によれば、製造スループットの低下や電気的な接続不良を引き起こすことなく分離溝の側壁面に高抵抗槽を形成してサイドリーク電流を防止することにより、高いモジュール変換効率を有する高品質の薄膜太陽電池が得られる、という効果を奏する。   According to the present invention, a high-quality module having high module conversion efficiency is achieved by forming a high-resistance tank on the side wall surface of the separation groove to prevent side leakage current without causing a decrease in manufacturing throughput or electrical connection failure. The thin-film solar cell can be obtained.

以下に、本発明にかかる薄膜太陽電池の製造方法および薄膜太陽電池の製造装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of the manufacturing method of the thin film solar cell concerning this invention and the manufacturing apparatus of a thin film solar cell is described in detail based on drawing. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In the drawings shown below, the scale of each member may be different from the actual scale for easy understanding. The same applies between the drawings.

実施の形態１．
図１−１は、本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池である薄膜太陽電池モジュール（以下、モジュールと呼ぶ）１の概略構成を示す平面図である。図１−２は、モジュール１の構成を模式的に説明するための斜視図である。図１−３は、モジュール１の断面構造を説明するための図であり、図１−１の線分Ａ−Ａ’における要部断断面図である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1-1 is a plan view illustrating a schematic configuration of a thin film solar cell module (hereinafter referred to as a module) 1 which is a tandem thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1-2 is a perspective view for schematically explaining the configuration of the module 1. 1-3 is a figure for demonstrating the cross-section of the module 1, and is principal part sectional drawing in line segment AA 'of FIGS. 1-1.

図１−２、図１−３に示すように、実施の形態１にかかるモジュール１は、透光性絶縁基板２上に形成された短冊状（矩形状）の太陽電池セル（以下、セルと呼ぶ）Ｃを複数備え、これらのセルＣが電気的に直列に接続された構造を有する。セルＣは、図１−３に示すように透光性絶縁基板２、透光性絶縁基板２上に形成され第１の電極層となる透明電極層３、透明電極層３上に形成される第１発電層７、第１発電層７上に形成される中間層８、中間層８上に形成される第２発電層１２、第２発電層１２上に形成され第２の電極層となる裏面反射電極層１３を備える。   As illustrated in FIGS. 1-2 and 1-3, the module 1 according to the first embodiment includes a strip-shaped (rectangular) solar battery cell (hereinafter referred to as a cell) formed on a translucent insulating substrate 2. A plurality of C are provided, and the cells C are electrically connected in series. The cell C is formed on the translucent insulating substrate 2, the transparent electrode layer 3 formed on the translucent insulating substrate 2, and the first electrode layer, as shown in FIG. The first power generation layer 7, the intermediate layer 8 formed on the first power generation layer 7, the second power generation layer 12 formed on the intermediate layer 8, and the second electrode layer formed on the second power generation layer 12 A back reflective electrode layer 13 is provided.

透光性絶縁基板２上に形成された透明電極層３には、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１が形成されている。この第１の溝Ｄ１の部分に第１発電層７が埋め込まれることで、透明電極層３が隣接するセルＣに跨るようにセル毎に分離されて形成されている。   The transparent electrode layer 3 formed on the translucent insulating substrate 2 has stripe-shaped first layers extending in a direction substantially parallel to the short side direction of the translucent insulating substrate 2 and reaching the translucent insulating substrate 2. One groove D1 is formed. Since the first power generation layer 7 is embedded in the first groove D1, the transparent electrode layer 3 is formed so as to be separated for each cell so as to straddle the adjacent cells C.

また、透明電極層３上に形成された第１発電層７、中間層８および第２発電層１２には、第１の溝Ｄ１と異なる箇所において透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝（接続溝）Ｄ２が形成されている。この第２の溝（接続溝）Ｄ２の部分に裏面反射電極層１３が埋め込まれることで、裏面反射電極層１３が透明電極層３に接続される。そして、該透明電極層３が隣接するセルＣに跨っているため、隣り合う２つのセルの一方の裏面反射電極層１３と他方の透明電極層３とが電気的に接続されている。   Further, the first power generation layer 7, the intermediate layer 8, and the second power generation layer 12 formed on the transparent electrode layer 3 are substantially the same as the short direction of the translucent insulating substrate 2 at a location different from the first groove D1. A stripe-shaped second groove (connection groove) D2 extending in the parallel direction and reaching the transparent electrode layer 3 is formed. The back surface reflective electrode layer 13 is connected to the transparent electrode layer 3 by embedding the back surface reflective electrode layer 13 in the portion of the second groove (connection groove) D2. And since this transparent electrode layer 3 straddles the adjacent cell C, one back surface reflective electrode layer 13 of the two adjacent cells and the other transparent electrode layer 3 are electrically connected.

また、裏面反射電極層１３、第２発電層１２および第１発電層７には、第１の溝Ｄ１および第２の溝（接続溝）Ｄ２とは異なる箇所で、透明電極層３に達するストライプ状の第３の溝（分離溝）Ｄ３が形成されて、各セルＣが分離されている。このように、セルＣの透明電極層３が、隣接するセルＣの裏面反射電極層１３と接続することによって、隣接するセルＣが電気的に直列接続している。   In addition, the back surface reflective electrode layer 13, the second power generation layer 12, and the first power generation layer 7 have stripes that reach the transparent electrode layer 3 at locations different from the first groove D1 and the second groove (connection groove) D2. A third groove (separation groove) D3 is formed, and each cell C is separated. In this way, the transparent electrode layer 3 of the cell C is connected to the back surface reflective electrode layer 13 of the adjacent cell C, whereby the adjacent cells C are electrically connected in series.

透明電極層３は、例えばアルミニウム（Ａｌ）をドーパントとして含む酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜により構成される。また、透明電極層３は、第１発電層７側の表面に凹凸形状が形成された表面テクスチャ構造を有する。このテクスチャ構造は、入射した太陽光を散乱させ、第１発電層７および第２発電層１２での光利用効率を高める機能を有する。   The transparent electrode layer 3 is composed of, for example, a zinc oxide (ZnO) film containing aluminum (Al) as a dopant. The transparent electrode layer 3 has a surface texture structure in which an uneven shape is formed on the surface on the first power generation layer 7 side. This texture structure has a function of scattering incident sunlight and increasing the light use efficiency in the first power generation layer 7 and the second power generation layer 12.

なお、本実施の形態では透明電極層３としてＡｌドーパントしたＺｎＯ膜を用いるが、透明電極層３はこれに限定されることなく、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ホウ素（Ｂ）、イットリウム（Ｙ）、シリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）から選択した少なくとも１種類以上の元素を用いたＺｎＯ膜またはこれらを積層して形成した透明導電膜であってもよく、光透過性を有している透明導電膜であればよい。また、ＺｎＯ膜以外に、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）の何れかを主成分とする材料からなる膜を使用しても良い。 In this embodiment, a ZnO film doped with Al is used as the transparent electrode layer 3. However, the transparent electrode layer 3 is not limited to this, and aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In) are used as dopants. , Boron (B), yttrium (Y), silicon (Si), zirconium (Zr), ZnO film using at least one element selected from titanium (Ti), or a transparent conductive film formed by laminating these films Any transparent conductive film having light transparency may be used. In addition to the ZnO film, a film made of a material mainly containing either indium oxide (In 2 O 3 ) or tin oxide (SnO 2 ) may be used.

第１発電層７と第２発電層１２は、ＰＩＮ接合を有し、入射する光により発電を行う薄膜半導体層が１層以上積層されて構成される。第１発電層７は、非晶質シリコン系薄膜からなる光電変換層であり、図１−３に示すように透明電極層３側から第１導電型半導体層であるＰ型非晶質半導体層４、第２導電型半導体層であるＩ型非晶質半導体層５、第３導電型半導体層であるＮ型非晶質半導体層６を備えている。このような第１発電層７としては、例えば透明電極層３側からＰ型のアモルファス炭化シリコン膜（ａ−ＳｉＣ膜）、Ｉ型のアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）、Ｎ型のアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）が積層された積層膜が挙げられる。   The first power generation layer 7 and the second power generation layer 12 have a PIN junction, and are configured by laminating one or more thin film semiconductor layers that generate power with incident light. The first power generation layer 7 is a photoelectric conversion layer made of an amorphous silicon thin film, and as shown in FIG. 1-3, a P-type amorphous semiconductor layer that is a first conductive semiconductor layer from the transparent electrode layer 3 side. 4. An I-type amorphous semiconductor layer 5 as a second conductivity type semiconductor layer and an N-type amorphous semiconductor layer 6 as a third conductivity type semiconductor layer are provided. Examples of the first power generation layer 7 include a P-type amorphous silicon carbide film (a-SiC film), an I-type amorphous silicon film (a-Si film), and an N-type amorphous silicon from the transparent electrode layer 3 side. A laminated film in which films (a-Si films) are laminated is mentioned.

第２発電層１２は、微結晶シリコン系薄膜光電変換層であり、図１−３に示すように第１発電層７側から第１導電型半導体層であるＰ型結晶質半導体層９、第２導電型半導体層であるＩ型結晶質半導体層１０、第３導電型半導体層であるＮ型結晶質半導体層１１を備えている。このような第２発電層１２としては、例えば第１発電層７側からＰ型の微結晶シリコン膜（μｃ−Ｓｉ膜）、Ｉ型の微結晶シリコン膜（μｃ−Ｓｉ膜）、Ｎ型の微結晶シリコン膜（μｃ−Ｓｉ膜）が積層された積層膜が挙げられる。   The second power generation layer 12 is a microcrystalline silicon-based thin film photoelectric conversion layer. As shown in FIG. 1-3, the P-type crystalline semiconductor layer 9, which is the first conductivity type semiconductor layer 9 from the first power generation layer 7 side, An I-type crystalline semiconductor layer 10 which is a two-conductivity type semiconductor layer and an N-type crystalline semiconductor layer 11 which is a third conductivity-type semiconductor layer are provided. Examples of the second power generation layer 12 include a P-type microcrystalline silicon film (μc-Si film), an I-type microcrystalline silicon film (μc-Si film), and an N-type power generation layer from the first power generation layer 7 side. A stacked film in which a microcrystalline silicon film (μc-Si film) is stacked can be given.

中間層８は、第１発電層７と第２発電層１２との間に配置された透明導電膜からなる低抵抗層である。中間層８は、光透過性および光反射性の双方の特性を有し、かつ導電性を有する膜により構成される。中間層８はＩ型非晶質半導体層５に入射した光を反射させることができるため、Ｉ型非晶質半導体層５の実効膜厚を増大させる効果があり、第１発電層７と第２発電層１２との出力電流密度を調節し、モジュール特性を向上させることができる。このような中間層としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等の膜を用いることができる。 The intermediate layer 8 is a low-resistance layer made of a transparent conductive film disposed between the first power generation layer 7 and the second power generation layer 12. The intermediate layer 8 is composed of a film having both light-transmitting and light-reflecting characteristics and conductivity. Since the intermediate layer 8 can reflect the light incident on the I-type amorphous semiconductor layer 5, there is an effect of increasing the effective film thickness of the I-type amorphous semiconductor layer 5. The output current density with the two power generation layers 12 can be adjusted to improve the module characteristics. As such an intermediate layer, a film of zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), silicon monoxide (SiO), or the like can be used.

裏面反射電極層１３は、第１発電層７および第２発電層１２と異なる形状・位置でパターニングされたアルミニウム（Ａｌ）膜により構成されている。なお、本実施の形態では裏面反射電極層１３としてアルミニウム（Ａｌ）膜を形成するが、裏面反射電極層１３はこれに限定されるものではなく、金属電極として高反射率を有する銀（Ａｇ）を用いてもよく、またこれらを積層して形成してもよい。また、シリコンへの金属拡散を防止するために酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等の透明導電膜を形成してもよい。 The back surface reflective electrode layer 13 is composed of an aluminum (Al) film patterned in a shape and position different from those of the first power generation layer 7 and the second power generation layer 12. In this embodiment, an aluminum (Al) film is formed as the back surface reflective electrode layer 13, but the back surface reflective electrode layer 13 is not limited to this, and silver (Ag) having a high reflectance as a metal electrode. May be used, or these may be laminated. Further, a transparent conductive film such as zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), or tin oxide (SnO 2 ) may be formed in order to prevent metal diffusion into silicon.

また、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面には、高抵抗層１４が形成されている。この高抵抗層１４は、第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成時に低抵抗層であるＰ型結晶質半導体層９、透明導電膜からなる低抵抗層である中間層８や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化したＩ型非晶質半導体層５やＩ型結晶質半導体層１０が第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に付着して形成された低抵抗層が酸化されて、高抵抗化された層である。   A high resistance layer 14 is formed on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3. The high-resistance layer 14 is melted by a laser when the third groove (separation groove) D3 is formed, a P-type crystalline semiconductor layer 9 that is a low-resistance layer, an intermediate layer 8 that is a low-resistance layer made of a transparent conductive film, or a laser. The low resistance layer formed by the crystallized low resistance I-type amorphous semiconductor layer 5 or I-type crystalline semiconductor layer 10 attached to the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 is oxidized. Thus, the layer has a high resistance.

第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に低抵抗層が形成され、この低抵抗層が裏面反射電極層１３と接触すると、発電層から裏面反射電極層１３への電流リーク（サイドリーク）が生じ、モジュール変換効率が低下する原因となる。しかしながら、このモジュール１では、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に高抵抗層１４が形成されているため、サイドリーク電流が流れなくなり、モジュール変換効率の低下を防止することができる。   When a low resistance layer is formed on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 and this low resistance layer comes into contact with the back surface reflection electrode layer 13, current leakage (side leakage) from the power generation layer to the back surface reflection electrode layer 13 occurs. This causes the module conversion efficiency to decrease. However, in this module 1, since the high resistance layer 14 is formed on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3, the side leakage current does not flow, and the reduction in module conversion efficiency can be prevented.

ここで、このような実施の形態１にかかるモジュール１の動作の概略について説明する。透光性絶縁基板２の裏面（セルＣが形成されていない方の面）から太陽光が入射すると、第１発電層７および第２発電層１２で自由キャリアが生成され、電流が発生する。各セルＣで発生した電流は、透明電極層３と裏面反射電極層１３とを介して隣接するセルＣに流れ込み、モジュール１全体の発電電流を生成する。   Here, an outline of the operation of the module 1 according to the first embodiment will be described. When sunlight enters from the back surface of the translucent insulating substrate 2 (the surface on which the cell C is not formed), free carriers are generated in the first power generation layer 7 and the second power generation layer 12, and a current is generated. The current generated in each cell C flows into the adjacent cell C via the transparent electrode layer 3 and the back surface reflective electrode layer 13, and generates a generated current for the entire module 1.

以上のように構成された実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に高抵抗層１４を備えるため、発電層から裏面反射電極層１３への電流リーク（サイドリーク）が防止され、発電層から裏面反射電極層１３へサイドリーク電流が流れることがない。したがって、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因したモジュール変換効率の低下が防止され、高いモジュール変換効率が得られる高品質のタンデム型薄膜太陽電池が実現されている。   According to the tandem-type thin film solar cell according to the first embodiment configured as described above, the high resistance layer 14 is provided on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3. Current leakage (side leakage) to 13 is prevented, and side leakage current does not flow from the power generation layer to the back reflective electrode layer 13. Therefore, according to the tandem-type thin film solar cell according to the first embodiment, it is possible to prevent the module conversion efficiency from being lowered due to the side leak on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3, and to obtain a high module conversion efficiency. High-quality tandem-type thin film solar cells that can be produced have been realized.

つぎに、上記のように構成された実施の形態１にかかるモジュール１の製造方法について説明する。図２−１〜図２−７は、実施の形態１にかかるモジュール１の製造工程を説明するための断面図であり、図１−３に対応する断面図である。   Next, a method for manufacturing the module 1 according to the first embodiment configured as described above will be described. FIGS. 2-1 to 2-7 are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the module 1 according to the first embodiment, and are cross-sectional views corresponding to FIGS. 1-3.

はじめに透光性絶縁基板２を準備する。透光性絶縁基板２としては、例えば平板状のガラス基板を用いる（以下ガラス基板２と記載）。本実施の形態では、ガラス基板２として無アルカリガラス基板を用いた場合について説明する。また、ガラス基板２として安価な青板ガラス基板を用いてもよいが、この場合には基板からのアルカリ成分の拡散を防止するためにプラズマ化学気相成長（ＰＣＶＤ）法によりアンダーコート層としてＳｉＯ２膜を１００ｎｍ程度の膜厚で形成するのがよい。 First, the translucent insulating substrate 2 is prepared. As the translucent insulating substrate 2, for example, a flat glass substrate is used (hereinafter referred to as a glass substrate 2). In the present embodiment, a case where an alkali-free glass substrate is used as the glass substrate 2 will be described. In addition, an inexpensive blue plate glass substrate may be used as the glass substrate 2. In this case, in order to prevent the diffusion of an alkali component from the substrate, SiO 2 is formed as an undercoat layer by a plasma chemical vapor deposition (PCVD) method. The film is preferably formed with a thickness of about 100 nm.

次に、ガラス基板２の一面側に、第１の電極層となる透明電極層３を形成する（図２−１）。透明電極層３としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）をドーパントとして含む酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜をＤＣスパッタリング法で堆積形成する。   Next, the transparent electrode layer 3 to be the first electrode layer is formed on one surface side of the glass substrate 2 (FIG. 2-1). As the transparent electrode layer 3, for example, a zinc oxide (ZnO) film containing aluminum (Al) as a dopant is deposited and formed by a DC sputtering method.

なお、本実施の形態では透明電極層３としてＡｌドーパントしたＺｎＯ膜を用いるが、透明電極層３はこれに限定されることなく、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ホウ素（Ｂ）、イットリウム（Ｙ）、シリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）から選択した少なくとも１種類以上の元素を用いたＺｎＯ膜またはこれらを積層して形成した透明導電膜であってもよく、光透過性を有している透明導電膜であればよい。また、ＺｎＯ膜以外に、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）の何れかを主成分とする材料からなる膜を使用しても良い。 In this embodiment, a ZnO film doped with Al is used as the transparent electrode layer 3. However, the transparent electrode layer 3 is not limited to this, and aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In) are used as dopants. , Boron (B), yttrium (Y), silicon (Si), zirconium (Zr), ZnO film using at least one element selected from titanium (Ti), or a transparent conductive film formed by laminating these films Any transparent conductive film having light transparency may be used. In addition to the ZnO film, a film made of a material mainly containing either indium oxide (In 2 O 3 ) or tin oxide (SnO 2 ) may be used.

また、上記においてはＤＣスパッタリング法により透明電極層３を形成する場合について説明したが、透明電極層３の形成方法はこれに限定されるものではなく、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの物理的方法や、スプレー法、ディップ法、ＣＶＤ法などの化学的方法を用いても良い。   In the above description, the transparent electrode layer 3 is formed by the DC sputtering method. However, the method for forming the transparent electrode layer 3 is not limited to this, and physical methods such as a vacuum deposition method and an ion plating method are used. Alternatively, a chemical method such as a spray method, a dip method, or a CVD method may be used.

次に、透明電極層３の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して、透明電極層３を短冊状にパターニングし、複数の透明電極層３に分離する（図２−２）。透明電極層３のパターニングは、レーザスクライブ法により、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１を形成することで行う。なお、このようにガラス基板２上に基板面内で互いに分離された複数の透明電極層３を得るには、写真製版などで形成したレジストマスクを用いてエッチングする方法や、メタルマスクを用いた蒸着法などの方法でも可能である。   Next, a part of the transparent electrode layer 3 is cut and removed in a stripe shape in a direction substantially parallel to the transversal direction of the translucent insulating substrate 2, and the transparent electrode layer 3 is patterned into a strip shape to obtain a plurality of transparent The electrode layer 3 is separated (FIG. 2-2). The patterning of the transparent electrode layer 3 is performed by forming a first stripe D1 extending in a direction substantially parallel to the transversal direction of the translucent insulating substrate 2 and reaching the translucent insulating substrate 2 by laser scribing. Do by forming. In order to obtain a plurality of transparent electrode layers 3 separated from each other within the substrate surface on the glass substrate 2 in this way, a method of etching using a resist mask formed by photolithography or the like, or a metal mask was used. A method such as vapor deposition is also possible.

次に、第１の溝Ｄ１を含む透明電極層３上に第１発電層７をプラズマＣＶＤ法により形成する。本実施の形態では、第１発電層７として、透明電極層３側からＰ型のアモルファス炭化シリコン膜（ａ−ＳｉＣ膜）４、Ｉ型のアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）５、Ｎ型のアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）６を順次形成する（図２−３）。   Next, the first power generation layer 7 is formed on the transparent electrode layer 3 including the first groove D1 by a plasma CVD method. In the present embodiment, as the first power generation layer 7, a P-type amorphous silicon carbide film (a-SiC film) 4, an I-type amorphous silicon film (a-Si film) 5, an N-type from the transparent electrode layer 3 side. Amorphous silicon films (a-Si films) 6 are sequentially formed (FIGS. 2-3).

次に、第１発電層７上に、中間層８として酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜を形成する（図２−３）。続いて、中間層８に第２発電層１２をＰＣＶＤ法により形成する（図２−３）。本実施の形態では、第２発電層１２として、第１発電層７側からＰ型の微結晶シリコン膜（μｃ−Ｓｉ膜）９、Ｉ型の微結晶シリコン膜（μｃ−Ｓｉ膜）１０、Ｎ型の微結晶シリコン膜（μｃ−Ｓｉ膜）１１を順次形成する。   Next, a zinc oxide (ZnO) film is formed as the intermediate layer 8 on the first power generation layer 7 (FIGS. 2-3). Subsequently, the second power generation layer 12 is formed on the intermediate layer 8 by the PCVD method (FIG. 2-3). In the present embodiment, as the second power generation layer 12, a P-type microcrystalline silicon film (μc-Si film) 9, an I-type microcrystalline silicon film (μc-Si film) 10 from the first power generation layer 7 side, N-type microcrystalline silicon film (μc-Si film) 11 is sequentially formed.

そして、このようにして積層形成された第２発電層１２、中間層８および第１発電層７に、透明電極層３と同様にレーザスクライブによってパターニングを施す（図２−４）。すなわち、第２発電層１２、中間層８および第１発電層７の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して、第２発電層１２、中間層８および第１発電層７を短冊状にパターニングし、分離する。第２発電層１２、中間層８および第１発電層７のパターニングは、レーザスクライブ法により、第１の溝Ｄ１と異なる箇所に、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝（接続溝）Ｄ２を形成することで行う。第２の溝（接続溝）Ｄ２の形成後、第２の溝（接続溝）Ｄ２内に付着している飛散物を高圧水洗浄、メガソニック洗浄、あるいはブラシ洗浄により除去する。   Then, the second power generation layer 12, the intermediate layer 8, and the first power generation layer 7 thus laminated are patterned by laser scribing similarly to the transparent electrode layer 3 (FIGS. 2-4). That is, the second power generation layer 12, the intermediate layer 8, and a part of the first power generation layer 7 are cut and removed in a stripe shape in a direction substantially parallel to the short direction of the translucent insulating substrate 2. 12. The intermediate layer 8 and the first power generation layer 7 are patterned into strips and separated. Patterning of the second power generation layer 12, the intermediate layer 8, and the first power generation layer 7 is performed in a direction substantially parallel to the short direction of the translucent insulating substrate 2 at a location different from the first groove D1 by a laser scribing method. This is performed by forming a stripe-like second groove (connection groove) D2 extending and reaching the transparent electrode layer 3. After the formation of the second groove (connection groove) D2, the scattered matter adhering in the second groove (connection groove) D2 is removed by high-pressure water cleaning, megasonic cleaning, or brush cleaning.

次に、第２発電層１２上および第２の溝（接続溝）Ｄ２内に第２の電極層となる裏面反射電極層１３をスパッタリング法により形成する（図２−５）。裏面反射電極層１３としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜をスパッタリング法で堆積形成する。本実施の形態では裏面反射電極層１３としてアルミニウム（Ａｌ）膜を形成するが、裏面反射電極層１３はこれに限定されるものではなく、金属電極として高反射率を有する銀（Ａｇ）を用いてもよく、またこれらを積層して形成してもよい。また、シリコンへの金属拡散を防止するために酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等の透明導電膜を形成してもよい。 Next, the back reflective electrode layer 13 to be the second electrode layer is formed by sputtering on the second power generation layer 12 and in the second groove (connection groove) D2 (FIGS. 2-5). As the back surface reflective electrode layer 13, for example, an aluminum (Al) film is deposited by sputtering. In this embodiment, an aluminum (Al) film is formed as the back surface reflective electrode layer 13, but the back surface reflective electrode layer 13 is not limited to this, and silver (Ag) having a high reflectance is used as the metal electrode. Alternatively, these may be laminated. Further, a transparent conductive film such as zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), or tin oxide (SnO 2 ) may be formed in order to prevent metal diffusion into silicon.

裏面反射電極層１３の形成後、裏面反射電極層１３、第２発電層１２、中間層８および第１発電層７の一部を絶縁性透光基板１の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して短冊状にパターニングして複数のセルＣに分離する（図２−６）。パターニングは、レーザスクライブ法により、第１の溝Ｄ１および第２の溝（接続溝）Ｄ２とは異なる箇所に、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透明電極層３に達するストライプ状の第３の溝（分離溝）Ｄ３を形成することで行う。なお、反射率の高い裏面反射電極層１３にレーザを直接吸収させるのは困難なので、半導体層（第１発電層７、第２発電層１２）にレーザ光エネルギーを吸収させて、半導体層（第１発電層７、第２発電層１２）とともに裏面反射電極層１３を局所的に吹き飛ばすことによって複数のセルＣに対応させて分離される。   After the formation of the back surface reflective electrode layer 13, a part of the back surface reflective electrode layer 13, the second power generation layer 12, the intermediate layer 8, and the first power generation layer 7 are arranged in a direction substantially parallel to the short side direction of the insulating translucent substrate 1. It is cut and removed into stripes, patterned into strips, and separated into a plurality of cells C (FIGS. 2-6). Patterning is performed by laser scribing and extending in a direction substantially parallel to the transversal insulating substrate 2 in a direction different from the first groove D1 and the second groove (connection groove) D2. This is done by forming a striped third groove (separation groove) D3 reaching the electrode layer 3. In addition, since it is difficult to directly absorb the laser in the back reflective electrode layer 13 having a high reflectance, the laser light energy is absorbed in the semiconductor layers (the first power generation layer 7 and the second power generation layer 12), and the semiconductor layer (the first power generation layer 7). The back reflective electrode layer 13 is blown locally together with the first power generation layer 7 and the second power generation layer 12) to be separated corresponding to the plurality of cells C.

第３の溝（分離溝）Ｄ３を形成する際、低抵抗層であるＰ型結晶質半導体層９、透明導電膜からなる低抵抗層である中間層８や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化したＩ型非晶質半導体層５やＩ型結晶質半導体層１０が第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に付着して低抵抗層１４ａとなる（図２−６）。この低抵抗層１４ａが裏面反射電極層１３と接触すると、発電層から裏面反射電極層１３への電流リーク（サイドリーク）が生じ、モジュール変換効率が低下する原因となる。そこで第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に付着している低抵抗層１４ａを酸化して高抵抗化することで、サイドリーク電流が流れなくなり、モジュール変換効率の低下を防止することができる。   When the third groove (separation groove) D3 is formed, the P-type crystalline semiconductor layer 9 which is a low-resistance layer, the intermediate layer 8 which is a low-resistance layer made of a transparent conductive film, and a low melting and crystallization by a laser are used. Resistive I-type amorphous semiconductor layer 5 and I-type crystalline semiconductor layer 10 adhere to the side wall surface of third groove (separation groove) D3 to form low-resistance layer 14a (FIG. 2-6). When the low resistance layer 14a comes into contact with the back surface reflective electrode layer 13, a current leak (side leak) from the power generation layer to the back surface reflective electrode layer 13 occurs, which causes a decrease in module conversion efficiency. Therefore, after the third groove (separation groove) D3 is formed, the low resistance layer 14a attached to the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 is oxidized to increase the resistance, so that the side leakage current is increased. It is possible to prevent a decrease in module conversion efficiency.

以下、低抵抗層１４ａの酸化処理（高抵抗化処理）工程について説明する。低抵抗層１４ａの酸化処理は、光陽極酸化反応を利用して行う。シリコンは、アンモニア水、およびアンモニア水に塩化ナトリウム、など解離を補助する強酸塩を添加した溶液中に浸漬し、光を照射したり、電圧をかけて陽子を供給すると、下記の式（１）に示すような反応によりシリコンが酸化されることが判っている。   Hereinafter, an oxidation treatment (high resistance treatment) step of the low resistance layer 14a will be described. The oxidation treatment of the low resistance layer 14a is performed using a photoanodic oxidation reaction. Silicon is immersed in a solution of ammonia water and a solution containing strong acid salt that assists dissociation such as sodium chloride in ammonia water, and when protons are supplied by applying light or applying voltage, the following formula (1) It is known that silicon is oxidized by the reaction shown in FIG.

Ｓｉ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＋ ４ｐ＋ → ＳｉＯ２ ＋ ４Ｈ＋ ・・・（１） Si + 2H 2 O + 4p + → SiO 2 + 4H + (1)

通常はシリコンに光照射しただけでは、１０ｎｍ程度のシリコン酸化層が形成されると酸化反応は飽和状態になる。このため、５ボルト〜数十ボルト程度の電圧をかけて酸化反応を促進させることにより、シリコン酸化層である高抵抗層１４の膜厚を厚くする。しかし、薄膜太陽電池は光を吸収して発電する特性を有し、本実施の形態においてはこの特性を利用して酸化処理を行うので、別途電圧を印加する必要が無く、光を照射するだけで短時間に１０ｎｍ以上の膜厚のシリコン酸化層を得ることができる。ここでは、このような薄膜太陽電池の発電により光酸化反応が促進された光酸化反応を光陽極酸化反応と呼ぶ。   Normally, when only silicon is irradiated with light, the oxidation reaction becomes saturated when a silicon oxide layer of about 10 nm is formed. For this reason, the film thickness of the high resistance layer 14 which is a silicon oxide layer is increased by applying a voltage of about 5 volts to several tens of volts to promote the oxidation reaction. However, the thin-film solar cell has a characteristic of generating light by absorbing light. In this embodiment, since the oxidation treatment is performed using this characteristic, it is not necessary to separately apply a voltage, and only light is irradiated. Thus, a silicon oxide layer having a thickness of 10 nm or more can be obtained in a short time. Here, the photooxidation reaction in which the photooxidation reaction is accelerated by the power generation of such a thin film solar cell is referred to as a photoanodic oxidation reaction.

低抵抗層１４ａの酸化処理（高抵抗化処理）の手順は、以下の通りである。図３は、光陽極酸化処理を行う酸化処理装置の構成を示す模式図である。モジュール１は、短冊状のセルＣを直列に接続して構成しているので、通常、モジュール化するときに用いる取り出し下部電極１５および取り出し上部電極１６にそれぞれ下部電極端子１７と上部電極端子１８を接続すれば容易に処理は可能であるが、各セルＣにかかる電圧が不均一であると、シリコン酸化層の膜厚も不均一になるので、シリコン酸化層の膜厚をより均一にするために、図３に示すように上部電極端子１８を各セルＣに並列に繋ぐ接続法が有効である。   The procedure of oxidation treatment (high resistance treatment) of the low resistance layer 14a is as follows. FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an oxidation processing apparatus that performs photoanodic oxidation. Since the module 1 is configured by connecting strip-shaped cells C in series, the lower electrode terminal 17 and the upper electrode terminal 18 are usually provided on the extraction lower electrode 15 and the extraction upper electrode 16 that are used when modularized, respectively. Although it is possible to easily process if connected, if the voltage applied to each cell C is not uniform, the film thickness of the silicon oxide layer also becomes non-uniform, so that the film thickness of the silicon oxide layer is made more uniform. In addition, a connection method in which the upper electrode terminal 18 is connected to each cell C in parallel as shown in FIG. 3 is effective.

下部電極端子１７と上部電極端子１８とを電極に接続したモジュール１を、貯留部である酸化処理槽１９に貯留された酸化処理液であるアルカリ性水酸化アンモニウム水溶液２０に浸漬する。酸化処理槽１９は、少なくとも底面が透光性材料により構成されている。モジュール１は、光照射側である透光性絶縁基板２側を下にしてアルカリ性水酸化アンモニウム水溶液２０に浸漬される。   The module 1 in which the lower electrode terminal 17 and the upper electrode terminal 18 are connected to electrodes is immersed in an aqueous alkaline ammonium hydroxide solution 20 that is an oxidation treatment liquid stored in an oxidation treatment tank 19 that is a storage part. At least the bottom surface of the oxidation treatment tank 19 is made of a translucent material. The module 1 is immersed in the alkaline ammonium hydroxide aqueous solution 20 with the light-transmitting insulating substrate 2 side, which is the light irradiation side, facing down.

そして、キセノンランプやハロゲンランプなどの光源としての光照射用ランプ２１により酸化処理槽１９の底面側からモジュール１に対して光照射を行い、モジュール１で発電させ、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面にある低抵抗層１４ａを光陽極酸化して、高抵抗層１４を形成する（図２−７）。例えばハロゲンランプを用いて、波長５５０ｎｍで光量４０μＷに調節した光を５分照射すると、低抵抗層１４ａが酸化されて、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に膜厚約１０ｎｍのシリコン酸化層である高抵抗層１４が形成される。照射する光の波長領域、光量、照射時間は、酸化処理を行う太陽電池セルの光吸収特性および電気特性、所望するシリコン酸化層厚に応じて設定すればよい。なお、本実施の形態のように発電層がタンデム構造を有する場合は、高抵抗層１４の電気抵抗値は、タンデム構造を構成する複数の単位発電層に含まれる第２導電型半導体層であるＩ型非晶質半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値とされる。本実施の形態では、高抵抗層１４の電気抵抗値は、Ｉ型非晶質半導体層５の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値とされる。   Then, the module 1 is irradiated with light from the bottom surface side of the oxidation treatment tank 19 by a light irradiation lamp 21 as a light source such as a xenon lamp or a halogen lamp, and the module 1 generates power, and a third groove (separation groove). The low resistance layer 14a on the side wall surface of D3 is photoanodized to form the high resistance layer 14 (FIGS. 2-7). For example, when a halogen lamp is used to irradiate light adjusted to a light quantity of 40 μW at a wavelength of 550 nm for 5 minutes, the low resistance layer 14a is oxidized, and silicon having a film thickness of about 10 nm is formed on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3. A high resistance layer 14 which is an oxide layer is formed. What is necessary is just to set the wavelength area | region, light quantity, and irradiation time of the light to irradiate according to the light absorption characteristic and electrical characteristic of the photovoltaic cell which oxidize, and the desired silicon oxide layer thickness. When the power generation layer has a tandem structure as in the present embodiment, the electrical resistance value of the high resistance layer 14 is the second conductivity type semiconductor layer included in the plurality of unit power generation layers constituting the tandem structure. The electric resistance value is larger than the maximum electric resistance value among the electric resistance values of the I-type amorphous semiconductor layer. In the present embodiment, the electrical resistance value of the high resistance layer 14 is set to be larger than the electrical resistance value of the I-type amorphous semiconductor layer 5.

酸化処理液にはアルカリ溶液が用いられ、このアルカリ溶液としては、ｐＨ１０〜ｐＨ１２、導電率が０．１ｍＳ／ｃｍ〜１．５ｍＳ／ｃｍという特性を示すアルカリ水溶液を用いる。このようなアルカリ溶液として、例えばアンモニア水溶液（０．０２ｗｔ％〜５ｗｔ％）、またはエチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ブチルアミンなどの有機アミン化合物の水溶液を用いることができる。また、これら有機アミン化合物を有機溶媒−水混合系または有機溶媒系の溶媒との混合液を用いることもできる。有機溶媒−水混合系または有機溶媒系の溶媒としては、メタノール−水混合液またはエタノール−水混合液、エタノール、エタノール−酢酸混合液、エタノール−安息香酸混合液などが挙げられる。   An alkaline solution is used as the oxidation treatment liquid. As the alkaline solution, an alkaline aqueous solution having characteristics of pH 10 to pH 12 and conductivity of 0.1 mS / cm to 1.5 mS / cm is used. As such an alkaline solution, for example, an aqueous ammonia solution (0.02 wt% to 5 wt%) or an aqueous solution of an organic amine compound such as ethylamine, diethylamine, triethanolamine, triethylamine, tributylamine, and butylamine can be used. In addition, a mixture of these organic amine compounds with an organic solvent-water mixed system or an organic solvent based solvent may be used. Examples of the organic solvent-water mixed solvent or the organic solvent-based solvent include a methanol-water mixed solution or an ethanol-water mixed solution, ethanol, an ethanol-acetic acid mixed solution, and an ethanol-benzoic acid mixed solution.

また、アンモニア水溶液に０．０１Ｍ程度の塩化ナトリウムなどの強酸塩を加えると、ｐＨはそのままに水溶液の導電率が向上し、酸化反応を促進することができる。用いる水溶液の種類、および濃度は、形成する酸化膜の膜厚および処理時間などによって決まり、目的に応じて最適化すればよい。酸化反応は、できるだけ反応速度を遅くした方が、より緻密は酸化膜を形成できる。したがって、反応速度に作用する因子であるｐＨ、光量、処理温度は目的とする酸化膜の膜厚を所定の時間内で得られる範囲内で、より反応速度が遅くなるように設定することが好ましい。すなわち、ｐＨはより中性に近く、光量はより少なく、処理温度は１０℃〜５０℃の間でより低くなるように設定することが好ましい。   When a strong acid salt such as sodium chloride of about 0.01M is added to the aqueous ammonia solution, the conductivity of the aqueous solution can be improved while maintaining the pH, and the oxidation reaction can be promoted. The type and concentration of the aqueous solution to be used are determined by the thickness of the oxide film to be formed and the processing time, and may be optimized according to the purpose. The oxidation reaction can be more densely formed by reducing the reaction rate as much as possible. Therefore, it is preferable to set the pH, the light amount, and the processing temperature, which are factors affecting the reaction rate, so that the reaction rate becomes slower within a range in which the target oxide film thickness can be obtained within a predetermined time. . That is, it is preferable to set so that the pH is closer to neutrality, the amount of light is smaller, and the processing temperature is lower between 10 ° C. and 50 ° C.

低抵抗層１４ａの酸化処理、すなわち高抵抗層１４の形成が完了した後、モジュール１を酸化処理槽１９から取り出し、例えば水洗ノズルから高圧水あるいはメガソニック水を噴射して酸化処理液を除去し、エアナイフにより乾燥する。以上により、図１−１〜図１−３に示すようなセルＣを有するモジュール１が完成する。   After the oxidation treatment of the low resistance layer 14a, that is, the formation of the high resistance layer 14 is completed, the module 1 is taken out from the oxidation treatment tank 19, and the oxidation treatment liquid is removed by jetting high pressure water or megasonic water from a water washing nozzle, for example. Dry with an air knife. Thus, the module 1 having the cell C as shown in FIGS. 1-1 to 1-3 is completed.

上述したように、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造方法によれば、通常の光照射しただけの光酸化に、さらにモジュール１自体による発電による電圧印加を利用することにより酸化処理液の解離を促進し、陽子（ｐ＋）の供給量を増加させて光陽極酸化処理を行うため、酸化処理液に浸漬したモジュールに光照射するだけで光酸化反応が促進され、容易且つ効率的に第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面にある低抵抗層１４ａを光陽極酸化して、高抵抗層１４を形成することができる。したがって、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造方法によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因したモジュール変換効率の低下が防止された、高いモジュール変換効率が得られる高品質のタンデム型薄膜太陽電池を効率的に製造することができる。 As described above, according to the manufacturing method of the tandem-type thin film solar cell according to the first embodiment, the oxidation treatment is performed by using the voltage application by the power generation by the module 1 itself in addition to the normal photo-oxidation only by the light irradiation. Since the liquid dissociation is promoted and the supply amount of protons (p + ) is increased to perform the photoanodic oxidation treatment, the photooxidation reaction is promoted simply by irradiating light to the module immersed in the oxidation treatment liquid. In particular, the high resistance layer 14 can be formed by photoanodic oxidation of the low resistance layer 14a on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3. Therefore, according to the manufacturing method of the tandem-type thin film solar cell according to the first embodiment, a high module in which a decrease in module conversion efficiency due to a side leak in the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 is prevented. A high-quality tandem-type thin film solar cell capable of obtaining conversion efficiency can be efficiently manufactured.

また、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造方法によれば、デバイス構造を複雑化する必要が無いため従来のデバイス構造にそのまま適用することが可能であり。また、光陽極酸化反応を用いるので、高抵抗層１４が形成されるにつれて低抵抗層１４ａへの酸素の供給が低減し、低抵抗層１４ａへの酸素の供給が無くなった時点で自動的に酸化反応が終了するため、酸化反応の終点検出も簡易であり、膜厚が均一であり且つ良好な絶縁性を有する高抵抗の側壁面を第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁に形成して、サイドリーク電流を防止することが可能である。   Moreover, according to the manufacturing method of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1, since it is not necessary to make a device structure complicated, it is possible to apply to the conventional device structure as it is. Further, since the photoanodic oxidation reaction is used, the supply of oxygen to the low resistance layer 14a decreases as the high resistance layer 14 is formed, and the oxidation is automatically performed when the supply of oxygen to the low resistance layer 14a ceases. Since the reaction is completed, it is easy to detect the end point of the oxidation reaction, and a high resistance side wall surface having a uniform film thickness and good insulation is formed on the side wall of the third groove (separation groove) D3. Side leakage current can be prevented.

また、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造方法によれば、酸化処理液中での光陽極酸化反応を用いるので、酸化処理液接触していて酸化可能な箇所は、すべて等方的に酸化反応が進む。したがって、例えば第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面において、レーザスクライブに起因して発電層を構成する膜が剥がれた剥離部が発生していた場合でも、剥離部と高抵抗層１４との界面近傍の領域も酸化されて絶縁されるので、剥離部と裏面反射電極層１３との接触によりリーク電流が流れること防止することも可能である。すなわち、ウエット処理により等方的に光陽極酸化反応が進むので、レーザスクライブに起因した発電層の剥離部に露出した低抵抗層１４ａも酸化され、レーザスクライブにより発生するパターン欠陥のリペア機能を有する。   Moreover, according to the manufacturing method of the tandem-type thin film solar cell according to the first embodiment, since the photoanodic oxidation reaction in the oxidation treatment liquid is used, all the parts that are in contact with the oxidation treatment liquid and can be oxidized are isotropic. The oxidation reaction proceeds. Therefore, for example, even in the case where a peeling portion is generated on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 due to the laser scribe, the peeling portion and the high resistance layer 14 Since the region in the vicinity of the interface is also oxidized and insulated, it is possible to prevent leakage current from flowing due to contact between the peeled portion and the back surface reflective electrode layer 13. That is, since the photoanodic oxidation reaction proceeds isotropically by the wet process, the low resistance layer 14a exposed to the peeling portion of the power generation layer caused by the laser scribe is also oxidized, and has a repair function for pattern defects generated by the laser scribe. .

また、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造方法は、ウエット処理工程であるため、レーザスクライブ後の洗浄処理と連続して処理することが可能であり、効率的な処理が可能である。   Moreover, since the manufacturing method of the tandem-type thin film solar cell according to the first embodiment is a wet processing step, it can be processed continuously with the cleaning processing after laser scribing, and efficient processing is possible. is there.

また、透明電極層３と裏面反射電極層１３とを電気的に接続するので、酸化処理と併せてレーザスクライブ後のパターン不良検査を行うことも可能であり、工程間の作業の連続性を維持することできる。これにより、効率的に且つ製造スループットの低下を招くことなく、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に高抵抗層１４を形成することができる。   In addition, since the transparent electrode layer 3 and the back reflective electrode layer 13 are electrically connected, it is possible to perform pattern defect inspection after laser scribing together with oxidation treatment, and maintain continuity of operations between processes. Can do. Thereby, the high resistance layer 14 can be formed on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 efficiently and without causing a decrease in manufacturing throughput.

したがって、上述した本実施の形態にかかるタンデム型薄膜太陽電池によれば、製造スループットの低下や電気的な接続不良を引き起こすことなくサイドリーク電流を防止して、高いモジュール変換効率が得られる高品質のタンデム型薄膜太陽電池を製造することができる。   Therefore, according to the tandem-type thin film solar cell according to the above-described embodiment, the high quality that prevents the side leakage current without causing a decrease in manufacturing throughput and poor electrical connection and provides high module conversion efficiency. The tandem-type thin film solar cell can be manufactured.

なお、上記においてはタンデム型薄膜太陽電池であるモジュール１について説明したが、本発明はタンデム型薄膜太陽電池に限定されず、薄膜太陽電池であれば、タンデム型以外のアモルファスシリコンあるいは微結晶シリコンのシングルセルでも同様に適用可能である。   Although the module 1 which is a tandem thin film solar cell has been described above, the present invention is not limited to the tandem thin film solar cell, and the thin film solar cell may be made of amorphous silicon or microcrystalline silicon other than the tandem thin film solar cell. The same applies to a single cell.

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池であるモジュール１を製造する薄膜太陽電池の製造装置について説明する。図４は、実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池であるモジュール１を製造する薄膜太陽電池の製造装置を説明するための模式図である。 Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a thin-film solar cell manufacturing apparatus that manufactures the module 1 that is the tandem-type thin-film solar cell according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a thin-film solar cell manufacturing apparatus for manufacturing the module 1 that is the tandem-type thin-film solar cell according to the first embodiment.

図４に示すように、実施の形態２にかかる薄膜太陽電池の製造装置は、第３の溝（分離溝）Ｄ３を形成後のモジュール１の洗浄を行う洗浄部２２と、モジュール１の電気特性を測定してパターン不良（接続不良）の有無を検査する欠陥検査部２３と、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面の低抵抗層１４ａの酸化処理（高抵抗層１４の形成処理）を行う光陽極酸化処理部２４と、がこの順で隣接して連続的に配置されている。以下、この薄膜太陽電池の製造装置での処理について説明する。   As shown in FIG. 4, the thin-film solar cell manufacturing apparatus according to the second embodiment includes a cleaning unit 22 that cleans the module 1 after the third groove (separation groove) D <b> 3 is formed, and the electrical characteristics of the module 1. And a defect inspection section 23 for inspecting the presence or absence of a pattern defect (connection defect), and an oxidation treatment of the low resistance layer 14a on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 (formation process of the high resistance layer 14) And the photoanodic oxidation processing unit 24 for performing the above are continuously arranged adjacent to each other in this order. Hereinafter, the process in the manufacturing apparatus of this thin film solar cell is demonstrated.

実施の形態１において説明したように、透光性絶縁基板２上に透明電極層３、第１発電層７、中間層８、第２発電層１２、裏面反射電極層１３を形成し、レーザスクライブによって第３の溝（分離溝）Ｄ３を形成したモジュール１を、レーザスクライブ時に付着した飛散物を洗浄部２２において水洗ノズルＡ２５により高圧水またはメガソニック水などを噴射して除去し、さらにエアナイフＡ２６により乾燥する。   As described in the first embodiment, the transparent electrode layer 3, the first power generation layer 7, the intermediate layer 8, the second power generation layer 12, and the back surface reflective electrode layer 13 are formed on the translucent insulating substrate 2 and laser scribe is performed. The module 1 in which the third groove (separation groove) D3 is formed is removed by spraying high-pressure water or megasonic water with a washing nozzle A25 in the washing section 22 by the washing nozzle 22 in the washing section 22, and further using the air knife A26. To dry.

次に、欠陥検査部２３において、透明電極層３に下部電極端子１７を、裏面反射電極層１３に上部電極端子１８をそれぞれ取り付けて電圧を印加し、流れる電流に基づいて電気特性を測定してリーク電流の有無をチェックし、レーザスクライブによるパターン不良（接続不良）の有無を検査する。   Next, in the defect inspection section 23, the lower electrode terminal 17 is attached to the transparent electrode layer 3 and the upper electrode terminal 18 is attached to the back surface reflective electrode layer 13 to apply a voltage, and the electrical characteristics are measured based on the flowing current. The presence or absence of leakage current is checked, and the presence or absence of pattern failure (connection failure) due to laser scribing is inspected.

この時点でパターン不良が確認された場合は、リペア処理へと移動する。また、パターン不良が無いないことが確認された場合は、各電極端子を付けたままの状態でモジュール１を光陽極酸化処理部２４へと搬送し、酸化処理槽１９内の酸化処理液にモジュール１を浸漬させ、光照射を行って光陽極酸化処理を実施する。   If a pattern defect is confirmed at this point, the process proceeds to the repair process. If it is confirmed that there is no pattern defect, the module 1 is transported to the photoanodic oxidation section 24 with each electrode terminal attached, and the module is added to the oxidation treatment liquid in the oxidation treatment tank 19. 1 is immersed, and light irradiation is performed to perform photoanodic oxidation.

光陽極酸化処理が終了した後、各電極端子をモジュール１から外して洗浄処理槽２７へ搬送し、水洗ノズルＢ２８によりメガソニック水や高圧水を噴射してモジュール１を洗浄し、エアナイフＢ２９により乾燥する。   After the photoanodizing treatment is completed, each electrode terminal is removed from the module 1 and transported to the washing treatment tank 27. The module 1 is washed by spraying megasonic water or high-pressure water with the washing nozzle B28, and dried with the air knife B29. To do.

以上のような薄膜太陽電池の製造装置を用いて、検査処理と酸化処理とを連続して実施することで、製造スループットを低下させることがなく、またレーザスクライブ時の飛散物を除去してから酸化処理をすることで異物による酸化不良を防止することが可能となり、さらに歩留まり向上が図れる。   Using the thin-film solar cell manufacturing apparatus as described above, the inspection process and the oxidation process are continuously performed, so that the manufacturing throughput is not reduced and the scattered matter at the time of laser scribing is removed. By performing the oxidation treatment, it becomes possible to prevent the oxidation failure due to the foreign matter, and the yield can be further improved.

上述したように、実施の形態２にかかる薄膜太陽電池の製造装置によれば、洗浄部２２における第３の溝（分離溝）Ｄ３を形成後のモジュール１の洗浄と、欠陥検査部２３におけるモジュール１のパターン不良（接続不良）の検査と、光陽極酸化処理部２４における第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面の低抵抗層１４ａの酸化処理（高抵抗層１４の形成処理）およびその後の洗浄・乾燥を連続して実施することができ、工程間の作業の連続性を維持することができる。これにより、効率的に且つ製造スループットの低下を招くことなく、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因したモジュール変換効率の低下が防止された、高いモジュール変換効率が得られる高品質のタンデム型薄膜太陽電池を製造することができる。   As described above, according to the thin-film solar cell manufacturing apparatus according to the second embodiment, cleaning of the module 1 after the third groove (separation groove) D3 in the cleaning unit 22 is formed, and module in the defect inspection unit 23 1 pattern defect (connection defect), oxidation treatment of the low resistance layer 14a on the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 in the photo-anodization processing section 24 (processing for forming the high resistance layer 14), and thereafter Cleaning and drying can be carried out continuously, and the continuity of operations between processes can be maintained. As a result, a high module conversion efficiency is obtained in which a decrease in module conversion efficiency due to side leakage in the side wall surface of the third groove (separation groove) D3 is prevented efficiently and without causing a decrease in manufacturing throughput. High-quality tandem-type thin film solar cells can be manufactured.

以上のように、本発明にかかる薄膜太陽電池の製造方法は、分離溝の側壁面におけるサイドリークの発生が防止された高いモジュール変換効率が得られる薄膜太陽電池の製造に有用である。   As described above, the method for manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention is useful for manufacturing a thin-film solar cell in which high module conversion efficiency is obtained in which the occurrence of side leakage on the side wall surface of the separation groove is prevented.

本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の概略構成を示す図であり、図１−１の線分Ａ−Ａ’における要部断断面図である。It is a figure which shows schematic structure of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention, and is principal part sectional drawing in line segment A-A 'of FIGS. 1-1. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池の製造工程において光陽極酸化処理を行う酸化処理装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the oxidation processing apparatus which performs a photoanodic oxidation process in the manufacturing process of the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるタンデム型薄膜太陽電池を製造するタンデム型薄膜太陽電池製造装置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the tandem-type thin film solar cell manufacturing apparatus which manufactures the tandem-type thin film solar cell concerning Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ モジュール
２ 透光性絶縁基板
３ 透明電極層
４ Ｐ型非晶質半導体層
５ Ｉ型非晶質半導体層
６ Ｎ型非晶質半導体層
７ 第１発電層
８ 中間層
９ Ｐ型結晶質半導体層
１０ Ｉ型結晶質半導体層
１１ Ｎ型結晶質半導体層
１２ 第２発電層
１３ 裏面反射電極層
１４ 高抵抗層
１４ａ 低抵抗層
１５ 取り出し下部電極
１６ 取り出し上部電極
１７ 下部電極端子
１８ 上部電極端子
１９ 酸化処理槽
２０ アルカリ性水酸化アンモニウム水溶液
２１ 光照射用ランプ
２２ 洗浄部
２３ 欠陥検査部
２４ 光陽極酸化処理部
２５ 水洗ノズルＡ
２６ エアナイフＡ
２７ 洗浄処理槽
２８ 水洗ノズルＢ
２９ エアナイフＢ
Ｄ１ 第１の溝
Ｄ２ 第２の溝（接続溝）
Ｄ３ 第３の溝（分離溝） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Module 2 Translucent insulating substrate 3 Transparent electrode layer 4 P-type amorphous semiconductor layer 5 I-type amorphous semiconductor layer 6 N-type amorphous semiconductor layer 7 1st power generation layer 8 Intermediate layer 9 P-type crystalline semiconductor Layer 10 I-type crystalline semiconductor layer 11 N-type crystalline semiconductor layer 12 Second power generation layer 13 Back reflective electrode layer 14 High resistance layer 14a Low resistance layer 15 Extraction lower electrode 16 Extraction upper electrode 17 Lower electrode terminal 18 Upper electrode terminal 19 Oxidation treatment tank 20 Alkaline ammonium hydroxide aqueous solution 21 Light irradiation lamp 22 Cleaning unit 23 Defect inspection unit 24 Photo anodizing unit 25 Water washing nozzle A
26 Air Knife A
27 Washing treatment tank 28 Flushing nozzle B
29 Air Knife B
D1 first groove D2 second groove (connection groove)
D3 Third groove (separation groove)

Claims (6)

隣接する薄膜太陽電池セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された発電層と、第２電極層と、をこの順で形成する第１工程と、
前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝をレーザスクライブにより形成してパターニングすることにより複数の薄膜太陽電池セルにセル分離する第２工程と、
前記セル分離した透光性絶縁基板を酸化処理液に浸漬し、隣接する前記薄膜太陽電池セル間の前記第２電極層を電気的に並列接続した状態で、前記透光性絶縁基板側から前記薄膜太陽電池セルに光照射することにより前記薄膜太陽電池セルで発電させながら、前記分離溝の側壁面を光酸化反応により酸化させて前記第２導電型半導体層よりも大きな電気抵抗値を有する高抵抗層を前記分離溝の側壁面に形成する第３工程と、
を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 A first electrode layer, a first conductive type semiconductor layer, a second conductive type semiconductor layer, and a third conductive type semiconductor are formed on the translucent insulating substrate so that adjacent thin film solar cells are electrically connected in series. A first step of forming a power generation layer in which layers are sequentially stacked and a second electrode layer in this order;
A second step of cell separation into a plurality of thin-film solar cells by forming and patterning separation grooves reaching from the surface of the second electrode layer to the first electrode layer by laser scribing;
The translucent insulating substrate separated from the cells is immersed in an oxidation treatment solution, and the second electrode layers between the adjacent thin film solar cells are electrically connected in parallel, and the translucent insulating substrate side While the thin film solar cell is irradiated with light to generate power, the side wall surface of the separation groove is oxidized by a photo-oxidation reaction and has a higher electric resistance value than the second conductive semiconductor layer. A third step of forming a resistance layer on the side wall surface of the separation groove;
The manufacturing method of the thin film solar cell characterized by including. 前記発電層が、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層と前記第３導電型半導体層とが積層された単位発電層を、直接または透明導電膜からなる中間層を介して複数層積層されたタンデム構造を有し、
前記高抵抗層は、前記複数層の単位発電層に含まれる前記第２導電型半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。 The power generation layer is a unit power generation layer in which the first conductive type semiconductor layer, the second conductive type semiconductor layer, and the third conductive type semiconductor layer are stacked, directly or through an intermediate layer made of a transparent conductive film. It has a tandem structure where multiple layers are laminated,
The high resistance layer has an electric resistance value larger than a maximum electric resistance value among electric resistance values of the second conductive type semiconductor layers included in the plurality of unit power generation layers;
The manufacturing method of the thin film solar cell of Claim 1 characterized by these. 前記発電層が、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層と前記第３導電型半導体層とが積層された単位発電層であること、
を特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。 The power generation layer is a unit power generation layer in which the first conductive semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer, and the third conductive semiconductor layer are stacked;
The manufacturing method of the thin film solar cell of Claim 1 characterized by these. 前記発電層における前記高抵抗層との界面近傍の領域が酸化されて高抵抗化されること、
を特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。 The region in the vicinity of the interface with the high resistance layer in the power generation layer is oxidized to increase resistance,
The manufacturing method of the thin film solar cell of Claim 1 characterized by these. 隣接する薄膜太陽電池セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された発電層と、第２電極層と、をこの順で含み、前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝がレーザスクライブにより形成されることにより複数の薄膜太陽電池セルにセル分離された複数の薄膜太陽電池セルを備える薄膜太陽電池の製造装置であって、
前記透光性絶縁基板を浸漬する酸化処理液と、
前記酸化処理液を貯留する貯留部と、
光照射を行う光源と、
電極端子と、
を有する光酸化処理部を備え、
前記セル分離がされた前記透光性絶縁基板を前記酸化処理液に浸漬し、前記電極端子で隣接する前記薄膜太陽電池セル間の前記第２電極層を電気的に並列接続した状態で、前記透光性絶縁基板側から前記薄膜太陽電池セルに光照射することにより前記薄膜太陽電池セルで発電させながら、前記レーザスクライブにより前記分離溝の側壁面に形成された低抵抗層を光酸化反応により酸化させて前記第２導電型半導体層よりも大きな電気抵抗値を有する高抵抗層を前記分離溝の側壁面に形成すること、
を特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。 A first electrode layer, a first conductive type semiconductor layer, a second conductive type semiconductor layer, and a third conductive type semiconductor are formed on the translucent insulating substrate so that adjacent thin film solar cells are electrically connected in series. A power generation layer in which layers are sequentially stacked and a second electrode layer are included in this order, and a plurality of separation grooves extending from the surface of the second electrode layer to the first electrode layer are formed by laser scribing. A thin-film solar cell manufacturing apparatus comprising a plurality of thin-film solar cells separated into thin-film solar cells,
An oxidation treatment solution for immersing the translucent insulating substrate;
A reservoir for storing the oxidation treatment liquid;
A light source for irradiating light;
An electrode terminal;
A photo-oxidation processing unit having
The translucent insulating substrate subjected to the cell separation is immersed in the oxidation treatment liquid, and the second electrode layer between the thin film solar cells adjacent to each other at the electrode terminal is electrically connected in parallel, The low resistance layer formed on the side wall surface of the separation groove by the laser scribe is subjected to a photo-oxidation reaction while generating power in the thin film solar cell by irradiating light to the thin film solar cell from the translucent insulating substrate side. Forming a high resistance layer on the side wall surface of the separation groove by oxidizing and having a larger electric resistance value than the second conductive semiconductor layer;
An apparatus for manufacturing a thin-film solar cell. 前記レーザスクライブによりセル分離された前記薄膜太陽電池セルの前記分離溝の洗浄を行う洗浄部と、
前記薄膜太陽電池セルの電気特性を測定して前記薄膜太陽電池セルの電気的な接続不良の有無を検査する欠陥検査部と、
を前記光酸化処理部と連続して備えること、
を特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造装置。 A cleaning unit that cleans the separation grooves of the thin-film solar cells separated by the laser scribe;
A defect inspection unit for measuring the electrical characteristics of the thin-film solar cells and inspecting the presence or absence of electrical connection failures of the thin-film solar cells;
Comprising the photo-oxidation processing unit continuously.
The thin-film solar cell manufacturing apparatus according to claim 5.
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