JPH02202067A - 珪素光電池装置の製造方法 - Google Patents

珪素光電池装置の製造方法

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JPH02202067A
JPH02202067A JP1317404A JP31740489A JPH02202067A JP H02202067 A JPH02202067 A JP H02202067A JP 1317404 A JP1317404 A JP 1317404A JP 31740489 A JP31740489 A JP 31740489A JP H02202067 A JPH02202067 A JP H02202067A
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metal layer
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Michael F Weber
マイクル　フルンシス　ウェーバー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に光電池装置に関し、特に短絡及び分路
が実質的に無い光電池装置を製造するための方法に関す
る。
〔従来の技術〕
無定形珪素ｐ−１−ｎ型太陽電池の頂部導電性接点と基
底導電性接点との間には、その太陽電池の製造中、屡々
電気的短絡が形成される。太陽電池の短絡を防ぐために
幾つかの方法が提案されている。
松材その他によるＪ、＾ｐｐ１．　Ｐｈｙｓ、、　６１
．１６４８（１９８７）には、短絡回路を防ぐための方
法が記載されている。記載された方法には中間体、即ち
、無定形珪素層で覆われた透明導電性酸化物（ＴＣＯ）
層を有するガラス基体が含まれている。無定形珪素層は
、その方法の有用性を確実にするため、わざと割れ目が
入れられている。露出した透明導電性酸化物層を含む中
間体を、白金対電極の入った０、５モル／Ｉ！のＨ，Ｓ
Ｏ，の電解質溶液と接触させ、飽和カロメル電極に対し
０．７■に陰極的に分極させる。そのような処理の結果
、透明導電性酸化物層はピンホールの所で溶解される。
その後で無定形珪素にアルミニウムを被覆して、短絡の
無い太陽電池を製造する。
イズ（Ｉｚｕ）による米国特許第４，４５１，９７０号
明細書には、金属基体の上にある少なくとも一つの半導
体領域と、その少なくとも一つの半導体領域の上にある
導電性光透過性材料を含む光電池装置中の短絡回路電流
路を検出し、それらを除去するための装置及び方法が記
載されている。その除去は、電流路から透明導電性材料
を除去することによって行われる。その結果、金属電極
とＴＣＯとが電気的に隔離される。
村上その他による米国特許第４，４８８，３４９号明細
書には、並列結合された垂直半導体装置中の短絡を、電
極を形成する前に陽極酸化してピンホール中に絶縁材料
を形成することにより補修する方法が記載されている。
ノストランドその他による米国特許第４，１６６．９１
８号明細書には、逆バイアス電圧を印加して短絡を「燃
焼除去Ｊすることにより短絡を除去する方法が記載され
ている。印加した電圧は、太陽電池の絶縁破壊電圧より
も低い。
ヒューイッヒ（Ｈｅｗｉｇ）による米国特許第４．５４
４，７９７号明細書には、ピンホールの所を化学的に食
刻することにより短絡及び分路を防ぐ方法が記載されて
いる。その方法は第二の半導体層を適用する前に、その
構造体を不動態化する。不動態化はピンホールを伴った
露出金属層部分を絶縁体に変化させる。
従来技術には、順バイアスを半導体装置に印加すること
に反する幾つかの教示も含まれている。
イズその他による米国特許第４，５１０，６７４号及び
第４．５１０，６７５号明細書には、太陽電池中の短絡
を検出するため順バイアスよりも大きな逆バイアスを掛
けるのが望ましいことを教示している。順バイアスをか
けた場合、順方向の伝導は短絡領域を電池の許容出来る
領域から区別する能力を低下すると教示されている。
シュワルツによる米国特許第４，３８５，９７１号明細
書も、電流が短絡だけを通って流れるように、電解食刻
中太陽電池の整流接合に逆バイアスを掛けるべきである
ことを教示している。従って、シュワルツニよるステン
レス鋼／　ｐ−１−ｎ／　Ｉ　Ｔ　ＯｔＮ造を食刻する
ためには、ステンレス鋼をＤＣ電源の貝の端子に接続す
べきである。電解質として２０％の水酸化アンモニウム
が用いられている。シュワルツは、ステンレス鋼／Ｎ−
１７白金シヨツトキー障壁型電池を、ステンレス鋼層を
ＤＣ電源の正端子に接続し、それを希硫酸又は硫酸銅の
電解質溶液に浸漬することにより食刻することも教えて
いる。
本発明には、透明導電性層を付着させる前に、基底接点
を形成する導電体の露出部分を電解食刻で陽極除去する
ことを倉む、無定形珪素太陽電池の製造方法が含まれる
。
ｒ発明の開示〕 無定形珪素装置の一部分の中間体が、第１図中（１０）
として−最に概略的に示されている。装置（１０）は基
体層（１２）を有する。基体層（１２）はガラス又は重
合体の如き材料から形成されているのが典型的である。
基体層は、その上に横たわるアルミニウム、銀又はステ
ンレス鋼の如き金属層（１４）を有し、その層は基底電
極として働く。金属層（１４）の上には、無定形珪素部
分又はＩＩ（１６）が横たわる。
無定形珪素部分（１６）は典型的には三つの層を含んで
いる。即ち、ｐ゛トド−無定形珪素層、真性無定形珪素
層及びｎ°ドープ無定形珪素層である。そのｐ゛ドー１
層金属層（１４）と接触している場合、その装置（１０
）はｒｐ−ｉ−ｒＢ型電池として記述してもよい。ｎ°
層が金属層（１４）と接触している場合、その装置をｒ
ｎ−ｉ−ｐＪ型電池として記述してもよい。
第１図には、よく知られた三つの種類の欠陥が示されて
いる。第一は、無定形珪素ｐ−１−ｎ層（１６）を通っ
て伸びる材料構造体の不連続部、即ちピンホール（１８
）である。第二は、金属層（１４）の材料構造体の不連
続部、即ち裂は目（２０）であり、それは無定形珪素層
（１６）を通って伸びる材料構造体の不連続部を伴って
いる。第三は、金属層（１４）の突出部（２２）であり
、無定形珪素層〈１６）の材料不連続部を通って突出し
ている。く第１図及び第２図の両方で、それらの図を簡
単にするため、欠陥の背後にある層の材料は示されてい
ない）、欠陥（１８）、（２０）又は（２２）の冬型に
は露出した金属表面（２６）が含まれており、短絡或は
分路の潜在的原因になっている。そのような短絡或は分
路は、点線で輪郭が示されている透明又は光透過性導電
性頂部電極（２４）を後で付着させる間に、その頂部導
電性層（２４）と露出した金属表面（２６）との間に形
成された電気的接点部として形成されるものと思われる
。
本発明は、金属層（１４）を露出した金属界面（２６）
の所で選択的に陽極食刻し、後で頂部透明導電性層（２
４）を適用しても、金属層（１４）と頂部透明導電性層
（２４）との間に短絡或は分路を生じないようにする。
米国特許第４，３８５，９７１号の教示の如き従来の教
示とは対照的に、本発明の陽極食刻は食刻工程中無害な
順バイアスを惹き起こす。後で形成された太陽電池は、
食刻中に起きた順バイアスによって損傷を受けることは
ない。
ｎ−１−ｐ無定形珪素装置は、陽極食刻方法により逆バ
イアスが掛けられた状態になる。そのようなｎ−１−ｐ
装置も本発明の陽極食刻方法により処理して、短絡或は
分路を減少又は除去することができる。
本発明の無定形珪素装置は、第２図に（１１０）として
全体的に示されている。装置（１１０）は、基体１？！
（１２）、その上に横たわるＭ（１４）及び無定形珪素
層（１６）を有する。第１図の中間体（１０）の不連続
部及び欠陥（１８）、（２０）及び（２２）は、第２図
の装置（１１０）中央々不連続部（１１８）、（１２０
）及び（１２２）として概略的に示されている。第２図
の食刻された金属表面（１２Ｂ）は、第１図の中間体（
１０）の露出していた金属表面（２６）を基にしたもの
である。第２図の食刻された金属表面（１２６）は、第
１図の露出した金属表面（２６）を、本発明の方法によ
り第１図の無定形珪素層（１６）の欠陥又は不連続部（
１８）、（２０）及び（２２）から出発してその層（１
６）に対しアンダーカットする状態まで電解的に食刻し
た結果得られたものである。不連続部（１１８）、（ｉ
ｚｏ）及び（１２２）に対する金属縁（１２６）のアン
ダーカット状態は、セットパック（ｓｅｔ　ｂａｃｋ）
（１２７）が一般に無定形珪素層（１６）の不連続部（
１１８）、（１２０）及び（１２２）の輪郭に続いてい
るので、並んでいるように描くことができる０点線の輪
郭で示された頂部導電性層（１２４）は、無定形珪素層
（１６）の不連続部（１１８）、（１２０）又は（１２
２）中へ又はそれを通って伸びる一体的突出部（１２５
）を含んでいると考えられる。それら一体的突出部（１
２５）は、セットパック（１２７）の為、金属層（１４
）の食刻された金属縁（１２６）には接触していない、
セットパック（１２７）は、突出部（１２５）と食刻さ
れた金属縁（１２６）とを分離する空間、即ち空隙の一
部分を効果的に定める。
食刻された金属縁（１２６）は、金属層（１４）中の材
料構造体の不連続部を定め、それら不連続部は頂部導電
性Ｊｌ（１２４）の突出部（１２５）から後退してそれ
らと並んでいる。
ピンホール（２０）及び裂は目（２２）に隣接した金属
層（１４）の露出した縁（２６）を選択的に除去する方
法は、第３図を一般的に参照することにより理解される
であろう。
第３図には、第１図の無定形珪素装置の中間体（１０）
が、電解質溶液（３０）中に浸漬されて示されている。
電解質溶液（３０）中には、好ましくは白金から形成さ
れた補助電極即ち対電極（３２）及び参照電極、例えば
動的（ｄｙｎａｍｉｃ）水素電極（３４）も浸漬されて
いる。無定形珪素装置（１０）の金属層（１４）、白金
補助又は対電極（３２）及び参照電極（３４）は、全て
独立に電源、例えばポテンシオスタット（３６）に夫々
絶縁導体又は導線（３８）、（４０）及び（４２）によ
って接続されている。ポテンシオスタット（３６）は、
金属Ｊｉ　（１４）へ陽極電圧を印加し、白金補助電極
（３２）へ陰極電圧を印加するのに用いられる。
一般に、電解質溶液（３０）は水素化無定形珪素装置と
両立することができ、陽極食刻された金属の溶媒として
働くことができなければならない。「両立できる」とは
、電解質溶液（３０）が無定形珪素装置を劣化或は破壊
しないことを意味する０例えば、無定形珪素装置のいず
れかの成分部分と化学的に反応するか又はそれらを溶解
、膨潤或はそれらと強く結合する傾向を持つ電解質溶液
は両立できないと考えられる。電解質溶液（３０）は、
約１０％の濃度で水素化アンモニウムを含むのが好まし
い、しかし、約５％〜約２０％の濃度も電解質として適
切に機能を果たすであろう、水素化アンモニウムの如き
揮発性溶剤は、電解質食刻剤として働き、後で揮発して
除去することができる溶剤である。
不揮発性電解質を用いた場合、その電解質は後でクリー
ニングによって除去しなければならない。
塩化水素酸及びフッ化水素酸は、本発明の成る用途で用
いる時に両立できる揮発性電解質である。
特に塩化水素酸及びフッ化水素酸は、金属電極とポリイ
ミドの如き基体との間の界面領域を優先的に食刻する傾
向がある。この優先的な食刻は、直線的な仕方で成る方
向に迅速に進行し、その現象は「ひび入り（ｃｒａｚｉ
ｎｇ）　Ｊと呼ばれている。「ひび入りＪは一般に無定
形珪素装置を破壊する。
一般に、陽極食刻することができる金属は、本発明の方
法により除去することができる１本方法により食刻に成
功してきた金属層には、銀及びアルミニウムが含まれる
６本方法により食刻することができる更に別の金属層に
は、錫、クロム、ニッケル及びステンレス鋼が含まれる
が、それらに限定されるものではない。
導電性頂部層を付着させる前に、金属の食刻を行わなけ
ればならない、もし本発明とは反対に頂部導電性層を、
導電性金属層を食刻する前に付着させると、その頂部導
電性層は基底層への短絡或は分路を細胞状欠陥（１８）
、（２０）及び（２２）を通して形成し、従って電解食
刻中陽極的にバイアスされることになる。得られた陽極
バイアスは、頂部導電性層（２４）の全露出表面の組成
により、均一に食刻或は溶解する傾向を示すであろう。
シュワルツによる米国特許筒４，３８５，９７１号は、
そのような構成の代表的なものである。もし頂部導電性
層が比較的良好な導電体であると、そのようなことが起
きるのは特に有害である。頂部導電体が比較的伝導性の
低い導電体である場合には、食刻はピンホールの領域に
幾らか極限されているが、本発明で食刻される領域はど
は極限されていない。更に、幾らか極限された食刻を達
成するためには、頂部層に望ましくないほど大きな面積
抵抗を必要とし、それでも無定形珪素の望ましくないほ
ど大きな表面領域が除去される。幾らか極限された食刻
は薄膜金属電極とも両立できない、なぜなら、極限され
た食刻は、薄膜金属電極により分路へ送ることができな
い大きな電流密度で有利に行われるからである。
ｎＪｌｌが高伝導性微結晶質ｎ°層である一般的型の基
本／金属／ｐ−１−ｎの無定形珪素装置又は中間体は、
本発明の陽極食刻条件でｎ゛層の表面が酸化する傾向が
ある。しかし、酸化された部分は、後で希フッ化水素酸
による濯ぎ又は浸漬により除去することができる。同様
な酸化効果は、基体／金属／ｎ−１−ｐ装置でも起き、
酸化された部分は同じく希フッ化水素酸による濯ぎで除
去することができる。
適用できる陽極電圧は、損傷を起こす順バイアス電流を
生ずることにより水素化無定形珪素層を損傷しないよう
な電圧に限定される。理論に縛られたくはないが、水又
は無定形珪素の酸化電位より低い陽極電圧では電解質溶
液とｎ゛層との間の界面での電子の不足により電荷の移
動が制限されていると考えられる。その界面で充分な量
で電子を生ずるのに充分な一層大きな陽極電圧では、阻
止されない順電流が水素化無定形珪素を通って流れ始め
、それによって珪素のドーピングを損なう。
本発明は、水素化無定形珪素中に破壊順電流を生じない
電圧で金属電極の露出部分を陽極食刻する。
金属層（１４）の動的水素電極（Ｄ　、Ｈ、Ｅ　、）の
間の電圧差は、１．５〜２．０Ｖであるのが好ましい、
約１．０■よりも低い電圧を用いてもよい。しかし、低
い電圧では露出金属表面（２６）は非常にゆっくり食刻
される。本発明の一般な電圧限界内で少なくとも約３．
０Ｖの電圧を用いてもよいが、そのような電圧は珪素を
二酸化珪素へ過度に酸化する傾向があるので好ましくな
い。前に述べたように、そのような酸化から得られる二
酸化珪素は、後の希釈フッ化水素酸による濯ぎ又は浸漬
工程により除去することができる。
特に、３．０Ｖのような大きな電圧で珪素を酸化するこ
とにより製造される二酸化珪素の薄い層は、約５０％の
フッ化水素酸を水中に約１％入れた混合物中に短い時間
、例えば５秒間浸漬することにより除去することができ
る。フッ化水素酸は二酸化珪素を溶解するが、珪素は溶
解しない。
典型的には、最初に観察される順バイアス電流は、約１
μＡ／ＣＩ２位であり、電流が無定形珪素を通過するよ
りは露出した金属の食刻を伴うと考えられる。露出した
金属縁（２６）は欠陥（１８）、（２０）及び（２２）
から選択的に食刻され、食刻された縁（１２６）を形成
するので、電流は減少する。
陽極食刻は、欠陥（１８）、（２０）又は（２２）から
表面（２６）の露出した金属を少量（即ち、約２０００
ｎｍ〜約２００ｎｍ）除去するのが好ましい。効果的で
あるなめには、陽極食刻法は充分な露出金属（２６）を
欠陥（１８）、（２０）及び（２２）の表面から除去し
、セットパック（２７）を生じ、その結果透明導電性電
極層（１２４）を後で適用した時、金属層（１４）と頂
部層（１２４）との間に電気的接触即ち短絡或は分路を
形成しない。
即ち、食刻された縁（１２６）は、透明導電性層（１２
４）の突出部分（１２５）又は透明導電性層（１２４）
自体と電気的に接触することができない。更に、もし金
属層（１４）が、アルミニウムで被覆された基体上のス
テンレス鋼の如く、積層した多層型基底電極である場合
、そのアルミニウム及びステンレス鋼を欠陥（１８）、
（２０）又は（２２）の領域がら選択的に除去すること
ができる。
金属層（１４）がアルミニウムからなる場合、約１．５
〜約２．０ｖの電圧が好ましい。−度び、露出しな金属
縁〈２６）が充分食刻されて新しい縁（１２６）を形成
し、不連続部（１１８）、（１２０）及び（１２２）か
らの適切なセラ１〜バツク（１２７）が欠陥（１８）、
（２ｏ）又は（２２）から残っていれば、透明導電性層
（１２４）を付着してもよい。
露出した金属縁（２６）を陽極食刻して新しい縁（１２
Ｂ）を形成した後、不連続部（１１８）、（１２０）又
は（１２２）に絶縁材料を電気化学的に付着させること
により光学的絶縁性充填剤を適用してもよい。その後で
、食刻及び充填された不連続部（１１８）、（１２０）
又は（１２２）をもつ無定形珪素層の上に透明導電性層
（１２４）を付着させてもよい。
更に、本方法は、第４図に全体的に２００で示したよう
に、連続的ロールからロールへの方法としても適してい
る。連続的中間体又はウェブ（２１０）を、供給ロール
（２１２）と巻取りロール（２１４）の上を移動させる
。中間体（２１０）は、無定形珪素層〔第１図の（１６
））が下方へ向いて電解質溶液（３０）と接触するが、
基体（１２）は電解質溶液（３０）と接触しないように
配向する。ウェブ（２１０）は、供給ロール（２１２）
から巻取りロール（２１４）へ巻取りながら電解質溶液
（３０）の表面上に「浮かべる」のが効果的である６対
電極（３２）を電解質溶液（３０）中に浸漬し、絶縁さ
れた導線によってボテンショスタッ１〜（３６）の負の
端子へ接続する。　Ｄ　、Ｈ、Ｅ　、（３４）も電圧調
節を行わせるなめ存在させる。導線（３８）はポテンシ
ョスタット（３６）の正の端子から、金属層（１４）（
第１図の）との回転接点（２３５）へ接続している。中
間体（２１０）は、ロール（２１２）からロール（２１
４）へ、露出された金属表面の効果的な陽極食刻が行わ
れるような速度で進行する。乾燥窒素（２５０）の流れ
は、ウェブ（２１０）から電解質溶液（３０）の揮発性
成分を乾燥するのに役立つ。
本発明は、次の実施例を考察することにより一層明確に
なるであろう、それら実施例は本発明の用い方を単に例
示するためのものである。
実施例１ 重合体（ポリイミド）フィルムにアルミニウム金属層及
びｐ−１−ｎ無定形珪素層を付けたものを含む太陽電池
装置の中間体を製造した。その中間体を１．０■の陽極
バイアスで電解的に３０分間食刻し、次に短時間（約３
分間）２Ｖで食刻した。電解質溶液は１０％の水酸化ア
ンモニウム水溶液であった。
次に導電性透明電極層を適用し、得られた装置を試験し
た０食刻の短絡或は分路を防ぐ効果を評価するため、中
間体の一部を対照として食刻工程にはかけなかった。対
照部分から形成された０、０５ｃｍ”の大きさの３６個
の装置を続いて試験すると、全ての試験されたそれら装
置が短絡を含むことが示された。しかし、食刻された中
間体から形成された２０個の装置の内２０個が短絡を持
っていなかった。
１、０Ｖの印加中、幾らかの「ひび入り」が認められた
。
実施例２ 中間体を実施例１の場合のように形成した。その中間体
を１．５Ｖの陽極電位で２０分間食刻した。
最初の電流は装置の表面について約１０ＪｉＡ　／　ｃ
ｍ２であった。最終電流は０．５μＡ／ｃｉ＋”であっ
た、この例では対照部分から形成した３６個の装置の内
１０個だけが比較的短絡をもたなかった。しかし、食刻
した中間体から形成された２４個の装置の内２４個が許
容出来るものであることが判明した。
実施例３ 中間体を実施例１に記載した諸工程に従って形成した。
中間体を１．５ｖで１時間食刻した。食刻の後で、頂部
透明導電性装置を適用し太陽電池装置を形成した。それ
ら太陽電池装置を続いて試験した。対照群は、試験した
３６個の装置の内２５個が短絡を持たないことを示して
いた。しかし、比較として、食刻した中間体から形成し
て試験した２４個の装置の内２４個が短絡を持たなかっ
た。
更に、対照装置の一つを試験すると、約０．６５の充填
率（ｆｉｌｌ　ｆａｃｔｏｒ）を示していた。それに対
し、食刻した装置を二つ試験すると、０．６１及び０．
６４の充填率を示し、陽極食刻法が許容出来る装置の充
填率に最小の影響しかもたないことを示していた。
実施例４ 中間体を実施例１に記載した諸工程に従って形成した。
但し実施例４の中間体は高伝導性微結晶質ｎ″層を含ん
でいた。中間体を約３．０Ｖで陽極食刻し、電流が約３
μＡ／ｃ１２に低下するまで行なった。陽極食刻のため
の時間は約１０分間であった。
幾らかのひび入りが認められた。試験した３０個の装置
の内３０個が短絡を持たず、装置の殆どが後の照光及び
通電試験中良好なままであった。しかし、二酸化珪素（
ＳｉＯｚ）の障壁層が微結晶質珪素ｎ＋Ｊｌの上に形成
された。
実施例５ 中間体を実施例１の場合のように形成した。その中間体
を１．５２Ｖの陽極電位で食刻した。最初の食刻電流は
０．５ｚＡ　／　ｃｍ２であった。約１２分後、電流は
約１５μＡ／ｃｍ２に低下した。次に対照群から形成し
た太陽電池装置は３６個の内８個が比較的短絡をもたな
かった。食刻した群を試験した。その群内で、試験した
３０個の装置の内２９個が比較的短絡を持たなかった。
実施例６ 中間体を実施例１の場合の如く形成したが、ロール状に
保持した。次に第４図に示したようにロールからロール
への食刻法を適用した０食刻はり。
Ｈ，Ｅ、に対し２．５Ｖで行い、ウェブの速度は約１０
分の食刻が行われるように調節した０食刻工程中、ウェ
ブの珪素側は水酸化アンモニウム電解質溶液と接触した
。ウェブの裏側は乾燥したままであった。従って、ウェ
ブは食刻溶液を通る間効果的に浮いていた。　ｆ＆で製
造された無定形珪素装置は、実質的に短絡及び分路を持
たなかった。
実施例７ 中間体を実施例４の場合のように製造し、食刻した。食
刻した中間体を、次に５０％のフッ化水素酸を水中に１
％入れた混合物中に約５秒間浸漬した。浸漬の目的は、
微結晶質珪素の酸化から生じた二酸化珪素層を除去する
ことであった。続く試験で、試料の直列抵抗は１太陽に
ほぼ等しい照射水準で０．０５ｃｍ２ドツトについて約
５００Ωであった。
対照試料の直列抵抗も約５００Ωであった。
実施例８ ポリイミド基体に、粗いアルミニウムの金属層及びその
上の銀の被覆を積層した０次に銀層に無定形珪素被覆を
被覆し、中間体を形成した。中間体を動的水素電極（Ｄ
　、Ｈ、Ｅ　、）に対し約２．０Ｖで食刻した。食刻し
てない中間体の対照群は後で試験した３６個の装置の内
僅か６個の許容出来る装置を生じただけであった。それ
に対し、食刻した装置は試験した３６個の装置の内３６
個の許容出来る装置を示していた。
インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）は、頂部透明導電性電
極としてｐ−１−ｎ電池上に屡々スパッターされている
。インジウムが無定形珪素層中へ拡散し、ドーピングに
有害な変化を与えるのを防ぐために、拡散障壁が望まし
い。
本発明の方法の別の態様は、陽極食刻工程前に予め中間
体に拡散障壁として適切な高抵抗材料の薄い、例えば約
１００人の被覆を形成することを含んでいる。適切な障
壁材料には、ＺｎＯ（任意に、ＡＩ　　Ｉｎ、Ｇａ又は
Ｂがドープされている）；５ｎＯｚ（Ｆ又はＳｂがドー
プされている）；ＣｄＳｎｏ　４　・Ｔ　ｉｏ　２（Ｆ
がドープされている）及びＳｒＴｉＯ２が含まれる。こ
の別の方法は、後でスパッター付着させたインジウム・
錫酸化物（ＩＴＯ）層からのインジウムの拡散に対する
障壁として一般に酸化錫又は酸化亜鉛層が必要になるの
で特に好ましい。陽極食刻する前に二酸化錫又は酸化亜
鉛の如き薄い酸化物層で予め被覆する利点は、無定形珪
素が二酸化珪素へ酸化するのを防ぐことにある。それに
よって、二酸化珪素の電気絶縁性障壁の形成が防がれ、
フッ化水素酸工程は不必要になる。二酸化錫は、Ｄ　、
Ｈ、Ｅ　、に対し約３．０Ｖより低い陽極電圧によって
酸化或は溶解されることはない、また二酸化錫の層が比
較的薄い（約１００Å以下）と、欠陥（１８）、（２０
）又は（２２）を陽極食刻から遮蔽するのに一般に充分
ではない、好ましくは、薄い障壁層は、欠陥の領域から
横へ電流が流れるのを防せぐため、約０．１〜１．０Ω
ｅ１ｍの固有抵抗を持つべきである。そのような二酸化
錫前被覆層を食刻前に適用すると、使用に際し殆どの分
路点は除去されているように見える。
その別の態様は、次の実施例を考察することにより一層
明確になるであろう。実施例はその別の態様を使用した
場合を単に例示するためのものである。
実施例９ 中間体を実施例１の場合のように製造した０次にその中
間体を約８０人の二酸化＠（ＳｎＯ２）で被覆し、前被
覆を形成した０次に前被覆した中間体を、Ｄ　、Ｈ、Ｅ
　、に対し２．５Ｖの陽極電位で陽極的に食刻した０食
刻後、７０ｎｍのＩＴＯ被覆を適用した。次に０．０４
ｃｘ２のインクドツト（ｄａｔ）をスクリーン印刷し、
印刷されていないＩＴＯ被覆領域を酸食刻により除去し
た。次にインクドツトを溶剤（トルエン）で濯ぐことに
より除去し、０．０４ｃｘ２の装置を露出して試験した
。試験された１７０個の装置の内１６０個が分路をもた
なかった。１６８個の装置は、１太陽照射で０．５■を
超える電圧を生じた。試験した１７０個の装置の内僅か
２個が大きい短絡を示し、それは１太陽照射で電圧を０
．２Ｖ以下へ減少した。
本発明の無定形珪素装置は次の工程により形成してもよ
い。最初に中間体を形成する。適当な中間体は、アルミ
ニウムの如き金属をポリイミドフィルム上にスパッター
することにより形成してもよい。その金属層の上に無定
形珪素水素化物を、シランと水素ガス及び適当なドープ
剤との混合物を、プラズマ補助化学蒸着工程で分解する
ことにより付着する。ρ゛層を形成するのに適切なドー
プ剤はジボランガスである。ｎ０層を形成するのに適切
なドープ剤はホスフィンガスである。ＺｎＯ又は５ｎ０
２の如き材料の薄い障壁層を、無定形珪素水素化物上に
スパッター被覆するのが好ましい。
次に、第３図のバッチ法又は第４図の連続的方法で、中
間体を電解的に食刻する。もし障壁層が用いられない場
合には、酸化珪素表面層を除去するのに簡単な化学的食
刻が必要になるであろう。
電解的に食刻した中間体を次に乾燥する。
最後に、透明頂部導電性電極層をスパッタリングにより
適用する。中間体の電解食刻は、第２図に概略的に示し
たように、頂部電極と金属電極との間に短絡或は分路が
形成されるのを防ぐ、特に、金属層中の不連続部は、無
定形珪素層中の不連続部と並び、それをアンダーカット
している。無定形珪素層不連続部を通る頂部導電性層の
突出部は、金属層と接触していない。
本発明を好ましい態様について記述してきたが、本発明
の本質及び範囲から離れることなく形態及び詳細な点に
ついて変化を行えることは当業者には分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、完成した装置で短絡又は分路になりそうな欠
陥を示す部分的に完成した光電池装置の一部分の概略的
断面図である。 第２図は、本発明の方法により製造された装置の一部分
の概略的断面図である。 第３図は、本発明のバッチ法で製造するための装置の概
略的構成図である。 第４図は、本発明の連続的方法で製造するための装置の
概略的構成図である。 １０．１１０−装置、　　　　　１２−基体層、１４−
金属層（基底電極）、１６−無定形珪素層、１８．２０
．２２．１１８，１２０，１２．２−不連続部、欠陥、
２４−頂部電極、　　　　２６−露出金属表面、１２６
−食刻された金属表面、１２７−セツドバツク。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）絶縁性基体の上に金属導電性層、第二導電性層、
    及び間に入れた少なくとも一つの無定形珪素層を有する
    珪素装置で、前記金属導電性層と前記第二導電性層との
    間に短絡或は分路が実質的に無い珪素装置を製造するた
    めの方法において、導電性金属層を与え、 前記導電性金属層の上に珪素層を付着して、前記導電性
    金属層を一般的に覆い、 残りの被覆されていない導電性金属層を陽極食刻し、そ
    して 前記第二導電性層を付着させる、 ことからなる珪素装置製造方法。
  2. （２）珪素層を、珪素の酸化を防ぐのに有効な透明導電
    性酸化物の薄い前被覆層で予め被覆することを更に含む
    請求項１に記載の方法。
  3. （３）前被覆層が、ＺｎＯ（任意にＡｌ、Ｉｎ、Ｇａ又
    はＢがドープされている）、ＳｎＯ＿２（Ｆ又はＳｂが
    ドープされている）、ＣｄＳｎＯ＿４、ＴｉＯ＿２（Ｆ
    がドープされている）、又はＳｒＴｉＯ＿２からなる請
    求項２に記載の方法。
  4. （４）請求項１に記載の方法により製造された珪素装置
    。
  5. （５）陽極食刻が陰極と接触する電解質溶液を含む請求
    項１に記載の方法。
  6. （６）電解質溶液が更に参照電極と接触する請求項５に
    記載の方法。
  7. （７）導電性金属層がアルミニウムであり、参照電極が
    動的水素電極であり、前記金属層が前記動的水素電極に
    対し、約１．０〜約３．０Ｖの電位を有する請求項６に
    記載の方法。
  8. （８）電位が約１．５〜約２．０Ｖである請求項７に記
    載の方法。
  9. （９）導電性金属層が、アルミニウム、ニッケル、銀、
    錫及びステンレス鋼からなる群から選択される請求項１
    に記載の方法。
  10. （１０）電解質溶液が水酸化アンモニウムを含む請求項
    ５に記載の方法。
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