JPH0382169A - 非晶質太陽電池の製造方法 - Google Patents

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、アモルファスシリコンなどを主成分とする非
晶質半導体層を用いたユニットセルを複数個直列接続し
てなる非晶質太陽電池の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

原料ガスのグロー放電分解や光ＣＶＤ法により形成され
るアモルファス半導体膜は気相成長であるため、大面積
化が容易で、低コスト太陽電池の光電変換膜として期待
されている。こうした大面積のアモルファス太陽電池か
ら効率よく電力を取出すためのよく知られた方法として
、第２図、あるいは第３図に示されるような直列接続型
の太陽電池を形成する方法がある。これは、ガラス基板
などの透光性絶縁基板ｌ上に、酸化すずやＩＴＯなどの
透明導電膜からなる透明電極２１，２２．２３・・・を
短冊状に形成し、その上に光起電力発生部であるｐ−１
−ｎ接合を持つ非晶質半導体層領域３１，３２゜３３・
・・を、次いで金属薄膜からなる裏面電極４１，４２゜
４３・・・を形成したものである。

透明電極２１．非晶質半導体層３１および裏面電極４１
の組合わせ、透明電極２２．非晶質半導体層３２および
裏面電極４２の組合わせ等が各ユニットセルを構成する
。そして、一つのユニットセルの透明電極層が隣接する
ユニットセルの裏面電極層と一部接触するように画電極
および非晶質半導体層のパターンが形成され、各ユニッ
トセルが直列に接続される。

こうした直列接続型の太陽電池の形成には、各層をそれ
ぞれ基板前面に被着させた後、フォトエツチング法、レ
ーザスクライブ法、メカニカルスクライブ法等の各種パ
ターニングプロセス技術を用いてパターニングを行うの
が普通である。

このうち裏面電極となる金属１ｔＦＩｉの形成には、Ｍ
やＡｇ等を真空蒸着やスパッタにより被着させ、その後
フォトエツチング法やレーザスクライブ法によりパター
ニングを行う方法が通常用いられる。

しかし、この方法では真空装置を使用すること、パター
ニングに多くの工程を要することなどから、スループン
トが低く製造コストがかさむという難点がある。

これを解決する一つの方法として、導電性ペーストを非
晶質半導体層上にスクリーン印刷で塗布し、坑底する方
法（以下印刷電極法と記す）が提案されている。印刷電
極法では高価な真空装置が不要であり、またスクリーン
マスクを用いて印刷すれば裏面電極のパターンが形成さ
れるので、裏面ｔｉのパターニングプロセスが省略でき
るだけでなく、スループントの大幅な向上も実現される
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような製造方法において、非晶質半導体層のパタ
ーニングに以下の問題がある。すなわち、非晶質半導体
層のパターニングにはレーザスクライブ法が用いられる
のが最も一般的であるが、レーザスクライブ法の場合、
非晶質半導体層にレーザ光を照射し、照射部を加熱溶融
して飛散させる際に、照射部の周囲の非晶質半導体層に
熱的な損傷を与えたりあるいは飛散した非晶質半導体層
が結晶化して周囲の非晶質半導体層にぶつかり機械的な
損傷を与えたりすることが起こる。レーザスクライブ法
の代わりに刃物を利用するメカニカルスクライブ法を用
いるとこのような問題は起こらないが、非晶質半導体層
を削る時に下地である透明電極を損傷したりあるいは逆
に刃物の刃先が摩耗し、頻繁に刃先を交換する必要が起
こる問題がある。また、レーザスクライブ法、メカニカ
ルスクライブ法いずれにおいても基本的に多数のパタニ
ングラインを１本ずつパターニングしていく方法である
ため、太陽電池が大面積になりパターニングラインの数
及び長さが増す程製造工数が増えることになる。

本発明の目的は、上述の問題を解決し、少ない製造工数
で非晶質半導体層を複数の領域に分割することのできる
非晶質太陽電池の製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は、透光性絶縁基
板上にあって基板側に透明電極、反基板側に裏面電極を
備えた非晶質半導体層領域からなるユニットセルの複数
個が直列接続される非晶質太陽電池の製造方法において
、透光性絶縁基板上に一列に配列された複数の透明電極
を形成する工程と、各透明Ｔ！ｌ極の配列方向における
一方の側の縁部に近接した位置に非晶質半導体層の厚さ
より十分厚い線状導電層を導電性樹脂の印刷と非晶質半
導体の形成温度より高い温度での坑底により形成する工
程と、透明電極および線状導電層を覆って非晶質半導体
層を形成する工程と、非晶質半導体層を覆って線状導電
層の上に透明電極の前記縁部と反対側で近接した位置に
間隙を有する裏面電極を導電性樹脂の印刷と非晶質半導
体の形成温度より低い温度での坑底により形成する工程
とを含むものとする。

〔作用〕 線状導電層は非晶質半導体の形成温度より高い温度で坑
底されているので非晶質半導体形成時に変形しない、そ
れ故、非晶質半導体層はその淳さより十分厚い線状導ｔ
［の部分で突出している。

従って、印刷電極法で裏面電極を印刷するとき、スクリ
ーンマスク上を移動するスキージにより突出した部分の
非晶質半導体層は他の部分より強い圧力を受けてはがさ
れてしまい、裏面電極は線状導電層の上部に直接接触す
る。これにより、非晶質半導体層は線状源を層によって
分割されるので、非晶質半導体層をレーザスクライブ法
などでパターニングする必要はなくなる。そして、線状
導電層が一つのユニットセルの裏面電極の縁部に近接し
た位置と、隣接ユニットセルの透明電極の縁部に近接し
た位置とを接続することにより直列接続が実現する。な
お、裏面電極を印刷電極法で形威するときの焼成温度は
非晶質半導体の形成温度より低いので、非晶質半導体層
の特性の劣化は生じない。

〔実施例〕

以下、第２図と共通の部分には同一の符号が付されてい
る第２図ｔａ＋〜（ａｌを引用し、図の順に本発明の一
実施例を説明する。

第１図（ａ）ニガラス基板１の上に５ｎ０２膜２を３０
００人の厚さで形威した。

第１図（ｂ）　：　ＳｎＪ膜２をレーザスクライブ法に
よりパターニングして透明電極２１．２２．２３・・・
にした。

第１図ｔｃ＋　：　ｉ３明電極２１，２２．２３・・・
の上にスクリーン印刷法により線状導電層５１（図示せ
ず）、５２．５３・・・を８０−の厚さに形威した。こ
の際、スクリーン印刷法に用いる導電性のペーストとし
ては、Ａｇ、　Ｎｉ。

Ｍｏ、　　Ｃ等の粒子を充填剤とし、アモルファスシリ
コンの形成温度である約２００℃前後では熱的影響を受
けず、ガラス基板１の変形温度である約５００℃以下で
焼成硬化することのできる樹脂を結合剤とするペースト
が使用される０本実施例においては、Ａｇを充填剤とす
るポリイもド樹脂ペーストを使用してスクリーン印刷を
行い、３５０℃で１時間焼成して線状導電層５１，５２
．５３・・・を形成した。

第１図（ｄｌ　：　ｐ　ｌ　ｎ接合を有するアモルファ
スシリコン層３を４０００人の厚さで形威した。

第１図（８）：印刷電極法により裏面電極４１，４２．
４３・・・を形威した。裏面電極４１，４２．４３・・
・間の間隙は透明電極２１，２２．２３・・・間の間隙
との間に線状導電層５２゜５３・・・をはさむ位置にあ
る。この場合には、第１図ｆｃｌに示した工程とは異な
り、アモルファスシリコン層に熱的損傷を与えないため
に、アモルファスシリコンの形成温度以下の低温で焼成
可能なエポキシ系、フェノール系などの樹脂を含む導電
ペーストを使用した。また、スクリーン印刷のスキージ
およびマスクの材質はステンレス製のものとした。第１
図＋ｄｌに示した工程の終了時点における製造途中の太
陽電池表面は、図に模式的に示すように凹凸を有する構
造となっている。この上にステンレス製のスキージなら
びにマスクを用いてスクリーン印刷を行うと、線状導電
層５１，５２．５３・・・上のアモルファスシリコン層
は強い圧力を受けて実質的にはがされてしまう、一方、
線状導電層そのものは硬度が貰いため変形することはな
い、このようにしてアモルファスシリコン層がはがされ
ることにより、分割されたアモルファスシリコン層領域
４１，４２．４３・・・ができ、はがされた部分に導電
性樹脂が流れ込んで線状導電層５１，５２．５３・・・
と裏面電極４１．４２．４３・・・とが接触し隣接する
ユニットセルが電気的に接続される直列接続型太陽電池
パターンが形威される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、透明！極上にスクリーン印刷法により
非晶質半導体層に比べて十分厚いｌＩｌ厚を持つ線状導
電層を形威し、この上に非晶質半導体層を、さらにその
上に印刷電極法により裏面電極を順次形成する製造方法
としたので、裏面１！極のスクリーン印刷時に直列接続
部上のアモルファス半導体が剥離、除去されてアモルフ
ァス半導体層のパターニングが行われ、・同時に隣接す
るユニットセルの透明電極と裏面電極が線状導電層を介
して電気的に接続される。従って、レーザスクライブ法
やメカニカルスクライブ法により非晶質半導体層のパタ
ーニングを行う場合に起こる非晶質半導体あるいは透明
電極などの損傷がなく、かつ１本ずつのパターニングの
必要がないため量産性に富むので製造工数の低減にもな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（５）〜ｆｅｌは本発明の一実施例の製造工程を
順次示す断面図、第２図は従来の直列接続型太陽電池の
断面図である。 １ニガラス基板、２　：　ＳｎＯ，膜、２１，２２，２
３　：透明電極、３：アモルファスシリコン層、３１，
３２，３３７アモルファスシリコンＮ　ｆｌ域、４１，
４２，４３　：裏面電第２屈

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）透光性絶縁基板上にあって基板側に透明電極、反基
   板側に裏面電極を備えた非晶質半導体層領域からなるユ
   ニットセルの複数個が直列接続される非晶質太陽電池の
   製造方法において、透光性絶縁基板上に一列に配列され
   た複数の透明電極を形成する工程と、各透明電極の配列
   方向における一方の側の縁部に近接した位置に非晶質半
   導体層の厚さより十分厚い線状導電層を導電性樹脂の印
   刷と非晶質半導体の形成温度より高い温度での焼成によ
   り形成する工程と、透明電極および線状導電層を覆って
   非晶質半導体層を形成する工程と、非晶質半導体層を覆
   って線状導電層の上に透明電極の前記縁部と反対側で近
   接した位置に間隙を有する裏面電極を導電性樹脂の印刷
   と非晶質半導体の形成温度より低い温度での焼成により
   形成する工程とを含む非晶質太陽電池の製造方法。