JPH0455352B2 - - Google Patents
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- JPH0455352B2 JPH0455352B2 JP60173684A JP17368485A JPH0455352B2 JP H0455352 B2 JPH0455352 B2 JP H0455352B2 JP 60173684 A JP60173684 A JP 60173684A JP 17368485 A JP17368485 A JP 17368485A JP H0455352 B2 JPH0455352 B2 JP H0455352B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- H01L31/03921—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
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- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は太陽電池等の光起電力装置の製造方法
に関する。
に関する。
(ロ) 従来の技術
第８図は米国特許第4281208号に開示されてい
ると共に、既に実用化されている太陽電池の基本
構造を示し、１１はガラス、耐熱プラスチツク等
の絶縁性且つ透光性を有する基板、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ…は基板１上に一定間隔で被着された
第１電極膜としての透明電極膜、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ…は各透明電極膜上に重畳被着された
非晶質シリコン等の非晶質半導体膜、１４ａ，１
４ｂ，１４ｃ…は各非晶質半導体膜上に重畳被着
され、かつ各右隣りの透明電極膜１２ｂ，１２ｃ
…に部分的に重畳せる第２電極膜としての裏面電
極膜で、斯る透明電極膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
…乃至裏面電極膜１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の各
積層体により光電変換領域１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ…が構成されている。
ると共に、既に実用化されている太陽電池の基本
構造を示し、１１はガラス、耐熱プラスチツク等
の絶縁性且つ透光性を有する基板、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ…は基板１上に一定間隔で被着された
第１電極膜としての透明電極膜、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ…は各透明電極膜上に重畳被着された
非晶質シリコン等の非晶質半導体膜、１４ａ，１
４ｂ，１４ｃ…は各非晶質半導体膜上に重畳被着
され、かつ各右隣りの透明電極膜１２ｂ，１２ｃ
…に部分的に重畳せる第２電極膜としての裏面電
極膜で、斯る透明電極膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
…乃至裏面電極膜１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の各
積層体により光電変換領域１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ…が構成されている。
各非晶質半導体膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…
は、その内部に例えば膜面に平行なPIN接合を含
み、従つて透光性基板１１及び透明電極膜１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ…を順次介して光入射がある
と、光起電力を発生する光活性層として動作す
る。各非晶質半導体膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…
内で発生した光起電力は隣接間隔ab，bcに於け
る透明電極膜１２ｂ，１２ｃ…と裏面電極膜１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ…との接続により直列的に相
加される。
は、その内部に例えば膜面に平行なPIN接合を含
み、従つて透光性基板１１及び透明電極膜１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ…を順次介して光入射がある
と、光起電力を発生する光活性層として動作す
る。各非晶質半導体膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…
内で発生した光起電力は隣接間隔ab，bcに於け
る透明電極膜１２ｂ，１２ｃ…と裏面電極膜１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ…との接続により直列的に相
加される。
通常、斯る構成の太陽電池にあつては細密加工
性に優れている写真蝕刻技術が用いられている。
この技術による場合、基板１１上全面への透明電
極膜の被着工程と、フオトレジスト及びエツチン
グによる各個別の透明電極膜１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ…の分離、即ち、各透明電極膜１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ…の隣接間隔部分の除去工程と、これ
ら各透明電極膜上を含む基板１１上全面への非晶
質半導体膜の被着工程と、フオトレジスト及びエ
ツチングによる各個別の非晶質半導体膜１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ…の分離、即ち、各非晶質半導体
膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…の隣接間隔部分の除
去工程とを順次経ることになる。
性に優れている写真蝕刻技術が用いられている。
この技術による場合、基板１１上全面への透明電
極膜の被着工程と、フオトレジスト及びエツチン
グによる各個別の透明電極膜１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ…の分離、即ち、各透明電極膜１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ…の隣接間隔部分の除去工程と、これ
ら各透明電極膜上を含む基板１１上全面への非晶
質半導体膜の被着工程と、フオトレジスト及びエ
ツチングによる各個別の非晶質半導体膜１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ…の分離、即ち、各非晶質半導体
膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…の隣接間隔部分の除
去工程とを順次経ることになる。
然し乍ら、写真蝕刻技術は細密加工の上で優れ
てはいるが、蝕刻パターンを規定するフオトレジ
ストのピンホールや周縁での剥れにより非晶質半
導体膜に欠陥を生じさせやすい。
てはいるが、蝕刻パターンを規定するフオトレジ
ストのピンホールや周縁での剥れにより非晶質半
導体膜に欠陥を生じさせやすい。
特開昭57−12568号公報に開示された先行技術
は、レーザビームの照射による膜の焼き切りで上
記隣接間隔を設けるものであり、写真蝕刻技術で
必要なフオトレジスト、即ちウエツトプロセスを
一切使わず細密加工性に富むその技法は上記の課
題を解決する上で極めて有効である。
は、レーザビームの照射による膜の焼き切りで上
記隣接間隔を設けるものであり、写真蝕刻技術で
必要なフオトレジスト、即ちウエツトプロセスを
一切使わず細密加工性に富むその技法は上記の課
題を解決する上で極めて有効である。
レーザ使用の際に留意すべきことは、斯るレー
ザ加工は本質的に熱加工であり、加工せんとする
膜部分の下に他の膜が存在しておれば、それに損
傷を与えないことである。さもなければ、目的の
膜部分を焼き切つた上、必要としない下の膜まで
焼き切つてしまつたり、或いは焼き切らないまで
も熱的なダメージを与えてしまう。上記先行技術
は、この要求を満たすために、レーザ出力やパル
ス周波数を各膜に対して選択することを提案して
いる。
ザ加工は本質的に熱加工であり、加工せんとする
膜部分の下に他の膜が存在しておれば、それに損
傷を与えないことである。さもなければ、目的の
膜部分を焼き切つた上、必要としない下の膜まで
焼き切つてしまつたり、或いは焼き切らないまで
も熱的なダメージを与えてしまう。上記先行技術
は、この要求を満たすために、レーザ出力やパル
ス周波数を各膜に対して選択することを提案して
いる。
然し乍ら、上記先行技術の第１の欠点は、被加
工膜に於けるレーザの加工閾値エネルギ密度はそ
の膜厚によつて吸収率が変動するために一定とな
らず、従つて斯る膜厚による閾値エネルギ密度の
変化を無視して加工を施すと、レーザ出力が小さ
いと被加工膜の或るところに対しては加工不足を
生じ、またレーザ出力が大きいと下層の膜をレー
ザビームが直撃するところが発生し、その箇所は
少なくとも熱的なダメージを被る。例えば波長
1.06μｍのＱスイツチ付Nd：YAGレーザにより
非晶質シリコン系半導体／透明電極膜／透光性基
板の構造において非晶質シリコン系の半導体膜を
除去する場合の吸収率(A)、反射率（Ｒ）、透過率
（Ｔ）と膜厚との関係は第９図の通りであり、膜
厚変化幅約700Åの範囲に於いて吸収率(A)は太陽
電池の実用膜厚約4000Å程度以上で５％〜20％と
激しく変位する。即ち、斯るYAGレーザにより
半導体膜を加工する際、最低吸収率(A)である５％
の膜厚であつても、その半導体膜部分を加工でき
るようにレーザ出力を決定すると、20％の吸収率
の膜厚を有する半導体膜部分に対してはその膜厚
部分の閾値エネルギ密度の４倍の出力のレーザビ
ームが照射されることになり、従つて斯る半導体
膜部分に於ける下層に存在する透明電極膜の熱的
ダメージは免れない。同様に、最大吸収率(A)であ
る20％にレーザ出力を設定すると、最低吸収率(A)
付近の膜厚を有する半導体部分は、除去されず、
切残しとなつて存在し、セル出力の低下の原因と
なる。
工膜に於けるレーザの加工閾値エネルギ密度はそ
の膜厚によつて吸収率が変動するために一定とな
らず、従つて斯る膜厚による閾値エネルギ密度の
変化を無視して加工を施すと、レーザ出力が小さ
いと被加工膜の或るところに対しては加工不足を
生じ、またレーザ出力が大きいと下層の膜をレー
ザビームが直撃するところが発生し、その箇所は
少なくとも熱的なダメージを被る。例えば波長
1.06μｍのＱスイツチ付Nd：YAGレーザにより
非晶質シリコン系半導体／透明電極膜／透光性基
板の構造において非晶質シリコン系の半導体膜を
除去する場合の吸収率(A)、反射率（Ｒ）、透過率
（Ｔ）と膜厚との関係は第９図の通りであり、膜
厚変化幅約700Åの範囲に於いて吸収率(A)は太陽
電池の実用膜厚約4000Å程度以上で５％〜20％と
激しく変位する。即ち、斯るYAGレーザにより
半導体膜を加工する際、最低吸収率(A)である５％
の膜厚であつても、その半導体膜部分を加工でき
るようにレーザ出力を決定すると、20％の吸収率
の膜厚を有する半導体膜部分に対してはその膜厚
部分の閾値エネルギ密度の４倍の出力のレーザビ
ームが照射されることになり、従つて斯る半導体
膜部分に於ける下層に存在する透明電極膜の熱的
ダメージは免れない。同様に、最大吸収率(A)であ
る20％にレーザ出力を設定すると、最低吸収率(A)
付近の膜厚を有する半導体部分は、除去されず、
切残しとなつて存在し、セル出力の低下の原因と
なる。
さらに裏面電極膜１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…と
してアルミニウム、銀等の高熱伝導性の金属材料
を少なくともその一部に含んでいると、レーザビ
ームの照射による加工条件が厳しく下記の欠点を
持つ。
してアルミニウム、銀等の高熱伝導性の金属材料
を少なくともその一部に含んでいると、レーザビ
ームの照射による加工条件が厳しく下記の欠点を
持つ。
即ち、レーザ出力が弱いと裏面電極膜に完全に
分離することができず、逆に強過ぎると、第１０
図の如く裏面電極膜の分離部分が非晶質半導体膜
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…の端面と透明電極膜１
２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の露出界面との間に於い
て行なわれている場合、非晶質半導体膜１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ…上の裏面電極膜１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ…の端面がそれらの溶融により当該光
電変換領域１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…の透明電極
膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…上に流れ出してこの
光電変換領域１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…を短絡さ
せたり、また第１１図の如く非晶質半導体膜１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ…上に於いて裏面電極膜１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ…を分離する構造にあつて
は、レーザビームの直撃を受けた半導体膜部分１
３′がアニーリングされ低抵抗化される結果、こ
の低抵抗な半導体膜部分１３′を介して物理的に
分離された筈の裏面電極膜１４ａ１４ｂ，１４ｂ
１４ｃ…を電気的に分離することができない事故
が発生する。
分離することができず、逆に強過ぎると、第１０
図の如く裏面電極膜の分離部分が非晶質半導体膜
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…の端面と透明電極膜１
２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の露出界面との間に於い
て行なわれている場合、非晶質半導体膜１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ…上の裏面電極膜１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ…の端面がそれらの溶融により当該光
電変換領域１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…の透明電極
膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…上に流れ出してこの
光電変換領域１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…を短絡さ
せたり、また第１１図の如く非晶質半導体膜１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ…上に於いて裏面電極膜１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ…を分離する構造にあつて
は、レーザビームの直撃を受けた半導体膜部分１
３′がアニーリングされ低抵抗化される結果、こ
の低抵抗な半導体膜部分１３′を介して物理的に
分離された筈の裏面電極膜１４ａ１４ｂ，１４ｂ
１４ｃ…を電気的に分離することができない事故
が発生する。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
本発明は大面積に対する細密加工性に富むレー
ザビームを使用したにも拘らず、半導体膜の膜厚
に対する加工しきい値エネルギー密度の変動によ
り加工不足や下層にダメージを与えたりする要因
を取り除くことにある。また、半導体膜単独のス
クライブ工程を省き、工程を簡略化し簡単に第１
電極膜と第２電極膜を接続する方法を提供するも
のである。
ザビームを使用したにも拘らず、半導体膜の膜厚
に対する加工しきい値エネルギー密度の変動によ
り加工不足や下層にダメージを与えたりする要因
を取り除くことにある。また、半導体膜単独のス
クライブ工程を省き、工程を簡略化し簡単に第１
電極膜と第２電極膜を接続する方法を提供するも
のである。
他方、本発明は第２電極膜を司どる上記裏面電
極膜への直接或いは間接的なレーザビームの照射
による下層の光活性層のアニーリングを含めた熱
的なダメージや光電変換領域同士の短絡を解決し
ようとするものである。
極膜への直接或いは間接的なレーザビームの照射
による下層の光活性層のアニーリングを含めた熱
的なダメージや光電変換領域同士の短絡を解決し
ようとするものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明製造方法は上述の問題点を解決するため
に、基板の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分
割配置された第１電極膜を含んで前記基板の絶縁
表面に半導体光活性層を配置する工程と、この半
導体光活性層を複数の光電変換領域毎に分割する
ことなく当該半導体光活性層上に第２電極膜を形
成する工程と、前記第１電極膜の隣接間隔部の近
傍に於いて前記第２電極膜の露出方向からエネル
ギビームを照射して照射部分の第２電極膜部分を
除去し、この第２電極膜と半導体光活性層との間
もしくは半導体光活性層と第１電極膜との間に設
けられた絶縁部材に到達し第２電極膜を電気的に
分離する分離溝を形成する工程と、この分離溝が
形成される位置より隣接間隔部に近い側の第２電
極膜にエネルギビームを照射し少なくとも照射部
分の第２電極膜部分を溶融すると共に、その溶融
物を第２電極膜の下層として位置する半導体光活
性層を貫通せしめることによつて導電部材が設け
られて肉厚となつた第１電極膜と隣接した光電変
換領域の第２電極膜とを電気的に結合する工程
と、を含んでいる。
に、基板の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分
割配置された第１電極膜を含んで前記基板の絶縁
表面に半導体光活性層を配置する工程と、この半
導体光活性層を複数の光電変換領域毎に分割する
ことなく当該半導体光活性層上に第２電極膜を形
成する工程と、前記第１電極膜の隣接間隔部の近
傍に於いて前記第２電極膜の露出方向からエネル
ギビームを照射して照射部分の第２電極膜部分を
除去し、この第２電極膜と半導体光活性層との間
もしくは半導体光活性層と第１電極膜との間に設
けられた絶縁部材に到達し第２電極膜を電気的に
分離する分離溝を形成する工程と、この分離溝が
形成される位置より隣接間隔部に近い側の第２電
極膜にエネルギビームを照射し少なくとも照射部
分の第２電極膜部分を溶融すると共に、その溶融
物を第２電極膜の下層として位置する半導体光活
性層を貫通せしめることによつて導電部材が設け
られて肉厚となつた第１電極膜と隣接した光電変
換領域の第２電極膜とを電気的に結合する工程
と、を含んでいる。
(ホ) 作用
上述の如く半導体光活性層単独での分割工程を
省略することによつて、半導体光活性層の膜厚変
化に対するエネルギビームの加工エネルギ密度の
変動を回避する。更に第２電極膜のエネルギビー
ム照射を利用した電気的な分離が当該第２電極膜
下層の絶縁部材に到達する分離溝の形成により為
される際に、斯る絶縁部材はこの絶縁部材より下
層の膜への熱伝導を遮断すると共に、第２電極膜
の溶融による短絡も防止する。
省略することによつて、半導体光活性層の膜厚変
化に対するエネルギビームの加工エネルギ密度の
変動を回避する。更に第２電極膜のエネルギビー
ム照射を利用した電気的な分離が当該第２電極膜
下層の絶縁部材に到達する分離溝の形成により為
される際に、斯る絶縁部材はこの絶縁部材より下
層の膜への熱伝導を遮断すると共に、第２電極膜
の溶融による短絡も防止する。
(ヘ) 実施例
以下第１図乃至第７図を参照して、本発明製造
方法を太陽電池の製造方法に適用した実施例につ
き詳述する。
方法を太陽電池の製造方法に適用した実施例につ
き詳述する。
第１図の工程では、厚さ１mm〜５mm、面積10cm
×10cm〜50cm×50cm程度の透明なガラス等の絶縁
材料からなる基板１上全面に、厚さ約2000Å〜
5000Åの酸化錫（SnO2）、酸化インジウム錫
（ITO）に代表される透光性導電酸化物（TCO）
の単層型或いはそれらの積層型の透明電極膜が被
着された後、隣接間隔部ab，bcがレーザビーム
LBの照射により除去されて、個別の各透明電極
膜２ａ，２ｂ，２ｃ…が分離形成される。使用さ
れるレーザ装置は基板１にほとんど吸収されるこ
とのない波長が適当であり、上記ガラスに対して
は0.35μｍ〜2.5μｍの波長のパルス出力型が好ま
しい。斯る好適な実施例は、波長約1.06μｍエネ
ルギ密度13J／cm2、パルス繰返し周波数3KHzのＱ
スイツチ付きNd：YAGレーザであり、隣接間隔
部abの間隔は約50〜100μｍに設定される。
×10cm〜50cm×50cm程度の透明なガラス等の絶縁
材料からなる基板１上全面に、厚さ約2000Å〜
5000Åの酸化錫（SnO2）、酸化インジウム錫
（ITO）に代表される透光性導電酸化物（TCO）
の単層型或いはそれらの積層型の透明電極膜が被
着された後、隣接間隔部ab，bcがレーザビーム
LBの照射により除去されて、個別の各透明電極
膜２ａ，２ｂ，２ｃ…が分離形成される。使用さ
れるレーザ装置は基板１にほとんど吸収されるこ
とのない波長が適当であり、上記ガラスに対して
は0.35μｍ〜2.5μｍの波長のパルス出力型が好ま
しい。斯る好適な実施例は、波長約1.06μｍエネ
ルギ密度13J／cm2、パルス繰返し周波数3KHzのＱ
スイツチ付きNd：YAGレーザであり、隣接間隔
部abの間隔は約50〜100μｍに設定される。
第２図の工程では、先の工程で分割配置された
透明電極膜２ａ，２ｂ，２ｃ…の一方の隣接間隔
部ab，bc…の近傍に偏って該隣接間隔部ab，bc
…に近い側から導電部材３ab，３bc…及び絶縁
部材４ab，４bc…が各々１本づつ平行に帯状に
形成される。例えば上記導電部材３ab，３bc…
は銀（Ag）ペーストやその他の金属ペーストを
スクリーン印刷手法により高さ約10〜20μｍ、幅
約100〜150μｍにパターニングされた後、約550
℃の温度にて焼成される。また絶縁部材４ab，
４bc…としては後工程で形成され半導体光活性
層として動作する非晶質半導体膜に拡散したりす
ることのない材料、例えば二酸化シリコン
（SiO2）粉末をペースト状にしたSiO2ペーストや
その他の無機材料が選択され、上記Agペースト
と同様スクリーン印刷手法により所定の箇所に高
さ約10〜20μｍ、幅約100〜150μｍにパターニン
グされ、これも同様に約550℃の温度にて焼成さ
れる。
透明電極膜２ａ，２ｂ，２ｃ…の一方の隣接間隔
部ab，bc…の近傍に偏って該隣接間隔部ab，bc
…に近い側から導電部材３ab，３bc…及び絶縁
部材４ab，４bc…が各々１本づつ平行に帯状に
形成される。例えば上記導電部材３ab，３bc…
は銀（Ag）ペーストやその他の金属ペーストを
スクリーン印刷手法により高さ約10〜20μｍ、幅
約100〜150μｍにパターニングされた後、約550
℃の温度にて焼成される。また絶縁部材４ab，
４bc…としては後工程で形成され半導体光活性
層として動作する非晶質半導体膜に拡散したりす
ることのない材料、例えば二酸化シリコン
（SiO2）粉末をペースト状にしたSiO2ペーストや
その他の無機材料が選択され、上記Agペースト
と同様スクリーン印刷手法により所定の箇所に高
さ約10〜20μｍ、幅約100〜150μｍにパターニン
グされ、これも同様に約550℃の温度にて焼成さ
れる。
この様にAgペーストの焼成温度とSiO2ペース
トの焼成温度とが等しい場合、両者の焼成は基本
的には同一に行なわれる。然し、両者を同一に焼
成するに際しては、両者を同時にスクリーン印刷
できないために、先ずAgペースト或いはSiO2ペ
ーストのスクリーン印刷を行ない、次にこのペー
ストに対し予備焼成或は予備乾燥を施した後、残
りのSiO2ペースト或いはAgペーストをスクリー
ン印刷する必要がある。
トの焼成温度とが等しい場合、両者の焼成は基本
的には同一に行なわれる。然し、両者を同一に焼
成するに際しては、両者を同時にスクリーン印刷
できないために、先ずAgペースト或いはSiO2ペ
ーストのスクリーン印刷を行ない、次にこのペー
ストに対し予備焼成或は予備乾燥を施した後、残
りのSiO2ペースト或いはAgペーストをスクリー
ン印刷する必要がある。
第３図の工程では、各透明電極膜２ａ，２ｂ，
２ｃ…、上記導電部材３ab，３bc…及び絶縁部
材４ab，４bc…の表面を含んで基板１上のほぼ
全面に光電変換に有効に寄与する厚さ4000Å〜
7000Åの非晶質シリコン（ａ−Si）等の非晶質半
導体膜５がモノシラン（SiH4）、ジシラン
（Si2H6）、四弗化シリコン（SiF4）、モノフロロ
シラン（SiH3F）等のシリコン化合物ガスを主ガ
スとし適宜価電子制御用のジボラン（B2H6）、ホ
スフイン（PH3）のドーピングガスが添加された
反応ガス中でのプラズマCVD法や光CVD法によ
り形成される。斯る半導体膜５は上記B2H6や
PH3の添加によりその内部に膜面に平行なpin接
合を含み、従つてより具体的には、上記シリコン
化合物ガスにB2H6、更にはメタン（CH4）、エタ
ン（C2H6）等の水素化炭素ガスの添加によりプ
ラズマCVD法や光CVD法によりｐ型の非晶質シ
リコンカーバイド（ａ−SiC）が被着され、次い
でｉ型（ノンドープ）のａ−Si及びｎ型のａ−Si
或いは微結晶シリコン（μc−Si）が順次積層被着
される。
２ｃ…、上記導電部材３ab，３bc…及び絶縁部
材４ab，４bc…の表面を含んで基板１上のほぼ
全面に光電変換に有効に寄与する厚さ4000Å〜
7000Åの非晶質シリコン（ａ−Si）等の非晶質半
導体膜５がモノシラン（SiH4）、ジシラン
（Si2H6）、四弗化シリコン（SiF4）、モノフロロ
シラン（SiH3F）等のシリコン化合物ガスを主ガ
スとし適宜価電子制御用のジボラン（B2H6）、ホ
スフイン（PH3）のドーピングガスが添加された
反応ガス中でのプラズマCVD法や光CVD法によ
り形成される。斯る半導体膜５は上記B2H6や
PH3の添加によりその内部に膜面に平行なpin接
合を含み、従つてより具体的には、上記シリコン
化合物ガスにB2H6、更にはメタン（CH4）、エタ
ン（C2H6）等の水素化炭素ガスの添加によりプ
ラズマCVD法や光CVD法によりｐ型の非晶質シ
リコンカーバイド（ａ−SiC）が被着され、次い
でｉ型（ノンドープ）のａ−Si及びｎ型のａ−Si
或いは微結晶シリコン（μc−Si）が順次積層被着
される。
尚、半導体光活性層として動作する半導体は上
記ａ−Si系の半導体に限らず硫化カドミウム
（CdS）、テルル化カドミウム（CdTe）、セレン
（Se）等の膜状半導体であつても良いが、工業的
には上記ａ−Si、ａ−SiC、更には非晶質シリコ
ンゲルマニウム（ａ−SiGe）、非晶質シリコン錫
（ａ−SiSn）等に代表されるａ−Si系半導体が好
ましい。
記ａ−Si系の半導体に限らず硫化カドミウム
（CdS）、テルル化カドミウム（CdTe）、セレン
（Se）等の膜状半導体であつても良いが、工業的
には上記ａ−Si、ａ−SiC、更には非晶質シリコ
ンゲルマニウム（ａ−SiGe）、非晶質シリコン錫
（ａ−SiSn）等に代表されるａ−Si系半導体が好
ましい。
第４図の工程では、半導体膜５及び透明電極膜
２ａ，２ｂ，２ｃ…の各露出部分を含んで基板１
上全面に4000Å〜2μｍ程度の厚さのアルミニウ
ム単層構造、或いは該アルミニウムにチタン
（Ti）又はチタン銀合金（TiAg）を積層した二
層構造、更には斯る二層構造を二重に積み重ねた
裏面電極膜６が被着される。この工程により、半
導体膜５が形成された直後、この半導体膜５を分
割することなくその全面に裏面電極膜６が被着さ
れるため、該半導体膜６面上にほこりが付着する
こと、スクライブ時の飛散物の再付着することに
よるシート抵抗の増大を防ぐことができ、さらに
半導体膜５の酸化空気中の湿気などによる膜特性
の劣化を防ぐことができる。
２ａ，２ｂ，２ｃ…の各露出部分を含んで基板１
上全面に4000Å〜2μｍ程度の厚さのアルミニウ
ム単層構造、或いは該アルミニウムにチタン
（Ti）又はチタン銀合金（TiAg）を積層した二
層構造、更には斯る二層構造を二重に積み重ねた
裏面電極膜６が被着される。この工程により、半
導体膜５が形成された直後、この半導体膜５を分
割することなくその全面に裏面電極膜６が被着さ
れるため、該半導体膜６面上にほこりが付着する
こと、スクライブ時の飛散物の再付着することに
よるシート抵抗の増大を防ぐことができ、さらに
半導体膜５の酸化空気中の湿気などによる膜特性
の劣化を防ぐことができる。
第５図の最終工程では、導電部材３ab，３bc
…及び絶縁部材４ab，４bc…の表面上に位置す
る非晶質半導体膜５及び裏面電極膜６の積層体部
分にこの積層体部分の表面側から第１、第２のレ
ーザビームLB1，LB2が照射される。導電部材３
ab，３bc…上の積層体部分に照射される第１の
レーザビームLB1は、斯る積層体部分を溶融する
に足りるエネルギ密度を備えることによつて、上
記積層体を溶融し、その溶融により発生した溶融
物、即ちシリサイド合金は周囲の非晶質半導体膜
５を貫通した形でその直下に位置する導電部材３
ab，３bc…と当接する。この導電部材３ab，３
bc…はAgペーストやその他の金属ペーストを焼
結せしめた金属であるめに下層の透明電極膜２
ｂ，２ｃ…よりも金属を含む溶融物との接着性が
強く、また厚み（高さ）も十分に大きい（高い）
ので第１のレーザビームLB1によるダメージを被
ることもなくなる。
…及び絶縁部材４ab，４bc…の表面上に位置す
る非晶質半導体膜５及び裏面電極膜６の積層体部
分にこの積層体部分の表面側から第１、第２のレ
ーザビームLB1，LB2が照射される。導電部材３
ab，３bc…上の積層体部分に照射される第１の
レーザビームLB1は、斯る積層体部分を溶融する
に足りるエネルギ密度を備えることによつて、上
記積層体を溶融し、その溶融により発生した溶融
物、即ちシリサイド合金は周囲の非晶質半導体膜
５を貫通した形でその直下に位置する導電部材３
ab，３bc…と当接する。この導電部材３ab，３
bc…はAgペーストやその他の金属ペーストを焼
結せしめた金属であるめに下層の透明電極膜２
ｂ，２ｃ…よりも金属を含む溶融物との接着性が
強く、また厚み（高さ）も十分に大きい（高い）
ので第１のレーザビームLB1によるダメージを被
ることもなくなる。
一方、絶縁部材４ab，４bc…上の積層体部分
に照射される第２のレーザビームLB2は、斯る積
層体部分を除去するに足りる十分なエネルギ密度
を備えている。即ち、第２のレーザビームLB2が
照射される積層体部分は複数の光電変換領域７
ａ，７ｂ，７ｃ…に跨って一様に連なつた非晶質
半導体膜５及び裏面電極膜６の積層体を上記各領
域７ａ，７ｂ，７ｃ…毎に分割せんがために除去
される箇所であり、多少大きなエネルギ密度を持
つたとしても上記積層体部分の直下には厚み（高
さ）が十分な絶縁部材４ab，４bc…が存在する
結果、斯る絶縁部材４ab，４bc…の表面を僅か
に除去するだけであり、下層への第２レーザビー
ムLB2の到達は阻止される。この第２のレーザビ
ームLB2の照射によつて、上記積層体を電気的に
且つ物理的に分離する分離溝８ab，８bc…が形
成される。
に照射される第２のレーザビームLB2は、斯る積
層体部分を除去するに足りる十分なエネルギ密度
を備えている。即ち、第２のレーザビームLB2が
照射される積層体部分は複数の光電変換領域７
ａ，７ｂ，７ｃ…に跨って一様に連なつた非晶質
半導体膜５及び裏面電極膜６の積層体を上記各領
域７ａ，７ｂ，７ｃ…毎に分割せんがために除去
される箇所であり、多少大きなエネルギ密度を持
つたとしても上記積層体部分の直下には厚み（高
さ）が十分な絶縁部材４ab，４bc…が存在する
結果、斯る絶縁部材４ab，４bc…の表面を僅か
に除去するだけであり、下層への第２レーザビー
ムLB2の到達は阻止される。この第２のレーザビ
ームLB2の照射によつて、上記積層体を電気的に
且つ物理的に分離する分離溝８ab，８bc…が形
成される。
斯るエネルギ密度の異なる第１・第２のレーザ
ビームLB1，LB2を同一のレーザ装置を用いた作
成方法としては、レーザビームLB1，LB2のスポ
ツト径を調整するフオーカス位置の変化やアツテ
ネータにより簡単に行なうことができると共に、
レーザ装置が十分な出力を備えるならば１本のレ
ーザビームを２本のレーザビームLB1，LB2に分
割するビームスプリツタを用いることもでき、こ
の場合、レーザビームの走査回数を1/2と減縮す
ることができる。
ビームLB1，LB2を同一のレーザ装置を用いた作
成方法としては、レーザビームLB1，LB2のスポ
ツト径を調整するフオーカス位置の変化やアツテ
ネータにより簡単に行なうことができると共に、
レーザ装置が十分な出力を備えるならば１本のレ
ーザビームを２本のレーザビームLB1，LB2に分
割するビームスプリツタを用いることもでき、こ
の場合、レーザビームの走査回数を1/2と減縮す
ることができる。
この様にして、裏面電極膜６ａ，６ｂ…と透明
電極膜２ｂ，２ｃ…との電気的接続工程と実質的
に同一工程により、非晶質半導体膜５と裏面電極
膜６との不用な部分…を除去しそれらを分離する
分離溝８ab，８bcが形成されて個別の各裏面電
極膜６ａ，６ｂ，６ｃ…が分割配置される。その
結果、相隣り合う光電変換領域７ａ，７ｂ，７ｃ
…の裏面電極膜６ａ，６ｂ…と透明電極膜２ｂ，
２ｃ…は上記分離溝８ab，８bc…より裏面電極
膜６ａ，６ｂ，６ｃ…の隣接間隔部ab，bc…に
近い側に於いて結合し、上記光電変換領域７ａ，
７ｂ，７ｃ…は導電部材３ab，３bc…を介して
電気的に直列接続される。
電極膜２ｂ，２ｃ…との電気的接続工程と実質的
に同一工程により、非晶質半導体膜５と裏面電極
膜６との不用な部分…を除去しそれらを分離する
分離溝８ab，８bcが形成されて個別の各裏面電
極膜６ａ，６ｂ，６ｃ…が分割配置される。その
結果、相隣り合う光電変換領域７ａ，７ｂ，７ｃ
…の裏面電極膜６ａ，６ｂ…と透明電極膜２ｂ，
２ｃ…は上記分離溝８ab，８bc…より裏面電極
膜６ａ，６ｂ，６ｃ…の隣接間隔部ab，bc…に
近い側に於いて結合し、上記光電変換領域７ａ，
７ｂ，７ｃ…は導電部材３ab，３bc…を介して
電気的に直列接続される。
第６図及び第７図は本発明製造方法の第２・第
３の実施例を説明するための断面図である。
３の実施例を説明するための断面図である。
これらの実施例の特徴は導電部材３ab…が透
明電極膜２ａ，２ｂ…の形成に先立って基板１の
予め定められた箇所にパターニング形成されてい
ることであり、また第３の実施例にあつては絶縁
部材４ab…は非晶質半導体膜５…上に形成され
ている。これら両実施例にあつても、裏面電極膜
６ａ，６ｂ…を電気的に分離する分離溝８ab…
の形成は第２のレーザビームLB2の絶縁部材４ab
…に到達する照射により行なわれていると共に、
相隣り合う光電変換領域７ａ，７ｂ…の裏面電極
膜６ａ…と、透明電極膜２ｂ…との電気的接続は
第１のレーザビームLB1の照射による裏面電極膜
６の溶融により行なわれ、斯る電気的接続部分に
は第１のレーザビームLB1による溶断を防止すべ
く膜厚（高さ）十分な導電部材３ab…が設けら
れている。
明電極膜２ａ，２ｂ…の形成に先立って基板１の
予め定められた箇所にパターニング形成されてい
ることであり、また第３の実施例にあつては絶縁
部材４ab…は非晶質半導体膜５…上に形成され
ている。これら両実施例にあつても、裏面電極膜
６ａ，６ｂ…を電気的に分離する分離溝８ab…
の形成は第２のレーザビームLB2の絶縁部材４ab
…に到達する照射により行なわれていると共に、
相隣り合う光電変換領域７ａ，７ｂ…の裏面電極
膜６ａ…と、透明電極膜２ｂ…との電気的接続は
第１のレーザビームLB1の照射による裏面電極膜
６の溶融により行なわれ、斯る電気的接続部分に
は第１のレーザビームLB1による溶断を防止すべ
く膜厚（高さ）十分な導電部材３ab…が設けら
れている。
(ト) 発明の効果
本発明製造方法は以上の説明から明らかな如
く、分割配置された第１電極膜上に半導体光活性
層を連続的に配置しこの光活性層上に第２電極膜
を形成した後、隣接する光電変換領域を電気的に
接続すべく第２電極膜上にエネルギビームを照射
してこの照射部分の第２電極膜を溶融させ、この
溶融物を導電部分が位置する下層の第１電極膜に
到達せしめると共に、第２電極膜の電気的分離
も、上記電気的接続工程と実質的に同一工程であ
るエネルギビームの照射によつて第２電極膜から
下層の絶縁部材に達する分離溝の形成により行な
つたので、半導体光活性層の膜厚の変化に対する
加工エネルギ密度の変動を回避し得、製造工程の
簡略化と相俟つて安定な製造が可能となる。ま
た、上記絶縁部材は分離溝形成時に第２電極膜の
溶融物が発生したとしても、この溶融物の拡がり
を抑圧し隣接する第２電極膜同士の短絡も防止す
ることができる。
く、分割配置された第１電極膜上に半導体光活性
層を連続的に配置しこの光活性層上に第２電極膜
を形成した後、隣接する光電変換領域を電気的に
接続すべく第２電極膜上にエネルギビームを照射
してこの照射部分の第２電極膜を溶融させ、この
溶融物を導電部分が位置する下層の第１電極膜に
到達せしめると共に、第２電極膜の電気的分離
も、上記電気的接続工程と実質的に同一工程であ
るエネルギビームの照射によつて第２電極膜から
下層の絶縁部材に達する分離溝の形成により行な
つたので、半導体光活性層の膜厚の変化に対する
加工エネルギ密度の変動を回避し得、製造工程の
簡略化と相俟つて安定な製造が可能となる。ま
た、上記絶縁部材は分離溝形成時に第２電極膜の
溶融物が発生したとしても、この溶融物の拡がり
を抑圧し隣接する第２電極膜同士の短絡も防止す
ることができる。
第１図乃至第５図は本発明製造方法の第１実施
例を工程別に示す断面図、第６図は本発明の第２
実施例により製造された光起電力装置の断面図、
第７図は本発明の第３実施例により製造された光
起電力装置の断面図、第８図は従来方法により製
造された光起電力装置の断面図、第９図はａ−Si
系半導体膜に於ける光学的特性の膜厚依存性を示
す特性図、第１０図及び第１１図は従来方法の欠
点を説明するための要部拡大断面図、を夫々示し
ている。 １……基板、２ａ，２ｂ，２ｃ……透明電極
膜、３ab，３bc……導電部材、４ab，４bc……
絶縁部材、５……非晶質半導体膜、６，６ａ，６
ｂ，６ｃ……裏面電極膜、７ａ，７ｂ，７ｃ……
光電変換領域、８ab，８bc……分離溝、ab，bc
……隣接間隔部、LB1，LB2……第１・第２レー
ザビーム。
例を工程別に示す断面図、第６図は本発明の第２
実施例により製造された光起電力装置の断面図、
第７図は本発明の第３実施例により製造された光
起電力装置の断面図、第８図は従来方法により製
造された光起電力装置の断面図、第９図はａ−Si
系半導体膜に於ける光学的特性の膜厚依存性を示
す特性図、第１０図及び第１１図は従来方法の欠
点を説明するための要部拡大断面図、を夫々示し
ている。 １……基板、２ａ，２ｂ，２ｃ……透明電極
膜、３ab，３bc……導電部材、４ab，４bc……
絶縁部材、５……非晶質半導体膜、６，６ａ，６
ｂ，６ｃ……裏面電極膜、７ａ，７ｂ，７ｃ……
光電変換領域、８ab，８bc……分離溝、ab，bc
……隣接間隔部、LB1，LB2……第１・第２レー
ザビーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分
割配置された第１電極膜を含んで前記基板の絶縁
表面に半導体光活性層を配置する工程と、この半
導体光活性層を複数の光電変換領域毎に分割する
ことなく当該半導体光活性層上に第２電極膜を形
成する工程と、前記第１電極膜の隣接間隔部の近
傍に於いて前記第２電極膜の露出方向からエネル
ギビームを照射して照射部分の第２電極膜部分を
除去し、この第２電極膜と半導体光活性層との間
に設けられた絶縁部材に到達し、第２電極膜を電
気的に分離する分離溝を形成する工程と、この分
離溝が形成される位置より隣接間隔部に近い側の
第２電極膜にエネルギビームを照射し少なくとも
照射部分の第２電極膜部分を溶融すると共に、そ
の溶融物を第２電極膜の下層として位置する半導
体光活性層を貫通せしめることによつて導電部材
が設けられて肉厚となつた第１電極膜と隣接した
光電変換領域の第２電極膜とを電気的に結合する
工程と、を含むことを特徴とした光起電力装置の
製造方法。 ２ 基板の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分
割配置された第１電極膜を含んで前記基板の絶縁
表面に半導体光活性層を配置する工程と、この半
導体光活性層を複数の光電変換領域毎に分割する
ことなく当該半導体光活性層上に第２電極膜を形
成する工程と、前記第１電極膜の隣接間隔部の近
傍に於いて前記第２電極膜の露出方向からエネル
ギビームを照射して照射部分の第２電極膜部分を
除去し、前記半導体光活性層と第１電極膜との間
に設けられた絶縁部材に到達し、第２電極膜を電
気的に分離する分離溝を形成する工程と、この分
離溝が形成される位置より隣接間隔部に近い側の
第２電極膜にエネルギビームを照射し少なくとも
照射部分の第２電極膜部分を溶融すると共に、そ
の溶融物を第２電極膜の下層として位置する半導
体光活性層を貫通せしめることによつて導電部材
が設けられて肉厚となつた第１電極膜と隣接した
光電変換領域の第２電極膜とを電気的に結合する
工程と、を含むことを特徴とした光起電力装置の
製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173684A JPS6233477A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 光起電力装置の製造方法 |
| US06/891,733 US4726849A (en) | 1985-08-07 | 1986-07-29 | Photovoltaic device and a method of manufacturing thereof |
| CN86105984A CN1007103B (zh) | 1985-08-07 | 1986-08-07 | 光电型器件及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173684A JPS6233477A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233477A JPS6233477A (ja) | 1987-02-13 |
| JPH0455352B2 true JPH0455352B2 (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=15965180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60173684A Granted JPS6233477A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233477A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6272180A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-02 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池装置 |
| DE3712589A1 (de) * | 1987-04-14 | 1988-11-03 | Nukem Gmbh | Verfahren zur herstellung von in reihe verschalteten duennschicht-solarzellen |
| JPS63261762A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| JPS63287076A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPH0733301Y2 (ja) * | 1989-12-26 | 1995-07-31 | 三洋電機株式会社 | 光電変換装置 |
| JP2983684B2 (ja) * | 1991-05-23 | 1999-11-29 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置の製造方法 |
| JPH0533547U (ja) * | 1991-10-04 | 1993-04-30 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
-
1985
- 1985-08-07 JP JP60173684A patent/JPS6233477A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6233477A (ja) | 1987-02-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |