JPH0458711B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0458711B2
JPH0458711B2 JP59074256A JP7425684A JPH0458711B2 JP H0458711 B2 JPH0458711 B2 JP H0458711B2 JP 59074256 A JP59074256 A JP 59074256A JP 7425684 A JP7425684 A JP 7425684A JP H0458711 B2 JPH0458711 B2 JP H0458711B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
electrode
photoelectric conversion
substrate
conversion device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59074256A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60100483A (en
Inventor
Shunpei Yamazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP59074256A priority Critical patent/JPS60100483A/en
Publication of JPS60100483A publication Critical patent/JPS60100483A/en
Publication of JPH0458711B2 publication Critical patent/JPH0458711B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、実用性に優れた高信頼性、高品質を
有した太陽電池に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a solar cell having high reliability and quality with excellent practicality.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光電変換装置をより安価でありかつ高信頼性の
システムとして構成させるには、 (1) 第1および第2の電極、 (2) 光起電力を発生させる半導体層、 (3) 装置の機械的な設置のための担体または基
板、 (4) 外部と電気的に連結するための端子、 (5) 端子の基板への種々の機械的密着性、 (6) 2つの電極の一方が光透過性であること、 (7) 第1、第2の電極および半導体層が機械的な
歪に対して保障されること、 (8) 半導体層が高効率の光電変換効率を有するこ
と、 が必要である。
In order to configure a photoelectric conversion device as a cheaper and highly reliable system, the following are required: (1) the first and second electrodes, (2) the semiconductor layer that generates photovoltaic force, and (3) the mechanical aspects of the device. (4) A terminal for electrical connection with the outside, (5) Various mechanical adhesion properties of the terminal to the substrate, (6) One of the two electrodes is optically transparent. (7) The first and second electrodes and the semiconductor layer must be guaranteed against mechanical strain; (8) The semiconductor layer must have high photoelectric conversion efficiency. .

加えて、光電変換装置として、 (9) 半導体層の製造価格が安価であること、 (10) 半導体層を用いた変換装置が製作しやすく構
造が単純であること、 (11) 半導体層に比べてこの付属設備が高価になら
ないこと、 (12) 変換装置の取扱が容易であること、 (13) 長期の信頼性が高いこと、 が重要である。
In addition, as photoelectric conversion devices, (9) the manufacturing cost of semiconductor layers is low, (10) conversion devices using semiconductor layers are easy to manufacture and have a simple structure, and (11) compared to semiconductor layers. It is important that the equipment attached to the lever is not expensive, (12) that the conversion device is easy to handle, and (13) that it has high long-term reliability.

しかしこれまでの光電変換装置は光起電力を発
生させる半導体自体が高価であることもあつて、
その付属設備を含めたシステムとしての思考がま
つたくなされていなかつた。
However, in conventional photoelectric conversion devices, the semiconductor that generates photovoltaic force itself is expensive, and
The system, including its auxiliary equipment, had not been properly thought of.

従来、例えばCZ(チヨコラルスキー)スライス
を用いた太陽電池を作製せんとすると、発電量を
10KW/年、必要なシリコン原料を8000トン/年
と仮定した時、1Wあたり4160円かかつてしまう
計算になる。
Conventionally, for example, when trying to fabricate a solar cell using CZ (Czyochoralski) slices, the amount of power generated was
Assuming that 10KW/year and the required silicon raw material are 8000 tons/year, it will cost 4160 yen per 1W.

しかもその内訳は光起電力を発生させるセル部
にて74%即ち3070円のコストがかかり、さらにそ
の他ミジユール化する設備等に1090円(26%)が
かかる計算である。
Furthermore, the cost is 74%, or 3,070 yen, for the cell section that generates the photovoltaic force, and an additional 1,090 yen (26%) for other equipment that needs to be converted into electricity.

そして、この価格を4160円/Wよりその1/
100の40円/Wとするには多くの困難があつた。
And this price is 1/ from 4160 yen/W.
There were many difficulties in reducing the price to 40 yen/W for 100.

例えば、原料を節約するために、シリコンウエ
ハを薄く1〜2μmすると、セル部に用いられる
ウエハは機械強度を有する基板としての正確をも
有しているので必ず基板を必要としていた。
For example, in order to save raw materials, silicon wafers are made thinner by 1 to 2 μm, but the wafer used for the cell part always requires a substrate because it also has the precision of a substrate with mechanical strength.

また、薄膜半導体を用いた場合、基板より外部
引出しリードを接続する端子う直接半導体層に接
着できないという問題があつた。
Furthermore, when a thin film semiconductor is used, there is a problem in that terminals for connecting external leads from the substrate cannot be directly bonded to the semiconductor layer.

このため単に半導体層にかかるコストを3070
円/Wより1/100の30円/Wになし得たとして
も、逆にモジユール化するのにこれまで以上の費
用がかかつてしまつていた。
For this reason, the cost of the semiconductor layer is simply reduced to 3070
Even if it were possible to reduce the price to 30 yen/W, which is 1/100th of the yen/W, it would have cost more than ever to make it into a module.

〔従来技術の問題点〕[Problems with conventional technology]

低コストで太陽光発電システムを構成しようと
して、薄膜半導体を用いようとすると、上記のよ
うな問題が生じてしまつていた。
When thin film semiconductors are used to construct a solar power generation system at low cost, the problems described above have arisen.

また、別な問題として、光電変換層がダイオー
ド構造を有しているので、光起電力が生じていな
い時、または光起電力が弱くなつた場合に外部負
荷から逆起電力によつて電流が逆流してしまうと
いう問題があつた。
Another problem is that the photoelectric conversion layer has a diode structure, so when no photovoltaic force is generated or when the photovoltaic force becomes weak, current is generated by the back electromotive force from the external load. There was a problem with backflow.

特に、発電量が不安定な太陽光を用いた発電シ
ステムの場合には、逆流電流によつて発電電力の
大きな損失が生じてしまつていた。
In particular, in the case of power generation systems that use sunlight, where the amount of power generated is unstable, a large loss of generated power occurs due to reverse current.

また、複数の光起電力発生装置を接続した構成
を組んだ場合において、何等かの原因で一部の光
起電力発生装置が破損してシヨートした場合、こ
の部分での逆流電流のために大きな電力の損失が
発生してしまつていた。
In addition, if a configuration in which multiple photovoltaic power generators are connected is constructed and some of the photovoltaic power generators are damaged and shot due to some reason, a large amount of backflow current may occur in this part. Power loss had occurred.

さらに、スパツタや蒸着によつて成膜される金
属薄膜を電極や配線として用いる場合、垂直部分
において薄膜が極端に薄くなり、断線や電気的不
安定性、耐圧不良の問題等があつた。
Furthermore, when a metal thin film formed by sputtering or vapor deposition is used as an electrode or wiring, the thin film becomes extremely thin in vertical portions, resulting in problems such as disconnection, electrical instability, and poor withstand voltage.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、生産性が高い低コストがあり、逆流
電流による発電電力の損失がない光起電力発生装
置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation device that has high productivity, is low cost, and has no loss of generated power due to backflow current.

さらに、電極配線部分での電気的不安定の問題
た耐圧不良の問題のない、高い信頼性を有する光
起電力発生装置を提供することを目的とする。
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a highly reliable photovoltaic power generation device that is free from problems such as electrical instability and poor breakdown voltage in electrode wiring portions.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は、絶縁基板上に設けられた非単結晶半
導体層を有する光電変換装置と、該光電変換装置
に連結された逆流防止用ダイオードとを有する光
起電力発生装置であつて、 前記逆流防止ダイオードは、前記光電変換装置
を構成する非単結晶半導体層と同一材料により同
一構成を有して前記絶縁基板上に設けられ、 前記光電変換装置と前記逆流防止ダイオードを
構成する非単結晶半導体層の側周辺は、テーパ状
の台形に形成されていることを特徴とする光起電
力発生装置である。
The present invention is a photovoltaic power generation device comprising a photoelectric conversion device having a non-single crystal semiconductor layer provided on an insulating substrate, and a backflow prevention diode connected to the photoelectric conversion device, the backflow prevention device comprising: The diode is provided on the insulating substrate using the same material and having the same configuration as the non-single crystal semiconductor layer that forms the photoelectric conversion device, and the non-single crystal semiconductor layer that forms the photoelectric conversion device and the backflow prevention diode. The photovoltaic power generation device is characterized in that the periphery of the side is formed into a tapered trapezoid.

本発明は、絶縁基板上に光起電力を発生する半
導体装置を設け、さらにその一方の出力に連結し
て光電変換装置より電流が流入しやすく、かつこ
の光電変換装置に電流が流れにくくした電気的な
向きを逆にした逆流防止ダイオードを設けたこと
を特徴とする。
The present invention provides a semiconductor device that generates a photovoltaic force on an insulating substrate, and furthermore, connects to one output of the semiconductor device to make it easier for current to flow into the photoelectric conversion device and to make it difficult for current to flow into the photoelectric conversion device. It is characterized by the provision of a backflow prevention diode whose direction is reversed.

また、この逆流防止ダイオードを構成する半導
体層を光起電力を発生させる半導体層と同じ半導
体層をもつて構成し、さらに逆流防止用ダイオー
ドを構成する半導体層および光起電力を発生する
半導体層の側周辺での断線やリークの問題、さら
には電気的不安定性の問題を解決するため、これ
ら半導体層の側周辺を台形のテーパ状またはベベ
ル状にしたことを特徴とする。
In addition, the semiconductor layer constituting this backflow prevention diode is configured to have the same semiconductor layer as the semiconductor layer that generates photovoltaic force, and the semiconductor layer that configures the backflow prevention diode and the semiconductor layer that generates photovoltaic force are also the same. In order to solve the problem of disconnection and leakage around the sides, as well as the problem of electrical instability, the sides of these semiconductor layers are characterized by having a trapezoidal taper shape or a bevel shape.

実施例 1 以下、本発明を用いた実施例を説明する。Example 1 Examples using the present invention will be described below.

本実施例は、基板上面から光入射がなされる構
成であつて、絶縁性基板上に設けられた透明電極
と薄膜状の水素またはハロゲン元素が添加された
非単結晶半導体とを概略同一形状を有せしめ、そ
の製造のしやすさ、高効率化を追求したものであ
る。
This example has a configuration in which light is incident from the upper surface of the substrate, and a transparent electrode provided on an insulating substrate and a thin film of a non-single crystal semiconductor doped with hydrogen or a halogen element are formed in approximately the same shape. The goal is to improve the quality, ease of manufacture, and high efficiency.

本実施例は、柔らかいまたは固い絶縁基板上に
第1の電極と、その上の光起電力を発生する水素
またはハロゲン元素が添加された非単結晶半導体
と、その上の第2の電極とを有する半導体装置を
有し、さらに逆流防止ダイオードをこの半導体と
同一基板上に同一半導体材料を用いて設けた光電
変換装置およびその作製方法を開示するものであ
る。
In this example, a first electrode is placed on a soft or hard insulating substrate, a non-single crystal semiconductor doped with hydrogen or a halogen element that generates a photovoltaic force is placed on the first electrode, and a second electrode is placed on top of the first electrode. The present invention discloses a photoelectric conversion device including a semiconductor device having the above-mentioned semiconductor device and a backflow prevention diode provided on the same substrate as the semiconductor using the same semiconductor material, and a method for manufacturing the same.

本実施例においては、逆流防止ダイオードを構
成する半導体層並びに光起電力を発生させる半導
体層の側周辺を台形のテーパ状またはベベル状に
形成するために、半導体層のプラズマエツチ工程
において一方の電極を上下、左右、前後に振動さ
せながらエツチングを行つた。
In this example, in order to form the side periphery of the semiconductor layer that constitutes the backflow prevention diode and the semiconductor layer that generates photovoltaic force into a trapezoidal taper shape or bevel shape, one electrode is etched in the plasma etching process of the semiconductor layer. The etching was performed while vibrating up and down, left and right, and back and forth.

また、機械歪を保障し、かつ外部引出し端を取
りつけるために、基板上に正、負用の少なくとも
2本のバスラインを設けた。そして、このバスラ
インを利用して複数個がマトリツクス化された半
導体層をマトリツクス化して系全体を一本化させ
たものである。
In addition, at least two bus lines for positive and negative were provided on the board in order to ensure mechanical distortion and to attach an external lead-out end. The bus line is used to form a plurality of semiconductor layers into a matrix, thereby unifying the entire system.

さらに本実施例においては、低価格製造用にエ
ツチングまたはフオトエツチングまたは選択性印
刷を用い、3〜4回のマスク工程で完了するよう
にした。
Furthermore, in this embodiment, etching, photo-etching, or selective printing was used for low-cost manufacturing, and the process was completed in 3 to 4 mask steps.

特に半導体層と第1または第2の電極の一方の
透明電極とを概略同一形状とすることにより製造
工程を簡略化し、またテーパをもつた半導体層の
側面にそつて基板表面より上方に離れて設けられ
た電極より基板に至るリードを設けることによつ
て、装置としての信頼性を高めたものである。
In particular, the manufacturing process is simplified by making the semiconductor layer and the transparent electrode of one of the first or second electrodes approximately the same shape, and the manufacturing process is simplified by making the semiconductor layer and the transparent electrode of one of the first or second electrodes have approximately the same shape. The reliability of the device is improved by providing a lead that extends from the provided electrode to the substrate.

以下に図面に従つて本発明を説明する。 The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は本発明の変換装置の縦断面図を用いて
その作製工程を示したものである。
FIG. 1 shows the manufacturing process of the conversion device of the present invention using a longitudinal sectional view.

本実施例においては、基板1としてガラス(厚
み1.4mm)を用いた。さらにその上面に第1の電
極2としてクロムを電子ビーム蒸着法により2000
Åの厚さに形成し、第1のエツチング工程にお
いて、クロムエツチ溶液を用いて所定の形状にエ
ツチングを施した。
In this example, glass (thickness: 1.4 mm) was used as the substrate 1. Furthermore, chromium was deposited on the top surface as the first electrode 2 by electron beam evaporation.
The film was formed to a thickness of .ANG., and etched into a predetermined shape using a chrome etch solution in the first etching step.

基板材料としてはメタクリル樹脂、エポキシ樹
脂特にガラス−エポキシ複合材料(通称ガラエ
ポ)弗素樹脂、ポリカーボネイト、ガラス、アル
ミナその他のセラミツク、セトモノ等を固い基板
として用いることができる。
As the substrate material, methacrylic resin, epoxy resin, especially glass-epoxy composite material (commonly known as GALA-EPO), fluororesin, polycarbonate, glass, alumina and other ceramics, set mono, etc. can be used as a hard substrate.

また、可曲性の柔らかな基板としてはポリイミ
ド、ポリエステル、シリコーン樹脂等を用いるこ
とができる。
Furthermore, polyimide, polyester, silicone resin, etc. can be used as the flexible and soft substrate.

第1の導電性電極2、は基板に密着性の優れた
材料として、本実施ではクロムを用いたが、クロ
ムを形成しさらにその上面にアルミニユームを形
成した2層膜としてもよい。
Although chromium was used in this embodiment as a material with excellent adhesion to the substrate for the first conductive electrode 2, it may also be a two-layer film in which chromium is formed and aluminum is further formed on the top surface.

第1の導電性電極を形成したら、この上面に
PIN接合を有する非単結晶半導体3をグロー放電
法で積層した。
After forming the first conductive electrode,
Non-single crystal semiconductors 3 having a PIN junction were laminated by a glow discharge method.

具体的には、N型非単結晶半導体(PH3
SiH4=0.01、厚さ200Å、Eg1.7eV)、型非単結
晶半導体(SiH 100%、厚さ0.5μm、Eg1.8eV)、
P型の炭素が添加された珪素(CH4:SiH4
1:1B2H6/SiH4=0.003、厚さ100Å、
Eg2.1eV)である。これらをグロー放電法(周波
数13.56MHz、出力10W、圧力0.1torr、被膜成長
速度2.1Å/秒、基板温度210℃)として形成し
た。
Specifically, N-type non-single crystal semiconductor (PH 3 /
SiH 4 = 0.01, thickness 200 Å, Eg 1.7 eV), type non-single crystal semiconductor (SiH 100%, thickness 0.5 μm, Eg 1.8 eV),
Silicon doped with P-type carbon (CH 4 :SiH 4 =
1:1B 2 H 6 /SiH 4 =0.003, thickness 100Å,
Eg2.1eV). These were formed using a glow discharge method (frequency: 13.56 MHz, output: 10 W, pressure: 0.1 torr, film growth rate: 2.1 Å/sec, substrate temperature: 210° C.).

半導体層としては、PN接合、PIN接合、
PINPIN接合、PNPN…PN接合、PI1I2N接合等
の光照射により光起電力が発生し得る構成を用い
ることができる。
As a semiconductor layer, PN junction, PIN junction,
A configuration that can generate a photovoltaic force by light irradiation, such as a PINPIN junction, a PNPN...PN junction, or a PI 1 I 2 N junction, can be used.

本実施例においては、太陽光あるいは白色光の
ごとき連続光を効率良く電気に変換するために、
光電変換が行われる多結晶またはアモルフアスの
ごとき非単結晶半導体のエネルギギヤツプEgを
W−N構造としたものである。
In this embodiment, in order to efficiently convert continuous light such as sunlight or white light into electricity,
The energy gap Eg of a non-single crystal semiconductor such as polycrystalline or amorphous semiconductor in which photoelectric conversion is performed has a W-N structure.

つまり光照射側のEgを大きく、即ちW−Eg
(WIDE Eg)の2〜3eVに、また反対側のEgを
小さく、即ちN−Eg(NALLOW Eg)の0.7〜
1.5eVにした。半導体材料としては、珪素を主成
分とし、その中にC、N、O、Ge、Sn、Pb、
In、Sb、Teを必要に応じて添加した。また、半
導体層の形成方法としては、減圧CVD法を用い
ることも可能である。それらについては、本発明
人の発明になる特許出願、特願昭53−086867/
086868、特願昭54−032070/032071、特願昭49−
071738に記載されている。
In other words, increase Eg on the light irradiation side, that is, W−Eg
(WIDE Eg) to 2 to 3 eV, and reduce the Eg on the other side, that is, 0.7 to N-Eg (NALLOW Eg).
It was set to 1.5eV. The semiconductor material has silicon as its main component, and contains C, N, O, Ge, Sn, Pb,
In, Sb, and Te were added as necessary. Further, as a method for forming the semiconductor layer, it is also possible to use a low pressure CVD method. For these, patent applications and Japanese patent applications No. 53-086867/
086868, patent application 1972-032070/032071, patent application 1972-
071738.

半導体層3を形成した後、第2の電極(光入射
側になる)である透明導電膜4としてを酸化スズ
を主成分とする導電膜を電子ビーム蒸着法により
その厚さ700Åとして形成した。
After forming the semiconductor layer 3, a conductive film containing tin oxide as a main component was formed to a thickness of 700 Å by electron beam evaporation as a transparent conductive film 4 serving as a second electrode (on the light incident side).

こうして第1図Bに示すような、状態を得た。
この第1図Bには、半導体層3上面に透明導電性
電極よりなる第2の電極用材料4がコーテイング
された状態が示されている。
In this way, a state as shown in FIG. 1B was obtained.
FIG. 1B shows a state in which the upper surface of the semiconductor layer 3 is coated with a second electrode material 4 made of a transparent conductive electrode.

この後第1図Cに示すごとく、第2回目のエツ
チング工程により不要部の半導体層12および
透明導電性電極11を同じマスクを用いて除去し
た。このエツチングにより、透明電極のパターン
11,11′と概略同一形状に半導体層12,1
2′をエツチングさせた。即ち透明電極をマスク
として半導体層をエツチングした。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, unnecessary portions of the semiconductor layer 12 and transparent conductive electrode 11 were removed by a second etching process using the same mask. By this etching, the semiconductor layers 12 and 1 are formed in approximately the same shape as the patterns 11 and 11' of the transparent electrodes.
2' was etched. That is, the semiconductor layer was etched using the transparent electrode as a mask.

さらにこの半導体層は台形を有しており、その
側周辺は、テーパエツチをしてある。
Furthermore, this semiconductor layer has a trapezoidal shape, and the periphery of the trapezoid is tapered.

エツチングには、弗素系のプラズマエツチアマ
ントを用いた。即ち平行平板型の電極を有するプ
ラズマエツチ装置において、金属マスクを透明電
極、半導体層を残す部分11,11′,12,1
2′上に設置せしめ、その除去される部分でのみ
選択的にプラズマ放電をさせた。その際、基板下
の共通の−電極と基板上に透明電極より若干離間
して設けられた+の対抗電極との間にプラズマ放
電させた。かくするとフオトレジスト等を用いる
必要もなく、また透明電極、半導体層を何等機械
的に傷つけないでパターニング工程を行うことが
できた。
For etching, a fluorine-based plasma etchant was used. That is, in a plasma etching apparatus having parallel plate type electrodes, a metal mask is used as a transparent electrode, and parts 11, 11', 12, 1 where the semiconductor layer is left are used as the metal mask.
2', and selectively caused plasma discharge only in the area to be removed. At that time, plasma discharge was caused between a common negative electrode under the substrate and a positive opposing electrode provided on the substrate at a distance from the transparent electrode. In this way, there was no need to use a photoresist or the like, and the patterning process could be carried out without mechanically damaging the transparent electrode or semiconductor layer.

そして、この選択プラズマエツチの際、+の対
抗電極を上下または左右前後に周期的に1mm〜1
cmの巾で1〜10c/sにて振動・移動させた。す
ると、放電のエツジ部がぼけ、その結果半導体層
の側周辺をテーパ状に台形にすることができた。
During this selective plasma etching, the positive counter electrode is periodically moved up and down, left and right, front and rear by 1 mm to 1 mm.
It was vibrated and moved at 1 to 10 c/s with a width of cm. As a result, the edge portion of the discharge became blurred, and as a result, the side periphery of the semiconductor layer was able to be tapered into a trapezoidal shape.

またこのテーパの角度は振動周期をエツチ速度
と同じにすると基板に対し約45°、2倍にすると
約30°にまでベベル状にすることができた。
Moreover, the angle of this taper could be made into a bevel shape to about 45° with respect to the substrate when the vibration period was made the same as the etching speed, and to about 30° when it was doubled.

このプラズマエツチングの条件は、透明電極に
対する場合は、使用ガスCF4、周波数13.56MHz、
エツチング温度室温の条件で行つた。また半導体
に対する場合は、使用ガスCF4+O2(5%)、周波
数13.56MHz、エツチング温度室温の条件で行つ
た。
The conditions for this plasma etching are, for a transparent electrode, the gas used is CF4 , the frequency is 13.56MHz,
Etching was carried out at room temperature. In the case of semiconductors, etching was carried out under the following conditions: the gas used was CF 4 +O 2 (5%), the frequency was 13.56 MHz, and the etching temperature was room temperature.

さらに第1図Dに示す補助電極30,22をア
ルミニユーム真空蒸着法によりステンレスマスク
を用いて作製した。
Furthermore, auxiliary electrodes 30 and 22 shown in FIG. 1D were fabricated by aluminum vacuum evaporation using a stainless steel mask.

以上のごとくして作製された光起電力発生装置
の特性は以下の如くである。
The characteristics of the photovoltaic power generator produced as described above are as follows.

開放電圧 0.7V(2段直列) 短絡電流 23μA 曲線因子 0.5 照射光 白色螢光灯300 lx セル面積 10mm×15mm 逆流防止ダイオードの面積 5mm×15mm 以上の説明において、透明電極はSnO2にイン
ジユームまたはアンチモン、テルルをドープして
作製した。しかし第2の電極である透明電極4
は、シヨツトキ電極であつても、またシヨツトキ
ダイオードを構成するための20〜50Åのきわめて
薄い膜厚の絶縁膜であつてもよい。
Open circuit voltage 0.7V (2 stages in series) Short circuit current 23μA Fill factor 0.5 Irradiation light White fluorescent lamp 300 lx Cell area 10mm x 15mm Area of backflow prevention diode 5mm x 15mm In the above explanation, the transparent electrode is SnO 2 , indium or antimony. , doped with tellurium. However, the second electrode, the transparent electrode 4
may be a shotgun electrode or an extremely thin insulating film of 20 to 50 Å for forming a shotgun diode.

このシヨツトキ電極においては、透明電極の代
わりに白金等の仕事函数の大きな金属を光の透過
する程度に薄く25〜100Åの厚さに形成した。
In this shotgun electrode, instead of a transparent electrode, a metal with a large work function, such as platinum, was formed thin enough to allow light to pass through, with a thickness of 25 to 100 Å.

またMIS型の光電変換装置においては、20〜50
Åのトンネル電流の流れ得る程度に薄い絶縁膜を
11,11′に対応して設け、その上に格子状ま
たはその他の金属電極を例えば第1図Dのごとく
対抗補助電極22として設けた。
In addition, in MIS type photoelectric conversion devices, 20 to 50
An insulating film thin enough to allow a tunnel current of 1.5 Å to flow was provided corresponding to 11 and 11', and a lattice-shaped or other metal electrode was provided thereon as a counter auxiliary electrode 22, as shown in FIG. 1D, for example.

本実施例において、少なくとも2つのバスライ
ン5,9を絶縁基板上の一方の表面にのみ設置さ
せて設けた。しかしひとつのバスラインまたは2
つのバスラインの一部は、絶縁基板をスルーホー
ルとし、その反対面または裏面を用いて形成して
もよいことはいうまでもない。しかしその時は価
格が高くなる欠点を有する。
In this embodiment, at least two bus lines 5 and 9 are provided on only one surface of the insulating substrate. But one bus line or two
It goes without saying that a portion of the two bus lines may be formed by using a through hole in the insulating substrate and using the opposite or back surface thereof. However, it has the disadvantage of being expensive.

また、本実施例においては、絶縁基板1上に導
電性電極2を選択的に形成する際、枚目のフオ
トマスクを使用したフオトエツチング工程を用い
た。しかし選択プラズマエツチ、または印刷法を
用いて簡略化し、コストの低減を図つてもよい。
Furthermore, in this example, when selectively forming the conductive electrodes 2 on the insulating substrate 1, a photoetching process using a second photomask was used. However, selective plasma etching or printing methods may be used to simplify and reduce costs.

本発明の構成である、半導体層の側周辺をテー
パ状に台形にすることによつて、第1の電極より
この半導体層のなだらかな側周辺にそつて基板の
バスラインへのリードの形成を行うことができ、
リード配線の断絶の可能性が少ない、極めて信頼
性の高い構成を得ることができた。
By forming the side periphery of the semiconductor layer into a tapered trapezoidal shape, which is the structure of the present invention, it is possible to form a lead from the first electrode to the bus line of the substrate along the gentle side periphery of the semiconductor layer. can be done,
We were able to obtain an extremely reliable configuration with little possibility of disconnection of the lead wiring.

また逆流防止用ダイオードにあつては、電気的
に安定したリードを設けることができたので、そ
の逆耐圧を高め実質的にPIN接合界面での空乏層
をひろめることができた。
Furthermore, since we were able to provide electrically stable leads for the reverse current prevention diode, we were able to increase its reverse breakdown voltage and substantially expand the depletion layer at the PIN junction interface.

第1図Dにおいて、第1のバスライン5、直列
に接続された光電変換装置6,7、逆流防止用ダ
イオード8、第2のバスライン9が記載されてい
る。こうして、光電変換装置を2ケを直列にして
出力の電圧を2倍に高めた構成とした。
In FIG. 1D, a first bus line 5, photoelectric conversion devices 6 and 7 connected in series, a backflow prevention diode 8, and a second bus line 9 are shown. In this way, two photoelectric conversion devices were connected in series to double the output voltage.

第1図DはCの上側に第2の電極の一部となる
導体を選択的に形成させて完成したものである。
図面においては光10は基板1の上方より入射さ
せた。基板に密接して設けられた第1のバスライ
ン16と光電変換装置6の第1の電極13とがリ
ード17により連結されている。また第2の電極
である対抗電極(光が照射する面側の電極をい
う)は、透明電極11と格子ラインパターン、ク
ロスハツチパターン、魚骨パターン等の他の補助
電極30とを重ねてその直列抵抗の低減化を図つ
ている。この連結用の補助電極30は光が照射さ
れる全有効面積の20%以下望ましくは5%程度に
設けた。この補助電極30は半導体層12の側周
辺のテーパ面にそつて基板上に至り他の変換装置
7の第1の電極に直列接続されている。この光電
変換装置7の対抗電極も透明電極11′と補助電
極22よりなつている。
FIG. 1D is completed by selectively forming a conductor that will become a part of the second electrode on the upper side of C.
In the drawing, the light 10 is incident on the substrate 1 from above. A first bus line 16 provided closely to the substrate and a first electrode 13 of the photoelectric conversion device 6 are connected by a lead 17. In addition, the counter electrode (referring to the electrode on the side that is irradiated with light), which is the second electrode, is formed by overlapping the transparent electrode 11 with another auxiliary electrode 30 such as a grid line pattern, a crosshatch pattern, a fishbone pattern, etc. Efforts are being made to reduce series resistance. The auxiliary electrode 30 for connection is provided at 20% or less, preferably about 5% of the total effective area irradiated with light. This auxiliary electrode 30 extends onto the substrate along the tapered surface around the side of the semiconductor layer 12 and is connected in series to the first electrode of another conversion device 7 . The counter electrode of this photoelectric conversion device 7 also consists of a transparent electrode 11' and an auxiliary electrode 22.

さらにこの透明電極11′および補助電極は重
なつて逆流防止用ダイオード8の一方の電極を構
成している。このダイオードの半導体層12は変
換装置7の半導体層と同一材料、同一構成で構成
されている。このことは第1図Bでの製造工程よ
り明らかである。なぜならば、同一の半導体層3
を選択エツチして得られたものであるからであ
る。
Furthermore, this transparent electrode 11' and the auxiliary electrode overlap to constitute one electrode of the backflow prevention diode 8. The semiconductor layer 12 of this diode is made of the same material and has the same structure as the semiconductor layer of the converter 7. This is clear from the manufacturing process shown in FIG. 1B. This is because the same semiconductor layer 3
This is because it was obtained by selectively etching.

上記のように、逆流防止ダイオード8が光電変
換装置6,7と同時に同一平面上に設けられてお
り、このダイオードの作製に何等の新しい工程を
必要としないことが本発明の構成をとつた場合の
特徴である。またこのダイオードの他方の電極1
3は第2のバスライン9を構成する下地金属15
と電極18とに連結している。
As described above, when the configuration of the present invention is such that the backflow prevention diode 8 is provided on the same plane at the same time as the photoelectric conversion devices 6 and 7, and no new process is required for manufacturing this diode. It is a characteristic of Also, the other electrode 1 of this diode
3 is a base metal 15 constituting the second bus line 9
and the electrode 18.

この図面には2ケの変換装置を直列に連結した
例を示したが、同一基板に複数個を作りそれらを
直列または並列にすることは本発明の特徴をさら
に生かすものである。
Although this drawing shows an example in which two converters are connected in series, the features of the present invention can be further utilized by creating a plurality of converters on the same board and arranging them in series or in parallel.

また本実施例の場合には、半導体層を挟む位置
的に高さが異なる2つの電極を新たな工程をまつ
たく導入することなしに同一平面構成とし連結す
ることができ、工業上きわめて単純かつ低価格装
置の作製を行うことができた。
In addition, in the case of this embodiment, two electrodes with different heights sandwiching a semiconductor layer can be connected in the same plane configuration without introducing any new process, which is extremely simple and industrially possible. We were able to create a low-cost device.

実施例 2 第2図は本発明の他の実施例である。Example 2 FIG. 2 shows another embodiment of the invention.

本実施例においては、光は基板側を通つて下側
より半導体層に照射させている。
In this embodiment, light passes through the substrate side and is irradiated onto the semiconductor layer from below.

第2図Aにおいて基板1上に第1の電極の一部
であつてかつ対抗電極の一部を構成する電極3
7,37′,37″を選択的に第1のマスクを用
いて形成させた。
In FIG. 2A, an electrode 3 which is a part of the first electrode and also constitutes a part of the counter electrode is disposed on the substrate 1.
7, 37', and 37'' were selectively formed using the first mask.

さらにその上面を透明電極4、半導体層3が第
1図に示した実施例と同様にして形成されて第2
図Bを得た。第2図Cにおいて、その上面に第2
の電極34,34′,34″を第2のマスクを用
いて形成した。
Furthermore, a transparent electrode 4 and a semiconductor layer 3 are formed on the upper surface in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
Figure B was obtained. In Figure 2C, there is a second
The electrodes 34, 34', 34'' were formed using the second mask.

その後、この第2の電極をマスクとして半導体
層3を選択的にエツチし、さらに透明電極4をエ
ツチした。そのためこの実施例においても半導体
層と透明電極は概略同一形状を有するセルフアラ
イン構成をさせることができた。
Thereafter, the semiconductor layer 3 was selectively etched using this second electrode as a mask, and the transparent electrode 4 was further etched. Therefore, in this example as well, a self-aligned structure in which the semiconductor layer and the transparent electrode had approximately the same shape could be achieved.

そして、第1図と同様に半導体層3の側周辺を
テーパ状にして、配線の断線を除去した。
Then, as in FIG. 1, the periphery of the semiconductor layer 3 was tapered to remove disconnections in the wiring.

第2図Dは本発明装置の完成図である。第1の
バスライン5、第2のバスライン9は透光性絶縁
基板1上に設けられ、光電変換装置6および7は
基板を通しての光照射に対して光起電力を発生す
る。逆流防止ダイオードは8に設けられている。
FIG. 2D is a completed diagram of the apparatus of the present invention. The first bus line 5 and the second bus line 9 are provided on the transparent insulating substrate 1, and the photoelectric conversion devices 6 and 7 generate photovoltaic force in response to light irradiation through the substrate. A backflow prevention diode is provided at 8.

半導体の12,12′の側周辺は絶縁物35,
35′で囲まれており、この絶縁物上をリード3
6があつて光電変換装置間を電気的に連結してい
る。
Around the 12, 12' sides of the semiconductor are insulators 35,
35', and lead 3 is placed on this insulator.
6 electrically connects the photoelectric conversion devices.

対抗電極は透明電極11,11′と格子ライン
パターン、クロスラインパターン等の補助電極3
7,37′,37″…とにより構成させた。
The counter electrodes are transparent electrodes 11, 11' and auxiliary electrodes 3 such as a grid line pattern or a cross line pattern.
7, 37', 37''...

また、本実施例においては、基板材料は光透過
性材料、代表的にはガラスまたは透明有機樹脂を
用いた。
Further, in this example, the substrate material used was a light-transmitting material, typically glass or transparent organic resin.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、光照射が基板の上方からなされる構
成を有する本発明を用いた光電変換装置の縦断面
図並びにその作製工程を示したものである。 第2図は、光照射が基板の下方からなされる構
成を有する本発明を用いた光電変換装置の縦断面
図並びにその作製工程を示したものである。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a photoelectric conversion device using the present invention having a configuration in which light is irradiated from above the substrate, and a manufacturing process thereof. FIG. 2 shows a longitudinal cross-sectional view of a photoelectric conversion device using the present invention having a configuration in which light is irradiated from below the substrate, and a manufacturing process thereof.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 絶縁基板上に設けられた非単結晶半導体層を
有する光電変換装置と、該光電変換装置に連結さ
れた逆流防止用ダイオードとを有する光起電力発
生装置であつて、 前記逆流防止ダイオードは、前記光電変換装置
を構成する非単結晶半導体層と同一材料により同
一構成を有して前記絶縁基板上に設けられ、 前記光電変換装置と前記逆流防止ダイオードを
構成する非単結晶半導体層の側周辺は、テーパ状
の台形に形成されていることを特徴とする光起電
力発生装置。
[Scope of Claims] 1. A photovoltaic power generation device comprising a photoelectric conversion device having a non-single crystal semiconductor layer provided on an insulating substrate, and a backflow prevention diode connected to the photoelectric conversion device, The backflow prevention diode is provided on the insulating substrate with the same material and the same configuration as the non-single crystal semiconductor layer that constitutes the photoelectric conversion device, and the non-single crystal semiconductor layer that constitutes the photoelectric conversion device and the non-single crystal semiconductor layer that constitutes the A photovoltaic power generation device characterized in that a side periphery of a crystalline semiconductor layer is formed into a tapered trapezoid.
JP59074256A 1984-04-13 1984-04-13 Photoelectric converter Granted JPS60100483A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59074256A JPS60100483A (en) 1984-04-13 1984-04-13 Photoelectric converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59074256A JPS60100483A (en) 1984-04-13 1984-04-13 Photoelectric converter

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9009979A Division JPS5613779A (en) 1979-07-16 1979-07-16 Photoelectric converter and its preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60100483A JPS60100483A (en) 1985-06-04
JPH0458711B2 true JPH0458711B2 (en) 1992-09-18

Family

ID=13541885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59074256A Granted JPS60100483A (en) 1984-04-13 1984-04-13 Photoelectric converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60100483A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5337718A (en) * 1976-09-21 1978-04-07 Asahi Glass Co Ltd Laminated glass with heating wire incorporated therein
JPS5342693A (en) * 1976-09-29 1978-04-18 Rca Corp Semiconductor device including amorphous silicone layer
JPS53143180A (en) * 1977-05-18 1978-12-13 Energy Conversion Devices Inc Amorphous semiconductor structure and method of producing same
JPS5425187A (en) * 1977-07-28 1979-02-24 Rca Corp Photoelectric semiconductor
JPS5463690A (en) * 1978-05-22 1979-05-22 Yamazaki Shunpei Photovoltaic force generating semiconductor and method of producing same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55141961U (en) * 1979-03-30 1980-10-11

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5337718A (en) * 1976-09-21 1978-04-07 Asahi Glass Co Ltd Laminated glass with heating wire incorporated therein
JPS5342693A (en) * 1976-09-29 1978-04-18 Rca Corp Semiconductor device including amorphous silicone layer
JPS53143180A (en) * 1977-05-18 1978-12-13 Energy Conversion Devices Inc Amorphous semiconductor structure and method of producing same
JPS5425187A (en) * 1977-07-28 1979-02-24 Rca Corp Photoelectric semiconductor
JPS5463690A (en) * 1978-05-22 1979-05-22 Yamazaki Shunpei Photovoltaic force generating semiconductor and method of producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60100483A (en) 1985-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3203078B2 (en) Photovoltaic element
JPH0577308B2 (en)
JPS62142372A (en) Manufacture of photoelectric converter
JPS60240171A (en) Solar electric generator
KR101053790B1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JP7356445B2 (en) Method of manufacturing solar cells, solar cells, and solar cell modules
JPH0261158B2 (en)
US4570332A (en) Method of forming contact to thin film semiconductor device
JP4169463B2 (en) Photovoltaic element manufacturing method
JPH0864850A (en) Thin film solar battery and fabrication thereof
JPH0458711B2 (en)
JPH0746721B2 (en) Image sensor and manufacturing method thereof
JPH077168A (en) Photoeletcric conversion semiconductor device
JPH031577A (en) Photoelectric converter
JPS58196060A (en) Thin film semiconductor device
JP2003101048A (en) Method for manufacturing photovoltaic device
US20240121971A1 (en) Module Layup for Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells
JPS62142374A (en) Manufacture of photoelectric conversion semiconductor device
JP2726045B2 (en) Light power generator
JPH0415631B2 (en)
JPH065779B2 (en) Method for manufacturing solar cell device
JPS58180074A (en) Photoelectric conversion semiconductor device
JPH0548134A (en) Solar battery and its manufacture
JPH09153632A (en) Photoelectric conversion device
JPS5976483A (en) Semiconductor device for photoelectric conversion