JPH05315632A - 半導体装置の製造法 - Google Patents
半導体装置の製造法Info
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- JPH05315632A JPH05315632A JP4146633A JP14663392A JPH05315632A JP H05315632 A JPH05315632 A JP H05315632A JP 4146633 A JP4146633 A JP 4146633A JP 14663392 A JP14663392 A JP 14663392A JP H05315632 A JPH05315632 A JP H05315632A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode layer
- manufacturing
- glass substrate
- semiconductor device
- conductive paste
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特性のすぐれた集積型太陽電池を歩留りよく
製造する製造法を提供する。 【構成】 パターニングされた透明導電膜２が形成され
たガラス基板１上に、非晶質半導体を含む半導体層３か
らなる光電変換体および裏面電極層４をこの順で堆積さ
せた後、裏面電極層３上に導電性ペースト５を印刷す
る。ついで、ガラス基板１側からレーザ光を照射して、
透明導電膜２と裏面電極層４とを導電性ペースト５によ
り溶接し、それらのオーミックコンタクトを確保して集
積型太陽電池からなる半導体装置を製造するものであ
る。
製造する製造法を提供する。 【構成】 パターニングされた透明導電膜２が形成され
たガラス基板１上に、非晶質半導体を含む半導体層３か
らなる光電変換体および裏面電極層４をこの順で堆積さ
せた後、裏面電極層３上に導電性ペースト５を印刷す
る。ついで、ガラス基板１側からレーザ光を照射して、
透明導電膜２と裏面電極層４とを導電性ペースト５によ
り溶接し、それらのオーミックコンタクトを確保して集
積型太陽電池からなる半導体装置を製造するものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質半導体を含む太
陽電池を歩留まり良く製造する製造法に関する。
陽電池を歩留まり良く製造する製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ガラス基板上で複数のアモル
ファスシリコン太陽電池を、電気的に直列に接続した太
陽電池（以下、集積型太陽電池という）が用いられてい
る。この集積型太陽電池の作製は、図７〜１２に示すよ
うに、ガラス基板１１上に透明導電膜１２を形成した
後、この透明同電膜１２をパターニングする。次いで、
この透明同電膜１２上に、アモルファスシリコン半導体
層１３を形成し、引き続いて、そのパターニングを行
う。さらに、このアモルファスシリコン半導体層１３上
に、裏面電極１４を形成し、引き続いて、そのパターニ
ングを行う。以上のプロセスにより、発電区画Ｇ11は、
集積部Ｉ11により発電区画Ｇ12に直列接続される。
ファスシリコン太陽電池を、電気的に直列に接続した太
陽電池（以下、集積型太陽電池という）が用いられてい
る。この集積型太陽電池の作製は、図７〜１２に示すよ
うに、ガラス基板１１上に透明導電膜１２を形成した
後、この透明同電膜１２をパターニングする。次いで、
この透明同電膜１２上に、アモルファスシリコン半導体
層１３を形成し、引き続いて、そのパターニングを行
う。さらに、このアモルファスシリコン半導体層１３上
に、裏面電極１４を形成し、引き続いて、そのパターニ
ングを行う。以上のプロセスにより、発電区画Ｇ11は、
集積部Ｉ11により発電区画Ｇ12に直列接続される。
【０００３】しかしながら、この方法を用いた場合、ア
モルファスシリコン半導体層１３を形成した後、裏面電
極層１４を形成する間に、アモルファスシリコン半導体
層１３のパターニング工程が入る。通常アモルファスシ
リコン半導体層１３のパターニングは、レーザ光のよう
な高エネルギービームを用いる方法が用いられるが、こ
の方法を用いると、レーザ光により取り除かれたシリコ
ンによるアモルファスシリコン半導体層１３表面の汚
染、あるいはこの工程中にアモルファスシリコン半導体
に傷をつけてしまう等のために、集積型太陽電池の特性
を大きく低下させてしまうという問題がある。レーザ光
によるパターニング以外の方法を用いた場合にも、同様
の原因で特性低下を引き起こすという問題がある。
モルファスシリコン半導体層１３を形成した後、裏面電
極層１４を形成する間に、アモルファスシリコン半導体
層１３のパターニング工程が入る。通常アモルファスシ
リコン半導体層１３のパターニングは、レーザ光のよう
な高エネルギービームを用いる方法が用いられるが、こ
の方法を用いると、レーザ光により取り除かれたシリコ
ンによるアモルファスシリコン半導体層１３表面の汚
染、あるいはこの工程中にアモルファスシリコン半導体
に傷をつけてしまう等のために、集積型太陽電池の特性
を大きく低下させてしまうという問題がある。レーザ光
によるパターニング以外の方法を用いた場合にも、同様
の原因で特性低下を引き起こすという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、特性のすぐれ
た集積型太陽電池を歩留り良く製造する製造法を提供す
ることを目的とする。
術の問題点に鑑みなされたものであって、特性のすぐれ
た集積型太陽電池を歩留り良く製造する製造法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス基板上
に、同一平面上に形成された少なくとも２以上の区画か
らなる非晶質半導体層からなる光電変換体を含む太陽電
池を、該ガラス基板上で電気的に直列に接続してなる半
導体装置の製造法であって、前記ガラス基板上に形成さ
れた透明導電膜を電気的に絶縁された少なくとも２以上
の区画に分離する工程と、前記透明導電膜上に非晶質半
導体層からなる光電変換体を含む半導体層および裏面電
極層をこの順に積層形成する工程と、前記透明導電膜の
分離部分に沿って、前記裏面電極層上に導電性ペースト
を印刷する工程と、前記導電性ペーストを印刷した部分
に前記ガラス基板側より高エネルギーのレーザ光を照射
する工程と、前記裏面電極層を前記導電性ペーストに沿
って切断する工程とを含んでなることを特徴とする半導
体装置の製造法に関する。
に、同一平面上に形成された少なくとも２以上の区画か
らなる非晶質半導体層からなる光電変換体を含む太陽電
池を、該ガラス基板上で電気的に直列に接続してなる半
導体装置の製造法であって、前記ガラス基板上に形成さ
れた透明導電膜を電気的に絶縁された少なくとも２以上
の区画に分離する工程と、前記透明導電膜上に非晶質半
導体層からなる光電変換体を含む半導体層および裏面電
極層をこの順に積層形成する工程と、前記透明導電膜の
分離部分に沿って、前記裏面電極層上に導電性ペースト
を印刷する工程と、前記導電性ペーストを印刷した部分
に前記ガラス基板側より高エネルギーのレーザ光を照射
する工程と、前記裏面電極層を前記導電性ペーストに沿
って切断する工程とを含んでなることを特徴とする半導
体装置の製造法に関する。
【０００６】本発明の半導体装置の製造法においては、
前記非晶質半導体がアモルファスシリコンを主成分とす
る半導体であるのが好ましい。
前記非晶質半導体がアモルファスシリコンを主成分とす
る半導体であるのが好ましい。
【０００７】
【作用】本発明の半導体装置の製造法は、アモルファス
シリコン半導体層を形成した後すぐに裏面電極層を形成
し、その後、導電性ペーストを裏面電極層上に印刷し、
ガラス基板側より導電性ペースト印刷部分に高エネルギ
ーのレーザ光線を照射することにより、透明導電膜と裏
面電極層および導電性ペーストを溶接することにより、
透明導電膜と裏面電極層の電気的接続をとることを特徴
としている。したがって、本製造法を用いると、アモル
ファスシリコン半導体層の形成と裏面電極層の形成工程
の間にパターニング工程が無いので、アモルファスシリ
コン半導体層表面の汚染あるいはアモルファスシリコン
半導体層に傷をつけることが無い。そのため、これらに
起因する特性低下の存在しない半導体装置を作製するこ
とができる。
シリコン半導体層を形成した後すぐに裏面電極層を形成
し、その後、導電性ペーストを裏面電極層上に印刷し、
ガラス基板側より導電性ペースト印刷部分に高エネルギ
ーのレーザ光線を照射することにより、透明導電膜と裏
面電極層および導電性ペーストを溶接することにより、
透明導電膜と裏面電極層の電気的接続をとることを特徴
としている。したがって、本製造法を用いると、アモル
ファスシリコン半導体層の形成と裏面電極層の形成工程
の間にパターニング工程が無いので、アモルファスシリ
コン半導体層表面の汚染あるいはアモルファスシリコン
半導体層に傷をつけることが無い。そのため、これらに
起因する特性低下の存在しない半導体装置を作製するこ
とができる。
【０００８】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【０００９】図１〜６は本発明の一実施例の製造プロセ
スの説明図である。図において、１はガラス基板、２は
透明導電膜、３は非晶質半導体を含む半導体層（光電変
換体）、４は裏面電極層、５は導電性ペースト、Ｇ1は
発電区画１、Ｉ1は集積部、Ｇ2は発電区画２を示す。
スの説明図である。図において、１はガラス基板、２は
透明導電膜、３は非晶質半導体を含む半導体層（光電変
換体）、４は裏面電極層、５は導電性ペースト、Ｇ1は
発電区画１、Ｉ1は集積部、Ｇ2は発電区画２を示す。
【００１０】次に、本発明の半導体装置の製造法の製造
プロセスについて説明する。
プロセスについて説明する。
【００１１】ステップ１：ガラス基板１上に透明導電膜
２を形成する。（図１参照） 透明導電膜膜２として
は、ＳｎＯ2，ＩＴＯ等が用いられるが、特にこれらに
限定されるものではない。成膜法は、真空蒸着法、スパ
ッター法、ＣＶＤ法等が用いられるが、これらの方法に
限定されるものではない。
２を形成する。（図１参照） 透明導電膜膜２として
は、ＳｎＯ2，ＩＴＯ等が用いられるが、特にこれらに
限定されるものではない。成膜法は、真空蒸着法、スパ
ッター法、ＣＶＤ法等が用いられるが、これらの方法に
限定されるものではない。
【００１２】ステップ２：透明導電膜２のパターニング
を行う。（図２参照） パターニング法としては、レー
ザ光による方法、ウェットエッチング、ドライエッチン
グ法、リフトオフ法等の方法が用いられるが、これらの
方法に限定されるものではない。
を行う。（図２参照） パターニング法としては、レー
ザ光による方法、ウェットエッチング、ドライエッチン
グ法、リフトオフ法等の方法が用いられるが、これらの
方法に限定されるものではない。
【００１３】ステップ３：パターニングされた透明導電
膜２上に、非晶質半導体を含む半導体層（光電変換体）
３および裏面電極層４をこの順に形成する。（図３参
照） 非晶質半導体をふくむ半導体層３の形成法として
は、常、プラズマＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤ、スパッター
などの方法、裏面電極層４の形成方法としては真空蒸
着、ＥＢ蒸着、スパッター等の方法が用いられるが、こ
れらの方法に限定されるものではない。裏面電極の材料
としては、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、ＴｉおよびＣｕあるいは
これらを積層したものが通常用いられるが、特にこれら
に限定されるものではない。
膜２上に、非晶質半導体を含む半導体層（光電変換体）
３および裏面電極層４をこの順に形成する。（図３参
照） 非晶質半導体をふくむ半導体層３の形成法として
は、常、プラズマＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤ、スパッター
などの方法、裏面電極層４の形成方法としては真空蒸
着、ＥＢ蒸着、スパッター等の方法が用いられるが、こ
れらの方法に限定されるものではない。裏面電極の材料
としては、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、ＴｉおよびＣｕあるいは
これらを積層したものが通常用いられるが、特にこれら
に限定されるものではない。
【００１４】ステップ４：裏面電極層４上に導電性ペー
スト５を印刷する。（図４参照）導電性ペースト５の材
料としては、Ａｇ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｐｄ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｂｉ，炭素，およびＭｏあるいはこれらの混合物、
合金等が用いられるが、特にこれらに限定されるもので
はない。
スト５を印刷する。（図４参照）導電性ペースト５の材
料としては、Ａｇ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｐｄ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｂｉ，炭素，およびＭｏあるいはこれらの混合物、
合金等が用いられるが、特にこれらに限定されるもので
はない。
【００１５】ステップ５：導電性ペースト５の印刷部分
に、ガラス基板１側から高エネルギーのレーザ光を照射
する。（図５参照） レーザ光としては、ＹＡＧレーザ
あるいはＹＡＧレーザの第二高調波が用いられるが、こ
れらに限定されるものではない。
に、ガラス基板１側から高エネルギーのレーザ光を照射
する。（図５参照） レーザ光としては、ＹＡＧレーザ
あるいはＹＡＧレーザの第二高調波が用いられるが、こ
れらに限定されるものではない。
【００１６】ステップ６：最後に裏面電極層４の分離を
行う。（図６参照） 裏面電極層４の分離は、通常、レ
ーザスクライブ法、リフトオフ法等の方法が用いられる
が、これらに限定されるものではない。また裏面電極層
４の分離は導電性ペースト５の印刷の前あるいは導電性
ペースト５へのレーザ光照射と同時に行ってもよい。
行う。（図６参照） 裏面電極層４の分離は、通常、レ
ーザスクライブ法、リフトオフ法等の方法が用いられる
が、これらに限定されるものではない。また裏面電極層
４の分離は導電性ペースト５の印刷の前あるいは導電性
ペースト５へのレーザ光照射と同時に行ってもよい。
【００１７】この様に、本発明の半導体装置の製造法に
おいては、透明導電膜２と裏面電極層４との接続は、高
エネルギーのレーザ光線により非晶質半導体層を通して
透明導電膜２と裏面電極層が溶接されることにより行わ
れる。なお、導電性ペースト５を印刷せずにレーザ光照
射を行った場合は、高エネルギーのレーザ光線により、
非晶質半導体層３および裏面電極層４が蒸発してしま
い、良好な電気的接続が得られない。
おいては、透明導電膜２と裏面電極層４との接続は、高
エネルギーのレーザ光線により非晶質半導体層を通して
透明導電膜２と裏面電極層が溶接されることにより行わ
れる。なお、導電性ペースト５を印刷せずにレーザ光照
射を行った場合は、高エネルギーのレーザ光線により、
非晶質半導体層３および裏面電極層４が蒸発してしま
い、良好な電気的接続が得られない。
【００１８】以上のプロセスにより、発電区画１Ｇ
1は、集積部Ｉ1により発電区画２Ｇ2に電気的に接続さ
れる。
1は、集積部Ｉ1により発電区画２Ｇ2に電気的に接続さ
れる。
【００１９】実施例および比較例 厚さ２ｍｍで大きさが１２５ｍｍ×１２５ｍｍの青板ガ
ラス基板上に、５００ｎｍの膜厚の酸化錫の透明導電膜
を形成し、レーザ光を用いて所定のパターンに分離し
た。次にこの基板上に、プラズマＣＶＤ装置を用いてｐ
型アモルファスシリコン膜、ｉ型アモルファスシリコン
膜、ｎ型アモルファスシリコン膜を、基板温度２００度
でこの順に堆積した。各層の膜厚はそれぞれ、２０ｎ
ｍ，５００ｎｍ，４０ｎｍとした。次に、アモルファス
シリコン膜上に真空蒸着装置を用いて、裏面電極層とし
てＡｌを１００ｎｍの膜厚で堆積した。次に、スクリー
ン印刷法を用いて銀ペーストを裏面電極層上に形成し
た。次に導電性ペーストにガラス基板側からレーザ光線
を照射した。レーザ光としては、ＹＡＧレーザの第二高
調波を用いた。最後に裏面電極層をレーザ光により切断
分離した。（実施例）
ラス基板上に、５００ｎｍの膜厚の酸化錫の透明導電膜
を形成し、レーザ光を用いて所定のパターンに分離し
た。次にこの基板上に、プラズマＣＶＤ装置を用いてｐ
型アモルファスシリコン膜、ｉ型アモルファスシリコン
膜、ｎ型アモルファスシリコン膜を、基板温度２００度
でこの順に堆積した。各層の膜厚はそれぞれ、２０ｎ
ｍ，５００ｎｍ，４０ｎｍとした。次に、アモルファス
シリコン膜上に真空蒸着装置を用いて、裏面電極層とし
てＡｌを１００ｎｍの膜厚で堆積した。次に、スクリー
ン印刷法を用いて銀ペーストを裏面電極層上に形成し
た。次に導電性ペーストにガラス基板側からレーザ光線
を照射した。レーザ光としては、ＹＡＧレーザの第二高
調波を用いた。最後に裏面電極層をレーザ光により切断
分離した。（実施例）
【００２０】比較例として従来の方法で集積型太陽電池
を作製した。比較例は、非晶質半導体層成膜後にレーザ
光により所定のパターンでパターニングを行った後、裏
面電極層を蒸着し、この裏面電極層のパターニングをレ
ーザ光により行って作製されたものである。
を作製した。比較例は、非晶質半導体層成膜後にレーザ
光により所定のパターンでパターニングを行った後、裏
面電極層を蒸着し、この裏面電極層のパターニングをレ
ーザ光により行って作製されたものである。
【００２１】このようにして作成された実施例および比
較例の集積型太陽電池の疑似太陽光下での電気的特性を
測定した。結果を表１に示す。
較例の集積型太陽電池の疑似太陽光下での電気的特性を
測定した。結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１より、本発明の製造法を用いると従来
法により作成した集積型太陽電池と比較して高い変換効
率が得られることがわかる。また、表１の結果は集積型
太陽電池を１０枚作成してその特性の平均値を載せたも
のであるが、実施例に示す太陽電池の変換効率は、最高
が９．３％で最低は８．７％であったのに対し、従来法
による比較例の太陽電池の変換効率は、最高が９．０％
で最低は５．５％であった。したがって、本発明の製造
法により作製された半導体装置は、安定して高い効率が
得られることも同時に示された
法により作成した集積型太陽電池と比較して高い変換効
率が得られることがわかる。また、表１の結果は集積型
太陽電池を１０枚作成してその特性の平均値を載せたも
のであるが、実施例に示す太陽電池の変換効率は、最高
が９．３％で最低は８．７％であったのに対し、従来法
による比較例の太陽電池の変換効率は、最高が９．０％
で最低は５．５％であった。したがって、本発明の製造
法により作製された半導体装置は、安定して高い効率が
得られることも同時に示された
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造法を
用いることにより、安定して高い効率の集積型太陽電池
を作製することができる。
用いることにより、安定して高い効率の集積型太陽電池
を作製することができる。
【図１】本発明の一実施例の製造プロセスの説明図の一
部である。
部である。
【図２】本発明の一実施例の製造プロセスの説明図の一
部である。
部である。
【図３】本発明の一実施例の製造プロセスの説明図の一
部である。
部である。
【図４】本発明の一実施例の製造プロセスの説明図の一
部である。
部である。
【図５】本発明の一実施例の製造プロセスの説明図の一
部である。
部である。
【図６】本発明の一実施例の製造プロセスの説明図の一
部である。
部である。
【図７】従来の半導体装置の製造法の製造プロセスの説
明図の一部である。
明図の一部である。
【図８】従来の半導体装置の製造法の製造プロセスの説
明図の一部である。
明図の一部である。
【図９】従来の半導体装置の製造法の製造プロセスの説
明図の一部である。
明図の一部である。
【図１０】従来の半導体装置の製造法の製造プロセスの
説明図の一部である。
説明図の一部である。
【図１１】従来の半導体装置の製造法の製造プロセスの
説明図の一部である。
説明図の一部である。
【図１２】従来の半導体装置の製造法の製造プロセスの
説明図の一部である。
説明図の一部である。
１ ガラス基板 ２ 透明導電膜 ３ 半導体層 ４ 裏面電極層 ５ 導電性ペースト Ｇ1 発電区画１ Ｇ2 発電区画２ Ｉ1 集積部
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス基板上に、同一平面上に形成され
た少なくとも２以上の区画からなる非晶質半導体層から
なる光電変換体を含む太陽電池を、該ガラス基板上で電
気的に直列に接続してなる半導体装置の製造法であっ
て、 前記ガラス基板上に形成された透明導電膜を電気的に絶
縁された少なくとも２以上の区画に分離する工程と、 前記透明導電膜上に非晶質半導体層からなる光電変換体
を含む半導体層および裏面電極層をこの順に積層形成す
る工程と、 前記透明導電膜の分離部分に沿って、前記裏面電極層上
に導電性ペーストを印刷する工程と、 前記導電性ペーストを印刷した部分に前記ガラス基板側
より高エネルギーのレーザ光を照射する工程と、 前記裏面電極層を前記導電性ペーストに沿って切断する
工程とを含んでなることを特徴とする半導体装置の製造
法。 - 【請求項２】 前記非晶質半導体がアモルファスシリコ
ンを主成分とする半導体であることを特徴とする請求項
１記載の半導体装置の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4146633A JPH05315632A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体装置の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4146633A JPH05315632A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体装置の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315632A true JPH05315632A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=15412149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4146633A Pending JPH05315632A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体装置の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315632A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011011091A2 (en) * | 2009-07-22 | 2011-01-27 | Applied Materials, Inc. | Monolithic module assembly using back contact solar cells and metal ribbon |
| US8722453B2 (en) | 2009-04-14 | 2014-05-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Photovoltaic device and method for manufacturing the same |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP4146633A patent/JPH05315632A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8722453B2 (en) | 2009-04-14 | 2014-05-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Photovoltaic device and method for manufacturing the same |
| WO2011011091A2 (en) * | 2009-07-22 | 2011-01-27 | Applied Materials, Inc. | Monolithic module assembly using back contact solar cells and metal ribbon |
| WO2011011091A3 (en) * | 2009-07-22 | 2011-07-14 | Applied Materials, Inc. | Monolithic module assembly using back contact solar cells and metal ribbon |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001114 |