JPH0533548B2 - - Google Patents
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- JPH0533548B2 JPH0533548B2 JP61034047A JP3404786A JPH0533548B2 JP H0533548 B2 JPH0533548 B2 JP H0533548B2 JP 61034047 A JP61034047 A JP 61034047A JP 3404786 A JP3404786 A JP 3404786A JP H0533548 B2 JPH0533548 B2 JP H0533548B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/02—Etching
- C25F3/14—Etching locally
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
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- H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
-
- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
- H01L31/1888—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO methods for etching transparent electrodes
-
- 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
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の背景
本発明は薄いフイルムの太陽電池の製造に関し
そしてさらに特定的には電気的に高められた液体
噴流（jet）エツチング方法の使用に関する。
そしてさらに特定的には電気的に高められた液体
噴流（jet）エツチング方法の使用に関する。
本発明に関する薄いフイルムの太陽電池の基本
的構造を例示する参考文献は米国特許第4292092
号及び米国特許第4315096号を包含する。すべて
の目的のために両方のこれらの特許は参照により
本明細書に組み入れられる。
的構造を例示する参考文献は米国特許第4292092
号及び米国特許第4315096号を包含する。すべて
の目的のために両方のこれらの特許は参照により
本明細書に組み入れられる。
二つの上記参考特許中に論じられているよう
に、そのような薄いフイルムの太陽電池の少なく
とも光受容面上に使用される透明導電体の直列抵
抗は高い効率または出力が所望される問題を起こ
す。したがつて、実際の装置は多数の直列に接続
された電池から形成された。各々の電池は種々の
層を刻みつける（scribing）ことにより大きな基
板上に形成される。一般に、刻みつけられるべき
三つ組の層がある。これらは光受容面透明導電
体、実際の半導体層および通常はアルミニウムの
ような金属であるがしかし所望ならばまた透明で
あつてよい裏面接触子を包含する。これらの層の
各々は連続シートとして溶着され、これは次に連
続層を刻みつけることにより各電池のための適当
なセクシヨンに分離される。二つの上記参考特許
に論じられているように機械的刻みつけ及びレー
ザー刻みつけの両方が使用された。レーザー刻み
つけ技術は米国特許第4292092号において新規性
の点であると考えられる。
に、そのような薄いフイルムの太陽電池の少なく
とも光受容面上に使用される透明導電体の直列抵
抗は高い効率または出力が所望される問題を起こ
す。したがつて、実際の装置は多数の直列に接続
された電池から形成された。各々の電池は種々の
層を刻みつける（scribing）ことにより大きな基
板上に形成される。一般に、刻みつけられるべき
三つ組の層がある。これらは光受容面透明導電
体、実際の半導体層および通常はアルミニウムの
ような金属であるがしかし所望ならばまた透明で
あつてよい裏面接触子を包含する。これらの層の
各々は連続シートとして溶着され、これは次に連
続層を刻みつけることにより各電池のための適当
なセクシヨンに分離される。二つの上記参考特許
に論じられているように機械的刻みつけ及びレー
ザー刻みつけの両方が使用された。レーザー刻み
つけ技術は米国特許第4292092号において新規性
の点であると考えられる。
機械的刻みつけは生産基盤に適用することがむ
ずかしいかまたは不可能であると分かつた。透明
導電体は通常はまつたく硬く且つもろい酸化錫で
ある。それは通常ガラス基板上に直接適用され
る。酸化錫を切断できる刻みつけ方法はまたガラ
ス基盤中に切り込む可能性がある。同様に、下に
ある酸化錫層をまた刻みつけることなしには珪素
のような半導体層を刻みつけることはむづかし
い。アルミニウムから造られた裏面接触子が機械
的装置で刻みつけられる場合に他の問題に出会つ
た。金属接触子は比較的にやわらかくそしてした
がつて切断しやすいがしかし刻みつけ線の金属の
薄い層のうしろを汚し且つうしろに残る傾向があ
り、それにより、たとえ刻みつけが下にある半導
体材料中に部分的に切りこむように配置されてい
てさえ、隣接装置に電気的に短絡する。
ずかしいかまたは不可能であると分かつた。透明
導電体は通常はまつたく硬く且つもろい酸化錫で
ある。それは通常ガラス基板上に直接適用され
る。酸化錫を切断できる刻みつけ方法はまたガラ
ス基盤中に切り込む可能性がある。同様に、下に
ある酸化錫層をまた刻みつけることなしには珪素
のような半導体層を刻みつけることはむづかし
い。アルミニウムから造られた裏面接触子が機械
的装置で刻みつけられる場合に他の問題に出会つ
た。金属接触子は比較的にやわらかくそしてした
がつて切断しやすいがしかし刻みつけ線の金属の
薄い層のうしろを汚し且つうしろに残る傾向があ
り、それにより、たとえ刻みつけが下にある半導
体材料中に部分的に切りこむように配置されてい
てさえ、隣接装置に電気的に短絡する。
他方、レーザー処理はずつと容易にコントロー
ルされそして従つて生産基盤で再現可能であるこ
とが分かつた。しかしながら、レーザー装置は設
置しそして操作するのに比較的に費用がかかる。
さらに一定量の仕上げ材料を生成するのに必要と
される人力の故に比較的に緩慢でありそしてした
がつて費用がかかることが判明した。これは市場
規模の装置を生産するように行なわなければなら
ない多量の刻みつけに起因される。例えば30.48
cm（１フート）×30.48cm（１フート）モジユール
が25の各々の電池を形成するために典型的に刻み
つけられる。これはデバイスの各層につき各々
30.48cm（１フート）の長さを少なくとも24の刻
みつけ線でのカツテイングを必要とする。したが
つて基板はその種々の処理工程中全体で72回レー
ザーの下を通過されなければならない。処理能力
は複数のレーザーを同時に操作することにより増
大されることができるだろうがしかしこれは増大
した資本費および操作経費により実際的であると
考えられない。
ルされそして従つて生産基盤で再現可能であるこ
とが分かつた。しかしながら、レーザー装置は設
置しそして操作するのに比較的に費用がかかる。
さらに一定量の仕上げ材料を生成するのに必要と
される人力の故に比較的に緩慢でありそしてした
がつて費用がかかることが判明した。これは市場
規模の装置を生産するように行なわなければなら
ない多量の刻みつけに起因される。例えば30.48
cm（１フート）×30.48cm（１フート）モジユール
が25の各々の電池を形成するために典型的に刻み
つけられる。これはデバイスの各層につき各々
30.48cm（１フート）の長さを少なくとも24の刻
みつけ線でのカツテイングを必要とする。したが
つて基板はその種々の処理工程中全体で72回レー
ザーの下を通過されなければならない。処理能力
は複数のレーザーを同時に操作することにより増
大されることができるだろうがしかしこれは増大
した資本費および操作経費により実際的であると
考えられない。
したがつて、薄いフイルムの太陽電池において
使用される種々の層を刻みつけるための実際的
な、再現可能なそして好ましくは費用のかからな
い方法が必要であることが分かる。
使用される種々の層を刻みつけるための実際的
な、再現可能なそして好ましくは費用のかからな
い方法が必要であることが分かる。
本発明の概要
太陽電池を形成するために基板上に溶着された
薄いフイルムは、エツチング溶液の液体噴流及び
刻みつけ（scribe）られるべき薄いフイルム中を
通過する電流により前記エツチング溶液を活性化
しながら前記薄いフイルムと接触され且つ所望の
刻みつけ線（scribe line）に沿つて動かされる前
記エツチング溶液の液体噴流によつて本発明に従
つて刻みつけ（scribe）られる。エツチング溶液
は、その溶液に導電性を与えそして刻みつけられ
るフイルムとの可溶性反応生成物を形成するよう
に選ばれ且つそれに十分な濃度で提供されるがし
かし電流の不存在下に前記フイルムと実質的に非
反応性である物質の水溶液からなる。
薄いフイルムは、エツチング溶液の液体噴流及び
刻みつけ（scribe）られるべき薄いフイルム中を
通過する電流により前記エツチング溶液を活性化
しながら前記薄いフイルムと接触され且つ所望の
刻みつけ線（scribe line）に沿つて動かされる前
記エツチング溶液の液体噴流によつて本発明に従
つて刻みつけ（scribe）られる。エツチング溶液
は、その溶液に導電性を与えそして刻みつけられ
るフイルムとの可溶性反応生成物を形成するよう
に選ばれ且つそれに十分な濃度で提供されるがし
かし電流の不存在下に前記フイルムと実質的に非
反応性である物質の水溶液からなる。
図面の簡単な記載
本発明は添付図面に関する好ましい態様の以下
の詳細な記載を読むことにより、より良く理解さ
れることができる。
の詳細な記載を読むことにより、より良く理解さ
れることができる。
第１図は本発明による直列接続された薄いフイ
ルムの太陽電池のモジユールの断面図である。
ルムの太陽電池のモジユールの断面図である。
第２図は本発明において使用される多噴流刻み
つけ装置の部分的透視図である。
つけ装置の部分的透視図である。
好ましい態様の記載
さて、第１図に関して、本発明の主題である基
本的な直列接続された薄いフイルムの太陽電池構
造が例示される。例示される構造は前記米国特許
第4292092号及び同第4315096号により例示された
構造と本質的に同じであることが意図される。好
ましくはこの構造は２ミリメーター程度の厚さで
あつてよいガラス基板上に形成される。主として
酸化錫を含む透明な導電体、TC、層１２は基板
１０上に直接溶着される。層１２は典型的には
2000オングストロームの程度の厚さにある。活性
な半導体層１４は次に層１２上に溶着される。層
１４は例えば4000〜5000オングストロームの全体
的厚さを有するｐ−ｉ−ｎ無定形珪素構造からな
つてよい。二セレン化インジウム銅及び硫化カド
ミウムのような物質を包含する複合半導体構造は
また本発明の範囲内の活性デバイスとして使用さ
れてもよい。裏面接触子層１６は活性構造１４上
に溶着される。層１６は例えば1000オングストロ
ームまたはそれ以上の厚さにスパツタリングされ
たアルミニウムであつてよい。しかしながら、所
望ならばTC層が金属裏面接触子の代りに用いら
れてよい。即ち、層１２及び１６の両方が所望な
らば透明であつてよくまたはいずれかが光が受け
入れられる方向に依存して金属から形成されてよ
い。
本的な直列接続された薄いフイルムの太陽電池構
造が例示される。例示される構造は前記米国特許
第4292092号及び同第4315096号により例示された
構造と本質的に同じであることが意図される。好
ましくはこの構造は２ミリメーター程度の厚さで
あつてよいガラス基板上に形成される。主として
酸化錫を含む透明な導電体、TC、層１２は基板
１０上に直接溶着される。層１２は典型的には
2000オングストロームの程度の厚さにある。活性
な半導体層１４は次に層１２上に溶着される。層
１４は例えば4000〜5000オングストロームの全体
的厚さを有するｐ−ｉ−ｎ無定形珪素構造からな
つてよい。二セレン化インジウム銅及び硫化カド
ミウムのような物質を包含する複合半導体構造は
また本発明の範囲内の活性デバイスとして使用さ
れてもよい。裏面接触子層１６は活性構造１４上
に溶着される。層１６は例えば1000オングストロ
ームまたはそれ以上の厚さにスパツタリングされ
たアルミニウムであつてよい。しかしながら、所
望ならばTC層が金属裏面接触子の代りに用いら
れてよい。即ち、層１２及び１６の両方が所望な
らば透明であつてよくまたはいずれかが光が受け
入れられる方向に依存して金属から形成されてよ
い。
これまでの記載から示唆されるように、層１
２，１４及び１６は連続シートの材料として各々
基板１０及び下にある層に溶着される。三つの
別々の太陽電池１８，２０及び２２がその図に例
示される。三つの電池１８，２０及び２２は製造
処理中シート１２，１４及び１６の適当な刻みつ
けにより形成され且つ直列に接続される。したが
つて、層１２の溶着後刻みつけ線が２４及び２６
で形成される。その図から分かることが出来るよ
うに本明細書において使用されるような用語刻み
つけ線（scribe line）または刻みつけ
（scribing）とは適当なようにすぐ下にある層ま
たは基板の表面まで少なくとも下がつて一つの層
の完全な除去を意味する。刻みつけ２４及び２６
が形成された後、層１４が刻みつけられた層１２
上に溶着される。結果として層１４の部分が刻み
つけ線２４及び２６中に充てんされる。層１４の
溶着後追加の刻みつけ２８及び３０が形成されて
電池１８，２０及び２２の各々につき一つである
各々のセグメントに層１４に分離する。例示され
るように刻みつけ線２８および３０は層１２の上
部表面まで下がつて層１４を除去する。層１６が
層１４上にそしてしたがつて刻みつけ線２８及び
３０中に溶着された後、追加の刻みつけ線３２及
び３４が層１６において切断される。これらの最
終刻みつけ線３２及び３４は電池１８，２０及び
２２の各々について各裏面接触子を形成する。し
たがつて本刻みつけ法は各電池１８，２０及び２
２を生じそしてそれらの間に直列的電気接続を与
える。例えば電池２０の前面接触子、即ち層１２
のその部分は、電池２０の左端上で電池１８の裏
面接触子、即ち層１６のその部分に接続される。
同様に電池２０の裏面接触子は電池２０の右側上
で電池２２の前面接触子を接続する。
２，１４及び１６は連続シートの材料として各々
基板１０及び下にある層に溶着される。三つの
別々の太陽電池１８，２０及び２２がその図に例
示される。三つの電池１８，２０及び２２は製造
処理中シート１２，１４及び１６の適当な刻みつ
けにより形成され且つ直列に接続される。したが
つて、層１２の溶着後刻みつけ線が２４及び２６
で形成される。その図から分かることが出来るよ
うに本明細書において使用されるような用語刻み
つけ線（scribe line）または刻みつけ
（scribing）とは適当なようにすぐ下にある層ま
たは基板の表面まで少なくとも下がつて一つの層
の完全な除去を意味する。刻みつけ２４及び２６
が形成された後、層１４が刻みつけられた層１２
上に溶着される。結果として層１４の部分が刻み
つけ線２４及び２６中に充てんされる。層１４の
溶着後追加の刻みつけ２８及び３０が形成されて
電池１８，２０及び２２の各々につき一つである
各々のセグメントに層１４に分離する。例示され
るように刻みつけ線２８および３０は層１２の上
部表面まで下がつて層１４を除去する。層１６が
層１４上にそしてしたがつて刻みつけ線２８及び
３０中に溶着された後、追加の刻みつけ線３２及
び３４が層１６において切断される。これらの最
終刻みつけ線３２及び３４は電池１８，２０及び
２２の各々について各裏面接触子を形成する。し
たがつて本刻みつけ法は各電池１８，２０及び２
２を生じそしてそれらの間に直列的電気接続を与
える。例えば電池２０の前面接触子、即ち層１２
のその部分は、電池２０の左端上で電池１８の裏
面接触子、即ち層１６のその部分に接続される。
同様に電池２０の裏面接触子は電池２０の右側上
で電池２２の前面接触子を接続する。
刻みつけ線の位置及び数における変更が本発明
の範囲内でなされることが出来る。例えば幾つか
の既知の構造において、上記刻みつけ線２８及び
３０は実際には形成されない。即ち、刻みつけ線
３２及び３４の適当な配置及びコントロールによ
り層１４および１６の両方は一工程で適当に切断
されて所望の全体的構造を生ずることができる。
他の既知の構造において層１４は全く刻みつけら
れない。しかしながら、特定のデバイスにおいて
使用される種々の層の機械的及び化学的性質にお
ける差のような種々の理由で、上記のような三つ
の別々の刻みつけ工程を行なうことが一層実際的
である可能性がある。
の範囲内でなされることが出来る。例えば幾つか
の既知の構造において、上記刻みつけ線２８及び
３０は実際には形成されない。即ち、刻みつけ線
３２及び３４の適当な配置及びコントロールによ
り層１４および１６の両方は一工程で適当に切断
されて所望の全体的構造を生ずることができる。
他の既知の構造において層１４は全く刻みつけら
れない。しかしながら、特定のデバイスにおいて
使用される種々の層の機械的及び化学的性質にお
ける差のような種々の理由で、上記のような三つ
の別々の刻みつけ工程を行なうことが一層実際的
である可能性がある。
さて、第２図に関して、本発明において有用で
ある液体噴流処理装置が例示される。この装置は
ずつとさらに信頼でき、機械的刻みつけ装置より
一層再現可能な結果を与えそしてレーザー刻みつ
け装置よりずつと費用がかからなく且つ操作する
のにずつと困難でない。この装置の主要な要素は
一つまたはそれ以上の液体噴流ノズル４０、液体
ポンプ及びDC電力供給４４を包含する。好まし
い態様において、複数の噴流ノズル４０は一列に
配置されそしてエツチング溶液をノズルに提供す
るための多岐管４６に適当な小管により接続され
ている。ポンプ４２は適当な圧力下貯蔵タンク４
８から多岐管４６にエツチング用流体を供給す
る。ノズル４０は例示されるように、複数の単離
されたストリツプに刻みつけられるべきである薄
いフイルム５２、例えば透明な導電体を有する基
板５０の面に法線に配置される。ポンプ４２によ
り提供される流体は多岐管４６を通つてノズル４
０に送られ、ノズル４０は所望の刻みつけ線５８
に沿つてフイルム５２上に衝突する液体の非常に
小さな直径、例えば0.00508cm（0.002インチ）の
噴流５６を生ずる。刻みつけ線５８が基板５０の
全体の幅を横切つて形成されることができるよう
に基板５０またはノズル４０のいずれかを動かす
ための手段が提供される。基板５０上に衝突後噴
流５６からの液体は６０で例示されるように基板
５０の面を下へ流れそして槽６２中に集められて
液体貯蔵タンク４８に戻されるかまたは処分され
る。
ある液体噴流処理装置が例示される。この装置は
ずつとさらに信頼でき、機械的刻みつけ装置より
一層再現可能な結果を与えそしてレーザー刻みつ
け装置よりずつと費用がかからなく且つ操作する
のにずつと困難でない。この装置の主要な要素は
一つまたはそれ以上の液体噴流ノズル４０、液体
ポンプ及びDC電力供給４４を包含する。好まし
い態様において、複数の噴流ノズル４０は一列に
配置されそしてエツチング溶液をノズルに提供す
るための多岐管４６に適当な小管により接続され
ている。ポンプ４２は適当な圧力下貯蔵タンク４
８から多岐管４６にエツチング用流体を供給す
る。ノズル４０は例示されるように、複数の単離
されたストリツプに刻みつけられるべきである薄
いフイルム５２、例えば透明な導電体を有する基
板５０の面に法線に配置される。ポンプ４２によ
り提供される流体は多岐管４６を通つてノズル４
０に送られ、ノズル４０は所望の刻みつけ線５８
に沿つてフイルム５２上に衝突する液体の非常に
小さな直径、例えば0.00508cm（0.002インチ）の
噴流５６を生ずる。刻みつけ線５８が基板５０の
全体の幅を横切つて形成されることができるよう
に基板５０またはノズル４０のいずれかを動かす
ための手段が提供される。基板５０上に衝突後噴
流５６からの液体は６０で例示されるように基板
５０の面を下へ流れそして槽６２中に集められて
液体貯蔵タンク４８に戻されるかまたは処分され
る。
DC電力供給４４は液体が入つてくるノズル４
０と基板５０上の薄いフイルムとの間で接続され
る。例示されるようにこの電気的接続は、この多
岐管が金属のような導電性材料から形成されるな
らば、多岐管４６への直接接触を提供することに
より行なわれてもよい基板５０の一端にそしてフ
イルム５２と接触して取り付けられたわにぐちク
リツプ６２によりフイルム５２への電気的接続が
行なわれてもよい。
０と基板５０上の薄いフイルムとの間で接続され
る。例示されるようにこの電気的接続は、この多
岐管が金属のような導電性材料から形成されるな
らば、多岐管４６への直接接触を提供することに
より行なわれてもよい基板５０の一端にそしてフ
イルム５２と接触して取り付けられたわにぐちク
リツプ６２によりフイルム５２への電気的接続が
行なわれてもよい。
エツチング用液体、電流及び他の操作条件の適
当な選択により、非常によく規定された線、即ち
滑らかなへりを有しそしてとれやすいくずれまた
は刻みつけを橋渡しする物質の残留粒のない線を
切断することが可能であることが分かつた。
0.00508cm（0.002インチ）のノズル直径及び約0.8
c.c.／分のエツチング流体流速を用いて約2.54cm
（約１インチ）／秒の速度で0.00635cm（0.0025イ
ンチ）の刻みつけ線が切断されることができるこ
とが分かつた。通常の条件下エツチングされる物
質と本質的に非反応性であるエツチング液体を用
いながら本発明の方法を用いてこれらの結果が達
成される。
当な選択により、非常によく規定された線、即ち
滑らかなへりを有しそしてとれやすいくずれまた
は刻みつけを橋渡しする物質の残留粒のない線を
切断することが可能であることが分かつた。
0.00508cm（0.002インチ）のノズル直径及び約0.8
c.c.／分のエツチング流体流速を用いて約2.54cm
（約１インチ）／秒の速度で0.00635cm（0.0025イ
ンチ）の刻みつけ線が切断されることができるこ
とが分かつた。通常の条件下エツチングされる物
質と本質的に非反応性であるエツチング液体を用
いながら本発明の方法を用いてこれらの結果が達
成される。
例えばアルミニウムから形成される場合の裏面
接触子層１６は非常に低い濃度の硝酸または通常
の食卓塩を有する液体を用いて刻みつけられるこ
とができることが分かつた。したがつて水中の５
パーセントの硝酸または６〜10パーセントの塩化
ナトリウムの溶液を用いそしてそれらが本方法に
おいてアルミニウム層を容易に切断することが分
かつた。その方法において電力供給４４は300ボ
ルトDCまで電圧を調節することにより0.00508cm
（0.002インチ）液体噴流にほぼ20ミリアンペアの
電流を与えるように調節された。しかしながら、
これらの溶液の両方は、接触が電流の流れなしで
行なわれる場合はアルミニウムと本質的に非反応
性である。したがつて第２図中の点６０で例示さ
れるように液体が基板５０を下へ流れるにつれて
フイルム材料の除去が本質的にない。その代り
に、すべてのエツチング反応は噴流５６とフイル
ム５２との間の接触点で正確に単離されるように
思われる。したがつて0.00508cm（0.002インチ）
の直径の噴流は噴流よりほんの0.00127cm
（0.0005インチ）広い幅を有する刻みつけ線を生
ずる。
接触子層１６は非常に低い濃度の硝酸または通常
の食卓塩を有する液体を用いて刻みつけられるこ
とができることが分かつた。したがつて水中の５
パーセントの硝酸または６〜10パーセントの塩化
ナトリウムの溶液を用いそしてそれらが本方法に
おいてアルミニウム層を容易に切断することが分
かつた。その方法において電力供給４４は300ボ
ルトDCまで電圧を調節することにより0.00508cm
（0.002インチ）液体噴流にほぼ20ミリアンペアの
電流を与えるように調節された。しかしながら、
これらの溶液の両方は、接触が電流の流れなしで
行なわれる場合はアルミニウムと本質的に非反応
性である。したがつて第２図中の点６０で例示さ
れるように液体が基板５０を下へ流れるにつれて
フイルム材料の除去が本質的にない。その代り
に、すべてのエツチング反応は噴流５６とフイル
ム５２との間の接触点で正確に単離されるように
思われる。したがつて0.00508cm（0.002インチ）
の直径の噴流は噴流よりほんの0.00127cm
（0.0005インチ）広い幅を有する刻みつけ線を生
ずる。
透明導電体１２のための典型的に使用される酸
化錫材料は機械的に全く硬くそして化学的に全く
非反応性である。したがつて上に記載したように
酸化錫の機械的刻みつけは全く困難である。同様
に、酸化錫は水中の塩酸の30％溶液により本質的
に影響されない。しかしながらこの溶液が上記の
とおりに使用されたならば、それはフイルムまた
は基板の他の部分に有害な作用をすることなしに
酸化錫層中をきれいな刻みつけ線を非常に有効に
切断する。
化錫材料は機械的に全く硬くそして化学的に全く
非反応性である。したがつて上に記載したように
酸化錫の機械的刻みつけは全く困難である。同様
に、酸化錫は水中の塩酸の30％溶液により本質的
に影響されない。しかしながらこの溶液が上記の
とおりに使用されたならば、それはフイルムまた
は基板の他の部分に有害な作用をすることなしに
酸化錫層中をきれいな刻みつけ線を非常に有効に
切断する。
本発明は二セレン化インジウム銅／硫化カドミ
ウム電池のようなヘテロ接合太陽電池のための裏
面接触子としてガラス上に溶着されたモリブデン
を刻みつけるために使用されることができること
がまた分かつた。約２ミクロンの厚さのモリブデ
ンフイルムは43ミリアンペアのDC電流及び0.014
cm（0.0055インチ）ノズルを通過する1.6c.c.／分
のエツチング流体流速を用いて1.25cm／秒の速度
で刻みつけられた。これらの条件下３つのエツチ
ング流体が使用されて約0.0203cm（約0.008イン
チ）幅の刻みつけ線を提供した。一つは脱イオン
水中の塩酸（HCl）の30％溶液であつた。HClの
濃度を５〜10パーセントの範囲に減少させそして
その溶液に５〜10パーセントのNaClを加えるこ
とにより均等な結果が達成された。同様に、脱イ
オン水の１リツトル中の50グラムのNaCl及び50
ミリリツトルの硝酸（HNO3）の溶液をつくるこ
とにより良好な結果が達成された。100ミリアン
ペアほどの高さの電流水準がまたモリブデンサン
プルについて用いられそしてエツチング速度を単
に増大することが分かつた。
ウム電池のようなヘテロ接合太陽電池のための裏
面接触子としてガラス上に溶着されたモリブデン
を刻みつけるために使用されることができること
がまた分かつた。約２ミクロンの厚さのモリブデ
ンフイルムは43ミリアンペアのDC電流及び0.014
cm（0.0055インチ）ノズルを通過する1.6c.c.／分
のエツチング流体流速を用いて1.25cm／秒の速度
で刻みつけられた。これらの条件下３つのエツチ
ング流体が使用されて約0.0203cm（約0.008イン
チ）幅の刻みつけ線を提供した。一つは脱イオン
水中の塩酸（HCl）の30％溶液であつた。HClの
濃度を５〜10パーセントの範囲に減少させそして
その溶液に５〜10パーセントのNaClを加えるこ
とにより均等な結果が達成された。同様に、脱イ
オン水の１リツトル中の50グラムのNaCl及び50
ミリリツトルの硝酸（HNO3）の溶液をつくるこ
とにより良好な結果が達成された。100ミリアン
ペアほどの高さの電流水準がまたモリブデンサン
プルについて用いられそしてエツチング速度を単
に増大することが分かつた。
上に示したように、ノズル直径よりほんのわず
かに広い刻みつけ線を切断すること可能である。
電流水準および並進速度（translation speed）
をコントロールすることにより過剰エツチング、
即ち過度に広い刻みつけが容易に避けられる。例
えば刻みつけ切断の一定速度、例えば2.54cm（１
インチ）／秒で、過剰エツチングなしに刻みつけ
線にそつて所望のフイルムを完全に除去するよう
に電流水準を調節することができる。もし刻みつ
け線の幅があまりにも大きいならば電流水準を減
少させる。別法として並進速度を増大させてもよ
い。
かに広い刻みつけ線を切断すること可能である。
電流水準および並進速度（translation speed）
をコントロールすることにより過剰エツチング、
即ち過度に広い刻みつけが容易に避けられる。例
えば刻みつけ切断の一定速度、例えば2.54cm（１
インチ）／秒で、過剰エツチングなしに刻みつけ
線にそつて所望のフイルムを完全に除去するよう
に電流水準を調節することができる。もし刻みつ
け線の幅があまりにも大きいならば電流水準を減
少させる。別法として並進速度を増大させてもよ
い。
上記例はDC電流の使用を包含したけれども、
AC電流を用いてまた均等な結果を達成した。こ
れはより費用のかかる調整高電圧電力供給４４の
代りに可変出力変圧器を用いることにより行なわ
れた。ACを用いるエツチングは適当な半サイク
ルについてのみ起こるがしかし達成された結果は
まつたく受け入れることができると信じる。その
ような変圧器とともに全波整流ダイオード回路の
使用はより費用のかからない装置を用いての全波
エツチングを可能にするだろう。
AC電流を用いてまた均等な結果を達成した。こ
れはより費用のかかる調整高電圧電力供給４４の
代りに可変出力変圧器を用いることにより行なわ
れた。ACを用いるエツチングは適当な半サイク
ルについてのみ起こるがしかし達成された結果は
まつたく受け入れることができると信じる。その
ような変圧器とともに全波整流ダイオード回路の
使用はより費用のかからない装置を用いての全波
エツチングを可能にするだろう。
第２図の態様は槽６２中に使用済みエツチング
流体を集めるのを容易にする垂直配置での基板５
０を例示する。はじめの方の実験が本質的に水平
にある基板を用いて首尾よく行なわれた。そのよ
うな水平配置は基板がコンベアベルト上で運ばれ
ている生産状況で好ましい可能性がある。
流体を集めるのを容易にする垂直配置での基板５
０を例示する。はじめの方の実験が本質的に水平
にある基板を用いて首尾よく行なわれた。そのよ
うな水平配置は基板がコンベアベルト上で運ばれ
ている生産状況で好ましい可能性がある。
第２図において例示された装置を組み立てるた
めに使用される材料はもちろん種々の操作用流体
に耐えるように選ばれなければならない。装置に
おいてさらに重要な点の一つはノズル４０である
と信じられる。最終太陽電池製造において不活性
な領域を減少させるために非常に狭い刻みつけ線
を切断することが望ましいので操作中ノズルが浸
食されないのが好ましい。実験設定においてノズ
ル４０は石英から形成された。これらのノズルは
半導体チツプデバイスにリード線を取り付けるの
に通常使用されるボールボンデイング装置におい
て使用するために製造される。石英材料はもちろ
ん30％塩酸のような物質によつてさえ本質的に影
響されない。
めに使用される材料はもちろん種々の操作用流体
に耐えるように選ばれなければならない。装置に
おいてさらに重要な点の一つはノズル４０である
と信じられる。最終太陽電池製造において不活性
な領域を減少させるために非常に狭い刻みつけ線
を切断することが望ましいので操作中ノズルが浸
食されないのが好ましい。実験設定においてノズ
ル４０は石英から形成された。これらのノズルは
半導体チツプデバイスにリード線を取り付けるの
に通常使用されるボールボンデイング装置におい
て使用するために製造される。石英材料はもちろ
ん30％塩酸のような物質によつてさえ本質的に影
響されない。
ノズル４０の内部直径をコントロールすること
に加えて、多数のノズルが使用される状況におい
て、ノズル４０中を通過する液体の流れを監視し
てそして各々の所望の刻みつけ線が適当に切断さ
れていることを確実にすることが重要である。上
に示されたように、良好な結果は各々の噴流５６
を通過する約20〜100ミリアンペアの電流を用い
て達成される。もし、ノズル４０中を通過する液
体の流が何らかの理由で中断されるか減少される
ならば電流中の認識できる変化が起こることが分
かつた。したがつて、電力供給４４からの電流の
流れを測定する電流計を監視することによりノズ
ル４０中の適当な液体の流れを自動的に監視する
ことが可能であると信ずる。
に加えて、多数のノズルが使用される状況におい
て、ノズル４０中を通過する液体の流れを監視し
てそして各々の所望の刻みつけ線が適当に切断さ
れていることを確実にすることが重要である。上
に示されたように、良好な結果は各々の噴流５６
を通過する約20〜100ミリアンペアの電流を用い
て達成される。もし、ノズル４０中を通過する液
体の流が何らかの理由で中断されるか減少される
ならば電流中の認識できる変化が起こることが分
かつた。したがつて、電力供給４４からの電流の
流れを測定する電流計を監視することによりノズ
ル４０中の適当な液体の流れを自動的に監視する
ことが可能であると信ずる。
上に示したように、通常フイルムと反応性であ
ると考えられない液体溶液を用いて良好なエツチ
ング結果を得た。エツチング溶液のための主要な
要件はそれが、溶液に適当な導電性を与えそして
エツチングされるべきフイルムと可溶性反応生成
物を形成できる物質を含有することであると思わ
れる。さらにエツチング溶液は電流の不存在下に
フイルム材料と本質的に非反応性であるべきであ
る。
ると考えられない液体溶液を用いて良好なエツチ
ング結果を得た。エツチング溶液のための主要な
要件はそれが、溶液に適当な導電性を与えそして
エツチングされるべきフイルムと可溶性反応生成
物を形成できる物質を含有することであると思わ
れる。さらにエツチング溶液は電流の不存在下に
フイルム材料と本質的に非反応性であるべきであ
る。
本発明は特定の装置及び操作方法に関して例示
され且つ記載されたけども、それらにおいて、特
許請求の範囲により定義されたとおりの本発明の
範囲内で種々の他の修正及び変更がなされること
ができることが認められよう。
され且つ記載されたけども、それらにおいて、特
許請求の範囲により定義されたとおりの本発明の
範囲内で種々の他の修正及び変更がなされること
ができることが認められよう。
第１図は本発明による直列接続された薄いフイ
ルムの太陽電池のモジユールの断面図である。第
２図は本発明において使用される多噴流刻みつけ
装置の部分的透視図である。 １０…基板、１２…透明導電体TC層、１４…
半導体層、１６…裏面接触子層、１８…太陽電
池、２０…太陽電池、２２…太陽電池、２４…刻
みつけ線、２６…刻みつけ線、２８…刻みつけ
線、３０…刻みつけ線、３２…刻みつけ線、３４
…刻みつけ線、４０…ノズル、４２…液体ポン
プ、４４…電力供給、４６…多岐管、４８…貯蔵
タンク、５０…基板、５２…刻みつけられる薄い
フイルム、５６…エツチング溶液の噴流、５８…
刻みつけ線、６０…流れ落ちる液体、６２…槽、
６４…わにぐちクリツプ。
ルムの太陽電池のモジユールの断面図である。第
２図は本発明において使用される多噴流刻みつけ
装置の部分的透視図である。 １０…基板、１２…透明導電体TC層、１４…
半導体層、１６…裏面接触子層、１８…太陽電
池、２０…太陽電池、２２…太陽電池、２４…刻
みつけ線、２６…刻みつけ線、２８…刻みつけ
線、３０…刻みつけ線、３２…刻みつけ線、３４
…刻みつけ線、４０…ノズル、４２…液体ポン
プ、４４…電力供給、４６…多岐管、４８…貯蔵
タンク、５０…基板、５２…刻みつけられる薄い
フイルム、５６…エツチング溶液の噴流、５８…
刻みつけ線、６０…流れ落ちる液体、６２…槽、
６４…わにぐちクリツプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に溶着された物質の薄いフイルムを刻
みつけて薄いフイルムの太陽電池の部品を形成す
る方法であつて、 エツチング溶液の噴流と前記薄いフイルムとを
包含する回路中に電流を通過させながら、所望の
咳みつけ線に沿つて前記薄いフイルムを前記エツ
チング溶液の噴流と接触させることからなり、 しかも前記エツチング溶液が、前記溶液に導電
性を与え且つ前記電流の存在下に前記フイルムと
の可溶性反応生成物を形成するように選ばれ且つ
それに十分な濃度であるがしかし前記電流の不存
在下に前記薄いフイルムと実質的に非反応性であ
る物質の水溶液を含むことを特徴とする方法。 ２ 前記噴流が約0.005〜約0.02cm（約0.002〜約
0.008インチ）の直径を有する特許請求の範囲第
１項に記載の方法。 ３ 約0.020〜約0.100アンペアの電流が前記回路
中に通される特許請求の範囲第２項に記載の方
法。 ４ 前記フイルムがアルミニウムを含みそして前
記溶液が水中約５パーセントの硝酸を含む特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 ５ 前記フイルムがアルミニウムを含みそして前
記溶液が水中に溶解された約６〜10重量％の
NaClを含む特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６ 前記フイルムが主として酸化錫を含みそして
前記溶液が水中に溶解された約30重量％の塩酸を
含む特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７ 前記フイルムが主としてモリブデンを含みそ
して前記溶液が水中に溶解された約５〜10重量％
の塩酸及び約５〜10％のNaClを含む特許請求の
範囲第１項に記載の方法。 ８ 前記フイルムが主としてモリブデンを含みそ
して前記溶液が水中に溶解された約５％の硝酸及
び約５〜10％のNaClを含む特許請求の範囲第１
項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US712299 | 1985-03-15 | ||
| US06/712,299 US4599154A (en) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | Electrically enhanced liquid jet processing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214584A JPS61214584A (ja) | 1986-09-24 |
| JPH0533548B2 true JPH0533548B2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=24861549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61034047A Granted JPS61214584A (ja) | 1985-03-15 | 1986-02-20 | 基板上に溶着された物質の薄いフイルムを刻みつけて薄いフイルムの太陽電池の部品を形成する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4599154A (ja) |
| EP (1) | EP0194734A1 (ja) |
| JP (1) | JPS61214584A (ja) |
Families Citing this family (66)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1719088A (en) * | 1987-05-22 | 1988-12-21 | Laszlo Rabian | Electrode for electric spark cutting |
| JP2590918B2 (ja) * | 1987-08-22 | 1997-03-19 | 富士電機株式会社 | 非晶質半導体装置の製造方法 |
| US5531874A (en) * | 1994-06-17 | 1996-07-02 | International Business Machines Corporation | Electroetching tool using localized application of channelized flow of electrolyte |
| US5486282A (en) * | 1994-11-30 | 1996-01-23 | Ibm Corporation | Electroetching process for seed layer removal in electrochemical fabrication of wafers |
| US5536388A (en) * | 1995-06-02 | 1996-07-16 | International Business Machines Corporation | Vertical electroetch tool nozzle and method |
| US5865984A (en) * | 1997-06-30 | 1999-02-02 | International Business Machines Corporation | Electrochemical etching apparatus and method for spirally etching a workpiece |
| WO2000034995A1 (fr) * | 1998-12-07 | 2000-06-15 | Japan Science And Technology Corporation | Procede d'usinage/nettoyage avec des ions hydroxyde dans de l'eau ultrapure |
| JP4660354B2 (ja) * | 2005-01-18 | 2011-03-30 | 新光電気工業株式会社 | 導電性薄膜の加工方法及び装置 |
| US20070227578A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Applied Materials, Inc. | Method for patterning a photovoltaic device comprising CIGS material using an etch process |
| US9105776B2 (en) * | 2006-05-15 | 2015-08-11 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic materials using semiconductor materials |
| US8017860B2 (en) * | 2006-05-15 | 2011-09-13 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic materials using bulk semiconductor materials |
| US7547569B2 (en) * | 2006-11-22 | 2009-06-16 | Applied Materials, Inc. | Method for patterning Mo layer in a photovoltaic device comprising CIGS material using an etch process |
| US8071179B2 (en) * | 2007-06-29 | 2011-12-06 | Stion Corporation | Methods for infusing one or more materials into nano-voids if nanoporous or nanostructured materials |
| US7919400B2 (en) * | 2007-07-10 | 2011-04-05 | Stion Corporation | Methods for doping nanostructured materials and nanostructured thin films |
| US8614396B2 (en) * | 2007-09-28 | 2013-12-24 | Stion Corporation | Method and material for purifying iron disilicide for photovoltaic application |
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