JPH0653534A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザスクライブによる作製に適した光電変
換装置を提供する。 【構成】 絶縁基板上に複数個の光電変換素子を電気的
に直列に連結せしめて配設した光電変換装置であって、
該光電変換装置は、前記絶縁基板上に形成された第１の
導電膜と、該第１の導電膜を前記光電変換素子の各々の
第１の電極とするための第１の開溝と、前記導電膜を覆
ってＰＩＮ接合を少なくとも１つ有する非単結晶半導体
と、該半導体を前記複数の光電変換素子の各々の半導体
とするための第２の開溝と、前記非単結晶半導体上に第
２の導電膜と、該導電膜を前記複数の光電変換素子の各
々の第２の電極とするための第３の開溝とを有し、前記
第３の開溝の中心と前記第２の開溝の中心との距離が５
０μｍ以上であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、ＰＩまたはＰＩＮ接合を少な
くとも１つ有するアモルファス半導体を含む非単結晶半
導体を透光性絶縁基板上に設けた光電変換素子（単に素
子ともいう）を複数個電気的に直列接続し、高い電圧を
発生させる光電変換装置における第２の電極の構造に関
する。

【０００２】本発明の装置における素子の配置、大き
さ、形状は設計仕様によって決められる。しかし、本発
明の内容を簡単にするため、以下の詳細な説明において
は、第１の素子の下側（基板側）の第１の電極と、その
右隣りに配置した第２の素子の第２の電極（半導体上即
ち基板から離れた側）とを電気的に直列接続させた場合
を基として記す。

【０００３】かかる構成において、第１の素子および第
２の素子の第２の電極を互いに分離するための第３の開
溝は、ＰまたはＮ型の非単結晶半導体層に密接して酸化
インジュームまたは酸化スズを主成分とする導電膜（以
下ＣＯという）を設け、該導電膜上にクロムまたはニッ
ケルを主成分とする金属膜（以下単にクロムまたはニッ
ケルという）を積層して構成せしめたことを特徴とす
る。

【０００４】本発明は、半導体上に設けられた第２の電
極用導体をレーザ光を用いてスクライブせしめ、互いの
電極に分離形成せしめるものである。その際、1800℃も
の高温のレーザ光の照射に対し、その下側の半導体特に
水素化アモルファス半導体が多結晶化され、導電性にな
ってしまうことを防ぐため、ＣＯ上にクロムまたはニッ
ケルを積層してかかるＬＳにより第３の開溝下の半導体
と化合物を作ったり、またこの半導体のレーザアニール
による多結晶化を防いだものである。

【０００５】本発明は光電変換装置としての裏面電極
を、このＮ型半導体層の電極との密接部をＳｉ_x Ｃ_1-x
（０＜ｘ＜１）とし、これとＣＯとの間で酸化珪素絶縁
物が発生してしまうことを防ぐに加えて、このＣＯとそ
の上面の金属との界面で酸化アルミニュームの絶縁物が
生成されてしまうことを防ぐため、ＣＯに密接してクロ
ムまたはニッケルを積層させた２層構造、さらにまたは
100Å以下の厚さのチタンとその上面に 100〜 500Åの
厚さの銀と、さらにその上面に 500〜5000Åの厚さのク
ロムまたはニッケルとを積層させ４層構造としたもので
ある

【０００６】即ち、従来はこのＣＯ上には単に光の反射
性金属である銀またはアルミニュームが用いられてい
た。

【０００７】しかし銀はＣＯと密着性が悪く、容易には
がれてしまう。アルミニュームはＣＯと界面で酸化反応
して酸化アルミニューム絶縁物になってしまう。これら
のことより、ＣＯ上の各層の改良が求められていた。

【０００８】本発明はかかる目的のため、ＬＳにより開
溝を作る金属としてＣＯ上にクロムまたはニッケルを主
成分として用いたものである。即ち、例えばＣＯ上にク
ロムを 500〜5000Åの厚さに形成させた。するとＣＯと
クロムとはクロムが耐熱性（融点1800℃、沸点2660℃）
を有し、かつ他材料との反応をおこしにくい材料である
ため、界面酸化をしないことが実験的に判明した。さら
にＣＯとのオーム接触の抵抗も低く、きわめて望ましい
ものであった。

【０００９】即ち、本発明において、ＣＯはレーザ光に
て熱的には容易に除去されるが、透光性であり熱吸収が
低い。またクロムは照射されるレーザ光と殆ど同じ温度
の融点を有し、かつ照射光を十分に吸収する。このため
これらの双方を相対的に組合せることにより、ＬＳのレ
ーザ光の照射された開溝部下の非単結晶半導体を熱によ
り多結晶化させることなく、この開溝部のＣＯとその上
の金属を選択的に除去することができた。以下に図面に
従って本発明の詳細を示す。

【００１０】図１は本発明の製造工程を示す縦断面図で
ある。図面において絶縁表面を有する透光性基板(1) 例
えばガラス板（例えば厚さ0.6 〜2.2mm 例えば1.2mm 、
長さ〔図面では左右方向〕60cm、巾20cm）を用いた。さ
らにこの上面に全面にわたって透光性導電膜例えばＩＴ
Ｏ（酸化インジューム酸化スズ混合物、即ち酸化スズを
酸化インジューム中に10重量％添加した膜）（約1500
Å）＋ＳｕＯ₂ （ 200〜 400Å）または弗素等のハロゲ
ン元素が添加された酸化スズを主成分とする透光性導電
膜（1500〜2000Å）を真空蒸着法、ＬＰＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法またはスプレー法により形成させた。

【００１１】この後、ＹＡＧレーザ加工機（日本レーザ
製波長1.06μまたは0.58μｍ）により出力１〜３Ｗ（焦
点距離40mm）を加え、スポット径20〜70μｍφ代表的に
は50μｍφをマイクロコンピュータにより制御した。さ
らにこの照射レーザ光を走査させて、スクライブライン
である第１の開溝(13)を形成させ、各素子間領域(31),
(11) に第１の電極(2) を作製した。

【００１２】この第１のＬＳにより形成された第１の開
溝(13)は、巾約50μｍ長さ20cm深さは第１のＣＴＦの電
極それぞれを完全に切断して電気的に分離した。

【００１３】この後、この電極(2) 、開溝(13)の上面に
プラズマＣＶＤ法またはＬＰＣＶＤ法により光照射によ
り光起電力を発生させる非単結晶半導体層(3) を 0.2〜
0.8μｍ代表的には 0.5μｍの厚さに形成させた。

【００１４】その代表例はＰ型半導体（Ｓｉ_x Ｃ_1-x ｘ
＝0.8 約 100Å）−Ｉ型アモルファスまたはセミアモル
ファスのシリコン半導体（約 0.5μｍ）−Ｎ型の微結晶
（約500 Å）を有する半導体珪素さらにこの上にＳｉ_x
Ｃ_1-x ｘ＝0.9 約50Åを積層させて一つのPIＮ接合を有
する非単結晶半導体、またはＰ型半導体（Ｓｉ
_x Ｃ_1-x ）−Ｉ型、Ｎ型、Ｐ型Ｓｉ半導体−Ｉ型Ｓｉ_x
Ｇｅ_1-x 半導体−Ｎ型Ｓｉ半導体よりなる２つのＰＩＮ
接合と１つのＰＮ接合を有するタンデム型のＰＩＮＰＩ
Ｎ・・・・ＰＩＮ接合の半導体(3) である。

【００１５】かかる非単結晶半導体(3) を全面にわたっ
て均一の膜厚で形成させた。さらに図１（Ｂ）に示され
るごとく、第１の開溝(13)の左方向側（第１の素子側）
にわたって第２の開溝(18)を第２のＬＳ工程により形成
させた。

【００１６】この図面では第１および第２の開溝(13),
(18) の中心間を 100μｍずらしている。かくして第２
の開溝(18)は第１の電極の側面(8),(9) を露出させた。

【００１７】さらにこの基板を希弗酸（48％HFを10倍の
水で希釈した1 ／10ＨＦをここでは用いた）にて10秒〜
１分代表的には30秒エッチングした。これはＣＦのマイ
クロ波を用い半導体表面にスパッタがないプラズマ気相
エッチにより作製してもよい。すると半導体(3) 、ＣＴ
Ｆ(2) がＬＳにより大気中の酸素と反応して生成した低
級多孔性酸化珪素を除去することができた。さらに加え
て基板のガラスをも一部において除去し、深さ方向に0.
1 〜５μｍ、横方向に0.1 〜10μｍ例えば深さ0.3 μ
ｍ、横方向３μｍのサイドエッチをさせた。かくして凹
部(7) およびＣＴＦ(37)の底面(6) を露呈せしめた。

【００１８】図１において、さらにこの上面に図２
（Ｃ）に示されるごとく、裏面の第２の電極(4) および
連結部（コネクタ）(30)を形成し、さらに第３のＬＳで
の切断分離用の第３の開溝(20)を得た。

【００１９】この第２の電極(4) は本発明の特長である
導電性酸化膜（ＣＯ）(45),(45')をＰまたはＮ型の半導
体上に密接させて形成させた。その厚さは 100〜3000Å
の厚さに形成させた。

【００２０】このＣＯとして、ここではＩＴＯ（酸化イ
ンジューム酸化スズを主成分とする混合物）(45)を形成
した。このＣＯとして酸化インジュームまたは酸化スズ
を主成分として形成させることも可能である。

【００２１】このＩＴＯは被膜形成の際きわめてまわり
こみが起きやすい。このためグルーブ(7) にも十分入
り、ＣＴＦ(37)の底面(6) と電気的によく連結させるこ
とが可能となった。

【００２２】これらは電子ビーム蒸着法またはＰＣＶＤ
法を用いて半導体層を劣化させないため、 300℃以下の
温度で形成させた。このＣＯであるＩＴＯは本発明にお
いてはきわめて重要である。その効果は、

【００２３】〔１〕第２の電極の金属(46),(46')が珪素
(3) と合金層にならず、半導体(3)中に異常拡散されて
しまい上下の電極間をショートさせてしまうことを防い
でいる。即ち 150〜 200℃での高温放置テストにおける
裏面電極─半導体界面での信頼性向上に役立っている。

【００２４】〔２〕本発明の第３の開溝(20)の形成の
際、レーザ光の1800℃以上の高温、特にスクライブ領域
(20)にてＬＳ用金属(46)が半導体(3) 内に侵入して電極
(39),(38) 間でのリーク電流が10^-7Ａ／cm以上発生して
しまうことを防ぐことができる。このため第３の開溝形
成による製造上の歩留りの低下を防ぐことができる。

【００２５】〔３〕半導体上のＰまたはＮ型半導体と相
性のよいＣＯを形成することにより、即ちＮ型半導体に
密接してＩＴＯまたは酸化インジュームを主成分とする
ＣＯを設けて、この半導体、電極間の接触抵抗を下げ、
曲線因子、変換効率の向上をはかることができる。

【００２６】〔４〕強いまわりこみにより連結部(12)に
おける第１の素子の第１の電極(37)の底面とコンタクト
を構成し、互いに酸化物であるため、このコンタクト部
にて長期使用における界面での絶縁性が増加することが
ない。即ちもしアルミニューム等の金属とＣＴＦ(37)と
のコンタクトでは、金属がＣＴＦの酸素と長期間のうち
に反応して絶縁性をこの界面で生じさせてしまうが、こ
のＣＯによる酸化物−酸化物コンタクトはかかる絶縁性
がコンタクト界面に生ずることがなく、信頼性の向上が
大きい。

【００２７】〔５〕入射光(10)における半導体(3) 内で
吸収されなかった長波長光の金属(46)での反射を促し、
特にＩＴＯの厚さを 500〜1400Å好ましくは平均厚さ10
50Åとして 600〜800nm の長波長光の反射を大きくさ
せ、変換効率の向上に有効である。

【００２８】〔６〕コネクタをもこのＣＯが構成し、半
導体特にＰＩＮ半導体のうちの敏感な活性Ｉ層に隣接し
ているため、金属がマイグレイトしてしまうことを防い
でいる。

【００２９】ＣＯ上の金属(46),(46')として検討したも
のは以下の通りである。

【００３０】

【表１】

【００３１】このことより明らかなように、ＬＳ照射光
の温度（1800〜2200℃）とほぼ同じ融点を有し、かつ熱
伝導度が大きすぎても小さすぎてもよくない。即ち、
銀、アルミニュームは 600Å以上となると横方向（膜方
向）への伝導が大きすぎ、その下の半導体と反応をしや
すく、さらに熱のため半導体を多結晶化してしまう。ま
た第３の開溝は半導体層を容易に貫いて第１の導電膜に
まで到達してしまう。

【００３２】他方、チタンは熱伝導率が小さく、融点が
高いため、 200Å以上の使用が不可能である。

【００３３】このためＣＯ上の金属はクロムまたはニッ
ケルが優れていることが判明した。実験的にも半導体層
がＬＳにて除去されず、理想的な金属であった。

【００３４】このクロムまたはニッケルの低い光学的反
射率を向上させ、ひいては素子の変換効率を向上させる
ため、ＣＯとの間に反射を大きくする銀を 500Å以下の
厚さに、またチタンを銀とＣＯとの密着性向上用に介在
させた。しかし銀は熱伝導度が大きいため、 500Å以下
でなければならない。またチタンは耐熱性が大きすぎる
ため、 100Å以下でなければならなかった。即ち裏面電
極(38),(39) は

【００３５】（１）ＣＯ（100 〜3000Å）Ｃｒ（300 〜
5000Å）、（２）ＣＯ（100 〜3000Å）Ｎｉ（300 〜50
00Å）、（３）ＣＯ（100 〜1500Å）Ｔｉ（＜100 Å例
えば20Å）Ａｇ（100 〜500 Å例えば200 Å）CrまたＮ
ｉ（300 〜5000Å例えば2000Å）がＬＳの加工性におい
て優れていた。

【００３６】これらの裏面電極において、(1) のクロム
を用いる場合は、ＬＳにより同時にその下のＣＯも完全
に除去させてしまうため、製造歩留りが大きい。しかし
外部接触用のハンダ付等ができない。他方(2) のニッケ
ルはＬＳによりその下のＣＯが一部残りやすいため、Ｌ
Ｓの後塩酸で表面の残存するＣＯを除去させる必要があ
った。(3) は光の反射に優れているが、４層製造が面倒
であるという欠点を有する。

【００３７】次に本発明の図１（Ｃ）においては、この
第２の電極を構成するＣＯ(45)とコネクタ(30)とが電気
的にショートしないよう、第３の開溝(20)を第１の素子
領域(31)にわたって設けた。即ち第１の素子の開放電圧
が発生する電極(39),(38) 間の電気的分離をレーザ光
（20〜100 μｍφ代表的には50μｍφ）を第２の開溝(1
8)より約 100μｍ離間せしめて形成させた。即ち第３の
開溝(20)の中心は第２の開溝(30)の中心に比べて50〜 2
00μｍ代表的には 100μｍの深さに第１の素子側にわた
って設けている。

【００３８】このＬＳにより半導体特に上面に密着する
100〜 500Åの厚さのＮまたはＰ型の薄い半導体層をＬ
Ｓと同時に、またはその後の化学エッチングにより少し
えぐり出し(40)隣合った第１の素子(31)、第２の素子(1
1)間の開溝部での残存導体または導電性半導体によるク
ロストーク（リーク電流）の発生を防止した。

【００３９】さらにこの開溝(20)下の半導体層を室温〜
200℃の酸化雰囲気（１〜10日間の酸化）またはプラズ
マ酸化雰囲気（ 100〜 250℃ １〜５時間）中で酸化し
て酸化珪素(34)を 100〜1000Åの厚さに形成して、２つ
の電極(39),(38) 間のクロストークをより防いだ。

【００４０】かくして第１図（Ｃ）に示されるごとく、
複数の素子(31),(11) を連結部(12)で直接接続する光電
変換装置を作ることができた。

【００４１】図１（Ｄ）はさらに本発明を光電変換装置
として完成させんとしたものであり、即ちパッシベイシ
ョン膜としてプラズマ気相法により窒化珪素膜(21)を 5
00〜2000Åの厚さに均一に形成させ、湿気等の吸着によ
る各素子間のリーク電流の発生をさらに防いだ。

【００４２】さらに外部引出し端子を周辺部(5) にて設
けた。これらにポリイミド、ポリアミド、カプトンまた
はエポキシ等の有機樹脂(22)を充填した。

【００４３】かくして照射光(10)により発生した光起電
力は底面コンタクトより矢印(32)のごとく第１の素子の
第１の電極より第２の素子の第２の電極に流れ、直列接
続をさせることができた。

【００４４】その結果、この基板（60cm×20cm）におい
て各素子を巾14.35mm 連結部の巾150 μｍ、外部引出し
電極部の巾10mm、周辺部４mmにより、実質的に 580mm×
192mm内に40段を有し、有効面積（ 192mm×14.35mm 40
段1102cm² 即ち91.8％）を得ることができた。

【００４５】そして、セグメントが10.8％（1.05cm）の
変換効率を有する場合、パネルにて7.7 ％（理論的には
9.8 ％になるが、40段連結の抵抗により実効変換効率が
低下した）（ＡＭｌ〔 100ｍＷ／cm² 〕）にて、8.1 Ｗ
の出力電力を有せしめることができた。

【００４６】さらにこのパネルを 150℃の高温放置テス
トを行うと1000時間を経て10％以下例えばパネル数20枚
にて最悪４％、Ｘ＝1.5 ％の低下しかみられなかった。
これは従来のマスク方式を用いて信頼性テストを同一条
件にて行う時、10時間で動作不能パネル数が17枚も発生
してしまうことを考えると、驚異的な値であった。

【００４７】図２は３回のLS工程での開溝を作る最も代
表的なそれぞれの開溝の位置関係を示した縦断面図およ
び平面図（端部）である。番号およびその工程は図２と
同様である。

【００４８】図２（Ａ）は第１の開溝(13)、第１の素子
(31)、第２の素子(11)、連結部(12)を有している。さら
に第２の開溝(18)は、第１の素子を構成すべき半導体
(3) の第１の電極(2) 側にわたって設けられ、これらい
ずれをも除去させている。またサイドエッチによるグル
ーブ(7) が作製され、第１の電極の底面(6) に第２の電
極のＣＯを連結させている。

【００４９】この第３の開溝(20)が、約60μｍの深さに
第１の素子(31)側にシフトしている。このため、第３の
開溝(20)の右端部は、コネクタ部(30)の一部より若干
（約10μｍ）第１の素子(31)側にわたって設けられてい
る。

【００５０】さらに低温の長時間酸化により酸化物絶縁
物(34)を形成し、第１および第２の素子(31),(11) のそ
れぞれの第２の電極(4) を互いに電気的に切断分離し、
且つこの電極間のリークをも10^-7Ａ／cm（１cm巾あたり
10^-7Ａのオーダーの意）以下に小さくすることができ
た。

【００５１】図２（Ｂ）は平面図を示し、またその端部
（図面で下側）において第１、第２、第３の開溝(1
3),(18),(20)が設けられている。

【００５２】さらに素子の端部（図面下側）は、第１の
電極(2) を(13') にて切断分離した。さらにこれを半導
体(3) 、第２の電極(4) の材料で覆い、さらにこの第２
の電極用導体(4) を(13') よりも外端側にて第３の開溝
(50)により分離した。

【００５３】この縦断面図は図３（Ａ）の端部に類似し
ている。この場合においてもこれら開溝(50)を覆ってパ
ッシベイション膜を形成させている。

【００５４】この図面において、第１、第２、第３の開
溝巾は70〜20μｍを有し、連結部の巾 350〜80μｍ代表
的には 200μｍを有せしめることができた。

【００５５】以上のＹＡＧレーザのスポット径を技術思
想において小さくすることにより、この連結部に必要な
面積をより小さく、ひいては光電変換装置としての有効
面積（実効効率）をより向上させることができるという
進歩性を有している。

【００５６】図３は光電変換装置の外部引出し電極部を
示したものである。図３（Ａ）は第１図に対応している
が、外部引出し電極部(5) は外部引出し電極(47)に接触
するパッド(49)を有し、このパッド(49)は第２の電極
（上側電極）(4) と連結している。この時電極(47)の加
圧が強すぎてパッド(49)がその下の半導体(3) を突き抜
け第１の電極(2) と接触しても(49)と(2) とがショート
しないように開溝(13') が設けられている。

【００５７】また外側部は第１の電極、半導体、第２の
電極を同時に一方のＬＳにてスクライブをした開溝(50)
で切断分離されている。

【００５８】さらに図３（Ｂ）は下側の第１の電極(2)
に連結した他のパッド(48)が第２の電極材料により(1
8') にて連結して設けられている。さらにパッド(48)は
外部引出し電極(46)と接触しており、外部に電気的に連
結している。

【００５９】ここでも開溝(18'),(20''),(50) によりパ
ッド(48)は全く隣の光電変換装置と電気的に分離されて
おり、(18') にて第１の電極(2) と底面コンタクトを
(6) にて構成させている。

【００６０】つまり光電変換装置は有機樹脂モールド(2
2)で電極部(5),(45)を除いて覆われており、耐湿性の向
上を図った。

【００６１】またこのパネル例えば40cm×60cmまたは60
cm×20cm, 40cm×120cm を２ケ、４ケまたは１ケをアル
ミサッシまたは炭素繊維枠内に組み合わせることにより
パッケージさせ、120cm ×40cmのＮＥＤＯ規格の大電力
用のパネルを設けることが可能である。

【００６２】またこのＮＥＤＯ規格のパネルはシーフレ
ックスにより弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の反
射面側（図面では上側）にはりあわせて合わせ、風圧、
雨等に対し機械強度の増加を図ることも有効である。

【００６３】本発明において、基板は透光性絶縁基板の
うち特にガラスを用いている。しかしこの基板として可
曲性有機樹脂またはアルミニューム、ステンレス等上に
酸化アルミニューム、酸化珪素または窒化珪素を0.1 〜
２μｍの厚さに形成した複合基板を用いることは有効で
ある。

【００６４】特にこの複合基板を前記した実施例に適用
すると、酸化珪素または窒化珪素がこの上面のＣＴＦを
損傷して基板とＣＴＦとの混合物を作ってしまうことを
防ぐ、いわゆるブロッキング効果を有して特に有効であ
った。さらに本発明を以下に具体例を記してその詳細を
補完する。

【００６５】〔具体例〕図１の図面に従ってこの実施例
を示す。即ち透光性基板(1) として化学強化ガラス厚さ
1.1mm 、長さ60cm、巾20cmを用いた。

【００６６】この上面に窒化珪素膜を0.1 μｍの厚さに
塗付しブロッキング層とした。さらにその上にＣＴＦを
ＩＴＯ1600Å＋ＳｎＯ₂ 300Åを電子ビーム蒸着法によ
り作製した。

【００６７】さらにこの後、第１の開溝をスポット径50
μｍ、出力１ＷのＹＡＧレーザをマイクロコンピュータ
により制御して３ｍ／分の走査速度にて作製した。

【００６８】さらにパネルの端部をレーザ光出力１Ｗに
て第１の電極用半導体をガラス端より５mm内側で長方形
に走査し、パネルの枠との電気的短絡を防止した。素子
領域(31),(11) は15mm巾とした。

【００６９】この後公知のＰＣＶＤ法により図２に示し
たＰＩＮ接合を１つ有する非単結晶半導体を作製した。
その厚さは約0.5 μｍであった。

【００７０】かかる後、第１の開溝より 100μｍ第１の
素子(31)をシフトさせて、スポット径50μｍφにて出力
１Ｗにて大気中でＬＳにより第２の開溝(18)を図２
（Ｂ）に示すごとく作製した。

【００７１】さらにこの全体にＣＯとしてＩＴＯを電子
ビーム蒸着法により平均膜厚1050Åに、さらにその上面
にクロムを1600Åの厚さに、さらにこの上面にニッケル
を500 Åの厚さに電子ビーム蒸着法により作製して、第
２の電極(45)、コネクタ(30)を構成せしめた。

【００７２】さらに第３の開溝(20)を同様に第３のＬＳ
をＹＡＧレーザを用い、１Ｗの出力50μｍφにより第２
の開溝(18)より 100μｍのわたり深さに第１の素子(31)
側にシフトして形成させ、図２（Ｃ）を得た。

【００７３】この後、パッシベイション膜(21)をＰＣＶ
Ｄ法により窒化珪素膜を1000Åの厚さに 200℃の温度に
て作製した。

【００７４】すると20cm×60cmのパネルに15mm巾の素子
を40段作ることができた。パネルの実効効率としてＡＭ
ｌ（ 100ｍＷ／cm² ）にて7.7 ％、出力 8.1Ｗを得るこ
とができた。

【００７５】有効面積は1102cm² であり、パネル全体の
91.8％を有効に利用することができた。

【００７６】この実施例においては、図１（Ｄ）に示す
ごとく、上側の保護用有機樹脂(22)を重合わせることに
より、有機樹脂シートの間に光電変換装置をはさむ構造
とすることができ、可曲性を有し、きわめて安価で多量
生産が可能になった。図１から図２において、光入射は
下側の透光性絶縁基板よりとした。

【００７７】しかし本発明はその光入射側を下側に限定
することなく、上側の電極をＩＴＯとして上側より光照
射を行うことも可能であり、また基板もガラス基板では
なく可曲性基板を用いることは可能である。

【００７８】また本発明において、クロム上にニッケル
膜、その他の金属の多層膜としてもよく、金属全体とし
てその主成分がクロムまたはニッケルであることが本発
明の他の特長である。さらにクロムまたはニッケル中に
20％以下の範囲にて他の金属例えばＣｕ，Ｔｉ等を添加
した、いわゆるクロムまたはニッケルを主成分とする金
属を用いることも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電変換装置の製造工程を示す縦断面
図である。

【図２】本発明の光電変換装置の縦断面図である。

【図３】本発明の他の光電変換装置の部分拡大をした縦
断面図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は非単結晶半導体を用い
た光電変換装置に関する。この発明は、ＰＮまたはＰＩ
Ｎ接合を少なくとも１つ有するアモルファス半導体を含
む非単結晶半導体を透光性絶縁基板上に設けた光電変換
素子（単に素子ともいう）を複数個電気的に直列接続
し、高い電圧を発生させる光電変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】従来、レーザスクライ
ブにより光電変換装置を作製するに際し、その有効面積
を大きくして変換効率を向上させるために、第１の電極
に形成された開溝と第２の電極に形成された開溝、ある
いは第１の電極上の半導体に形成された開溝と第２の電
極に形成さた開溝は、その開溝間の距離を非常に小さく
していた。

【０００３】しかしこのような小さな間隔ではレーザ光
のスポット径が少し大きくなるとショートやリークを発
生しやすく、量産には不向きであった。

【０００４】

【発明の目的】本願発明はレーザスクライブによる作製
に適した光電変換装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【発明の構成】上記の目的を達成するために、本願発明
は絶縁基板上に複数個の光電変換素子を電気的に直列に
連結せしめて配設した光電変換装置であって、該光電変
換装置は、前記絶縁基板上に形成された第１の導電膜
と、該第１の導電膜を前記光電変換素子の各々の第１の
電極とするための第１の開溝と、前記導電膜を覆ってＰ
ＩＮ接合を少なくとも１つ有する非単結晶半導体と、該
半導体を前記複数の光電変換素子の各々の半導体とする
ための第２の開溝と、前記非単結晶半導体上に第２の導
電膜と、該導電膜を前記複数の光電変換素子の各々の第
２の電極とするための第３の開溝とを有し、前記第３の
開溝の中心と前記第２の開溝の中心との距離が５０μｍ
以上であることを特徴としている。

【０００６】また本願発明は絶縁基板上に複数個の光電
変換素子を電気的に直列に連結せしめて配設した光電変
換装置であって、該光電変換装置は、前記絶縁基板上に
形成された第１の導電膜と、該第１の導電膜を前記光電
変換素子の各々の第１の電極とするための第１の開溝
と、前記導電膜を覆ってＰＩＮ接合を少なくとも１つ有
する非単結晶半導体と、該半導体を前記複数の光電変換
素子の各々の半導体とするための第２の開溝と、前記非
単結晶半導体上に第２の導電膜と、該導電膜を前記複数
の光電変換素子の各々の第２の電極とするための第３の
開溝とを有し、前記第１の開溝と前記第３の開溝との間
の距離が８０μｍ以上であることを特徴としている。

【０００７】上記の構成によりレーザ光によって作製す
る光電変換装置であって、直列接続を形成する連結部に
おけるリークおよびショートを激減させることができ、
これにより多量生産にも向いた光電変換装置とすること
ができた。以下に本発明の実施例を示す。

【０００８】

【実施例】本発明の装置における素子の配置、大きさ、
形状は設計仕様によって決められる。しかし、本発明の
内容を簡単にするため、以下においては、第１の素子の
下側（基板側）の第１の電極と、その右隣りに配置した
第２の素子の第２の電極（半導体上即ち基板から離れた
側）とを電気的に直列接続させた場合を基として記す。

【０００９】かかる構成において、第１の素子および第
２の素子の第２の電極を互いに分離するための第３の開
溝は、ＰまたはＮ型の非単結晶半導体層に密接して酸化
インジュームまたは酸化スズを主成分とする導電膜（以
下酸化物導電膜という）を設け、該導電膜上にクロムま
たはニッケルを主成分とする金属膜（以下単にクロムま
たはニッケルという）を積層して構成せしめた。

【００１０】本発明は、半導体上に設けられた第２の電
極用導体をレーザ光を用いてスクライブせしめ、互いの
電極に分離形成せしめるものである。その際、1800℃も
の高温のレーザ光の照射に対し、その下側の半導体特に
水素化アモルファス半導体が多結晶化され、導電性にな
ってしまうことを防ぐため、酸化物導電膜上にクロムま
たはニッケルを積層してかかるレーザスクライブにより
第３の開溝下の半導体と化合物を作ったり、またこの半
導体のレーザアニールによる多結晶化を防ぐことができ
る。

【００１１】さらに、光電変換装置としての裏面電極
を、このＮ型半導体層の電極との密接部をＳｉ_x Ｃ_1-x
（０＜ｘ＜１）とし、これと酸化物導電膜との間で酸化
珪素絶縁物が発生してしまうことを防ぐに加えて、この
酸化物導電膜とその上面の金属との界面で酸化アルミニ
ュームの絶縁物が生成されてしまうことを防ぐため、酸
化物導電膜に密接してクロムまたはニッケルを積層させ
た２層構造、さらにまたは 100Å以下の厚さのチタンと
その上面に 100〜 500Åの厚さの銀と、さらにその上面
に 500〜5000Åの厚さのクロムまたはニッケルとを積層
させ４層構造としてもよい。

【００１２】即ち、従来はこの酸化物導電膜上には単に
光の反射性金属である銀またはアルミニュームが用いら
れていた。

【００１３】しかし銀は酸化物導電膜と密着性が悪く、
容易にはがれてしまう。アルミニュームは酸化物導電膜
と界面で酸化反応して酸化アルミニューム絶縁物になっ
てしまう。これらのことより、酸化物導電膜上の各層の
改良が求められていた。

【００１４】そこで本実施例では、レーザスクライブに
より開溝を作る金属として酸化物導電膜上にクロムまた
はニッケルを主成分として用いてみた。即ち、例えば酸
化物導電膜上にクロムを 500〜5000Åの厚さに形成させ
た。すると酸化物導電膜とクロムとはクロムが耐熱性
（融点1800℃、沸点2660℃）を有し、かつ他材料との反
応をおこしにくい材料であるため、界面酸化をしないこ
とが実験的に判明した。さらに酸化物導電膜とのオーム
接触の抵抗も低く、きわめて望ましいものであった。

【００１５】即ち、酸化物導電膜はレーザ光にて熱的に
は容易に除去されるが、透光性であり熱吸収が低い。ま
たクロムは照射されるレーザ光と殆ど同じ温度の融点を
有し、かつ照射光を十分に吸収する。このためこれらの
双方を相対的に組合せることにより、レーザスクライブ
のレーザ光の照射された開溝部下の非単結晶半導体を熱
により多結晶化させることなく、この開溝部の酸化物導
電膜とその上の金属を選択的に除去することができた。

【００１６】図１は本発明の製造工程を示す縦断面図で
ある。図面において絶縁表面を有する透光性基板(1) 例
えばガラス板（例えば厚さ0.6 〜2.2mm 例えば1.2mm 、
長さ〔図面では左右方向〕60cm、巾20cm）を用いた。さ
らにこの上面に全面にわたって透光性導電膜例えばＩＴ
Ｏ（酸化インジューム酸化スズ混合物、即ち酸化スズを
酸化インジューム中に10重量％添加した膜）（約1500
Å）＋ＳｎＯ₂ （ 200〜 400Å）または弗素等のハロゲ
ン元素が添加された酸化スズを主成分とする透光性導電
膜（1500〜2000Å）を真空蒸着法、ＬＰＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法またはスプレー法により形成させた。

【００１７】この後、ＹＡＧレーザ加工機（日本レーザ
製波長1.06μまたは0.58μｍ）により出力１〜３Ｗ（焦
点距離40mm）を加え、スポット径20〜70μｍφ代表的に
は50μｍφをマイクロコンピュータにより制御した。さ
らにこの照射レーザ光を走査させて、スクライブライン
である第１の開溝(13)を形成させ、各素子間領域(31),
(11) に第１の電極(2) を作製した。

【００１８】この第１のレーザスクライブにより形成さ
れた第１の開溝(13)は、巾約50μｍ長さ20cm深さは第１
の透光性導電膜の電極それぞれを完全に切断する程度と
し、各々の素子に電気的に分離して第１の電極とした。

【００１９】この後、この電極(2) 、開溝(13)の上面に
プラズマＣＶＤ法またはＬＰＣＶＤ法により光照射によ
り光起電力を発生させる非単結晶半導体層(3) を 0.2〜
0.8μｍ代表的には 0.5μｍの厚さに形成させた。

【００２０】その代表例はＰ型半導体（Ｓｉ_x Ｃ_1-x ｘ
＝0.8 約 100Å）−Ｉ型アモルファスまたはセミアモル
ファスのシリコン半導体（約 0.5μｍ）−Ｎ型の微結晶
（約500 Å）を有する半導体珪素さらにこの上にＳｉ_x
Ｃ_1-x ｘ＝0.9 約50Åを積層させて一つのPIＮ接合を有
する非単結晶半導体、またはＰ型半導体（Ｓｉ
_x Ｃ_{1- x} ）−Ｉ型、Ｎ型、Ｐ型Ｓｉ半導体−Ｉ型Ｓｉ_x
Ｇｅ_1-x 半導体−Ｎ型Ｓｉ半導体よりなる２つのＰＩＮ
接合と１つのＰＮ接合を有するタンデム型のＰＩＮＰＩ
Ｎ・・・・ＰＩＮ接合の半導体(3) である。

【００２１】かかる非単結晶半導体(3) を全面にわたっ
て均一の膜厚で形成させた。さらに図１（Ｂ）に示され
るごとく、第１の開溝(13)の左方向側（第１の素子側）
にわたって第２の開溝(18)を第２のレーザスクライブ工
程により形成させた。

【００２２】この図面では第１および第２の開溝(13),
(18) の中心間を 100μｍずらしている。かくして第２
の開溝(18)は第１の電極の側面(8),(9) を露出させた。

【００２３】さらにこの基板を希弗酸（48％HFを10倍の
水で希釈した1 ／10ＨＦをここでは用いた）にて10秒〜
１分代表的には30秒エッチングした。これはCF₄ のマイ
クロ波を用い半導体表面にスパッタがないプラズマ気相
エッチにより行ってもよい。すると半導体(3) 、透光性
導電膜(2) がレーザスクライブにより大気中の酸素と反
応して生成した低級多孔性酸化珪素を除去することがで
きた。さらに加えて基板のガラスをも一部において除去
し、深さ方向に0.1 〜５μｍ、横方向に0.1 〜10μｍ例
えば深さ0.3 μｍ、横方向３μｍのサイドエッチをさせ
た。かくして凹部(7) および透光性導電膜(37)の底面
(6) を露呈せしめた。

【００２４】図１において、さらにこの上面に図２
（Ｃ）に示されるごとく、裏面の第２の電極(4) および
連結部（コネクタ）(30)を形成し、さらに第３のレーザ
スクライブでの切断分離用の第３の開溝(20)を得た。

【００２５】この第２の電極(4) は本発明の特長である
酸化物導電膜（導電性酸化物）(45),(45')をＰまたはＮ
型の半導体上に密接させて形成させた。その厚さは 100
〜3000Åの厚さに形成させた。

【００２６】この酸化物導電膜として、ここではＩＴＯ
（酸化インジューム酸化スズを主成分とする混合物）(4
5)を形成した。この酸化物導電膜として酸化インジュー
ムまたは酸化スズを主成分として形成させることも可能
である。

【００２７】このＩＴＯは被膜形成の際きわめてまわり
こみが起きやすい。このためグルーブ(7) にも十分入
り、透光性導電膜(37)の底面(6) と電気的によく連結さ
せることが可能となった。

【００２８】これらは電子ビーム蒸着法またはＰＣＶＤ
法を用いて半導体層を劣化させないため、 300℃以下の
温度で形成させた。この酸化物導電膜であるＩＴＯは本
発明においてはきわめて重要である。その効果は、

【００２９】〔１〕第２の電極の金属(46),(46')が珪素
(3) と合金層にならず、半導体(3)中に以上拡散されて
しまい上下の電極間をショートさせてしまうことを防い
でいる。即ち 150〜 200℃での高温放置テストにおける
裏面電極─半導体界面での信頼性向上に役立っている。

【００３０】〔２〕本発明の第３の開溝(20)の形成の
際、レーザ光の1800℃以上の高温、特にスクライブ領域
(20)にてレーザスクライブ用金属(46)が半導体(3) 内に
侵入して電極(39),(38) 間でのリーク電流が10^-7Ａ／cm
以上発生してしまうことを防ぐことができる。このため
第３の開溝形成による製造上の歩留りの低下を防ぐこと
ができる。

【００３１】〔３〕半導体上のＰまたはＮ型半導体と相
性のよい酸化物導電膜を形成することにより、即ちＮ型
半導体に密接してＩＴＯまたは酸化インジュームを主成
分とする酸化物導電膜を設けて、この半導体、電極間の
接触抵抗を下げ、曲線因子、変換効率の向上をはかるこ
とができる。

【００３２】〔４〕強いまわりこみにより連結部(12)に
おける第１の素子の第１の電極(37)の底面とコンタクト
を構成し、互いに酸化物であるため、このコンタクト部
にて長期使用における界面での絶縁性が増加することが
ない。即ちもしアルミニューム等の金属と透光性導電膜
(37)とのコンタクトでは、金属が透光性導電膜の酸素と
長期間のうちに反応して絶縁性をこの界面で生じさせて
しまうが、この酸化物導電膜による酸化物−酸化物コン
タクトはかかる絶縁性がコンタクト界面に生ずることが
なく、信頼性の向上が大きい。

【００３３】〔５〕入射光(10)における半導体(3) 内で
吸収されなかった長波長光の金属(46)での反射を促し、
特にＩＴＯの厚さを 500〜1400Å好ましくは平均厚さ10
50Åとして 600〜800nm の長波長光の反射を大きくさ
せ、変換効率の向上に有効である。

【００３４】〔６〕コネクタをもこの酸化物導電膜が構
成し、半導体特にＰＩＮ半導体のうちの敏感な活性Ｉ層
に隣接しているため、金属がマイグレイトしてしまうこ
とを防いでいる。

【００３５】酸化物導電膜上の金属(46),(46')として検
討したものは以下の通りである。

【００３６】

【表１】

【００３７】酸化物導電膜上の金属は、レーザスクライ
ブ照射光の温度（1800〜2200℃）とほぼ同じ融点を有
し、かつ熱伝導度が大きすぎず小さすぎない物がよい。
即ち、銀、アルミニュームは 600Å以上となると横方向
（膜方向）への伝導が大きすぎ、その下の半導体と反応
をしやすく、さらに熱のため半導体を多結晶化してしま
う。また第３の開溝は半導体層を容易に貫いて第１の導
電膜にまで到達してしまう。

【００３８】他方、チタンは熱伝導率が小さく、融点が
高いため、 200Å以上の使用が不可能である。

【００３９】このため酸化物導電膜上の金属はクロムま
たはニッケルが優れていることが判明した。実験的にも
半導体層がレーザスクライブにて除去されず、理想的な
金属であった。

【００４０】このクロムまたはニッケルの低い光学的反
射率を向上させ、ひいては素子の変換効率を向上させる
ため、酸化物導電膜との間に反射を大きくする銀を 500
Å以下の厚さに、またチタンを銀と酸化物導電膜との密
着性向上用に介在させた。しかし銀は熱伝導度が大きい
ため、 500Å以下でなければならない。またチタンは耐
熱性が大きすぎるため、 100Å以下でなければならなか
った。即ち裏面電極(38),(39) は

【００４１】（１）酸化物導電膜（100 〜3000Å）Ｃｒ
（300 〜5000Å）、（２）酸化物導電膜（100 〜3000
Å）Ｎｉ（300 〜5000Å）、（３）酸化物導電膜（100
〜1500Å）Ｔｉ（＜100 Å例えば20Å）Ａｇ（100〜500
Å例えば200 Å）CrまたＮｉ（300 〜5000Å例えば200
0Å）がレーザスクライブの加工性において優れてい
た。

【００４２】これらの裏面電極において、(1) のクロム
を用いる場合は、レーザスクライブにより同時にその下
の酸化物導電膜も完全に除去させてしまうため、製造歩
留りが大きい。しかし外部接触用のハンダ付等ができな
い。他方(2) のニッケルはレーザスクライブによりその
下の酸化物導電膜が一部残りやすいため、レーザスクラ
イブの後塩酸で表面に残存する酸化物導電膜を除去させ
る必要があった。(3)は光の反射に優れているが、４層
製造が面倒であるという欠点を有する。

【００４３】次に本発明の図１（Ｃ）においては、この
第２の電極を構成する酸化物導電膜(45)とコネクタ(30)
とが電気的にショートしないよう、第３の開溝(20)を第
１の素子領域(31)にわたって設けた。即ち第１の素子の
開放電圧が発生する電極(39),(38) 間の電気的分離をレ
ーザ光（20〜100 μｍφ代表的には50μｍφ）を第２の
開溝(18)より約 100μｍ離間せしめて形成させた。即ち
第３の開溝(20)の中心は第２の開溝(30)の中心に比べて
50〜 200μｍ代表的には 100μｍの深さに第１の素子側
にわたって設けている。

【００４４】このレーザスクライブにより半導体特に上
面に密着する 100〜 500Åの厚さのＮまたはＰ型の薄い
半導体層をレーザスクライブと同時に、またはその後の
化学エッチングにより少しえぐり出し(40)隣合った第１
の素子(31)、第２の素子(11)間の開溝部での残存導体ま
たは導電性半導体によるクロストーク（リーク電流）の
発生を防止した。

【００４５】さらにこの開溝(20)下の半導体層を室温〜
200℃の酸化雰囲気（１〜10日間の酸化）またはプラズ
マ酸化雰囲気（ 100〜 250℃ １〜５時間）中で酸化し
て酸化珪素(34)を 100〜1000Åの厚さに形成して、２つ
の電極(39),(38) 間のクロストークをより防いだ。

【００４６】かくして図１（Ｃ）に示されるごとく、複
数の素子(31),(11) を連結部(12)で直接接続する光電変
換装置を作ることができた。

【００４７】図１（Ｄ）はさらに本発明を光電変換装置
として完成させんとしたものであり、即ちパッシベイシ
ョン膜としてプラズマ気相法により窒化珪素膜(21)を 5
00〜2000Åの厚さに均一に形成させ、湿気等の吸着によ
る各素子間のリーク電流の発生をさらに防いだ。

【００４８】さらに外部引出し端子を周辺部(5) にて設
けた。これらにポリイミド、ポリアミド、カプトンまた
はエポキシ等の有機樹脂(22)を充填した。

【００４９】かくして照射光(10)により発生した光起電
力は底面コンタクトより矢印(32)のごとく第１の素子の
第１の電極より第２の素子の第２の電極に流れ、直列接
続をさせることができた。

【００５０】その結果、この基板（60cm×20cm）におい
て各素子を巾14.35mm 連結部の巾150 μｍ、外部引出し
電極部の巾10mm、周辺部４mmにより、実質的に 580mm×
192mm内に40段を有し、有効面積（ 192mm×14.35mm 40
段1102cm² 即ち91.8％）を得ることができた。

【００５１】そして、セグメントが10.8％（1.05cm）の
変換効率を有する場合、パネルにて7.7 ％（理論的には
9.8 ％になるが、40段連結の抵抗により実効変換効率が
低下した）（ＡＭｌ〔 100ｍＷ／cm² 〕）にて、8.1 Ｗ
の出力電力を有せしめることができた。

【００５２】さらにこのパネルを 150℃の高温放置テス
トを行うと1000時間を経て10％以下例えばパネル数20枚
にて最悪４％、Ｘ＝1.5 ％の低下しかみられなかった。
これは従来のマスク方式を用いて信頼性テストを同一条
件にて行う時、10時間で動作不能パネル数が17枚も発生
してしまうことを考えると、驚異的な値であった。

【００５３】図２は３回のレーザスクライブ工程での開
溝を作る最も代表的なそれぞれの開溝の位置関係を示し
た縦断面図および平面図（端部）である。番号およびそ
の工程は図２と同様である。

【００５４】図２（Ａ）は第１の開溝(13)、第１の素子
(31)、第２の素子(11)、連結部(12)を有している。さら
に第２の開溝(18)は、第１の素子を構成すべき半導体
(3) の第１の電極(2) 側にわたって設けられ、これらい
ずれをも除去させている。またサイドエッチによるグル
ーブ(7) が作製され、第１の電極の底面(6) に第２の電
極の酸化物導電膜を連結させている。

【００５５】この第３の開溝(20)が約60μｍの深さに第
１の素子(31)側にシフトしている。このため、第３の開
溝(20)の右端部は、コネクタ部(30)の一部より若干（約
10μｍ）第１の素子(31)側にわたって設けられている。

【００５６】さらに低温の長時間酸化により酸化物絶縁
物(34)を形成し、第１および第２の素子(31),(11) のそ
れぞれの第２の電極(4) を互いに電気的に切断分離し、
且つこの電極間のリークをも10^-7Ａ／cm（１cm巾あたり
10^-7Ａのオーダーの意）以下に小さくすることができ
た。

【００５７】図２（Ｂ）は平面図を示し、またその端部
（図面で下側）において第１、第２、第３の開溝(1
3),(18),(20)が設けられている。

【００５８】さらに素子の端部（図面下側）は、第１の
電極(2) を(13') にて切断分離した。さらにこれを半導
体(3) 、第２の電極(4) の材料で覆い、さらにこの第２
の電極用導体(4) を(13') よりも外端側にて第３の開溝
(50)により分離した。

【００５９】この縦断面図は図３（Ａ）の端部に類似し
ている。この場合においてもこれら開溝(50)を覆ってパ
ッシベイション膜を形成させている。

【００６０】この図面において、第１、第２、第３の開
溝巾は70〜20μｍを有し、連結部の巾 350〜80μｍ代表
的には 200μｍを有せしめることができた。

【００６１】以上のＹＡＧレーザのスポット径を技術思
想において小さくすることにより、この連結部に必要な
面積をより小さく、ひいては光電変換装置としての有効
面積（実効効率）をより向上させることができるという
進歩性を有している。

【００６２】図３は光電変換装置の外部引出し電極部を
示したものである。図３（Ａ）は第１図に対応している
が、外部引出し電極部(5) は外部引出し電極(47)に接触
するパッド(49)を有し、このパッド(49)は第２の電極
（上側電極）(4) と連結している。この時電極(47)の加
圧が強すぎてパッド(49)がその下の半導体(3) を突き抜
け第１の電極(2) と接触しても(49)と(2) とがショート
しないように開溝(13') が設けられている。

【００６３】また外側部は第１の電極、半導体、第２の
電極を同時に一方のレーザスクライブにてスクライブを
した開溝(50)で切断分離されている。

【００６４】さらに図３（Ｂ）は下側の第１の電極(2)
に連結した他のパッド(48)が第２の電極材料により(1
8') にて連結して設けられている。さらにパッド(48)は
外部引出し電極(46)と接触しており、外部に電気的に連
結している。

【００６５】ここでも開溝(18'),(20''),(50) によりパ
ッド(48)は全く隣の光電変換装置と電気的に分離されて
おり、(18') にて第１の電極(2) と底面コンタクトを
(6) にて構成させている。

【００６６】つまり光電変換装置は有機樹脂モールド(2
2)で電極部(5),(45)を除いて覆われており、耐湿性の向
上を図った。

【００６７】またこのパネル例えば40cm×60cmまたは60
cm×20cm, 40cm×120cm を２ケ、４ケまたは１ケをアル
ミサッシまたは炭素繊維枠内に組み合わせることにより
パッケージさせ、120cm ×40cmのＮＥＤＯ規格の大電力
用のパネルを設けることが可能である。

【００６８】またこのＮＥＤＯ規格のパネルはシーフレ
ックスにより弗素系保護膜を本発明の光電変換装置の反
射面側（図面では上側）にはりあわせて合わせ、風圧、
雨等に対し機械強度の増加を図ることも有効である。

【００６９】本発明において、基板は透光性絶縁基板の
うち特にガラスを用いている。しかしこの基板として可
曲性有機樹脂またはアルミニューム、ステンレス等上に
酸化アルミニューム、酸化珪素または窒化珪素を0.1 〜
２μｍの厚さに形成した複合基板を用いることは有効で
ある。

【００７０】特にこの複合基板を前記した実施例に適用
すると、酸化珪素または窒化珪素がこの上面の透光性導
電膜を損傷して基板と透光性導電膜との混合物を作って
しまうことを防ぐ、いわゆるブロッキング効果を有して
特に有効であった。さらに本発明を以下に具体例を記し
てその詳細を補完する。

【００７１】〔具体例〕図１の図面に従ってこの実施例
を示す。即ち透光性基板(1) として化学強化ガラス厚さ
1.1mm 、長さ60cm、巾20cmを用いた。

【００７２】この上面に窒化珪素膜を0.1 μｍの厚さに
塗付しブロッキング層とした。さらにその上に透光性導
電膜をＩＴＯ1600Å＋ＳｎＯ₂ 300Åを電子ビーム蒸着
法により作製した。

【００７３】さらにこの後、第１の開溝をスポット径50
μｍ、出力１ＷのＹＡＧレーザをマイクロコンピュータ
により制御して３ｍ／分の走査速度にて作製した。

【００７４】さらにパネルの端部をレーザ光出力１Ｗに
て第１の電極用半導体をガラス端より５mm内側で長方形
に走査し、パネルの枠との電気的短絡を防止した。素子
領域(31),(11) は15mm巾とした。

【００７５】この後公知のＰＣＶＤ法により図２に示し
たＰＩＮ接合を１つ有する非単結晶半導体を作製した。
その厚さは約0.5 μｍであった。

【００７６】かかる後、第１の開溝より 100μｍ第１の
素子(31)をシフトさせて、スポット径50μｍφにて出力
１Ｗにて大気中でレーザスクライブにより第２の開溝(1
8)を図２（Ｂ）に示すごとく作製した。

【００７７】さらにこの全体に酸化物導電膜としてＩＴ
Ｏを電子ビーム蒸着法により平均膜厚1050Åに、さらに
その上面にクロムを1600Åの厚さに、さらにこの上面に
ニッケルを500 Åの厚さに電子ビーム蒸着法により作製
して、第２の電極(45)、コネクタ(30)を構成せしめた。

【００７８】さらに第３の開溝(20)を同様に第３のレー
ザスクライブをＹＡＧレーザを用い、１Ｗの出力50μｍ
φにより第２の開溝(18)より 100μｍのわたり深さに第
１の素子(31)側にシフトして形成させ、図２（Ｃ）を得
た。

【００７９】この後、パッシベイション膜(21)をＰＣＶ
Ｄ法により窒化珪素膜を1000Åの厚さに 200℃の温度に
て作製した。

【００８０】すると20cm×60cmのパネルに15mm巾の素子
を40段作ることができた。パネルの実効効率としてＡＭ
ｌ（ 100ｍＷ／cm² ）にて7.7 ％、出力 8.1Ｗを得るこ
とができた。

【００８１】有効面積は1102cm² であり、パネル全体の
91.8％を有効に利用することができた。

【００８２】この実施例においては、図１（Ｄ）に示す
ごとく、上側の保護用有機樹脂(22)を重合わせることに
より、有機樹脂シートの間に光電変換装置をはさむ構造
とすることができ、可曲性を有し、きわめて安価で多量
生産が可能になった。図１から図２において、光入射は
下側の透光性絶縁基板よりとした。

【００８３】しかし本発明はその光入射側を下側に限定
することなく、上側の電極をＩＴＯとして上側より光照
射を行うことも可能であり、また基板もガラス基板では
なく可曲性基板を用いることは可能である。

【００８４】また本発明において、クロム上にニッケル
膜、その他の金属の多層膜としてもよく、金属全体とし
てその主成分がクロムまたはニッケルであることが本発
明の他の特長である。さらにクロムまたはニッケル中に
20％以下の範囲にて他の金属例えばＣｕ，Ｔｉ等を添加
した、いわゆるクロムまたはニッケルを主成分とする金
属を用いることも有効である。

【００８５】

【発明の効果】本願発明によりレーザ光によって作製す
る光電変換装置を、直列接続を形成する連結部における
リークおよびショートを激減させることができ、これに
より多量生産にも向いた光電変換装置とすることができ
た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に複数個の光電変換素子を電
   気的に直列に連結せしめて配設した光電変換装置であっ
   て、該光電変換装置は、前記絶縁基板上に形成された第
   １の導電膜と、該第１の導電膜を前記光電変換素子の各
   々の第１の電極とするための第１の開溝と、前記導電膜
   を覆ってＰＩＮ接合を少なくとも１つ有する非単結晶半
   導体と、該半導体を前記複数の光電変換素子の各々の半
   導体とするための第２の開溝と、前記非単結晶半導体上
   に第２の導電膜と、該導電膜を前記複数の光電変換素子
   の各々の第２の電極とするための第３の開溝とを有し、
   前記第３の開溝の中心と前記第２の開溝の中心との距離
   が５０μｍ以上であることを特徴とする光電変換装置。
2. 【請求項２】 絶縁基板上に複数個の光電変換素子を電
   気的に直列に連結せしめて配設した光電変換装置であっ
   て、該光電変換装置は、前記絶縁基板上に形成された第
   １の導電膜と、該第１の導電膜を前記光電変換素子の各
   々の第１の電極とするための第１の開溝と、前記導電膜
   を覆ってＰＩＮ接合を少なくとも１つ有する非単結晶半
   導体と、該半導体を前記複数の光電変換素子の各々の半
   導体とするための第２の開溝と、前記非単結晶半導体上
   に第２の導電膜と、該導電膜を前記複数の光電変換素子
   の各々の第２の電極とするための第３の開溝とを有し、
   前記第１の開溝と前記第３の開溝との間の距離が８０μ
   ｍ以上であることを特徴とする光電変換装置。