JPH0719913B2 - 薄膜太陽電池 - Google Patents
薄膜太陽電池Info
- Publication number
- JPH0719913B2 JPH0719913B2 JP63258986A JP25898688A JPH0719913B2 JP H0719913 B2 JPH0719913 B2 JP H0719913B2 JP 63258986 A JP63258986 A JP 63258986A JP 25898688 A JP25898688 A JP 25898688A JP H0719913 B2 JPH0719913 B2 JP H0719913B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- groove
- substrate
- amorphous semiconductor
- semiconductor layer
- 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.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁性基板上にあって基板側に第一電極，反
基板側に第二電極を備えたアモルファス半導体層からな
る光電変換ユニットセルが、第一電極層を隣接セルの第
二電極層に接続することによって直列接続される薄膜太
陽電池に関する。
基板側に第二電極を備えたアモルファス半導体層からな
る光電変換ユニットセルが、第一電極層を隣接セルの第
二電極層に接続することによって直列接続される薄膜太
陽電池に関する。
原料ガスのグロー放電分解や光CVD法により形成される
アモルファス半導体膜は気相成長であるため、大面積化
が容易で、低コスト太陽電池の光電変換膜として期待さ
れている。こうした大面積のアモルファス太陽電池から
効率よく電力を取出すため、ガラス基板などの絶縁性基
板上に第一電極層の全面被着，第一電極層のパターニン
グ，アモルファス半導体層の全面被着，アモルファス半
導体層のパターニング，第二電極層の全面被着，第二電
極層のパターニングの順序により、光電変換ユニットセ
ルを直列接続した構成の太陽電池が製造されているが、
アモルファス半導体層のパターニング工程では、アモル
ファス層が傷つきやすく、短絡の発生するもととなる。
このため、アモルファス半導体層のパターニング工程に
より生ずる問題が存在しない直列接続型太陽電池の製造
方法として、本出願人により特許出願された特願62−21
9845号明細書に開陳されているように、絶縁性基板上に
一列に配列された複数の第一電極を形成し、その上を覆
ってアモルファス半導体層，第二電極層を積層する工程
の後に、レーザ光の照射により第二電極層およびアモル
ファス半導体層に各第一電極の縁部近傍に達する複数の
貫通孔を形成すると共に、その貫通孔周囲のアモルファ
ス半導体層を良導電性化する工程と、第二電極層のみを
前記貫通孔より第一電極の内側の上で切断し、分割する
工程とを含む方法がある。
アモルファス半導体膜は気相成長であるため、大面積化
が容易で、低コスト太陽電池の光電変換膜として期待さ
れている。こうした大面積のアモルファス太陽電池から
効率よく電力を取出すため、ガラス基板などの絶縁性基
板上に第一電極層の全面被着，第一電極層のパターニン
グ，アモルファス半導体層の全面被着，アモルファス半
導体層のパターニング，第二電極層の全面被着，第二電
極層のパターニングの順序により、光電変換ユニットセ
ルを直列接続した構成の太陽電池が製造されているが、
アモルファス半導体層のパターニング工程では、アモル
ファス層が傷つきやすく、短絡の発生するもととなる。
このため、アモルファス半導体層のパターニング工程に
より生ずる問題が存在しない直列接続型太陽電池の製造
方法として、本出願人により特許出願された特願62−21
9845号明細書に開陳されているように、絶縁性基板上に
一列に配列された複数の第一電極を形成し、その上を覆
ってアモルファス半導体層，第二電極層を積層する工程
の後に、レーザ光の照射により第二電極層およびアモル
ファス半導体層に各第一電極の縁部近傍に達する複数の
貫通孔を形成すると共に、その貫通孔周囲のアモルファ
ス半導体層を良導電性化する工程と、第二電極層のみを
前記貫通孔より第一電極の内側の上で切断し、分割する
工程とを含む方法がある。
第２図（ａ）〜（ｃ）はその工程を図示したもので、ガ
ラス基板１上にSnO2膜からなる第一電極21,22,23…のパ
ターンを形成し、その上にアモルファス半導体層３を40
00Åの厚さに積層する。このアモルファス半導体層のパ
ターニングを行うことなく引き続きAl薄膜からなる第二
電極層４を3000Åの厚さで形成する（図ａ）。次いでア
モルファス半導体層３を領域31,32,33…と分割すると同
時に第二電極層４を第二電極41,42,43…と分割し、さら
に第一電極と第二電極の接続を行うためのレーザ光６の
照射を行う。レーザ光６の照射によりAl薄膜とアモルフ
ァス半導体層が蒸発して除去されて貫通孔71,72,73,74
が生じ、同時に除去されたアモルファス半導体層の周縁
部にアモルファス半導体層とAlが溶融あるいは結晶化し
て良導電性化した部分51,52,53…が発生する（図ｂ）。
このあと、第二電極41,42,43…の貫通孔の内側に切断溝
８を入れて近い法の良導電性部51,52,53…との絶縁をと
る（図ｃ）。
ラス基板１上にSnO2膜からなる第一電極21,22,23…のパ
ターンを形成し、その上にアモルファス半導体層３を40
00Åの厚さに積層する。このアモルファス半導体層のパ
ターニングを行うことなく引き続きAl薄膜からなる第二
電極層４を3000Åの厚さで形成する（図ａ）。次いでア
モルファス半導体層３を領域31,32,33…と分割すると同
時に第二電極層４を第二電極41,42,43…と分割し、さら
に第一電極と第二電極の接続を行うためのレーザ光６の
照射を行う。レーザ光６の照射によりAl薄膜とアモルフ
ァス半導体層が蒸発して除去されて貫通孔71,72,73,74
が生じ、同時に除去されたアモルファス半導体層の周縁
部にアモルファス半導体層とAlが溶融あるいは結晶化し
て良導電性化した部分51,52,53…が発生する（図ｂ）。
このあと、第二電極41,42,43…の貫通孔の内側に切断溝
８を入れて近い法の良導電性部51,52,53…との絶縁をと
る（図ｃ）。
第一電極の21,22,23…の形成は、SnO2などの透明導電膜
２を絶縁性基板１に全面に被着したのち、レーザスクラ
イブ法でパターニングするが、透明導電膜は基板の周縁
側部ないし裏面部にもまわりこんでいるので、第３図に
示すようにパターニング溝として、光電変換ユニットセ
ルの配列方向と直角な複数の溝11のほかに、平行な溝12
の両者を形成する。しかし第２図で示したように貫通孔
71,72,73…形成のためにユニットセルの配列方向と直角
にレーザ光６を走査するとき、このレーザ光は溝12を通
過するため、溝部での透明導電材の結晶化，融着が生ず
る。この結果、各ユニットセルの第一電極21,22,23…と
側部ないし裏面部へのまわり込んだ透明導電膜との絶縁
がとれず、周縁部を介して隣接するユニットセルの第一
電極同志の短絡が生じ、所望のセル特性が得られないと
いう問題点があった。
２を絶縁性基板１に全面に被着したのち、レーザスクラ
イブ法でパターニングするが、透明導電膜は基板の周縁
側部ないし裏面部にもまわりこんでいるので、第３図に
示すようにパターニング溝として、光電変換ユニットセ
ルの配列方向と直角な複数の溝11のほかに、平行な溝12
の両者を形成する。しかし第２図で示したように貫通孔
71,72,73…形成のためにユニットセルの配列方向と直角
にレーザ光６を走査するとき、このレーザ光は溝12を通
過するため、溝部での透明導電材の結晶化，融着が生ず
る。この結果、各ユニットセルの第一電極21,22,23…と
側部ないし裏面部へのまわり込んだ透明導電膜との絶縁
がとれず、周縁部を介して隣接するユニットセルの第一
電極同志の短絡が生じ、所望のセル特性が得られないと
いう問題点があった。
本発明の課題は、上記の問題点を解決し、第一電極と第
二電極の接続のための良導電性化を行うレーザ光照射に
より第一電極間の短絡の生じない薄膜太陽電池を提供す
ることにある。
二電極の接続のための良導電性化を行うレーザ光照射に
より第一電極間の短絡の生じない薄膜太陽電池を提供す
ることにある。
上記の課題の解決のために、本発明は、絶縁性基板上に
あって基板側に第一電極、反基板側に第二電極を備えた
アモルファス半導体層からなる複数のユニットセルが直
列接続されるものを製造するに際し、絶縁性基板上に一
列に配列された複数の第一電極を形成する工程と、その
上を覆ってアモルファス半導体層，第二電極層を積層す
る工程の後に、レーザ光の照射により第二電極層および
アモルファス半導体層を各第一電極の縁部近傍の上に達
する複数の貫通孔を形成すると共にその貫通孔周囲のア
モルファス半導体層を良導電性化する工程と、第二電極
層のみを前記貫通孔より第一電極の内側の上で切断し、
分割する工程とを含む方法によって製造される薄膜太陽
電池において、絶縁性基板は透光性であり、第一電極は
その基板上に被着された透明導電膜をユニットセルの配
列方向に直角の複数の第一方向の溝と、ユニットセルの
配列方向に平行で基板の縁部近くに存在する第二方向の
溝とによって分割されたものであり、基板縁部と第二方
向の分割溝の間の透明導電膜にその分割溝に平行で基板
に達する絶縁用溝が形成され、レーザ光の照射によって
形成される貫通孔の端部が第二方向の分割溝と絶縁用溝
との間に位置し、第二電極層のみの切断溝は第二電極層
の縁部まで達しているものとする。
あって基板側に第一電極、反基板側に第二電極を備えた
アモルファス半導体層からなる複数のユニットセルが直
列接続されるものを製造するに際し、絶縁性基板上に一
列に配列された複数の第一電極を形成する工程と、その
上を覆ってアモルファス半導体層，第二電極層を積層す
る工程の後に、レーザ光の照射により第二電極層および
アモルファス半導体層を各第一電極の縁部近傍の上に達
する複数の貫通孔を形成すると共にその貫通孔周囲のア
モルファス半導体層を良導電性化する工程と、第二電極
層のみを前記貫通孔より第一電極の内側の上で切断し、
分割する工程とを含む方法によって製造される薄膜太陽
電池において、絶縁性基板は透光性であり、第一電極は
その基板上に被着された透明導電膜をユニットセルの配
列方向に直角の複数の第一方向の溝と、ユニットセルの
配列方向に平行で基板の縁部近くに存在する第二方向の
溝とによって分割されたものであり、基板縁部と第二方
向の分割溝の間の透明導電膜にその分割溝に平行で基板
に達する絶縁用溝が形成され、レーザ光の照射によって
形成される貫通孔の端部が第二方向の分割溝と絶縁用溝
との間に位置し、第二電極層のみの切断溝は第二電極層
の縁部まで達しているものとする。
第一電極の形成のためにユニットセルの配列方向に透明
導電膜に掘られた溝の外側に平行に絶縁用溝を設け、貫
通孔形成のためのレーザ光はその絶縁用溝の上を走査し
ないため、この溝部での透明導電材の結晶化，融着は生
じない。従って第一電極の側部ないし裏面部にまわり込
んだ透明導電材により各第一電極が短絡されることがな
い。また、貫通孔の形成されない縁部では隣接ユニット
セル間でアモルファス半導体層と第二電極層が連結され
ているが、アモルファス半導体層は高いシート抵抗を有
し、第二電極層は縁部までの切断溝によって分割されて
いるのでユニットセル間の短絡は生じない。
導電膜に掘られた溝の外側に平行に絶縁用溝を設け、貫
通孔形成のためのレーザ光はその絶縁用溝の上を走査し
ないため、この溝部での透明導電材の結晶化，融着は生
じない。従って第一電極の側部ないし裏面部にまわり込
んだ透明導電材により各第一電極が短絡されることがな
い。また、貫通孔の形成されない縁部では隣接ユニット
セル間でアモルファス半導体層と第二電極層が連結され
ているが、アモルファス半導体層は高いシート抵抗を有
し、第二電極層は縁部までの切断溝によって分割されて
いるのでユニットセル間の短絡は生じない。
第１図（ａ）〜（ｂ）は本発明の一実施例を示し、
（ａ）は第一電極層を被着した絶縁性基板の平面図、
（ｂ）は良導性部（第２図における52）に沿っての断面
図である。第１図（ａ）においては、絶縁性透光基板と
してのガラス基板１の上に、熱CVD法あるいは蒸着法に
より1000〜8000Åの厚さの酸化インジウム，酸化インジ
ウム、すず化合部、酸化すず等からなる透明導電膜２が
全面に被着した後、各ユニットセル用第一電極形成のた
め、レーザ光照射あるいはメカニカルカッタにより、ユ
ニットセルの配列方向に直角に複数の、また配列方向に
平行には両縁部近傍に１本ずつのパターニング溝11およ
び12を掘る。このようなパターニング溝11,12の形成は
第３図の場合と同様である。しかし、本実施例ではパタ
ーニング溝12の外側に絶縁用溝13を同様な方法により掘
る。これらの溝11,12,13の溝巾は、いずれも100〜500μ
m,好ましくは200〜400μｍである。パターニング溝12と
絶縁用溝13の間隔は１〜3mm,好ましくは２〜3mmとす
る。これだけの間隔があるので、第２図で示した貫通孔
71,72,73…形成のためのレーザ光６の走査はこの両溝1
2,13の間の第１図（ａ），（Ｂ）に鎖線14で示した位置
で止めることは容易である。それ故、パターニング溝12
では両側の透明導電膜からの導電材の融着15が見られる
が、絶縁用溝13においては透明導電材の融着は見られな
い。この結果、第３図に示した第一電極の上にアモルフ
ァス半導体層，第二電極を形成した太陽電池の特性は開
放電圧Voc＝30V,短絡電力Isc＝0.30A,フィルファクタFF
＝0.56,最大出力Pmax＝5Wと低かったのに対し、第１図
に示した太陽電池の特性はVoc＝38V,Isc＝0.35A,FF＝0.
68,Pmax＝9Wとほぼ設計通りの特性を得ることができ
た。
（ａ）は第一電極層を被着した絶縁性基板の平面図、
（ｂ）は良導性部（第２図における52）に沿っての断面
図である。第１図（ａ）においては、絶縁性透光基板と
してのガラス基板１の上に、熱CVD法あるいは蒸着法に
より1000〜8000Åの厚さの酸化インジウム，酸化インジ
ウム、すず化合部、酸化すず等からなる透明導電膜２が
全面に被着した後、各ユニットセル用第一電極形成のた
め、レーザ光照射あるいはメカニカルカッタにより、ユ
ニットセルの配列方向に直角に複数の、また配列方向に
平行には両縁部近傍に１本ずつのパターニング溝11およ
び12を掘る。このようなパターニング溝11,12の形成は
第３図の場合と同様である。しかし、本実施例ではパタ
ーニング溝12の外側に絶縁用溝13を同様な方法により掘
る。これらの溝11,12,13の溝巾は、いずれも100〜500μ
m,好ましくは200〜400μｍである。パターニング溝12と
絶縁用溝13の間隔は１〜3mm,好ましくは２〜3mmとす
る。これだけの間隔があるので、第２図で示した貫通孔
71,72,73…形成のためのレーザ光６の走査はこの両溝1
2,13の間の第１図（ａ），（Ｂ）に鎖線14で示した位置
で止めることは容易である。それ故、パターニング溝12
では両側の透明導電膜からの導電材の融着15が見られる
が、絶縁用溝13においては透明導電材の融着は見られな
い。この結果、第３図に示した第一電極の上にアモルフ
ァス半導体層，第二電極を形成した太陽電池の特性は開
放電圧Voc＝30V,短絡電力Isc＝0.30A,フィルファクタFF
＝0.56,最大出力Pmax＝5Wと低かったのに対し、第１図
に示した太陽電池の特性はVoc＝38V,Isc＝0.35A,FF＝0.
68,Pmax＝9Wとほぼ設計通りの特性を得ることができ
た。
本発明によれば、直列接続型薄膜太陽電池の透光性絶縁
基板上に透明導電膜を被着し、パターニング溝によって
一列に配列された第一電極に分割する際、電極配列方向
に平行なパターニング溝の両外側に絶縁用溝を形成し、
第一電極，第二電極接続用の良導電性部形成のためのレ
ーザ光走査をその両溝の間で止めることにより、パター
ニング溝内では透明導電材の結晶化，融着による絶縁不
良が生じても、絶縁用溝内ではそのような障害は生じな
いため、隣接ユニットセルの第一電極間での短絡は生せ
ず、所望の特性の薄膜太陽電池を得ることができた。
基板上に透明導電膜を被着し、パターニング溝によって
一列に配列された第一電極に分割する際、電極配列方向
に平行なパターニング溝の両外側に絶縁用溝を形成し、
第一電極，第二電極接続用の良導電性部形成のためのレ
ーザ光走査をその両溝の間で止めることにより、パター
ニング溝内では透明導電材の結晶化，融着による絶縁不
良が生じても、絶縁用溝内ではそのような障害は生じな
いため、隣接ユニットセルの第一電極間での短絡は生せ
ず、所望の特性の薄膜太陽電池を得ることができた。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例を示し、
（ａ）は第一電極層を被着した絶縁性基板の平面図、
（ｂ）は良導電性部に沿っての部分断面図、第２図は本
発明の実施される薄膜太陽電池の製造工程を順次示す断
面図、第３図は第一電極層を被着した絶縁性基板の従来
例の平面図である。 1:ガラス基板、21,22,23,24…：第一電極、3,31,32,33
…：アモルファス半導体層、41,42,43…：第二電極、5
1,52,53…：良導電性部、6:レーザ光、71,72,73,74…：
貫通孔、8:切断溝、11,12:パターニング溝、13:絶縁用
溝。
（ａ）は第一電極層を被着した絶縁性基板の平面図、
（ｂ）は良導電性部に沿っての部分断面図、第２図は本
発明の実施される薄膜太陽電池の製造工程を順次示す断
面図、第３図は第一電極層を被着した絶縁性基板の従来
例の平面図である。 1:ガラス基板、21,22,23,24…：第一電極、3,31,32,33
…：アモルファス半導体層、41,42,43…：第二電極、5
1,52,53…：良導電性部、6:レーザ光、71,72,73,74…：
貫通孔、8:切断溝、11,12:パターニング溝、13:絶縁用
溝。
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁性基板上にあって基板側に第一電極、
反基板側に第二電極を備えたアモルファス半導体層から
なる複数のユニットセルが直列接続されるものを製造す
るに際し、絶縁性基板上に一列に配列された複数の第一
電極を形成する工程と、その上を覆ってアモルファス半
導体層，第二電極層を積層する工程の後に、レーザ光の
照射により第二電極層およびアモルファス半導体層を各
第一電極の縁部近傍の上に達する複数の貫通孔を形成す
ると共にその貫通孔周囲のアモルファス半導体層を良導
電性化する工程と、第二電極層のみを前記貫通孔より第
一電極の内側の上で切断し、分割する工程とを含む方法
によって製造されるものにおいて、絶縁性基板は透光性
であり、第一電極はその基板上に被着された透明導電膜
をユニットセルの配列方向に直角の複数の第一方向の溝
と、ユニットセルの配列方向に平行で基板の縁部近くに
存在する第二方向の溝とによって分割されたものであ
り、基板縁部と第二方向の分割溝の間の透明導電膜にそ
の分割溝に平行で基板に達する絶縁用溝が形成され、レ
ーザ光の照射によって形成される貫通孔の端部が第二方
向の分割溝と絶縁用溝との間に位置し、第二電極層のみ
の切断溝は第二電極層の縁部まで達していることを特徴
とする薄膜太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258986A JPH0719913B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 薄膜太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258986A JPH0719913B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 薄膜太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105583A JPH02105583A (ja) | 1990-04-18 |
| JPH0719913B2 true JPH0719913B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=17327766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258986A Expired - Lifetime JPH0719913B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 薄膜太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719913B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6184058B1 (en) | 1997-10-24 | 2001-02-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Integrated thin film solar battery and method for fabricating the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100296739B1 (ko) * | 1998-06-18 | 2001-10-26 | 박호군 | 박막형이차전지의제조방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60100482A (ja) * | 1983-11-05 | 1985-06-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換半導体装置の作製方法 |
| JPS61214483A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Teijin Ltd | 集積型太陽電池の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP63258986A patent/JPH0719913B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6184058B1 (en) | 1997-10-24 | 2001-02-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Integrated thin film solar battery and method for fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02105583A (ja) | 1990-04-18 |
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