JPH08116078A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法Info
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- JPH08116078A JPH08116078A JP6250280A JP25028094A JPH08116078A JP H08116078 A JPH08116078 A JP H08116078A JP 6250280 A JP6250280 A JP 6250280A JP 25028094 A JP25028094 A JP 25028094A JP H08116078 A JPH08116078 A JP H08116078A
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- Japan
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- solar cell
- electrode layer
- layer
- thin film
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- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】絶縁性基板上に積層した電極層／薄膜半導体層
／電極層からなる薄膜太陽電池構造の分離加工を、電極
層間の短絡が生ずることなしに任意の位置で、１回の加
工工程でできるようにする。 【構成】基板側から、ガラス切り、超音波カッタを用い
て切断するが、円形パンチを複数回用いて長孔の貫通孔
を形成することにより、基板の切断、穴明けと共にその
上の各層を押し分ける力が働くので、電極層の短絡なし
に分離できる。
／電極層からなる薄膜太陽電池構造の分離加工を、電極
層間の短絡が生ずることなしに任意の位置で、１回の加
工工程でできるようにする。 【構成】基板側から、ガラス切り、超音波カッタを用い
て切断するが、円形パンチを複数回用いて長孔の貫通孔
を形成することにより、基板の切断、穴明けと共にその
上の各層を押し分ける力が働くので、電極層の短絡なし
に分離できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性基板上に形成し
た薄膜半導体層および両電極層を積層構造を分離する工
程を含む薄膜太陽電池の製造方法に関する。
た薄膜半導体層および両電極層を積層構造を分離する工
程を含む薄膜太陽電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原料ガスのグロー放電分解や光ＣＶＤに
より形成される非晶質半導体薄膜は、気相生長法で形成
できるために、大面積化が容易であること、また、形成
温度が低いために樹脂のような可とう性を有する基板に
形成できるという特徴を有している。非晶質半導体薄膜
のような薄膜半導体層は、光電変換によって生ずる超電
力を取り出すため、一方が透明電極層である二つの電極
層の間にはさんで形成される。このようにして薄膜半導
体層および両電極層を積層したのち、例えば小面積の薄
膜太陽電池に分割するために、あるいは形成された積層
体の色調が異なり、欠陥の多い部分を分離するために基
板上の各層を切り離すことが行われる。図２は切断にガ
ラス切りを用いた例で、ガラス基板１上にＩＴＯよりな
る透明電極層２、アモルファスシリコン (以下ａ−Ｓｉ
と記す) 層３、金属電極層４を積層したのち、ガラス切
り５で基板１を併せて各層を切断すると、透明電極層２
と金属電極層４が短絡するおそれがある。そこで、透明
電極層２成膜の後、切断される部分２０を除去してお
く。図３は、ＹＡＧレーザ光６を用いて積層された３層
のみを切断する場合で、この場合は、各層２、３、４ご
とに加工する。そしてレーザ光の熱により融解した電極
材料による短絡を避けるために透明電極層２は幅広く除
去する。このほか、フォトエッチングにより各層ごとに
加工する方法がある。
より形成される非晶質半導体薄膜は、気相生長法で形成
できるために、大面積化が容易であること、また、形成
温度が低いために樹脂のような可とう性を有する基板に
形成できるという特徴を有している。非晶質半導体薄膜
のような薄膜半導体層は、光電変換によって生ずる超電
力を取り出すため、一方が透明電極層である二つの電極
層の間にはさんで形成される。このようにして薄膜半導
体層および両電極層を積層したのち、例えば小面積の薄
膜太陽電池に分割するために、あるいは形成された積層
体の色調が異なり、欠陥の多い部分を分離するために基
板上の各層を切り離すことが行われる。図２は切断にガ
ラス切りを用いた例で、ガラス基板１上にＩＴＯよりな
る透明電極層２、アモルファスシリコン (以下ａ−Ｓｉ
と記す) 層３、金属電極層４を積層したのち、ガラス切
り５で基板１を併せて各層を切断すると、透明電極層２
と金属電極層４が短絡するおそれがある。そこで、透明
電極層２成膜の後、切断される部分２０を除去してお
く。図３は、ＹＡＧレーザ光６を用いて積層された３層
のみを切断する場合で、この場合は、各層２、３、４ご
とに加工する。そしてレーザ光の熱により融解した電極
材料による短絡を避けるために透明電極層２は幅広く除
去する。このほか、フォトエッチングにより各層ごとに
加工する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
方法のうち、ガラス切りを用いる方法は、成膜時に一方
の電極層の切断される部分を除去しておく必要がある。
また、レーザ加工あるいはフォトエッチングの場合は、
各層毎に加工位置を正確に制御する必要がある。本発明
の目的は、上述の問題を解決し、任意の位置で基板を含
めて１回の加工工程で、電極層間の短絡が発生すること
なく、積層各層を分離できる薄膜太陽電池の製造方法を
提供することにある。
方法のうち、ガラス切りを用いる方法は、成膜時に一方
の電極層の切断される部分を除去しておく必要がある。
また、レーザ加工あるいはフォトエッチングの場合は、
各層毎に加工位置を正確に制御する必要がある。本発明
の目的は、上述の問題を解決し、任意の位置で基板を含
めて１回の加工工程で、電極層間の短絡が発生すること
なく、積層各層を分離できる薄膜太陽電池の製造方法を
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁性基板
の一面上に薄膜半導体層をその両面にそれぞれ接触する
電極層と共に積層したのち、基板の他面の上方から工具
を用いて力を加えることにより基板を加工すると共に基
板一面上の積層各層を分離する工程を含むものとする。
絶縁性基板に、基板の他面上に形成され、一面上の電極
層と基板に明けられた貫通孔を介して接続される裏面電
極層の上から工具を用いて力を加えることが有効であ
る。絶縁性基板としてガラス基板を用い、工具としてガ
ラス切りを用いて基板および基板上の積層各層を切断す
ることが良い方法である。絶縁性基板として可とう性基
板を用い、工具として円形パンチを用いて基板および基
板上の積層各層を貫通する分離孔を明けるか、あるいは
工具として超音波カッタを用いて基板および基板上の積
層各層を切断することが良い方法である。上記の円形パ
ンチの直径が0.１〜２ｍｍであることが良い。絶縁性基
板の一面上に電極層を形成したのちその一部を除去し、
その除去部を基板加工時の加工位置の基準に用いること
も良い。
めに、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁性基板
の一面上に薄膜半導体層をその両面にそれぞれ接触する
電極層と共に積層したのち、基板の他面の上方から工具
を用いて力を加えることにより基板を加工すると共に基
板一面上の積層各層を分離する工程を含むものとする。
絶縁性基板に、基板の他面上に形成され、一面上の電極
層と基板に明けられた貫通孔を介して接続される裏面電
極層の上から工具を用いて力を加えることが有効であ
る。絶縁性基板としてガラス基板を用い、工具としてガ
ラス切りを用いて基板および基板上の積層各層を切断す
ることが良い方法である。絶縁性基板として可とう性基
板を用い、工具として円形パンチを用いて基板および基
板上の積層各層を貫通する分離孔を明けるか、あるいは
工具として超音波カッタを用いて基板および基板上の積
層各層を切断することが良い方法である。上記の円形パ
ンチの直径が0.１〜２ｍｍであることが良い。絶縁性基
板の一面上に電極層を形成したのちその一部を除去し、
その除去部を基板加工時の加工位置の基準に用いること
も良い。
【０００５】
【作用】基板の上方からガラス切り、円形パンチあるい
は超音波カッタのような工具を用いて力を加えて基板を
加工するときには、基板の切断あるいは穴明けと共に基
板上の積層各層を両側に押し分けるような力が働き、電
極を加工方向にだれさせることがなく、またレーザ加工
のように熱を加えないので電極の融解しないので、電極
間の短絡が生じない。加工用の工具として円形パンチを
用いるときは、加工面積を減らすためにパンチの直径は
小さい方がよいが、パンチの直径を小さくすると、幅の
広い各層を分離するのにパンチ加工数を増やさなければ
ならないので、0.１〜２ｍｍの範囲でパンチ直径を選
ぶ。
は超音波カッタのような工具を用いて力を加えて基板を
加工するときには、基板の切断あるいは穴明けと共に基
板上の積層各層を両側に押し分けるような力が働き、電
極を加工方向にだれさせることがなく、またレーザ加工
のように熱を加えないので電極の融解しないので、電極
間の短絡が生じない。加工用の工具として円形パンチを
用いるときは、加工面積を減らすためにパンチの直径は
小さい方がよいが、パンチの直径を小さくすると、幅の
広い各層を分離するのにパンチ加工数を増やさなければ
ならないので、0.１〜２ｍｍの範囲でパンチ直径を選
ぶ。
【０００６】
【実施例】以下、図２、図３を含めて共通の部分に同一
の符号を付した図を引用して本発明の実施例について述
べる。図１ (ａ) 〜 (ｃ) に示す本発明の一実施例で
は、板厚２ｍｍのガラス基板１の表面上にＩＴＯよりな
る透明電極層２を熱ＣＶＤ法で形成し、その上にプラズ
マＣＶＤ法を用いてａ−Ｓｉ層３を成膜し、最後にスパ
ッタ法を用いて銀よりなる金属電極層４を形成してａ−
Ｓｉ太陽電池の構造を構成した〔図１ (ａ) 〕。このあ
と、ガラス基板１の太陽電池構造が形成される面と反対
の主面１１にガラス切り５を用いて切り傷５１を付け
〔図１ (ｂ) 〕、圧力を加えることにより、基板１の端
部１２をその上の各層２、３、４に共に切り離した〔図
１ (ｃ) 〕。この際、切断面における透明電極層２と金
属電極層４との短絡は見られなかった。従ってこの加工
により、基板端部１１上の欠陥の多い構造部を特性良好
の薄膜太陽電池構造部とを電気的に分離することができ
た。
の符号を付した図を引用して本発明の実施例について述
べる。図１ (ａ) 〜 (ｃ) に示す本発明の一実施例で
は、板厚２ｍｍのガラス基板１の表面上にＩＴＯよりな
る透明電極層２を熱ＣＶＤ法で形成し、その上にプラズ
マＣＶＤ法を用いてａ−Ｓｉ層３を成膜し、最後にスパ
ッタ法を用いて銀よりなる金属電極層４を形成してａ−
Ｓｉ太陽電池の構造を構成した〔図１ (ａ) 〕。このあ
と、ガラス基板１の太陽電池構造が形成される面と反対
の主面１１にガラス切り５を用いて切り傷５１を付け
〔図１ (ｂ) 〕、圧力を加えることにより、基板１の端
部１２をその上の各層２、３、４に共に切り離した〔図
１ (ｃ) 〕。この際、切断面における透明電極層２と金
属電極層４との短絡は見られなかった。従ってこの加工
により、基板端部１１上の欠陥の多い構造部を特性良好
の薄膜太陽電池構造部とを電気的に分離することができ
た。
【０００７】このような分離加工を行うための切断線５
２が予め決まっている場合は、基板に形成したマーカを
基準として行うこともできるが、図４に示すように透明
電極層２を局部的に除去して形成した位置マーカ５３を
用い、切断線５２を所定の位置に切りだすことにより、
所定の寸法の薄膜太陽電池を得ることができる。図５
(ａ) 〜 (ｃ) は、絶縁性基板の一面上に構成された単
位薄膜太陽電池を基板の他面上に形成した裏面電極層に
より直列接続する、特願平５−２２０８７０号明細書に
記載の直列接続型薄膜太陽電池の製造方法における本発
明の実施例を示し、 (ｂ) は (ａ) のＡ−Ａ線断面図、
(ｃ) は (ａ) のＢ−Ｂ線断面図である。
２が予め決まっている場合は、基板に形成したマーカを
基準として行うこともできるが、図４に示すように透明
電極層２を局部的に除去して形成した位置マーカ５３を
用い、切断線５２を所定の位置に切りだすことにより、
所定の寸法の薄膜太陽電池を得ることができる。図５
(ａ) 〜 (ｃ) は、絶縁性基板の一面上に構成された単
位薄膜太陽電池を基板の他面上に形成した裏面電極層に
より直列接続する、特願平５−２２０８７０号明細書に
記載の直列接続型薄膜太陽電池の製造方法における本発
明の実施例を示し、 (ｂ) は (ａ) のＡ−Ａ線断面図、
(ｃ) は (ａ) のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００８】この実施例では、基板１０として可とう性
を有する厚さ0.１ｍｍのポリイミドフィルムを用い、こ
のポリイミド基板１にパンチを用いて直径１ｍｍの直列
接続孔７１を形成した。そして、ポリイミド基板１の一
方の主面上にスパッタ法により、金属電極層４のために
銀を１０００Åの厚さに成膜したのち、再びパンチを用
いて、集電孔７２を形成した。その後に、プラズマＣＶ
Ｄ法を用いてａ−Ｓｉ層３を、スパッタ法を用いて透明
電極層２をそれぞれ形成した。そして、最後に金属電極
層４／ａ−Ｓｉ層３／透明電極層２を積層した面と反対
の主面に、裏面電極層８のために銀を全面成膜し、薄膜
太陽電池を構成した。その後に、裏面電極層８をレーザ
加工法を用いてＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の中間で分離加工
し、最後に、基板１０の裏面側から円形パンチを用いて
貫通孔を一部重ねながら連続して明けることにより、裏
面電極層８／ポリイミド基板１０／金属電極層４／ａ−
Ｓｉ層３／透明電極層２を貫通する分離孔９を加工し
た。分離孔９の内面における金属電極層４、透明電極層
２の短絡は見られなかった。この分離孔９により金属電
極層４／ａ−Ｓｉ層３／透明電極層２からなる薄膜太陽
電池構造は複数に電気的に分離され、透明電極層２に集
電孔７２を介して接続された裏面電極層８が基板裏面周
縁部において次の太陽電池構造の金属電極層４と直列接
続孔７１を介して接続されることにより、薄膜太陽電池
の直列接続が形成された。こうすることにより、従来行
っていた、両電極層レーザ加工法を用いて分離する必要
がなくなり、１回の分離孔加工工程で直列接続を構成す
ることができるようになった。ここで用いた円形パンチ
は、雌雄一対で、加工径は１ｍｍΦである。この円形パ
ンチを複数個配置し、加工部を重ねて加工することによ
り、薄膜太陽電池を電気的に完全分離させることができ
た。円形パンチの加工径は、有効面積を高めるためにで
きるだけ小さくすることが望ましい。しかしあまり小さ
くしすぎると、その分、パンチの数を増やさなければな
らないので、実用的にはパンチの直径は、0.１〜２ｍｍ
にする必要がある。
を有する厚さ0.１ｍｍのポリイミドフィルムを用い、こ
のポリイミド基板１にパンチを用いて直径１ｍｍの直列
接続孔７１を形成した。そして、ポリイミド基板１の一
方の主面上にスパッタ法により、金属電極層４のために
銀を１０００Åの厚さに成膜したのち、再びパンチを用
いて、集電孔７２を形成した。その後に、プラズマＣＶ
Ｄ法を用いてａ−Ｓｉ層３を、スパッタ法を用いて透明
電極層２をそれぞれ形成した。そして、最後に金属電極
層４／ａ−Ｓｉ層３／透明電極層２を積層した面と反対
の主面に、裏面電極層８のために銀を全面成膜し、薄膜
太陽電池を構成した。その後に、裏面電極層８をレーザ
加工法を用いてＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の中間で分離加工
し、最後に、基板１０の裏面側から円形パンチを用いて
貫通孔を一部重ねながら連続して明けることにより、裏
面電極層８／ポリイミド基板１０／金属電極層４／ａ−
Ｓｉ層３／透明電極層２を貫通する分離孔９を加工し
た。分離孔９の内面における金属電極層４、透明電極層
２の短絡は見られなかった。この分離孔９により金属電
極層４／ａ−Ｓｉ層３／透明電極層２からなる薄膜太陽
電池構造は複数に電気的に分離され、透明電極層２に集
電孔７２を介して接続された裏面電極層８が基板裏面周
縁部において次の太陽電池構造の金属電極層４と直列接
続孔７１を介して接続されることにより、薄膜太陽電池
の直列接続が形成された。こうすることにより、従来行
っていた、両電極層レーザ加工法を用いて分離する必要
がなくなり、１回の分離孔加工工程で直列接続を構成す
ることができるようになった。ここで用いた円形パンチ
は、雌雄一対で、加工径は１ｍｍΦである。この円形パ
ンチを複数個配置し、加工部を重ねて加工することによ
り、薄膜太陽電池を電気的に完全分離させることができ
た。円形パンチの加工径は、有効面積を高めるためにで
きるだけ小さくすることが望ましい。しかしあまり小さ
くしすぎると、その分、パンチの数を増やさなければな
らないので、実用的にはパンチの直径は、0.１〜２ｍｍ
にする必要がある。
【０００９】前記した円形パンチの代わりに、超音波カ
ッタを使用することも有効である。超音波カッタは、超
音波を用いないカッタに比べ、加工時の基板の変形やば
り等が発生せず、不良箇所の無い基板の切断加工が行え
る。
ッタを使用することも有効である。超音波カッタは、超
音波を用いないカッタに比べ、加工時の基板の変形やば
り等が発生せず、不良箇所の無い基板の切断加工が行え
る。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁性基板側から工具
を用いて力を加えて、基板を加工することによりその上
に積層された各層をだれさせることなく分離することが
でき、薄膜太陽電池の積層構造の分離が任意の位置でか
つ１回の加工工程でできるようになった。
を用いて力を加えて、基板を加工することによりその上
に積層された各層をだれさせることなく分離することが
でき、薄膜太陽電池の積層構造の分離が任意の位置でか
つ１回の加工工程でできるようになった。
【図１】本発明の一実施例の薄膜太陽電池積層構造の分
離加工工程を (ａ) 、 (ｂ) 、(ｃ) の順に示す断面図
離加工工程を (ａ) 、 (ｂ) 、(ｃ) の順に示す断面図
【図２】従来の薄膜太陽電池積層構造の分離加工工程の
一例を示す断面図
一例を示す断面図
【図３】従来の薄膜太陽電池積層構造の分離加工工程の
別の例を示す断面図
別の例を示す断面図
【図４】本発明の実施例の薄膜太陽電池積層構造の分離
加工工程に用いる位置マーカを示す断面図
加工工程に用いる位置マーカを示す断面図
【図５】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池積層構造の
分離加工工程を示し、 (ａ) が平面図、 (ｂ) 、 (ｃ)
はそれぞれ (ａ) のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線断面図
分離加工工程を示し、 (ａ) が平面図、 (ｂ) 、 (ｃ)
はそれぞれ (ａ) のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線断面図
１ ガラス基板 １０ ポリイミド基板 ２ 透明電極層 ３ ａ−Ｓｉ層 ４ 金属電極層 ５ ガラス切り ５１ 切り傷 ５２ 切断線 ５３ 位置マーカ ７１ 直列接続孔 ７２ 集電孔 ８ 裏面電極層 ９ 分離孔
Claims (7)
- 【請求項１】絶縁性基板の一面上に薄膜半導体層をその
両面にそれぞれ接触する電極層と共に積層したのち、基
板の他面の上方から工具を用いて力を加えることにより
基板を加工すると共に基板一面上の積層各層を分離する
工程を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】絶縁性基板に、基板の他面上に形成され、
一面上の電極層と基板に明けられた貫通孔を介して接続
される裏面電極層の上から工具を用いて力を加える請求
項１記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項３】絶縁性基板としてガラス基板を用い、工具
としてガラス切りを用いて基板および基板上の積層各層
を切断する請求項１あるいは２記載の薄膜太陽電池の製
造方法。 - 【請求項４】絶縁性基板として可とう性高分子基板を用
い、工具として円形パンチを用いて基板および基板上の
積層各層を貫通する分離孔を明ける請求項１あるいは２
記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】円形パンチの直径が0.１〜２ｍｍである請
求項４記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項６】絶縁性基板に可とう性高分子基板を用い、
工具として超音波カッタを用いて基板および基板上の積
層各層を切断する請求項１あるいは２記載の薄膜太陽電
池の製造方法。 - 【請求項７】絶縁性基板の一面上に電極層を形成したの
ちその一部を除去し、その除去部を基板加工時の加工位
置の基準に用いる請求項１ないし６のいずれかに記載の
薄膜太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250280A JPH08116078A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250280A JPH08116078A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08116078A true JPH08116078A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17205554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6250280A Pending JPH08116078A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08116078A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284609A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池製造方法 |
| US6949400B2 (en) * | 2002-01-25 | 2005-09-27 | Konarka Technologies, Inc. | Ultrasonic slitting of photovoltaic cells and modules |
| US20120273039A1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-11-01 | Lg Innotek Co., Ltd. | Solar Cell Apparatus and Method for Manufacturing the Same |
| WO2013042222A1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
| WO2013054600A1 (ja) | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 日東電工株式会社 | 太陽電池セルの製造方法、及び太陽電池モジュール |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP6250280A patent/JPH08116078A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284609A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池製造方法 |
| JP4616441B2 (ja) * | 2000-03-28 | 2011-01-19 | 三菱重工業株式会社 | 太陽電池製造方法 |
| US6949400B2 (en) * | 2002-01-25 | 2005-09-27 | Konarka Technologies, Inc. | Ultrasonic slitting of photovoltaic cells and modules |
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| JP2013506990A (ja) * | 2009-09-30 | 2013-02-28 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 太陽光発電装置及びその製造方法 |
| WO2013042222A1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
| WO2013054600A1 (ja) | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 日東電工株式会社 | 太陽電池セルの製造方法、及び太陽電池モジュール |
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