JPH08274360A - 光電変換半導体装置の製造方法 - Google Patents

光電変換半導体装置の製造方法

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JPH08274360A
JPH08274360A JP7073622A JP7362295A JPH08274360A JP H08274360 A JPH08274360 A JP H08274360A JP 7073622 A JP7073622 A JP 7073622A JP 7362295 A JP7362295 A JP 7362295A JP H08274360 A JPH08274360 A JP H08274360A
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JP
Japan
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conductive layer
film
groove
type conductive
etching
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Pending
Application number
JP7073622A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Takamoto
達也 高本
Takaaki Akoin
高明 安居院
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】 【目的】 CdS層を含む太陽電池モジュールの簡単か
つ高精度な製造方法を提供する。 【構成】 ITO膜上のCdS層とガラス基板上のCd
S層のそれぞれの成膜速度の選択性および、それぞれの
CdS層のエッチング速度の選択性を用いて、CdS層
中に太陽電池の各セル分離用の溝を高精度かつ簡単容易
に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽エネルギーを電気
エネルギーに変換するための半導体素子である太陽電池
等の光電変換半導体装置の製造方法に関し、特に太陽電
池モジュールの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽電池を複数直列に配置したいわゆる
太陽電池モジュールには種々のものがあるが、たとえば
図3に示すような構成が一般的である。図3においてガ
ラス基板等の絶縁性透明基板1の上にITO等の透明導
電層2が複数個分割して配置・形成されている。この分
割配置された透明導電層2の上にCdS等のn型導電層
3がそれぞれ形成されている。透明導電層2およびn型
導電層3の開溝部4およびn型導電層3の上にCdT
e,CuInSe2 等のp型導電層5が形成され、さら
にその上にp型オーミック電極6が形成されている。図
3のそれぞれのp型オーミック電極6は開溝部9により
分離され、配線電極8により前段のn型導電層3と後段
のp型オーミック電極6とが接続され、太陽電池が多段
に直列接続されている。
【0003】図3の太陽電池モジュールは以下のような
工程で製造される。すなわち絶縁性透明基板1としての
ガラス基板の上に透明導電層2としてのITO等をスパ
ッタリング法等で形成する。次にn型導電層3としてC
dS等が真空蒸着法で形成される。次にn型導電層3お
よび透明電極層2をエッチング除去する等の手法によ
り、開溝部4が形成され、開溝部4およびn型導電層3
の上にp型導電層5としてCdTe,CuInSe2
が形成され、さらにその上部にp型オーミック電極6が
形成される。続いて、p型オーミック電極6、p型導電
層5をエッチングする等により開溝部7が形成され、こ
の開溝部7およびp型オーミック電極6の上に配線電極
8を形成し、最後に配線電極8の所定の部分をエッチン
グ等により除去し開溝部9を形成するという工程であ
る。
【0004】従来、上記開溝部4を形成する方法とし
て、 フォトリソグラフィ後、ウエットエッチングを行う
方法、または、 レーザースクライビングを行う方法が行なわれてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法の場合、
ITO等の透明導電層2のエッチング液は、CdS等の
n型導電層3を極端に早くエッチングするため、図4に
示すようにCdS等は開溝部の幅より広くエッチングさ
れてしまうといった問題があった。具体的には図4のサ
イドエッチΔWは5〜10μmも発生する場合があっ
た。また、上記の方法の場合も同様に、ITO等をス
クライブするYAGレーザー等の出力が大きくCdS等
を大幅に除去してしまうためサイドエッチがΔW=50
〜100μm発生する場合が生じるといった問題があっ
た。このため、光電変換半導体装置の性能が低下すると
いう問題があった。
【0006】また、上記、欠点を避けるため、ITO等
の透明導電層に開溝部を上記もしくはの方法で形成
した後、CdS等のn型導電層を形成し、さらにもし
くはの方法で、CdSのみを除去し、開溝部を形成す
る方法もある。この場合は、エッチングもしくはスクラ
イブの工程が2回になるため、製造工程が複雑になると
共に、製造コストがかかるといった欠点があった。
【0007】本発明の目的は上記の問題点を鑑みたもの
で、性能の高い光電変換半導体装置を低い製造コストで
供給することである。
【0008】より具体的には、本発明の目的は太陽電池
モジュールの各セルの分離溝の形成時のサイドエッチΔ
Wが小さく正確な溝幅が容易かつ安価に形成できる方法
を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の各工程を少なくとも含む、太陽電池モ
ジュール等の光電変換半導体装置の製造方法であること
を第1の特徴とする。すなわち、図1に示すように本発
明の光電変換半導体装置の製造方法は、 (イ)コーニングガラス基板等の絶縁性透明基板1上
に、ITO膜等の透明導電層2を形成し、透明導電層2
の所定の部分を除去し、絶縁性透明基板1に達する第1
の溝4を形成し、透明導電層2を複数の領域(セル)に
分割する第1工程 (ロ)この複数の透明導電層のそれぞれの上,および第
1の溝4中に露出している絶縁性透明基板1上に、Cd
S等のカドミウム(Cd)およびイオウ(S)を少なく
とも含むn型導電層3を形成する第2工程 (ハ)所定のエッチング液中に第2工程で形成したn型
導電層3を表面に具備した絶縁性透明基板1を投入する
ことにより、絶縁性透明基板1上に形成されたn型導電
層3のみを選択的にエッチング除去する第3工程 (ニ)図3に示すように、n型導電層3の上部にp型導
電層5を形成し、さらにその上部にp型オーミック電極
層6を形成する第4工程 を少なくとも含むことを第1の特徴とする。
【0010】本発明の第2の特徴は、図3に示すような
太陽電池モジュール等の光電変換半導体装置の製造方法
であって、第1の特徴に加えるに次の工程を有すること
を特徴とする。すなわち、第1の特徴における第4工程
の後、p型オーミック電極層6および、p型導電層5の
所定の部分を除去し、p型オーミック電極層6の表面か
らn型導電層3に達する第2の溝7を形成する第5工程
および、第5工程の後、p型オーミック電極層6の上部
および該第2の溝7の内部に配線電極8を形成する第6
工程を少なくとも含む、光電変換半導体装置の製造方法
であることである。配線電極8は図3に示すように所定
の部分が第3の溝9で分離され、かつ、前段のn型導電
層3と後段のp型オーミック電極層6とを接続して多段
の太陽電池が直列接続された構成となっている。
【0011】好ましくは、n型導電層はCdS薄膜であ
り、第1の特徴又は第2の特徴における第2工程は基板
温度200〜350℃の範囲で行うことである。
【0012】
【作用】まず、本発明の第1および第2の特徴における
第2工程を詳細に説明する。図2はITO等の透明導電
層2の上部に形成されるn型導電層3の成膜速度に対す
るコーニングガラス基板等の絶縁性透明基板1上に形成
されるn型導電層3の成膜速度の比率(選択比)を基板
温度を変えて示している。具体的には図2はITO上の
CdS薄膜3と、コーニングガラス基板1上のCdS薄
膜の真空蒸着による場合の成膜速度の比率(選択比)を
示す。図2から基板温度200℃以上で選択比70%以
下になることがわかる。
【0013】次に本発明の第1および第2の特徴におけ
る第3工程の選択的なエッチングについて説明する。す
なわち、ITO2上のCdS薄膜とコーニングガラス基
板1上のCdS薄膜は成膜速度が異なるだけでなく、膜
質が異なり耐エッチング特性が異なる。具体的には塩酸
(HCl)+水(H2 O)の1:10の溶液をエッチン
グ液として用いた場合はコーニングガラス基板上のCd
S薄膜のエッチング速度はITO上のCdS薄膜のエッ
チング速度の3〜5倍の値を示す。
【0014】したがって、第3工程においてCdS薄膜
を上記エッチング液に投入することにより、ITO上の
CdS薄膜もごくわずかエッチングされるが、コーニン
グガラス基板上のCdS薄膜のみを選択的に除去でき
る。
【0015】したがって、本発明の第1および第2の特
徴によれば、成膜速度がコーニングガラス基板上の方が
ITO上よりも遅く、コーニングガラス基板上のCdS
膜が薄いこと、およびエッチング速度がコーニングガラ
ス基板上のCdS膜の方がITO上のCdS膜よりも速
いことを利用して選択的にコーニングガラス基板上のC
dS膜のみをエッチングし、自己整合的に溝を形成でき
る。このため、図4に示す従来技術におけるCdS膜3
のサイドエッチΔWはほとんど発生せず、ITO膜2に
形成した第1の溝4と同一の溝幅を有した溝がCdS膜
3中に形成できる。すなわち本発明の第1および第2の
特徴によれば溝幅の制御性が極めて高く、かつ容易とな
る。
【0016】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の実施例のCdTe/CdS太陽電池
モジュールを製造する場合の工程を説明するための各工
程における横寸的断面図である。
【0017】本発明のCdTe/CdS太陽電池モジュ
ールは以下のような製造方法で製造できる。すなわち、 (1)コーニング7059基板1を洗浄した後、スパッ
タリング法によりITO膜2を300nm形成する。次
にフォトリソグラフィ法を用いて図1(a)に示すよう
に開溝部として予定している場所以外のITO膜2をフ
ォトレジスト膜88でカバーする。
【0018】(2)次に、塩酸(HCl)+水(H
2 O)(1:1)からなるエッチング液を用いてフォト
レジスト膜88でカバーされていない部分のITO膜2
をエッチング除去し、その後フォトレジスト膜88を除
去すれば図1(b)に示すように溝部4ができる。
【0019】(3)次に200〜350℃基板温度にお
いてITO膜2の上に、図1(c)に示すように、真空
蒸着法によりCdS膜3を200nm形成する。このと
き、溝部のコーニング7059基板1上にもCdS膜3
が堆積するが、図2を用いて前述したようにITO膜2
上よりもその膜厚は薄い。なお、CdS膜3の堆積はス
パッタリング法あるいは化学堆積法(CVD法)でもよ
い。CVD法を用いるとITO膜とコーニング7059
基板上での成長の選択性はより顕著となる。なお、基板
温度が350℃を超えるとCdSの再蒸発が生じるので
ほとんど成膜(蒸着)しなくなる。したがって、基板温
度は350℃以下にすることが望ましい。
【0020】(4)続いて塩酸+水(1:10)からな
るエッチング液に基板全体を浸して、ITOの開溝部の
コーニング7059基板上のCdS膜のみをエッチング
除去する。このエッチングはコーニング7059基板1
上のCdS膜3が薄いことと、コーニング7059基板
1上のCdS膜のエッチング速度がITO膜上のCdS
よりも2倍以上(通常は3〜5倍)早いことから選択的
なエッチングが可能である。このエッチング時にITO
膜2上のCdS膜3もごくわずかエッチングされるが、
結果として180nmのCdS膜3がITO膜2上に図
1(d)に示したように残る。図1(d)に示されるよ
うに、このエッチングによるCdS膜のサイドエッチは
非常に少なく、CdS膜3の開溝幅はITO2の開溝幅
とほぼ一致している。
【0021】(5)この後は図示を省略するが、図1
(d)に示した形状のCdS膜3の上に300℃〜35
0℃の基板温度において、真空蒸着法によりCdTe膜
5を4μm形成する。なお、CdTe膜の形成は真空蒸
着法以外のスパッタリングや化学堆積法(CVD)法を
用いてもよい。
【0022】次に、CdTe表面をBr メタノール(1
%)溶液でスライトエッチングする等の所定の前処理を
してp型オーミック電極となるCuを10nm、Auを
100nm連続的に真空蒸着し、その後フォトリソグラ
フィを行う。たとえばフォトレジストをマスクにして、
KI+I2 溶液等のエッチャントでAuおよびCuをエ
ッチング除去しさらにCdTe膜をCdS膜3が露出す
るまでエッチングし図3の溝7を形成する。なお、p型
オーミック電極のCu/Au膜のパターニングはいわゆ
るリフトオフを用いてもよい。続いてこの開溝部7およ
びp型オーミック電極6の上に配線電極8を形成し、さ
らに不要の部分の配線電極8を除去し、開溝部9を形成
すれば図3に示すCdTe/CdS太陽電池モジュール
が完成する。
【0023】なお、p型CdTeのかわりにp型CuI
nSe2 等他のp型導電層を用いてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、簡単な方法で、モジュールを構成する各セル
の分離のエッチング時に透明導電膜およびn型導電膜に
サイドエッチΔWがほとんど発生しないような正確な幅
の開溝が形成できる。そのため製造工程が簡単かつ容易
となり、低いコストで高性能の光電変換半導体装置が供
給できるといった利点を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る太陽電池モジュールの製
造方法の一部を説明するための図である。
【図2】ITO膜上へのCdS膜の成長と、ガラス基板
上へのCdS膜の成長の成膜速度の比(選択性)を示す
図である。
【図3】CdTe/CdS太陽電池モジュールの模式断
面図である。
【図4】従来技術によりCdS膜/ITO膜に各セル分
離用の溝を開溝した場合の断面を示す図である。
【符号の説明】
1 絶縁性透明基板 2 透明導電層 3 n型導電層 4 第1の開溝部 5 p型導電層 6 p型オーミック電極 7 第2の開溝部 8 配線用電極 9 第3の開溝部 88 フォトレジスト膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の各工程を少なくとも含む、光電変換
    半導体装置の製造方法。 (イ)絶縁性透明基板上に、透明導電層を形成し、該透
    明導電層の所定の部分を除去し、該絶縁性透明基板に達
    する第1の溝を形成し、該透明導電層を複数の領域に分
    割する第1工程 (ロ)該透明導電層および該第1の溝中に露出している
    該絶縁性透明基板上に、カドミウム(Cd)およびイオ
    ウ(S)を少なくとも含むn型導電層を形成する第2工
    程 (ハ)所定のエッチング液中に第2工程で形成したn型
    導電層を投入することにより、該絶縁性透明基板上のn
    型導電層のみを除去する第3工程 (ニ)該n型導電層の上部にp型導電層を形成し、さら
    にその上部にp型オーミック電極層を形成する第4工程
  2. 【請求項2】 前記第4工程の後、前記p型オーミック
    電極層および、前記p型導電層の所定の部分を除去し、
    前記p型オーミック電極層の表面から前記n型導電層に
    達する第2の溝を形成する第5工程および、 該第5工程の後、該p型オーミック電極層の上部および
    該第2の溝の内部に配線電極を形成する第6工程を少な
    くとも含む、光電変換半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記n型導電層はCdS薄膜であり、前
    記第2工程は基板温度200〜350℃の範囲で行うこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の光電変換半導体装
    置の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006107154A1 (en) * 2005-03-16 2006-10-12 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Integrated thin-film solar cells and method of manufacturing thereof and processing method of transparent electrode for integrated thin-film solar cells and structure thereof, and transparent substrate having processed transparent electrode
KR100756286B1 (ko) * 2005-03-16 2007-09-06 한국과학기술원 집적형 박막 태양전지 및 그 제조 방법
CN102315335A (zh) * 2011-04-13 2012-01-11 东旭集团有限公司 一种减少薄膜太阳能电池死区面积的制备工艺
US8148626B2 (en) 2005-12-14 2012-04-03 Korea Advanced Institute Of Science & Technology Integrated thin-film solar cell and method of manufacturing the same
US8449782B2 (en) 2005-12-14 2013-05-28 Korea Advanced Institute Of Science And Technology See-through-type integrated thin-film solar cell, method of manufacturing the same and method of electrically series connecting unit cells thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006107154A1 (en) * 2005-03-16 2006-10-12 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Integrated thin-film solar cells and method of manufacturing thereof and processing method of transparent electrode for integrated thin-film solar cells and structure thereof, and transparent substrate having processed transparent electrode
KR100756286B1 (ko) * 2005-03-16 2007-09-06 한국과학기술원 집적형 박막 태양전지 및 그 제조 방법
US7927497B2 (en) 2005-03-16 2011-04-19 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Integrated thin-film solar cells and method of manufacturing thereof and processing method of transparent electrode for integrated thin-film solar cells and structure thereof, and transparent substrate having processed transparent electrode
US8148626B2 (en) 2005-12-14 2012-04-03 Korea Advanced Institute Of Science & Technology Integrated thin-film solar cell and method of manufacturing the same
US8153885B2 (en) 2005-12-14 2012-04-10 Korea Advanced Institute Of Science & Technology Integrated thin-film solar cell and method of manufacturing the same
US8168882B2 (en) 2005-12-14 2012-05-01 Korea Advanced Institute Of Science & Technology Integrated thin-film solar cell and method of manufacturing the same
US8449782B2 (en) 2005-12-14 2013-05-28 Korea Advanced Institute Of Science And Technology See-through-type integrated thin-film solar cell, method of manufacturing the same and method of electrically series connecting unit cells thereof
CN102315335A (zh) * 2011-04-13 2012-01-11 东旭集团有限公司 一种减少薄膜太阳能电池死区面积的制备工艺

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