JPH10135493A - 集積型薄膜光電変換装置 - Google Patents
集積型薄膜光電変換装置Info
- Publication number
- JPH10135493A JPH10135493A JP8291505A JP29150596A JPH10135493A JP H10135493 A JPH10135493 A JP H10135493A JP 8291505 A JP8291505 A JP 8291505A JP 29150596 A JP29150596 A JP 29150596A JP H10135493 A JPH10135493 A JP H10135493A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- electrode layer
- scribe
- groove sections
- integrated thin
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな面積を有するにもかかわらず低コスト
で製造し得る高性能でかつ高い信頼性の集積型薄膜光電
変換装置を提供する。 【解決手段】 基板（３）上の第１電極層（５），半導
体層（９）および第２電極層（１３）が平行な複数の分
割線（７，１７，１９）によって複数の光電変換セルに
分割されかつそれらのセルが電気的に直列接続された集
積型薄膜光電変換であって、分割線（３７）の各々は実
質的に等しい長さを有する複数の分離溝区分（１７１，
１７２，１７３）を含み；分離溝区分の各々は隣接する
区分の端部と重複する長さの重複長さ端部を含み；隣接
する区分間の両方の区分の重複長さ端部を短い横断分離
溝（１９１，１９２）によって横断されていることを特
徴としている。
で製造し得る高性能でかつ高い信頼性の集積型薄膜光電
変換装置を提供する。 【解決手段】 基板（３）上の第１電極層（５），半導
体層（９）および第２電極層（１３）が平行な複数の分
割線（７，１７，１９）によって複数の光電変換セルに
分割されかつそれらのセルが電気的に直列接続された集
積型薄膜光電変換であって、分割線（３７）の各々は実
質的に等しい長さを有する複数の分離溝区分（１７１，
１７２，１７３）を含み；分離溝区分の各々は隣接する
区分の端部と重複する長さの重複長さ端部を含み；隣接
する区分間の両方の区分の重複長さ端部を短い横断分離
溝（１９１，１９２）によって横断されていることを特
徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜光電変換装置に
関し、特に、比較的大きな面積の絶縁基板上に順次積層
された第１電極層，半導体光電変換層および第２電極層
が複数の光電変換セルを形成するように複数の分割線に
よって分割されていてかつそれらの複数のセルが電気的
に直列接続された集積型薄膜光電変換装置に関するもの
である。
関し、特に、比較的大きな面積の絶縁基板上に順次積層
された第１電極層，半導体光電変換層および第２電極層
が複数の光電変換セルを形成するように複数の分割線に
よって分割されていてかつそれらの複数のセルが電気的
に直列接続された集積型薄膜光電変換装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】太陽光のエネルギを直接電気エネルギに
変換する光電変換装置である太陽電池の実用化は近年本
格的に進められており、単結晶シリコンや多結晶シリコ
ン等を利用した結晶系太陽電池は屋外の電力用太陽電池
として既に実用化されている。他方、非結晶シリコン系
の薄膜太陽電池は、その製造のための原材料が少なくて
すみかつ大面積の集積型太陽電池が絶縁基板上に直接作
製可能なことから、低コストの太陽電池として注目され
ている。しかし、非結晶系薄膜太陽電池は屋外用として
は未だ開発段階にあり、既に普及している電卓などの民
生機器の電源用途における実績をもとにして、屋外用途
に発展させるために研究開発が進められている。
変換する光電変換装置である太陽電池の実用化は近年本
格的に進められており、単結晶シリコンや多結晶シリコ
ン等を利用した結晶系太陽電池は屋外の電力用太陽電池
として既に実用化されている。他方、非結晶シリコン系
の薄膜太陽電池は、その製造のための原材料が少なくて
すみかつ大面積の集積型太陽電池が絶縁基板上に直接作
製可能なことから、低コストの太陽電池として注目され
ている。しかし、非結晶系薄膜太陽電池は屋外用として
は未だ開発段階にあり、既に普及している電卓などの民
生機器の電源用途における実績をもとにして、屋外用途
に発展させるために研究開発が進められている。
【０００３】薄膜太陽電池の製造においては、ＣＶＤ法
やスパッタリング法などによる薄膜の堆積ステップとレ
ーザスクライブ法などによるパターニングステップの適
宜の繰返しや組合せを含む製造プロセスによって、所望
の構造が形成される。通常は１枚の絶縁基板上に複数の
光電変換セルが電気的に直列接続された集積型構造が採
用され、屋外用途のための電力用太陽電池ではたとえば
０．４ｍ×０．４ｍを超える大面積の基板が用いられ
る。
やスパッタリング法などによる薄膜の堆積ステップとレ
ーザスクライブ法などによるパターニングステップの適
宜の繰返しや組合せを含む製造プロセスによって、所望
の構造が形成される。通常は１枚の絶縁基板上に複数の
光電変換セルが電気的に直列接続された集積型構造が採
用され、屋外用途のための電力用太陽電池ではたとえば
０．４ｍ×０．４ｍを超える大面積の基板が用いられ
る。
【０００４】図２は、このような集積型薄膜太陽電池の
構造を模式的な断面図で示している。なお、本願の各図
において、図面の明瞭化のために、寸法関係は実際の寸
法関係を反映してはいない。図２の集積型薄膜太陽電池
においては、絶縁基板３上に第１電極層５，アモルファ
スシリコンなどからなる半導体光電変換層９および第２
電極層１３が順次積層されており、パターニングによっ
て半導体層９に設けられた接続用開口溝７を介して、互
いに左右に隣接し合う光電変換セルが電気的に直列に接
続されている。第１電極層５としては一般に酸化スズ
（ＳｎＯ2 ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）等の透明導電膜が用いられ、また、第２電
極層１３としては銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），
クロム（Ｃｒ）等の金属膜が用いられる。
構造を模式的な断面図で示している。なお、本願の各図
において、図面の明瞭化のために、寸法関係は実際の寸
法関係を反映してはいない。図２の集積型薄膜太陽電池
においては、絶縁基板３上に第１電極層５，アモルファ
スシリコンなどからなる半導体光電変換層９および第２
電極層１３が順次積層されており、パターニングによっ
て半導体層９に設けられた接続用開口溝７を介して、互
いに左右に隣接し合う光電変換セルが電気的に直列に接
続されている。第１電極層５としては一般に酸化スズ
（ＳｎＯ2 ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）等の透明導電膜が用いられ、また、第２電
極層１３としては銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），
クロム（Ｃｒ）等の金属膜が用いられる。
【０００５】図２に示されているような構造を有する集
積型薄膜太陽電池は、一般に次のような方法によって作
製される。まず、ガラス基板３上にＳｎＯ2 ，ＺｎＯ，
ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積され、
その第１電極層５を複数の光電変換領域に対応した複数
の領域に分離するために、レーザスクライブ法によって
分離溝１７が形成される。すなわち、これらの分離溝１
７は、図２の紙面に直交する方向に直線状に延びてい
る。そして、複数の領域に分離された第１電極層５を覆
うように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐｉｎ接合を含
む非晶質シリコンの半導体光電変換層９が堆積される。
この半導体層９には、左右に隣接する光電変換セルを電
気的に直列接続するための接続用開口溝７がレーザスク
ライブ法によって形成される。これらの接続用開口溝７
も、図２の紙面に垂直な方向に直線状に延びている。続
いて、これらの接続用溝７を埋めかつ半導体層９を覆う
ように、Ａｇ，Ａｌ，Ｃｒ等の金属膜の単層または複層
が第２電極層１３として堆積される。第１電極層５の場
合と同様に、第２電極層１３を複数の光電変換セルに対
応した複数の領域に分離するように、上部分離溝１９が
レーザスクライブ法によって形成される。これらの上部
分離溝１９も図２の紙面に直交する方向に直線状に延び
ており、かつ好ましくは第１電極層５に至る深さを有し
ている。このようにして、図２に示されているような集
積型薄膜太陽電池が完成する。
積型薄膜太陽電池は、一般に次のような方法によって作
製される。まず、ガラス基板３上にＳｎＯ2 ，ＺｎＯ，
ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積され、
その第１電極層５を複数の光電変換領域に対応した複数
の領域に分離するために、レーザスクライブ法によって
分離溝１７が形成される。すなわち、これらの分離溝１
７は、図２の紙面に直交する方向に直線状に延びてい
る。そして、複数の領域に分離された第１電極層５を覆
うように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐｉｎ接合を含
む非晶質シリコンの半導体光電変換層９が堆積される。
この半導体層９には、左右に隣接する光電変換セルを電
気的に直列接続するための接続用開口溝７がレーザスク
ライブ法によって形成される。これらの接続用開口溝７
も、図２の紙面に垂直な方向に直線状に延びている。続
いて、これらの接続用溝７を埋めかつ半導体層９を覆う
ように、Ａｇ，Ａｌ，Ｃｒ等の金属膜の単層または複層
が第２電極層１３として堆積される。第１電極層５の場
合と同様に、第２電極層１３を複数の光電変換セルに対
応した複数の領域に分離するように、上部分離溝１９が
レーザスクライブ法によって形成される。これらの上部
分離溝１９も図２の紙面に直交する方向に直線状に延び
ており、かつ好ましくは第１電極層５に至る深さを有し
ている。このようにして、図２に示されているような集
積型薄膜太陽電池が完成する。
【０００６】ところで、このような集積型薄膜太陽電池
の従来の製造方法では、大面積の集積型太陽電池を作製
するためには、大きな基板サイズに対応した大きな相対
的移動範囲を有するレーザビームヘッドを備えたレーザ
スクライブ装置を必要とし、そのようなスクライブ装置
の駆動系は非常に高価なものになる。また、スクライブ
装置が唯一つのレーザビームヘッドを備えている場合、
そのレーザビームヘッドの駆動総延長距離が長くなり、
１枚の大きな基板を処理するのに長いタクトタイム（ヘ
ッドを振り動かす時間）がかかるという問題がある。そ
こで、レーザビームヘッドの駆動総延長距離を短くする
とともに、タクト時間を短くする試みとして、図３に示
されているように、複数のレーザビームヘッドで同時に
複数のスクライブを行なう方法が提案された。
の従来の製造方法では、大面積の集積型太陽電池を作製
するためには、大きな基板サイズに対応した大きな相対
的移動範囲を有するレーザビームヘッドを備えたレーザ
スクライブ装置を必要とし、そのようなスクライブ装置
の駆動系は非常に高価なものになる。また、スクライブ
装置が唯一つのレーザビームヘッドを備えている場合、
そのレーザビームヘッドの駆動総延長距離が長くなり、
１枚の大きな基板を処理するのに長いタクトタイム（ヘ
ッドを振り動かす時間）がかかるという問題がある。そ
こで、レーザビームヘッドの駆動総延長距離を短くする
とともに、タクト時間を短くする試みとして、図３に示
されているように、複数のレーザビームヘッドで同時に
複数のスクライブを行なう方法が提案された。
【０００７】なお、１つのレーザビームヘッドが１つの
レーザ発振器を備えることも可能ではあるが、一般には
レーザビームヘッドの数とレーザ発振器の数とは必ずし
も一致するものではない。例えば１つのレーザ発振器か
ら射出されたレーザビームを少なくとも１つのハーフミ
ラーで複数のビームに分割した後に、それらの分割され
たビームをミラーや光ファイバを用いてレーザビームヘ
ッドに供給することが可能である。
レーザ発振器を備えることも可能ではあるが、一般には
レーザビームヘッドの数とレーザ発振器の数とは必ずし
も一致するものではない。例えば１つのレーザ発振器か
ら射出されたレーザビームを少なくとも１つのハーフミ
ラーで複数のビームに分割した後に、それらの分割され
たビームをミラーや光ファイバを用いてレーザビームヘ
ッドに供給することが可能である。
【０００８】図３に示された集積型薄膜太陽電池の製造
方法においては、３つのレーザビームヘッド３２１，３
２２，３２３がスクライブ線に直交する方向に並列に並
べられる。すなわち、レーザビームヘッド３２１，３２
２，３２３は、それぞれ一点鎖線，二点鎖線および三点
鎖線で表わされたスクライブ溝を形成する。なお、図３
においては３つのレーザビームヘッドが示されている
が、このヘッドの数は他の複数の数であってもよい。と
ころで、図３に示された製造方法では、たとえばレーザ
ビームヘッド３２１の基板３に対する相対移動範囲３３
１は１本のレーザビームヘッドを駆動させる場合と根本
的に変わるものではなく、また、レーザビームヘッド間
の間隔（すなわち、スクライブ溝の間隔）３５１が変更
しづらいという問題がある。
方法においては、３つのレーザビームヘッド３２１，３
２２，３２３がスクライブ線に直交する方向に並列に並
べられる。すなわち、レーザビームヘッド３２１，３２
２，３２３は、それぞれ一点鎖線，二点鎖線および三点
鎖線で表わされたスクライブ溝を形成する。なお、図３
においては３つのレーザビームヘッドが示されている
が、このヘッドの数は他の複数の数であってもよい。と
ころで、図３に示された製造方法では、たとえばレーザ
ビームヘッド３２１の基板３に対する相対移動範囲３３
１は１本のレーザビームヘッドを駆動させる場合と根本
的に変わるものではなく、また、レーザビームヘッド間
の間隔（すなわち、スクライブ溝の間隔）３５１が変更
しづらいという問題がある。
【０００９】集積型薄膜太陽電池において最大の光電変
換効率を得るためには、各セルの出力電流値すなわち活
性面積を等しくする必要があり、また、スクライブ溝の
間隔は第１電極層５のシート抵抗の値が太陽電池特性の
ＦＦ（フィルタファクター）に大きな影響を与えないよ
うに設定する必要があり、スクライブ溝の間隔はある程
度調節可能であることが望まれる。そこで、基板３に対
するレーザビームヘッドの相対移動範囲を狭くし、かつ
スクライブ溝の間隔を容易に変更可能にするために、図
４に示されているような集積型薄膜太陽電池の製造方法
が提案された。
換効率を得るためには、各セルの出力電流値すなわち活
性面積を等しくする必要があり、また、スクライブ溝の
間隔は第１電極層５のシート抵抗の値が太陽電池特性の
ＦＦ（フィルタファクター）に大きな影響を与えないよ
うに設定する必要があり、スクライブ溝の間隔はある程
度調節可能であることが望まれる。そこで、基板３に対
するレーザビームヘッドの相対移動範囲を狭くし、かつ
スクライブ溝の間隔を容易に変更可能にするために、図
４に示されているような集積型薄膜太陽電池の製造方法
が提案された。
【００１０】図４に示された製造方法においては、図２
中における第１電極層５の分離溝１７または第２電極層
１３の上部分離溝１９を形成する際に、１本のスクライ
ブ線３７を形成するために、そのスクライブ線に沿って
直列に配置された複数のレーザビームヘッド４２１，４
２２，４２３が用いられる。これらのレーザビームヘッ
ドは、各スクライブ線の全長をヘッドの個数で割った間
隔４５１で配置され、１本のスクライブ線３７はそれぞ
れ一点鎖線，二点鎖線，および三点鎖線で表わされたス
クライブ溝区分４７１，４７２，４７３を繋げることに
よって形成される。すなわち、たとえばレーザビームヘ
ッド４２１の基板３に対する相対移動範囲は、図３の場
合の移動範囲３３１に比べて縮小される。なお、これと
同様の方法によって図２中の半導体層９に接続用開口溝
７を形成してもよいことは言うまでもない。
中における第１電極層５の分離溝１７または第２電極層
１３の上部分離溝１９を形成する際に、１本のスクライ
ブ線３７を形成するために、そのスクライブ線に沿って
直列に配置された複数のレーザビームヘッド４２１，４
２２，４２３が用いられる。これらのレーザビームヘッ
ドは、各スクライブ線の全長をヘッドの個数で割った間
隔４５１で配置され、１本のスクライブ線３７はそれぞ
れ一点鎖線，二点鎖線，および三点鎖線で表わされたス
クライブ溝区分４７１，４７２，４７３を繋げることに
よって形成される。すなわち、たとえばレーザビームヘ
ッド４２１の基板３に対する相対移動範囲は、図３の場
合の移動範囲３３１に比べて縮小される。なお、これと
同様の方法によって図２中の半導体層９に接続用開口溝
７を形成してもよいことは言うまでもない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図４で示さ
れているような従来の製造方法によって製造された集積
型薄膜太陽電池は、図３に示された方法によって製造さ
れたものに比べて歩留りが悪くなるという問題があっ
た。
れているような従来の製造方法によって製造された集積
型薄膜太陽電池は、図３に示された方法によって製造さ
れたものに比べて歩留りが悪くなるという問題があっ
た。
【００１２】この歩留りの低下の原因について本発明者
らが詳細に検討した結果、第１電極層または第２電極層
のスクライブ線３７に含まれるスクライブ溝区分４７
１，４７２，４７３の継ぎ目の連続性が不完全なことに
より、分離の不十分なセルが確率的に発生することが歩
留りの低下の原因であることを見出した。このように、
従来の製造方法では、低コストで歩留りよく高性能かつ
信頼性の高い集積型薄膜太陽電池を製造することが困難
であった。
らが詳細に検討した結果、第１電極層または第２電極層
のスクライブ線３７に含まれるスクライブ溝区分４７
１，４７２，４７３の継ぎ目の連続性が不完全なことに
より、分離の不十分なセルが確率的に発生することが歩
留りの低下の原因であることを見出した。このように、
従来の製造方法では、低コストで歩留りよく高性能かつ
信頼性の高い集積型薄膜太陽電池を製造することが困難
であった。
【００１３】このような先行技術の課題に鑑み、本発明
は、たとえば０．４ｍ×０．４ｍ以上の大きな面積を有
していても高性能かつ高い信頼性を有する集積型薄膜太
陽電池を提供することを目的としている。
は、たとえば０．４ｍ×０．４ｍ以上の大きな面積を有
していても高性能かつ高い信頼性を有する集積型薄膜太
陽電池を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による集積型薄膜
光電変換装置は、絶縁基板上に順次積層された第１電極
層，半導体光電変換層および第２電極層が複数の光電変
換セルを形成するように実質的に直線状で互いに平行な
複数の分割線によって分割されていてかつそれらの複数
のセルが電気的に直列接続されており；第１電極層を分
割する分割線と第２電極層を分割する分割線の少なくと
も一方の分割線の各々は実質的に等しい長さを有する複
数の分離溝区分を含み；それらの分離溝区分の各々は隣
接する分離溝区分の端部と重複する長さの重複長さ端部
を含み；隣接する２つの分離溝区分間において両方の分
離溝区分の重複長さ端部が短い横断分離溝によって横断
されていることを特徴としている。
光電変換装置は、絶縁基板上に順次積層された第１電極
層，半導体光電変換層および第２電極層が複数の光電変
換セルを形成するように実質的に直線状で互いに平行な
複数の分割線によって分割されていてかつそれらの複数
のセルが電気的に直列接続されており；第１電極層を分
割する分割線と第２電極層を分割する分割線の少なくと
も一方の分割線の各々は実質的に等しい長さを有する複
数の分離溝区分を含み；それらの分離溝区分の各々は隣
接する分離溝区分の端部と重複する長さの重複長さ端部
を含み；隣接する２つの分離溝区分間において両方の分
離溝区分の重複長さ端部が短い横断分離溝によって横断
されていることを特徴としている。
【００１５】このような本発明による集積型薄膜光電変
換装置においては、隣接する２つの分離溝区分間におい
て両方の分離溝区分の重複長さ端部が短い横断分離溝に
よって横断されているので、第１電極層または第２電極
層の少なくとも一方がセルごとに確実に分割され、高性
能で信頼性の高い集積型薄膜光電変換装置を提供するこ
とが可能になる。
換装置においては、隣接する２つの分離溝区分間におい
て両方の分離溝区分の重複長さ端部が短い横断分離溝に
よって横断されているので、第１電極層または第２電極
層の少なくとも一方がセルごとに確実に分割され、高性
能で信頼性の高い集積型薄膜光電変換装置を提供するこ
とが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の１つの実施の形
態による集積型薄膜太陽電池の製造方法を模式的な平面
図で図解している。以下において、図１のみならず図２
をも参照しながら、本発明の１つの実施の形態による集
積型薄膜光電変換装置をその製造方法とともに詳細に説
明する。
態による集積型薄膜太陽電池の製造方法を模式的な平面
図で図解している。以下において、図１のみならず図２
をも参照しながら、本発明の１つの実施の形態による集
積型薄膜光電変換装置をその製造方法とともに詳細に説
明する。
【００１７】まず、ガラス基板３上に、ＳｎＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積さ
れる。この第１電極層５は、複数の光電変換セル領域に
対応して複数の領域にレーザスクライブ法によって溶断
され、約２０μｍの幅の分離溝１７が形成される。
Ｏ，ＩＴＯ等の透明導電膜が第１電極層５として堆積さ
れる。この第１電極層５は、複数の光電変換セル領域に
対応して複数の領域にレーザスクライブ法によって溶断
され、約２０μｍの幅の分離溝１７が形成される。
【００１８】この際、図１に示されているように、１本
のスクライブ線３７を形成するために複数のレーザビー
ムヘッド１２１，１２２，１２３が用いられる。図１に
おいて３つのレーザビームヘッドが示されているが、こ
れらのレーザビームヘッドの個数は他の複数個であって
もよいことは言うまでもない。これらのレーザビームヘ
ッドは、１本のスクライブ線３７の長さをヘッドの個数
で割った間隔１５１で配置され、レーザビームヘッド１
２１，１２２，１２３はそれぞれ一点鎖線，二点鎖線お
よび三点鎖線で表わされたスクライブ溝区分１７１，１
７２，１７３を形成する。これらのスクライブ溝区分
は、隣接するスクライブ溝区分と約１００μｍの長さで
重複する重複長さ端部を有している。そして、隣接する
スクライブ溝区分間において両方のスクライブ溝区分の
重複長さ端部を横断する短い横断分離溝１９１，１９２
が形成される。これらの横断分離溝は、たとえば約５０
０μｍの長さに形成される。その結果、隣接する２つの
スクライブ溝区分間の重複長さ端部が図１に示されてい
るように互いにわずかに隔てられて不連続に形成された
としても、短い横断分離溝がそれらの重複長さ端部を連
結し、隣接するスクライブ溝区分間で溝の連続性が確保
されることになる。
のスクライブ線３７を形成するために複数のレーザビー
ムヘッド１２１，１２２，１２３が用いられる。図１に
おいて３つのレーザビームヘッドが示されているが、こ
れらのレーザビームヘッドの個数は他の複数個であって
もよいことは言うまでもない。これらのレーザビームヘ
ッドは、１本のスクライブ線３７の長さをヘッドの個数
で割った間隔１５１で配置され、レーザビームヘッド１
２１，１２２，１２３はそれぞれ一点鎖線，二点鎖線お
よび三点鎖線で表わされたスクライブ溝区分１７１，１
７２，１７３を形成する。これらのスクライブ溝区分
は、隣接するスクライブ溝区分と約１００μｍの長さで
重複する重複長さ端部を有している。そして、隣接する
スクライブ溝区分間において両方のスクライブ溝区分の
重複長さ端部を横断する短い横断分離溝１９１，１９２
が形成される。これらの横断分離溝は、たとえば約５０
０μｍの長さに形成される。その結果、隣接する２つの
スクライブ溝区分間の重複長さ端部が図１に示されてい
るように互いにわずかに隔てられて不連続に形成された
としても、短い横断分離溝がそれらの重複長さ端部を連
結し、隣接するスクライブ溝区分間で溝の連続性が確保
されることになる。
【００１９】大面積の集積型薄膜太陽電池を製造する場
合、たとえば基板の一方向に沿って複数の短冊状に分割
された光電変換セルが形成される。たとえば、９１０×
４５５×４（ｍｍ）のヘイズ基板３が用いられ、第１電
極層５の表面抵抗は１０Ω程度に設定される。そして、
レーザスクライブによって発生した溶断残滓を除去する
ために洗浄を行ない、複数のセル領域に対応して形成さ
れた第１電極層５の複数の領域を覆うように、プラズマ
ＣＶＤ法によってｐｉｎ接合を含みかつ水素化アモルフ
ァスシリコン層を含む半導体光電変換層９が堆積され
る。
合、たとえば基板の一方向に沿って複数の短冊状に分割
された光電変換セルが形成される。たとえば、９１０×
４５５×４（ｍｍ）のヘイズ基板３が用いられ、第１電
極層５の表面抵抗は１０Ω程度に設定される。そして、
レーザスクライブによって発生した溶断残滓を除去する
ために洗浄を行ない、複数のセル領域に対応して形成さ
れた第１電極層５の複数の領域を覆うように、プラズマ
ＣＶＤ法によってｐｉｎ接合を含みかつ水素化アモルフ
ァスシリコン層を含む半導体光電変換層９が堆積され
る。
【００２０】この半導体層９の堆積においては、まず第
１電極層５の複数の領域が形成された基板３が１０-5Ｔ
ｏｒｒより真空度の高い真空チャンバ内にセットされ、
１４０℃〜２００℃の基板温度のもとで成膜ガスとして
シラン（ＳｉＨ4 ），ジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ），およびメ
タン（ＣＨ4 ）がチャンバ内に導入されて、約１．０Ｔ
ｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電によってｐ型水素
化アモルファスシリコンカーバイドが約５０〜２００Å
の膜厚に堆積させられる。次に、成膜ガスとしてシラン
ガスのみをチャンバに導入し、約０．２〜０．７Ｔｏｒ
ｒの反応ガス圧のもとでＲＦ放電によってｉ型水素化ア
モルファスシリコンが約３０００Åの膜厚に堆積され
る。さらに、成膜ガスとしてシラン（ＳｉＨ4 ），フォ
スイン（ＰＨ3 ），および水素（Ｈ2 ）をチャンバに導
入し、約１．０Ｔｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電
によってｎ型微結晶シリコンが約１００〜２００Åの膜
厚に堆積される。
１電極層５の複数の領域が形成された基板３が１０-5Ｔ
ｏｒｒより真空度の高い真空チャンバ内にセットされ、
１４０℃〜２００℃の基板温度のもとで成膜ガスとして
シラン（ＳｉＨ4 ），ジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ），およびメ
タン（ＣＨ4 ）がチャンバ内に導入されて、約１．０Ｔ
ｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電によってｐ型水素
化アモルファスシリコンカーバイドが約５０〜２００Å
の膜厚に堆積させられる。次に、成膜ガスとしてシラン
ガスのみをチャンバに導入し、約０．２〜０．７Ｔｏｒ
ｒの反応ガス圧のもとでＲＦ放電によってｉ型水素化ア
モルファスシリコンが約３０００Åの膜厚に堆積され
る。さらに、成膜ガスとしてシラン（ＳｉＨ4 ），フォ
スイン（ＰＨ3 ），および水素（Ｈ2 ）をチャンバに導
入し、約１．０Ｔｏｒｒの反応ガス圧のもとにＲＦ放電
によってｎ型微結晶シリコンが約１００〜２００Åの膜
厚に堆積される。
【００２１】ここで説明された半導体層９の堆積条件は
あくまでも一例であり、たとえば第１電極層５上にｎ
層，ｉ層およびｐ層の順に積層されてもよく、また、半
導体層９がいわゆるタンデム構造を有するように形成さ
れてもよい。さらに、半導体層９の主要な材料として、
水素化アモルファスシリコンのみならず、アモルファ
ス，多結晶もしくは微結晶またはそれらの組合せであっ
てもよく、さらに、シリコン以外にもシリコンカーバイ
ド，シリコンゲルマニウム，ゲルマニウム，ＩＩＩ−Ｖ
族化合物，ＩＩ−ＩＶ族化合物，もしくはＩ−ＩＩＩ−
ＶＩ族化合物，またはこれらの組合せを用いることもで
きる。
あくまでも一例であり、たとえば第１電極層５上にｎ
層，ｉ層およびｐ層の順に積層されてもよく、また、半
導体層９がいわゆるタンデム構造を有するように形成さ
れてもよい。さらに、半導体層９の主要な材料として、
水素化アモルファスシリコンのみならず、アモルファ
ス，多結晶もしくは微結晶またはそれらの組合せであっ
てもよく、さらに、シリコン以外にもシリコンカーバイ
ド，シリコンゲルマニウム，ゲルマニウム，ＩＩＩ−Ｖ
族化合物，ＩＩ−ＩＶ族化合物，もしくはＩ−ＩＩＩ−
ＶＩ族化合物，またはこれらの組合せを用いることもで
きる。
【００２２】次に、レーザスクライブ法によって、半導
体層９を溶断し、既に形成されている第１電極層５の分
割線１７に平行に近接していて約１００μｍの幅を有す
る直線状の接続用開口溝７が形成される。この際、１本
の接続用開口溝７を形成するために、複数のレーザビー
ムヘッド１２１，１２２，１２３が用いられ、それらの
ヘッドは各接続用開口溝７に沿ってその全長をヘッド数
で割った間隔１５１で直列に配置される。このとき、複
数の接続用開口溝区分を形成するスクライブ区間１７
１，１７２，１７３はそれらの端部において隣接するス
クライブ区間と約１００μｍの長さで重複する重複長さ
端部を有している。そして、レーザスクライブによって
発生した溶断残滓を除去するために洗浄が行なわれ、そ
の後に半導体層９を覆うように、スパッタリング法によ
って第２電極層１３が堆積される。
体層９を溶断し、既に形成されている第１電極層５の分
割線１７に平行に近接していて約１００μｍの幅を有す
る直線状の接続用開口溝７が形成される。この際、１本
の接続用開口溝７を形成するために、複数のレーザビー
ムヘッド１２１，１２２，１２３が用いられ、それらの
ヘッドは各接続用開口溝７に沿ってその全長をヘッド数
で割った間隔１５１で直列に配置される。このとき、複
数の接続用開口溝区分を形成するスクライブ区間１７
１，１７２，１７３はそれらの端部において隣接するス
クライブ区間と約１００μｍの長さで重複する重複長さ
端部を有している。そして、レーザスクライブによって
発生した溶断残滓を除去するために洗浄が行なわれ、そ
の後に半導体層９を覆うように、スパッタリング法によ
って第２電極層１３が堆積される。
【００２３】具体的には、接続用開口溝７が形成された
後に基板３をスパッタチャンバ内にセットし、そのチャ
ンバは１０-6Ｔｏｒｒより高度の真空に排気される。そ
の後、チャンバ内にスパッタガスとしてアルゴンガス
（Ａｒ）が導入され、１〜５ｍＴｏｒｒのガス圧のもと
にＲＦ放電によって、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）
がドーピングされたＺｎＯ層が８００〜１０００Åの厚
さに堆積される。ここで、第２電極層１３の材料として
は、ＺｎＯの他にＳｎＯ2 やＩＴＯ等の透明電極材料ま
たはＡｌ，Ａｇ，Ｃｒ等の金属材料を用いてもよく、さ
らにはこれらの材料の積層体を用いてもよい。
後に基板３をスパッタチャンバ内にセットし、そのチャ
ンバは１０-6Ｔｏｒｒより高度の真空に排気される。そ
の後、チャンバ内にスパッタガスとしてアルゴンガス
（Ａｒ）が導入され、１〜５ｍＴｏｒｒのガス圧のもと
にＲＦ放電によって、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）
がドーピングされたＺｎＯ層が８００〜１０００Åの厚
さに堆積される。ここで、第２電極層１３の材料として
は、ＺｎＯの他にＳｎＯ2 やＩＴＯ等の透明電極材料ま
たはＡｌ，Ａｇ，Ｃｒ等の金属材料を用いてもよく、さ
らにはこれらの材料の積層体を用いてもよい。
【００２４】その後、接続用開口溝７に関して分離溝１
７の反対側において、その接続用開口溝７に平行に近接
して上部分離溝１９が形成される。この上部分離溝１９
は、第２電極層１３と少なくとも導電性のよいｎ型微結
晶シリコン層とをレーザスクライブ法で除去することに
よって、約１００μｍの幅を有するように形成される。
このとき、１本の上部分割溝１９を形成するために、複
数のレーザビームヘッド１２１，１２２，１２３が用い
られ、それらのヘッドは各上部分離溝１９の全長をヘッ
ドの個数で割った間隔で直列に配置される。すなわち、
１本のスクライブ線３７が複数のスクライブ溝区分１７
１，１７２，１７３によって形成される。各スクライブ
溝区分は、隣接するスクライブ溝区分間で重複する長さ
を有する重複長さ端部を有している。さらに、それらの
隣接するスクライブ溝区分間の重複長さ端部を横断する
横断溝１９１，１９２が約５００μｍの長さに形成され
る。
７の反対側において、その接続用開口溝７に平行に近接
して上部分離溝１９が形成される。この上部分離溝１９
は、第２電極層１３と少なくとも導電性のよいｎ型微結
晶シリコン層とをレーザスクライブ法で除去することに
よって、約１００μｍの幅を有するように形成される。
このとき、１本の上部分割溝１９を形成するために、複
数のレーザビームヘッド１２１，１２２，１２３が用い
られ、それらのヘッドは各上部分離溝１９の全長をヘッ
ドの個数で割った間隔で直列に配置される。すなわち、
１本のスクライブ線３７が複数のスクライブ溝区分１７
１，１７２，１７３によって形成される。各スクライブ
溝区分は、隣接するスクライブ溝区分間で重複する長さ
を有する重複長さ端部を有している。さらに、それらの
隣接するスクライブ溝区分間の重複長さ端部を横断する
横断溝１９１，１９２が約５００μｍの長さに形成され
る。
【００２５】これによって、基板上に第１電極層５と第
２電極層１３とによって挟まれた領域からなる光電変換
セルの複数個が電気的に直列接続されて形成される。
２電極層１３とによって挟まれた領域からなる光電変換
セルの複数個が電気的に直列接続されて形成される。
【００２６】最後に、レーザスクライブによって発生し
た溶断残滓を除去するための洗浄が行なわれ、必要に応
じてエポキシ樹脂などの適当なパッシベーション層が第
２電極層１３を覆うように塗布される。
た溶断残滓を除去するための洗浄が行なわれ、必要に応
じてエポキシ樹脂などの適当なパッシベーション層が第
２電極層１３を覆うように塗布される。
【００２７】以上のような本発明による図１の方法によ
って製造された集積型薄膜光電変換装置と図４に示され
ているような従来の方法によって製造された集積型薄膜
光電変換装置に関して、ＡＭ１．５の擬似太陽光のもと
で初期光電変換効率が９％以上を示す光電変換装置の歩
留りを比較した。その結果、図４の方法による集積型薄
膜光電変換装置の歩留りが５０％であったのに対して、
本発明による図１の方法で製造された集積型薄膜光電変
換装置の歩留りは９９％以上となり、大幅な改善効果が
得られることが確認された。
って製造された集積型薄膜光電変換装置と図４に示され
ているような従来の方法によって製造された集積型薄膜
光電変換装置に関して、ＡＭ１．５の擬似太陽光のもと
で初期光電変換効率が９％以上を示す光電変換装置の歩
留りを比較した。その結果、図４の方法による集積型薄
膜光電変換装置の歩留りが５０％であったのに対して、
本発明による図１の方法で製造された集積型薄膜光電変
換装置の歩留りは９９％以上となり、大幅な改善効果が
得られることが確認された。
【００２８】以上のように、本発明によれば、少なくと
も第１電極層と第２電極層の一方のスクライブ線におけ
るスクライブ溝区分間の継ぎ目において溝の連続性が確
実に維持されるので、電極の分離が不十分であることに
よる集積型薄膜光電変換の歩留りの低下を生じることが
ない。すなわち、本発明によれば、たとえば０．４ｍ×
０．４ｍ以上の大きな表面積を有するにもかかわらず高
性能と高い信頼性を有する集積型薄膜光電変換装置を提
供することができる。
も第１電極層と第２電極層の一方のスクライブ線におけ
るスクライブ溝区分間の継ぎ目において溝の連続性が確
実に維持されるので、電極の分離が不十分であることに
よる集積型薄膜光電変換の歩留りの低下を生じることが
ない。すなわち、本発明によれば、たとえば０．４ｍ×
０．４ｍ以上の大きな表面積を有するにもかかわらず高
性能と高い信頼性を有する集積型薄膜光電変換装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による集積型薄膜光電変換装置の製造工
程を説明するための模式的な平面図である。
程を説明するための模式的な平面図である。
【図２】集積型薄膜光電変換の構造を示す模式的な断面
図である。
図である。
【図３】従来の集積型薄膜光電変換装置の製造方法を説
明するための模式的な平面図である。
明するための模式的な平面図である。
【図４】従来の集積型薄膜光電変換装置のもう１つの製
造方法を説明するための模式的な平面図である。
造方法を説明するための模式的な平面図である。
３ 絶縁基板 ５ 第１電極層 ７ 接続用開口溝 ９ 半導体光電変換層 １３ 第２電極層 １７ 分離溝 １９ 上部分離溝 ３７ １本のスクライブ線 １２１，１２２，１２３ レーザビームヘッド １５１ レーザビームヘッドの間隔 １７１，１７２，１７３ スクライブ溝区分 １９１，１９２ スクライブ溝区分の重複長さ端部を横
断する横断溝 ３２１，３２２，３２３ レーザビームヘッド ３３１ 基板に対するレーザビームヘッドの相対的移動
範囲 ３５１ レーザビームヘッドの間隔 ４２１，４２２，４２３ レーザビームヘッド ４７１，４７２，４７３ スクライブ溝区分 ４３１ 基板に対するレーザビームヘッドの相対的移動
範囲 ４５１ レーザビームヘッドの間隔
断する横断溝 ３２１，３２２，３２３ レーザビームヘッド ３３１ 基板に対するレーザビームヘッドの相対的移動
範囲 ３５１ レーザビームヘッドの間隔 ４２１，４２２，４２３ レーザビームヘッド ４７１，４７２，４７３ スクライブ溝区分 ４３１ 基板に対するレーザビームヘッドの相対的移動
範囲 ４５１ レーザビームヘッドの間隔
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁基板上に順次積層された第１電極
層，半導体光電変換層および第２電極層が複数の光電変
換セルを形成するように実質的に直線状で互いに平行な
複数の分割線によって分割されていてかつそれらの複数
のセルが電気的に直列接続された集積型薄膜光電変換装
置において、 第１電極層を分割する分割線と第２電極層を分割する分
割線の少なくとも一方の分割線の各々は複数の分離溝区
分を含み、 それらの分離溝区分の各々は隣接する分離溝区分の端部
と重複する長さの重複長さ端部を含み、 隣接する２つの分離溝区分間において両方の分離溝区分
の重複長さ端部が短い横断分離溝によって横断されてい
ることを特徴とする集積型薄膜光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29150596A JP3655027B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 集積型薄膜光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29150596A JP3655027B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 集積型薄膜光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135493A true JPH10135493A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3655027B2 JP3655027B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=17769763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29150596A Expired - Lifetime JP3655027B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 集積型薄膜光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3655027B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107517A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | シャープ株式会社 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| JP2009224779A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Schott Solar Gmbh | 直列接続されたセルを備える光起電モジュールの分割線を形成するための方法 |
| JP2013500867A (ja) * | 2009-08-06 | 2013-01-10 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 緯度方向等値線スクライビング加工、ステッチング、ならびに簡易化されたレーザ制御およびスキャナ制御 |
-
1996
- 1996-11-01 JP JP29150596A patent/JP3655027B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107517A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | シャープ株式会社 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| JP2009206279A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| JP2009224779A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Schott Solar Gmbh | 直列接続されたセルを備える光起電モジュールの分割線を形成するための方法 |
| JP2013500867A (ja) * | 2009-08-06 | 2013-01-10 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 緯度方向等値線スクライビング加工、ステッチング、ならびに簡易化されたレーザ制御およびスキャナ制御 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3655027B2 (ja) | 2005-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102299208B (zh) | 薄膜太阳能电池模块及其制造方法 | |
| JP4194468B2 (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
| US6870088B2 (en) | Solar battery cell and manufacturing method thereof | |
| US20090242018A1 (en) | Thin-film solar cell and fabrication method thereof | |
| JP3653800B2 (ja) | 集積化薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP2015198142A (ja) | 結晶シリコン太陽電池およびその製法、ならびに太陽電池モジュール | |
| JP3755048B2 (ja) | 集積化薄膜タンデム太陽電池とその製造方法 | |
| JP3655025B2 (ja) | 薄膜光電変換装置およびその製造方法 | |
| US20100159633A1 (en) | Method of manufacturing photovoltaic device | |
| KR101295547B1 (ko) | 박막 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 | |
| JP3655027B2 (ja) | 集積型薄膜光電変換装置 | |
| WO2011030729A1 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP4127994B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| KR20110060162A (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
| US20120211060A1 (en) | Thin-film solar cell module and method for manufacturing the same | |
| JPH1126795A (ja) | 集積化薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JPH09129903A (ja) | 集積化薄膜タンデム太陽電池とその製造方法 | |
| JP4077456B2 (ja) | 集積化薄膜太陽電池 | |
| JPH11298017A (ja) | 集積型薄膜光電変換装置の製造方法 | |
| TW201117403A (en) | Solar cell and method for fabricating the same | |
| JP2009259926A (ja) | 太陽電池 | |
| JPH10200137A (ja) | 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法 | |
| JP4173692B2 (ja) | 太陽電池素子およびその製造方法 | |
| JP2019179860A (ja) | 太陽電池セル、及び、太陽電池セルの製造方法 | |
| JP2005033006A (ja) | 集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040928 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041207 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050208 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050302 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080311 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |