JPH10200142A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池の製造方法

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JPH10200142A
JPH10200142A JP9003091A JP309197A JPH10200142A JP H10200142 A JPH10200142 A JP H10200142A JP 9003091 A JP9003091 A JP 9003091A JP 309197 A JP309197 A JP 309197A JP H10200142 A JPH10200142 A JP H10200142A
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JP
Japan
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film
cis
solar cell
patterning
manufacturing
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JP9003091A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Toyoda
和弘 豊田
Kenji Sato
賢次 佐藤
Takeshi Iketani
剛 池谷
Takeshi Kamiya
武志 神谷
Norio Mochizuki
紀雄 望月
Shinichi Nakagawa
伸一 中川
Masami Nakamura
真砂美 中村
Kazue Suzuki
和枝 鈴木
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • 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
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • 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

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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高性能な太陽電池を歩留まりよく製造する方
法を提供する。 【解決手段】 CIS系薄膜太陽電池の製造において、
CIS系薄膜/バッファー層、及び、CIS系薄膜/バ
ッファー層/TOC(透明導電膜)の少なくとも一方を
高速で回転するエンドミルによりパターニングする。そ
の際、エンドミルの回転速度は、好適には、1〜5万
r.p.mとし、また、エンドミルの刃先の高さ方向及び
刃先の加重を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高性能なCIS型
太陽電池を歩留まりよく製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CIS(CuInSe2 )系化合物半導
体を有する太陽電池は、CIS型太陽電池として斯界で
知られている。
【0003】図5(a)〜(f)は、従来の太陽電池の
製造方法の一例を示す主要工程の概略断面図である。図
6は、従来の太陽電池の製造方法におけるCIS膜/C
dS膜をパターニングする工程の説明図であって、
(a)は、パターニング工程の斜視図であり、(b)
は、パターニング後の表面を示す平面図であり、(c)
は、その断面を示す概略断面である。図7は、従来の太
陽電池の製造方法におけるZnO膜を製膜する工程で形
成されたZnO膜の断面を示す概略断面図である。図8
は、従来の太陽電池の製造方法におけるCIS膜/Cd
S膜/ZnO膜をパターニングする工程の説明図であっ
て、(a)は、パターニング工程の斜視図であり、
(b)は、パターニング後の表面を示す平面図であり、
(c)は、その断面を示す概略断面図である。
【0004】従来、CIS型太陽電池は、図5(a)〜
(f)に示されるような各工程を順次経て製造されてい
る。
【0005】即ち、従来のCIS型太陽電池は、例え
ば、基板上1にMo膜2を形成する工程[図5
(a)]、Mo膜2をパターニングする工程[図5
(b)]、基板1/Mo膜2上にCIS薄膜3及びCd
S膜4を順次形成する工程[図5(c)]、CIS膜3
/CdS膜4をパターニングする工程[5図(d)]、
ZnO膜5を製膜する工程[図5(e)]、及び、CI
S薄膜3/CdS膜4/ZnO膜5をパターニングする
工程[図5(f)]の各工程図を順次経て製造されてい
る。
【0006】上記工程[図5(b)]のMo膜2のパタ
ーニングは、上記工程[図5(a)]で製膜されたMo
膜2をレーザースクライブ法を用いて行われる。なお、
Mo膜2のパターニングは、予め、上記工程[5図
(a)]の成膜時にマスクを用いても行うことができ
る。
【0007】上記工程[図5(d)]のCIS膜3/C
dS膜4のパターニング及び上記工程[図5(f)]の
CIS膜3/CdS膜4/ZnO膜5のパターニング
は、図6(a)及び図8(a)に示されるように、固定
刃30を用いたメカニカルスクライブ法により行われて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記工程[図5
(d)]のCIS膜3/CdS膜4の積層膜のメカニカ
ルスクライブ法によるパターニングにおいては、加工
時の応力により図6(b)及び(c)に示されるような
積層膜の膜割れ及び剥離が発生し、これらが図7に示す
ような次工程[図5(e)]のZnO膜5の成膜不良に
よる接触不良を起こすこと、CIS膜3/CdS膜4
の積層膜を完全に除去できないことによりショートや断
線を起こすこと、図6(c)に示されるようなCIS
又はMoSeX が残留してZnO膜とMo膜との接触面
の抵抗が増加すること等の問題がある。
【0009】また、上記工程[図5(f)]のCIS膜
3/CdS膜4/ZnO膜5の積層膜のメカニカルスク
ライブ法によるパターニングにおいては、加工時の応
力により図8(b)及び(c)に示されるような積層膜
の膜割れ及び剥離が発生し、これらが図8(b)に示す
ような接触部分の破壊を起こすこと、図8(c)に示
すようにCIS膜3又はMoSeX がMo膜2の表面に
残留するため上記、に示すような接続不良が発生
し、その結果、セルを複数接続した際に生じる直列抵抗
の増大によって、太陽電池の性能低下が起こってしまう
こと等の問題がある。
【0010】上記の問題により、従来の太陽電池の製造
方法では、歩留まりが悪く、高性能な太陽電池を製作で
きない。
【0011】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、高性能な太陽電池を部
留まりよく製造する方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本第1発明は、CIS系
薄膜太陽電池の製造において、CIS系薄膜/バッファ
ー層、及び、CIS系薄膜/バッファー層/TOC(透
明導電膜)の少なくとも一方を高速で回転するエンドミ
ルによりパターニングすることを特徴としている。
【0013】本第2発明は、第1発明において、CIS
系薄膜がCuInSe2、CuInGaSe2、CuIn
2、CuIn(SSe)2、Cu(InGa)(SS
e)2及びCuInGaS2 から選ばれ、バッファー層
がCdS、InxSey 、ZnSe及びInx(OH)y
から選ばれ、そして、TCOがZnO、ZnO:Al、
ITO、In23及びSnO2から選ばれることを特徴
としている。
【0014】本第3発明は、第1又は2発明において、
エンドミルの回転速度を1〜5万r.p.mとすることを
特徴としている。
【0015】第4発明は、第1、2又は3発明におい
て、エンドミルの刃先の高さ方向及び刃先の加重を制御
することを特徴としている。
【0016】本発明において用いられる基板は、例え
ば、ソーダライムガラスであるが、本発明の目的に反し
ないかぎり、従来太陽電池の製造において用いられてい
る、セラミック基板、金属等のいかなる基板をも用いる
ことができる。
【0017】本発明においては、CIS(CuInSe
2 )系化合物半導体によるCIS膜は、例えば、ガラス
基板上にMo膜をスパッタによって作成し、次に、In
あるいはIn−Se化合物とCuあるいはCu−Se化
合物を真空蒸着によって順次成膜した後、Se蒸気雰囲
気中にて加熱処理して形成される。
【0018】また、本発明においては、CdS膜は、溶
液成長法又は真空蒸着法により形成され、ZnO膜は、
スパッタにより形成される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の太陽電池の製造方
法を図1〜3及び上記図5に基づいて説明する。
【0020】図1は、本発明の太陽電池の製造方法にお
けるCIS膜/CdS膜をパターニングする工程の一例
を示す説明図であって、(a)は、パターニング工程の
斜視図であり、(b)は、パターニング後の表面を示す
平面図であり、そして、図1(c)は、その断面を示す
概略断面図である。図2は、本発明の太陽電池の製造方
法におけるZnO膜を製膜する工程の一例を示す説明図
であって、(a)は、製膜後の表面を示す平面図であ
り、そして、(b)は、その断面を示す概略断面図であ
る。図3は、本発明太陽電池の製造方法におけるCIS
膜/CdS膜/ZnO膜をパターニングする工程の一例
を示す説明図であって、(a)は、パターニング工程の
斜視図であり、(b)は、パターニング後の表面を示す
平面図であり、(c)は、その断面を示す概略断面図で
ある。図4は、本発明により製造された太陽電池(A)
及び従来の太陽電池(B)のI−V特性を示す図であ
る。
【0021】図5(a)に示すように、基板上1にMo
膜2をスパッタリングによって1〜2μに堆積させる。
その後、図5(b)に示すように、Mo膜2を紫外線領
域の短い波長を有するレーザであるエキシマレーザによ
るレーザスクライブ法によりパターニングし、短冊状の
Mo膜2(電極層)を形成する。次に、図5(c)に示
すように、基板1/Mo膜2上にP型のCIS(CuI
nSe2 )膜3及びN型のCdS膜4をスパッタリン
グ、溶液成長法、真空蒸着法等により順次形成する。
【0022】このように形成されたCIS膜3/CdS
膜4を図1(a)に示すように回転速度1〜5万r.p.
mのエンドミル10を用いてパターニングする。続い
て、図5(e)に示すように、N型の透明電極であるZ
nO膜5をスパッタリングにより製膜する。その後、図
3(a)に示すように、CIS膜3/CdS膜4/Zn
O膜5を回転速度1〜5万r.p.mのエンドミル10を
用いてパターニングして、溝6を形成することにより、
各短冊状Mo膜(電極)2の表面を露呈させて光起電力
発生層の各ユニットに分離させる。続いて、各ユニット
が直列接続されて化合物半導体薄膜による太陽電池が形
成される。
【0023】本発明では、上述のようにCIS膜3/C
dS膜4を高速で回転するエンドミルによりパターニン
グするので、図1(b)、(c)に示されるように、固
定刃による加工後の表面に従来生じていた膜割れ及び膜
全体の剥離[図6(b)、(c)参照]がないし、ま
た、図1(c)に示すように、従来生じていたCIS及
びMoSeX の残留[図6(b)、(c)参照]がな
い。そのために、図2(a)、(b)に示されるよう
に、ZnO膜5の製膜不良がなく、また、良好なZnO
膜5とMo膜2との接触が可能となる。
【0024】そして、本発明では、上述のようにCIS
膜3/CdS膜4/ZnO膜5を高速で回転するエンド
ミルによりパターニングするので、図3(b)、(c)
に示されるように、固定刃による加工後の表面に従来生
じていた膜割れ及び膜全体の剥離[図8(b)、(c)
参照]がないし、また、図3(c)に示すように、従来
生じていたCIS及びMoSeX の残留[図8(b)、
(c)参照]がない。
【0025】また、上述のようにエンドミル10により
パターニングした本発明による太陽電池(A)及び固定
刃30によりパターニングした従来技術による太陽電池
(B)のI−V特性は、図4に示される。さらに、解放
電圧(Voc )、短絡電流(lsc )、曲線因子(FF)及び
エネルギー変換効率(η)は、次の表1に示される。
【0026】
【表1】
【0027】図4及び表1から明らかなように、本発明
による太陽電池(A)は、従来技術による太陽電池
(B)と比べて、全ての特性において向上している。
【0028】
【発明の効果】CIS膜3/CdS膜、及び、CIS薄
膜/CdS膜/ZnO膜の膜割れ並びに膜全体の剥離が
なく、また、CIS及びMoSeX の残留もないので、
ZnO膜の成膜不良がなく、また、各ユニットセルの直
列接続不良がなくなる。そのために、高性能な太陽電池
を歩留まりよく製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池の製造方法におけるCIS膜
/CdS膜をパターニングする工程の一例を示す説明図
であって、(a)は、パターニング工程の斜視図であ
り、(b)は、パターニング後の表面を示す平面図であ
り、そして、(c)は、その断面を示す概略断面図であ
る。
【図2】本発明の太陽電池の製造方法におけるZnO膜
を製膜する工程の一例を示す説明図であって、(a)
は、製膜後の表面を示す平面図であり、そして、(b)
は、その断面を示す概略断面図である。
【図3】本発明太陽電池の製造方法におけるCIS膜/
CdS膜/ZnO膜をパターニングする工程の一例を示
す説明図であって、(a)は、パターニング工程の斜視
図であり、(b)は、パターニング後の表面を示す平面
図であり、(c)は、その断面を示す概略断面図であ
る。
【図4】本発明により製造された太陽電池(A)及び従
来の太陽電池(B)のI−V特性を示す図である。
【図5】従来の太陽電池の製造方法の一例を示す主要工
程の概略断面図である。
【図6】従来の太陽電池の製造方法におけるCIS膜/
CdS膜をパターニングする工程の説明図であって、
(a)は、パターニング工程の斜視図であり、(b)
は、パターニング後の表面を示す平面図であり、(c)
は、その断面を示す概略断面である。
【図7】従来の太陽電池の製造方法におけるZnO膜を
製膜する工程で形成されるZnO膜の断面を示す概略断
面図である。
【図8】従来の太陽電池の製造方法におけるCIS膜/
CdS膜/ZnO膜をパターニングする工程の説明図で
あって、(a)は、パターニング工程の斜視図であり、
(b)は、パターニング後の表面を示す平面図であり、
(c)は、その断面を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 Mo膜 3 CIS膜 4 CdS膜 5 ZnO膜 6 溝 10 エンドミル 30 固定刃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 武志 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 望月 紀雄 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 中川 伸一 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 中村 真砂美 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 鈴木 和枝 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CIS系薄膜太陽電池の製造において、
    CIS系薄膜/バッファー層、及び、CIS系薄膜/バ
    ッファー層/TOC(透明導電膜)の少なくとも一方を
    高速で回転するエンドミルによりパターニングすること
    を特徴とする太陽電池の製造方法。
  2. 【請求項2】 CIS系薄膜がCuInSe2、CuI
    nGaSe2、CuInS2、CuIn(SSe)2、C
    u(InGa)(SSe)2 及びCuInGaS2 から
    選ばれ、バッファー層がCdS、InxSey 、ZnS
    e及びInx(OH)y から選ばれ、そして、TCOが
    ZnO、ZnO:Al、ITO、In23及びSnO2
    から選ばれることを特徴とする請求項1記載の太陽電池
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 エンドミルの回転速度が1〜5万r.p.
    mであることを特徴とする請求項1又は2記載の太陽電
    池の製造方法。
  4. 【請求項4】 エンドミルの刃先の高さ方向及び刃先の
    加重を制御することを特徴とする請求項1、2又は3記
    載の太陽電池の製造方法。
JP9003091A 1997-01-10 1997-01-10 太陽電池の製造方法 Withdrawn JPH10200142A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005064693A1 (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Showa Shell Sekiyu K.K. 集積型薄膜太陽電池及びその製造方法
JP2008226892A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Showa Shell Sekiyu Kk 集積構造の透光性cis系薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法
CN100466305C (zh) * 2007-11-22 2009-03-04 北京科技大学 一种制备铜铟硒薄膜太阳能电池富铟光吸收层的方法
US7741560B2 (en) * 2005-07-22 2010-06-22 Honda Motor Co., Ltd. Chalcopyrite solar cell
JP2011009557A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Kyocera Corp 光電変換セルおよび光電変換モジュール
WO2013031453A1 (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 京セラ株式会社 光電変換装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005064693A1 (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Showa Shell Sekiyu K.K. 集積型薄膜太陽電池及びその製造方法
US7741560B2 (en) * 2005-07-22 2010-06-22 Honda Motor Co., Ltd. Chalcopyrite solar cell
JP2008226892A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Showa Shell Sekiyu Kk 集積構造の透光性cis系薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法
CN100466305C (zh) * 2007-11-22 2009-03-04 北京科技大学 一种制备铜铟硒薄膜太阳能电池富铟光吸收层的方法
JP2011009557A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Kyocera Corp 光電変換セルおよび光電変換モジュール
WO2013031453A1 (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 京セラ株式会社 光電変換装置
JPWO2013031453A1 (ja) * 2011-08-29 2015-03-23 京セラ株式会社 光電変換装置

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