JPS6191971A - 太陽電池装置の製造方法 - Google Patents

太陽電池装置の製造方法

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JPS6191971A
JPS6191971A JP59213736A JP21373684A JPS6191971A JP S6191971 A JPS6191971 A JP S6191971A JP 59213736 A JP59213736 A JP 59213736A JP 21373684 A JP21373684 A JP 21373684A JP S6191971 A JPS6191971 A JP S6191971A
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JP
Japan
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layer
transparent
electrode layer
solar battery
semiconductor layer
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Pending
Application number
JP59213736A
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English (en)
Inventor
Shinji Nishiura
西浦 真治
Michiya Kamiyama
神山 道也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • 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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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の屈する技術分野】
本発明は、透明絶縁基板上に形成される光起電力部に非
品質薄膜半導体を用いた太陽電池の単位セルを直列接続
して成る太陽電池装置に関する。
【従来技術とその問題点】
シランガスのグロー放電分解により形成されるアモルフ
ァスシリコン(以下a−3iと記す)は、気相成長であ
るため原理的に大面積化が容易であり大出力素子として
開発がjJl待されている0発電した電力を効率よく取
り出すためには、大間電池を、例えば第2回に示すよう
な形状とし単位セルが直列接続されている構造とするこ
とが望ましい。 この構造は、ガラス基板等の透明絶11基板lの上に3
明電極21,22,23.24,25.、、、を短冊状
に形成する。この3明電極21〜25は、ITO(イン
ジウム錫酸化物) 、 SnO,(酸化錫)またはI 
T O/ Snug複合膜を電子ビーム蒸着、スパッタ
リング、熱CVD等によりガラス基板1の全面に付着し
たのち、。 光蝕刻法を用いて短冊すに形成されるもので、この方法
は当業者には周知の方法である。同様の方法でa−S1
m31,32,33,34.、、、、、*FiiLff
i41.42゜43.44.、、、、を形成する。この
とき退明電F!Al15と金属電極層が電気的に接続す
るように、それぞれ金5電!541を透明T4極22と
、42を23と、43を24と、44を25と接触させ
る。  a−5ill$31〜35は、透明型PlL側
から積層される、例えば100人の厚さのpIW、0.
5μ纏の厚さのノンドープ(i)M’f、500 人の
厚さのn屑からなる。 しかしこのように直列接続型太I!i電池を構成する場
合、次の問題点がある。 (1)バッチ式1程であるので自動化が困難である。 (2)マスクを用いるので大面積化するにつれてコスト
が著しく高くなる。 (3)マスク合わせを3回行う必要があるので、位置合
わせの余裕をとる関係から光発電に対する無効面積部分
が大きくなる。 (41金r%電極のバターニングをりん酸、硝酸等の酸
を用いたエツチングにより行う隙に住する発注機の水素
によって透明tiが還元され、Si性を失うので、透明
電極を厚く形成しなければならない。
【発明の目的] 本発明は、上記の問題点を解決して自動化に通したドラ
イな加工方法を用い、しかも少ない加工回数で経済的に
なる直列接続型の太陽電池装置の製造方法を堤供するこ
とを目的と(ろ。 【発明の要点] 本発明によれば、這明絶i%へ板上にそれぞれ分離した
領域からなる透明電極層、非晶質半導体層、金属1を1
屑が順に積層され、上下に重なる各屑碩域からなる単位
太陽電池セルが直列接続される太陽電池装置の製造方法
において、分離した領域からなる透明電極層の上に非晶
π半導体層および金rs電極層を一面に被着し、透明型
へ層の分な部と異なる位置の上にレーザ光を照射して金
属電極層および非晶質半導体層を分期し、ついで透明電
極層の分離部と金E%電極肩および非晶π半導体Wの分
離部との間の区域に上方からレーザ光を照射して非晶質
半導体層を層厚さ全体にわたって結晶化することによっ
て上記の目的を達成する。半導体層の結晶化部分はその
上面にTl魁する一つの単位太陽電池セルに属する金属
電極とその下面に接触する隣接単位太lli電池セルに
屈する透明電極との間の接続に役立ち、これにより各単
位太陽電池セルが直列接続される。 【発明の実施例】 第1図1al〜telは本発明の一実施例の工程を順に
示し、!IS2図と共通部分には同゛−の符号が付され
ている。第1図(a目よ透明t5パターンを示したもの
で、透明型F5屑は第1図の場合と同様ガラス基板1の
上に電子ビーム、熱CVD方法で1000λ〜3000
人の厚さに一面に形成したのち、その面に約50μ■゛
に絞ったYAGレーザビームを当てて走査することによ
り透明t521,22,23.24..、、、をパター
ニングする。このときのレーザの出力パワーとしては、
2×101?W/−が適当であった0次に透明電極側か
ら順に、厚さ約100人の2層、厚さ約0.5μmの1
石、厚さ500人のnNからなる暑−5t屑3を一面に
形成する。2層はBtu、をSiR*に対して1%混入
した反応ガスを用いてグロー放電することにより形成さ
れる。1層はSiLの分解により、nJi5は5NIa
と1%のPH1の混合ガスの分解により形成される。さ
らにその上に一面に金属電極N4を電子ビーム襲着法な
どで形成する。この金属電極IW4には、土として^I
が用いられるが、他にTl、Cr、Ta、AH,Cu、
Nlが単独又は重ねて用し1られる。この状態が第1図
−)である、つづいて約50μ−に絞ったレーザ光を照
射して、第1図telに示すような一−S1パターン3
1,32,33.34.、、、、、金属電極パターン4
1,42,43.44.、、、、を同時に形成する。こ
のときの照射レーザパワーは5〜l0XIO’ W/c
+Jが適当で、除去される分月帯5の幅は約40μmで
あ、た、この場合、分離帯5は透明型521.22..
。 60間の分離帯6とはずらして設けられている。このあ
と、透明電極の分離W6の上側とa−Sijl域および
金属を極の分g!帯5との間に挟まれた部分にレーザ光
を照射する。このレーザ光パワーはzXIO″W/−以
下、望ましくは0.1〜txto’w/−で、このレー
ザ光照射によって照射領域71゜72.73,74.、
、、、において金属T1へ41.42.、、、、が一部
溶融し、またその熱によってa −S1府31.32.
、。 9.の多結晶化が起こる。この結果、例えば透明型45
i21.  a−Si層31.金属TZ N 41から
なる単位太陽電池セルと透明型へ22.a−51層32
.企匡電642からなるφ位太陽電池セルとは〜レーザ
光照射部分7】の(Ff、抵抗多時品Si層によって直
列接続される。 他のセル間も同様に接続される。 10c++角のガラス基板の上にこのようにしてl!遺
された1ollI列の単位セルからなる火陥電池により
、Voc=8.8 V、  I sc−130mA、 
 F F −0,6、出力−690++Wの特性を得た
。またレーザ光照射によりパターニングを行うことによ
って、透明電極の間隙を約゛50μ■、金に′A電極の
間「を約40μ電、金属電極とα明電極の重なり部分を
約200μmにすることができたので、無効面積部分が
単位セル当たり0.5m−以下となり、全面積の90%
程度を有効発電面積とすることができた。 さらに、この太lli電池をグロー放電炉に入れ、C)
l、を用いて土柱ないし数土柱エツチングすることによ
り、フィルファクタFFが0.67まで改善され、それ
に伴い出力が約10%向上した。このことはパターニン
グのためのレーザ光照射時に付随して低抵抗化される縁
部81,82.83,84.、、、、 (第1図1et
参照)がエツチングによって除去され、リーク電流が減
少し、接合特性が向上した結果によるものであると考え
られる。 パターニングの客のレーザ光パワーを3〜4×10’W
/−程度に下げた場合、a−3i石3の下部が除去され
ないが、金属電極側のドーピング層が除去されていれば
、太陽電池特性上は問題のないことが確かめられた。
【発明の効果】
本発明は、直列接読型太陽電池装置の透明電極上の非晶
質半導体層および金属電極層のパターニングを共通に、
かつ透明電極パターンとずらせてレーザ加工により行い
、ずらされて重なった透明電極と金属電極の間の非晶r
半導体層を結晶化して低抵抗化することにより隣接単位
太陽電池セル間の接続を行うものである。退引電極層の
パターニングもレーザ加工を用いればパターニングはす
べてドライプロセスになって自動化が可能てあり、マス
クを用いる必要がなく、非晶質半導体の結晶化も同じレ
ーザ装置により実施でき、また非晶質半導体層と金属電
極層のパターニングを一括し−行うためパターニング工
程数が1回城少し、バターニング条件の選択の回数も減
少するのでコスト低減が可能になる。さらに位置合わせ
が2回で済むため、各層間にd7pな位置合わせのため
の余裕が少なくなり、レーザ加工の精度と相まってでき
上がった太陽電池装置の有効発電面積を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
v1図は本発明の一実施例の製造工程を順次示す一部断
面図、?、 2図は従来例の一部断面図である。 にカ゛ラス基晃反、 21.22.22.24. :透
明電極、3  :  a −5t1、 31.32.3
3,34  ;  a −5IJN 111域、4:金
属電極層、41,42,43.44 :金属電極、5:
金属電極、a−5iWA分邸帯、6:透明電極分離帯、
71.72,73,74 :レーザ光照11部分。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)透明絶縁基板上にそれぞれ分離した領域からなる透
    明電極層、非晶質半導体層、金属電極層が順に積層され
    、上下に重なる各層領域からなる単位太陽電池セルが直
    列接続される太陽電池装置の製造方法において、分離し
    た領域からなる透明電極層の上に非晶質半導体層および
    金属電極層を一面に被着し、透明電極層の分離部と異な
    る位置の上にレーザ光を照射して金属電極層および非晶
    質半導体層を分離し、ついで透明電極層の分離部と金属
    電極層および非晶質半導体層の分離部との間の区域に上
    方からレーザ光を照射して非晶質半導体層を層厚さ全体
    にわたって結晶化することを特徴とする太陽電池装置の
    製造方法。
JP59213736A 1984-10-05 1984-10-12 太陽電池装置の製造方法 Pending JPS6191971A (ja)

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