JPS62213282A - 無定形シリコン薄膜太陽電池製作時の短絡防止方法 - Google Patents
無定形シリコン薄膜太陽電池製作時の短絡防止方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、基底電極−能動無定形シリコン層−被覆電
極の成層構造が大面積の基板上に析出している無定形７
リコン薄膜太陽電池（二対して電気接触用のフィンガ電
極構造を設ける際の短絡の発生を防止する方法に関する
ものである。
極の成層構造が大面積の基板上に析出している無定形７
リコン薄膜太陽電池（二対して電気接触用のフィンガ電
極構造を設ける際の短絡の発生を防止する方法に関する
ものである。
無定形シリコンを使用する薄膜太陽電池とその動作態様
は既（：文献ハイワング（Ｗ、 Ｈａｙｗａｎｇ ）著
「無定形多結晶半導体（Ａｍｏｒｐｈｅ ｕｎｄ ｐｏ
ｌｙ−ｋｒｉｓｔａｌｌｉｎｅ Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒ
） Ｊ 半導体電子シリーズ第１８巻、シュプリン
ガーフエルラーク（１９８４年）５８−６４頁に発表さ
れていて公知である。
は既（：文献ハイワング（Ｗ、 Ｈａｙｗａｎｇ ）著
「無定形多結晶半導体（Ａｍｏｒｐｈｅ ｕｎｄ ｐｏ
ｌｙ−ｋｒｉｓｔａｌｌｉｎｅ Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒ
） Ｊ 半導体電子シリーズ第１８巻、シュプリン
ガーフエルラーク（１９８４年）５８−６４頁に発表さ
れていて公知である。
大面積の太陽電池では著しく大きな電流が流れ得る。例
えば効率１ ｆ １０％として１００ ｍＷ／ｃｄの標
準的太陽光照射の下で１０Ｘ］Ｏｃｊ当り１゜５Ａ以上
の電流が流れるから直列抵抗又は接合抵抗において無視
できないオーム損失が生ずる。薄膜太陽電池では能動半
導体層が基底電極を密着して覆っていないとき上下の電
極の間に短絡が生じ、電池の効率を著しく低下させる。
えば効率１ ｆ １０％として１００ ｍＷ／ｃｄの標
準的太陽光照射の下で１０Ｘ］Ｏｃｊ当り１゜５Ａ以上
の電流が流れるから直列抵抗又は接合抵抗において無視
できないオーム損失が生ずる。薄膜太陽電池では能動半
導体層が基底電極を密着して覆っていないとき上下の電
極の間に短絡が生じ、電池の効率を著しく低下させる。
太陽電池の直列抵抗を小さくするためフィンガ電極構造
（グリッド）と呼ばれている電極が設けられる。基板−
基底電極−ｎｉｐ型の無定形シリコン層−半透明被覆電
極−グリッド電極という成層構造の太陽電池は欧州特許
出願公開第００６０３６３Ａ１号により公知である。基
底電極と良電導性被覆電極の間Ｃ；フィンガ電極構造の
区域内で生ずる短絡は特に危険であって、電池を使用不
可能Ｃ：することがある。
（グリッド）と呼ばれている電極が設けられる。基板−
基底電極−ｎｉｐ型の無定形シリコン層−半透明被覆電
極−グリッド電極という成層構造の太陽電池は欧州特許
出願公開第００６０３６３Ａ１号により公知である。基
底電極と良電導性被覆電極の間Ｃ；フィンガ電極構造の
区域内で生ずる短絡は特に危険であって、電池を使用不
可能Ｃ：することがある。
この難点を避けるため被覆電極と基底電極の間に電圧を
印加して短絡を焼き切るか、あるいはセンサを使用して
シリコン層内の欠陥の位置を決定した後被覆電極と基底
電極の一方又は双方の一部を焼き取ることが試みられた
。第１の方法は充分大きな電流を流すためには欠陥が余
り高いオーム抵抗のものではあってはならないという欠
点があり、第２の方法は実施困離で高価となる。
印加して短絡を焼き切るか、あるいはセンサを使用して
シリコン層内の欠陥の位置を決定した後被覆電極と基底
電極の一方又は双方の一部を焼き取ることが試みられた
。第１の方法は充分大きな電流を流すためには欠陥が余
り高いオーム抵抗のものではあってはならないという欠
点があり、第２の方法は実施困離で高価となる。
この発明の目的は、無定形シリコンの析出に際して発生
することがある欠陥に基く短絡を簡単廉価な方法で確実
に防止することである。
することがある欠陥に基く短絡を簡単廉価な方法で確実
に防止することである。
この目的は基底電極と被覆電極の間に能動無定形シリコ
ン層の形成前又はその後（：少くともフィンガ電極構造
予定区域に絶縁分離領域を作ることによって達成される
。
ン層の形成前又はその後（：少くともフィンガ電極構造
予定区域に絶縁分離領域を作ることによって達成される
。
無定形シリコン層の析出前にフィンガ電極構造に予定さ
れている区域Ｃ：絶縁性の成層構造を設け、この成層構
造を例えば酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）とするか基底電極層
の選択酸化によって作ること、あるいは金属−ｎｉｐミ
ル型無定形シリコン明被覆電極−金属グリッドという成
層構造の場合基底電極層を全面的（二弁作用金属層で覆
い、無定形シリコン層の析出後この金属層に電解液を使
用する陽極酸化処理を施すこともこの発明の枠内Ｃ；あ
る。
れている区域Ｃ：絶縁性の成層構造を設け、この成層構
造を例えば酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）とするか基底電極層
の選択酸化によって作ること、あるいは金属−ｎｉｐミ
ル型無定形シリコン明被覆電極−金属グリッドという成
層構造の場合基底電極層を全面的（二弁作用金属層で覆
い、無定形シリコン層の析出後この金属層に電解液を使
用する陽極酸化処理を施すこともこの発明の枠内Ｃ；あ
る。
弁作用金属としてはタンタルが有利であり、電解液とし
てはリン酸水溶液が有利である。メンタル層の厚さは約
１０ｎｍに調整する。
てはリン酸水溶液が有利である。メンタル層の厚さは約
１０ｎｍに調整する。
この発明の別の実施態様（：おいては、基底電極層の上
（；無定形シリコン層を析出させた後基底電極層には作
用するが無定形シリコン層には作用しないエツチング剤
によるエツチング処理を無定形シリコン層の欠陥箇所Ｃ
；おいて基板表面が露出するまで続ける。続いてエツチ
ング剤の残りを除去した後被覆電極層を全面的に形成さ
せる。この方法は最も簡単に実施されるものである。
（；無定形シリコン層を析出させた後基底電極層には作
用するが無定形シリコン層には作用しないエツチング剤
によるエツチング処理を無定形シリコン層の欠陥箇所Ｃ
；おいて基板表面が露出するまで続ける。続いてエツチ
ング剤の残りを除去した後被覆電極層を全面的に形成さ
せる。この方法は最も簡単に実施されるものである。
第１図乃至第１０図（二ついてこの発明を更に詳細に説
明する。
明する。
第１図に示すように、例えばガラス透明基板ｌＣ二ニッ
ケル・クロム又は銀等の金属の基底電極層２を全面的に
蒸着する。この層には後で設けられるグリッド構造（７
）の下になる区域にＳｉｎ！層３が設けられる。
ケル・クロム又は銀等の金属の基底電極層２を全面的に
蒸着する。この層には後で設けられるグリッド構造（７
）の下になる区域にＳｉｎ！層３が設けられる。
第２図（；示すよう（二、構造（ｌ、２，３）の上に無
定形シリコンから成る太陽電池の能動半導体層４が設け
られる。この層はｐｉｎ型又はｎｉｐ型の成層構造であ
るが、図にはこの構造が示されていない。５として示さ
れている箇所では無定形シリコン層に欠陥もしくは孔が
あり、太陽電池の両方の電極２と６の間の短絡がここに
発生することがある。
定形シリコンから成る太陽電池の能動半導体層４が設け
られる。この層はｐｉｎ型又はｎｉｐ型の成層構造であ
るが、図にはこの構造が示されていない。５として示さ
れている箇所では無定形シリコン層に欠陥もしくは孔が
あり、太陽電池の両方の電極２と６の間の短絡がここに
発生することがある。
第３図１：示すよ５ｃ、欠陥５を持つ無定形シリコン層
４の表面に例えばインジウムをドープした酸化スズの被
覆電極６が全面的に設けられる。
４の表面に例えばインジウムをドープした酸化スズの被
覆電極６が全面的に設けられる。
第４図に示すよう（＝、続いて被覆電極層６の上に例え
ばパラジウム又はニッケル・クロム合金ノフインガ電極
系（グリッド）７が形成される。第４図から分るよう１
；グリッド７の下で基底電極２は絶縁層３によって被覆
電極６から分離されているから、グリッド７の下の危険
箇所（；おいて短絡は生じ得ない。
ばパラジウム又はニッケル・クロム合金ノフインガ電極
系（グリッド）７が形成される。第４図から分るよう１
；グリッド７の下で基底電極２は絶縁層３によって被覆
電極６から分離されているから、グリッド７の下の危険
箇所（；おいて短絡は生じ得ない。
第５図に示すように、金属Ｒ２−ｎ１ｐＷ成層構造の無
定形シリコン層４−インジウムをドープした酸化スズの
被覆電極６−金属グリッド７という特定構造に対しては
、短絡を防止する別の方法が考えられる。この場合金属
基底電極層２の上に例えば厚さ約１０１ｍの薄いタンタ
ル層１２を設け、その上（：無定形シリコン層４をｎｉ
ｐ型に形成する。５として示されている箇所には孔があ
るものとする。
定形シリコン層４−インジウムをドープした酸化スズの
被覆電極６−金属グリッド７という特定構造に対しては
、短絡を防止する別の方法が考えられる。この場合金属
基底電極層２の上に例えば厚さ約１０１ｍの薄いタンタ
ル層１２を設け、その上（：無定形シリコン層４をｎｉ
ｐ型に形成する。５として示されている箇所には孔があ
るものとする。
第６図（＝示すように、続いて欠陥又は孔５があるシリ
コン層４の表面≦ニリン酸水溶液を電解液として接触さ
せる。そのためには電解液を含浸した吸い取り紙９が使
用される。この場合余分の電解液１０が欠陥５に侵入す
る。ここで外部電源８を使用して金属基底電極２を電解
液１０に対して陽に接続すると、シリコン層４自体は逆
極性接続であるため欠陥５を通してだけ電流が流れる。
コン層４の表面≦ニリン酸水溶液を電解液として接触さ
せる。そのためには電解液を含浸した吸い取り紙９が使
用される。この場合余分の電解液１０が欠陥５に侵入す
る。ここで外部電源８を使用して金属基底電極２を電解
液１０に対して陽に接続すると、シリコン層４自体は逆
極性接続であるため欠陥５を通してだけ電流が流れる。
この電流によりタンタル層１２の上に絶縁性の陽極酸化
メンタル層１３が作られ、基底電極２との短絡を阻止す
る。
メンタル層１３が作られ、基底電極２との短絡を阻止す
る。
第７図に示すよう（＝、噴霧処理後インジウム・酸化ス
ズ層６とグリッド７をと９つける。
ズ層６とグリッド７をと９つける。
第８図に示すように、ｐｉｎ型又はｎｉｐ型の無定形シ
リコン成層構造４を金属又は導電性の透明酸化物例えば
フッ素をドープした酸化スズの基底電極２の表面に設け
た後この未完成のデバイスを洗浄し、基底電極層２だけ
に作用し能動シリコン層４１＝は作用しないエツチング
剤によってエッチする。
リコン成層構造４を金属又は導電性の透明酸化物例えば
フッ素をドープした酸化スズの基底電極２の表面に設け
た後この未完成のデバイスを洗浄し、基底電極層２だけ
に作用し能動シリコン層４１＝は作用しないエツチング
剤によってエッチする。
第９図に示すように、基底電極層２はここではなおエツ
チング除去が可能である厚さにとどめる。エツチングは
欠陥５に対して行われる。この実施例では基底電極層２
はニッケル・クロム合金であり、エツチング剤は硫酸セ
リウムの硝酸溶液である。
チング除去が可能である厚さにとどめる。エツチングは
欠陥５に対して行われる。この実施例では基底電極層２
はニッケル・クロム合金であり、エツチング剤は硫酸セ
リウムの硝酸溶液である。
第１０図に示すよつ（；、続く洗浄処理の後に設けられ
た透明導電性酸化物又は金属の被覆電極層６は、基底電
極層２のエツチング除去により無定形シリコン層４の欠
陥５の下に形成された絶縁分離領域】１のため短絡の発
生箇所（二はならない。
た透明導電性酸化物又は金属の被覆電極層６は、基底電
極層２のエツチング除去により無定形シリコン層４の欠
陥５の下に形成された絶縁分離領域】１のため短絡の発
生箇所（二はならない。
図面はこの発明の方法の種々の段階においてのデバイス
の断面を示すもので、第１図乃至第４図には追加形成さ
れる絶縁分離層の形態、第５図乃至第７図ζ；は陽極酸
化によって作られる絶縁分離層の形態、第８図乃至第１
０図は特殊エツチング過程によって作られる絶縁分離層
の形態が示される。各図面艦＝おいて、 １・・・基板、 ２・・・基底電極、 ４・・・能動無
定形シリコン層、 ６・・・被覆電極。 ＩＧ １０
の断面を示すもので、第１図乃至第４図には追加形成さ
れる絶縁分離層の形態、第５図乃至第７図ζ；は陽極酸
化によって作られる絶縁分離層の形態、第８図乃至第１
０図は特殊エツチング過程によって作られる絶縁分離層
の形態が示される。各図面艦＝おいて、 １・・・基板、 ２・・・基底電極、 ４・・・能動無
定形シリコン層、 ６・・・被覆電極。 ＩＧ １０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）基底電極（２）と能動無定形シリコン層（４）と被
覆電極（６）から成る成層構造を大面積基板（１）上に
析出させて作つた薄膜太陽電池に電気接続端となるフィ
ンガ電極構造を製作する際における短絡の発生を防止す
る方法において、基底電極（２）と被覆電極（６）の間
に能動無定形シリコン層（４）の形成前又はその後で少
くとも後でフィンガ電極構造（７）が作られる区域にお
いて絶縁分離領域（１１）が形成されることを特徴とす
る無定形シリコン薄膜太陽電池製作時の短絡防止方法。 ２）基底電極層（２）に対して無定形シリコン層（４）
の析出前に後で作られるフィンガ電極構造（７）の区域
において絶縁層構造（３）が設けられることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）絶縁層構造（３）が酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）で作ら
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の方法。 ４）絶縁層構造（３）が基底電極層（２）の選択酸化に
よつて作られることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の方法。 ５）ｎｉｐ型成層構造（４）を持つ薄膜太陽電池の場合
基底電極層（２）が弁作用金属層（１２）によつて全面
的に覆われ、この層に対して無定形シリコン層（４）の
析出後に電解液（１０）を使用する陽極酸化処理が実施
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ６）弁作用金属（１２）としてタンタルが、電解液（１
０）としてリン酸（Ｈ＿３ＰＯ＿４）の水溶液が使用さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方法
。 ７）タンタル層（１２）の厚さが約１０ｎｍに調整され
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８）基底電極層（２）の表面に無定形シリコン層（４）
を析出させた後、基底電極層（２）だけに作用し無定形
シリコン層（４）には作用しないエッチング剤を使用し
て基板（１）が無定形シリコン層（４）の欠陥箇所にお
いて露出するまでエッチング処理を実施すること、次い
でエッチング剤の残りを除去した後被覆電極層（６）を
全面的に設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ９）基底電極層（２）には金属が、被覆電極層（６）に
は透明な導電性酸化物特にフッ素をドープした酸化スズ
が使用されることを特徴とする特許請求の範囲第８項記
載の方法。１０）基底電極層（２）が例えば６０：４０
のニッケル・クロム合金であるとき、エッチング剤とし
て硫酸セリウムの硝酸溶液又は塩酸、エチレングリコー
ルおよび塩化ニッケル混合液が使用されることを特徴と
する特許請求の範囲第８項又は第９項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3608033.0 | 1986-03-11 | ||
| DE3608033 | 1986-03-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62213282A true JPS62213282A (ja) | 1987-09-19 |
Family
ID=6296040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62051872A Pending JPS62213282A (ja) | 1986-03-11 | 1987-03-06 | 無定形シリコン薄膜太陽電池製作時の短絡防止方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0236938A3 (ja) |
| JP (1) | JPS62213282A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015522947A (ja) * | 2012-06-05 | 2015-08-06 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔａ Ｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ | 第１の電極、活性層、および第２の電極を含むタイプのスタックを構成する方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5055416A (en) * | 1988-12-07 | 1991-10-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electrolytic etch for preventing electrical shorts in solar cells on polymer surfaces |
| DE3923995A1 (de) * | 1989-07-20 | 1991-01-31 | Lutz Biedermann | Stabilisierungselement fuer knochen |
| DE10307772B8 (de) * | 2003-02-14 | 2006-09-28 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Verfahren zur Passivierung der anorganischen Elektrode einer organischen Solarzelle und organische Solarzelle |
| DE102010052863A1 (de) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls und ein Solarmodul |
| US20130256143A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | GM Global Technology Operations LLC | Anodized inserts for coulomb damping or frictional damping |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4417092A (en) * | 1981-03-16 | 1983-11-22 | Exxon Research And Engineering Co. | Sputtered pin amorphous silicon semi-conductor device and method therefor |
| DE3312053C2 (de) * | 1983-04-02 | 1985-03-28 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zum Verhindern von Kurz- oder Nebenschlüssen in einer großflächigen Dünnschicht-Solarzelle |
| IN165761B (ja) * | 1983-07-28 | 1990-01-06 | Energy Conversion Devices Inc | |
| EP0190855A3 (en) * | 1985-02-08 | 1986-12-30 | Energy Conversion Devices, Inc. | Improved photovoltaic device tolerant of low resistance defects |
-
1987
- 1987-03-04 EP EP87103093A patent/EP0236938A3/de not_active Withdrawn
- 1987-03-06 JP JP62051872A patent/JPS62213282A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015522947A (ja) * | 2012-06-05 | 2015-08-06 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔａ Ｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ | 第１の電極、活性層、および第２の電極を含むタイプのスタックを構成する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0236938A3 (de) | 1989-11-15 |
| EP0236938A2 (de) | 1987-09-16 |
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