JPS62295467A - Photoelectric convertor - Google Patents

Photoelectric convertor

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Publication number
JPS62295467A
JPS62295467A JP62135544A JP13554487A JPS62295467A JP S62295467 A JPS62295467 A JP S62295467A JP 62135544 A JP62135544 A JP 62135544A JP 13554487 A JP13554487 A JP 13554487A JP S62295467 A JPS62295467 A JP S62295467A
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JP
Japan
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electrode
photoelectric conversion
elements
semiconductor
conversion device
Prior art date
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Application number
JP62135544A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PURPOSE:To prevent a leakage current between two electrodes from flowing by simultaneously removing an N-type or P-type semiconductor layer under the second electrode by cutting and separating by a laser scribing method to form the second electrode. CONSTITUTION:A second groove 18 for electrically connecting first and second elements 31, 11 is formed by removing a nonsingle crystal semiconductor 3 having a P-N or PIN junction and a first electrode 2 disposed thereunder and connecting a second electrode 4 of a second element 11 with the side of the first electrode 2 of a first element 31. In this case, the groove 18 is formed over the interior of the electrode 4 of the element 31. Thus, the elements 31, 11 can be electrically separated between the first electrodes completely.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 この発明は、PINまたはPN接合を少なくとも1つ有
するアモルファス半導体を含む非単結晶半導体が透光性
絶縁基板上に設けられた光電変換素子(単に素子ともい
う)を複数個電気的に直列接続した、高い電圧の発生が
可能な光電変換装置に関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention The present invention provides a photoelectric conversion element ( The present invention relates to a photoelectric conversion device that is capable of generating high voltage and has a plurality of electrically connected elements (also simply referred to as elements) in series.

この発明は、複数の素子間の連結に必要な面積を従来の
マスク合わせ方式の1/10〜1/100にするため、
レーザスクライプ方式を用いたことを特徴としている。
This invention reduces the area required for connecting multiple elements to 1/10 to 1/100 of the conventional mask alignment method.
It is characterized by the use of a laser scribe method.

この発明は、第1および第2の素子の電気的連結を行う
第2の開溝を、PNまたはPIN接合を有する夢り単結
晶半導体とその下の第1の電極とを除去してしまい、第
1の素子の第1の電極の側面に第2の素子の第2の電極
を連結するもので、その際、この第2の開溝は第1の素
子の第2の電極の内部にわたらせて設けることにより、
第1の素子、第2の素子のそれぞれの第1の電極間の電
気的アイソレイシロンをより完全にすることを目的とし
ている。
In the present invention, the second groove for electrically connecting the first and second elements is removed by removing a single crystal semiconductor having a PN or PIN junction and the first electrode thereunder, A second electrode of a second element is connected to a side surface of a first electrode of the first element, and the second groove extends inside the second electrode of the first element. By providing
The purpose of this is to achieve more complete electrical isolation between the first electrodes of the first element and the second element.

このため第1および第2の素子の第2の電極を分離する
開溝は、第1の素子の半導体上にわたって設けることに
より、製造上の歩留り向上の冗長度を設けたことを特徴
としている。
For this reason, the groove separating the second electrodes of the first and second elements is provided over the semiconductor of the first element, thereby providing redundancy for improving manufacturing yield.

この発明は、連結部での電気的接合を第1の素子の第1
の電極を構成する透光性導電膜(CTPという)の側面
に第2の素子の第2の電極を延在して側面に密接せしめ
て用いることにより、連結部での必要面積を減少せしめ
たことを特徴としている。
In this invention, the electrical connection at the connecting portion is
By extending the second electrode of the second element to the side surface of the transparent conductive film (referred to as CTP) constituting the electrode of the device, and using the second electrode in close contact with the side surface, the area required at the connecting portion is reduced. It is characterized by

このため第1および第2の素子の半導体を分離する開溝
は、第1の素子の第1の電極位置上にわたって設け、L
Sの走査の揺らぎによる製造上の冗長度(余裕度)を与
えることを特徴としている。
For this reason, an opening groove separating the semiconductors of the first and second elements is provided over the first electrode position of the first element, and L
It is characterized by providing manufacturing redundancy (margin) due to fluctuations in the scanning of S.

従来、マスク合わせ方式において、その連結部は5〜l
ll1l11の巾を必要としていたが、これをその1/
10〜1/100の350〜30μ好ましくは200〜
50μとすることにより、この連結部を10〜50段必
要とするハイブリッド方式において、光電変換装置とし
て用いられる全パネルの光起電力発生用の面積(有効面
積または実効面積という)が、従来の75〜50%より
97〜90%にまで高められ、実効変換効率を10〜2
0%も実質的に向上せしめたことを特徴とする。
Conventionally, in the mask matching method, the connecting part is 5 to 1
I needed a width of ll1l11, but this is 1/1
10 to 1/100 of 350 to 30μ, preferably 200 to 30μ
By setting the diameter to 50μ, in a hybrid system that requires 10 to 50 stages of connecting parts, the area for generating photovoltaic power (referred to as effective area or effective area) of all panels used as photoelectric conversion devices is smaller than the conventional 75μ. It can be increased from ~50% to 97~90%, increasing the effective conversion efficiency by 10~2
It is characterized by a substantial improvement of 0%.

この発明ではレーザビームスクライブ方式を用いること
により、合わせマークを基準としてこのスクライブされ
るアドレスを予めコンピュータ(マイクロ・コンピュー
タ)のメモリに記憶させておくことにより、従来より知
られたマスク合わせ方式で必要なマスクのずれ、そり、
合わせ精度に対する製造歩留りの低下等のすべての製造
での価格増、歩留り減の原因を一気に排除せしめたこと
を特徴とする。
In this invention, by using a laser beam scribing method, the address to be scribed using the alignment mark as a reference is stored in advance in the memory of a computer (microcomputer), which is not necessary in the conventional mask alignment method. Mask misalignment, warping,
The feature is that all causes of price increases and yield decreases in manufacturing, such as decreases in manufacturing yields due to alignment accuracy, are eliminated at once.

従来、光電変換装置(以下単に装置という)即ち同一基
板−にに複数の素子を配置し、それを集積化またはハイ
ブリッド化した装置はその実施例が多く知られている。
Conventionally, many examples of photoelectric conversion devices (hereinafter simply referred to as devices), that is, devices in which a plurality of elements are arranged on the same substrate and are integrated or hybridized, are known.

例えば特開昭55−4994、特開昭55−12427
4さらに不発引入の出願になる特願昭54−−9009
7 /9009B/90099  (昭和54.7.1
6 )が知られている。
For example, JP-A-55-4994, JP-A-55-12427
4 Furthermore, a patent application filed in 1972--9009 was filed as an unsuccessful application.
7 /9009B/90099 (Showa 54.7.1
6) is known.

例えば不発引入の出願になる特許側は、半導体を5ix
C,、−3tのへテロ接合とし、単に他のアモルファス
・シリコン半導体を用いる場合と異ならせており、さら
にこの半導体として、アモルファス構造以外に微結晶構
造を含む水素またはハロゲン元素が添加されたPNまた
はPIN接合を少なくとも1つ有する非単結晶半導体を
集積化またはハイブリッド化したものであるという特徴
を有する。
For example, the patent side that ends up with an unsuccessful application is the semiconductor 5ix
C,, -3t heterojunction, which is different from the case of simply using other amorphous silicon semiconductors, and furthermore, this semiconductor is a PN to which hydrogen or halogen elements are added that contain a microcrystalline structure in addition to the amorphous structure. Alternatively, it is characterized in that it is an integrated or hybridized non-single crystal semiconductor having at least one PIN junction.

しかしこれら従来の発明においては、第1図にその縦断
面図を示すが、すべてマスク合わせ方式であり、合わせ
精度が不十分でまた連結部に大きな面積を必要としてい
た。
However, in these conventional inventions, a vertical cross-sectional view of which is shown in FIG. 1, all of them employ a mask alignment method, which results in insufficient alignment accuracy and requires a large area for the connecting portion.

例えば金属マスクを用いた場合、直接選択的に導電層ま
たは半導体層を作製する方式においてはこの選択性を与
えたマスクが被膜形成中に0.5〜3II1mずれてし
まう場合がある。さらにこのマスク上に被膜成分が形成
されるため、マスクが汚染され、またマスクがそって形
成される被膜の周端部が明瞭でなくなり、隣合った電極
間のクロストーク(リーク電流)の発生の要因となる等
多くの欠点を有するものであった。
For example, when a metal mask is used, in a method of directly and selectively producing a conductive layer or a semiconductor layer, the mask that provides this selectivity may shift by 0.5 to 3II1 m during film formation. Furthermore, since a film component is formed on this mask, the mask is contaminated, and the peripheral edge of the film formed by the mask is not clear, causing crosstalk (leakage current) between adjacent electrodes. It had many drawbacks, such as being a factor in

さらに従来公知のスクリーン印刷法等は、基板上に全体
的に形成された導体または半導体を独立に選択的にマス
クを用いてエツチング除去する方法である。しかしかか
る方法においては、スクリーン印刷用のマスクの位置合
わせの工程、レジストのコーティング工程、ベータ固化
工程、導体または半導体のエツチング除去、レジストの
除去工程等きわめて工程に時間がかかり、そのため製造
価格の上昇が免れ得なかった。
Furthermore, conventionally known screen printing methods and the like are methods in which conductors or semiconductors formed entirely on a substrate are independently and selectively etched away using a mask. However, in this method, the process is extremely time-consuming, such as the process of aligning the mask for screen printing, the process of coating the resist, the process of beta solidification, the process of etching the conductor or semiconductor, and the process of removing the resist, which increases the manufacturing cost. could not be avoided.

しかし本発明の光電変換装置特に薄膜型の光電変換装置
にあっては、それぞれの薄膜層である電極用導電層、ま
た半導体層はともにそれぞれ500人〜1μであり、レ
ーザスクライブ方式を用いることにより、まった(マス
ク合わせを必要としないで作製することが可能となった
However, in the photoelectric conversion device of the present invention, particularly the thin film type photoelectric conversion device, each of the thin film layers, the conductive layer for electrodes and the semiconductor layer, each has a thickness of 500 to 1 μm, and by using a laser scribing method, (It is now possible to produce without the need for mask alignment.)

その結果、従来のマスク合わせ工程のかわりに本発明に
おいては、マスクをまったく用いないためスクライプ工
程というが、このスクライプ工程がマイクロ・コンピュ
ータを併用することによりきわめて簡単かつ高精度であ
り、装置の製造コストの低下をもたらした。そのため5
00円/Wの製造も可能となり、その製造規模の拡大に
より100〜200円/Wも可能となるというきわめて
画期的な光電変換装置を提供することによる。
As a result, in place of the conventional mask alignment process, in the present invention, no mask is used at all, so it is called a scribing process, but this scribing process is extremely simple and highly accurate due to the combined use of a microcomputer. brought about a reduction in costs. Therefore 5
By providing an extremely innovative photoelectric conversion device that can be manufactured at a price of 100 to 200 yen/W by expanding the manufacturing scale.

さらに本発明においてはこのレーザスクライプ工程を用
いるに加えて、そのスクライブラインの合わせ精度に冗
長(余裕)度をもたせたことが重要である。そのため隣
合った素子間の第1の電極(下側)と他の素子の第2の
電極(上側電極)とが第2の電極より延在したリードに
より第1の電極とその側面において電気的に連結させる
ことにより、スクライブラインの開溝の位置に冗長度を
持たせることができた。
Furthermore, in the present invention, in addition to using this laser scribing process, it is important to have a degree of redundancy (margin) in the alignment accuracy of the scribe lines. Therefore, the first electrode (lower side) between adjacent elements and the second electrode (upper electrode) of another element are electrically connected to the first electrode and its side surface by a lead extending from the second electrode. By connecting it to the scribe line, it was possible to provide redundancy in the position of the open groove of the scribe line.

以下に図面に従って従来例および本発明の構造を記す。A conventional example and the structure of the present invention will be described below according to the drawings.

第1図は従来より知られたマスク合わせ方式の光電変換
装置の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a conventionally known photoelectric conversion device using a mask alignment method.

図面において透光性基板(例えばガラス板)(1)上に
第1の電極を構成する透光性導電膜(CTFと略記する
)を第1のマスク合わせ工程により選択的に形成させる
。さらに半導体層(3)を第2のマスク合わせ工程によ
り同様に選択的に形成させる。さらに第3のマスク合わ
せ工程により第2の電極(4)が設けられている。
In the drawings, a transparent conductive film (abbreviated as CTF) constituting a first electrode is selectively formed on a transparent substrate (for example, a glass plate) (1) by a first mask alignment step. Further, a semiconductor layer (3) is similarly selectively formed by a second mask alignment step. Further, a second electrode (4) is provided by a third mask alignment step.

第1図において素子(11) (31)との間に連結部
(12)を有し、連結部においてはCTFの一方の側面
(16)を半導体層(3)が覆い、他方のCTFの表面
(14)を半導体層(3)が覆わないようにするため、
CTFの間(13)は1〜5m111例えば3III1
1の隙間を必要とする。さらに第1の電極(37)と第
2の電極(38)の第2の電極がマスクのぼけで発生す
るひろがりをも含めてショートしてはいけないため、1
〜5s11例えば311Illの間隙(6)を必要とす
る。これら3つのマスクには全くのセルファライン性が
ないため、連結部(12)においては1〜8III11
代表的には4+uiを必要としてしまう。さらにこれを
1mm以下とするとそのマスク合わせ精度はきわめて厳
密であり、歩留りが極端に添加してしまう。この連結部
(12)の間隙を511Ill以上とすると、例えば2
0cm X 60c++に11115m+11(20c
s X 15mm)の素子、端部5IIIIlを作製せ
んとすると、20段の直接接続ができるのみである。ま
たこの連結部の間隙を3ml11としても33段であり
、連結部では全部で延べ10cm (200cAの面積
)の損失になり、その結果有効面積は周辺部を考慮する
と75%にとどまってしまっていた。
In Fig. 1, there is a connecting part (12) between the elements (11) and (31), and in the connecting part, one side surface (16) of the CTF is covered with a semiconductor layer (3), and the surface of the other CTF is covered with a semiconductor layer (3). In order to prevent the semiconductor layer (3) from covering (14),
Between CTF (13) is 1~5m111 e.g. 3III1
1 gap is required. Furthermore, since the first electrode (37) and the second electrode (38) must not be short-circuited, including the spread caused by mask blur, 1
~5s11, for example, requires a gap (6) of 311Ill. These three masks do not have any self-alignment properties, so in the connection part (12), 1 to 8III11
Typically, 4+UI is required. Furthermore, if this is set to 1 mm or less, the mask alignment accuracy will be extremely strict, and the yield will be extremely reduced. If the gap of this connecting part (12) is 511Ill or more, for example, 2
0cm x 60c++ to 11115m+11(20c
If an element with a size of 15 mm (s x 15 mm) and an end portion 5IIIl are fabricated, only 20 stages can be directly connected. Furthermore, even if the gap at this joint is 3ml11, there are 33 stages, resulting in a total loss of 10cm (area of 200cA) at the joint, and as a result, the effective area remains at 75% when the peripheral area is taken into account. .

本発明はかかる工程の複雑さを排除し、有効面積が86
〜97%例えば92%にまで高めることができるという
きわめて画期的な光電変換装置を提供することにある。
The present invention eliminates such process complexity and reduces the effective area to 86.
The object of the present invention is to provide an extremely innovative photoelectric conversion device that can increase the photoelectric conversion efficiency by 97%, for example, 92%.

以下に図面に従ってその実施例の詳細を示す。The details of the embodiment will be shown below according to the drawings.

第2図は本発明の製造工程を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the present invention.

図面において絶縁表面を有する基板例えば透光性基板(
1)即ちガラス板(例えば厚さ1.2 +n+n、長さ
く図面では左右方向) 60cm、巾20cm)を用い
た。さらにこの上面に全面にわたって透光性導電膜例え
ばITO(約1500人) +SnO(200〜400
人)またはハロゲン元素が添加された酸化スズを主成分
とする透光性導電膜(1500〜2000人)を真空蒸
着法、LP CVD法またはプラズマCVD法またはス
プレー法により形成させた。この後この基板の下側また
は上側より、YAGレーザ加工機(日本レーザ製)によ
り出力5〜8W出力を加え、スポット径30〜70μφ
代表的には50μφをマイクロ・コンピュータを制御し
て照射し、その走査によりスクライブライン用開溝(1
3)を形成させ、各素子間に第1の電極(2)を作製し
た。
In the drawings, a substrate with an insulating surface, such as a transparent substrate (
1) That is, a glass plate (for example, thickness 1.2 + n + n, length 60 cm in the horizontal direction in the drawing, width 20 cm) was used. Furthermore, a light-transmitting conductive film such as ITO (approx. 1500) + SnO (200 to 400
A light-transmitting conductive film (1,500 to 2,000 layers) containing tin oxide as a main component or tin oxide doped with a halogen element was formed by vacuum evaporation, LP CVD, plasma CVD, or spraying. After that, a YAG laser processing machine (manufactured by Nippon Laser) applies an output of 5 to 8 W from the bottom or top of this substrate, and the spot diameter is 30 to 70μφ.
Typically, 50 μΦ is irradiated under the control of a microcomputer, and by scanning it, an open groove for a scribe line (1
3) was formed, and a first electrode (2) was produced between each element.

スクライビングにより形成された開溝(13)は巾約5
0μ長さ20cm深さは第1の電極それぞれを完全に切
断分離した。このため図面において明らかなごとく、基
板(1)の一部を挾る(凹部を形成する)こともあった
。かくして第1の素子(31)および第2の素子(11
)を構成する巾は10〜2011I11とした。
The open groove (13) formed by scribing has a width of approximately 5
Each of the first electrodes was completely cut and separated at a length of 0μ and a depth of 20cm. For this reason, as is clear from the drawings, a portion of the substrate (1) may be pinched (a recessed portion may be formed). Thus, the first element (31) and the second element (11
) was set to a width of 10 to 2011I11.

以上のレーザスクライブ方式により、第1の電極を構成
するCTF  (2)を切断分離して開港を形成した。
Using the above laser scribing method, the CTF (2) constituting the first electrode was cut and separated to form an open port.

この後この上面にプラズマCVD法またはLP CVD
法によりPNまたはPIN接合を有する非単結晶半導体
層(3)を0.2〜1.0μ代表的には0.4〜0.5
μの厚さに形成させた。その代表例はP型半導体(Si
xC1−、x =0.850〜lSQ人)−1型アモル
ファスまたはセミアモルファスのシリコン半導体(0,
4〜0.5μ)−N型の微結晶(100〜200人)を
有する半導体よりなる1つのPIN接合を有する非単結
晶半導体、またはP型半導体(SixC+−X)−I型
、N型、P型St半導体−I型5ixGe+−*半導体
−N型SL半導体よりなる2つのP I’N接合と1つ
のPN接合を有するタンデム型のPINFIN・・・・
PIN接合の半導体(3)である。
After this, plasma CVD method or LP CVD method is applied to this upper surface.
The thickness of the non-single crystal semiconductor layer (3) having a PN or PIN junction is 0.2 to 1.0 μm, typically 0.4 to 0.5 μm.
It was formed to a thickness of μ. A typical example is a P-type semiconductor (Si
xC1-, x = 0.850 ~ lSQ person)-1 type amorphous or semi-amorphous silicon semiconductor (0,
4-0.5μ) - non-single crystal semiconductor with one PIN junction consisting of a semiconductor with N-type microcrystals (100-200), or P-type semiconductor (SixC+-X) - I type, N type, Tandem type PINFIN having two PI'N junctions and one PN junction made of P-type St semiconductor - I-type 5ixGe+-* semiconductor - N-type SL semiconductor...
This is a PIN junction semiconductor (3).

かかる非単結晶半導体(3)を全面にわたって均一の膜
厚で形成させた。さらに第2図(B)に示されるごとく
、第1の開溝(13)の左方向側に第2の開溝(18)
を50μの巾に100〜500μの距離をわたらせて第
2゛のレーザスクライブ工程により形成させた。このレ
ーザはガラス(1)の下方向またはこの基板の上方のい
ずれからも行ってよい。
Such a non-single crystal semiconductor (3) was formed to have a uniform thickness over the entire surface. Furthermore, as shown in FIG. 2(B), there is a second open groove (18) on the left side of the first open groove (13).
was formed by a second laser scribing step over a distance of 100 to 500 μ over a width of 50 μ. The laser may be applied either from below the glass (1) or from above the substrate.

かくして第2の開溝(18)は第1の電極の側面(8)
(9)を露出させた。この第2の開溝により形成された
第1の電極の右側の側面(9)の存在は第1の電極(3
7)の側面(16)より左側の第1の素子の第1の電極
位置上にわたって設けられていることが特徴である。そ
して第2図(B)に示されるごとく、第1の電極(31
)の内部に入ってしまうことにより、第1の電極の側面
を(8)(9)と露出せしめている。かくすることによ
り第1の素子の第1の電極(37)の一部が第2の開溝
の右側に残存している。かかる残存領域がない場合、レ
ーザ光の高熱(〜2000℃)によりCTF  (2)
よりもはるかに加工されやすいため、第1の開溝(13
)に充填された半導体が吹き飛んでしまう。
The second open groove (18) thus forms a side surface (8) of the first electrode.
(9) was exposed. The presence of the right side surface (9) of the first electrode formed by this second groove causes the first electrode (3
7) is characterized in that it is provided over the first electrode position of the first element on the left side of the side surface (16). Then, as shown in FIG. 2(B), the first electrode (31
), the side surfaces of the first electrode are exposed as (8) and (9). As a result, a portion of the first electrode (37) of the first element remains on the right side of the second groove. If there is no such residual area, the high heat (~2000℃) of the laser beam will cause CTF (2)
The first open groove (13
) is blown away.

そのため第1および第2の素子の第1の電極間のアイソ
レイションが不可能になる。このことより第29 (B
)に示すごとく、第2の開溝が第1の電極の内部に入っ
て設けられていることはきわめて重要である。この(9
)の部分に残存するCTFは50〜500μの巾を有せ
しめた。
Therefore, isolation between the first electrodes of the first and second elements becomes impossible. From this, the 29th (B
), it is very important that the second groove is provided inside the first electrode. This (9
) The CTF remaining in the portion had a width of 50 to 500μ.

さらに本発明は従来例に示されるごとく、第1の電極の
表面(14) (第1図参照)を露呈させるものではな
く、レーザ光が5〜IOWで多示強すぎてこのCTF 
 (37)の深さ方向のすべてを除去してしまい、その
結果側面(8)に第2図(C)で第2の電極(38)を
密接させても実用上何等問題はない。即ちレーザ光の出
力パルスの強さに余裕を与えることができることが本発
明の工業的応用の際きわめて重要である。
Furthermore, the present invention does not expose the surface (14) of the first electrode (see Figure 1) as shown in the conventional example, but the laser beam is too strong at 5 to IOW and the CTF
(37) in the depth direction, and as a result, there is no practical problem even if the second electrode (38) is brought into close contact with the side surface (8) as shown in FIG. 2(C). That is, it is extremely important for the industrial application of the present invention to be able to provide a margin for the intensity of the output pulse of the laser beam.

第2図において、さらにこの上面に第2図(C)に示さ
れるごとく、裏面の第2の電極(4)を形成し、さらに
第3のレーザスクライブ法の切断分離用の第3の開溝(
20)を設けた。
In FIG. 2, as shown in FIG. 2(C), a second electrode (4) on the back surface is further formed on this top surface, and a third groove for cutting and separation in the third laser scribing method is formed. (
20) was established.

この第2の電極(4)は透光性導電膜を700〜140
0人の厚さにITO(酸化インジュームスズ)により形
成し、さらにその上面に反射性金属の銀を300〜30
00人の厚さに形成した。さらにその上面にアルミニュ
ームまたはアルミニュームとニッケルとの2層膜を形成
させた。例えばITOを1050人、銀を1000人、
さらにニッケルを1500人の3層構造とした。このI
TOと銀は裏面側での入射光(10)の反射を促し、6
00〜800nmの長波長光を有効に光電変換させるた
めのものである。さらにニッケルは外部引出し電極(2
3)との密着性を向上させるためのものである。これら
は電子ビーム蒸着法またはプラズマCVD法を用いて半
導体層を劣化させない300℃以下の温度で形成させた
This second electrode (4) has a transparent conductive film of 700 to 140
It is made of ITO (indium tin oxide) to a thickness of 0.000 mm, and a reflective metal of silver is coated on the top surface with a thickness of 300 to 300 mm.
It was formed to a thickness of 0.00 people. Furthermore, a two-layer film of aluminum or aluminum and nickel was formed on the upper surface. For example, 1050 people hold ITO, 1000 people hold silver,
Furthermore, a three-layer structure with 1,500 nickel members was used. This I
TO and silver promote reflection of incident light (10) on the back side, and 6
This is for effectively photoelectrically converting long wavelength light of 00 to 800 nm. Furthermore, nickel is used for external extraction electrodes (2
This is to improve the adhesion with 3). These were formed using an electron beam evaporation method or a plasma CVD method at a temperature of 300° C. or lower, which does not cause deterioration of the semiconductor layer.

このITOは半導体(3)と裏面電極(4)との化学反
応による信顛性低下の防止、即ち信転性の向上にも役立
っている。
This ITO also serves to prevent a decrease in reliability due to a chemical reaction between the semiconductor (3) and the back electrode (4), that is, to improve reliability.

かくのごとき裏面電極をレーザ光を上方より照射して第
2の電極を切断分離して第3の開溝(20)(巾50μ
)を形成した場合を示している。このレーザ光は半導体
特に上面に密接するNまたはP型の半導体層を少しえぐ
りだしく40)隣合った第1の素子(31)第2の素子
(11)間の開溝部での残存金属または導電性半導体に
よるクロストーク(リーク電流)の発生を防止した。
The back electrode is irradiated with a laser beam from above to cut and separate the second electrode, forming a third groove (20) (width 50 μm).
) is formed. This laser beam slightly gouges out the semiconductor, especially the N or P type semiconductor layer that is in close contact with the top surface. Alternatively, the occurrence of crosstalk (leakage current) due to conductive semiconductors was prevented.

特にこの半導体(3)がP型半導体層(42) 、 I
型半導体層(43) 、 N型 導体層(44)と例え
ば1つのPIN接合を有し、このN型半導体層が微結晶
または多結晶構造を有する。その電気伝導度が1〜20
0(0cm)−’と高い伝導度を持つ場合、本発明のN
型半導体層をえぐり出し除去し、凹部に半導体を設けて
リーク電流発生を防止することはきわめて重要であった
。このえぐりだしはI型半導体層を越え、第1の電極用
のCTFにまで達成しないことが好ましい。本発明はレ
ーザ光により開溝形成を第2の電極のみでなく、その下
側の0.2μ以上あるI型半導体層の厚さ分の余裕を開
溝部(20)の形成の作業工程にもたせることが工業上
重要である。
In particular, this semiconductor (3) is a P-type semiconductor layer (42), I
For example, one PIN junction is formed with the N-type semiconductor layer (43) and the N-type conductor layer (44), and this N-type semiconductor layer has a microcrystalline or polycrystalline structure. Its electrical conductivity is 1-20
When the conductivity is as high as 0 (0 cm)-', the N of the present invention
It was extremely important to hollow out and remove the mold semiconductor layer and provide semiconductor in the recessed portions to prevent leakage current generation. It is preferable that this gouging does not go beyond the I-type semiconductor layer and do not reach the CTF for the first electrode. The present invention uses laser light to form grooves not only on the second electrode, but also in the process of forming the groove portion (20) with a margin equal to the thickness of the I-type semiconductor layer that is 0.2μ or more below the second electrode. It is industrially important to make it durable.

かくして第2図(C)に示されるごとく、複数の素子(
31) 、 (11)を連結部で直列接続する光電変換
装置を作ることができた。
Thus, as shown in FIG. 2(C), a plurality of elements (
31) and (11) were connected in series at the connecting part to create a photoelectric conversion device.

第2図(D)はさらに本発明を光電変換装置として完成
させんとしたものであり、即ちパンシベイション膜とし
てプラズマ気相法により窒化珪素膜(21)を500〜
2000人の厚さに形成させ、各素子間のリーク電流の
発生を防いだ。さらに外部引き出し端子(23)を周辺
部(5)にて設けた。これらにポリイミド、ポリアミド
、カプトンまたはエポキシ等の有機樹脂(22)を充填
した。
FIG. 2(D) shows the attempt to further complete the present invention as a photoelectric conversion device, that is, a silicon nitride film (21) with a thickness of 500 to
It was formed to a thickness of 2,000 mm to prevent leakage current between each element. Furthermore, an external lead-out terminal (23) was provided at the peripheral portion (5). These were filled with an organic resin (22) such as polyimide, polyamide, Kapton or epoxy.

かくして照射光(10)に対し、この実施例のごとき基
板(60c+w X 20cm)において各素子を巾1
4.35mm、連結部の巾150μ、外部引出し電極部
の巾10man、周辺部411I11により、有効面積
(192IIIn+ X 14.35■×40段 11
02−即ち91.8%)を得ることができた。その結果
、セグメントが10.6%の変換効率を有する場合、パ
ネルにて9.7%(AMI  (100mW /cd)
 )にて11.6Hの出力電力を有せしめることができ
た。
Thus, for the irradiation light (10), each element is
4.35mm, the width of the connecting part 150μ, the width of the external extraction electrode part 10man, and the peripheral part 411I11, the effective area (192IIIn+ x 14.35■ x 40 stages 11
02- that is, 91.8%). As a result, if the segment has a conversion efficiency of 10.6%, the panel has a conversion efficiency of 9.7% (AMI (100mW/cd)
), it was possible to have an output power of 11.6H.

これは従来のマスク合わせ方式で行った場合の55%(
40段の場合)に比べてきわめて著しい効果である。さ
らに金属マスクをまったく用いないため、大面積パネル
の製造工程において何等の工業上の支障がなく、大電力
発生用の大面積低価格大量生産用にきわめて適している
This is 55% (
This is a very significant effect compared to the case of 40 stages). Furthermore, since no metal mask is used at all, there is no industrial problem in the manufacturing process of large-area panels, making it extremely suitable for large-area, low-cost mass production for generating large amounts of power.

以上の実施例において明らかなように、本発明により第
2の電極を形成するためのレーザスクライブ法での切断
分離により、第2の電極下のNまたはP型半導体層をも
同時に除去したため、この2つの電極間のリーク電流が
10−’mA/cmより10− ”A/cmにまで下げ
ることができた。このため一般民生用においては、第2
図(D)の窒化珪素膜コーティング(21)を省略する
ことも可能となった。
As is clear from the above examples, the N or P type semiconductor layer under the second electrode was also removed at the same time by cutting and separating using the laser scribing method to form the second electrode according to the present invention. We were able to reduce the leakage current between the two electrodes from 10-'mA/cm to 10-''A/cm.For this reason, for general consumer use, the second
It has also become possible to omit the silicon nitride film coating (21) in Figure (D).

さらにまた連結部に関しては、第1の電極の側面で隣の
素子の第2の電極と連結を行うため、この連結部(コン
タクト部)の必要面積を従来方法に比べて1/10以下
に十分少なくさせ得るため、ひいてはパネルの有効面積
の向上に役立つことができた。
Furthermore, regarding the connection part, since the first electrode is connected to the second electrode of the adjacent element on the side surface, the area required for this connection part (contact part) is reduced to 1/10 or less compared to the conventional method. As a result, the effective area of the panel can be improved.

以上のWAG レーザのスポット層をその出力3〜5W
(30μ)、5〜8W(50μ)で用いた場合であるが
、さらにそのスポット径を技術思想において小さくする
ことにより、この連結部をより小さく、ひいては光電変
換装置としての有効面積をより向上させることができる
という進歩性を有している。
WAG laser spot layer with output power of 3~5W
(30μ) and 5 to 8W (50μ), but by further reducing the spot diameter based on the technical concept, this connection part can be made smaller and the effective area as a photoelectric conversion device can be further improved. It has an inventive step in that it can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の光電変換装置の縦断面図である。 第2図は本発明の光電変換装置の製造工程を示す縦断面
図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a conventional photoelectric conversion device. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the photoelectric conversion device of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁表面を有する基板上に、第1の電極と、該電極
上のPNまたはPIN接合を少なくとも1つ有する非単
結晶半導体と、該半導体上に該半導体に接して透光性導
電膜のITO(酸化インジュームスズ)を、ITOに接
して銀を、更に銀に接してニッケルまたはアルミニュー
ムを順に積層して成る第2の電極とを有する光電変換素
子を複数個互いに電気的に直列接続せしめて前記絶縁基
板上に配設した光電変換装置において、第1および第2
の素子の半導体およびその下の前記第1の電極を分離す
る開溝を前記第1の素子の前記第1の電極位置上にわた
って設け、前記第2の素子の前記第2の電極より延在し
た連結部は前記第1の素子の第1の電極の側面に密接し
て設けられたことを特徴とする光電変換装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記第1の素子の
前記第1の電極位置上にわたって設けられた第1および
第2の素子の半導体を分離する開溝は、第1の電極内部
に入って設けられたことを特徴とする光電変換装置。
[Claims] 1. A first electrode on a substrate having an insulating surface, a non-single crystal semiconductor having at least one PN or PIN junction on the electrode; A plurality of photoelectric conversion elements each having a second electrode made of a transparent conductive film of ITO (indium tin oxide), a layer of silver in contact with the ITO, and a layer of nickel or aluminum in contact with the silver. In the photoelectric conversion device disposed on the insulating substrate and electrically connected to each other in series, the first and second
An opening groove separating the semiconductor of the element and the first electrode thereunder is provided over the first electrode position of the first element, and extends from the second electrode of the second element. A photoelectric conversion device characterized in that the connecting portion is provided in close contact with a side surface of the first electrode of the first element. 2. In claim 1, an opening groove separating the semiconductors of the first and second elements, which is provided over the first electrode position of the first element, is located inside the first electrode. A photoelectric conversion device characterized in that it is installed inside.
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