JPS6233477A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/0248—Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
- H01L31/03921—Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/04—Semiconductor 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
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
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- 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
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- Sustainable Energy (AREA)
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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は太陽電池等の光起電力装置の製造方法に関する
。
。
1口)従来の技術
第8図は米国特許第4,281,208号に開示されて
いると共に、既に実用化されている太陽電池の基本構造
を示し、(Lfflはガラス、耐熱プラスチック等の絶
縁性且つ透光性を有する基板、(12a ) (12b
)(12c ) −・・は基板(11上に一定間隔で
被着された第1電極膜としての透明電j膜、(13a
) (j 3 b ) (130) −・・は各透明電
極膜上に重畳被着された非晶質シリコン等の非晶質半導
体膜、I 14 a 1 (14b ) (14c )
−は各非晶質半導体膜上に重畳被着され、かつ各右隣
りの透明jfL極膜(12b)(12c)−fC部分的
に重畳せる第2を極膜としての裏面電極膜で、斯11n
13’F!儒11.’Y / 1”、 = 1 / 4
Q I−1/ 4 Q −N −乃至裏面電極膜(1
4a)(14b)(14c)・・・の各積層体により光
電変換領域(15a)(15b)(15c)−・が構成
されている0答弁晶質半導体膜(13a)(13b)(
13C)・・・は、その内部に例えば膜面に平行なPI
N接合を含み、従りて透光性基板(19及び透明電極膜
(12a ) (12b ) (12o ) ・・・を
順次介して光入射があると、光起電力を発生する光活性
層として動作する。各非晶質半導体膜(13a)(13
b)(13c)・・・内で発生した光起電力はIlJ接
間隔間隔部b)(bc)に於ける透明電極膜(12b
) (12c ) ・・・と裏面電極1% (14a
) (14b)(14c)・・・との接続によシ直列的
に相加される。
いると共に、既に実用化されている太陽電池の基本構造
を示し、(Lfflはガラス、耐熱プラスチック等の絶
縁性且つ透光性を有する基板、(12a ) (12b
)(12c ) −・・は基板(11上に一定間隔で
被着された第1電極膜としての透明電j膜、(13a
) (j 3 b ) (130) −・・は各透明電
極膜上に重畳被着された非晶質シリコン等の非晶質半導
体膜、I 14 a 1 (14b ) (14c )
−は各非晶質半導体膜上に重畳被着され、かつ各右隣
りの透明jfL極膜(12b)(12c)−fC部分的
に重畳せる第2を極膜としての裏面電極膜で、斯11n
13’F!儒11.’Y / 1”、 = 1 / 4
Q I−1/ 4 Q −N −乃至裏面電極膜(1
4a)(14b)(14c)・・・の各積層体により光
電変換領域(15a)(15b)(15c)−・が構成
されている0答弁晶質半導体膜(13a)(13b)(
13C)・・・は、その内部に例えば膜面に平行なPI
N接合を含み、従りて透光性基板(19及び透明電極膜
(12a ) (12b ) (12o ) ・・・を
順次介して光入射があると、光起電力を発生する光活性
層として動作する。各非晶質半導体膜(13a)(13
b)(13c)・・・内で発生した光起電力はIlJ接
間隔間隔部b)(bc)に於ける透明電極膜(12b
) (12c ) ・・・と裏面電極1% (14a
) (14b)(14c)・・・との接続によシ直列的
に相加される。
通常、斯る構成の太陽電池にあっては細密加工性に優れ
ている写真蝕刻技術が用いられている〇この技術による
場合、基板U上全面への透明電極膜の被清工程と、フォ
トレジスト及びエツチングによる各個別の透BA′wl
極膜(12a)(12b)(12c )・・・の分離、
即ち、各透明電極膜(12a ) (12b )(12
c ) ・・・の隣接間隔部分の除去工程と、これら各
透明1!極膜上を含む基板aJl上全面への非晶質半導
体膜の被着工程と、フォトレジスト及びエツチングによ
る各個別の非晶質半導体g (13a ”) (13b
) (13c )−の分離、即ち、各非晶質半導体膜
(13a)(13b)(13c )−・・の隣接間隔部
分の除去工程とを順次経ることになる。
ている写真蝕刻技術が用いられている〇この技術による
場合、基板U上全面への透明電極膜の被清工程と、フォ
トレジスト及びエツチングによる各個別の透BA′wl
極膜(12a)(12b)(12c )・・・の分離、
即ち、各透明電極膜(12a ) (12b )(12
c ) ・・・の隣接間隔部分の除去工程と、これら各
透明1!極膜上を含む基板aJl上全面への非晶質半導
体膜の被着工程と、フォトレジスト及びエツチングによ
る各個別の非晶質半導体g (13a ”) (13b
) (13c )−の分離、即ち、各非晶質半導体膜
(13a)(13b)(13c )−・・の隣接間隔部
分の除去工程とを順次経ることになる。
然し乍ら、写真蝕刻技術は細密加工の上で優れてはいる
が、蝕刻パターンを規定するフォトレジストのピンホー
ルや周縁での剥れによシ非晶質半導体膜に欠陥を生じさ
せやすい。
が、蝕刻パターンを規定するフォトレジストのピンホー
ルや周縁での剥れによシ非晶質半導体膜に欠陥を生じさ
せやすい。
特開昭57−12’sb8号公報に開示された先行技術
は、レーザビームの照射による膜の焼き切りで上記隣接
間隔を設けるものであ)、写真蝕刻技術で必要なフォト
レジスト、即ちウェットプロセスを一切使わず細密加工
性に富むその技法は上記の課題を解決する上で極めて有
効である。
は、レーザビームの照射による膜の焼き切りで上記隣接
間隔を設けるものであ)、写真蝕刻技術で必要なフォト
レジスト、即ちウェットプロセスを一切使わず細密加工
性に富むその技法は上記の課題を解決する上で極めて有
効である。
レーザ便用の際に留意すべきことは、斯るレーザ加工は
本質的に熱加工であり、加工せんとする股部分の下に他
の膜が存在しておれば、それに損傷を与えないことであ
る。さもなければ、目的の膜部分を焼き切った上、必要
としない下の膜まで焼き切ってしまったシ、或いは焼き
切らないまでも熱的なダメージを与えてしまう。上記先
行技術は、この要求を満たすために、レーザ出力やバル
ヌ周波数を各膜に対して選択することを提案している。
本質的に熱加工であり、加工せんとする股部分の下に他
の膜が存在しておれば、それに損傷を与えないことであ
る。さもなければ、目的の膜部分を焼き切った上、必要
としない下の膜まで焼き切ってしまったシ、或いは焼き
切らないまでも熱的なダメージを与えてしまう。上記先
行技術は、この要求を満たすために、レーザ出力やバル
ヌ周波数を各膜に対して選択することを提案している。
然し乍ら、上記先行技術の第1の欠点は、被加工膜に於
けるレーザの加工閾値エネルギ密度はその膜厚によって
吸収率が変動するために一定とならず、従って斯る膜厚
による閾値エネルギ密度の変化を無視して加工を施すと
、レーザ出力が小さいと被加工膜の成るところに対して
は加工不足を生じ、またレーザ出力が大きいと下層の膜
をレーザビームが直撃するところが発生し、その箇所は
少なくとも熱的なダメージを被る。例えば波畏1゜06
μmのQスイッチ付Nd:YAGレーザによυ非晶貿シ
リコン系半導体/透明1!極膜/透光性基板の構造にお
いて非品暫シリコン系の半導体膜を除去する場合の吸収
率(Al、反射率−)、透過率1羽と膜厚との関係は第
9図の通シであシ、膜厚変化幅約700λの範囲に於い
て吸収率(Alは太陽電池の実用膜厚約4000;程度
以上で5%〜20%と激しく変位する。即ち、斯るYA
Gレーザによシ牛導体膜を加工する際、最低吸収率(A
Jである5%の膜厚であっても、その半導体膜部分を加
工できるようにレーザ出力を決定すると、20%の吸収
率の膜厚を有する半導体膜部分に対してはその膜厚部分
の閾値エネルギ密度の4倍の出力のレーザビームが照射
されることになシ、従って斯る半導体膜部分に於ける下
層に存在する透明電極膜の熱的ダメージは免れない。同
様に、最大吸収率(Alである20%にレーザ出力を設
定すると、最低吸収率(AI付近の膜厚を有する半導体
部分は、除去されず、切残しとなって存在し、セル出力
の低下の原因となる。
けるレーザの加工閾値エネルギ密度はその膜厚によって
吸収率が変動するために一定とならず、従って斯る膜厚
による閾値エネルギ密度の変化を無視して加工を施すと
、レーザ出力が小さいと被加工膜の成るところに対して
は加工不足を生じ、またレーザ出力が大きいと下層の膜
をレーザビームが直撃するところが発生し、その箇所は
少なくとも熱的なダメージを被る。例えば波畏1゜06
μmのQスイッチ付Nd:YAGレーザによυ非晶貿シ
リコン系半導体/透明1!極膜/透光性基板の構造にお
いて非品暫シリコン系の半導体膜を除去する場合の吸収
率(Al、反射率−)、透過率1羽と膜厚との関係は第
9図の通シであシ、膜厚変化幅約700λの範囲に於い
て吸収率(Alは太陽電池の実用膜厚約4000;程度
以上で5%〜20%と激しく変位する。即ち、斯るYA
Gレーザによシ牛導体膜を加工する際、最低吸収率(A
Jである5%の膜厚であっても、その半導体膜部分を加
工できるようにレーザ出力を決定すると、20%の吸収
率の膜厚を有する半導体膜部分に対してはその膜厚部分
の閾値エネルギ密度の4倍の出力のレーザビームが照射
されることになシ、従って斯る半導体膜部分に於ける下
層に存在する透明電極膜の熱的ダメージは免れない。同
様に、最大吸収率(Alである20%にレーザ出力を設
定すると、最低吸収率(AI付近の膜厚を有する半導体
部分は、除去されず、切残しとなって存在し、セル出力
の低下の原因となる。
さらKJ[面電極膜(14a)(14b)(14C)と
してアルミニウム、銀等の高熱伝導性の金属材料を少な
くともその一部に含んでいると、し−ザビームの照射に
よる加工条件のS厳しく下記の欠点を持つ。
してアルミニウム、銀等の高熱伝導性の金属材料を少な
くともその一部に含んでいると、し−ザビームの照射に
よる加工条件のS厳しく下記の欠点を持つ。
即ち、レーザ出力が弱いと裏面電極膜を完全に分離する
ことができず、逆に強過ぎると、第10図の如く硬面電
極膜の分離部分が非晶質半導体膜(13a ) (13
b ) (13c 1−・・の端面と透明を極& (1
2a ) (12b ) (120) −・・の露出界
面との曲に於いて行なわれている場合、非晶質半導体g
(i 3 a ’> (13b ) (13o )−
・・上の裏面電極IFJ (14a ) (14b )
(14c )−8・の端面がそれらの溶融によシ当該
光電変換領域(15a ) (j 5 b ) (15
c 1−・・の透明電極膜(12a ) (12b )
(12c ) −”上に流れ出してこの光電変換領域
(15a)(15b)(15o)・・・を短絡させたり
、また第11図の如く非晶質半導体膜(13a ) (
15b ) (15c ) −・・上に於いて裏面電極
膜(14a)(14b)(14c)・・・を分離する構
造にあっては、レーザビームの直撃を受けた牛導体膜部
分(131力Iアニ−IJソングれ低抵抗化される結果
、この低抵抗な中道体膜部分(13)を介して物理的に
分離された筈の裏面電極膜(14a)(14b)、C1
4b’)C14c)−・・を電気的に分離することがで
きない事故が発生する。
ことができず、逆に強過ぎると、第10図の如く硬面電
極膜の分離部分が非晶質半導体膜(13a ) (13
b ) (13c 1−・・の端面と透明を極& (1
2a ) (12b ) (120) −・・の露出界
面との曲に於いて行なわれている場合、非晶質半導体g
(i 3 a ’> (13b ) (13o )−
・・上の裏面電極IFJ (14a ) (14b )
(14c )−8・の端面がそれらの溶融によシ当該
光電変換領域(15a ) (j 5 b ) (15
c 1−・・の透明電極膜(12a ) (12b )
(12c ) −”上に流れ出してこの光電変換領域
(15a)(15b)(15o)・・・を短絡させたり
、また第11図の如く非晶質半導体膜(13a ) (
15b ) (15c ) −・・上に於いて裏面電極
膜(14a)(14b)(14c)・・・を分離する構
造にあっては、レーザビームの直撃を受けた牛導体膜部
分(131力Iアニ−IJソングれ低抵抗化される結果
、この低抵抗な中道体膜部分(13)を介して物理的に
分離された筈の裏面電極膜(14a)(14b)、C1
4b’)C14c)−・・を電気的に分離することがで
きない事故が発生する。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
本発明は大面積に対する細密加工性に富むレーザビーム
を使用したKも拘らず、半導体膜の膜厚に対する加工し
きい値エネルギー密度の変動によシ加工不足や下層にダ
メージを与えたりする要因を取シ除くことにある。また
、中溝体膜単独のスクライブ工程を省き、工程を簡略化
し簡単に第1電極膜と第2を極膜を接続する方法を提供
するものである。
を使用したKも拘らず、半導体膜の膜厚に対する加工し
きい値エネルギー密度の変動によシ加工不足や下層にダ
メージを与えたりする要因を取シ除くことにある。また
、中溝体膜単独のスクライブ工程を省き、工程を簡略化
し簡単に第1電極膜と第2を極膜を接続する方法を提供
するものである。
他方、本発明は第2電極膜を司どる上記裏面電極膜への
直接或いは間接的なレーザビームの照射による下層の光
活性層のアニーリングを含めた熱的なダメージや光電変
換領域同士の短絡を解決しようとするものである。
直接或いは間接的なレーザビームの照射による下層の光
活性層のアニーリングを含めた熱的なダメージや光電変
換領域同士の短絡を解決しようとするものである。
目 問題点を解決するための手段
本発明製造方法は上述の問題点を解決するために1基板
の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分割配置された第
1電極膜を含んで前記基板の絶縁表面に半導体光活性層
を配置する工程と、この半導体光活性層を複数の光電変
換領域毎に分割することなく当該半導体活性層上に第2
電極膜を形成する工程と、前記第1電極膜の隣接間隔部
の近傍に於いて前記第2電極膜の露出方向からエネルギ
ビームを照射して照射部分の第2′電極膜部分を除去し
、この除去された第2電極膜の下層に設けられた絶縁部
材に到達し第2を極膜を′H,気的に分離する分離溝を
形成する工程と、この分離溝が形成される位置より隣接
間隔部に近い側の第2電極族にエネルギビームを照射し
少なくとも照射部分の第2を極膜部分を溶融すると共に
、その溶融物をその下層に位置する半導体光活性層を貫
通せしめることによって導電部材が設けられて肉厚とな
った第1電極膜と隣接した光l!変換領誠の第2電極膜
とを電気的に結合する工程と、を含んでいる0(ホ)作
用 上述の如く半導体光活性層単独での分割工程を省略+A
ことに上うで一半導体弄活性層の膜厘変化に対するエネ
ルギビームの加工エネルギa[の変動を回避する。更に
第2を極膜のエネルギビーム照射を利用した電気的な分
離が当該第2を極膜下層の絶縁部材に到達する分離溝の
形成により為される際に、斯る絶縁部材はこの絶縁部材
より下層の膜への熱伝導を遮断すると共に、第21!極
膜の溶融による短絡も防止する。
の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分割配置された第
1電極膜を含んで前記基板の絶縁表面に半導体光活性層
を配置する工程と、この半導体光活性層を複数の光電変
換領域毎に分割することなく当該半導体活性層上に第2
電極膜を形成する工程と、前記第1電極膜の隣接間隔部
の近傍に於いて前記第2電極膜の露出方向からエネルギ
ビームを照射して照射部分の第2′電極膜部分を除去し
、この除去された第2電極膜の下層に設けられた絶縁部
材に到達し第2を極膜を′H,気的に分離する分離溝を
形成する工程と、この分離溝が形成される位置より隣接
間隔部に近い側の第2電極族にエネルギビームを照射し
少なくとも照射部分の第2を極膜部分を溶融すると共に
、その溶融物をその下層に位置する半導体光活性層を貫
通せしめることによって導電部材が設けられて肉厚とな
った第1電極膜と隣接した光l!変換領誠の第2電極膜
とを電気的に結合する工程と、を含んでいる0(ホ)作
用 上述の如く半導体光活性層単独での分割工程を省略+A
ことに上うで一半導体弄活性層の膜厘変化に対するエネ
ルギビームの加工エネルギa[の変動を回避する。更に
第2を極膜のエネルギビーム照射を利用した電気的な分
離が当該第2を極膜下層の絶縁部材に到達する分離溝の
形成により為される際に、斯る絶縁部材はこの絶縁部材
より下層の膜への熱伝導を遮断すると共に、第21!極
膜の溶融による短絡も防止する。
(へ)実施例
以下第1図乃至第7図を参照して、本発明製造方法を太
陽電池の製造方法に適用した実施例につき詳述する。
陽電池の製造方法に適用した実施例につき詳述する。
第1図の工程では、厚さ1111〜5簡、面積100m
X 1Q (Ml 〜5 Q c@ X 506@程
W(D透aAfxi5ス等の絶縁材料からなる基板fI
I上全面に、厚さ約2000 A 〜5000 Aの酸
化錫(8nO2)、酸化インジウム錫(ITO)に代表
される透光性導電酸化物(TCO)の単層型或いはそれ
らの櫃層型の透明電極膜が被着された後、隣接間隔部(
ab)(bc)がレーザビーム(LB)の照射によシ除
去されて、個別の各透明電極膜(2a)(2b)(2c
)・・・が分離形成される。使用されるレーザ装置は基
板(1)にほとんど吸収されることのない波長が適当で
あり、上記ガラスに対しては0.35 p m〜25μ
mの波長のパルス出力型が好ましい。貼る好適な実施例
は、波長約t [16、u trl エネルギ密度i3
J/J、パルス繰返し周波数3KHzのQスイ′ソチ付
きNd:YAGレーザであり、隣接間隔部(ablの間
隔は約50〜100μmに設定される。
X 1Q (Ml 〜5 Q c@ X 506@程
W(D透aAfxi5ス等の絶縁材料からなる基板fI
I上全面に、厚さ約2000 A 〜5000 Aの酸
化錫(8nO2)、酸化インジウム錫(ITO)に代表
される透光性導電酸化物(TCO)の単層型或いはそれ
らの櫃層型の透明電極膜が被着された後、隣接間隔部(
ab)(bc)がレーザビーム(LB)の照射によシ除
去されて、個別の各透明電極膜(2a)(2b)(2c
)・・・が分離形成される。使用されるレーザ装置は基
板(1)にほとんど吸収されることのない波長が適当で
あり、上記ガラスに対しては0.35 p m〜25μ
mの波長のパルス出力型が好ましい。貼る好適な実施例
は、波長約t [16、u trl エネルギ密度i3
J/J、パルス繰返し周波数3KHzのQスイ′ソチ付
きNd:YAGレーザであり、隣接間隔部(ablの間
隔は約50〜100μmに設定される。
第2図の工程では、先の工程で分割配置された透明電極
膜(2a3(2b)(2c )・・・の一方の隣接間隔
部(ab)(bc)・・・の近傍に偏って該隣接間隔部
(ab)(bc)・・・に近い側から導電部材(3a
b ) (3b c )−・・及び絶縁部材(4ab1
(4bc)・・・が各々1本づつ平行に帯状に形成され
る。例えば上記導電部材(3ab)(3bC)・・・は
fi’1iJ(A5’ 1ペーストやそのイ也の金属ペ
ーストをスクリーン印刷手法により高さ約10〜2Q
)t H77、幅約100〜150μmにバターニング
された後、約550°Cの温度にて焼成される。また絶
縁部材(4a b ) (4b c )−・・とし゛は
抜工aで形成され半導体光活性層として動作する非晶質
半導体膜に拡散したシすることのない材料、例えば二酸
化シリコン(SiC)z )粉末をペースト状にした8
102ペーストやその他の無機材料が選択され、上記A
Pペーストと同様スクリーン印刷手法により所定のIg
Mに高さ約10〜20μm1幅約100〜150μmに
バターニングされ、これも同様に約550°Cの温度に
て焼成される。
膜(2a3(2b)(2c )・・・の一方の隣接間隔
部(ab)(bc)・・・の近傍に偏って該隣接間隔部
(ab)(bc)・・・に近い側から導電部材(3a
b ) (3b c )−・・及び絶縁部材(4ab1
(4bc)・・・が各々1本づつ平行に帯状に形成され
る。例えば上記導電部材(3ab)(3bC)・・・は
fi’1iJ(A5’ 1ペーストやそのイ也の金属ペ
ーストをスクリーン印刷手法により高さ約10〜2Q
)t H77、幅約100〜150μmにバターニング
された後、約550°Cの温度にて焼成される。また絶
縁部材(4a b ) (4b c )−・・とし゛は
抜工aで形成され半導体光活性層として動作する非晶質
半導体膜に拡散したシすることのない材料、例えば二酸
化シリコン(SiC)z )粉末をペースト状にした8
102ペーストやその他の無機材料が選択され、上記A
Pペーストと同様スクリーン印刷手法により所定のIg
Mに高さ約10〜20μm1幅約100〜150μmに
バターニングされ、これも同様に約550°Cの温度に
て焼成される。
この様にAyペーストの焼成温度と8i02ペーストの
焼成温度とが等しい場合、両者の焼成は基本的には同一
に行なわれる。然し、両名を同一に焼成するに際しては
、両者を同時にスクリーン印刷できないために、先ずA
2ペースト或いは5i02ペーストのスクリーン印刷を
行ない、次にこのペーストに対し予備焼成或は予備乾燥
を施した後、残りの8102ペースト或いはAyペース
トをスクリーン印刷する必要がある。
焼成温度とが等しい場合、両者の焼成は基本的には同一
に行なわれる。然し、両名を同一に焼成するに際しては
、両者を同時にスクリーン印刷できないために、先ずA
2ペースト或いは5i02ペーストのスクリーン印刷を
行ない、次にこのペーストに対し予備焼成或は予備乾燥
を施した後、残りの8102ペースト或いはAyペース
トをスクリーン印刷する必要がある。
第3図の工程では、各透明電極膜(2a)(2b )
(2c )−・・、上記導電部材(3ab)(3bC)
・・・及び絶縁部材(4ab)(4bc)・・・の表面
を含んで基板(11上のほぼ全面に光電変換に有効に寄
与する厚さ4000A〜7000Aの非晶質シリコン(
a−8i)等の非晶質半導体膜(5)がモノシラン(S
iHJ)、ジシラン(S 12H6入四弗化シリコン(
SiF4)、モノフロロシラン(S i H3F )等
のシリコン化合物ガスを主ガスとし適宜価電子制御用の
ジボラン(B2H6)、ホスフィン(PHs)のドーピ
ングガスが添加された反応ガス中でのプラズマOVD法
や光CVD法により形成される。斯る#−導体暎(5)
は上記E2H6やP H5の添加によりその内部ンこ膜
面に平行なpin接合を含み、従ってより県体的には、
上記シリコン化合物ガスにB2H6、更にはメタン(C
H4)、エタン(02H6)専の水素化炭素ガスの添加
によりプラズマOVD法や光OVD法によりp卆の非晶
質シリコンカーバイド(a−8iC)が被着され、次い
で1型(ノンドープ)のa−8i及びn型のa−8i或
いは微結晶シリコン(μc−Si1が11111次積層
被着きれる。
(2c )−・・、上記導電部材(3ab)(3bC)
・・・及び絶縁部材(4ab)(4bc)・・・の表面
を含んで基板(11上のほぼ全面に光電変換に有効に寄
与する厚さ4000A〜7000Aの非晶質シリコン(
a−8i)等の非晶質半導体膜(5)がモノシラン(S
iHJ)、ジシラン(S 12H6入四弗化シリコン(
SiF4)、モノフロロシラン(S i H3F )等
のシリコン化合物ガスを主ガスとし適宜価電子制御用の
ジボラン(B2H6)、ホスフィン(PHs)のドーピ
ングガスが添加された反応ガス中でのプラズマOVD法
や光CVD法により形成される。斯る#−導体暎(5)
は上記E2H6やP H5の添加によりその内部ンこ膜
面に平行なpin接合を含み、従ってより県体的には、
上記シリコン化合物ガスにB2H6、更にはメタン(C
H4)、エタン(02H6)専の水素化炭素ガスの添加
によりプラズマOVD法や光OVD法によりp卆の非晶
質シリコンカーバイド(a−8iC)が被着され、次い
で1型(ノンドープ)のa−8i及びn型のa−8i或
いは微結晶シリコン(μc−Si1が11111次積層
被着きれる。
尚、半導体光活性層として動作する半導体は上記@ −
S 1系の半導体に限らず硫化カドミウム(CdS )
、テルル化カドミウノ、(C!dTe)、セレン(Re
)等のIIa状半状体導体っても長いが、玉突的には上
記な−81、a−8iC,更には非晶省シリコンゲルマ
ニウム(a−R1C)s )、非晶質シリコン91 (
a −S i S n )等に代表されるa−8i系半
導体が好凍しい。
S 1系の半導体に限らず硫化カドミウム(CdS )
、テルル化カドミウノ、(C!dTe)、セレン(Re
)等のIIa状半状体導体っても長いが、玉突的には上
記な−81、a−8iC,更には非晶省シリコンゲルマ
ニウム(a−R1C)s )、非晶質シリコン91 (
a −S i S n )等に代表されるa−8i系半
導体が好凍しい。
第4図の工程では、半導体膜(5)及び透明電極膜(2
a ) (2b ) (2c )−・・の各?AT出部
動部分んで基板(11上全面に4000A〜2μrPI
程変の厚さのアルミニウム単、す構造、或いは該アルミ
ニウムにチタン(T1)又はチタン銀合金(TiAP
’)を積層した二層構造、更には斯る二層構造を二重に
積み重ねた裏面電極膜(6)が被奢さする。この工程に
より、半導体膜(5)が形成された直後、この半導体膜
(5)′f!:分割することなくその全面に裏面電極膜
(6)が被着されるため、該半導体v(61面上にほこ
りが付着すること、ヌクライブ時の飛財物の再付着する
ことによるシート抵抗の増大を防ぐことができ、さらに
半導体膜(5)の酸化空気中の湿気などによる膜特性の
劣化を防ぐことができる。
a ) (2b ) (2c )−・・の各?AT出部
動部分んで基板(11上全面に4000A〜2μrPI
程変の厚さのアルミニウム単、す構造、或いは該アルミ
ニウムにチタン(T1)又はチタン銀合金(TiAP
’)を積層した二層構造、更には斯る二層構造を二重に
積み重ねた裏面電極膜(6)が被奢さする。この工程に
より、半導体膜(5)が形成された直後、この半導体膜
(5)′f!:分割することなくその全面に裏面電極膜
(6)が被着されるため、該半導体v(61面上にほこ
りが付着すること、ヌクライブ時の飛財物の再付着する
ことによるシート抵抗の増大を防ぐことができ、さらに
半導体膜(5)の酸化空気中の湿気などによる膜特性の
劣化を防ぐことができる。
第5図の最終工程では、導電部材(3ab)(3b c
1 ・−・及び絶縁部材(4a b ) (4b c
) −・・の表面上に位置する非晶質半導体膜(5)
及び裏面電極膜(6)の積層体部分にこの積層体部分の
表面側から第1、第2のレーザビーム(LBl )(L
B2)が照射される。導電部材(3ab)(3bc)・
・・上の相層体部分に照射される第1のレーザビーム(
LB、)は、斯る積層体部分を溶融するに足りるエネル
ギ密度を備えることによって、上記積層体を溶融し、そ
の溶融により発生した溶融物、即ちシリサイド合金は周
囲の非晶質半導体膜(5)を貫通した形でその直下に位
置する導電部材(3ab)(3bc3・・・と当接する
。この導電部材(3ab)(3bc)・・・ばA、il
ペーストやその他の金属ペーストを焼結せしめた金属で
あるために下層の透明電極膜(2b)(2c)・・・よ
シも金属を含む溶融物との接着性が強く、また厚み(高
さ)も十分に大きい(高い)ので第1のレーザビーム(
LBI)Kよるダメージを被ることもなくなる。
1 ・−・及び絶縁部材(4a b ) (4b c
) −・・の表面上に位置する非晶質半導体膜(5)
及び裏面電極膜(6)の積層体部分にこの積層体部分の
表面側から第1、第2のレーザビーム(LBl )(L
B2)が照射される。導電部材(3ab)(3bc)・
・・上の相層体部分に照射される第1のレーザビーム(
LB、)は、斯る積層体部分を溶融するに足りるエネル
ギ密度を備えることによって、上記積層体を溶融し、そ
の溶融により発生した溶融物、即ちシリサイド合金は周
囲の非晶質半導体膜(5)を貫通した形でその直下に位
置する導電部材(3ab)(3bc3・・・と当接する
。この導電部材(3ab)(3bc)・・・ばA、il
ペーストやその他の金属ペーストを焼結せしめた金属で
あるために下層の透明電極膜(2b)(2c)・・・よ
シも金属を含む溶融物との接着性が強く、また厚み(高
さ)も十分に大きい(高い)ので第1のレーザビーム(
LBI)Kよるダメージを被ることもなくなる。
一方、絶縁部材(4a b ) (4b c ) −・
・上の積層体部分に照射される第2のレーザビーム(L
B2)は、斯る積層体部分を除去するに足夛る十分なエ
ネルギ密度をiえている。即ち、第2のレーザビーム(
LB2)が照射される積層体部分は復数の光電変換領域
(7a)(7b)(7c)−に跨って一様に連なっ念非
晶質半導体膜(5)及び裏面電極膜(6)の積層体を上
記各領域(7a)(7b)(7C)・・・毎に分割せん
がために除去される箇所であり、多少大きなエネルギ密
度を持ったとしても上記積層体部分の直下には厚み(高
さ)が十分な絶縁部材(4ab)(4bc)・・・が存
在する結果、斯る絶縁部材(4ab)(4bc)・・・
の表面を僅かに除去するだけであり、下層への第2レー
ザビーム(LB2)の到達は陽圧される。この第2のレ
ーザビーム(LB2)の照射によって、上記積層体を′
FIL気的に且つ物理的に分離する分離溝(8ab)(
8bc)・・・が形成される。
・上の積層体部分に照射される第2のレーザビーム(L
B2)は、斯る積層体部分を除去するに足夛る十分なエ
ネルギ密度をiえている。即ち、第2のレーザビーム(
LB2)が照射される積層体部分は復数の光電変換領域
(7a)(7b)(7c)−に跨って一様に連なっ念非
晶質半導体膜(5)及び裏面電極膜(6)の積層体を上
記各領域(7a)(7b)(7C)・・・毎に分割せん
がために除去される箇所であり、多少大きなエネルギ密
度を持ったとしても上記積層体部分の直下には厚み(高
さ)が十分な絶縁部材(4ab)(4bc)・・・が存
在する結果、斯る絶縁部材(4ab)(4bc)・・・
の表面を僅かに除去するだけであり、下層への第2レー
ザビーム(LB2)の到達は陽圧される。この第2のレ
ーザビーム(LB2)の照射によって、上記積層体を′
FIL気的に且つ物理的に分離する分離溝(8ab)(
8bc)・・・が形成される。
斯るエネルギ密度の異なる第1・第2のレーザビーム(
LBl )(LB2 )を同一のレーザ装置を用いた作
成方法としては、レーザビーム(LBl)(LB2)の
ヌボット径を調整するフォーカス位置の変化やアッテネ
ータにより簡単に行なうことかできると共に、レーザ装
置が十分な出力を備えるならば1本のレーザビームを2
本のレーザビーム(LBl )(LB2 )に分割する
ビームスプリッタを用いることもでき、この場合、レー
ザビームの走査回数をAと減縮することができる。
LBl )(LB2 )を同一のレーザ装置を用いた作
成方法としては、レーザビーム(LBl)(LB2)の
ヌボット径を調整するフォーカス位置の変化やアッテネ
ータにより簡単に行なうことかできると共に、レーザ装
置が十分な出力を備えるならば1本のレーザビームを2
本のレーザビーム(LBl )(LB2 )に分割する
ビームスプリッタを用いることもでき、この場合、レー
ザビームの走査回数をAと減縮することができる。
この様にして、裏面電極膜(6a)(6b)・・・と透
明電極膜(2b ) (2c )・・・との電気的接続
工程と実質的に同一工程により、非晶質半導体膜(5)
と裏面電極膜(6)との不用な部分・・・を除去しそれ
らを分離する分離&’14(8ab)(8bc)が形成
されて個別の各裏面電極p、 (6a ) (6b )
(6C)・・・が分割配置される。その結果、相隣り
合う光電変換領域(7a)(7b)(7c)・・・の裏
面電極膜(6a)(6b)・・・と透明電極膜(2b)
(2c )−・・は上記分離溝(8a b )(8b
c ) −=より裏面電極膜(6a)(6b)(6o)
・・・の隣接間隔部(ab)(b、c’)・・・【近い
側に於いて結合し、上記光電変換領域(’7 a )
(7b )(7c)・・・は導電部材(5a b )
(3b c ’) −・・を介して電気的に直列接続さ
れる。
明電極膜(2b ) (2c )・・・との電気的接続
工程と実質的に同一工程により、非晶質半導体膜(5)
と裏面電極膜(6)との不用な部分・・・を除去しそれ
らを分離する分離&’14(8ab)(8bc)が形成
されて個別の各裏面電極p、 (6a ) (6b )
(6C)・・・が分割配置される。その結果、相隣り
合う光電変換領域(7a)(7b)(7c)・・・の裏
面電極膜(6a)(6b)・・・と透明電極膜(2b)
(2c )−・・は上記分離溝(8a b )(8b
c ) −=より裏面電極膜(6a)(6b)(6o)
・・・の隣接間隔部(ab)(b、c’)・・・【近い
側に於いて結合し、上記光電変換領域(’7 a )
(7b )(7c)・・・は導電部材(5a b )
(3b c ’) −・・を介して電気的に直列接続さ
れる。
第6図及び第7図は本発明製造方法の第2・第3の実施
例を説明するための断面図である。
例を説明するための断面図である。
これら実施例の%微は導電部材(3ab )・・・が透
明電極膜(2a ) (2b )・・・の形成に先立っ
て基板(1)の予め定められた箇所にバターニング形成
されていることであり、また第6の実施例にあっては絶
縁部材(4ab)・・・は非晶質半導体膜(5)・・・
上に形成されている。これら両実施例にあっても、裏面
電極膜(6a)(6b)・・・を電気的に分離する分離
113 (8a b )・・・の形成は第2のレーザビ
ーム(LBz)の絶縁部材(4PLb)・・・に到達す
る照射により行なわれていると共に、相隣り合う光第1
のレーザビーム(LBl)の照射による裏面を極膜(6
)の溶融により行なわれ、斯るi気的接続部分には第1
のレーザビーム(LBl)による溶断を防止すべく膜厚
(高さ)十分な導電部材(3ab)・・・が設けられて
いる。
明電極膜(2a ) (2b )・・・の形成に先立っ
て基板(1)の予め定められた箇所にバターニング形成
されていることであり、また第6の実施例にあっては絶
縁部材(4ab)・・・は非晶質半導体膜(5)・・・
上に形成されている。これら両実施例にあっても、裏面
電極膜(6a)(6b)・・・を電気的に分離する分離
113 (8a b )・・・の形成は第2のレーザビ
ーム(LBz)の絶縁部材(4PLb)・・・に到達す
る照射により行なわれていると共に、相隣り合う光第1
のレーザビーム(LBl)の照射による裏面を極膜(6
)の溶融により行なわれ、斯るi気的接続部分には第1
のレーザビーム(LBl)による溶断を防止すべく膜厚
(高さ)十分な導電部材(3ab)・・・が設けられて
いる。
(ト)発明の効果
本発明製造方法は以上の説明から明らかな如く、分割配
置された第1電極膜上に半導体光活性層を連続的に配置
しこの光活性!台上に第2電極膜を形成した後、隣接す
る光′電変換領域を電気的に接読すべく第2電極膜上に
エネルギビームを照射してこの照射部分の第2電極膜を
溶融させ、この溶融物を導電部分が位置する下層の第1
電極膜に到達せしめると共に、第2′FL極膜の電気的
分離も、上記電気的接続工程と実質的に同一工程である
エネルギビームの照射によって第2電極膜から下層の絶
縁部材に達する分離溝の形成により行なったので、半導
体光活性層の膜厚の変化に対する加工エネルギ密度の変
動を回避し得、製造工程の簡略化と相俟って安定な製造
が可能となる。また、上記絶縁部材は分離溝形成時に第
2を極膜の溶融物が発生したとしても、この溶融物の拡
がりを抑圧し隣接する第2電極膜同士の短絡も防止する
ことができる。
置された第1電極膜上に半導体光活性層を連続的に配置
しこの光活性!台上に第2電極膜を形成した後、隣接す
る光′電変換領域を電気的に接読すべく第2電極膜上に
エネルギビームを照射してこの照射部分の第2電極膜を
溶融させ、この溶融物を導電部分が位置する下層の第1
電極膜に到達せしめると共に、第2′FL極膜の電気的
分離も、上記電気的接続工程と実質的に同一工程である
エネルギビームの照射によって第2電極膜から下層の絶
縁部材に達する分離溝の形成により行なったので、半導
体光活性層の膜厚の変化に対する加工エネルギ密度の変
動を回避し得、製造工程の簡略化と相俟って安定な製造
が可能となる。また、上記絶縁部材は分離溝形成時に第
2を極膜の溶融物が発生したとしても、この溶融物の拡
がりを抑圧し隣接する第2電極膜同士の短絡も防止する
ことができる。
第1図乃至第5図は本発明製造方法の第1実施例を工程
別に示す断面図、第6図は本発明の第2実施例によシ製
造された光起電力装置の断面図、第7図は本発明の第3
実施例により製造された光起電力装置の断面図、第8図
は従来方法により製造された光起電力装置の断面図、第
9図はa−81系半導体膜に於ける光学的特性の膜厚依
存性を示す特性図、第10図及び第11図は従来方法の
欠点を説明するための要部拡大断面図、を夫々示してい
る。 +11 ・i f、 (2a )(2b ) (2c
) ・・・透明電極膜、 (3a b )(3b
c ) −・・導電部材、(4ab)(4bo)・・・
絶縁部材、 (5)・・・非晶質半導体膜、 (6:(
6a)(6b)(6c)−jI面@極膜、 (7a )
(7b )(7c ) −・・光[、?換領域、 (8
a b )(8b o )−・・分離溝、rab)(b
c)・・・隣接間隔部、 (LBl)(LB2)・・・第1・第2レーザビーム。
別に示す断面図、第6図は本発明の第2実施例によシ製
造された光起電力装置の断面図、第7図は本発明の第3
実施例により製造された光起電力装置の断面図、第8図
は従来方法により製造された光起電力装置の断面図、第
9図はa−81系半導体膜に於ける光学的特性の膜厚依
存性を示す特性図、第10図及び第11図は従来方法の
欠点を説明するための要部拡大断面図、を夫々示してい
る。 +11 ・i f、 (2a )(2b ) (2c
) ・・・透明電極膜、 (3a b )(3b
c ) −・・導電部材、(4ab)(4bo)・・・
絶縁部材、 (5)・・・非晶質半導体膜、 (6:(
6a)(6b)(6c)−jI面@極膜、 (7a )
(7b )(7c ) −・・光[、?換領域、 (8
a b )(8b o )−・・分離溝、rab)(b
c)・・・隣接間隔部、 (LBl)(LB2)・・・第1・第2レーザビーム。
Claims (1)
- (1)基板の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分割配
置された第1電極膜を含んで前記基板の絶縁表面に半導
体光活性層を配置する工程と、この半導体光活性層を複
数の光電変換領域毎に分割することなく当該半導体光活
性層上に第2電極膜を形成する工程と、前記第1電極膜
の隣接間隔部の近傍に於いて前記第2電極膜の露出方向
からエネルギビームを照射して照射部分の第2電極膜部
分を除去し、この除去された第2電極膜の下層に設けら
れた絶縁部材に到達し第2電極膜を電気的に分離する分
離溝を形成する工程と、この分離溝が形成される位置よ
り隣接間隔部に近い側の第2電極膜にエネルギビームを
照射し少なくとも照射部分の第2電極膜部分を溶融する
と共に、その溶融物をその下層に位置する半導体光活性
層を貫通せしめることによって導電部材が設けられて肉
厚となった第1電極膜と隣接した光電変換領域の第2電
極膜とを電気的に結合する工程と、を含むことを特徴と
した光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60173684A JPS6233477A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 光起電力装置の製造方法 |
US06/891,733 US4726849A (en) | 1985-08-07 | 1986-07-29 | Photovoltaic device and a method of manufacturing thereof |
CN86105984A CN1007103B (zh) | 1985-08-07 | 1986-08-07 | 光电型器件及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60173684A JPS6233477A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6233477A true JPS6233477A (ja) | 1987-02-13 |
JPH0455352B2 JPH0455352B2 (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=15965180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60173684A Granted JPS6233477A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6233477A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6272180A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-02 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池装置 |
JPS63261762A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
JPS63287076A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
JPS6453583A (en) * | 1987-04-14 | 1989-03-01 | Nukem Gmbh | Manufacture of series connection array thin film solar battery |
JPH0388223U (ja) * | 1989-12-26 | 1991-09-10 | ||
JPH0533547U (ja) * | 1991-10-04 | 1993-04-30 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
US5217921A (en) * | 1991-05-23 | 1993-06-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of photovoltaic device manufacture |
-
1985
- 1985-08-07 JP JP60173684A patent/JPS6233477A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6272180A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-02 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池装置 |
JPS6453583A (en) * | 1987-04-14 | 1989-03-01 | Nukem Gmbh | Manufacture of series connection array thin film solar battery |
JPS63261762A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
JPS63287076A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
JPH0388223U (ja) * | 1989-12-26 | 1991-09-10 | ||
US5217921A (en) * | 1991-05-23 | 1993-06-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of photovoltaic device manufacture |
JPH0533547U (ja) * | 1991-10-04 | 1993-04-30 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0455352B2 (ja) | 1992-09-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |