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JP3326344B2 - Solar cell manufacturing method - Google Patents
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JP3326344B2 - Solar cell manufacturing method - Google Patents

Solar cell manufacturing method

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JP3326344B2
JP3326344B2 JP00157297A JP157297A JP3326344B2 JP 3326344 B2 JP3326344 B2 JP 3326344B2 JP 00157297 A JP00157297 A JP 00157297A JP 157297 A JP157297 A JP 157297A JP 3326344 B2 JP3326344 B2 JP 3326344B2
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electrode
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透光部を複数箇所
に有するシースルー型の太陽電池を製造する技術に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a see-through type solar cell having a plurality of light transmitting portions.

【0002】[0002]

【従来の技術】光エネルギーを直接電気に変換すること
のできる太陽電池において、非晶質シリコンに代表され
る非晶質半導体膜を用いた太陽電池は、その製造コスト
が安価であり、また容易に大面積化を図れる、等の利点
から低コストの電力用太陽電池として有望視されてい
る。
2. Description of the Related Art Among solar cells capable of directly converting light energy into electricity, a solar cell using an amorphous semiconductor film typified by amorphous silicon has a low manufacturing cost and is easy to manufacture. It is expected to be a low-cost power solar cell because of its advantages such as a large area.

【0003】斯かる非晶質太陽電池の窓ガラスや自動車
のサンルーフへの応用を図った例として、シースルー型
の太陽電池がある(例えば、実開昭63−167758
号公報に詳しい)。
As an example of application of such an amorphous solar cell to a window glass or a sunroof of an automobile, there is a see-through type solar cell (for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-167758).
No.)

【0004】このシースルー型の太陽電池の構造を図7
に示した構造斜視図を参照して説明する。
FIG. 7 shows the structure of this see-through type solar cell.
This will be described with reference to the structural perspective view shown in FIG.

【0005】図中1はガラス、石英等の絶縁性の材料か
らなる透光性基板であり、該透光性基板1上にはSnO
2、ITO等の透光性導電材からなる透光性電極2…、
非晶質半導体からなり且つ膜面方向と垂直方向にpin
接合を有する光電変換層3…、及びAg,Al等の金属
からなる背面電極4…が順次積層されている。
[0005] In the figure, reference numeral 1 denotes a light-transmitting substrate made of an insulating material such as glass or quartz.
2 , a light-transmitting electrode 2 made of a light-transmitting conductive material such as ITO,
It is made of an amorphous semiconductor and has a pin in the direction perpendicular to the film surface.
A photoelectric conversion layer 3 having a junction and a back electrode 4 made of a metal such as Ag or Al are sequentially laminated.

【0006】また、上記透光性電極2…、光電変換層3
…、及び背面電極4…の積層体から複数個の光起電力素
子SC…が構成され、相隣接する光起電力素子SC…
は、一方の光起電力素子SC…の背面電極4…が他方の
光起電力素子SC…の透光性電極2…まで延在すること
で互いに電気的に直列接続されている。
[0006] Further, the above-mentioned translucent electrodes 2 ..., photoelectric conversion layer 3
, And a plurality of photovoltaic elements SC are formed from the laminated body of the back electrodes 4, and adjacent photovoltaic elements SC are formed.
Are electrically connected in series by extending the back electrode 4 of one photovoltaic element SC to the translucent electrode 2 of the other photovoltaic element SC.

【0007】加えて、上記光電変換層3…及び背面電極
4…の積層体が膜厚方向に除去されて成る透光部H…が
複数個設けてある。
In addition, a plurality of light-transmitting portions H are provided by removing the stacked body of the photoelectric conversion layers 3 and the back electrodes 4 in the thickness direction.

【0008】斯かる構造の太陽電池にあっては、図中矢
印Lの方向から入射した光のうち一部は光電変換層3…
で吸収され光起電力の発生に寄与し、一方透光部H…に
入射した光は透光性電極2…を介して背後に透過するこ
とから、発電能力を有すると共に透光性を兼ね備えてお
り、このため窓ガラスや自動車のサンルーフへの適用が
可能となる。
In the solar cell having such a structure, a part of the light incident from the direction of arrow L in the figure is partially converted into the photoelectric conversion layers 3.
Contributes to the generation of photovoltaic power, while the light incident on the translucent portions H is transmitted behind through the translucent electrodes 2, so that it has power generation capability and also has translucency. Therefore, it can be applied to window glasses and sunroofs of automobiles.

【0009】斯かるシースルー型の太陽電池の製造工程
を、図8に示した工程別断面構造図を参照して説明す
る。尚、同図において図7と同一の部分には同一の符号
を付している。
A manufacturing process of such a see-through type solar cell will be described with reference to a sectional structural view of each process shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.

【0010】まず、同図(A)に示す工程に於いては、
ガラス、石英等の絶縁性を有する透光性基板1の表面
に、熱CVD法又はスパッタ法を用いてSnO2、IT
O等の透光性導電膜を形成し、レーザ光の照射によりそ
の一部を溝状に除去して短冊状となった複数個の透光性
電極2…を形成する。
First, in the process shown in FIG.
The surface of a light-transmitting substrate 1 having an insulating property such as glass or quartz is coated with SnO 2 , IT by thermal CVD or sputtering.
A light-transmitting conductive film such as O is formed, and a part thereof is removed in a groove shape by irradiation with a laser beam to form a plurality of strip-shaped light-transmitting electrodes 2.

【0011】次に、同図(B)に示す工程に於いては、
上記複数個の透光性電極2…を覆って前記透光性基板1
上に、プラズマCVD法を用いてp型非晶質シリコンカ
ーバイド膜、真性非晶質シリコン膜及びn型非晶質シリ
コン膜を順次積層する。そして、レーザ光の照射により
これら非晶質半導体膜の積層体の所定部を溝状に除去し
て、複数の光電変換層3…とする。
Next, in the step shown in FIG.
The light-transmitting substrate 1 covers the light-transmitting electrodes 2.
A p-type amorphous silicon carbide film, an intrinsic amorphous silicon film, and an n-type amorphous silicon film are sequentially stacked thereon by using a plasma CVD method. Then, a predetermined portion of the stacked body of the amorphous semiconductor films is removed in a groove shape by irradiation with a laser beam to form a plurality of photoelectric conversion layers 3.

【0012】次いで、同図(C)に示す工程において
は、前記光電変換層3…を覆って透光性基板1上に、A
g,Al等の金属膜4’を形成すると共に、この金属膜
4’上にフォトレジストを塗布し、露光及び現像工程を
介してレジストパターンRを形成する。
Next, in the step shown in FIG. 1C, the light-transmitting substrate 1
A metal film 4 'of g, Al or the like is formed, and a photoresist is applied on the metal film 4', and a resist pattern R is formed through exposure and development steps.

【0013】そして、同図(D)に示す工程において
は、ウエットエッチング法により上記レジストパターン
Rから露出した金属膜4’の露出部分を除去すること
で、複数個の背面電極4…を形成すると共に、透光部H
…に対応する部分の金属膜4’を除去する。
In the step shown in FIG. 1D, a plurality of back electrodes 4 are formed by removing the exposed portions of the metal film 4 'exposed from the resist pattern R by wet etching. Together with the translucent part H
Are removed from the portion corresponding to...

【0014】尚、この工程において、透光性電極2…、
光電変換層3…、及び背面電極4…の積層体からなる複
数個の光起電力素子SC…が、互いに電気的に直列接続
されることとなる。
In this step, the transparent electrodes 2...
A plurality of photovoltaic elements SC composed of a laminate of the photoelectric conversion layers 3 and the back electrodes 4 are electrically connected to each other in series.

【0015】最後に、同図(E)に示す工程において
は、レジストパターンRをマスクとして反応性イオンエ
ッチング法により透光部H…に対応する部分の光電変換
層3…を除去し、最後にレジストパターンRを除去して
図7に示したシースルー型の太陽電池を製造する。
Finally, in the step shown in FIG. 1E, the portion of the photoelectric conversion layer 3 corresponding to the light transmitting portions H is removed by reactive ion etching using the resist pattern R as a mask. By removing the resist pattern R, the see-through type solar cell shown in FIG. 7 is manufactured.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記の方法
ではフォトレジストの塗布、露光、現像、エッチング等
の工程が必要となるためプロセスが繁雑となり、製造に
長時間を要する、という課題があった。
However, the above-mentioned method requires the steps of coating, exposing, developing, etching and the like of a photoresist, so that the process becomes complicated and the production takes a long time. .

【0017】加えて、上記透光部の大きさは高々直径数
100μm程度であるため、上記のようなレジストを用
いる工程では高精度の加工が困難である、という課題も
あった。
In addition, since the size of the light transmitting portion is at most about several hundred μm in diameter, there is a problem that high-precision processing is difficult in the above-described process using a resist.

【0018】さらに、この課題を解決するために、レー
ザ光照射により透光部の加工を行うことも考えられる。
然し乍ら、シースルー型の太陽電池の場合、例えば10
cm角の面積中に約10000個の透光部を形成する必
要があることから、スポット状のレーザ光を、その位置
を変えて繰り返し照射する方法ではやはり加工に長時間
を要する、という課題があった。
Further, in order to solve this problem, it is conceivable to process the light transmitting portion by irradiating a laser beam.
However, in the case of a see-through type solar cell, for example, 10
Since it is necessary to form about 10,000 light-transmitting parts in an area of a cm square, the method of repeatedly irradiating a spot-shaped laser beam at different positions also requires a long processing time. there were.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、斯かる課題を
解決するために、透光性基板の表面に、透光性電極、光
電変換層及び背面電極が積層され、且つ前記背面電極及
び光電変換層が膜厚方向に除去されてなる透光部を複数
個備えた太陽電池の製造方法であって、前記背面電極又
は光電変換層の材質に応じて選択される反応性ガス雰囲
気中にて、複数個の、微小径を有する突起状電極に高周
波電力を印加し、複数個の突起状電極の頂点近傍にポイ
ント状のプラズマを生起する工程と、該プラズマに前記
透光性基板の表面を曝すことにより、前記プラズマ中で
生成された反応性ラジカルと、前記表面上の背面電極又
は光電変換層と、を反応させ、プラズマに曝された部分
の背面電極又は光電変換層を、前記突起状電極の断面形
状と略同一形状に除去し、前記透光部を形成する工程
と、を備えたことを特徴としている。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a light-transmitting electrode, a photoelectric conversion layer, and a back electrode are laminated on a surface of a light-transmitting substrate. A method of manufacturing a solar cell including a plurality of light-transmitting portions in which a photoelectric conversion layer is removed in a film thickness direction, wherein the back electrode or a reactive gas atmosphere selected according to a material of the photoelectric conversion layer is provided. Applying high frequency power to a plurality of projecting electrodes having a small diameter to generate a point-like plasma near the apexes of the plurality of projecting electrodes; and applying the plasma to the surface of the transparent substrate. By reacting the reactive radicals generated in the plasma with the back electrode or the photoelectric conversion layer on the surface, the back electrode or the photoelectric conversion layer of the portion exposed to the plasma is exposed to the protrusions. Almost the same shape as the cross-sectional shape of the electrode Was removed, it is characterized by comprising a step of forming the light transmitting portion.

【0020】また、前記反応性ガスを切り換えること
で、前記背面電極を除去する工程と、前記光電変換層を
除去する工程と、を連続して行うことを特徴としてい
る。
Further, the method is characterized in that the step of removing the back electrode and the step of removing the photoelectric conversion layer are performed continuously by switching the reactive gas.

【0021】さらには、前記透光性基板と前記突起状電
極とを相対的に近づけることで、前記背面電極又は光電
変換層を膜厚方向に除去することを特徴としている。
Further, the present invention is characterized in that the back electrode or the photoelectric conversion layer is removed in the thickness direction by relatively bringing the light transmitting substrate and the protruding electrode closer to each other.

【0022】[0022]

【実施の形態】まず、図1を参照して、本発明製造方法
にて使用するポイント状のプラズマについて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, referring to FIG. 1, a point-like plasma used in the manufacturing method of the present invention will be described.

【0023】図1はポイント状のプラズマを発生する反
応装置の概略構成図であり、図示しない排気系により排
気されるチャンバ10内には、長さ1cm程度、直径約
100μm程度の円形の断面形状を有する複数個の突起
状電極11…が、夫々外部に備えられた高周波電源13
に接続されて設けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a reactor for generating a point-shaped plasma. A chamber 10 evacuated by an exhaust system (not shown) has a circular cross section of about 1 cm in length and about 100 μm in diameter. A plurality of protruding electrodes 11 having a high frequency power source 13
Is provided.

【0024】12は上記突起状電極11…の頂点に対向
して配置された被加工物であり、14はチャンバ10内
に反応性ガスを導入するためのガス導入系である。
Numeral 12 denotes a workpiece arranged to face the apex of the protruding electrodes 11... 14 denotes a gas introduction system for introducing a reactive gas into the chamber 10.

【0025】斯かる構造の装置において、チャンバ10
内に反応性ガスを導入し、0.1〜10気圧の圧力に保
持した状態で突起状電極11…に1電極当り1〜500
Wの高周波電力を印加すると、電界が突起状電極11…
の頂点近傍に集中するためにこの部分でプラズマが局在
化し、半径150μm程度のポイント状となったプラズ
マ15…が生起される。そして、このプラズマ15…に
被加工物12を曝すと、プラズマ中で生成された反応性
ラジカルと被加工物12の構成材とが反応し、被加工物
12のプラズマ15に曝された部分が、突起状電極11
…の断面形状を反映して円形に除去されることとなる。
In the apparatus having such a structure, the chamber 10
A reactive gas is introduced into the inside, and the protruding electrodes 11 are kept at a pressure of 0.1 to 10 atm.
When a high frequency power of W is applied, the electric field is changed to the protruding electrodes 11.
Is concentrated in the vicinity of the vertex, and the plasma is localized in this portion, and a point-shaped plasma 15 having a radius of about 150 μm is generated. When the workpiece 12 is exposed to the plasma 15, reactive radicals generated in the plasma react with constituent materials of the workpiece 12, and a portion of the workpiece 12 exposed to the plasma 15 is exposed. , Projecting electrode 11
Are removed in a circular shape reflecting the sectional shape of.

【0026】尚、圧力を10気圧よりも高くすると、ポ
イント状のプラズマを発生させるためには突起状電極1
1…に印加する高周波電力を大きくする必要があるため
消費電力が大きくなり実用上好ましくない。また、圧力
が0.1気圧未満であるとプラズマの局在化が十分にな
されず加工精度が悪くなる。従って、圧力の範囲は0.
1〜10気圧の範囲が好ましく、1〜3気圧の範囲がよ
り好ましい。
When the pressure is higher than 10 atm, a point-shaped plasma is required to generate a point-shaped plasma.
Since it is necessary to increase the high-frequency power to be applied to 1,... On the other hand, if the pressure is less than 0.1 atm, the localization of the plasma is not sufficiently performed, and the processing accuracy deteriorates. Therefore, the pressure range is 0.
A range of 1 to 10 atm is preferable, and a range of 1 to 3 atm is more preferable.

【0027】また、印加する高周波電力の周波数は、高
いほうがプラズマ中の電子、イオンの振幅が小さくな
り、試料へ到達する電子、イオンの数が減少するため、
電子、イオンの衝突に因る試料の格子損傷や熱損傷を低
減することができるものの、3GHz以上の周波数の高
周波電力を供給することは現在のところ技術的に困難で
ある。一方、周波数が10MHz未満になると電子やイ
オンの衝突に因る試料の格子損傷や熱損傷の増加に加え
てプラズマが広がってしまうことに因り加工精度が低く
なる。従って、印加する高周波電力の周波数は10MH
z〜3GHzが好ましい。
The higher the frequency of the applied high frequency power, the smaller the amplitude of the electrons and ions in the plasma and the smaller the number of electrons and ions reaching the sample.
Although it is possible to reduce lattice damage and thermal damage of the sample due to collision of electrons and ions, it is technically difficult at present to supply high-frequency power having a frequency of 3 GHz or more. On the other hand, if the frequency is less than 10 MHz, the processing accuracy is lowered due to the spread of plasma in addition to the increase in lattice damage and thermal damage of the sample due to the collision of electrons and ions. Therefore, the frequency of the applied high-frequency power is 10 MHz.
z to 3 GHz is preferred.

【0028】チャンバ10内に導入する反応性ガスの種
類は、加工する試料の種類に応じて適宜選択すれば良
く、例えばAg,Al等の金属、及びSnO2,ITO
等の金属酸化物に対しては、Cl2,BCl3,CCl4
等のCl系ガスが好ましい。またシリコンを主体とする
半導体膜に対してはSF6,CF4等のF系のハロゲンガ
スが好ましい。このように、加工する膜の材質に応じて
反応性ガスを適宜選択することにより、下地への損傷の
ない選択的な加工が可能となる。
The type of the reactive gas introduced into the chamber 10 may be appropriately selected according to the type of the sample to be processed. For example, metals such as Ag and Al, and SnO 2 , ITO
For metal oxides such as Cl 2 , BCl 3 and CCl 4
And the like are preferable. For a semiconductor film mainly composed of silicon, an F-based halogen gas such as SF 6 or CF 4 is preferable. Thus, by appropriately selecting the reactive gas according to the material of the film to be processed, it is possible to perform selective processing without damaging the base.

【0029】これらの反応性ガスは、通常He,Ne,
Ar等の不活性ガスにより希釈されて使用される。前述
した反応圧力、高周波の周波数等の条件範囲では、反応
ガスの希釈率が0.1%未満になると反応性ラジカルの
濃度が低くなり過ぎるために加工効率が悪くなり、また
30%以上になるとプラズマの生成、維持が困難にな
る。従って、希釈率は0.1〜30%の範囲、より好ま
しくは0.1〜10%の範囲とすることが好ましい。
These reactive gases are usually He, Ne,
It is used after being diluted with an inert gas such as Ar. In the above-mentioned condition ranges such as the reaction pressure and the frequency of the high frequency, when the dilution ratio of the reaction gas is less than 0.1%, the concentration of the reactive radical becomes too low, so that the processing efficiency deteriorates. It becomes difficult to generate and maintain plasma. Therefore, the dilution ratio is preferably in the range of 0.1 to 30%, more preferably in the range of 0.1 to 10%.

【0030】加えて、本発明にあっては反応性ガスを、
図1に矢印で示す如く突起状電極11…の長手方向に導
入することで、反応性ガスの有効利用を図っている。
In addition, in the present invention, the reactive gas is
By introducing the protruding electrodes 11 in the longitudinal direction as shown by arrows in FIG. 1, effective utilization of the reactive gas is achieved.

【0031】この時、反応性ガスの流速が音速、例えば
0℃、1気圧において、He中では970m/秒、Ne
中では435m/秒、Ar中では319m/秒、を越え
ると発生するプラズマの状態が不安定になる傾向にある
ことから、反応性ガスの流速は0〜200m/秒の範囲
とした。
At this time, when the flow rate of the reactive gas is sonic, for example, 0 ° C. and 1 atm, 970 m / sec in He and Ne
When the temperature exceeds 435 m / sec in Ar and 319 m / sec in Ar, the state of the generated plasma tends to become unstable. Therefore, the flow rate of the reactive gas is set in the range of 0 to 200 m / sec.

【0032】次に、本発明に係わる太陽電池の製造方法
の実施形態を、図2乃至図6に示した工程別素子構造断
面図を参照して説明する。尚、図中図7と同一の部分に
は同一の符号を付している。
Next, an embodiment of a method for manufacturing a solar cell according to the present invention will be described with reference to cross-sectional views of an element structure for each process shown in FIGS. In the figure, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.

【0033】まず図2に示す工程に於いて、ガラスから
なる絶縁性の透光性基板1上に、SnO2からなる膜厚
4000Åの透光性電極2を熱CVD法或いはスパッタ
法により形成し、そしてレーザ光の照射により所定部分
を溝状に除去し、複数の透光性電極2…を形成する。
First, in a step shown in FIG. 2, a light-transmitting electrode 2 of SnO 2 having a thickness of 4000 ° is formed on an insulating light-transmitting substrate 1 of glass by a thermal CVD method or a sputtering method. Then, a predetermined portion is removed in a groove shape by irradiating a laser beam to form a plurality of translucent electrodes 2.

【0034】次に、図3に示す工程に於いては、透光性
電極2…を覆って前記透光性基板1上に、プラズマCV
D法を用いて膜厚約100Åのp型非晶質シリコンカー
バイド膜、膜厚約4000Åの真性非晶質シリコン膜、
及び膜厚約200Åのn型非晶質シリコン膜を順次積層
した。
Next, in the step shown in FIG. 3, a plasma CV is applied on the transparent substrate 1 so as to cover the transparent electrodes 2.
A D-type amorphous silicon carbide film having a thickness of about 100 ° using a D method, an intrinsic amorphous silicon film having a thickness of about 4000 °,
And an n-type amorphous silicon film having a thickness of about 200 ° was sequentially laminated.

【0035】尚、上記p型非晶質シリコンカーバイド
膜、真性非晶質シリコン膜及びn型非晶質シリコン膜の
形成にあたっては、原料ガスとして夫々SiH4、CH4
及びB 26の混合ガス、SiH4ガス、SiH4及びPH
3の混合ガスを夫々用いている。
The above-mentioned p-type amorphous silicon carbide
Film, intrinsic amorphous silicon film and n-type amorphous silicon film
In formation, SiH was used as a source gas.Four, CHFour
And B TwoH6Mixed gas of SiHFourGas, SiHFourAnd PH
ThreeAre used respectively.

【0036】そして、上記非晶質半導体膜の積層体の所
定部分を、レーザ光の照射により溝状に除去し、複数の
光電変換層3…を形成する。
Then, a predetermined portion of the stacked body of the amorphous semiconductor film is removed in a groove shape by irradiating a laser beam to form a plurality of photoelectric conversion layers 3.

【0037】次いで、図4に示す工程においては、上記
複数の光電変換層3…を覆って前記透光性基板1上に、
膜厚約2μmのAl膜をスパッタ法或いは蒸着法により
形成し、その所定部分をレーザ光の照射により溝状に除
去して複数の背面電極4…を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 4, on the translucent substrate 1 covering the plurality of photoelectric conversion layers 3.
An Al film having a thickness of about 2 μm is formed by a sputtering method or a vapor deposition method, and a predetermined portion thereof is removed in a groove shape by irradiating a laser beam to form a plurality of back electrodes 4.

【0038】尚、以上の工程により、透光性電極2…、
光電変換層3…、及び背面電極4…からなる光電変換素
子SC…が、互いに電気的に直列接続されることとな
る。
By the above steps, the translucent electrodes 2...
The photoelectric conversion elements SC including the photoelectric conversion layers 3 and the back electrodes 4 are electrically connected to each other in series.

【0039】さらに、図5に示す工程においては、上記
透光性電極2…、光電変換層3…及び背面電極4…が形
成された透光性基板1を、図1に示した加工装置におけ
る被加工物の位置に設置する。
Further, in the step shown in FIG. 5, the light transmitting substrate 1 on which the light transmitting electrodes 2,..., The photoelectric conversion layers 3,. Install at the position of the workpiece.

【0040】ここで、突起状電極11…としては、長さ
約10mm、直径約300μmの、略円形の断面形状を
有する電極を、約1mm間隔でマトリクス状に配置した
ものを用いた。そして、チャンバ内に反応性ガスとして
Heで約5%に希釈されたCl2ガスを導入し、圧力を
1気圧に保った状態で、150MHzの周波数の高周波
電力を突起状電極11…の夫々に約20Wの電力で印加
することにより、突起状電極11…の頂点近傍に直径約
400μmのポイント状のプラズマを生起した。
Here, as the protruding electrodes 11, an electrode having a length of about 10 mm and a diameter of about 300 μm and having a substantially circular cross section was arranged in a matrix at intervals of about 1 mm. Then, a Cl 2 gas diluted to about 5% with He is introduced as a reactive gas into the chamber, and a high-frequency power of a frequency of 150 MHz is applied to each of the protruding electrodes 11 while maintaining the pressure at 1 atm. By applying a power of about 20 W, a point-like plasma having a diameter of about 400 μm was generated near the apex of the protruding electrodes 11.

【0041】この状態で、昇降手段(図1には図示せ
ず)により透光性基板1表面を突起状電極11…に近づ
け、該基板1表面に形成された背面電極4…を上記ポイ
ント状のプラズマに曝すことで、該プラズマ中に生成さ
れた塩素系の反応性ラジカルと背面電極4…を構成する
Alとを反応させ、プラズマに曝された部分の背面電極
4…を突起状電極11…の断面形状に対応して円形に複
数個所除去した。
In this state, the surface of the light-transmitting substrate 1 is brought close to the protruding electrodes 11 by lifting means (not shown in FIG. 1), and the back electrodes 4 formed on the surface of the substrate 1 are point-shaped. , The chlorine-based reactive radicals generated in the plasma react with Al constituting the back electrodes 4. The exposed portions of the back electrodes 4. A plurality of circular portions were removed corresponding to the cross-sectional shape of.

【0042】そして、さらに透光性基板1を突起状電極
11…に近づけることで背面電極4…を完全に除去す
る。この時の所要時間は約3秒であった。
Then, the back electrodes 4 are completely removed by further bringing the translucent substrate 1 closer to the protruding electrodes 11. The required time at this time was about 3 seconds.

【0043】尚、この時仮に背面電極4…のオーバーエ
ッチングが生じ、塩素系の反応性ラジカルに光電変換層
3…が曝され、該層3…を構成する非晶質シリコン系半
導体がエッチングされたとしても特に問題はない。
At this time, if the back electrodes 4 are over-etched, the photoelectric conversion layers 3 are exposed to chlorine-based reactive radicals, and the amorphous silicon-based semiconductor forming the layers 3 is etched. There is no particular problem.

【0044】引き続いて図6に示す工程においては、一
端突起状電極11…への高周波電力の印加を停止し、プ
ラズマの発生を止めた後、反応性ガスをHeで1%に希
釈されたSF6ガスに切り換え、再度突起状電極11…
に高周波電力を印加して突起状電極11…の頂点近傍に
ポイント状のプラズマを生起する。尚、この時の圧力は
約1気圧であり、1つの突起状電極11…の夫々に約1
0Wの電力で、周波数150MHzの高周波電力を印加
した。
Subsequently, in the step shown in FIG. 6, the application of the high-frequency power to the protruding electrodes 11 is stopped once, the generation of plasma is stopped, and then the reactive gas is diluted to 1% with He. Switch to 6 gases and again projecting electrodes 11 ...
To generate point-like plasma near the vertices of the protruding electrodes 11. At this time, the pressure is about 1 atm, and each of the one protruding electrodes 11 is about 1 atm.
High-frequency power with a frequency of 150 MHz was applied at a power of 0 W.

【0045】この状態で再度昇降手段により透光性基板
1を突起状電極11…に近付け、透光性基板1上に形成
された光電変換層3…を突起状電極11…の頂点近傍に
生起されたポイント状のプラズマに曝らす。
In this state, the translucent substrate 1 is brought closer to the protruding electrodes 11 by the elevating means again, and the photoelectric conversion layers 3 formed on the translucent substrate 1 are generated near the apexes of the protruding electrodes 11. To the point plasma.

【0046】斯かる工程において、プラズマ中に生成さ
れたフッ素系の反応性ラジカルと光電変換層3…を構成
している非晶質シリコン或いは非晶質シリコンカーバイ
ドとが反応し、プラズマに曝された部分の光電変換層3
…が突起状電極11…の断面形状に対応して略円形に除
去されることとなる。
In such a step, the fluorine-based reactive radicals generated in the plasma react with the amorphous silicon or amorphous silicon carbide constituting the photoelectric conversion layers 3 and are exposed to the plasma. Photoelectric conversion layer 3
Are removed in a substantially circular shape corresponding to the cross-sectional shape of the protruding electrodes 11.

【0047】そして、さらに透光性基板1を突起状電極
11…に近づけることで光電変換層3…を完全に除去
し、背面電極4…と光電変換層3…とが除去されてなる
複数個の透光部H…を形成する。この時の所要時間は約
1秒であった。
Further, by bringing the light-transmitting substrate 1 closer to the protruding electrodes 11, the photoelectric conversion layers 3 are completely removed, and a plurality of the transparent electrodes 3 and the photoelectric conversion layers 3 are removed. Are formed. The required time at this time was about 1 second.

【0048】尚、この時仮に光電変換層3…のオーバー
エッチングが生じ、フッ素系の反応性ラジカルに透光性
電極2…が曝されたとしても、該電極2…を構成するS
nO 2とフッ素系の反応性ラジカルとが反応することは
ないので、透光性電極2…に悪影響を及ぼすことがな
い。
At this time, if the photoelectric conversion layers 3
Etching occurs and is transparent to fluorine-based reactive radicals
Even if the electrodes 2 are exposed, the S
nO TwoReacts with fluorine-based reactive radicals
There is no adverse effect on the translucent electrodes 2.
No.

【0049】以上詳述した如く、本発明製造方法によれ
ば、複数個の突起状電極11…を用いることにより複数
個の透光部H…の加工を一括して行うことができるの
で、従来よりも製造時間を大幅に短縮することが可能と
なる。
As described above in detail, according to the manufacturing method of the present invention, a plurality of light-transmitting portions H can be collectively processed by using a plurality of projecting electrodes 11. Thus, the manufacturing time can be greatly reduced.

【0050】また、背面電極4…と光電変換層3…の除
去を反応性ガスの切り換えのみによって行うので、突起
状電極11…と透光性基板1との平面方向における位置
関係が変化することがなく、従って背面電極4…と光電
変換層3…とを同一の位置で制御性良く加工することが
できる。
Further, since the removal of the back electrodes 4 and the photoelectric conversion layers 3 is performed only by switching the reactive gas, the positional relationship between the protruding electrodes 11 and the light-transmitting substrate 1 in the planar direction changes. Therefore, the back electrodes 4 and the photoelectric conversion layers 3 can be processed at the same position with good controllability.

【0051】さらに、本発明製造方法は、反応性ラジカ
ルと被加工物との化学反応を利用しているので適当な反
応性ラジカルを選択することにより被加工物の選択的な
加工が可能であり、被加工物の下地層へ悪影響を与える
ことがない。
Further, since the production method of the present invention utilizes a chemical reaction between a reactive radical and a workpiece, it is possible to selectively process the workpiece by selecting an appropriate reactive radical. It does not adversely affect the underlying layer of the workpiece.

【0052】加えて、本発明によれば、突起状電極の大
きさ、又は圧力、印加する高周波電力或いは反応性ガス
の流量等の加工条件を制御することで、突起状電極の頂
点近傍に生起されるプラズマの大きさを制御することが
でき、従って精密な加工が可能である。
In addition, according to the present invention, by controlling processing conditions such as the size or pressure of the protruding electrode, the applied high-frequency power or the flow rate of the reactive gas, the protruding electrode can be formed near the apex of the protruding electrode. The size of the plasma to be applied can be controlled, and therefore, precise processing is possible.

【0053】尚、上述の実施形態にあっては透光性基板
1を突起状電極11…に近づけることで背面電極4…又
は光電変換層3…の除去加工を行うようにしたが、これ
に限らず突起状電極11…を透光性基板1に近づけても
よく、突起状電極11…と透光性基板1とを相対的に近
づけるようにすれば良い。
In the above-described embodiment, the back electrode 4 or the photoelectric conversion layer 3 is removed by bringing the transparent substrate 1 closer to the protruding electrodes 11. The protruding electrodes 11 may be brought closer to the translucent substrate 1 without limitation, and the protruding electrodes 11 and the translucent substrate 1 may be made relatively closer.

【0054】表1に本発明方法を用いて製造した、大き
さ約10cm×10cmで直径約0.4mmの透光部を
10000個設けたシースルー型の太陽電池の出力特
性、及び透光部を形成するのに必要な加工時間を示す。
また比較のために、従来例1としてレジストを用いて製
造した場合、及び比較例2としてレーザ光を用いて製造
した場合も合わせて示す。
Table 1 shows the output characteristics of the see-through type solar cell manufactured by using the method of the present invention and provided with 10,000 light-transmitting parts having a size of about 10 cm × 10 cm and a diameter of about 0.4 mm, and the light-transmitting parts. Indicates the processing time required to form.
Also, for comparison, a case where the semiconductor device is manufactured using a resist as Conventional Example 1 and a case where the semiconductor device is manufactured using laser light as Comparative Example 2 are also shown.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】表1に示す如く、本発明製造方法によれば
約10000個の透光部の加工を約6分と、従来の約半
分以下にまで短縮することができ、また出力特性につい
ても高い値が得られることが分かった。
As shown in Table 1, according to the manufacturing method of the present invention, the processing of about 10,000 light-transmitting parts can be reduced to about six minutes, which is about half or less of the conventional one, and the output characteristics are high. It was found that a value was obtained.

【0057】尚、本発明製造方法によれば、加工部の形
状は突起状電極11…の断面形状と略等しい形状となる
ので、例えば突起状電極11…の断面形状を6角形とす
れば、これに対応して略6角形の形状の透光部H…を得
ることができる。
According to the manufacturing method of the present invention, the shape of the processed portion is substantially the same as the cross-sectional shape of the protruding electrodes 11, so that, for example, if the cross-sectional shape of the protruding electrodes 11 is hexagonal, Correspondingly, the light transmitting portions H having a substantially hexagonal shape can be obtained.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明製造方法によれば、シースルー型
の太陽電池における複数個の透光部の形成を複数個の突
起状電極11…を用いることにより一括して行うので、
製造工程の大幅な短縮が可能となる。
According to the manufacturing method of the present invention, a plurality of translucent portions in a see-through type solar cell are formed collectively by using a plurality of projecting electrodes 11.
The manufacturing process can be significantly reduced.

【0059】また、適当な反応性ラジカルを選択するこ
とにより選択的な加工が可能となるので、被加工部以外
の部分には何ら悪影響を及ぼすことがなく、従って光電
変換特性が劣化することがない。
Further, since selective processing can be performed by selecting an appropriate reactive radical, there is no adverse effect on portions other than the processed portion, and the photoelectric conversion characteristics may be degraded. Absent.

【0060】加えて、背面電極及び光電変換層に除去加
工を施すにあたって、基板と突起状電極との平面上にお
ける相対的な位置関係を変えることがないので、同一の
位置で制御性良く除去加工を行うことができる。
In addition, when the removal processing is performed on the back electrode and the photoelectric conversion layer, the relative positional relationship between the substrate and the protruding electrodes on the plane is not changed, so that the removal processing is performed at the same position with good controllability. It can be performed.

【0061】さらには、突起状電極の大きさ、又は圧
力、印加する高周波電力或いは反応性ガスの流量等の加
工条件を制御することで、突起状電極の頂点近傍に生起
するプラズマの大きさを制御することができ、従って精
密な加工が可能である。
Further, by controlling processing conditions such as the size or pressure of the protruding electrode, the applied high frequency power or the flow rate of the reactive gas, the size of the plasma generated near the apex of the protruding electrode is controlled. It can be controlled, so that precise machining is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明製造方法で用いる加工装置の概略構成図
である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a processing apparatus used in a manufacturing method of the present invention.

【図2】本発明の実施形態に係わる製造方法を説明する
ための、工程別素子構造図である。
FIG. 2 is an element structure diagram for each process for explaining a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態に係わる製造方法を説明する
ための、工程別素子構造図である。
FIG. 3 is an element structure diagram for each process for explaining a manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態に係わる製造方法を説明する
ための、工程別素子構造図である。
FIG. 4 is an element structure diagram for each step for explaining a manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態に係わる製造方法を説明する
ための、工程別素子構造図である。
FIG. 5 is an element structure diagram for each process for explaining a manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態に係わる製造方法を説明する
ための、工程別素子構造図である。
FIG. 6 is an element structure diagram for each process for describing a manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

【図7】シースルー型の太陽電池の構造斜視図である。FIG. 7 is a structural perspective view of a see-through type solar cell.

【図8】シースルー型の太陽電池の従来の製造工程を説
明するための工程別断面構造図である。
FIG. 8 is a sectional structural view for each step for explaining a conventional manufacturing step of a see-through type solar cell.

【符号の従明】1…基板、2…透光性電極膜、3…光電
変換層、4…背面電極、H…透光部 11…突起状電極、15…ポイント状のプラズマ
[Reference Signs] 1 ... Substrate, 2 ... Transparent electrode film, 3 ... Photoelectric conversion layer, 4 ... Back electrode, H ... Transparent portion 11 ... Protruding electrode, 15 ... Point-shaped plasma

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透光性基板の表面に、透光性電極、光電
変換層及び背面電極が積層され、且つ前記背面電極及び
光電変換層が膜厚方向に除去されてなる透光部を複数個
備えた太陽電池の製造方法であって、 前記背面電極又は光電変換層の材質に応じて選択される
反応性ガス雰囲気中にて、複数個の、微小径を有する突
起状電極に高周波電力を印加し、複数個の突起状電極の
頂点近傍にポイント状のプラズマを生起する工程と、 該プラズマに前記透光性基板の表面を曝すことにより、
前記プラズマ中で生成された反応性ラジカルと、前記表
面上の背面電極又は光電変換層と、を反応させ、プラズ
マに曝された部分の背面電極又は光電変換層を、前記突
起状電極の断面形状と略同一形状に除去し、前記透光部
を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする太陽電池の製造方法。
1. A plurality of light-transmitting portions each having a light-transmitting electrode, a photoelectric conversion layer, and a back electrode laminated on a surface of a light-transmitting substrate, and the back electrode and the photoelectric conversion layer being removed in a film thickness direction. A method for manufacturing a solar cell comprising a plurality of, in a reactive gas atmosphere selected according to the material of the back electrode or the photoelectric conversion layer, a plurality of, high-frequency power to the projecting electrode having a small diameter, Applying and generating a point-shaped plasma near the apexes of the plurality of projecting electrodes; and exposing the surface of the light-transmitting substrate to the plasma.
The reactive radicals generated in the plasma are reacted with the back electrode or the photoelectric conversion layer on the surface, and the back electrode or the photoelectric conversion layer of the portion exposed to the plasma is cross-sectionally shaped by the protruding electrode. And forming the light-transmitting portion by removing the light-transmitting portion into substantially the same shape.
【請求項2】 前記反応性ガスを切り換えることで、前
記背面電極を除去する工程と、前記光電変換層を除去す
る工程と、を連続して行うことを特徴とする請求項1記
載の太陽電池の製造方法。
2. The solar cell according to claim 1, wherein the step of removing the back electrode and the step of removing the photoelectric conversion layer are performed continuously by switching the reactive gas. Manufacturing method.
【請求項3】 前記透光性基板と前記突起状電極とを相
対的に近づけることで、前記背面電極又は光電変換層を
膜厚方向に除去することを特徴とする請求項1または2
記載の太陽電池の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the back electrode or the photoelectric conversion layer is removed in a thickness direction by relatively bringing the light-transmitting substrate and the protruding electrode closer to each other.
A method for manufacturing the solar cell according to the above.
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